鋅肥與三唑酮配合噴施對冬小麥鋅營養(yǎng)品質(zhì)的影響

劉 珂，趙吉紅，王少霞，李 萌，陳艷龍，田霄鴻

(西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，農(nóng)業(yè)部西北植物營養(yǎng)與農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室， 陜西 楊凌 712100)

鋅肥與三唑酮配合噴施對冬小麥鋅營養(yǎng)品質(zhì)的影響

劉 珂，趙吉紅，王少霞，李 萌，陳艷龍，田霄鴻

(西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，農(nóng)業(yè)部西北植物營養(yǎng)與農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室， 陜西 楊凌 712100)

于2013—2014年小麥生長季，在陜西關(guān)中地區(qū)進行田間噴施試驗，設(shè)置CK、噴Zn、噴三唑酮、噴Zn+三唑酮4個處理，以揭示鋅與三唑酮配合噴施對小麥鋅營養(yǎng)品質(zhì)的影響。結(jié)果表明:不同噴施方式對小麥籽粒千粒重及產(chǎn)量均無明顯影響；噴三唑酮、噴Zn+三唑酮及噴Zn使籽粒Zn含量由CK的25.9 mg·kg-1分別提高到 32.2、52.4 mg·kg-1和52.7 mg·kg-1，增加幅度分別為24%、102%和103%；噴三唑酮和噴Zn+三唑酮處理降低了小麥籽粒植酸含量，相比對照分別降低23.8%、15.9%，使植酸/Zn摩爾比明顯降低，從而顯著提高了籽粒鋅生物有效性。Zn與三唑酮配合噴施下提高籽粒鋅含量及其生物有效性的效果十分明顯，同時還能兼顧防治小麥白粉病、條銹病等。

葉面噴鋅；三唑酮；鋅含量；鋅生物有效性；冬小麥；鋅營養(yǎng)品質(zhì)

鋅是人體必需微量營養(yǎng)元素，人體缺鋅會引起諸多嚴(yán)重的健康問題。全世界范圍內(nèi)，約1/3以上人口遭受缺鋅問題的困擾，5歲以下兒童每年因缺鋅而導(dǎo)致死亡的人數(shù)多達11.6萬人[1-2]。來自飲食的鋅攝入量不足被認為是人體缺鋅的主要原因。小麥?zhǔn)鞘澜缛笾饕Z食作物之一，其籽粒Zn含量高低直接影響到以其為主食人群的鋅營養(yǎng)水平。我國小麥主產(chǎn)區(qū)處于北方潛在缺鋅石灰性土壤地區(qū)，小麥籽粒平均Zn含量(29.3 mg·kg-1)低于滿足人體健康需求的Zn含量合理水平(40～60 mg·kg-1)[3-4]。此外，小麥籽粒中眾多抗?fàn)I養(yǎng)因子如植酸，其可以與Zn2+結(jié)合形成不溶性復(fù)合物，最終使籽粒的鋅生物有效性更低[3]。已有研究表明，土施和噴施鋅肥均是提高缺鋅土壤上小麥籽粒Zn含量的有效農(nóng)藝措施[5-6]，但潛在缺鋅石灰性土壤上，土施鋅肥對籽粒富鋅效果卻十分有限，而葉面噴鋅能使籽粒Zn含量提高幅度達1.41～2.08倍；同時，噴施鋅肥也能有效降低籽粒植酸含量，使植酸/Zn摩爾比減小，從而提高籽粒Zn的生物有效性[7-9]。雖然噴施鋅肥的小麥籽粒富鋅效果良好，但好的富鋅效果需要適當(dāng)增加噴施次數(shù)，因而費時費工，難以在實際生產(chǎn)中應(yīng)用。因此，找到提高我國北方地區(qū)小麥籽粒Zn含量的高效農(nóng)藝措施，對于改善我國民眾鋅營養(yǎng)水平意義重大。

