生物强化提高水稻糙米锌含量及其生物有效性

【目的】研究利用有机锌肥生物强化水稻糙米锌含量的可行性及其生物可给性。【方法】锌生物强化试验在江苏溧阳进行,供试锌肥为糖醇螯合态锌(Zn 170 g/L),供试水稻品种为中熟晚粳稻‘南粳46’。设5个处理:喷施清水(CK);锌肥喷施一次,用量为2.55 kg/hm^(2)(Zn1)、5.10 kg/hm^(2)(Zn2);锌肥喷施两次,总施用量为5.10 kg/hm^(2)(Zn3)、10.20 kg/hm^(2)(Zn4)。水稻成熟后,测定糙米中锌、植酸含量,测定糙米中锌赋存形态含量,计算糙米植酸/锌摩尔比、糙米锌赋存形态占比,并利用in vitro人工胃肠模拟法分析糙米锌在胃阶段和胃肠阶段的溶出量,以溶出锌与糙米锌量之比来计算糙米锌生物可给性。【结果】与CK处理相比,锌生物强化对糙米植酸含量无显著影响,但显著提高了糙米锌含量,Zn1、Zn2、Zn3和Zn4处理的增幅分别为23.93%、37.51%、82.38%和87.81%,Zn3和Zn4处理增幅差异不显著。Zn1、Zn2处理对糙米植酸/锌摩尔比无显著影响,Zn3和Zn4处理显著降低了植酸/锌摩尔比。锌处理不同程度提高了糙米中各赋存形态锌含量,Zn2处理显著提高了糙米盐溶态和碱溶态锌含量,Zn3处理显著提高了所有赋存形态锌含量,而Zn4处理显著提高了除水溶态锌外的其他3类锌含量,Zn3和Zn4处理间各赋存形态锌含量无显著差异。锌处理水平影响着糙米各赋存形态锌的占比,与CK处理相比,Zn1处理下各赋存形态锌占比无显著变化,Zn2处理显著降低了复合态锌占比,Zn3处理显著降低了水溶态锌占比,而Zn4处理显著降低了水溶态锌占比,显著提高了盐溶态锌占比。锌生物强化可提高糙米中锌在胃肠阶段的溶出量,CK、Zn1、Zn2、Zn3和Zn4处理强化后糙米锌在胃肠阶段的溶出量分别为19.52、24.15、23.14、30.62和32.55 mg/kg,Zn3和Zn4处理的溶出量无显著差异,但明显高于Zn1和Zn2处理。相关性分析表明,糙米锌在胃肠阶段溶出量与糙米锌含量极显著正相关,与糙米水溶态锌占比极显著负相关,与复合态锌占比无显著相关,糙米锌生物可给性与植酸/锌摩尔比呈极显著相关。【结论】锌生物强化可显著提高糙米总锌含量,降低植酸/锌摩尔比,提高稻米中强化锌的生物有效锌。低施锌量虽然也提升了糙米的总锌含量,但不影响糙米中各赋存形态锌的比例。高施锌量不论是一次还是分两次喷施,不仅更有效提升了糙米总锌含量,还显著降低了水溶态锌占比,增加了盐溶态锌比例,因而提高了胃肠阶段的锌溶出量。因此,以提高糙米锌含量及其生物有效性为目的的生物强化措施推荐喷施5.10 kg/hm^(2)糖醇螯合态锌肥,并分两次施用。