鋅鐵微肥對冬小麥籽粒產量及其微量元素含量的影響

興榮榮，馬麗婭·馬木提，張保軍，翟雅楠，趙凱男，路永強，董永利，海江波

(1.西北農林科技大學農學院，陜西楊凌 712100；2.新疆特克斯縣種子管理站，新疆特克斯 835500)

小麥作為中國第三大糧食作物[1]，是中國主要的商品糧和戰略存儲糧，其增產對于保障國家的糧食安全具有重要意義[2]。小麥的生產對我國農業的發展和人民生活的提高起著至關重要的作用[3]。國內外學者從不同方面對提高小麥產量與改善品質進行了大量研究[4-10]，長期的實踐與科學研究表明，施肥是影響冬小麥產量與品質的重要因素。

鋅被現代醫學界及營養學界譽為人體的“生命之花和智慧元素”[11]。適量施用鋅肥可提高小麥千粒重、小穗數、穗粒數、有效穗數，使產量提高[12-13]；還可以增加小麥籽粒、莖葉和穎殼中的鋅含量，并顯著增加籽粒的蛋白質含量[14-15]。 鐵是植物生長發育過程中重要的微量元素，參與植物葉綠素的合成、光合作用等代謝過程。缺鐵使小麥葉綠素合成受阻、光合速率降低、光合產物積累減少，進而產量降低[16]。鐵對農作物產量產生影響的同時，也與農作物的品質息息相關。趙廣才等[17]研究表明，葉面噴施鐵和鋅分別提高了籽粒中鐵和鋅的含量。但張紀元等[18]研究得出，噴施鋅、鐵和硒肥對小麥產量構成因素、籽粒容重、蛋白質含量、濕面筋含量、面筋強度及籽粒鐵含量均無顯著影響。

前人的研究結果對于促進小麥高產、優質生產及相關研究具有積極作用，但研究結果不盡相同。本試驗擬研究不同水平鋅鐵肥及配施比例對冬小麥新品種西農805產量及籽粒鋅鐵含量的影響，旨在為小麥西農805的高產優質栽培及標準化生產提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2016-2017年在西北農林科技大學斗口小麥玉米綜合試驗示范站(108°52′E，34°36′N)進行。試驗地0～20 cm耕層土壤有機質含量27.19 g·kg-1，全氮1.75 g·kg-1，速效磷140.43 mg·kg-1，速效鉀332.80 mg·kg-1，有效鋅2.47 mg·kg-1，有效鐵10.23 mg·kg-1，pH值7.84。

1.2 試驗設計

供試小麥品種為西農805。試驗為大田試驗，采用二因素裂區設計，主區為鋅鐵肥施肥量(A)，設置 3個水平，為15.0 kg·hm-2(A1)、30.0 kg·hm-2(A2)、45.0 kg·hm-2(A3)，副區為鋅鐵肥配施比例(B)，設置 4個水平，為4Zn∶1Fe(B1)、3Zn∶2Fe(B2)、2Zn∶3Fe(B3)、1Zn∶4Fe(B4)，CK為對照，共13個處理，重復3次，隨機排列。小區面積35 m2。

2016年10月14日播種，播前施有機肥12 000 kg·hm-2、過磷酸鈣2 250 kg·hm-2、緩釋肥(N∶P2O5∶K2O=33∶5∶9)750 kg·hm-2。

鋅鐵肥基施，鋅肥為ZnSO4·7H2O，鐵肥為FeSO4·7H2O。2016年12月30日冬灌、2017年2月26日灌拔節水，其他管理措施同一般大田生產；2017年6月7日收獲。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 產量及其構成因素的測定

小麥成熟期，每個小區隨機選取3個1 m2樣方，單收后曬干、計產。每小區選3個1 m雙行樣點，統計穗數；在每個小區選取均勻一致的20穗小麥進行考種，調查穗粒數；待籽粒風干后，取500粒稱重，計算千粒重，2次重復。

