农作物是功能农业研究的主要对象。在中国知网平台，以主题“作物名称(水稻，小麦等)”+“富硒”或“富锌”检索2024年12月1日之前发表的相关文献，结果见图 1。在粮食作物中，功能农业的研究大量集中于水稻、小麦、玉米、大豆等作物^[4-6]，尤其是针对水稻和小麦两种最主要的粮食作物进行了较多和较深入的研究；对甘薯和马铃薯等薯类作物进行的功能农业相关研究则较少。薯类作物是重要的粮食作物，对薯类作物中有益矿物质元素进行强化研究将是功能农业发展的重要方向。相较于粮食作物，功能农业对油料作物的研究较少，主要集中在对油菜和花生两种最重要油料作物的研究上^[7-8]，对向日葵、芝麻和亚麻等油料作物中有益矿物质元素强化的研究则十分缺乏。葵花籽油、芝麻油和亚麻油是十分优质的油脂，进行有益矿物质元素强化研究有利于提升葵花籽油、芝麻油和亚麻油的品质以及保证居民的身体健康。在经济作物中，茶叶是功能农业研究最多的作物，前人对富硒茶叶进行了大量的研究^[9]。其他经济作物，如蔬菜等也有学者进行了相关研究，但总体上研究较少且没有系统性。总的来说，当前功能农业有益矿物质元素强化的研究对象仍主要集中在水稻、茶叶、小麦、玉米、大豆等几种主要作物上，对其他作物的研究较少。

图 1

作物富硒或富锌相关研究的文献数量

有益的矿物质微量元素是功能农业的又一重要研究对象。与人体健康有关的矿物质元素有硒、锌、钾、锶、铬、砷、锰、锡、碘、铁、镁、铜、硅、钒、钙、钠、钼、镍、氟、铷、硼和钴等，这些元素应是功能农业研究中需关注的主要元素。当前功能农业的研究大多数只集中在钾、硒和锌等几种元素，对其他元素的研究则较少。以水稻为例，在中国知网平台，以主题“水稻”+“籽粒”+“硒含量(或者锌含量、钾含量等)”检索2024年12月1日之前发表的相关文献(见图 2)，结果显示，文献数量最多的是钾元素，其次是硒、锌、铁和砷元素，铜、硅、锰、镁、钙和铬等元素有少量报道，其他元素则基本未见报道。由此可以看出，当前功能农业对有益矿物质元素的研究集中于少数元素，大量矿物质元素的研究仍处于空白状态。矿物质元素对农作物的生长发育和人体健康可能有重要影响，但是矿物质元素营养强化的技术和机理机制仍不清晰。未来可能需要加强对矿物质元素的研究，以便更好地促进功能农业的全面发展。

图 2

水稻籽粒矿物质元素含量研究的文献数量

当前对作物进行生物营养强化的主要途经：首先是进行功能品种选育，即选育出能够生产出功能性农产品的作物品种^[10]；其次是在天然富含有益微量元素的土壤(如富硒、富锌土壤)上种植作物，生产出富含有益微量元素的功能性农产品^[11]；最后是在作物的生产过程中，外源添加含有益矿物质元素的功能性元素肥料，提高作物有益微量元素的含量，生产出功能性农产品^[5]。

不同作物以及同一作物的不同品种之间对功能矿物质元素的吸收能力存在较大差异^[10]，因此通过品种选育，可以获得一些具有较强的富集某些有益矿物质元素能力的功能作物品种^[12]；再通过种植这些功能作物品种，以获得功能性农产品。目前国内的功能作物品种选育尚处于起步阶段，选育的对象主要集中在小麦、水稻和玉米等主要农作物上，且市场化推广的品种数量较少。未来，进一步加强功能作物品种的选育是促进功能农业良好发展的重要保障。

在天然富含有益矿物质元素(如富硒、富锌)土壤上种植农作物，是生产功能性农产品的重要手段。天然富含有益矿物质元素的土壤是指土壤本身有益矿物质元素的含量在一定的阈值以上，可以为作物生长发育提供较多的有益矿物质元素。在这样的土壤上进行农作物的种植，不需要额外添加有益矿物质元素，就可以实现农作物有益矿物质元素的营养强化^[11]。这些富含有益矿物质元素的土壤通常分布在特定地区，有益矿物质元素含量也存在较大的差异。虽然在富含有益矿物质元素的土壤上直接进行作物种植可以生产出功能性农产品，但是其功能性成分的含量往往差异较大。未来通过功能农业的相关技术手段，对在天然富含有益矿物质元素土壤上种植获得的功能性农产品的功能性成分进行定量和标准化控制，是研究的重要方向。

在非富含有益矿物质元素的土壤上进行农作物有益矿物质元素的营养强化，通常采用外源添加含有目标矿物质元素物质的方法^[13]。不同的矿物质元素在进行外源添加时，其形态也存在较大差异。目前外源施用的含硒物质主要以亚硒酸钠为主，有研究表明，纳米硒、硒酸钠等也可以作为硒营养强化的硒肥^[14]；锌、铁等矿物质元素主要以硫酸锌和硫酸亚铁的形式进行外源添加^[15]。从外源施用的方式上来看，主要分为两种：一种是将相关元素的化合物溶于水后进行叶面喷施，另一种是将相关元素的化合物制备成固体肥料后进行土壤施用^[14]。前人的研究表明，两种施用方式均可以有效提高农作物有益矿物质元素的含量。通常在相同施用量的情况下，叶面喷施对提升农作物有益矿物质元素含量的效果更加显著^[14]。对于外源施用有益矿物质元素的最佳时间，尚没有统一的定论^[16]，目前的研究中有益微量元素肥料外源添加的时间通常为播种(移栽)或者即将进入生殖生长期(如水稻的开花期、玉米的抽雄期)。外源施用有益矿物质元素的时间往往与投入的方式有关，如果外源施用的方式为土壤施用，那么施用时间通常在作物的播种期^[14]；如果外源施用的方式为叶面喷施，则施用时间通常在农作物即将进入生殖生长期^[17]。从施用的次数上来看，如果使用固体肥料进行土壤施用，则在农作物生育期内通常只施用一次；如果是采用叶面喷施的方式，则需要喷施一次以上^[18]。

