揚(yáng)花期葉面施鋅對寒地水稻Zn、N、P、K吸收和積累的影響

劉春梅　張明聰　王孟雪　張興梅　何淑平

摘 要：為探討水稻施用外源鋅對氮、磷、鉀吸收和積累的規(guī)律，采用盆栽模擬試驗(yàn)方法，研究了不同鋅濃度對水稻植株和子粒氮、磷、鉀吸收、積累的影響。結(jié)果表明，水稻各器官鋅含量的順序?yàn)椋褐仓?穎殼>精米，隨著外源鋅濃度的增加，鋅含量顯著增加，Zn2（5g/kg）處理精米鋅含量為39.40mg/kg，是對照的1.9倍，能保證人們每日膳食鋅的攝入。隨著鋅濃度的增加，植株和穎殼鋅分配比例增加，而籽粒分配比例則下降。植株中鋅向精米運(yùn)轉(zhuǎn)率增加，Zn2處理比對照增加12.73個(gè)百分點(diǎn)。隨著外源鋅濃度增加，水稻植株、穎殼和精米的氮、鉀含量均增加，而磷含量下降，Zn2處理（5g/kg）精米氮含量和鉀含量增加10.01%、1.16%，磷含量下降了12.26%。植株Zn含量與植株、精米和穎殼中氮含量、鉀含量極顯著正相關(guān)，與精米和穎殼中磷含量極顯著負(fù)相關(guān)。隨著鋅濃度的增加，各器官氮、鉀積累量均增加，磷積累量下降。因此，對于寒地水稻品種墾粳7號，揚(yáng)花期噴施5g/kg鋅，能顯著提高精米鋅含量，并且有利于水稻對氮、鉀的吸收和利用。

關(guān)鍵詞：葉面噴鋅;寒地水稻;Zn、N、P、K吸收和積累

中圖分類號 S511文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2020）13-0087-05

Abstract： A pot experiment was conducted to investigate the effects of Zn fertilization rate on the absorption and accumulation of N ， P， K in plant and grains of rice in cold region. The result showed that the order of concentration of Zn in various organs：plant>spike>grain， with the increase of zinc concentration， the zinc content of rice increased significantly. The zinc content of polished rice was 39.40mg/kg under Zn2（5g/kg） ， which was 1.9 times higher than that of control， which can ensure people′s daily dietary zinc intake.With the increase of zinc concentration， the zinc distribution ratio of plants and spike increased， while the grain distribution ratio decreased， the nitrogen and potassium contents of rice plants， spike and polished rice increased， while the phosphorus content decreased. The nitrogen and potassium contents of polished rice increased by 10.01% and 1.16% in Zn2 treatment （5g/kg） .The Zn content of the plant was very significantly positively correlated with the nitrogen and potassium contents in the plant， polished rice and spike， and was significantly negatively correlated with the phosphorus content in the polished rice and spike.Therefore， 5g/kg zinc at the flowering stage of Kenjing 7 and significantly increased the zinc content of polished rice， and was beneficial to the absorption and utilization of nitrogen and potassium by rice.

Key words： Foliar application of zinc; Rice in cold region; Zn， N， P and K uptake and accumulation

鋅是人類生命活動必需的微量營養(yǎng)元素之一，能促進(jìn)生長發(fā)育、增加創(chuàng)傷組織的修復(fù)，協(xié)調(diào)免疫反應(yīng)，維持生殖功能等[1]，日常補(bǔ)充鋅已受到了普遍關(guān)注。我國是世界上水稻種植面積和產(chǎn)量最高的國家，約60%的人口以稻米為主食，黑龍江省2018年水稻種植面積近333.33萬hm2，張標(biāo)金[2]測定中國153份水稻品種鋅含量，平均鋅含量為22.67mg/kg。自然土壤條件下，黑龍江4個(gè)積溫帶137份水稻籽粒鋅含量平均為16.15mg/kg[3]，如按照中國營養(yǎng)學(xué)會推薦日大米攝入量0.3～0.5kg，則每日鋅攝入量為4.8～11.34mg。對比最新《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量（DRIs）》標(biāo)準(zhǔn)[4]，我國成年男性鋅每日推薦攝入量為12.5mg，女性為7.5mg，表明當(dāng)前稻米的鋅含量已不能滿足人們對膳食鋅的需求。因此，研究稻米中鋅含量變化，對于提高人們的生活質(zhì)量具有重要意義。

