作者： 钟初一

1综述：

水稻是一年生禾本科植物。是我国第一大粮食作物，是粮食安全的基石，担当了国家粮食安全的第一重任，也是我国农业经济的命脉,。在我国粮食作物中，它占有40%的比重，居首位，我国有65%以上的人口以水稻为主食，而在以大米为主食的人群中60%以上的营养来自大米。由此可见，如果我国水稻生产出现任何大 的波动，都会直接威胁到我国口粮安全，国民健康，引起社会动荡。

水稻生产不仅担负确保我国粮食安全的重任，并肩负实现种粮增效、稻农增收和全面推进新农村建设的重大使命,也是新阶段我国农业和农村经济发展的中心任务之一。人口增加和耕地减少是我国的基本国情，预计到2030年，我国人口将达到16亿，我国农作物的单产需在现有的基础上提高50%以上才能满足粮食的安全供给。因此国家历来就高度重视水稻生产工作，集聚了一支包括院士、知名专家的硕大研究队伍。通过协作攻关，先后取得矮化、杂交稻和超级稻育种等国际领先的成果，强力支撑着我国水稻生产持续高产、增产与发展。但从生产实践来看良种还需要有“沃土”“良法”作配套。

据联合国粮农组织(FAO)统计,在提高作物产量中肥料的贡献约占60%。但目前对水稻肥料研发远远赶不上育种的研发进度，因而产生了肥料利用率低导致水稻产量增加幅度小的矛盾，极大地削弱了水稻良种的性能。特别一些微量元素，它们在水稻体内含量微少，我们对它们与水稻关系也尚未研究透彻，但它们对水稻特殊作用是不可轻估，其中硒元素就是其中一种。

许多地方实践证明，微量元素严重的缺乏可以使许多植物发生病害症状而减产甚至颗粒无收。过去有些植物病害发生后，人们并不十分了解原因，有时错误地认为是真菌病害或细菌病害，现已证实这些病害是由于土壤中缺少某种微量元素而引起的。因此，微量元素没有合理配合应用成了当前制约包括水稻在内的植物生长主要因素，特别是因缺硒对水稻及其它农作物生长带来的负面影响更为突出。

目前，“植物营养学”中把硒元素暂定为是“植物生长有益元素。”虽然水稻也是“非聚硒植物”但在土壤普遍缺乏的背景下，给水稻增施适量硒的营养，能提高水稻对其元素吸收量，增强抗逆性，促进植物生长，缩短生长期、提高生物量，改善其产品品质，提高其营养价值，还能增强其某方面的药理性能的效果。特别采用“钟氏富硒技术”开发的“硒土壤调理剂”或“生物富硒有机－无机复合肥”其效果更佳。

因为我们富硒水稻开发项目中，重点对水稻生长与硒元素及其它营养元素需求关系作了研究，在根据水稻需肥规律，应用生物技术对肥料进行了减缓溶解和释放速度改型改性研究，通过“硒土壤调理剂”对化学肥料的络合、螯合功能，减缓肥料的溶解和释放速度来实现肥料的缓释、控释。开发符合水稻养分吸收动态的新型肥料。并对该肥在水稻硒富集、转化，生长发育等进行了系统试验研究,而且得到了而且得到了提高稻谷硒含量，增加产的较为理想结果。

21世纪以来，由于自然学科技术的相互渗透，农业技术已远远不是单凭生产经验，而是需要许多相关科学家不懈努力，以多学科相互交叉、综合性的科学实验为依据。而我国农业生产也正在从单纯追求产量增长型，逐步向产量与质量、效益并重型转变。以提高农产品质量为核心的“生物富硒技术”具有这种功能。

2.生物富硒技术与钟氏生物富硒技术简介：

2.1.生物富硒技术简介：

生物富硒技术也称为微量元素硒的生物有机化科技，它是生命科学领域中微量元素生物有机化项目中的一个以“硒元素”为中心子项目。它包涵了生物对硒的作用及以生物为载体的有机硒产品生产应用技术。其中以微生物、植物、动物、为载体的有项目与农业生产关系密切。

