葉面噴鋅時期對不同夏玉米品種植株微量元素含量及分配的影響

張盼盼，喬江方，，李 川，張美微，牛 軍，何佳雯

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 糧食作物研究所，河南 鄭州 450002；2.鄭州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，河南 鄭州 450001）

玉米是我國第一大糧食作物，對保障我國糧食安全有重要的意義。近年來，玉米產(chǎn)量穩(wěn)步提升，但過度重視產(chǎn)量增加，卻忽視了微量營養(yǎng)元素含量的均衡提高[1]，玉米籽粒中微量元素含量直接或間接地影響玉米營養(yǎng)品質(zhì)。微量元素與人體健康的關(guān)系密切，部分人群存在不同程度的微量元素缺乏，即隱性饑餓。微量元素缺乏會影響人體健康，出現(xiàn)抵抗力降低等問題[2]。因此，增加玉米中微量營養(yǎng)元素含量對于改善人體對微量元素的攝入量和均衡營養(yǎng)有著重要意義[3-4]。

目前，通過育種或栽培措施提高糧食作物中人體所需微量營養(yǎng)元素銅、錳、鐵、鋅含量，是改善人體對微量營養(yǎng)元素攝入的一項重要措施。與其他谷類作物相比，玉米具有很高的生物量和產(chǎn)量，且對缺鋅反應(yīng)敏感[5]。缺鋅會影響玉米葉片生長發(fā)育，減緩植株生育進(jìn)程，降低玉米的光合強(qiáng)度和產(chǎn)量等相關(guān)性狀[6]。大田條件下，通過土壤施鋅和葉面噴鋅等補(bǔ)施鋅肥的措施，可以促進(jìn)玉米生長發(fā)育，提高玉米光合生產(chǎn)能力，延緩植株衰老，并提高微量元素的運(yùn)轉(zhuǎn)能力和籽粒鋅等微量元素含量及籽粒產(chǎn)量[7-9]。河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所玉米養(yǎng)分利用課題組前期研究結(jié)果表明，與不施鋅處理相比，噴鋅處理夏玉米果穗凸尖長顯著減少，植株干質(zhì)量、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量提高，其中，拔節(jié)期和大口期1∶1 噴鋅處理籽粒鋅含量平均提高了34.3%[10]。

河南是我國重要的糧食大省，玉米種植面積和總產(chǎn)量居全國第2 位，其玉米籽粒中微量元素營養(yǎng)品質(zhì)對我國人民的健康有重要影響。葉面噴施鋅肥是補(bǔ)充玉米籽粒鋅含量的重要措施，目前關(guān)于葉面噴鋅的研究大多集中于不同鋅肥施用量和施用方式對玉米產(chǎn)量和鋅含量的影響方面[11-15]，關(guān)于不同葉面噴鋅時期對不同夏玉米品種植株鋅和其他微量元素含量及分配的影響研究還未見報道。為此，以河南省10 個主栽品種為試驗(yàn)材料，分析不同葉面噴鋅時期對夏玉米植株微量元素含量及分配的影響，研究產(chǎn)量與籽粒微量元素含量間的關(guān)系，為葉面鋅肥在夏玉米生產(chǎn)上的合理應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況及試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2021 年6—9 月在河南省周口市西華縣農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 研 究 所 試 驗(yàn) 基 地（33°45′44″N、114°26′49″E）進(jìn)行。供試土壤為黃褐土，含全氮1.4 g/kg、堿解氮87.4 mg/kg、速效磷20.3 mg/kg、速效鉀254.0 mg/kg、有機(jī)質(zhì)20.6 g/kg、DTPA-Zn 0.62 mg/kg，pH 值為8.42。

供試夏玉米品種為黃淮海地區(qū)種植面積較大的10 個品種，分別為登海605（V1）、迪卡653（V2）、先玉335（V3）、秋樂618（V4）、偉科702（V5）、隆平638（V6）、裕豐303（V7）、德單5 號（V8）、鄭單958（V9）和谷神玉66（V10）。

供試肥料為長效控釋復(fù)合肥（28-6-6，山東利農(nóng)肥業(yè)有限公司生產(chǎn)）、鋅肥（ZnSO4·7H2O，分析純）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

