漢中地區秈稻鋅、鐵、錳營養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漢中市農業科學研究所，陜西漢中723000；2西北農林科技大學資源環境學院，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元素，缺鋅引起的營養失衡是目前世界上面臨的主要營養健康問題之一。世界范圍內，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，水稻的穩產增產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狀況。當土壤鋅含量（DTPAZn）＜0.5 mg/kg時，水稻易出現缺鋅癥狀，嚴重時會造成作物減產減收[3]。在作物生長過程中增施鋅肥可提高作物產量和籽粒鋅營養品質，進而改善人體鋅營養狀況，且葉面噴施鋅肥對籽粒營養元素強化效果更佳[4-6]。但單獨噴施鋅肥一般要求進行田間作業2～3次，費工費時，因此，探索鋅肥與農藥配合噴施技術具有較大推廣價值。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，是優質秈稻的適宜生態種植區。水稻是漢中地區主要的糧食作物，提高水稻籽粒中微量元素含量對改善本地區人體微量元素營養具有重要意義。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]。為了解漢中地區參與展示的水稻新品種籽粒鋅、鐵、錳的營養特點，并探索鋅與農藥配合噴施技術及改善稻米鋅營養品質的效果，特設置了本試驗。

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場（漢中市勉縣周家山鎮柳樹村）進行。在同一條件下種植45個水稻品種，每個品種種植面積200 m2，插秧規格 23.1 cm×26.4 cm，每 667 m2施 30 kg三元復合肥作基肥，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年在漢中市農業科學研究所試驗基地（漢中市漢臺區韓塘村）進行，供試土壤類型為黃褐土型潴育性水稻土。0～20 cm土壤基本理化性質為：pH值5.26，有機質含量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 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%井酮三環唑。供試水稻品種9個。試驗微區面積為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光下對葉片造成灼傷，噴施一般在18∶00以后進行。田間其他管理措施按照當地習慣栽培。

1.2 采樣及測定方法

水稻品種微量元素營養比較分析：水稻成熟期（2017年9月15日），每個品種隨機取120穗進行脫粒，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 數據處理

采用Excel 2003軟件對數據進行處理和繪圖，采用DPS 7.05統計分析軟件對數據進行方差分析及差異顯著性檢驗（LSD法，p=0.05）。

2 結果與分析

2.1 漢中主推水稻品種微量元素營養情況

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901，最低的是F優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2115，最低的是晶兩優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華占，最低的是F優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量的影響

由表2可以看出，與CK相比，T1處理水稻產量除豐優香占、106A/253、兩優687表現為減產外，其他品種均表現增產，增幅在1.4%~40.8%之間；T2處理除106A/253有所減產，其他品種均增產，增幅在1.8%~36.0%之間。可見，噴施鋅肥總體上可以提高水稻產量。

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、轉運和積累差異較大。

3 結論與討論

通過農藝措施提高水稻籽粒Zn含量可以在短期迅速解決水稻產區廣大農村人口的Zn缺乏問題。本研究中在水稻生長后期單獨噴施鋅肥以及鋅與農藥配合噴施均能夠提高水稻產量且顯著增加稻米的Zn含量，但基因型間差異較大。相關研究[10-11]表明，水稻結實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，與本研究結果相一致。本研究還發現，對水稻進行葉面鋅肥與農藥復配噴施后不僅能顯著增加稻米Zn含量，而且能有效預防病蟲害。因此，鋅肥與農藥可以復配噴施，起到減少噴施次數，節省人工成本的效果。

眾多研究[12-14]表明，水稻籽粒中微量元素含量的分布特點為米糠＞谷殼＞糙米＞精米，本文中漢中地區主推的水稻品種籽粒中Zn、Fe、Mn含量均表現為糙米＞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。從稻米營養品質考慮，糙米微量元素營養高于精米，但是當前的飲食習慣以食用精米為主，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、農藝措施改善稻米營養品質的同時，需進一步研究在稻米加工中如何最大限度降低營養損失。