目前，“一噴三防”組合式技術(shù)，即將殺蟲劑、殺菌劑、葉面肥等混合后配成溶液進行噴霧作業(yè)，在防治病蟲害、抗干熱風(fēng)、促大穗、增粒重等方面的效果已在我國北方麥區(qū)得到廣泛認同，研究發(fā)現(xiàn)在小麥抽穗期至灌漿期根據(jù)田間病情，結(jié)合氣象條件及小麥長勢噴施三唑酮(Triadimefon)是一種防治小麥白粉病、條銹病等的有效措施[10-11]。雖有研究表明使用磺酰脲類除草劑會明顯阻礙缺銅敏感型小麥對銅元素的吸收與利用[12]，然而，三唑酮作為“一噴三防”組合式技術(shù)中的殺菌劑其噴施對小麥微量元素含量影響的研究還很少，而將農(nóng)藥與微肥配合噴施對籽粒微量元素含量及其生物有效性的影響鮮見報道。

鑒于此，本研究在小麥灌漿前期將葉面鋅肥與防治小麥流行病的農(nóng)藥三唑酮混合噴施，以期查明三唑酮單獨噴施和三唑酮-鋅混合葉面噴施對潛在缺鋅石灰性土壤上冬小麥籽粒營養(yǎng)品質(zhì)如N、P、K、Zn、Fe、Mn、Ca及植酸的影響。從而明確葉面鋅肥與三唑酮共同噴施對冬小麥籽粒富鋅及其他營養(yǎng)元素的影響程度，為優(yōu)化兩者配合條件提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試驗設(shè)計

試驗于2013年10月至2014年6月在陜西楊凌西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)作一站進行(34°17′38″ N，108°04′02″ E)。試驗區(qū)海拔525 m，年平均氣溫13℃，年平均蒸發(fā)量約為900 mm。供試土壤為旱耕人為土墊土，耕層土壤基本理化性狀為：有機質(zhì)12.54 g·kg-1，NO3--N 13.53 mg·kg-1，NH4+-N 2.85 mg·kg-1，速效磷11.51 mg·kg-1，速效鉀149 mg·kg-1，CaCO365.8 g·kg-1，DTPA-Zn 0.61 mg·kg-1，pH 7.9。

試驗供試小麥品種為小偃22，播種量為150 kg·hm-2，采用隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)置對照(CK，蒸餾水)、噴Zn(0.3% ZnSO4·7H2O)、噴三唑酮(0.12% 三唑酮可濕性粉劑)、噴Zn+三唑酮(0.3% ZnSO4·7H2O+0.12%三唑酮可濕性粉劑)4個處理，重復(fù)6次，每個小區(qū)面積為2 m2。播前一次性施基肥N 120 kg·hm-2，P2O5100 kg·hm-2，肥料分別為尿素(46% N)和過磷酸鈣(18% P2O5)。在小麥越冬期進行1次灌溉，灌水量為40 mm。噴施時期為小麥灌漿前期(4月下旬到5月上旬)，每隔7 d噴施1次，連續(xù)噴施3次，每次每個小區(qū)噴200 ml，三次累計噴施純Zn 2.71 kg·hm-2。具體時間為：4月28日、5月5日、5月12日。噴施在16∶00—19∶00間進行，以避免在高溫及強光下噴肥對葉片造成傷害，保證噴施效果。其它管理措施與當(dāng)?shù)卮筇锵嗤?/p>

1.2 樣品采集及測定

于小麥成熟期(2014年6月4日)對各小區(qū)小麥進行收獲測產(chǎn)。隨機選取小區(qū)長勢一致且有代表性的小麥20株。人工脫粒，75℃烘干至恒重，隨后將籽粒樣品磨碎，用于測定籽粒中大量元素(N、P、K)、微量元素(Zn、Fe、Mn、Ca)及植酸含量。

