施鋅對作物生長發育及籽粒產量和品質的影響

張夢真 李亞婷 馬超 張均 張艷 冉茂 江厚龍 張春華 秦平偉 任江波 陳慶明

作物從播種到收獲，外界環境的不同會使作物的生長發育朝著不同方向發展。為了達到高產、高效、優質的目標，常通過施肥的方式實現作物的養分吸收，從而更加有效地促進作物的生長發育。要實現作物的經濟效益最大化，不能盲目過量施用肥料，應該科學施肥。不同的施肥量和施肥方式會取得不同的效果，只有擇其最優，才能發揮作物的最大潛力，提高資源利用率。

鋅是作物生長發育所必需的營養元素，鋅元素對作物的根系、葉片、產量及籽粒品質等都有一定的影響。施用適量的鋅元素能促進根系的生長，提高葉片的葉綠素含量，增加產量，增加籽粒的蛋白質含量和鋅含量。施用鋅肥還可提高作物的抗逆能力。

一、施鋅對作物根系生長發育的影響

根系對于作物，扮演著十分重要的角色，對其生長發育起著決定性的作用。與此同時，土壤中養分含量的多少也直接影響作物根系的生長發育。鋅是影響作物生長發育的重要微量元素之一，鋅對植物根系的生長影響較大。當作物中鋅含量過高時，會導致作物根系早衰，甚至死亡。研究表明，根系的分泌物直接受土壤中鋅元素含量的影響。土壤中鋅元素不足時，植物根系會分泌一些低分子量的化合物到土壤中，從而活化土壤中的鋅。土壤中鋅含量的高低對根系最明顯的影響表現在其形態指標的改變。輕鹽黃黏土條件下，在小麥越冬期或拔節期增施鋅肥后，其不定根明顯增加。低濃度的硫酸鋅拌種可以促進小麥根系的發育，在每千克種子用1 g硫酸鋅處理時各指標達到最大值，主要表現在根長、根表面積、根體積和根平均直徑的增加;而缺鋅及高鋅條件下，種子根生長易受到抑制。水培條件下，玉米生長在鋅肥濃度為4～6 μmol·L-1時表現最佳。玉米根干重與此變化相同，但在低鋅條件下變化幅度不大，高鋅條件下隨著鋅濃度的增加而減小。除此之外，缺鋅對作物根系的生理指標也有一定的影響。李孟華等研究發現，根系對土壤中鋅的吸收、滲透與土壤中鋅濃度成線性關系。在干旱脅迫條件下，增施鋅肥能夠提高冬小麥根系中的鋅含量，減輕干旱脅迫對根系的不利影響。玉米的供鋅水平為0～1.0×0-5

mol·L-1，根的鋅濃度隨供鋅水平的提高而增加。增施鋅肥還能夠促進小麥根系活力的增強，從而提高根系的吸收能力。在眾多元素中，鋅對根系生長素含量和分布有一定的調節作用。當土壤中鋅含量不足時，根系中生長素含量下降，使作物的根系生長速度減緩，根尖表現尤其明顯。由此可見，合理增施鋅肥能夠減緩由于缺鋅對作物根系產生的不良影響，提高根系對養分的吸收能力。

二、施鋅對作物葉片生長的影響

根部吸收鋅后運輸至葉片。研究發現，大多數作物葉片的鋅含量在15～20 mg·kg-1。缺鋅或鋅含量過高均會對葉片的生理功能產生一定的抑制作用。

鋅能夠保證色氨酸合成酶的最大活性，從而合成色氨酸來保證吲哚乙酸（IAA）的合成。作物在缺鋅時吲哚乙酸（IAA）合成量減少，容易導致“小葉病”和“簇葉病”，水稻葉片會出現基部發白和不規則棕斑;小麥葉片縮小，節間縮短;玉米幼苗期的葉片顏色變淡，玉米生長中期則出現花白葉;煙草植株矮小，葉片小且黃化失綠。而鋅過量時，由于毒害作用，會使作物葉片發黃萎縮，光合作用及生長發育受到抑制。研究發現，在煙草的各個時期噴施適量鋅肥，能夠有效增加葉寬、葉長以及葉片數，其光合作用的速率明顯提高。因此，只有合理地施用鋅肥，才能使得作物葉片正常生長。

鋅既能夠活化酶，也是許多酶以及葉綠素的組成成分，能夠影響作物的光合作用，光合速率會隨著鋅濃度的增加而升高。韓金玲等研究表明，施鋅量增加，小麥功能葉片的硫酸酐酶（CA）活性和葉片葉綠素含量顯著提高，但施鋅量>22.5 kg·hm-2 時，二者明顯下降。煙草試驗也證明，在增施鋅肥后，煙草葉面積指數及葉綠素含量與對照相比顯著增加，同時氣孔導度和蒸騰速率也出現上升，從而促進了光合作用的進行。鋅含量的增加，能夠提高作物體內POD活性，延緩葉片的衰老。這在小麥、玉米、水稻等作物中均有體現。大量試驗發現，增施鋅肥也能夠增加葉片中的鋅含量。煙葉中的鋅含量隨著土壤中鋅含量的增加而增大，且煙葉中鋅的分布主要集中在葉片，以上部葉為主。

