不同水稻品种和施锌方式对水稻产量及籽粒锌有效性的影响

【目的】明确不同水稻品种对锌肥的响应效果以及锌肥不同施用方式对水稻产量及籽粒锌有效性的影响差异。【方法】分别于2019和2020年进行田间试验。具体如下:2019年开展第1个田间试验,旨在探究不同水稻品种对施用锌肥的响应效果。选取了虾稻一号、虾稻二号、润香玉和隆两优3463等4个水稻品种,设置不施锌(CK)和施锌(+Zn)两个处理,以探究不同水稻品种对施用锌肥响应效果的差异。2020年开展第2个田间试验,旨在探究锌肥不同施用方式对水稻产量及籽粒锌有效性的影响。在2019年试验基础上,选择虾稻一号和隆两优3463两个产量较高的水稻品种继续开展后续研究,设置不施锌(S0F0)、土壤施锌15 kg·hm^(-2)(S1F0)、土壤施锌30 kg·hm^(-2)(S2F0)、开花期叶面喷施0.5%ZnSO_(4)(S0F1)、土壤施锌15 kg·hm^(-2)+开花期喷施0.5%ZnSO_(4)(S1F1)、土壤施锌30 kg·hm^(-2)+开花期喷施0.5%ZnSO_(4)(S2F1)6个处理,以探究不同施锌方式对两种水稻产量及籽粒锌有效性的影响差异。【结果】试验1中,不同品种水稻对施用锌肥的响应程度存在显著差异。施锌后,虾稻一号、虾稻二号、润香玉和隆两优3463等4个水稻品种的产量分别增加4.4%、11.6%、7.9%和4.8%,其增产效果主要表现为有效穗数和结实率的提高。与CK相比,4个水稻品种施锌处理的有效穗数分别平均增加了19.8%、3.9%、9.9%和24.0%,结实率分别平均增加了5.4%、9.7%、6.7%和4.0%。此外,4个水稻品种施锌处理的糙米植酸与锌摩尔比分别平均降低了24.3%、30.9%、21.3%和37.2%,精米植酸与锌摩尔比分别平均降低了29.5%、32.4%、33.9%和35.3%。试验2中,不同施锌方式对虾稻一号和隆两优3463产量和籽粒锌有效性的影响效果存在显著差异。土壤施锌的增产效果显著优于叶面喷锌,且在土壤施锌的基础上配合叶面喷锌可进一步提高水稻产量。与S0F0相比,S0F1、S1F0、S1F1、S2F0和S2F1处理的虾稻一号产量分别提高了12.1%、14.1%、17.2%、22.2%和29.3%,隆两优3463的产量分别提高了2.0%、10.1%、15.2%、28.3%和31.3%。不同施锌方式对籽粒锌有效性的影响效果有所不同,且两个水稻品种的籽粒锌有效性存在显著差异。叶面喷施对籽粒的锌强化效果明显优于土壤施用,隆两优3463籽粒锌的生物有效性高于虾稻一号。【结论】筛选高产富锌的水稻品种(隆两优3463),并采用合理的锌肥施用方式(土施30 kg·hm^(-2)+开花期叶面喷施0.5%ZnSO_(4)),可实现水稻增产和稻米锌营养强化的目的,助力水稻增收提质。

碳酸钙含量对土壤中锌有效性和小麦锌铁吸收的影响

石灰性土壤中高碳酸钙(CaCO_3)含量是引起作物缺Zn的重要原因之一。本研究设置了由低到高的土壤CaCO_3含量梯度,以探讨CaCO_3对土壤有效Zn含量、两种基因型小麦(远丰998,中育6号)生长发育及Zn、Fe营养的影响。结果表明,与不施Zn相比,施Zn使土壤有效Zn含量增加了3.22倍:高含量CaCO_3使土壤有效Zn含量有所降低,新施入的有效态Zn仅有1.3%被小麦吸收,大部分则转化为无效态Zn:CaCO_3含量达到111.8g/kg时,可明显抑制小麦对Fe的吸收,进一步提高CaCO_3含量抑制作用有所减弱:两种小麦基因型生长存在明显的差异,中育6号的根冠比和分蘖数都显著高于远丰998:施Zn可显著增加小麦Zn含量和吸收量,CaCO_3含量达到111.8 g/kg可显著降低小麦根的Zn含量,对其他部分影响不明显;此外,施Zn可增加叶片的Fe含量和转运率。