采用裂區(qū)設(shè)計，主因素為葉面噴鋅時期，分別為不噴鋅（Zn0）、苗期和拔節(jié)期1∶1噴施鋅肥（Zn1）、拔節(jié)期和大口期1∶1噴施鋅肥（Zn2）、大口期噴施鋅肥（Zn3）4 個處理；副因素為10 個夏玉米品種。共40 個處理，3 次重復(fù)。鋅肥施用量為4.5 kg/hm2，噴施質(zhì)量濃度為3 g/L，不噴鋅處理在苗期、拔節(jié)期和大口期噴施等量的蒸餾水，時間選擇在晴天的下午或傍晚，以保證噴施效果。所有處理在玉米穩(wěn)苗后開溝機(jī)施長效控釋復(fù)合肥600 kg/hm2。每小區(qū)為6行區(qū)，行間距為0.6 m，行長為5 m，種植密度為67 500 株/hm2。其他管理措施同當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)，每項田間管理措施均在同一天內(nèi)完成。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 干質(zhì)量 在成熟期，選取有代表性、長勢一致的5 株夏玉米，將植株地上部分成籽粒和其他組織兩部分，稱鮮質(zhì)量，烘干后稱干質(zhì)量。

1.3.2 微量元素含量 將烘干后的植株樣品粉碎裝袋，采用ICP-OES 法測定銅、錳、鐵、鋅含量，并計算微量元素收獲指數(shù)。

1.3.3 產(chǎn)量 選取小區(qū)中間2行夏玉米果穗全部收獲，曬干后脫粒，測定籽粒質(zhì)量和含水率，折合含水率（14%）計算產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010 和SPSS 22 軟件進(jìn)行統(tǒng)計、分析，分別用LSD法和Duncan’s 新復(fù)極差法進(jìn)行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面噴鋅時期對不同夏玉米品種植株微量元素含量的影響

2.1.1 銅含量 不同噴鋅處理夏玉米籽粒和其他組織中銅含量如表1 所示。從表1 可以看出，夏玉米籽粒中銅含量平均為4.09 mg/kg；所有噴鋅處理中，Zn2 處理夏玉米籽粒中銅含量最高，平均為5.12 mg/kg，顯著高于Zn0 處理，其他噴鋅處理與Zn0 處理無顯著差異；所有夏玉米品種中，V2 籽粒中銅含量最高，平均為9.71 mg/kg，顯著高于其他品種，其次是V10（5.23 mg/kg），V3 和V7 最低（2.27 mg/kg）。對于不同夏玉米品種，V1 和V10 均以Zn3 處理籽粒中銅含量最高，V3 和V9 均以Zn1 處理最高，其他品種均以Zn2 處理最高。對于不同噴鋅處理，各噴鋅處理均以V2 籽粒中銅含量最高，顯著高于其他品種；Zn1 處理以V9 次之，Zn0、Zn2 和Zn3 處理均以V10次之，Zn0處理V9，Zn2處理V8、V5、V6、V1，Zn3處理V1 均與V10 無顯著差異；Zn0 和Zn2 處理均以V3、Zn1處理以V4、Zn3處理以V7最低。

表1 葉面噴鋅時期對不同夏玉米品種植株銅含量的影響Tab.1 Effect of foliar Zn stages on the Cu concentration in plant of different summer maize varieties mg/kg

除籽粒外其他組織中銅含量平均為24.71 mg/kg（表1）；噴鋅對其他組織中銅含量無顯著影響；所有夏玉米品種中，V5 其他組織中銅含量最高，平均為33.11 mg/kg，顯著高于其他品種，其次是V10（30.63 mg/kg），V3、V1 和V4 較低。對比不同品種，V1 以Zn2處理、V4以Zn1處理其他組織中銅含量最高，除V8 其他組織中銅含量表現(xiàn)為Zn0 處理顯著低于噴鋅處理外，其他品種大多以Zn0 處理其他組織中銅含量最高。對于不同噴鋅處理，總體上V5 其他組織中銅含量最高，Zn1 處理V10、V9 和Zn3 處理V10與之無顯著差異；Zn0 處理以V1、Zn1 處理以V3、Zn2 處理以V4、Zn3 處理以V3 最低，分別為19.38、16.62、18.21、17.16 mg/kg。

2.1.2 錳含量 不同噴鋅處理夏玉米籽粒和其他組織中錳含量如表2 所示。從表2 可以看出，夏玉米籽粒中錳含量平均為4.87 mg/kg；與Zn0 處理相比，Zn2、Zn1 處理籽粒中錳含量無顯著差異，以Zn2處理較高，Zn3 處理（3.64 mg/kg）顯著降低；所有夏玉米品種中，V10 籽粒中錳含量最高，平均為9.56 mg/kg，顯著高于其他品種，V7 最低（1.89 mg/kg），其次是V9（2.73 mg/kg）。對于不同夏玉米品種，V1、V6 和V7 均以Zn2 處理籽粒中錳含量最高，V8、V9、V10 均以Zn1 處理最高，V3、V4 和V5 均以Zn0 處理最高，V2不同處理間差異不顯著。對于不同噴鋅處理，總體上V10 籽粒中錳含量最高，Zn0 處理V3、V4、V5 和Zn2 處理V6 與之無顯著差異；Zn1 處理以V7，Zn2處理以V9，Zn3處理以V7最低，平均值分別為1.43、1.07、1.60 mg/kg。