2.2.钟氏生物富硒技术简介：

钟氏生物富硒技术，是由笔者（钟初一）在1999年与当时在“华中科技大学”攻读硕士学位的钟凡共同研发的。为与其它企业应用的技术相区别，特简称“钟氏生物富硒技术”。

在硒对人体健康作用被确认后，开发富硒农产品、富硒食品便成了当前农牧业、保健品及生物医药产业的新产品开发的热点。国内相继出现了许多富硒产品生产基地，众所周知，生产富硒产品就需要有“硒源”，而不同的硒源有不同的使用方式、不同的成本和使用效果。纵观当前生产富硒农产品、富硒食品所用硒源绝大多数为无机硒，应用的技术以传统化学模式为主。而我们选用的硒源是有机硒，采用的技术是生物化学模式。从硒源到应用技术与其他企业有本质上的差异。

无机硒的生物利用率低、适用范围较窄，稍微不慎就会超标造成中毒。对植物来说，化学无机硒类仅只能作叶面肥不适合做基肥，做基肥用施用后，无机硒大部分会被土壤固定失效。而且生产化学无机硒类需要高品位的硒矿，在世界上普遍缺硒的现状下，存在原材料价格昂貴，资源得不到保障等问题。因此，以无机硒为基础硒源不能解决广袤土壤缺硒问题。

而我们选用的硒源是鄂西地区特有的“富硒碳质页岩”，它是在一种特定浅海环境下，海洋中富含硒的菌藻类、浮游生物、植物等遗骸经过微生物的分解和转化,以及地球化学的一系列过程产生和积累起来的一类有机物质浓缩体，它除了富含硒以外还含60多种元素和有机碳。而且储藏量大，挖掘方便成本低，以富硒碳质页岩为硒源，能有效解决广袤土壤缺硒问题。

钟氏生物富硒技术特征是：以鄂西地区特有的“富硒碳质页岩”为基础硒源；以生物技术为主要手段；以解决土壤缺硒难题为突破口；以大农业为开发方向，根据我国民众日常膳食习惯开发富硒农产品，使国民从日常膳食中获得人体所需硒营养。

3.钟氏生物富硒技术对水稻种植中的作用：

钟氏生物富硒技术在水稻种植中主要有提高产量和提高含硒量二个作用。在水稻生长中，所需的必需元素有17种之多（或比这还多），而且它们之间要有个合理搭配。单纯地施用氮、磷、钾三种化肥己不适应水稻生理需求了。特别是硒元素在我国土壤中普遍缺乏。而且水稻是在长期淹水（厌氧），季节性排干（好氧），干湿交替条件下生长的。水稻生长环境导致水稻土的硒元素利用率较旱田的低，而且水稻属于非聚硒植物，虽能够吸收环境中的硒，但富集硒的能力不强。

根据试验,水稻在低硒的环境里能够生长发育,开花结实。但增加硒营养供应明显有利于水稻生长。对水稻生长发育及产量增长有促进作用。特别是使用钟氏生物富硒技术生产的硒土壤调理剂，效果更显著。其作用有：

1）提高水稻产量：用钟氏生物富硒技术种植水稻，应用的是以基肥型式提供的硒营养为主要措施，以叶面追肥为辅的模式。而且施入生物富硒技术生产的“硒土壤调理剂”，除含有能满足水稻生长过程中所需要的硒外，还含有40多种对水稻生长有益元素及微生物生长、分泌、代谢、死亡所产生的代谢产物（如酶、生物激素）及多种活性基团。而且硒土壤调理剂中硒的结合态也是适合植物生长有机态的硒，容易为稻所吸收。以基肥型式在整田时就施入稻田中，使水稻生长的早期开始吸收一定量的硒,不仅对水稻的营养生长、根系发育有显著作用，亦对水稻产量的形成有良好的促进作用，它体现在明显提高水稻苗期的根系活力和分蘖期、孕穗期的谷胱甘肽过氧化物酶活性，可使水稻籽粒中的氮、硒明显高于对照，水稻籽粒的空秕率大大降低，这种在水稻生长的早期开始供硒的处理，均比对照增产，增产幅度在10%以上。而且稻谷出米率还提高了4%～5％。