锌与磷肥混合方式对土壤中磷、锌有效性的影响

【目的】研究了锌与磷肥分别以物理混合和反应混合的方式结合后施用对土壤中锌、磷有效性的影响,为磷肥与锌肥的科学配施及高效利用提供科学依据。【方法】将锌肥(ZnSO_(4)·7H_(2)O)分别按0.5%和5%的质量比与磷酸氢二钾进行物理混合(P+Zn)和反应混合(PZn)后,制备含锌磷肥分别为P+Zn0.5、P+Zn5、PZn0.5和PZn5。利用X射线光电子能谱(XPS)和核磁共振波谱(NMR)分析锌与磷肥以不同方式结合对磷、锌化学结构和形态的影响;利用土壤培养试验,研究锌与磷肥以不同方式结合后施用对土壤有效锌和有效磷含量、土壤碱性磷酸酶活性及土壤pH的影响。试验设置8个处理:1)不施任何肥料(CK对照);2)施用普通磷肥(P);3)单施ZnSO_(4)·7H_(2)O 0.28 mg/kg(Zn0.5);4)单施ZnSO_(4)·7H_(2)O 2.81 mg/kg(Zn5);5)施用含锌磷肥P+Zn0.5(P+Zn0.5);6)施用含锌磷肥P+Zn5(P+Zn5);7)施用含锌磷肥PZn0.5(PZn0.5);8)施用含锌磷肥PZn5(PZn5)。其中,处理2)、5)、6)、7)和8)的磷用量相同,处理3)、5)和7)的锌用量相同,处理4)、6)和8)的锌用量相同。【结果】1)与单施锌肥相比,锌与磷肥以物理混合(P+Zn)和反应混合(PZn)两种方式结合后施用均可提高土壤有效锌含量,4种含锌磷肥(P+Zn0.5、P+Zn5、PZn0.5、PZn5)分别使土壤有效锌含量提高了2.90%、12.17%、24.64%和10.86%,同样含锌量下反应制备的含锌磷肥(PZn0.5、PZn5)的效果比物理混合(P+Zn0.5、P+Zn5)的显著高出21.13%、7.37%。与PZn5处理相比,PZn0.5处理的土壤锌固定率可降低10.49个百分点。2)土壤培养60天时,PZn0.5和PZn5处理的土壤有效磷含量较普通磷肥分别提高5.76%和5.70%,P+Zn0.5、PZn0.5和PZn5处理的土壤磷固定率分别降低了3.33、2.74和0.57个百分点。3)在培养初始期,PZn0.5、PZn5处理可提高土壤碱性磷酸酶活性,以PZn0.5处理的效果好于PZn5处理,培养后期PZn0.5、PZn5处理可降低土壤pH,PZn0.5处理的降幅大于PZn5处理。【结论】施用物理混合或反应混合制备的含锌磷肥均可减少土壤对锌的固定,由于反应生成的含锌磷肥可降低土壤pH,其减少锌固定的效果优于物理混合,而且还可减少磷在土壤中的固定。以添加0.5%的硫酸锌反应制备的磷肥效果更好。

锌与尿素结合对锌有效性及尿素转化的影响

【目的】通过研究锌与尿素以不同方式结合施用对土壤中锌有效性及尿素在土壤中转化的影响,探究氮锌相互作用机制,为锌与尿素科学配伍及养分高效利用提供科学依据。【方法】将七水硫酸锌按0.5%和5%的重量份与尿素分别进行物理掺混(U+Zn)和熔融混合(UZn),制备含锌尿素试验产品:U+Zn0.5、U+Zn5、UZn0.5和UZn5。采用土壤培养试验,研究锌与尿素以不同方式结合施用对土壤有效锌含量、土壤酰胺态氮含量、土壤NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N含量及土壤脲酶活性的影响,并结合X射线光电子能谱和核磁共振波谱分析锌与尿素不同结合方式对锌有效性和尿素转化的影响机制。试验设置8个处理:①CK(对照),不施任何肥料;②U,施用普通尿素;③Zn0.5,单施ZnSO_(4)∙7H_(2)O;④Zn5,单施ZnSO_(4)∙7H_(2)O;⑤U+Zn0.5,施用含锌尿素U+Zn0.5;⑥U+Zn5,施用含锌尿素U+Zn5;⑦UZn0.5,施用含锌尿素UZn0.5;⑧UZn5,施用含锌尿素UZn5。其中,处理②、⑤、⑥、⑦和⑧的氮用量相同,处理③、⑤和⑦的锌用量相同,处理④同⑥和⑧的锌用量。【结果】(1)与单施锌肥相比,锌与尿素以物理掺混和熔融混合方式结合后施用均可提高土壤有效锌含量,且熔融混合方式对锌有效性的提高效果强于物理掺混。在0.5%水平下,锌与尿素混合施用较锌肥单施土壤有效锌含量平均提高17.3%,而熔融混合较物理掺混平均提高了10.9%;在5%水平下,锌与尿素混合施用较锌肥单施土壤有效锌含量平均提高13.1%,熔融混合较物理掺混则平均提高了12.7%;在熔融混合方式下,0.5%用量(UZn0.5)的锌固定率较5%用量(UZn5)的降低了23.93个百分点。(2)与普通尿素(U)相比,4种含锌尿素均可减缓尿素水解,其中锌与尿素熔融结合较物理掺混结合更有利于延缓尿素水解,且以0.5%的用量时二者差异达到显著水平(P<0.05)。(3)锌与尿素结合可在培养后期提高土壤NH_(4)^(+)-N含量,以UZn0.5提高幅度最明显。与普通尿素(U)相比,U+Zn5、UZn0.5和UZn5处理在培养后期可显著提高土壤NO_(3)^(-)-N含量,且UZn0.5处理提高幅度显著高于UZn5处理。(4)锌与尿素熔融混合在培养后期可提高土壤矿质态氮含量,与U处理相比,UZn0.5和UZn5处理土壤矿质态氮含量分别提高了7.6%和1.9%,且UZn0.5较UZn5处理土壤矿质态氮含量仍高出5.6%,差异达显著水平(P<0.05)。(5)锌与尿素结合在培养前期可抑制土壤脲酶活性,熔融混合较物理掺混抑制效果更强;锌与尿素熔融混合可在培养后期提高土壤脲酶活性,UZn0.5处理提高土壤脲酶活性的程度高于UZn5处理。【结论】锌与尿素结合(物理掺混、熔融混合)均可减少土壤对锌的固定,提高土壤有效锌含量,以氮锌熔融混合效果更好。锌与尿素结合能够延缓尿素水解,在培养后期提高土壤NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和矿质态氮含量,以熔融混合方式和锌添加量以0.5%效果较好。0.5%添加量的七水硫酸锌与尿素熔融混合制成含锌尿素产品,在生产中具有推广前景。