氮、磷、鉀、鋅都是水稻生長發(fā)育過程中必需的營養(yǎng)元素，植株對養(yǎng)分的吸收、積累和分配，直接影響著植株的生長發(fā)育及產(chǎn)量與品質(zhì)形成。各元素間只有相互協(xié)調(diào)之后，作物才能健康的生長，獲得較高的產(chǎn)量和優(yōu)良的品質(zhì)。研究表明，施用鋅肥能提高水稻的產(chǎn)量和稻米的鋅含量[5-7]。在一定的鋅濃度下，小麥葉片、莖稈、穗殼和子粒的氮、磷、鉀、鋅的積累量及開花后向子粒的運(yùn)轉(zhuǎn)量增加，鋅濃度過高時(shí)，這些營養(yǎng)元素的吸收、積累和運(yùn)轉(zhuǎn)反而受到抑制[8]。鋅肥能促進(jìn)水稻吸收氮素，提高籽粒氮含量和氮積累[7，9]。當(dāng)前，施鋅對寒地水稻氮、磷、鉀吸收和利用的影響鮮有報(bào)道。為此，本研究在盆栽模擬條件下，通過對成熟期水稻各器官鋅、氮、磷、鉀含量和積累量、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子進(jìn)行分析，以期為此寒地水稻高產(chǎn)高效的施用鋅肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 盆栽模擬試驗(yàn)，于2018年5—9月在黑龍江省八一農(nóng)墾大學(xué)盆栽試驗(yàn)場進(jìn)行。供試水稻品種為墾粳7號，株高88cm左右，穗長15cm，生育日數(shù)135d左右，主莖12片葉，從出苗到成熟需活動積溫2575℃。供試土壤為堿化草甸土，土壤有機(jī)質(zhì)47.8g/kg，速效鉀190.4mg/kg，堿解氮134.8mg/kg，速效磷20.8mg/kg，pH7.04。供試肥料：尿素（含N46%），磷酸二銨（含N18%，P2O5 46%），氯化鉀（K2O60%），硫酸鋅（化學(xué)試劑）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理，分別為0（Zn0）、3g/kg（Zn1）、5g/kg（Zn2），12次重復(fù)。采用直徑30cm、高50cm塑料桶，將取回的土壤過10cm篩，每桶裝土15kg。施肥量：N 100kg/hm2，P2O5 50kg/hm2，K2O 60kg/hm2，其中氮肥按基肥∶分蘗肥∶穗肥=6.5∶1.5∶2比例施用，磷肥以基肥方式一次性施用，鉀肥按基肥∶分蘗肥∶穗肥=4∶2∶4比例施用。移栽前，先用水泡土3d，將基肥施入土中混勻。每盆栽水稻3穴，每穴2株。揚(yáng)花期葉面噴施磷酸鋅2次（間隔3d），空白噴清水。

1.3 樣品制備和測定方法

1.3.1 樣品的采集和制備 水稻成熟時(shí)，將整盆植株全部取出，將植株和穗分開，先用0.1%的HCl清洗，自來水沖洗，再用去離子水清洗，60～80℃下烘干至恒重，用萬分之一電子天平稱其干重。用礱谷機(jī)去掉穎殼，單獨(dú)保存并稱重，用精米機(jī)將糙米磨成精米，稱重。用不銹鋼高速粉碎機(jī)將植株、穎殼和精米分別粉碎、過0.25mm篩子，裝袋待用。

1.3.2 植株、穎殼和精米的鋅含量測定 在80℃水浴中，用Vc-HCl溶液浸提，采用ICP-AES測定浸出液中鋅含量[10]。并計(jì)算各器官鋅積累、各部分鋅分配比例。

鋅積累量（mg/盆）=干物質(zhì)重（g/盆）×鋅含量（mg/kg）×10-3

鋅分配比例（%）=某器官鋅積累量/總鋅積累量×100

1.3.3 植株、穎殼和精米的氮、磷、鉀含量測定 稱取過0.25mm篩樣品在25℃室溫下平衡水分，放入60℃烘箱中連續(xù)干燥 48h。稱取0.5000g放入100mL消煮管中，H2SO4-H2O2作為消煮液，消煮至溶液完全澄清，定容、搖勻后待用。吸取10mL消煮液，采用TY1-KDY-9830定氮儀測定全氮含量。釩鉬黃比色測定全磷含量;火焰光度計(jì)測定全鉀含量[11]。并計(jì)算各器官養(yǎng)分積累量、各部分分配比例和轉(zhuǎn)運(yùn)率。計(jì)算公式為：