表2 葉面噴鋅時期對不同夏玉米品種植株錳含量的影響Tab.2 Effect of foliar Zn stages on the Mn concentration in plant of different summer maize varieties mg/kg

從表2 可以看出，除籽粒外其他組織中錳含量平均為89.35 mg/kg；所有噴鋅處理中，Zn3處理其他組織中錳含量最高，平均為93.22 mg/kg，顯著高于其他處理，其他處理間無顯著差異；所有夏玉米品種中，V10其他組織中錳含量最高，平均為123.32 mg/kg，顯著高于其他品種，其次是V9（105.00 mg/kg），V1、V4和V8 較低。對于不同夏玉米品種，V1 以Zn2 處理、V10 以Zn0 處理、V9 以Zn1 處理其他組織中錳含量最高，V5 和V7 均以Zn3 處理最高。對于不同噴鋅處理，總體上V10 其他組織中錳含量最高，Zn1 處理V9和Zn3處理V5與之無顯著差異；V4最低，Zn1處理V1、Zn2 處理V8 和V9、Zn3 處理V1 和V8 與之無顯著差異。

2.1.3 鐵含量 不同噴鋅處理夏玉米籽粒和其他組織中鐵含量如表3 所示。從表3 可以看出，夏玉米籽粒中鐵含量平均為30.87 mg/kg；相對于Zn0 處理來說，Zn2 處理籽粒中鐵含量提高，Zn3、Zn1 處理降低，差異均不顯著；所有夏玉米品種中，V5、V6 籽粒中鐵含量較高，平均值分別為51.42、52.24 mg/kg，V2 和V4 較低。對于不同夏玉米品種，V1 和V6 均以Zn2處理籽粒中鐵含量最高，V2和V9分別以Zn3和Zn1 處理籽粒中鐵含量最高。對于不同噴鋅處理，Zn0 處理以V5 籽粒中鐵含量最高，V7 最低；Zn1處理以V5、V8、V9 較高，V4 最低；Zn2 處理以V6 最高，其次是V5；Zn3處理以V3最高，V7最低。

除籽粒外其他組織中鐵含量平均為33.49 mg/kg（表3）；噴鋅對其他組織中鐵含量無顯著影響；所有夏玉米品種中，V8、V9 其他組織中鐵含量較高，平均值分別為37.94、37.24 mg/kg，V3 最低（35.97 mg/kg）。對于不同夏玉米品種，V2 和V8 均以Zn3 處理，V5 和V9 均以Zn1 處理、V6 和V10 均以Zn0處理其他組織中鐵含量最高。對于不同噴鋅處理，Zn0 處理以V10、Zn1 處理以V9、Zn2 處理以V9、Zn3 處理以V8 最高，平均值分別為44.35、44.55、37.78、53.09 mg/kg。

表3 葉面噴鋅時期對不同夏玉米品種植株鐵含量的影響Tab.3 Effect of foliar Zn stages on the Fe concentration in plant of different summer maize varieties mg/kg

2.1.4 鋅含量 不同噴鋅處理夏玉米籽粒和其他組織中鋅含量如表4 所示。從表4 可以看出，夏玉米籽粒中鋅含量平均為38.40 mg/kg；噴鋅顯著提高了籽粒中鋅含量，以Zn2處理最高，顯著高于其他處理；所有夏玉米品種中，V10 籽粒中鋅含量最高，顯著高于其他品種，V3、V4、V6、V7較低。對于不同夏玉米品種，V1 籽粒中鋅含量以Zn3 處理最高，V6 以Zn1 處理最高，V2、V3、V4、V5、V7 和V8 均以Zn2 處理最高；V1、V2 和V10 均以Zn0 處理最低，V4 和V9則分別以Zn3 和Zn2 處理最低。對于不同噴鋅處理，Zn0 處理以V9 籽粒中鋅含量最高，Zn1 和Zn3 處理以V10 最高，Zn2 處理以V2 最高，V10、V8、V5 與之差異不顯著；Zn0 處理以V7 最低，Zn1 處理以V3最低，Zn2 處理以V9 最低，Zn3 處理以V3、V4、V6、V7較低。

表4 葉面噴鋅時期對不同夏玉米品種植株鋅含量的影響Tab.4 Effect of foliar Zn stages on the Zn concentration in plant of different summer maize varieties mg/kg