磷肥对甜玉米籽粒植酸和锌有效性的影响

为明确磷肥对甜玉米籽粒营养特性的影响,利用不同品种的磷肥定位试验以及磷肥梯度水平试验,探讨甜玉米籽粒植酸、磷(P)、锌(Zn)含量及Zn有效性的时间(不同灌浆期)和空间(果穗上、中、下部;籽粒果皮、胚乳和胚)变化及其对外源磷肥的响应特性。试验结果表明,甜玉米籽粒的P和植酸含量随磷肥用量的增加而增加,Zn含量及其有效性则呈现下降趋势。磷肥投入对吐丝后16~24 d籽粒的植酸、P和Zn的积累(mg plant(^-1))的影响最为显著,而对不同灌浆时期Zn有效性均表现出抑制效应。在中磷水平下,果穗不同穗位籽粒植酸(g kg^(-1))和Zn有效性的差异并不显著。高磷水平显著提高了中、下部果穗植酸的含量,但对不同穗位籽粒Zn含量和Zn有效性均存在抑制效应。对籽粒内不同部位(果皮、胚乳和胚)进行比较,植酸、P以及Zn含量均以胚中含量最高,积累量占比则以胚乳中最高;而Zn有效性以胚中最高。高磷处理可显著提高籽粒内不同部位植酸和磷含量,降低Zn含量及其有效性。综上,合理磷肥施用可促进籽粒Zn积累,而过量磷肥投入会显著增加不同灌浆时期,以及胚乳和胚中的植酸含量和积累量,并最终对甜玉米不同穗位籽粒和籽粒内不同部位Zn有效性都产生一定程度的抑制效应,相关研究或为甜玉米籽粒Zn有效性的提高提供理论参考。

FACE下二氧化碳、施氮量、密度和锌肥对Ⅱ优084稻米锌浓度及有效性的影响

利用稻田FACE(FreeAirCO2Enrichment)平台,以Ⅱ优084为供试材料,主区CO2处理设置环境CO2浓度(AmbiGent)和高CO2浓度(比Ambient高50%)两个水平,裂区设置施氮量(15和25g/m2)、移栽密度(16和24株/m2,单本栽插)以及叶面施锌(0%和0.2%ZnSO4)处理,研究大气CO2浓度升高对超级稻精米和糙米锌浓度和有效性的影响.精米锌浓度、植酸含量以及植酸与锌的摩尔比均明显低于糙米.大气CO2浓度升高使精米和糙米锌浓度平均下降5%和7%,锌处理使对应部位锌浓度分别增加40%和63%,差异均达极显著水平,但施氮量或栽插密度处理对两部位锌浓度影响未达显著水平.CO2浓度和锌处理对精米和糙米的植酸含量均无显著影响,但增加施氮量和移栽密度使糙米植酸含量分别下降8%和6%,差异均达极显著水平.大气CO2浓度升高使精米和糙米中植酸与锌的摩尔比平均增加6%和7%,锌处理使对应部位植酸与锌的摩尔比分别下降28%和40%,增加施氮量和移栽密度使糙米中植酸与锌的摩尔比平均下降10%和7%.说明高浓度CO2环境下超级稻Ⅱ优084食用部位微量元素锌含量下降且生物有效性降低,但适当增加施氮量或移栽密度特别是结实期叶面喷施锌肥,可不同程度地改善该品种稻米的锌营养水平.