1.3.2 小麥籽粒鋅鐵含量的測定

用MM400混合冷凍研磨儀粉碎樣品，稱取0.5 g，置于石英坩堝中，在電爐上加熱炭化，再移入600 ℃的高溫電爐中灰化6 h；冷卻后準確加入1∶1硝酸溶液5 mL，灰分溶解、混勻后無損移入50 mL容量瓶中，用蒸餾水定容，用干定量濾紙過濾，濾液收集在干塑料瓶內，采用Z-2000型火焰石墨爐原子吸收光譜儀測定其吸收值。根據標準曲線計算Zn、Fe含量[19]。

1.4 數據處理與分析

數據利用Excel進行的整理，用SPSS 20.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 鋅鐵微肥對冬小麥產量及構成因素的影響

由表1可知，在A1條件下，B1處理的產量和穗數均最高；在A2、A3條件下，B3處理產量和穗數最高。13個處理中，產量以A1B1最高，為9 750.51 kg·hm-2，較CK增加19.6%，差異顯著。

從產量構成因素看，穗數以A1B1處理最高，為709.09 萬·hm-2，較CK增加20.9%，差異顯著。各處理的穗粒數均較CK有所提高，以A3B1處理最高，為46.33，與CK差異顯著，較CK提高20.4%。A1B3處理的千粒重最高，為53.47 g，較CK增加5.6%，差異不顯著。由此得出，A1B1處理的產量最高主要是因為穗數較高。

表1 鋅鐵微肥對冬小麥籽粒產量及構成因素的影響Table 1 Effect of zinc and iron fertilizer on the grain yield and its composition of winter wheat

同列數據后不同字母表示不同處理間在5%水平下差異顯著。

Values followed by different letters within same column are significantly different among different treatments at 0.05 level.

2.2 鋅鐵微肥對冬小麥籽粒鋅鐵含量的影響

2.2.1 不同配比鋅鐵肥對籽粒鋅鐵含量的影響

微肥處理籽粒的鋅含量均高于CK(圖1A)。在A1條件下，CK與B1、B4處理差異顯著，與B2、B3處理無顯著差異；B4和B1處理籽粒的鋅含量分別較CK提高40.0%和13.7%，說明在A1條件下，B4處理為最佳施肥比例。在A2條件下，CK與B2、B4處理差異顯著，與B1、B3處理無顯著差異；B4和B2處理籽粒的鋅含量分別較CK提高26.7%和20.5%，說明在A2條件下，B4為最佳施肥比例。在A3條件下，CK與B1、B4處理差異顯著，與B2、B3處理差異不顯著，B4和B1處理籽粒的鋅含量分別較CK提高43.8%和15.8%，說明在A3條件下，B4為最佳施肥比例。

圖注上不同小寫字母表示在5%水平下差異顯著。下圖同。

Different lowercase letters above column indicate significant differences at 5% level. The same in figure 2.

圖1不同比例的鋅鐵肥對籽粒鋅鐵含量的影響

Fig.1EffectofZnandFemicrobesofdifferentfertilizerproportiononZnandFecontentinwheatgrains

如圖1B所示，相同微肥施用量時，不同鋅鐵比例對小麥籽粒鐵含量無顯著影響，各微肥處理小麥籽粒的鐵含量均低于CK；A1、A3條件下，B1處理含量最低，分別較CK降低8.6%、10.2%；A2處理下，B2含量最低，較CK降低12.6%。由此得出，不同施肥量下，B4處理籽粒的鋅含量最高；所有鋅鐵微肥處理下籽粒的鐵含量均低于CK。

2.2.2 不同量鋅鐵肥對籽粒鋅鐵含量的影響

如圖2A所示，各微肥處理小麥籽粒的鋅含量均高于CK。在B1條件下，CK與A1、A3處理差異顯著，與A2處理無差異；且以A3處理籽粒的鋅含量最高，較CK提高15.8%。在B2條件下，CK與A1處理差異不顯著，與A2、A3處理差異顯著；且以A2處理籽粒的鋅含量最高，較CK提高20.5%。在B3條件下，CK與A1、A2、A3處理無顯著差異。在B4條件下，CK與A1、A2和A3處理差異顯著，且A3處理籽粒的鋅含量最高，較CK提高43.8%。