2）增强水稻抗性，抵御逆境：水稻易受干旱、低温、高温、病害侵染等多种逆境伤害。现已有研究发现，逆境伤害的共同机制之一是伴随自由基生成量的增加，而硒被誉为自由基垃圾的“清道夫”，是过量自由基的直接清除剂，通过生物抗氧化作用提高植物免疫机制，增强植物对病虫害和各种逆境的抵抗力。

3）硒参与植物的新陈代谢，缩短水稻生长期：硒能部分取代巯基中的硫,以硒代氨基酸形式参与蛋白质的合成，硒能促进碳素同化产物向根系运转，促进根系贮藏多糖、结构多糖、结构蛋白等物质合成与积累。能缩短水稻生长期（约7天）。在早、晚双季稻组合种植区内，能给水稻提供14天缓冲自然气侯和双抢压力。为推广双季稻组合种植提供条件。

4）硒能拮抗重金属镉、铅、汞、铊、砷的毒性：硒土壤调理剂中硒主要是通过与重金属结合成难溶复合物，使其不能被吸收而排出体外，抵御环境污染对植物造成的危害，降低稻谷中重金属镉、铅、汞、铊、砷的含量。

5）能有效提高含硒量：基肥型式将硒土壤调理剂施入稻田中使水稻生长的早期开始对硒吸收、转化、富集,比仅在水稻生长中期补硒效果好。供硒水平对硒的富集量呈显著的正相关性。在2006我们曾生产出含硒量高达0.76mg/kg稻谷。能有效地生产出富硒稻谷。

4.钟氏生物富硒技术在水稻产业中的作用：

1）能凸现杂交稻和超级稻良种优势、保障水稻产业可持续高产：当前，我国水稻育种工作在众多院士、知名专家的研究、协作攻关，先后取得矮化、杂交稻和超级稻育种等国际领先的成果，强力支撑着我国水稻生产高产、增产与发展。当前我国水稻亩产己高达900公斤，但从生产实践来看良种还需要有“沃土”“良法”作配套。因为水稻是由多种矿物质组成的，水稻产量越高，从土壤中带走的矿物质越多，而且水稻种植属连作模式，每季带走的矿物质相同，如不能及时全面补允水稻带走的矿物质，就会导致土壤矿物质减少，使水稻患“缺素症”。而且我国现行的水稻施肥模式只注重氮、磷、钾肥，不施微量元素肥。这就大大削杂交稻和超级稻良种优势。

钟氏生物富硒技术开发的“富硒土壤调理剂”除含有丰富的硒元素外，含有60多种矿物元素，其中40余种为植物生长必需或有益元素，能有效地给土壤补充多种矿物质，而且各种矿物质组合比例也很适宜植物营养规律，水稻施用硒土壤调理剂配制的水稻专用肥后,有效叶面积增大,叶片浓绿,促使作物根系发达,新根白根增多,根群旺盛,根系活力强,不但植株清秀老健,同时大大提高了作物的抗病害能力和抗逆性,使作物茎秆粗壮,抗倒伏能力增强,籽粒饱满,结实率提高,增加了千粒重,改良了作物的品质和口味,能凸现杂交稻和超级稻良种优势。

2）能提高水稻经济价值：用钟氏生物富硒技术种植水稻加工的大米不仅米质好、吃口佳,其有害重金属镉、铅、的含量低于对照，上市后深受城乡居民欢迎。而且生产出高标准富硒大米，还强化了大米营养作用和药用功能使水稻由解决人类温饱的产品提升到具有保健功能的品质和档次，其价格高于同类米的50%-3倍。高的商品价格和大的利润空间，能给水稻种植者、加工者、经销者带来较大的利润。