大气CO_2浓度升高和叶面施锌对武运粳23稻米不同部位锌浓度和有效性的影响

2013年利用稻田FACE(Free Air CO2Enrichment)平台,以武运粳23为供试材料,主区CO2处理分别设置环境CO2浓度(Ambient)和高CO2浓度[比Ambient高(200±40)μL·L-1]两个水平,裂区锌处理分别设置对照(不施锌)和叶面施锌(齐穗后每隔5 d喷施0.2%ZnSO4,共3次)处理,研究常规粳稻籽粒不同部位锌浓度、植酸浓度以及[植酸]/[Zn2+]摩尔比值对CO2和锌处理的响应。结果表明,籽粒不同部位的锌浓度、植酸浓度以及[植酸]/[Zn2+]摩尔比均表现为精米<糙米<糠层,糠层部位分别是精米部位的4.8、45.3倍和9.6倍。大气CO2浓度升高对精米、糙米和糠层部位锌浓度均无显著影响,但锌处理使对应部位锌浓度平均分别增加8.5%、17.1%和22.7%,均达显著或极显著水平。CO2和锌处理对稻米各部位植酸浓度均无显著影响。大气CO2浓度升高对稻米各组分[植酸]/[Zn2+]摩尔比均无显著影响,但锌处理使精米、糙米和糠层[植酸]/[Zn2+]摩尔比平均分别下降5.2%、12.9%和18.7%,糙米和糠层部分达显著水平。方差分析表明,锌处理与部位间的互作对锌浓度、[植酸]/[Zn2+]摩尔比的影响达极显著和显著水平。糙米和糠层中[植酸]/[Zn2+]摩尔比与对应部位锌浓度均呈极显著负相关,但与植酸浓度相关不密切。以上数据说明,高浓度CO2环境下武运粳23稻米不同部位锌浓度及有效性无显著变化,但结实期叶面喷施锌肥,可改善该品种稻米不同部位特别是外层的锌营养水平。

锌肥种类和施用方式对土壤锌形态及有效性的影响

【目的】探索谷类作物适宜的锌肥种类及施用方式,为高效土施锌肥提供参考。【方法】设置连续两季小麦田间定位试验,以不施锌肥为对照,选取ZnEDTA(4kg/hm^2)和ZnSO_4(20kg/hm^2)2种锌源,采用均施和条施2种施锌方式,比较不同锌肥以不同方式施入土壤后,在连续两季小麦种植过程中土壤Zn形态的转化规律及有效性的差异。【结果】与均施锌肥相比,条施ZnEDTA和ZnSO_42种锌肥后,在第1季土壤有效锌、交换态锌、松结有机态锌的增加率分别为20.87%和374.03%,3 497.36%和1 077.39%,41.14%和256.38%,第2季增加效果有所降低;与4kg/hm^2 ZnEDTA处理相比,20kg/hm^2 ZnSO_4处理采用均施和条施2种方式均可以增加土壤有效锌及松结有机态锌、碳酸盐结合态锌含量,且两季的增加效果均较好,但与第1季相比,第2季的效果极大降低;ZnEDTA处理均施和条施均可在第1季保持较高的交换态锌含量(平均为0.26mg/kg),而在第2季该形态锌大部分被固定(平均含量为0.02mg/kg)。【结论】条施较低量的ZnEDTA可有效增加当季作物土壤中的有效锌含量,但对后季作物生长过程中土壤有效锌含量的提升效果较小。