进入“十四五”以来，功能农业产业在全国呈百花齐放之势，其中江西省、安徽省将其上升为省级战略。江西省人民政府印发的《江西省“十四五”农业农村现代化规划》中提出，将以培育“天然富硒农产品”为重点，因地制宜大力发展“高标准、高品质、高技术、强品牌”的特色富硒农业，统筹推进富硒农业高质量发展，力争五年内全省达到千亿产业目标。安徽省农业农村厅印发的《安徽省乡村产业发展规划(2021—2025年)》中提出：“促进绿色食品和功能性农产品开发。大力推进绿色食品开发……以及具有硒、锌等特定营养元素的地方特有农产品的多种功能价值”“开发适宜特殊人群的功能性食品。开发一批具有健康保健价值的功能食品和用品，建设一批集生产、加工、研发、体验、康养于一体的富硒、含锌等功能农业示范基地”。这为滁州、池州、桐城等一批功能农业发展先行区带来了新机遇。

在土壤中天然富含有益矿物质元素的地区，其在生产功能农产品时具有得天独厚的优势，其功能农业的发展往往较为充分。部分全国功能农业先进地区发展案例介绍如下。

恩施是我国主要的天然富硒区之一，拥有“世界硒都”美誉，“世界唯一探明的独立硒矿床”“全球最大的天然富硒生物圈”“全球超聚硒植物堇叶碎米荠”是其核心资源。近年来，恩施州在发展恩施硒茶、土豆、药、蔬果、畜禽的基础上，重点推进硒保健品、美容用品等精深加工业和康养文旅产业，打造集加工、展览、研发、检测于一体的全产业链条，全州现有涉硒市场主体超过3 000家，注册涉硒企业商标299件，硒产业总产值达720亿元，年均增速达14%^[19]。2022年，恩施州举办了第七届世界硒都(恩施)富硒产品交易博览会，出台了《恩施市富硒产业链建设五年行动方案(2022—2026年)》。

池州市富硒资源优越，以石台县为代表的富硒产业发展基础深厚。池州市深入对接长三角消费市场，致力于打造长三角高端绿色富硒产品供应基地、康养基地。石台县位于池州市南部，与黄山西岭交界，富硒资源丰富，生态优美，被誉为“中国生态硒都”。近年来，石台县将富硒产业作为主导产业，组建硒产业协会，出台《石台县促进硒产业发展扶持办法》等支持文件，已初步形成富硒农业、富硒加工业、富硒康养三大产业格局，开发富硒茶、硒米、硒菜、硒禽、硒蛋、硒餐、硒果和硒土特产等八大类100多个品种，2022年硒产业综合产值达到15亿元^[20]。

宜春坐落于江西省西北部，富硒土壤丰富，拥有“高硒低硫、可饮可浴”的富硒温泉，2019年被国际硒养大会科学委员会授予“世界硒养之都”的荣誉称号。宜春市政府极为重视硒资源向硒产业的转化，提出将富硒产业作为农业首位产业，持续深入推进“硒+X”模式^[21]，设立了市硒资源开发利用中心，编制了富硒产业专项规划。2022年，宜春以规划引领，从标准制定、招商引资、科普宣传、品牌推广等方面开展工作，推动打造富硒大米、富硒竹笋、富硒禽蛋、富硒果蔬等4个百亿产业集群^[22]。

赣州位于江西省南部，身处大湾区三小时经济圈，为江西农业大市，富硒资源丰富。赣州市编制了富硒产业发展规划，定位创建“世界生态硒地”，围绕“蔬、果、油、粮、畜、禽、特”等优势产业，重点瞄准粤港澳大湾区高端富硒特色“菜篮子”“果盘子”，打造全省富硒农业产业高质量发展示范区。

桐城立足富锌资源禀赋和产业基础，将发展富锌产业列入农业农村工作重点和作为乡村振兴的重要抓手。立足当地富锌产业，积极进行科技创新，发布了《桐城锌米种植技术规程》(DB3408/T 002—2021)、《桐城含锌绿茶种植技术规程》(DB3408/T 003—2021)等2项安庆市地方标准，《含锌瓜蒌籽》(T/TCFX 003—2021)、《富锌绿茶》(T/TCFX 001—2021)等团体标准，以及涉及含锌大米、富锌绿茶、富锌瓜蒌籽、含锌碧根果等86个企业标准^[23]。同时，桐城市开发生产一批以米粉、米稀、薄脆、年糕等为主打品牌的即食、休闲产品^[24]；开展富锌植物品种研发和遴选、农产品和植物锌富集能力调查；发行《桐城锌米食用指南》。

凤冈县是“中国富锌富硒有机茶之乡”，其土壤中同时含有硒、锌两种有益功能元素，该县在富硒、富锌茶叶上进行了重点发展。2006年1月，国家质量监督检验检疫总局批准对凤冈富锌富硒茶实施地理标志产品保护。2015年发布并实施地方标准《地理标志产品凤冈锌硒茶》(DB52/T 489—2015)。“凤冈锌硒茶”公共品牌已成功申报中国驰名商标，凤冈锌硒茶入选“第一批中欧互认地理标志保护产品”^[25]。除此之外，茶叶、蚕桑和肉牛等产业也对锌硒产品进行了开发^[26]。