三、施鋅對作物產量的影響

作物產量的增加，主要與不同作物的產量構成因素有關。研究發現，鋅肥對小麥產量三要素的影響主要表現在穗數和千粒質量上，對穗粒數影響較小，但施鋅過多時，干物質明顯減少。玉米生長中后期缺鋅，影響了雌穗的伸長，造成抽絲期和抽雄期推遲的現象，從而嚴重影響產量;施用鋅肥后，雌穗能夠正常抽出，且玉米的禿尖長減短，使得穗粒數增加，產量明顯提高。增施鋅肥可以提高煙草莖葉的生長發育，增加葉面積以及葉片數，獲得最大產值。因此，只有協調好鋅肥與各作物產量構成因素之間的關系，才能夠實現高產。

除鋅肥施用量對作物產量有影響外，鋅肥的施用方式對作物產量也有一定的影響。鋅肥的施用方式主要有土壤施肥、葉面噴肥、土壤施肥+葉面噴肥和種子處理等。研究發現，小麥基施鋅肥增產率為16.7%，小麥葉面噴施鋅肥增產率為9.9%，小麥種子進行鋅肥處理增產率為7.1%。因此，土壤施鋅肥對小麥的增產效果最佳。

鋅肥不同的施用方式對玉米的千粒質量影響很小，但對單位面積穗數影響顯著。玉米進行土壤施肥和葉面噴施，單位面積穗數分別增加6.7%、5.0%。可見，土壤施鋅肥能夠提高玉米的產量。合理的配施方式在一定程度上增加作物產量。大田條件下，氮肥、鋅肥配施的方式對小麥增產更為有效，每公頃施用氮肥180 kg和鋅肥30 kg的效果最好。另有研究發現，在硼肥、鋅肥、鉬肥單施及配施中，最有利于煙葉產量和產值提高的是基施硼肥，硼鋅、鉬肥混合基施和噴施鋅肥。

目前，已經證實鋅肥能夠提高作物的產量，但鋅肥利用率不高，關于最佳施鋅量和配施比例研究較少，還需要進一步的研究。

四、 施鋅對作物籽粒品質的影響

隨著人們生活水平的提高，人們對食物的追求由吃飽轉變為吃好，更傾向于選擇高營養、健康、綠色的食物。因此，提高作物的營養成分是當今十分重要的研究。鋅能夠促進人體的正常發育，調節基本的生命過程，影響多種激素的產生、儲藏和分泌，是必不可缺的微量元素。

鋅能夠參與蛋白質的代謝，影響氮的代謝，也是RNA聚合酶的重要組成元素。缺鋅條件下，作物體內RNA聚合酶活性降低，核糖核酸酶活性增加，使得RNA水平下降，蛋白質含量下降，氨基酸大量積累，補鋅后蛋白質含量明顯提高。小麥灌漿期噴施鋅肥，可提高小麥面粉的沉淀值、濕面筋含量、吸水量和面團穩定時間。左毅等研究發現，小麥揚花期噴鋅可以顯著增加小麥籽粒中蛋白質的含量。在其他作物研究中也發現，施鋅能夠提高作物營養物質的含量，增加其蛋白質和脂肪含量。

施用鋅肥對作物籽粒的含鋅量也有一定的影響。研究表明，在大田條件下，葉面噴施鋅肥或者土壤施肥+葉面噴施均可提高小麥籽粒中鋅含量。葉面噴施鋅肥后，小麥籽粒鋅含量能夠提高2.2倍。葉面噴鋅也能夠提高糯玉米籽粒以及水稻籽粒的鋅含量。研究還發現，在煙草生長過程中，煙葉中的鋅含量隨土壤有效鋅含量的升高而顯著增加。相對于低鋅而言，高鋅更能夠提高煙葉中鋅的含量。

目前，鋅肥對作物品質影響的相關研究報告已有很多，但是如何實現既高產又優質的效果，其最佳施肥量仍然無法確定，同時關于其內部的形成機理還需要進一步的研究。

五、 展望

隨著科學技術的發展，對鋅肥效應的研究課題越來越多，鋅能夠影響作物的生長發育，在根系、葉片、產量和品質等方面均有體現。調查研究發現：由于作物外界生長條件的不同，導致某些試驗結果存在相反效應，但其影響原因并未得到深入研究;鋅作為人類必需的營養元素之一，主要通過日常生活中的食物獲取，但在目前的研究中，除小麥、水稻、玉米、煙草外，鋅肥效應對其他作物的生長發育影響研究較少;雖然與之相關的報告已有很多，但在研究過程中大多未明確指出最佳施肥量或配施比例。綜上所述，鋅肥對作物生長發育的影響仍然是以后的重點研究方向，隨著科技的發展，相信人們能夠解決目前存在的問題，全面了解其內部的機理，真正實現農作物的高產、優質、高效。

（責任編輯? ?程麗紅）