叶面施用不同形态锌化合物对稻米锌浓度及有效性的影响

2014年土培条件下,以日本晴、L81和L71为供试材料,开花及花后1周叶面喷施硫酸锌、柠檬酸锌、葡萄糖酸锌和EDTA二钠锌(Zn2+浓度均为0.2%,以喷施等量清水为对照),研究叶面喷施不同形态锌化合物对稻穗不同部位糙米锌浓度及有效性的影响。结果表明,稻穗不同部位糙米锌浓度差异显著,其中稻穗上部糙米锌浓度显著大于稻穗中部和下部,植酸、植酸与锌摩尔比则相反,不同处理趋势一致。与不施锌相比,硫酸锌、柠檬酸锌、葡萄糖酸锌和EDTA二钠锌使所有品种糙米锌浓度平均分别增加33%、31%、26%和27%,其中锌处理对稻穗上、中部糙米锌浓度的影响显著大于稻穗下部,供试材料中以日本晴的响应最大。锌处理对糙米植酸浓度影响较小,但对植酸与锌摩尔比影响较大。与对照相比,硫酸锌、柠檬酸锌、葡萄糖酸锌和EDTA二钠锌使所有品种糙米植酸与锌摩尔比平均分别下降25%、24%、22%和18%,其中稻穗上部和中部的降幅大于稻穗下部,日本晴和L71的降幅大于L81;锌处理×品种和锌处理×品种×部位间互作均达显著水平。以上数据说明,水稻籽粒生长早期喷锌处理可大幅增加糙米锌浓度及其生物有效性,增幅因锌化合物、供试品种以及籽粒在稻穗上的着生部位(以强势粒响应更大)而异。

臭氧浓度升高和叶面施锌对小麦籽粒产量、锌浓度及有效性的影响

研究臭氧浓度升高和叶面施锌对小麦产量和籽粒不同组分锌营养的影响,为气候变化背景下小麦的锌生物强化提供理论依据和技术参考。利用自然光气体熏蒸平台,以富锌小麦品种青紫1号为供试材料,臭氧处理设清洁空气和臭氧浓度升高(100nL·L-1,拔节至收获),锌处理设对照(喷清水)和叶面施锌(开花期及花后1周叶面喷施0.1%Zn2+),成熟期测定小麦产量及其构成因素、籽粒各组分的锌浓度、锌含量、植酸浓度以及植酸与锌的摩尔比。叶面施锌处理对小麦籽粒产量没有影响,但臭氧浓度升高使产量平均下降66%。臭氧胁迫导致的产量损失主要与粒重明显减轻(53%)有关,其次亦与每穗粒数减少(27%)有关,而穗数没有变化。麦粒各组分锌浓度、植酸浓度以及植酸与锌摩尔比均表现为麸皮>次粉>面粉。与清洁空气相比,臭氧浓度升高使籽粒各组分的锌浓度和植酸浓度均明显增加,分别增加15%～41%和8%～45%,各组分植酸与锌摩尔比无显著变化;臭氧浓度升高使小麦面粉锌累积量占籽粒总锌的百分比显著减少。与对照相比,叶面施锌使小麦各组分锌浓度平均增加22%～24%,使植酸与锌摩尔比平均减少15%～19%,但籽粒各组分植酸浓度以及锌在各组分的分配比例均无显著影响。臭氧与锌处理对所有测定参数均无交互作用,但这两个处理与籽粒组分之间多存在不同程度的互作效应。臭氧胁迫环境下青紫1号籽粒产量和锌累积量大幅下降,籽粒各组分锌浓度显著增加,但生物有效性没有变化;花后叶面施锌对小麦产量没有影响,但使籽粒不同组分锌的营养水平均明显增加,且增幅不受臭氧浓度升高的影响。

结实期叶面施锌对小麦籽粒不同部位锌生物有效性的影响

2011年在土培条件下,以扬麦16号、扬麦13号和扬辐麦2号为供试材料,于花后每隔一周分别喷施0.2%或0.4%ZnSO43次,以喷施等量清水为对照,成熟期收获小麦籽粒并进一步区分为麸皮、次粉和面粉,测定各组分植酸浓度以及植酸与锌的摩尔比,明确结实期叶面施锌对小麦籽粒锌有效性的影响。结果表明:对照小麦籽粒麸皮、次粉和面粉植酸平均浓度分别为19.4、5.3、1.8mg·g-1,最高和最低浓度相差约11倍。0.2%、0.4%ZnSO4处理对小麦麸皮、次粉和面粉中的植酸浓度均无显著影响,小麦面粉部位植酸与锌摩尔比明显小于麸皮和次粉部位。0.2%ZnSO4处理使供试品种麸皮、次粉和面粉部位的植酸与锌摩尔比平均分别下降37%、44%和43%;0.4%ZnSO4处理使对应部位植酸与锌摩尔比平均分别减少54%、58%和54%,均达极显著水平。尽管籽粒各组分植酸浓度以及植酸与锌摩尔比多存在品种间差异,但品种与锌处理间未发现互作效应。结合该研究前报可知,小麦花后叶面施锌不仅大幅增加现代小麦品种籽粒不同组分的锌浓度,而且使锌的有效性明显增强,是一种快捷的生物强化手段。

