不同形態(tài)鋅、銅拌種對玉米苗期生長的影響

王龍+任士偉+李曰鵬

摘要：采用盆栽的方法，研究不同形態(tài)鋅、銅拌種對玉米幼苗根系和地上部生長發(fā)育的影響。以鄭單958為試驗(yàn)材料，利用螯合態(tài)鋅、銅與離子態(tài)鋅、銅拌種玉米，在玉米苗期整盆取樣并進(jìn)行不同指標(biāo)測定。結(jié)果表明，玉米拌種鋅、銅能夠促進(jìn)玉米苗期生長，且螯合態(tài)鋅、銅拌種效果好于離子態(tài)鋅、銅。

關(guān)鍵詞：玉米；鋅；銅；拌種；幼苗；生長

中圖分類號：S351.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2018）02-0038-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.02.010

Abstract： Pot experiments were conducted to study the effects of seed dressing with different forms of zinc and copper on growth and development of maize seedlings root and shoot. Dressing the seeds of test material Zhengdan 958 using chelated or ionic copper and zinc， corn seedlings in the whole basin were harvested and the different sampling index were determinated. The test results showed that seed dressed with zinc and copper could promote seedling growth， and the chelated zinc and copper were better than ionic zinc and copper.

Key words： maize； zinc； copper； seed dressing； seedling； growth

微量元素肥料為作物有機(jī)體正常生命活動所必需，在提高作物產(chǎn)量和增加土壤養(yǎng)分中發(fā)揮重要作用[1]。鋅、銅是作物生長的必需營養(yǎng)元素，對植物的生長發(fā)育有著重要的作用[2，3]，缺乏中微量元素輕則影響品質(zhì)，嚴(yán)重時甚至造成作物顆粒無收[4-6]。鋅是玉米等植物光合作用有關(guān)酶系的重要組成部分[7，8]，對植株的光合作用、葉綠素合成、氮素固定與轉(zhuǎn)化有重要作用[9-11]，鋅主要存在于作物的幼嫩組織中，如莖尖和幼葉，如缺鋅在玉米上通常表現(xiàn)為小葉病[3]。銅與鋅相比在作物發(fā)育中有同等重要作用，銅是許多胞內(nèi)酶所必需的組分或輔酶，如細(xì)胞色素氧化酶、Cu·Zn超氧化物歧化酶（SOD）、抗壞血酸氧化酶[12]，銅在光合作用電子傳遞、保持酶的活性等方面都具有重要作用[13]，作物對銅的敏感程度比較大，禾谷科作物對銅極為敏感，玉米、甜菜等中度敏感，豆科類作物大多不敏感[14]，有研究表明低濃度的銅對玉米的萌發(fā)具有促進(jìn)作用，但濃度不宜過高[15]。

作物種子在萌發(fā)時往往依靠種子自身的養(yǎng)分進(jìn)行萌發(fā)，通過外界補(bǔ)充作物生長必需營養(yǎng)元素，對促進(jìn)種子萌發(fā)有重要作用。鋅、銅存在的形式多種多樣，最常見的為離子態(tài)如硫酸鋅、硫酸銅，螯合態(tài)最常見有EDTA-Zn、EDTA-Cu，螯合態(tài)比離子態(tài)有明顯優(yōu)勢，螯合態(tài)不易在土壤中被固定，且作物吸收后能直接利用。目前鋅、銅在玉米拌種方面的研究報道比較少，且大部分停留在離子態(tài)鋅、銅的研究[15-19]，螯合態(tài)研究比較少[20]。