小麥籽粒N、P、K含量的測定：用濃H2SO4-H2O2法消煮，分別用凱氏定氮法測定全氮，鉬藍比色法測定全磷，原子吸收法測定全鉀。

小麥籽粒Zn、Fe、Mn、Ca含量的測定：稱取約0.5 g粉碎樣品于馬福爐中550℃灰化6 h，灰化處理后用1∶1(v/v)HNO3溶解，各元素含量分別用原子吸收分光光度計法(Z-2000)測定。

植酸的測定：植酸含量根據(jù)Liang等[13]的方法進行測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所得數(shù)據(jù)均使用Microsoft Excel 2013進行統(tǒng)計并作圖，試驗數(shù)據(jù)采用SAS 8.1統(tǒng)計軟件進行方差分析及多重比較(LSD法，差異顯著性水平為5%)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同噴施處理對小麥千粒重、籽粒產(chǎn)量及大量元素含量的影響

由表1可知，與噴水(CK)相比，噴Zn、噴三唑酮、噴Zn+三唑酮均使小麥千粒重有一定增加，但處理間未達到差異顯著水平。單獨噴施三唑酮處理下的小麥籽粒產(chǎn)量最高，其次為噴Zn+三唑酮處理。噴Zn、噴三唑酮及噴Zn+三唑酮使籽粒中N含量相比對照有所增加，P含量有所降低，但均未達到差異顯著水平。綜上，單獨噴鋅、噴三唑酮或鋅與三唑酮配合噴施對千粒重、籽粒產(chǎn)量及氮、磷含量均無明顯影響。但Zn+三唑酮處理能明顯降低籽粒中的鉀元素，降幅為25.6%，表明鋅與三唑酮混合噴施適時適量補施鉀肥，效果可能會更佳。

表1 不同噴施處理對小麥千粒重、籽粒產(chǎn)量及大量元素的影響

注：小寫字母代表同列不同噴施處理之間的多重比較(5%顯著水平)，下表同。

Note: lowercase letter within the same column represents significance atP<0.05, the same below.

2.2 不同噴施處理對小麥籽粒Zn、Fe、Mn、Ca含量的影響

各噴施處理對小麥籽粒鋅含量影響顯著，其中噴Zn+三唑酮和噴Zn處理效果最為明顯，相比于對照分別提高了1.02、1.03倍(表2)，同時，單獨噴施三唑酮也能增加籽粒中的Zn含量，增幅達24.3%，但未達到差異顯著水平；而單獨噴Zn與噴Zn+三唑酮相比，籽粒中Zn含量無明顯差異，表明三唑酮與鋅配合噴施與單獨施Zn的籽粒富鋅效果相當(dāng)，此外，相比于對照，噴Zn+三唑酮能提高籽粒中Fe、Mn、Ca的含量，可見，Zn與三唑酮混合噴施對籽粒中鋅、鐵等礦質(zhì)元素的累積有一定的促進作用，但其機理尚不明確，有待進一步研究。

表2 不同噴施處理對小麥籽粒中微量元素含量的影響/(mg·kg-1)

2.3 不同處理對小麥籽粒植酸含量及礦質(zhì)元素生物有效性的影響

如圖1A所示，對照處理中籽粒的平均植酸含量為10.6 mg·g-1，與之相比，單獨噴三唑酮顯著降低了籽粒中的植酸含量，降幅達23.7%，其次是噴Zn+三唑酮，降幅15.9%，而噴三唑酮與噴Zn+三唑酮相比，差異不顯著，可見，鋅與三唑酮配合噴施并沒有影響三唑酮對植酸的降低作用。本研究發(fā)現(xiàn)單獨噴施Zn肥增加了籽粒中植酸含量，這與Erdal等[14]研究的給小麥?zhǔn)㈱n使籽粒中植酸含量降低的結(jié)果不同，目前，Zn與植酸的關(guān)系尚不明確，需進一步探索二者相互作用的機理。