除籽粒外其他組織中鋅含量平均為49.35 mg/kg（表4）；噴鋅提高了其他組織中鋅含量，Zn3、Zn2 處理達(dá)到顯著水平，具體表現(xiàn)為Zn3＞Zn2＞Zn1＞Zn0；所有夏玉米品種中，V7 其他組織中鋅含量最高，平均為71.91 mg/kg，V1、V5、V8 較低。對于不同夏玉米品種，V1其他組織中鋅含量以Zn2處理最高，V2、V6、V7、V9 和V10 其他組織中鋅含量均以Zn3 處理最高；V8 以Zn0 處理最低。對于不同噴鋅處理，Zn0、Zn1、Zn3 處理分別以V10、V9、V7 其他組織中鋅含量最高，Zn2 處理以V3、V4、V7、V10 較高；Zn0、Zn1 和Zn2 處理均以V8 最低，Zn3 處理以V1、V3、V4、V5較低。

2.2 葉面噴鋅時期對不同夏玉米品種植株微量元素累積量和收獲指數(shù)的影響

2.2.1 微量元素累積量 圖1 顯示，夏玉米籽粒中銅累積量平均為31.13 g/hm2；噴鋅處理以Zn2 處理籽粒中銅累積量最高，平均為42.01 g/hm2，較Zn1 和Zn3 處理分別提高了38.2%和65.0%；各品種以V2籽粒中銅累積量最高，平均為77.63 g/hm2，其次為V8 和V5，V3 和V7 較低。對于夏玉米品種，V1 籽粒中銅累積量以Zn3 處理最高，V5、V6 和V8 均以Zn2處理最高，V1 以Zn0 處理最低，V5、V6 和V7 均以Zn2 處理最低。Zn0—Zn3 處理均以V2 籽粒中銅累積量最高，平均值分別為69.30、73.80、88.20、79.20 g/hm2，分別以V3、V4、V9、V6 最低，平均值分別為7.65、14.18、19.80、6.08 g/hm2。除籽粒外其他組織中銅累積量平均為199.07 g/hm2；噴鋅對其他組織中銅累積量無明顯影響；所有夏玉米品種中，V5 其他組織中銅累積量最高，平均為259.31 g/hm2，其次是V7（211.50 g/hm2），以V1 最低（146.81 g/hm2）。對于夏玉米品種，V1 和V3 其他組織中銅累積量均以Zn2處理、V5以Zn0處理、V8以Zn3處理、V10以Zn1處理最高，V1 和V3 均以Zn3 處理、V10 以Zn0 處理最低。對于噴鋅處理，Zn0、Zn1、Zn2 處理其他組織中銅累積量均以V5 最高，分別為308.25、245.25、256.50 g/hm2，Zn3 處理以V8 最高，為236.25 g/hm2；所有處理均以V1最低。

圖1 葉面噴鋅時期對不同夏玉米品種植株微量元素累積量的影響Fig.1 Effect of foliar Zn stages on the trace elements accumulation in plant of different summer maize varieties

由圖1 可以看出，夏玉米籽粒中錳累積量平均為45.97 g/hm2；噴鋅對夏玉米籽粒中錳累積量無明顯影響；所有夏玉米品種中，V4 籽粒中錳累積量最高，其次是V10 和V5。對于夏玉米品種，V4 籽粒中錳累積量以Zn3 處理、V6 以Zn2 處理、V7 和V9 均以Zn1 處理最高，V 7 以 Zn3處理最低。不同噴鋅處理下，各夏玉米品種籽粒中錳累積量表現(xiàn)不一致，Zn0、Zn1、Zn2、Zn3處理分別以V4、V7、V6、V4最高，分別以V8、V1、V9、V7 最低。除籽粒外其他組織中錳累積量平均為721.18 g/hm2；噴鋅對其他組織中錳累積量無明顯影響；所有夏玉米品種中，V2、V3、V10 其他組織中錳累積量較高，V1 最低。對于夏玉米品種，V5、V8 其他組織中錳累積量分別以Zn1、Zn3處理最高，V5以Zn0處理最低。對于噴鋅處理，Zn0 處理以V10 其他組織中錳累積量最高，平均為843.75 g/hm2，以V8 最低，平均為506.28 g/hm2；Zn1處理以V6 最高，平均為906.75 g/hm2，以V1 最低，平均為540.00 g/hm2；Zn2 處理以V2、V3、V10 較高，以V1、V6、V8 較低；Zn3 處理以V3、V7 較高，以V1最低。