養(yǎng)分積累量（g/盆）=干物質(zhì)重（g/盆）×養(yǎng)分含量（g/kg）×10-3

1.3.4 土壤基礎(chǔ)肥力測定 在過篩后的土堆中，隨機(jī)取10點(diǎn)組成混合樣品，風(fēng)干后，過1mm和0.25mm的土篩，以備測定土壤養(yǎng)分含量。有機(jī)質(zhì)測定采用外加熱容量法，堿解氮測定采用堿解擴(kuò)散法，速效磷測定使用NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法測定，速效鉀采用CH3COONH4浸提—火焰光度計(jì)測定，pH測定酸度計(jì)法測定[11]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì) 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析采用Microsoft Excel 2010和SPSS 25.0軟件，作圖使用OriginLab 2018軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 施鋅對寒地水稻各器官鋅和氮、磷、鉀含量的影響

2.1.1 鋅含量 由圖1可知，葉面噴鋅能顯著提高水稻各器官的鋅含量，各器官鋅含量從大到小依次為植株>穎殼>精米。隨著鋅濃度的增加，水稻各器官鋅含量顯著增加，各處理間差異極顯著。隨著鋅濃度的增加，穎殼中鋅含量增加幅度增大，Zn2處理比Zn0處理增加3.3倍。Zn2處理精米鋅含量為39.40mg/kg，是Zn0處理的1.90倍，中國營養(yǎng)學(xué)會推薦日大米攝入量300g～500g，所含鋅為僅11.82～19.70mg，符合WHO和FAO建議每日膳食攝入量12～15mg[12]。

2.1.2 氮、磷、鉀含量 由圖2可知，施用外源鋅可增加各器官氮的含量，各器官氮的含量從大到小依次為：精米>植株>穎殼。隨著鋅濃度的增加，各器官氮含量也增加，與Zn0處理相比，Zn2處理精米、植株和穎殼氮含量分別增加了10.01%（P<0.05）、33.60%（P<0.01）和10.01%（P<0.01）。施用外源鋅降低了各器官磷含量，各器官磷含量大到小依次為：精米>植株≈穎殼。隨著鋅濃度的增加，各器官鋅含量下降，與Zn0處理相比，Zn2處理精米、植株和穎殼磷含量分別降低12.26%、11.33%和15.46%，各處理間差異顯著。施用外源鋅可增加各器官鉀含量，各器官鉀含量從大到小依次為：植株>穎殼>精米。隨著鋅濃度的增加，穎殼和精米鉀含量增加，與Zn0處理相比，Zn2處理精米和穎殼鉀含量分別降低1.16%和1.85%（P<0.01）。

2.2 不同鋅濃度對水稻鋅和氮、磷、鉀積累量的影響

2.2.1 對水稻不同器官鋅積累的影響 由表1可知，施用外源鋅能顯著增加水稻各器官鋅積累量，且隨著鋅濃度的增加，各器官鋅積累量均增加。各器官鋅積累量從大到小依次為：植株>精米>穎殼。Zn2處理精米、植株和穎殼鋅積累量是Zn0處理的1.23倍、1.54倍和1.70倍，各處理間差異極顯著。隨著鋅濃度的增加，植株和穎殼鋅分配比例增加，而籽粒分配比例則下降。與Zn0處理相比，Zn處理植株和穎殼鋅分配比例分別增加3.92和0.68個(gè)百分點(diǎn)，籽粒鋅分配比例減少4.6個(gè)百分比。隨著鋅濃度的增加，植株中鋅向籽粒運(yùn)轉(zhuǎn)率增加，Zn2處理比Zn0處理增加12.73個(gè)百分點(diǎn)。低濃度鋅處理植株中鋅穎殼運(yùn)轉(zhuǎn)率下降，高濃度鋅處理植株中鋅穎殼運(yùn)轉(zhuǎn)率增加。

2.2.2 鋅對水稻不同器官氮、磷、鉀積累的影響 由表2可知，施用外源鋅能顯著增加水稻各器官氮和鉀積累量，且隨著鋅濃度的增加，各器官氮、鉀積累量均增加。各器官氮積累量從大到小依次為：精米>植株>穎殼。Zn2處理精米、植株和穎殼氮積累量比Zn0處理提高了43.49%（P<0.05）、12.16%（P<0.01）和14.65%（P<0.05）。各器官鉀積累量從大到小為：植株>精米>穎殼。Zn2處理精米和穎殼鉀積累量是Zn0處理的1.89倍和1.21倍。施用外源鋅降低了水稻各器官磷積累量，且隨著鋅濃度的增加，各器官磷積累量下降。各器官磷積累量從大到小依次為：植株>精米>穎殼。Zn2處理精米、植株和穎殼磷積累量比Zn0處理降低9.19%、9.60%（P<0.05）和8.56%（P<0.05）。