磷锌肥配施对冬小麦籽粒锌生物有效性的影响

为查明磷锌肥配施对小麦籽粒锌生物有效性的影响,本研究选用锌效率不同的4种冬小麦基因型,从P-Zn-植酸关系出发,进行了田间试验。结果表明,锌肥的施用在不同程度上降低了小麦籽粒的磷含量、磷锌比、植酸含量以及[植酸]/[Zn2+]摩尔比,降低幅度分别为0.5%、1.85%、2.7%及6.2%,提高了小麦籽粒的锌生物有效性。相对于锌肥,磷肥对小麦籽粒植酸含量及[植酸]/[Zn2+]摩尔比的影响更大:①总体上提高了小麦籽粒中的植酸含量及[植酸]/[Zn2+]摩尔比,降低了小麦籽粒锌生物有效性,以施用100 kg.hm-2磷肥时为例,植酸含量及[植酸]/[Zn2+]摩尔比与不施磷肥相比分别提高13.4%和25.94%;②植酸含量及[植酸]/[Zn2+]摩尔比随着磷肥用量的增加呈单峰曲线变化,并分别在100 kg.hm-2和150 kg.hm-2用量下达到5.02 mg.g-1和11.56的峰值,而过量施用磷肥会降低小麦籽粒中植酸的合成和累积;③[植酸]/[Zn2+]摩尔比在适量施磷(100 kg.hm-2)条件下与少量(50 kg.hm-2)施磷相比几乎没有变化,但明显低于高量施磷(150 kg.hm-2)。总之,通过合理的磷肥调控,辅以锌肥的施用,相对降低小麦籽粒的[植酸]/[Zn2+]摩尔比可能是提高小麦籽粒锌生物有效性的关键。

磷营养对水稻籽粒锌生物有效性的影响及其与植酸等磷酸肌醇谱含量的关系

作物籽粒锌缺乏所导致的“隐性饥饿”已威胁到全世界1/3人群的健康。为明确磷对水稻籽粒锌的生物有效性的影响,利用大田磷肥长期定位试验,并结合稻穗离体培养技术,探讨了不同外源磷浓度下水稻籽粒锌的生物有效性的变化及其与籽粒植酸等磷酸肌醇谱含量的关系。试验表明高磷处理显著增加水稻籽粒中植酸磷和总磷的含量,以及不同价位磷酸肌醇(InsP1-6)含量,其中以高价磷酸肌醇(InsP4-6)在磷供给下的增幅最为显著。与籽粒植酸的变化趋势相反,高磷水平降低了稻米中锌的含量及其有效性。稻穗离体培养中,高磷(P12)处理相比无磷(P0)对照,籽粒锌的有效性降幅高达81.3%。因此,过量磷肥投入会通过显著提高水稻籽粒中的植酸及高价磷酸肌醇含量,在同步降低籽粒锌含量的同时,进一步显著降低其在水稻籽粒中的生物有效性。

外源锌对谷子锌含量、生物有效性及其产量的影响

探究孕穗期喷施不同浓度外源锌溶液对谷子各部位锌含量、锌生物有效性、矿质元素含量及产量的影响,明确谷子外源锌的最佳施用量,为锌肥在谷子上的合理施用提供理论支持。以杂交谷子品种张杂谷10号和常规谷子品种晋谷21号为试验材料,采用大田试验,在谷子孕穗期喷施等量0(CK,清水)、20(Zn1)、40(Zn2)、60(Zn3)、80(Zn4)、100(Zn5)mg·kg^(-1)(以Zn计)硫酸锌(ZnSO_(4)·7H_(2)O)溶液,研究不同浓度锌溶液对锌含量、锌生物有效性、矿质元素含量及产量的影响。结果表明:喷施不同浓度锌溶液均可提高植株各部位锌含量,且随着锌喷施浓度增大,锌含量持续升高,在Zn5处理时达到最大,但含量均未超过国家标准食品中锌限量标准(<50 mg·kg^(-1));施用不同浓度外源锌后,锌在叶片中分配比例最大,其次为根、茎鞘,在籽粒中分配比例最小;随着锌喷施浓度的增大,籽粒植酸含量及植酸/锌摩尔比均呈先降低后升高的趋势,均在Zn 40 mg·kg^(-1)处理时降低程度最大,与CK相比,晋谷21号分别降低了46.06%、54.31%,张杂谷10号分别降低了35.80%、40.31%;喷施不同锌溶液后,籽粒氮、磷、钾及粗蛋白含量随着锌浓度的增大呈先升高后降低的趋势,在Zn 40 mg·kg^(-1)时达到最高,晋谷21号较CK分别提升了9.26%、40.79%、9.20%、9.26%,张杂谷10号较CK分别提升了5.36%、17.17%、4.58%、5.36%;不同品种谷子喷施不同浓度锌,其穗长、千粒重、穗粒重以及产量与对照相比,均在Zn2处理增加最多,晋谷21号较CK分别增加了7.12%、3.79%、20.69%、21.16%,张杂谷10号较CK分别增加了3.33%、5.16%、14.22%、13.94%。综上所述,外源锌对谷子各部位锌含量、生物有效性以及改善品质、增加产量均具有重要作用,高产高效富锌谷子生产锌的最佳喷施时期为孕穗期,最佳喷施浓度为40 mg·kg^(-1)锌溶液。