由圖1B可知，對照處理中籽粒植酸/鋅摩爾比值平均為40.4，噴Zn、噴三唑酮及噴Zn+三唑酮均顯著降低了籽粒中植酸/鋅摩爾比，相比于對照，降幅分別為41.6%、31.3%、55.5%，其中，Zn+三唑酮處理下該比值最低，為16.8，說明將鋅肥與三唑酮混合噴施對籽粒鋅生物有效性的提高效果最佳。不同噴施處理相比于對照能在一定程度上降低籽粒中植酸/Fe摩爾比，其中，單獨噴施三唑酮的效果最好，降幅達21%，其次是Zn+三唑酮處理和單獨噴鋅處理，降幅分別為17.1%和15.5%(圖1C)?？偟膩碚f，在本試驗條件下，將三唑酮與鋅肥配合噴施既有利于顯著增加籽粒中Zn、Fe等礦質(zhì)元素的含量又能明顯提高鋅生物有效性，因而是噴施的最佳選擇。

3 討 論

小麥病害是影響小麥高產(chǎn)的主要因素之一，用殺菌劑防治是小麥生產(chǎn)中的重要技術(shù)措施。三唑酮是一種高效、低毒、低殘留、持效期長、內(nèi)吸性強的廣譜性殺菌劑，其被植物吸收后，能在植物體內(nèi)傳導(dǎo)，在實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。季書勤等[15]研究表明在小麥抽穗期、揚花期、灌漿期噴灑3次三唑酮菌劑，使小麥千粒重提高明顯，籽粒產(chǎn)量有一定的增加。本試驗研究發(fā)現(xiàn)，單獨噴施三唑酮處理下的小麥籽粒產(chǎn)量最高，原因可能是在小麥抽穗至灌漿前期噴施三唑酮藥劑，能在小麥白粉病等病害盛發(fā)前期達到有效防治的目的，從而保證灌漿順利進行，最終使籽粒產(chǎn)量提高；同時，研究表明三唑酮也是一種生長調(diào)節(jié)劑，能延緩作物生長、提高葉綠素含量、增強作物抗逆性[16-17]。因此，在小麥灌漿前期葉面噴施三唑酮，其經(jīng)葉面內(nèi)吸至植物體內(nèi)，既抑制了病原菌在葉表的附著和侵染又對小麥灌漿起到調(diào)節(jié)作用，最終使小麥得以穩(wěn)產(chǎn)、抗病。此外，將鋅肥與三唑酮菌劑混合噴施也提高了小麥千粒重以及籽粒產(chǎn)量，說明鋅與三唑酮配合噴施并沒有減弱三唑酮的穩(wěn)產(chǎn)抗病效果。前人關(guān)于此類的研究內(nèi)容多是單因素試驗，或是大量元素與殺菌劑結(jié)合噴施[18-19]，而將微肥與農(nóng)藥結(jié)合起來噴施少見報道，本研究發(fā)現(xiàn)了微肥與三唑酮等殺菌劑配合噴施對千粒重以及產(chǎn)量的效果，但其表現(xiàn)出提高的機理仍待進一步研究。

圖1 不同處理對冬小麥籽粒植酸含量、植酸/鋅摩爾比及植酸/鐵摩爾比的影響

Fig.1 Effect of different treatments on grain phytic acid concentration and molar ratio of phytic acid to Zn, Fe in winter wheat grain