由圖1 可以看出，夏玉米籽粒中鐵累積量平均為227.65 g/hm2；噴鋅處理以Zn3 處理夏玉米籽粒中鐵累積量最高，平均為252.97 g/hm2，較其他處理平均提高了15.4%；所有夏玉米品種中，V5 籽粒中鐵累積量最高，平均為382.46 g/hm2，其次是V8（279.84 g/hm2），以V10最低（137.43 g/hm2）。對于夏玉米品種，V1 和V6 籽粒中鐵累積量均以Zn2 處理最高，V2 和V5 均以Zn3 處理最高，V9 以Zn1 處理最高，V2 和V6 均以Zn1 處理最低。對于噴鋅處理，Zn0 處理以V5 籽粒中鐵累積量最高，V10 最低；Zn1處理以V8、V5 較高，以V7 最低；Zn2 處理以V1、V5較 高，以V10、V3、V2 較 低；Zn3 處 理 以V3 最 高（413.24 g/hm2），其次是V6 和V8。除籽粒外其他組織中鐵累積量平均為272.20 g/hm2；噴鋅對其他組織中鐵累積量無明顯影響；所有夏玉米品種中，V2 最高，平均為323.27 g/hm2，V10 最低（207.28 g/hm2）。對于夏玉米品種，V1 其他組織中鐵累積量以Zn 0 處理最高，V 5 和 V9 均以 Zn1 處理最高，V 8 以 Zn3處理最高，V1 和V9 均以Zn3 處理最低。對于噴鋅處理，Zn0處理以V2、V4、V6和V9其他組織中鐵累積量較高，以V5 最低；Zn1 處理以V5（374.63 g/hm2）最高，以V1、V3、V10較低；Zn2處理以V7、V2較高，以V10最低；Zn3 處理以V8（466.20 g/hm2）最高，以V1、V10較低。

本研究發(fā)現(xiàn)，夏玉米籽粒中鋅累積量平均為300.66 g/hm2（圖1）；噴鋅處理夏玉米籽粒中鋅累積量表現(xiàn)為Zn2＞Zn3＞Zn1＞Zn0，Zn2 處理分別較Zn3、Zn1 和Zn0 處理提高了14.8%、32.5%和50.6%；所有夏玉米品種中，籽粒中鋅累積量表現(xiàn)為V2 和V8 較高，V3 和V6 較低。對于夏玉米品種，V1 和V9 籽粒中鋅累積量均以Zn3 處理最高，除此以外其他品種均以Zn2 處理最高，V1、V2、V8 和V10 均以Zn0 處理最低。對于噴鋅處理，Zn0 處理以V4 和V9 較高，Zn1 處理以V5 最高，Zn2 處理以V2 最高，Zn3 處理以V2 和V9 較高，分別以V10、V3、V9、V3 最低。除籽粒外其他組織中鋅累積量平均為406.41 g/hm2；所有噴鋅處理中，Zn3處理其他組織中鋅累積量最高，平均為677.70 g/hm2，較Zn2處理提高了40.1%，較Zn1和Zn0處理均提高了2.28倍；所有夏玉米品種中，V7其他組織中鋅累積量最高，平均為632.81 g/hm2，其次是V6（531.00 g/hm2），V1 最低（266.63 g/hm2）。對于夏玉米品種，V1、V2、V3、V4 和V5 其他組織中鋅累積量均表現(xiàn)為Zn2、Zn3＞Zn1、Zn0，V6、V7、V8 和V9均以Zn3 處理最高，而V8 和V9 則均以Zn0 處理最低。不同施鋅處理下各夏玉米品種其他組織中鋅累積量表現(xiàn)不一致，Zn0 處理以V3 和V7 較高，平均為307.13 g/hm2，以V8 最低（74.25 g/hm2）；Zn1 處理以V6 和V9 較高，平均為394.88 g/hm2，以V1、V2 和V8 較低；Zn2 處理以V3 和V4 較高，平均為704.25 g/hm2，以V8 和V9 較 低；Zn3 處 理 以V7（1 293.75 g/hm2）最高，以V1最低（301.50 g/hm2）。

