降雨條件下葉面噴施納米氧化鋅改善作物鋅營養(yǎng)的效果及機制

關鍵詞： 納米鋅肥； 降雨； 抗淋洗； 葉面噴施； 鋅營養(yǎng)； 花生

鋅是人類和動植物的必需微量營養(yǎng)元素，是多種酶的輔助因子，在基因表達和蛋白質合成中具有重要作用[1]，補充適當濃度的鋅可以保護植物細胞膜，維持細胞膜結構的完整性和穩(wěn)定性，缺鋅會抑制葉片的生長，影響植株的正常發(fā)育[2?3]。缺鋅也會影響人的生長發(fā)育和免疫功能[4]，大多數(shù)患有鋅缺乏癥的兒童生長發(fā)育遲緩，人體只能通過食物來補充鋅營養(yǎng)，因此提高食物中鋅含量對滿足人類對鋅的營養(yǎng)需求至關重要。

利用改進的農(nóng)藝管理進行鋅生物強化，是一種有前景的策略，并有助于克服植物鋅營養(yǎng)不良的問題。近年來，隨著納米技術的不斷發(fā)展和納米材料擁有的多種優(yōu)良性能，使得它在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學、能量儲存、航空航天、環(huán)境修復等多個領域都受到廣泛關注和應用[5?8]。許多專家提出納米材料可應用于土壤、植物營養(yǎng)領域，以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展，并減輕對環(huán)境的影響。在以前的研究中，納米材料已經(jīng)被證明可以用來促進種子萌發(fā)，改善土壤質量等[9?10]，由于其優(yōu)異的抗菌性能和穩(wěn)定性能也被廣泛用于殺蟲劑[11]。目前納米材料對高等植物的生物學效應研究越來越多，關于低濃度納米顆粒對植物具有促進作用的研究報道也逐漸增加。如李慧敏等[12]發(fā)現(xiàn)葉面噴施5 mg/L 的納米硒肥可以生產(chǎn)富硒火龍果；其他相關報道也表明，納米肥料對作物生長及產(chǎn)量等指標都具有顯著的提升效果[13?15]。而納米材料因為具有小尺寸、表面與界面效應和強吸附效應等性質，使得納米肥料的液滴能夠更好地覆蓋在葉片的表面，即使在降雨天氣下也能更好地滲透進入葉片[16]，從而增加葉面肥的肥效，在緩解作物缺鋅上具有一定的潛力和優(yōu)勢[17]。目前已經(jīng)證明葉片表面的絨毛引起的荷葉效應使得傳統(tǒng)葉面肥難以有效地粘附在作物葉面上[18?19]，因此利用納米技術的優(yōu)勢設計和開發(fā)新一代長效葉面微量元素肥料，以克服傳統(tǒng)葉面施肥的缺點具有重要意義[20?21]。

目前，關于葉面噴施鋅肥的研究大多集中于常規(guī)條件下鋅肥噴施對作物的影響方面，在降雨條件下葉面噴施納米鋅肥效果的研究還鮮見報道，同時，施用納米鋅肥是否能有效附著在葉片表面并有效進入葉片內部尚不清楚。鑒于此，本研究主要目的是探討納米態(tài)鋅肥與傳統(tǒng)離子態(tài)鋅肥及螯合態(tài)鋅肥在降雨條件下噴施后的抗淋洗能力，以及對光合速率和葉片鋅含量的影響，以期為極端天氣條件下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中快速改善作物鋅營養(yǎng)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 納米氧化鋅的掃描電子顯微鏡特性

在本研究中使用納米氧化鋅（Nano-ZnO， ZnONPs） 為供試納米鋅肥，利用掃描電子顯微鏡和EDS技術對納米氧化鋅的形貌和元素組成進行了分析。對ZnO NPs 材料進行表征，測定其形狀和尺寸，并分析其中元素重量百分比和原子百分比。如圖1 所示，大部分Nano-ZnO 顆粒直徑尺寸在50～100 nm不等，其中鋅元素的質量百分比為61.23%，原子百分比為27.88%。

1.2 試驗設計

試驗選用山東省花生研究所培育的“魯花8 號”花生品種種子，用3% H2O2 浸泡花生種子30 min 進行消毒，然后用去離子水沖洗2～3 次，再次在去離子水中浸泡5～6 h 后移出。種子在鋪有濕濾紙的培養(yǎng)皿中發(fā)芽，并用黑色袋子將培養(yǎng)皿包裹，在黑暗條件下發(fā)芽3 天。置于恒溫培養(yǎng)室[ 光照100 μmol/（m2·s），濕度50%，溫度（25±1）℃，晝夜16 h /8 h] 中，期間每天噴灑去離子水，保證濕潤狀態(tài)，直到芽長約3～5 cm。隨后，將花生種子移至1/2 改良Hoagland營養(yǎng)液（配方后述，pH 6.0～6.5） 中，在人工恒溫培養(yǎng)室中培養(yǎng)10 天。選擇長勢均勻的6 株花生植株，去除子葉，將其移栽到含有10 L 改良的無鋅Hoagland營養(yǎng)液的培養(yǎng)盆中，培養(yǎng)液中通入空氣，饑餓處理下生長10 天后，進行葉面鋅肥的噴施。