如圖2B所示，各微肥處理小麥籽粒的鐵含量均低于CK。B1、B3、B4條件下，CK與A1、A2、A3無顯著差異；B2下，CK與A1、A2處理差異顯著，與A3處理差異不顯著。B1、B2、B4條件下，A2處理籽粒的鐵含量最低；B3條件下，A3處理籽粒的鐵含量最低。

綜上所述，B1、B3、B4條件下，A3處理籽粒的鋅含量最高，B2條件下，A2處理籽粒的鋅含量最高；各處理下籽粒的鐵含量均低于CK。

圖2 不同量的鋅鐵肥對籽粒鋅鐵含量的影響Fig.2 Effect of Zn and Fe microbes of different amount fertilizer on Zn and Fe content in grains

3 討 論

關于微肥與小麥籽粒產量及其構成因素關系的研究結果不盡一致。王巧燕等[4]的研究結果顯示，施用微肥可以增加小麥產量的原因在于顯著提高千粒重。韓金玲等[20]在土壤有效鋅含量為0.7 mg·kg-1下，土壤施鋅后，強筋小麥藁8901和普通高產品種石4185產量顯著增加，產量構成因素也有所增加。施用鐵肥可增加冬小麥籽粒產量及其構成因素，但增加水平不顯著[21]。本研究表明，不同處理較對照增產幅度有所不同，造成此結果的原因之一可能是不同量鋅鐵肥及比例在優化產量構成因素上的互作效應不同；在施肥量15.0 kg·hm-2、施肥比例4Zn∶1Fe下，小麥的產量及成穗數達到最高，產量較對照提高19.6%，穗粒數顯著增加，可以看出不同量鋅鐵及比例的互作是通過影響成穗數和穗粒數提高小麥產量。

微肥的施用在提高小麥籽粒中對應微量元素含量上具有顯著作用。楊習文[22]、張 曉[13]的研究表明，在高肥力的條件下，施用鋅肥可增加小麥對鐵元素的吸收能力，提高籽粒中鐵元素的含量。施鋅能夠明顯促進冬小麥植株生長，施用鋅鐵肥顯著增加了小麥的鋅含量，增幅為11.9%，但對籽粒鐵的含量影響不顯著[23]。喬鮮花等[21]以14個不同基因型小麥為對象，研究結果表明，在拔節期葉面噴施鐵肥可增加籽粒鐵含量。本研究結果表明，鋅鐵微肥的配施有利于籽粒對Zn的累積，提高籽粒中鋅含量，在施肥量45.0 kg·hm-2、施肥比例1Zn∶4Fe下達到最大含量，較對照提高顯著43.8%，但鐵含量低于對照。造成此結果的原因可能是供試土壤中鐵含量(有效鐵10.23 mg·kg-1)較高，說明試驗地土壤本身Fe含量基本能夠滿足當地小麥的需求，過多的鐵反而會抑制籽粒對鐵元素的積累。

影響冬小麥產量的因素有很多，如冬小麥品種、施肥種類及用量、自然環境等。本試驗條件下，基施鋅鐵肥，籽粒鋅含量最高時為25.43 mg·kg-1，未達到推薦含量 40～60 mg·kg-1[24]，且籽粒的鐵含量均較對照降低。因此，不建議在該地區通過基施鋅鐵肥來增加西農805產量和籽粒鋅鐵含量。在灌漿期葉面噴施鋅鐵肥，可增加莖稈、葉片等器官對鋅鐵的儲存，促進鋅鐵在韌皮部的再次轉移，明顯提高籽粒鋅鐵含量[25]；葉片儲存的鋅鐵含量增加，提高了光合速率，增多了光合產物，進而產量提高[26-27]。所以，在生產上可以考慮于灌漿期噴施鋅鐵肥來提高冬小麥的產量及籽粒鋅鐵含量。

本試驗只是于2016-2017年在西北農林科技大學斗口小麥玉米綜合試驗示范站進行一年試驗，且只研究了不同量鋅鐵及比例對冬小麥西農805產量及籽粒鋅鐵含量的影響。