锌肥施用与人体锌素营养健康*
缺锌,微量元素,1锌与人体健康,2人体锌的摄入,3锌肥施用与锌生物强化
张金尧,汪 洪(中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/国家化肥质量监督检验中心〔北京〕/农业农村部农产品质量安全肥料源性因子风险评估实验室〔北京〕 北京 100081)
锌是一种蓝白色金属,密度为7.14 g/cm3,熔点为419.5 ℃。锌的价电子层组态为3d104s2,失去最外层的2个s电子而呈现+2价,溶液中锌是以Zn2+形态存在。Zn2+半径为0.83×10-10m,极化力和变形性都较大,有明显的路易酸特征,常能与N、O等配体生成配位数为6的配离子,形成催化、结构、抑制和蛋白界面结合位点[1-2]。
锌是植物、动物和人体所必需的微量营养元素。1926年,植物缺锌症状在大麦和矮杆向日葵上试验得到验证[3]。20世纪60年代后,一系列含锌酶的发现推动了植物中锌生理作用的研究,进而分子生物学的发展促进了植物体内与锌吸收运输有关的转运蛋白家族(如ZIP家族等)的发现[1,4]。土壤缺锌是造成植物锌营养缺乏的主要原因,根据联合国粮农组织的报告,全世界大约有30%的耕地土壤缺锌,甚至可能高达50%,石灰质土壤、半干旱土壤缺锌现象更为普遍[5]。
人体缺乏维持健康的必需维生素和矿物质,被称为“隐性饥饿”。人体对隐性饥饿一时难以察觉,若忽视则将影响人体的健康,全球有超过20亿的人受到隐性饥饿的影响。人体微量元素锌(Zn)、铁(Fe)摄入量少,将导致诸如失明、发育迟缓、智力低下、学习障碍、工作能力低下甚至早逝等无法弥补的损害[4]。实施生物强化工程,通过生物育种和农艺措施改善以提高作物籽粒中微量元素(包括锌)的含量,从而增加人体微量元素的摄入量、促进人体健康,已经成为国际关注的热点之一[4,6]。笔者就作物锌肥施用与人体锌素摄入、人体健康等方面的研究作一综述。
1 锌与人体健康
锌存在于人体的各个器官中,其中在骨骼、肌肉、视网膜和肝脏中含量较多[4,7-8]。锌是人体中代谢最为广泛的元素,是体内200多种酶及脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的组成成分。人体中锌的生理作用主要体现在:保障大脑和神经系统的健康,尤其是处于发育期的胎儿;调节来源于生殖系统器官的激素的分泌。此外,锌对骨骼和牙齿的形成、外伤伤口的愈合、压力的缓解、头发的生长等皆有帮助[9-10]。由于锌在人体生长发育、生殖遗传、免疫、内分泌等生理过程中具有重要的作用,因此被人们冠以“生命之花”、“智力之源”的美称。人体锌的缺乏会导致身体机能下降,甚至引发多种疾病,如导致味觉和嗅觉不灵敏、手指甲上出现白斑点、易感染、肤色苍白、生育能力低等 ......
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