漢中地區(qū)秈稻鋅、鐵、錳營養(yǎng)基因型差異及葉面噴鋅對籽粒鋅含量的影響

郝興順 姜雨含 吳玉紅 田霄鴻*許偉 張春輝 陳浩 秦宇航 蒙天竣

（1漢中市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，陜西漢中723000；2西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，陜西楊凌721000；3勉縣良種場，陜西勉縣724200；第一作者：372770515@qq.com；*通訊作者：txhong@hotmail.com）

鋅是人體必需微量營養(yǎng)元素，缺鋅引起的營養(yǎng)失衡是目前世界上面臨的主要營養(yǎng)健康問題之一。世界范圍內(nèi)，大約1/3以上人口受到缺鋅問題的影響[1-2]。水稻是我國的主要糧食作物，水稻的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)對保障我國糧食安全起著重要作用。同時，水稻也是對微量營養(yǎng)元素鋅敏感的作物，水稻籽粒中鋅含量的輕微增加即可有效改善人體鋅素營養(yǎng)狀況。當(dāng)土壤鋅含量（DTPAZn）＜0.5 mg/kg時，水稻易出現(xiàn)缺鋅癥狀，嚴(yán)重時會造成作物減產(chǎn)減收[3]。在作物生長過程中增施鋅肥可提高作物產(chǎn)量和籽粒鋅營養(yǎng)品質(zhì)，進(jìn)而改善人體鋅營養(yǎng)狀況，且葉面噴施鋅肥對籽粒營養(yǎng)元素強(qiáng)化效果更佳[4-6]。但單獨(dú)噴施鋅肥一般要求進(jìn)行田間作業(yè)2～3次，費(fèi)工費(fèi)時，因此，探索鋅肥與農(nóng)藥配合噴施技術(shù)具有較大推廣價值。漢中盆地北依秦嶺南臨巴山，漢江穿地而過，氣候溫潤，無霜期240～250 d，年降水量800 mm左右，是優(yōu)質(zhì)秈稻的適宜生態(tài)種植區(qū)。水稻是漢中地區(qū)主要的糧食作物，提高水稻籽粒中微量元素含量對改善本地區(qū)人體微量元素營養(yǎng)具有重要意義。有研究表明，水稻籽粒微量元素含量存在顯著的基因型差異[7-8]。為了解漢中地區(qū)參與展示的水稻新品種籽粒鋅、鐵、錳的營養(yǎng)特點(diǎn)，并探索鋅與農(nóng)藥配合噴施技術(shù)及改善稻米鋅營養(yǎng)品質(zhì)的效果，特設(shè)置了本試驗。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

1.1.1 材料種植與收集

試驗于2017年4―9月在勉縣種子管理站品種展示試驗農(nóng)場（漢中市勉縣周家山鎮(zhèn)柳樹村）進(jìn)行。在同一條件下種植45個水稻品種，每個品種種植面積200 m2，插秧規(guī)格 23.1 cm×26.4 cm，每 667 m2施 30 kg三元復(fù)合肥作基肥，插秧后10 d每667 m2追施尿素5 kg。水稻成熟后收集成熟一致的稻谷。

1.1.2 葉面噴鋅試驗

試驗于2017年在漢中市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗基地（漢中市漢臺區(qū)韓塘村）進(jìn)行，供試土壤類型為黃褐土型潴育性水稻土。0～20 cm土壤基本理化性質(zhì)為：pH值5.26，有機(jī)質(zhì)含量17.3 g/kg，全氮含量1.08 g/kg，速效磷含量34.8 mg/kg，速效鉀含量80.9 mg/kg，有效Zn 0.55 mg/kg，有效 Fe 36.49 mg/kg，有效 Mn 14.41 mg/kg。

共設(shè) 3 個處理：CK，噴蒸餾水；T1，噴 0.8%ZnSO4·7H2O；T2，噴 0.8%ZnSO4·7H2O 和 0.33%16%井酮三環(huán)唑。供試水稻品種9個。試驗微區(qū)面積為2 m2。共噴施2次（8月3日、8月10日），噴施溶液用量為每次750 L/hm2，噴施前加入 0.02%v/v 吐溫 20（Tween 20）作為表面活性劑。采用小型手動噴霧器噴施，為避免葉面肥在高溫及強(qiáng)光下對葉片造成灼傷，噴施一般在18∶00以后進(jìn)行。田間其他管理措施按照當(dāng)?shù)亓?xí)慣栽培。

1.2 采樣及測定方法

水稻品種微量元素營養(yǎng)比較分析：水稻成熟期（2017年9月15日），每個品種隨機(jī)取120穗進(jìn)行脫粒，碾磨成糙米和精米后備用。籽粒中鋅、鐵、錳測定采用鮑士旦的測定方法[9]。

葉面噴鋅試驗：在水稻成熟期（2017年9月18日）采集樣品，每個微區(qū)采集長勢一致且有代表性的水稻120穗。碾磨成糙米和精米備用。籽粒中鋅含量測定采用鮑士旦的測定方法[9]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和繪圖，采用DPS 7.05統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析及差異顯著性檢驗（LSD法，p=0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 漢中主推水稻品種微量元素營養(yǎng)情況