本試驗(yàn)結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，采用不同形態(tài)的鋅、銅，對鋅、銅比較敏感的玉米進(jìn)行拌種，以期找到不同形態(tài)鋅、銅最佳的搭配方式。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2015年3月在金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司、國家緩控釋肥工程技術(shù)研發(fā)中心溫室中進(jìn)行。供試作物玉米種子為鄭單958（未包衣）；試驗(yàn)所用鋅元素為七水硫酸鋅（鋅含量22.6%，天津博迪化工股份有限公司）、五水硫酸銅（銅含量25.4%，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司）、EDTA-Zn（Zn含量13%）、EDTA-Cu（Cu含量13%）；土壤為山東省臨沭縣當(dāng)?shù)赝寥溃寥烙袡C(jī)質(zhì)18.82 g/kg、全氮0.71 g/kg、堿解氮48.90 mg/kg、速效磷27.13 mg/kg、速效鉀93.64 mg/kg，pH 6.71。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以盆栽的方式進(jìn)行，共設(shè)5個處理，即CK，清水；T1，ZnSO4+CuSO4；T2，EDTA-Zn+CuSO4；T3，ZnSO4+EDTA-Cu；T4，EDTA-Zn+EDTA-Cu。每個處理均重復(fù)4次。每盆裝土10 kg，將拌種后的玉米種子陰干后分別播種于盆中，每盆播種30粒顆粒飽滿種子，覆土1 kg（約1.5 cm），之后澆足等量水，期間注意澆水與觀察記錄，整盆收獲并進(jìn)行各指標(biāo)測量。

取樣時先將地上部取下，后再進(jìn)行根系取樣，并將地上部與根系分開。根系取樣采用整盆取樣法，將土壤全部倒出后，裝入40目網(wǎng)袋，低壓水沖洗根系，剔除雜質(zhì)，迅速吸干根系樣品表面水分，測定根系形態(tài)指標(biāo)（根長、根表面積、根尖數(shù)、根系體積等），各指標(biāo)測定完成后置于80 ℃烘箱中烘干并稱重。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

測定玉米出苗率與發(fā)芽指數(shù)：發(fā)芽期間每天記載出苗數(shù)，出苗率=正常出苗數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑（Gt/Dt），其中，Dt為發(fā)芽日數(shù)，Gt為與Dt相對應(yīng)的每天發(fā)芽種子數(shù)。

測定玉米地上部與根長度：用直尺分別測定玉米地上部與根系長度。

測定根系相關(guān)形態(tài)指標(biāo)：把待測樣品均勻平鋪于儲水玻璃槽中，使樣品漂浮在水面上，用EPSON根系掃描儀掃描各處理根系圖片并分析，測定根系長度（m）、根表面積（m2）、根系體積（cm3）和根尖數(shù)等指標(biāo)，再計(jì)算單位土體內(nèi)的根長密度（m/m3）與根表面積密度（m2/m3）。endprint

各器官干物質(zhì)測定：稱重法。將地上部與根系分開，105 ℃殺青30 min后，75 ℃烘干并稱重，計(jì)算地上部和根系干物質(zhì)積累量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，用SPSS 19.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對玉米出苗變化的影響

由表1可以看出，拌種鋅、銅能提高玉米出苗率、發(fā)芽指數(shù)、玉米株高，其中同時添加EDTA-Zn、EDTA-Cu效果最佳。從發(fā)芽指數(shù)、株高指標(biāo)來看，EDTA-Zn+EDTA-Cu處理（T4）與ZnSO4+CuSO4處理（T1）差異顯著，即同時添加EDTA-Zn、EDTA-Cu效果好于同時添加ZnSO4、CuSO4，表明拌種劑中添加螯合態(tài)鋅、銅促進(jìn)玉米出苗的效果好于離子態(tài)鋅、銅。

2.2 不同處理對玉米干物質(zhì)的影響

2.2.1 不同處理對玉米干物質(zhì)積累的影響 由表2可以看出，玉米拌種鋅、銅能促進(jìn)玉米地上部干重、根系干重及總干重增加。其中，同時添加EDTA-Zn、EDTA-Cu效果最佳。從地上部干重、總干重來看，EDTA-Zn+EDTA-Cu處理（T4）與ZnSO4+CuSO4處理（T1）差異顯著，即同時添加EDTA-Zn、EDTA-Cu效果好于同時添加ZnSO4、CuSO4，表明拌種劑中添加螯合態(tài)鋅、銅促進(jìn)玉米干物質(zhì)積累的效果好于離子態(tài)鋅、銅。