2.2.2 微量元素收獲指數(shù) 不同葉面噴鋅時期對不同夏玉米品種植株微量元素收獲指數(shù)的影響如表5 所示。從表5 可以看出，銅、錳、鐵和鋅的收獲指數(shù)平均值分別為13.30%、5.86%、16.93% 和46.98%。對于銅收獲指數(shù)來說，噴鋅處理表現(xiàn)為Zn2 處理最高，平均為16.99%，顯著高于其他處理，分別較Zn1 和Zn3 處理提高28.2%和52.8%；所有夏玉米品種中，V2 最高，平均為27.85%，顯著高于其他品種，其次是V1（16.06%）。對于夏玉米品種，V1銅收獲指數(shù)以Zn3 處理最高，V3 以Zn1 處理最高，V6、V7 和V8 均以Zn2 處理最高；V1 和V3 均以Zn0處理最低，V5、V6、V7 和V8 均以Zn3 處理最低。對于噴鋅處理，V2 銅收獲指數(shù)最高，顯著高于其他品種，Zn0、Zn1、Zn2和Zn3處理分別為26.55%、26.23%、29.23%和29.41%；Zn0 處理以V3 最低，Zn1 處理以V4 和V10 較低，Zn2 處理以V9 最低，Zn3 處理以V7和V6較低。

由表5可以看出，對于錳收獲指數(shù)來說，噴鋅時期對其無顯著影響；所有夏玉米品種中，V4最高，為14.07%，顯著高于其他品種，V9 最低（2.42%）。對于夏玉米品種，V1 和V6 錳收獲指數(shù)均以Zn2 處理最高，V3 以Zn0 處理最高，V7、V8、V9 和V10 均以Zn1 處理最高；V1 錳收獲指數(shù)以Zn1 處理最低，V5和V7 均以Zn3 處理最低。對于噴鋅處理，Zn0 和Zn3 處理均以V4 錳收獲指數(shù)最高，分別為23.03%和27.21%，總體上其他品種間差異不顯著；Zn1 處理以V7 錳收獲指數(shù)最高，為11.18%，其他處理間差異不顯著；Zn2 處理以V6 錳收獲指數(shù)最高，為12.45%，以V9最低。

由表5 可以看出，對于鐵收獲指數(shù)來說，Zn1—Zn3處理與Zn0處理無顯著差異，Zn2、Zn3處理顯著高于Zn1 處理；所有夏玉米品種中，V5 最高，平均為25.59%，顯著高于其他品種，V2和V6較低。對于夏玉米品種，V1 和V4 鐵收獲指數(shù)均以Zn2 處理最高，V2和V6均以Zn3處理最高，V5以Zn0處理最高，V8和V9 均以Zn1 處理最高；V5、V6 和V7 均以Zn1 處理最低，V8、V9 和V10 均以Zn0 處理最低。對于噴鋅處理，Zn0 處理以V5（34.89%）最高，Zn1 處理以V8（23.43%）最高，Zn2 處理以V1（29.85%）和V5（27.46%）較 高，Zn3 處 理 以V3（25.70%）和V6（26.36%）較高。

對于鋅收獲指數(shù)來說，噴鋅處理表現(xiàn)為Zn0、Zn1 處理間差異不顯著，顯著高于Zn2、Zn3 處理，Zn3 處理最低（表5）；所有夏玉米品種中，V8 最高，平均為62.25%，V3、V6、V7 較低，平均為36.66%。對于夏玉米品種，V1、V3 和V7 鋅收獲指數(shù)均以Zn1處理最高，V4、V8 和V9 均以Zn0 處理最高，而V2、V6、V7、V8 和V10 則均以Zn3 處理最低。對于噴鋅處理，Zn0、Zn1 和Zn2 處理均以V8 最高，分別為79.52%、68.98%和68.07%；Zn3 處理以V1 最高，為50.38%；Zn0 和Zn1 處理分別以V3 和V6 最低，Zn2處理以V3、V4、V6、V7 較低，Zn3 處理以V6 和V7較低。

表5 葉面噴鋅時期對不同夏玉米品種微量元素收獲指數(shù)的影響Tab.5 Effect of foliar Zn stages on the harvest index of trace elements of different summer maize varieties %

2.3 葉面噴鋅時期對不同夏玉米品種產(chǎn)量的影響

本研究發(fā)現(xiàn)，夏玉米產(chǎn)量平均為8.54 t/hm2（表6）；Zn0 處理夏玉米產(chǎn)量最低（8.12 t/hm2），顯著低于噴鋅處理，Zn3 和Zn2 處理較高，平均值分別為8.86 t/hm2和8.73 t/hm2，分別較Zn0 處理提高4.7%、3.2%；所有夏玉米品種中，V7 產(chǎn)量（10.30 t/hm2）最高，V10（6.45 t/hm2）最低。對于夏玉米品種，V1、V9和V10 產(chǎn)量均以Zn2 處理最高，V2、V4、V5 和V6 均以Zn3 處理最高，V8 以Zn1 處理最高；V2 和V18 均以Zn0處理最低。對于噴鋅處理，Zn0、Zn1和Zn2處理均以V7 產(chǎn)量最高，顯著高于其他品種（Zn2 處理V4 除外）；Zn3 處理以V4、V6 和V7 較高，平均為10.22 t/hm2；Zn0—Zn3 處理均以V10 最低，分別為5.90、6.02、7.15、6.73 t/hm2。