而且水稻的副产品：稻草、稻壳、米糠的利用价值也有很大提高。检测硒在水稻中分布显示，水稻中硒含量：根>稻草>米糠>稻壳>米。于是利用生物技术对米糠、稻壳及稻草这些副产品进行再加工,制得实用价值较高的新产品,如将稻草喂奶牛,生产出富硒奶；将稻壳粉碎加工成富硒饲料喂鸡,生产富硒蛋；也可用富硒米糠加工生产富硒米糠油。此外,加工生产富硒米胚芽作为富硒食品添加剂也具有非常广阔的市场前景。而且米糠加工成富硒纤维素、富硒纤维饮料；米糠与碎米深加工为降压活性肽等,提高产品附加值。这就是我们从事富硒大米开发研究的又一个新亮点,有待进一步开发。

3）能推广早稻栽培面积：我国早稻分布的地域很广，从长江流域到南海之滨都有种植。早稻相对于中、晚稻，最大的特点就是其生长期避过了大部分病虫害，基本不需使用农药，从而保证所生产的大米中残留农药少于中、晚稻。早稻是我国粮食产业的重要组成部分，但是进入20世纪90年代以后，早稻种植面积大幅度下降，我国早稻的种植面积约占当年水稻种植总面积的20％左右。因为早稻生长季节长，长江流域双季稻种植区早稻生长季节较紧。影响早稻发展的一个关键问题是组合的生育期太长,过早播种，遇早春低温就会造成烂秧、死苗等现象；推迟播种，又会影响晚稻的正常栽插。生物富硒技术：能缩短水稻生长期（约7天）在早、晚双季稻组合种植区内，能给水稻提供14天缓冲自然气侯和双抢压力。为推广双季稻组合种植提供条件。早稻面积生产的扩大将为我国解决粮食自给做出了巨大贡献。

4）能解决我国南方水稻有害重金属超标问题：水稻中有害重金属特别是“镉”超标一直是困扰我国南方水稻产业。有关资料透露，由于环保监管不到位，很多地方用污水直接灌溉农田，有的工业企业把矿渣废弃物倒入农田，由此引起重金属污染等诸多问题。湖南省农业厅在去年的全省耕地质量管理会议上曾披露，目前湖南省农产品产地重金属污染总体呈现出从轻度污染向重度复合型污染发展、从局部污染向区域污染发展、从城市郊区向广大农村发展的趋势。而全国耕地重金属污染面积在16%以上。相对于小麦、玉米等旱作作物，水稻是重金属的第一个受害者，因为在淹水的条件下，重金属活性增强，作物吸收的重金属更多，因此会出现“高镉米”这样的问题。

“富硒土壤调理剂”中的硒元素，能通过对土壤中的重金属吸附、吸解、拮抗和抑制活性作用，减轻对水稻危害。硒元素还能提高水稻抵御重金属危害能力，减少水稻镉、铅、砷等重金属的吸收量，从而降低大米中镉、铅、砷等重金属的含量。当前在尚无别的有效控制水稻中镉、铅、砷等重金属的含量的背景下，采用给水稻田施用富硒土壤调理剂，也是一个有效挽救技术措施。

5.钟氏生物富硒技术种植富硒水稻的效益分析：

5.1.经济效益：

用生物富硒技术种植水稻能使水稻产量增产10%以上，而用富硒水稻加工的富硒大米是一种有预防疫病，提高人体身体健康的功效的优质产品。其零售高于普通大米50%-3倍，富硒水稻的副产品稻草、米糠都含有很丰富提高人体身体健康的功效的优质产硒原料，其价格必然高于普通的稻草和米糠。这些增值的空间将给种植水稻的农民、开发富硒大米的企业、销售富硒大米的商家，都会带来超常规的经济效益。

5.2.社会效益：

富硒大米开发成功，为国民增添了一个有别于药物补硒的品种，把用药物、强化营养物、保健品补硒变成用食物补硒，降低了人类维护健康的成本。其显著社会效益在于保证了消费者的健康。因富硒大米有延长人生命时间，提高人生命质量，强化人生命素质的深刻内涵。而且大米是人们每天都可以食用的食品，使民众从常规膳食的途径达到预防疾病，提高身体素质的目的。这所产生的巨大社会效益怎样估计都不过分。