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。

不同锌源叶面喷施对冬小麦和夏玉米产量及籽粒营养品质的影响

为探明不同锌源叶面肥喷施对小麦和玉米产量、籽粒矿质元素含量及锌、铁生物有效性的影响,对冬小麦-夏玉米轮作体系开展不同叶面肥喷施试验。小麦季设置去离子水(CK1)、尿素(CK2)、尿素+纳米氧化锌(U+ZnO)、尿素+壳聚糖纳米锌(U+ZnCNP)、尿素+普通七水硫酸锌(U+Zn)5种叶面肥处理;玉米季增加尿素与锌铁硒多元混合喷施处理(U+Zn/Fe/Se)。结果表明:各叶面肥喷施处理对小麦和玉米籽粒产量均无显著影响,但对籽粒微量元素含量有显著影响。不同锌源与尿素混合叶面肥对小麦籽粒锌含量强化效果由弱到强依次为U+ZnCNP<U+ZnO<U+Zn。与CK2处理相比,处理U+Zn使小麦籽粒锌含量显著提高77.7%(从22.80 mg·kg^(-1)增加至40.52 mg·kg^(-1))、籽粒植酸与锌(PA/Zn)摩尔比显著下降42.1%,使籽粒锌生物有效性(TAZ)显著提高74.5%。对于玉米,与CK2处理相比,处理U+Zn/Fe/Se使籽粒锌含量提高32.3%(从14.93 mg·kg^(-1)增加至19.60 mg·kg^(-1))、硒含量显著提高12.7倍(从17.66μg·kg^(-1)增加至242.04μg·kg^(-1))、籽粒PA/Zn摩尔比显著下降27.0%,使籽粒TAZ显著提高36.9%,使整个植株或玉米秸秆磷与锌(P/Zn)和磷与铁(P/Fe)摩尔比降低。研究表明,叶面喷施普通七水硫酸锌是提高小麦、玉米籽粒锌含量和生物有效性的最佳形式,其强化小麦籽粒锌效果优于玉米。叶面喷施尿素与锌铁硒混合溶液可同时提高玉米籽粒锌、硒含量及锌、铁生物有效性(籽粒、全株、秸秆),是解决人体或动物微量元素营养缺乏的有效农艺强化措施。

氮锌配施对石灰性土壤锌形态及肥效的影响

通过分析石灰性土壤上施用锌肥后土壤中锌的形态变化,研究锌肥的有效性及后效,为指导合理施用锌肥提供理论依据。结果表明在潜在性缺锌的石灰性土壤施锌肥没有明显的增产效果,可增加小麦籽粒锌含量,但不同基因型反应差异很大;土壤中的锌主要以矿物态存在,占全锌91.5%-97.6%,其次为松结有机态锌（1.34%-5.53%）、碳酸盐结合态锌（0.47%-1.55%）;施入土壤中的锌增加了交换态、松结有机态、碳酸盐结合态、氧化锰结合态锌含量,但大部分转化为矿物态;种植小麦可以使土壤中的锌向有效态转化;施氮增加了小麦对锌的吸收,也增加了锌矿化的比例;主成分分析结果表明,交换态、松结有机态和碳酸盐结合态均能不同程度反映土壤锌的有效性,石灰性土壤中碳酸盐结合态和有机结合态锌含量占有较为可观的比例,因此增加这两种形态储备容量是调节和控制土壤锌营养状况的重要措施。

水稻花后叶面锌和尿素配施对稻米锌营养的影响

为研究水稻花后单独叶面施锌及配施尿素对不同品种糙米和精米锌含量及生物有效性的影响及其原因,以11个种子锌含量不同的水稻品种为试验材料,于开花期、花后6 d和12 d叶面分别喷施0.5%ZnSO_(4)(ZnSO_(4))和0.5%ZnSO_(4)+1%尿素(ZnSO_(4)-Urea),同期喷施等量清水作为对照,测定各品种成熟期糙米和精米的锌营养指标及花后剑叶气孔相关性状。结果表明:与精米相比,糙米的锌含量、植酸含量和植酸与锌摩尔比平均分别极显著增加31%、222%和151%。ZnSO_(4)、ZnSO_(4)-Urea处理使糙米锌含量较对照分别极显著增加28.2%和31.5%,精米锌含量分别极显著增加22.2%和27.6%。ZnSO_(4)、ZnSO_(4)-Urea处理对糙米、精米植酸含量均没有影响,但植酸与锌摩尔比均极显著降低,其中糙米两处理下均降低24.3%,精米则分别降低17.2%、20.3%。锌处理与品种或部位的互作对稻米锌含量有极显著影响,锌处理与部位的互作对植酸与锌摩尔比亦有极显著影响。相关分析表明,糙米及精米锌含量在叶面施锌后的增幅与开花期气孔导度均呈极显著正相关,而与稻米本身的锌含量呈显著负相关。由此可知,花后叶面施锌处理使稻米锌营养水平明显增加,增幅总体表现为籼稻大于粳稻,糙米大于精米,叶面锌肥与尿素配施效果更好;水稻种子锌水平低及其叶片气孔导度大均有利于叶面锌肥的吸收。