表6 葉面噴鋅時期對不同夏玉米品種產(chǎn)量的影響Tab.6 Effect of foliar Zn stages on the yield of different summer maize varieties t/hm2

2.4 夏玉米植株中微量元素含量與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

由表7 可知，夏玉米產(chǎn)量與籽粒鋅含量及其他組織銅、錳含量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.325、-0.358、-0.528；籽粒鋅含量與籽粒銅含量及其他組織銅、錳含量呈顯著或極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.666、0.430、0.366；籽粒錳含量與籽粒鐵含量、其他組織銅含量與其他組織錳含量均呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.883、0.595。

表7 夏玉米植株微量元素含量與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)Tab.7 Correlation coefficient between trace elements concentration in plant and yield of summer maize

3 結(jié)論與討論

玉米是我國第一大糧食作物，籽粒中微量元素含量影響其營養(yǎng)品質(zhì)。本研究發(fā)現(xiàn)，10個夏玉米品種籽粒中銅、錳、鐵、鋅含量平均值分別為4.09、4.87、30.87、38.40 mg/kg。而在石灰性褐土上進(jìn)行的盆栽試驗(yàn)中，曹桂元[16]研究發(fā)現(xiàn)，玉米籽粒中銅、鋅、鐵、錳含量分別為10.77、50.23、69.67、5.83 mg/kg，均高于本研究結(jié)果；栗褐土上的定位試驗(yàn)結(jié)果表明，玉米籽粒鐵含量在30.66～43.09 mg/kg，錳含量在9.53～10.50 mg/kg，鋅含量在5.99～6.43 mg/kg，銅含量在8.43～8.99 mg/kg，銅和錳含量也高于本研究結(jié)果，但鋅含量則明顯偏低；新疆維吾爾自治區(qū)玉米籽粒中礦質(zhì)元素含量差異較大，鋅和鐵含量平均值分別為13.2 mg/kg 和9.1 mg/kg，低于本研究結(jié)果。陳潔[17]研究發(fā)現(xiàn)，雅安市試驗(yàn)點(diǎn)99 個玉米雜交種鐵和鋅含量平均值分別為19.47 mg/kg 和26.23 mg/kg，西昌市試驗(yàn)點(diǎn)則分別為28.86 mg/kg 和24.28 mg/kg。微量元素含量產(chǎn)生差異的原因可能是所選用的品種類型、試驗(yàn)點(diǎn)土壤有效鋅含量或氣候條件明顯不同。

玉米是一種對缺鋅比較敏感的糧食作物。施用鋅肥對玉米生長發(fā)育有重要影響。研究發(fā)現(xiàn)，玉米生長過程中，施用鋅肥能提高玉米地上部干物質(zhì)累積量和總鋅累積量[18]，關(guān)鍵期噴施鋅肥可以增加玉米籽粒產(chǎn)量和籽粒中鋅含量、吸收量和積累量[19-20]，河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所玉米養(yǎng)分利用課題組前期研究也發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象[10]。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的生理基礎(chǔ)可能是，施鋅可以促進(jìn)玉米植株生長發(fā)育，提高光合作用效率，促進(jìn)植株健壯、早熟及營養(yǎng)元素的累積和轉(zhuǎn)運(yùn)，延緩葉片和莖稈的衰老，進(jìn)而提高玉米籽粒產(chǎn)量和鋅累積量。趙海蓓[21]研究發(fā)現(xiàn)，葉面噴鋅時期對玉米鋅吸收的影響程度大于噴施次數(shù)，本試驗(yàn)就此開展了關(guān)于不同噴鋅時期對夏玉米植株微量元素含量及分配的影響研究。結(jié)果表明，葉面噴鋅能顯著提高籽粒中鋅含量，其中，拔節(jié)期和大口期1∶1 噴鋅處理籽粒中鋅累積量較不噴鋅處理提高了50.6%；與不噴鋅處理相比，拔節(jié)期和大口期1∶1噴鋅處理顯著提高了籽粒中銅含量，并提高了籽粒中銅累積量，但對籽粒中錳含量及累積量無明顯影響，大口期噴施鋅肥則明顯提高了籽粒中鐵累積量但對籽粒鐵含量無顯著影響。拔節(jié)期和大口期1∶1 噴施鋅肥能同時提高籽粒中銅、鐵和鋅的累積量，是一種提高玉米籽粒礦質(zhì)營養(yǎng)的有效措施。本研究還發(fā)現(xiàn)，不同夏玉米品種對不同時期噴鋅處理的響應(yīng)不一致。前人也發(fā)現(xiàn)，對于富鋅品種，葉面噴施鋅肥不影響玉米對錳的吸收，但顯著抑制對銅的吸收；對于低鋅品種，葉面噴鋅對錳吸收的影響未達(dá)到顯著水平，對銅吸收的影響存在基因型差異[22]。