多數(shù)研究表明，由于鋅在小麥韌皮部的移動性很強，噴施鋅肥通過增加小麥花后葉片、莖稈等主要營養(yǎng)器官中的Zn貯量，促進Zn從營養(yǎng)器官向籽粒轉(zhuǎn)運，從而提高籽粒中的鋅含量[20-21]。本研究在上述工作基礎(chǔ)上，將鋅肥、三唑酮菌劑葉面分別單施及混合噴施，結(jié)果發(fā)現(xiàn)單獨噴施三唑酮使小麥籽粒Zn含量增加24%，其原因可能是由于三唑酮促進了營養(yǎng)器官中的鋅向籽粒中的轉(zhuǎn)運。張培志等[22]研究發(fā)現(xiàn)三唑酮結(jié)構(gòu)中三唑環(huán)上的N原子，能與Zn2+通過單齒配位作用形成Zn-三唑酮復(fù)合物。所以，單獨噴施三唑酮使小麥籽粒鋅含量提高的原因很大程度上是由于作物吸收三唑酮后與營養(yǎng)器官中的鋅形成了Zn-三唑酮復(fù)合物，更利于營養(yǎng)器官中的Zn向籽粒中的轉(zhuǎn)運。而Zn與三唑酮配合使小麥籽粒Zn含量比CK(噴水)提高了1.02倍，與單獨噴施Zn肥對籽粒鋅含量的增加效果相當(dāng)，說明噴施鋅肥的富鋅的效果并沒有因三唑酮的加入而受到影響，其原因可能是由于三唑酮菌劑多為酸性或中性，而本試驗中所使用的葉面鋅肥(ZnSO4·7H2O)的水溶液呈酸性(pH 4.5)，二者混合不會因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成沉淀或懸濁物而影響彼此的功效，且隨著Zn-三唑酮復(fù)合物在溶液中的溶解及噴施，使其同時具有富鋅和防病的效果成為可能，因而在實際生產(chǎn)中有較好的可行性和推廣價值。

植酸是影響作物鋅生物有效性的主要抗?fàn)I養(yǎng)因子之一，小麥籽粒中65%～85%的磷以植酸形式存在，離子態(tài)鋅與植酸結(jié)合后幾乎不能被人體吸收[3]。前人的研究多是通過育種措施來降低籽粒植酸的含量，因小麥含有豐富的植酸酶變異，育種工作者通過培育高植酸酶小麥品種來提高鋅元素的生物有效性，但目前能利用的種質(zhì)材料農(nóng)藝性狀較差，且改良難度較大[23]；而本研究發(fā)現(xiàn)在小麥灌漿前期噴施三唑酮對降低籽粒植酸含量效果顯著。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，植酸酶是一類特殊的酸性磷酸酶，能夠水解植酸最終釋放出無機磷，而經(jīng)過三唑酮種衣劑包衣處理的小麥幼苗中酸性磷酸酶在葉片細胞的細胞質(zhì)、液泡膜內(nèi)側(cè)及相鄰細胞間隙內(nèi)含物中活性高、分布普遍[24-25]。因此，噴施三唑酮對小麥籽粒植酸降低的機理可能是葉面吸收三唑酮后增強了葉片細胞中酸性磷酸酶的活性和分布，使其更易于有效地降解植株營養(yǎng)器官中的植酸，從而使得籽粒中植酸含量明顯降低。仍需作進一步研究明確三唑酮對降低小麥籽粒中抗?fàn)I養(yǎng)因子的作用。與此同時，本試驗結(jié)果還發(fā)現(xiàn)Zn與三唑酮混合噴施同樣能起到降低植酸的作用，降幅達15.9%，雖沒有單獨噴三唑酮對植酸的降低效果明顯，但其能保證更好的籽粒營養(yǎng)品質(zhì)，更具有實用性。