2.2.2 不同處理對玉米干物質(zhì)分配的影響 由表3可以看出，玉米拌種鋅、銅能夠降低地上部干重比例，提高根系干重比例，提高玉米苗期根冠比。從地上部干重比例來看，EDTA-Zn+EDTA-Cu處理（T4）降低最少，較CK降低1.02%。從根系干重比例來看，EDTA-Zn+CuSO4處理（T2）提高最大，較CK提高8.59%。從根冠比來看，EDTA-Zn+CuSO4處理（T2）提高最大。整體分析表明，玉米拌種不同形態(tài)鋅、銅均能促進(jìn)玉米根系干物質(zhì)積累。

2.3 不同處理對玉米根系形態(tài)變化的影響

由表4可以看出，玉米拌種鋅、銅能促進(jìn)玉米投影面積、根表面積、根系體積的增加，其中，同時添加EDTA-Zn、EDTA-Cu效果最佳。添加EDTA-Zn、EDTA-Cu效果好于同時添加ZnSO4、CuSO4，表明拌種劑中添加螯合態(tài)鋅、銅促進(jìn)玉米根際面積增加的效果好于離子態(tài)鋅、銅，從而增加玉米根部養(yǎng)分吸收，促進(jìn)生長。

3 小結(jié)與討論

微量元素均能促進(jìn)玉米生長[21-23]，根系作為植物最重要的器官之一，除了對植物起固定作用外還是植物吸收水分及無機(jī)鹽等營養(yǎng)物質(zhì)的重要器官，在作物整個生長發(fā)育過程中發(fā)揮著重要的作用[24]，而苗期根系及幼苗發(fā)育影響作物后期生長發(fā)育。根系作用大小取決于根系生物量、生理特性及其空間分布[25]。結(jié)果表明，玉米拌種微量元素鋅、銅能夠促進(jìn)玉米出苗、干物質(zhì)積累及根部面積與體積的增加。

離子態(tài)微量元素在土壤中容易被呈現(xiàn)負(fù)電荷的土壤所吸附降低其有效性，螯合態(tài)的微量元素在土壤中，由于微量元素在螯合劑保護(hù)下，不容易被土壤固定，有效性較離子態(tài)高2～5倍[26，27]，復(fù)合氨基酸螯合鋅比七水硫酸鋅顯著促進(jìn)玉米幼苗根部的發(fā)育，增加玉米株高[28]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，玉米同時拌種螯合態(tài)鋅、銅較只拌種螯合態(tài)鋅或螯合態(tài)銅，能夠促進(jìn)玉米出苗、干物質(zhì)積累及根部面積與體積的增加。

綜上所述，玉米拌種添加微量元素鋅、銅能夠促進(jìn)玉米苗期生長，添加螯合態(tài)鋅、銅效果好于離子態(tài)鋅、銅。

參考文獻(xiàn)：

[1] 閆孝貢，劉劍釗，郭金瑞，等.微量元素肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的有效施用[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2010，30（1）：69-71.

[2] SHAABAN S H A，MANAL F M，AFIFI M H M. Humic acid foliar application to minimize soil applied fertilization of surface-irrigated wheat[J].World Journal of Agricultural Sciences，2009，5（2）：207-210.

[3] 陸景陵.植物營養(yǎng)學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2003.

[4] 關(guān)春彥.中微量元素與作物[J].吉林農(nóng)業(yè)，2007（8）：28-29.

[5] 邵建華，韓永圣，高芝祥.中微量元素肥料的生產(chǎn)與應(yīng)用[J].土壤肥料，2001（4）：3-7.

[6] 萬吉鵬.專用復(fù)混肥工藝配方的確定[J].磷肥與復(fù)肥，1999（3）：40-42.

[7] 覃秀能.微量元素對玉米生長的影響探討[J].農(nóng)技服務(wù)，2016（7）：75.