如表1所示，45個水稻品種糙米鋅含量在13.19~21.70 mg/kg之間，平均為17.44 mg/kg；精米鋅含量在7.47~16.47 mg/kg之間，平均為11.39 mg/kg。其中，鋅含量最高的品種是先豐優(yōu)901，最低的是F優(yōu)498。45個水稻品種糙米鐵含量在4.96~28.63 mg/kg之間，平均為10.99 mg/kg；精米鐵含量在1.31~10.03 mg/kg之間，平均為4.14 mg/kg。其中，精米鐵含量最高的品種是宜香優(yōu)2115，最低的是晶兩優(yōu)534。45個水稻品種糙米錳含量在18.32~34.34 mg/kg之間，平均為25.09 mg/kg；精米錳含量在4.08~9.58 mg/kg之間，平均為7.38 mg/kg。其中，精米錳含量最高的品種是隆兩優(yōu)華占，最低的是F優(yōu)498。從均值來看，糙米中鋅、鐵、錳含量分別是精米中的1.53倍、2.56倍和3.40倍，在去糙過程中鋅、鐵、錳的損失率分別達(dá)34.69%、62.33%和70.59%。

表1 漢中主推水稻品種Zn、Fe、Mn含量（mg/kg）

2.2 噴施鋅肥對不同基因型水稻產(chǎn)量的影響

由表2可以看出，與CK相比，T1處理水稻產(chǎn)量除豐優(yōu)香占、106A/253、兩優(yōu)687表現(xiàn)為減產(chǎn)外，其他品種均表現(xiàn)增產(chǎn)，增幅在1.4%~40.8%之間；T2處理除106A/253有所減產(chǎn)，其他品種均增產(chǎn)，增幅在1.8%~36.0%之間?？梢姡瑖娛╀\肥總體上可以提高水稻產(chǎn)量。

表3 不同噴施處理對不同水稻品種籽粒鋅含量的影響 （mg/kg）

2.3 噴施鋅肥對不同基因型水稻籽粒鋅含量的影響

如表3所示，噴施鋅肥顯著增加了水稻籽粒Zn含量，而各個品種之間Zn含量無顯著差異。T1處理與T2處理籽粒Zn含量無明顯差異，與CK相比，T1和T2處理對水稻籽粒Zn含量提升效果顯著，精米Zn含量由CK的10.57 mg/kg分別提高到14.08 mg/kg和14.79 mg/kg，分別提高了33.2%和40.0%；糙米Zn含量則由CK的17.63 mg/kg分別提高到22.14 mg/kg和21.50 mg/kg，增幅分別為25.6%和22.0%。常規(guī)稻Zn含量普遍高于雜交稻，噴施鋅肥顯著增加了雜交稻精米中Zn含量，而常規(guī)稻是糙米Zn含量增加顯著，說明不同基因型水稻對鋅的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和積累差異較大。

3 結(jié)論與討論

通過農(nóng)藝措施提高水稻籽粒Zn含量可以在短期迅速解決水稻產(chǎn)區(qū)廣大農(nóng)村人口的Zn缺乏問題。本研究中在水稻生長后期單獨(dú)噴施鋅肥以及鋅與農(nóng)藥配合噴施均能夠提高水稻產(chǎn)量且顯著增加稻米的Zn含量，但基因型間差異較大。相關(guān)研究[10-11]表明，水稻結(jié)實(shí)期葉面施鋅肥可明顯增加不同條件下稻米的Zn濃度及其生物有效性，增幅因不同品種、稻穗不同部位以及稻米的不同組分而異，與本研究結(jié)果相一致。本研究還發(fā)現(xiàn)，對水稻進(jìn)行葉面鋅肥與農(nóng)藥復(fù)配噴施后不僅能顯著增加稻米Zn含量，而且能有效預(yù)防病蟲害。因此，鋅肥與農(nóng)藥可以復(fù)配噴施，起到減少噴施次數(shù)，節(jié)省人工成本的效果。

眾多研究[12-14]表明，水稻籽粒中微量元素含量的分布特點(diǎn)為米糠＞谷殼＞糙米＞精米，本文中漢中地區(qū)主推的水稻品種籽粒中Zn、Fe、Mn含量均表現(xiàn)為糙米＞精米，Zn、Fe和Mn在稻米去糙過程中損失率由高到低的順序為Mn＞Fe＞Zn。從稻米營養(yǎng)品質(zhì)考慮，糙米微量元素營養(yǎng)高于精米，但是當(dāng)前的飲食習(xí)慣以食用精米為主，由于鋅、鈣和多種氨基酸主要分布于籽粒外層（糊粉層和胚）中[14]，因此在育種、農(nóng)藝措施改善稻米營養(yǎng)品質(zhì)的同時，需進(jìn)一步研究在稻米加工中如何最大限度降低營養(yǎng)損失。