高CO_(2)浓度和叶面施锌对稻米锌营养的影响

水稻是全球半数以上人口的主食,增加稻米中的锌营养水平对解决人类锌缺乏至关重要。依托稻田FACE(Free Air CO_(2) Enrichment)平台,采用9个现代品种为供试材料,CO_(2)处理设置环境CO2浓度(Ambient)和高CO2浓度(增200μmol·mol-1)两个水平,锌处理设置对照(不施锌)和叶面施锌(灌浆前期喷施0.2%ZnSO_(4))处理,研究水稻糙米产量、锌浓度、锌有效性以及锌肥利用率对CO2和锌处理的响应及其品种间差异。结果表明,与Ambient相比,高CO_(2)浓度使所有品种糙米产量平均增加15.7%,但对糙米锌浓度、植酸浓度及植酸与锌摩尔比均无显著影响,不同品种和不同锌处理条件下趋势均一致;高CO_(2)浓度下扬稻6号和隆两优1988糙米籽粒锌肥利用率显著降低,而其他品种无显著变化。花后叶面施锌对糙米产量及植酸浓度无显著影响,但使糙米锌浓度平均增加37.3%,植酸与锌摩尔比平均降低29.1%,不同品种间响应幅度存在显著差异。以上数据说明,在环境CO_(2)浓度和CO_(2)浓度升高两种情形下,水稻花后叶面喷施锌肥均可显著改善稻米的锌营养水平,幅度因品种而异,而高CO_(2)浓度使部分籼稻品种的锌肥利用率显著下降。

条施调酸材料对石灰性土壤调酸及马铃薯锌硼吸收的影响

【目的】研究条施调酸材料的调酸效应及其对马铃薯锌、硼吸收的影响,为调酸材料在马铃薯上的应用提供依据。【方法】以马铃薯为材料,采用田间试验,设置根区施用磷酸一铵(MAP)、硫磺(S)、混合调酸剂(磷酸一铵和硫磺按质量比1∶1混合,MS),以不施用调酸材料为对照,分析调酸材料施入石灰性土壤后土壤pH值、锌硼有效性以及马铃薯叶片、块茎锌硼含量的变化,研究3种调酸材料根区条施后的调酸效应及对土壤锌硼有效性和马铃薯锌硼吸收的影响。【结果】施入调酸材料能显著降低石灰性土壤pH值,在马铃薯整个生育期调酸效应总体表现为MS>MAP>S。施用调酸材料能提高淀粉积累期马铃薯根区土壤有效锌和有效硼含量,MAP、S、MS处理土壤有效锌含量较对照分别提高了58.82%,9.80%和37.25%,土壤有效硼含量较对照分别提高了53.01%,57.83%和61.45%。施用调酸材料后,苗期马铃薯叶片锌、硼积累量分别增加了48.44%~60.83%和40.73%~58.68%,块茎膨大期分别增加了31.43%~39.88%和22.40%~33.06%;在淀粉积累期,MS和S处理马铃薯叶片锌积累量较对照分别降低了51.85%和30.25%,而MAP处理则较对照增加了4.79%,MAP、S、MS处理马铃薯叶片硼积累量较对照分别减少了20.67%,41.78%和38.21%。收获期施用调酸材料后,MAP、S、MS处理马铃薯块茎锌含量较对照分别降低了9.47%,4.94%和14.81%,S、MS处理马铃薯锌积累量较对照分别降低了5.88%和21.08%,而MAP处理提高了30.39%;MAP、S、MS处理马铃薯块茎硼含量较对照分别提高了14.97%,15.51%和63.10%,硼积累量分别提高了67.74%,16.13%和51.61%。【结论】调酸材料降低了石灰性土壤pH值和马铃薯块茎锌含量,但提高了马铃薯块茎硼含量;从调酸效应和马铃薯块茎吸收来看,磷酸一铵与硫磺配施最有利于马铃薯对土壤中微量元素锌硼的利用。