本研究發(fā)現(xiàn)，葉面噴鋅后夏玉米籽粒中鋅累積量明顯增加，而其他組織中的鋅累積量也明顯增加，鋅的收獲指數(shù)平均為46.98%。其中，拔節(jié)期和大口期1∶1 噴鋅處理、大口期噴鋅處理鋅收獲指數(shù)顯著低于不噴鋅處理及苗期和拔節(jié)期1∶1 噴鋅處理。王建偉[14]研究也發(fā)現(xiàn)，葉面噴鋅提高了玉米莖、葉、鞘中鋅累積量，但降低了鋅收獲指數(shù)。然而，李萌[19]研究發(fā)現(xiàn)，在玉米關(guān)鍵期噴鋅，籽粒中鋅積累量增加，收獲指數(shù)也顯著增加，表明籽粒中鋅的累積速率更高。這是否與葉面噴鋅量、噴施時期以及鋅在植株體內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)障礙因子有關(guān)，需進(jìn)一步加以驗(yàn)證。

隨著籽粒產(chǎn)量的增加，籽粒中微量元素濃度會明顯下降，籽粒產(chǎn)量與微量元素含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，這就是產(chǎn)量的稀釋效應(yīng)。夏海勇等[23]研究發(fā)現(xiàn)，玉米籽粒產(chǎn)量與鐵、銅含量呈顯著負(fù)相關(guān)；黃玉芳等[24]也發(fā)現(xiàn)，玉米籽粒產(chǎn)量與錳含量呈顯著負(fù)相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，玉米籽粒產(chǎn)量與鋅含量呈顯著負(fù)相關(guān)。然而，夏海勇等[23]研究還發(fā)現(xiàn)，玉米籽粒產(chǎn)量與錳、鋅含量不相關(guān)；黃玉芳等[24]研究也發(fā)現(xiàn)，籽粒產(chǎn)量與鐵、銅、鋅含量的關(guān)系未達(dá)到顯著水平；陳潔[17]研究同樣發(fā)現(xiàn)，玉米籽粒產(chǎn)量與鐵、鋅含量的相關(guān)性不明顯。本研究結(jié)果也表明，夏玉米產(chǎn)量與籽粒銅、錳、鐵含量的關(guān)系均不顯著。表明籽粒干物質(zhì)增加引起的微量元素稀釋效應(yīng)的影響因素較多，這是否與籽粒對微量元素的吸收和利用有關(guān)，還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

前人研究發(fā)現(xiàn)，糧食作物中的鋅含量與鐵含量存在正相關(guān)關(guān)系[25-26]。這可能是因?yàn)橹参锔祵︿\和鐵的吸收存在著相同機(jī)制，即根系分泌低分子質(zhì)量次生氨基酸類物質(zhì)如麥根酸，螯合活化土壤中的難溶性鐵或鋅，采用相同的運(yùn)輸途徑轉(zhuǎn)運(yùn)至地上部，利用相同的路徑對鐵和鋅進(jìn)行利用和累積，因此，鋅和鐵存在明顯的協(xié)同效應(yīng)和依存性。然而，本研究發(fā)現(xiàn)，夏玉米籽粒中鋅含量和鐵含量關(guān)系并不顯著，這與毛紅艷等[27]的研究結(jié)果相同。產(chǎn)生這種差異的原因，可能是采用的品種數(shù)量較多，每個品種對鋅的利用程度不同，綜合分析時品種間的差異較大，掩蓋了元素間的關(guān)系；另外，本研究僅采用了噴施鋅肥的處理，因此與鐵累積相比，鋅的累積會更明顯，鋅、鐵吸收的同步性受到一定影響，最終導(dǎo)致了鋅含量和鐵含量的相關(guān)性不顯著。

綜上所述，在黃淮海夏玉米生產(chǎn)中，拔節(jié)期和大口期1∶1 葉面噴施鋅肥能夠提高夏玉米籽粒中銅、鐵、鋅等微量元素的累積量和產(chǎn)量，達(dá)到籽粒產(chǎn)量和礦質(zhì)元素營養(yǎng)品質(zhì)同步提高的目的，可在大田中進(jìn)行推廣應(yīng)用。