本試驗共設5 個處理，每個處理4 次重復，分別為：全營養(yǎng)液處理 （CT1）、噴施0.1% 吐溫對照處理（CT2）、噴施ZnSO4·7H2O （CT3）、噴施EDTA-Zn（CT4 ）、噴施Nano-Zn （CT5 ）。所有鋅肥均溶解在0.1% 吐溫中，并且超聲30 min，使得葉面肥在施用前可以均勻分散在葉片上，防止納米材料發(fā)生凝聚。考慮到花生本身特性以及預實驗結果，鋅肥濃度不宜過高，以免對花生生長起到抑制作用。每種鋅肥的噴施濃度均為100 mg/L （以純Zn 計）。隨后，每隔10 天對CT2～CT5 處理中的花生葉片進行葉面噴施，共計噴施3 次，施用量依次增大，分別為10、20 和30 mL。根據(jù)噴肥的時間確定每10 天更換1 次營養(yǎng)液，在移栽至盆中第40 天進行收獲。

試驗采用改良Hoagland 營養(yǎng)液配方，具體為1 mmol/L NH4H2PO4、6 mmol/L KNO3、2 mmol/LMgSO4 ·7H2O、4 mmol/L Ca（NO3 ）2 ·4H2O、0.05mmol/L EDTA-Fe·3H2O、0.025 μmol/L KI、0.5μmol/L H3BO3、0.75 μmol/L MnSO4·H2O、0.005μmol/L Na2MoO4·2H2O、0.005 μmol/L CuSO4·5H2O 和0.005 μmol/L CoCl2·6H2O，在原有成分基礎上增加了鈷、氯和碘3 種養(yǎng)分。

在移入定植盆后第10、20、30 天葉面噴施鋅肥1 h 以后，使用裝有100 mL 水的小噴壺均勻噴灑在花生葉片上來進行模擬降雨，降雨量為100 mL，確保水滴形成徑流以達到模擬降雨的效果，以及防止被沖洗掉的含鋅徑流進入培養(yǎng)液，影響實驗準確性。

1.3 取樣與測定分析

1.3.1 取樣處理 花生移栽40 天后收獲，從6 株花生中選擇4 株長勢相似的花生幼苗用于生長狀態(tài)、生物量和養(yǎng)分含量的分析。具體操作為，將收獲的植株分成根莖葉，用卷尺測定株高與根長，用百分之一天平稱量地上部鮮重與根鮮重。隨后，用0.1 mol/L HCl 清洗，目的是將植株表面的肥料清洗掉，再用去離子水沖洗兩遍，在預試驗中通過ICPOES檢測植株中元素含量時證明這種清洗方法是非常有效的。清洗完成后，在105℃ 下殺青2 h，隨后在80℃ 下烘干至恒重，再稱其干重，并將干燥的組織磨成粉末，以測定葉片中養(yǎng)分含量。

1.3.2 光合指標的測定 每個處理至少選擇5 片長勢均一的新葉，使用便攜式 Li-6800 型光合作用參數(shù)測試儀（Li-COR 公司，美國內華達州林肯） 對葉片光合速率進行測量，每個處理至少選擇5 片葉子，每片葉子至少測定5 次。

1.3.3 生物量與總鋅含量的測定 稱取（0.2 ±0.1） g研磨粉碎的根、莖、葉組織，裝入消煮管中，向消煮管中加入6 mL 的濃硝酸[ 純度為優(yōu)級純（GR） 級別]，浸泡4 h 以上，之后加入3 mL 30% H2O2 （純度為GR 級別），將消煮管放在全自動消解儀（AutoDigiblock S60 UP，LabTech，美國） 進行消煮。完全消煮后將消煮液倒入25 mL 容量瓶中定容待測。用電感耦合等離子體光譜發(fā)射儀（ICP-OES，5110SVDV，Agilent，Santa Clara，CA，美國） 測定消煮液中鋅的濃度，最后換算得到根、莖、葉各個組織中的鋅含量。

1.3.4 抗氧化酶活性與丙二醛（MAD） 含量測定 采用不同酶聯(lián)免疫吸附測定（ELISA） 試劑盒測定抗氧化酶[ 過氧化氫酶（CAT） 和過氧化物酶（POD）] 活性和MDA 含量，試劑盒購自蘇州夢犀生物醫(yī)藥科技有限公司。將收獲植株的新鮮葉片樣品在低溫條件下加液氮在研缽中研磨。稱取1 g 左右的樣品于3 mL離心管中，放入?80℃ 冰箱中待測。然后按照試劑盒中酶活性測定的操作說明，依次加入試劑，并將勻漿在8000 r/min （3k1s， SIGMA， USA） 下4℃ 離心10 min，取上清液，用于酶分析。所有分光光度分析均采用UV-1700PC （上海） 紫外/可見光分光光度計。

