硒是人和动物维持生命不可缺少的微量元素之一，具有抗氧化、调节免疫、促进动物生长、解毒、缓解应激等功效，在维持机体健康和疾病调节中起着至关重要的作用。人体内维持适度含量的硒，对提高自身免疫力，抵抗氧化应激以及炎症性疾病有着积极意义。






然而，硒在自然界的分布并不均匀，世界上有40多个国家不同程度地缺硒。我国硒的分布也极不均衡，除部分高硒区，全国绝大部分地区（主要包括东北、华北、西北一带的二十二个省市，占我国国土面积72%，影响人数达7亿）缺硒，其中30%为严重缺硒地区。


缺硒地区的作物、动物等食物中硒含量低，这些地区人群中肝病、肿瘤、心脑血管疾病等发病率都很高。因此，补硒因其利于预防疾病和增强体质而逐渐受到重视。饮食补硒是弥补硒摄入不足的最有效方式，因此，打造富硒农业和富硒农产品，成为当前许多地方政府和农业经营者的投资热点。


然而，低硒地区盛产富硒农产品，大都通过施用亚硒酸钠硒肥的方式实现。这些施用的亚硒酸钠硒肥，只有5%-30%能被植物吸收利用，而70%-90%则残留在土壤中，并随着土壤理化性质的变迁而发生迁移、转化，污染地表和水体，影响鱼类、鸟类和陆生动物正常发育，甚至通过食物链进入人体，危害人体健康。





硒的主要存在方式有三种：无机硒，有机硒和纳米硒。无机硒（主要为亚硒酸钠）是硒在自然界存在的最主要形式，因为成本低、来源广泛，是最传统、也是目前采用最多的硒肥。有机硒是通过酵母对无机硒的转化吸收，使硒与酵母细胞内的蛋白质、氨基酸、多糖等结合，从而转化为有机硒。纳米硒是通过化学或者微生物转化的方法，将无机硒转化成零价态，大小在100-500纳米左右的硒颗粒。与无机硒相比，有机硒和纳米硒生物利用率高，对人体潜在危害低，且纳米硒安全性最高，是未来最具发展前景的硒肥。


中国科学院合肥物质科学研究院智能所吴丽芳课题组，从土壤中筛选分离出多株可以将无机硒转化成纳米硒的微生物菌株。其中，普罗威登斯菌具有优秀的无机硒耐受性能，在培养基中亚硒酸钠浓度为800mM的情况下，仍能正常生长，耐受能力大大超过目前报道的其他纳米硒合成菌株。此外，该菌株具有快速的无机硒（亚硒酸钠）还原能力，在含5mM亚硒酸钠的培养基中培养时，2小时侯即开始还原亚硒酸钠，24小时后，超过95%医生的亚硒酸钠被还原成单质硒，为目前报道的最高合成效率，具有非常好的应用前景。


依托该菌株合成的纳米硒，合肥研究院初步研制成功了纳米硒肥，田间试验结果表明，该纳米硒肥与传统亚硒酸钠硒肥具有同等的富硒效果，可使番茄、甜椒、黄瓜等作物达到富硒农产品标准，改善糖酸比，提高可溶性糖、维生素C及可溶性蛋白含量等营养品质指标，提高农产品附加值，且安全性更高，具有非常广阔的应用前景。



来源：中国科学院合肥物质科学研究院