[8] 胡明芳，文啟凱，田長彥.作物鋅素營養(yǎng)研究進(jìn)展與展望[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，1997（5）：214-216.

[9] ARRIVAULT S，SENGER T，KR？魧MER U. The Arabidopsis metal tolerance protein AtMTP3 maintains metal homeostasis by mediating Zn exclusion from the shoot under Fe deficiency and Zn oversupply[J].Plant Journal for Cell & Molecular Biology，2006，46（5）：861-879.

[10] H？魧NSCH R，MENDEL R R. Physiological functions of mineral micronutrients （Cu，Zn，Mn，F(xiàn)e，Ni，Mo，B，Cl）[J].Current Opinion in Plant Biology，2009，12（3）：259-266.endprint

[11] 牛慶良，黃丹楓，趙志昆.增施鋅肥對基質(zhì)培甜瓜品質(zhì)的影響[J].上海交通大學(xué)學(xué)報（農(nóng)業(yè)科學(xué)版），2006，24（3）：235-239.

[12] 王鏡巖，朱圣庚，徐長法.生物化學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2002.

[13] 翟福勤.銅對作物幼苗的毒害機(jī)理及鐵鈣緩解銅毒害的研究[D].江蘇揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2007.

[14] 魏 波.銅鋅對蒙山茶葉品質(zhì)的影響[D].四川雅安：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

[15] 鄭愛珍，宋唯一.銅對黃瓜、玉米種子萌發(fā)及其幼苗生長的影響[J].北方園藝，2009（9）：7-10.

[16] 溫曉勤，王越友，衡孝章，等.鋅、錳、銅、鉬微肥拌種對玉米生物學(xué)性狀及產(chǎn)量的影響[J].新疆農(nóng)業(yè)科技，2001（1）：37-38.

[17] 馬紅敏.硫酸鋅對大豆生長發(fā)育及產(chǎn)量、品質(zhì)的影響[D].黑龍江大慶：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，2008.

[18] 焉翠蔚，侯子艾.鋅錳等微量元素拌種對冬小麥生長及產(chǎn)量的影響[J].萊陽農(nóng)學(xué)院學(xué)報，1992，9（1）：49-53.

[19] 楊成娃.鋅肥拌種對玉米的增產(chǎn)效果[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，1984（4）：16.

[20] 李金玉，慕康國，曾憲竟，等.螯合態(tài)與離子態(tài)微量元素在花生種衣劑中的作用初步研究[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，1996，2（3）：238-242.

[21] 伍 律，邢慶云.微量元素對玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J].遵義醫(yī)學(xué)院學(xué)報，1980，3（2）：1-5.

[22] 吳榮華，李俊慶，莊克章，等.幾種微量元素對玉米產(chǎn)量及其經(jīng)濟(jì)效益的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014（19）：15.

[23] 崔文華，郝桂娟，谷淑香，等.不同中微量元素對玉米生理指標(biāo)和產(chǎn)量的影響[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，1998（4）：12-16.

[24] 朱 猛.抗旱型玉米苗期根系形態(tài)指標(biāo)的遺傳分析[D].陜西楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2014.

[25] 齊文增，劉惠惠，李 耕，等.超高產(chǎn)夏玉米根系時空分布特性[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2012，18（1）：69-76.

[26] MORTVEDT J J.微量元素肥料在作物生產(chǎn)中的有效施用研究[A].胡思農(nóng).硫、鎂和微量元素在作物營養(yǎng)平衡中的作用國際學(xué)術(shù)討論會論文集[C].成都：成都科技大學(xué)出版社，1993. 223-225.

[27] 李金玉，慕康國，曾憲竟，等.鰲合態(tài)與離子態(tài)微量元素在花生種衣劑中的作用初步研究[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，1996，2（3）：238-242.

[28] 秦彥林，盧維宏，馮夢喜，等.不同形態(tài)鋅元素對玉米生長和產(chǎn)量的影響[J].南陽師范學(xué)院學(xué)報，2015，14（3）：32-34.endprint