然而研究表明籽粒中Zn或植酸含量的高低還不能作為判斷籽粒Zn生物有效性的指標(biāo)，因為若籽粒中植酸與鋅的絕對量不同，但摩爾比相同時，可能不會影響鋅的生物有效性，因此，多數(shù)研究用植酸與鋅的摩爾比來判斷小麥等禾谷類作物籽粒Zn生物有效性。本試驗表明葉面噴Zn后籽粒中植酸/Zn摩爾比相比于對照顯著降低，這與曹玉賢等[26]的研究結(jié)果一致，同時發(fā)現(xiàn)噴三唑酮與噴Zn+三唑酮也同樣顯著降低了該摩爾比，其中，鋅與三唑酮混合噴施效果最好，可能二者配合噴施既能使三唑酮發(fā)揮其對植酸顯著的減弱作用又能兼顧施鋅肥提高籽粒Zn含量效果，從而使植酸/鋅摩爾比顯著降低，明顯提高鋅生物有效性。本試驗結(jié)果還發(fā)現(xiàn)噴施三唑酮雖降低了籽粒Fe含量，但使其生物有效性提高，說明三唑酮對植酸減弱程度要大于對鐵的降低；楊習(xí)文等[27]研究發(fā)現(xiàn)噴施鋅肥使小麥籽粒中的鐵含量增加幅度很大，本試驗中Zn+三唑酮處理同樣能使籽粒中鐵含量增加，說明二者配合噴施不會影響單獨施鋅對籽粒Fe含量的增加效果。綜上，鋅肥與三唑酮混合噴施能改善單獨噴施鋅肥對籽粒礦質(zhì)元素生物有效性的提高效果，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。

4 結(jié) 論

本研究表明，在小麥生長后期可把噴施鋅肥與噴施農(nóng)藥進行有機結(jié)合，不僅能顯著增加小麥籽粒鋅含量，亦能降低植酸含量，從而提高鋅鐵等礦質(zhì)元素的生物有效性。因此，有望成為潛在缺鋅土壤同時滿足籽粒富鋅和病蟲害防治需求的高效農(nóng)藝措施。

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Effects of combined foliar Zn application with triadimefon on Zn nutritional quality of winter wheat

LIU Ke, ZHAO Ji-hong, WANG Shao-xia, Li Meng, CHEN Yan-long, TIAN Xiao-hong

(CollegeofNaturalResourcesandEnvironment,NorthwestA&FUniversity/KeyLabofPlantnutritionandtheAgri-EnvironmentinNorthwestChina,MinistryofAgriculture,Yangling,Shaanxi712100,China)

To provide theoretical basis for an agronomic method for improving grain Zn nutritional quality while controlling wheat diseases and pests, this study was conducted to investigate the effect of foliar Zn combined with triadimefon on Zn content and bioavailability of winter wheat. A field experiment was conducted in Guanzhong Plain with four spray treatments (control, foliar Zn, foliar triadimefon, foliar Zn+triadimefon) during 2013—2014 winter wheat (Xiaoyan 22) growing seasons. Results showed foliar application treatments had no significant effects on thousand kernel weights, grain yield of wheat. Compared with the CK treatment, foliar triadimefon, foliar Zn and foliar Zn+ triadimefon significantly increased grain Zn concentration from 25.9 mg·kg-1to 32.2, 52.4 mg·kg-1and 52.7 mg·kg-1, with an average increasing range of 24%, 102%, and 103%, respectively. Foliar triadimefon, foliar Zn+triadimefon reduced grain phytic acid concentration by an average of 23.8% and 15.9%, respectively, P/Zn molar ratio was also significantly reduced under these two treatments. Combined foliar Zn application with triadimefon obviously improved grain Zn concentration and bioavailability, while it can also prevent and control winter wheat powdery mildew, stripe rust, etc. This research provides a scientific basis for effective combination of foliar Zn, pesticides and fungicides in production practice.

foliar Zn; triadimefon; Zn concentration; Zn bioavailability; winter wheat; Zn nutritional quality

1000-7601(2017)04-0028-05

10.7606/j.issn.1000-7601.2017.04.05

2016-05-13

國家自然科學(xué)基金面上項目(41371288)

劉 珂(1991—)，男，陜西西鄉(xiāng)人，碩士，主要從事植物營養(yǎng)與調(diào)控研究。 E-mail：keliuterry@gmail.com。

田霄鴻(1967—)，男，甘肅天水人，教授，博士，博士生導(dǎo)師，主要從事植物營養(yǎng)與調(diào)控及循環(huán)農(nóng)業(yè)研究。 E-mail：txhong@hotmail.com。

S143.7+2

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