另外富硒水稻开发项目为水稻种植业创建了一个全新的增长方式，它的成功开发将能起到一个抛砖引玉的作用，如能在解决“三农”问题上引发出更深层的东西，将产生的社会效益是不可轻估的。

5.3.生态效益：

钟氏生物富硒技术种植水稻的，是从培养健康的土壤为切入点，到健康营养的水稻，到为人的健康提供安全、营养“无公害食品”或“绿色食品”标准的富硒大米。其生产过程除了严格遵循硒生物有机化规程外，并综合了生物学、生态学、土壤肥料学等学科的基础知识。减少了化肥和农药的施用量，减轻了化肥和农药对土壤及环境的污染，制定了一套可持续发展的实施方案。力求达到生态效益与经济效益的和谐统一。

而且利用生物富硒科技生产富硒农产品，是人类对硒在自然界大循环以外的一种经人力及食物链渠道的小循环，是对硒在自然界循环一种积极干预。能为解决我国土壤普遍缺硒的状态起到一个促进作用。产生的生态效益是不可低估的。

6.用钟氏生物富硒技术种植富硒水稻的推广模式：

富硒水稻的种植，它的生产有一套规范化的操作模式，有统一的质量标准，需一个机构来组织，督促、指导农民实施。而且富大米是一种具有保健作用和预防疾病功能的产品，它属于功能性食品、保健食品范畴，国家对它有严格的质量标准，进入流通领域需具备：商标注册、品牌名称、包装标准、企业资职等一系列规定和市场准入要求。单个农户是难以完成这些市场准入要求的。恰好我国推行的农民专业合作社模式能满足富硒大米进入流通领域需具备的要求。因此，我们在推广生物富硒技术时，先组建“富硒农产品农民专业合作社”。在合作社的框架下推广富硒水稻的种植技术，生产富硒水稻。

7.富硒水稻实验数据：

1）2006年在宜昌市远安进行了中稻的富硒种植试，经湖北省产品质量监督检验所检测，稻谷含硒量为0.76mg/kg。

2）2009年在宜昌市进行了早、中、晚稻的富硒种植试验。实验田共五亩，由五户分别承担。其中早稻用“湖北大学”与“湖北省种子集团公司”联合选育的“两优287”。

硒量：经宜昌市质量监督局检测稻谷含硒量为0.2mg/kg，加工的大米经湖北省农业厅“绿办”检测，精米硒含量为0.14和0.16mg/kg，其他指标符合无公害食品标准。

千粒重：千粒重经中南民族大学生命科学院检测，富硒种植的稻谷千粒重25.423g，本地农民对比样品的千粒重22.155g。湖北省种子公司提供的数据千粒重是24.1g，从对比显示“两优287”产量不仅高于本地农民，而且高于湖北省种子公司的实验。

3）2011年在恩施州，建始县三里乡进行了有机富硒香米种植试验，稻谷经宜昌市质量监督局检测含硒量为0.2mg/kg。建议在夷陵区下堡坪乡秀水村推广示范，以期达到良好的经济效益和社会效益。

8.小结：

生物富硒技术是当前国内生命科学领域新兴的一项产业,是一项有较大发展前景，有巨大经济效益的产业。虽然国内外对生物富硒技术在农业上的应用研究尚处于探索性阶段，无论是在广度上还是深度上，都还仅仅是一个开端而已。但初步的研究确实展现了一个广阔的前景。将生物富硒技术引入水稻种植产业，可水稻种植产业有一个跨越式发展，使农产品个超常规升值。当前用生物富硒技术种植水稻全国许多地方尚在探索之中,我们现在参入，能掌控制高点,掌握富硒产业主导权，在生物富硒产业中处于领先地位。而且对目前水稻仅靠培育良种增产的模式作一个补充。可重塑水稻产业使水稻产业再有一个跨越式发展。（图片来源于网络）