1.3.5 μ-XRF-元素分布圖 將洗凈的新鮮葉片用剪刀剪成0.2 cm×0.2 cm 寬的矩形形狀，用鑷子將葉片固定在（3 M） 膠帶上，隨后置于冰箱中，然后使用冷凍干燥機凍干備用。在中國北京同步輻射裝置（BSRF）采用X 射線熒光顯微鏡（μ-XRF） 上的4W1B 光束線測定葉片中的元素分布。選擇2000 μm×2000 μm 的葉面積進行元素分布測量。在步進模式下進行二維映射，步長為1 0 0 μ m，入射能量為1 5 k e V。μXRF 數(shù)據(jù)由Si （Li） 固態(tài)探測器收集，曝光時間為1 s。使用PyMCA 軟件對μ-XRF 圖譜進行分析，以確定鋅元素的分布情況。

1.4 模擬降雨試驗與接觸角測定

1.4.1 接觸角測定 為了對比不同鋅肥的淋洗機制，對不同鋅肥與葉片的接觸角進行了測定。接觸角是用于評價固體表面與液體表面之間相互作用的物理量[22]。液滴角度測量法是測量接觸角最常用的方法之一，該方法是將固體表面上的液滴，或將浸入液體中的固體表面上形成的氣泡投影到屏幕上，然后直接測量切線與相界面的夾角，從而直接測量接觸角的大小[23]。本試驗以花生葉片為固體，以不同種類鋅肥溶液作為液體， 使用接觸角測量儀（ P Z -200SD，北京品智創(chuàng)思精密儀器有限公司） 測定四種處理下的鋅肥溶液接觸角與表面張力。并通過粘附功公式（1） 計算肥料在葉片上的黏附能力[24?25]。

1.4.2 模擬降雨試驗 為明確不同鋅肥在降雨條件下的淋洗量，進一步設計了模擬降雨試驗。花生在移栽至缺鋅營養(yǎng)液中10 天后進行處理，分為4 個階段取樣：噴施鋅肥前；噴施10 mL 濃度為100 mg/L鋅當量的不同種類鋅肥后；噴施鋅肥1 h 后再噴灑100 mL 水后；0.1 mol/L HCl 和去離子水清洗葉片后。具體操作如圖2 所示。4 種狀態(tài)的葉片均采用HNO3?H2O2 消化，鋅濃度采用ICP-OES 測定。采用下式（2）、（3）、（4） 計算納米鐵的有效葉面噴施量、淋洗量和有效附著量。

有效噴施量（mg/株） = MB?MA （2）

淋洗量（mg/株） = MB?MC （3）

有效附著量（mg/株） = MC?MD （4）

1.5 數(shù)據(jù)分析

每個處理指標數(shù)據(jù)至少3 次重復。所有數(shù)據(jù)均采用Microsoft Excel 2019 進行處理分析，SPSS 25.0進行方差分析，采用單因素方差（ANOVA） 分析不同鋅肥對花生各指標的影響，使用Duncan 法對數(shù)據(jù)進行多重比較（Plt;0.05 為差異顯著），最后用Origin Pro2021 繪圖。

2 結果與分析

2.1 非降雨/降雨條件下不同鋅肥處理對花生生長的影響

如圖3 所示，與CT2 處理相比，在非降雨條件下葉面噴施鋅肥能夠有效增加花生株高及地上部干生物量，其中噴施螯合態(tài)鋅肥的花生生物量要高于納米鋅肥。但在降雨條件下，CT5 處理的花生株高較CT2 處理增加16.80%，地上部干生物量顯著提升了75.05%；與CT3 和CT4 處理相比，CT5 處理花生植株株高分別顯著增加了9.68% 和12.85%，地上部干生物量分別顯著提高了20.97% 和24.37%，達到2.48 g/株。與非降雨條件相比，CT5 處理花生生物量及株高并未降低，相反，CT3 和CT4 處理在降雨條件下效果不佳。離子態(tài)鋅肥處理（CT3） 下地上部生物量較非降雨條件下略微下降8.17%，螯合態(tài)鋅肥處理（CT4） 下花生地上部干生物量降低23.70%。以上結果表明，葉面噴施納米鋅肥能夠有效緩解營養(yǎng)液缺鋅對花生植株生長的抑制，在降雨下仍能表現(xiàn)出較好的效果。

2.2 非降雨/降雨條件下不同鋅肥處理對葉片光合指標和葉片鋅含量的影響

SPAD 是評估植株葉片中葉綠素含量的可靠指標[26]，凈光合速率與葉片葉綠素含量相關。如圖4 可知，非降雨條件下，與CT2 處理相比，葉面噴施鋅肥可以顯著提高花生葉片的凈光合速率，增幅在64.21%～88.42%；降雨條件下，CT5 處理處理的花生葉片凈光合速率Pn 顯著高于CT3 和CT4 處理鋅肥，分別增加了49.17% 和47.54%。與非降雨相比，降雨條件下噴施鋅肥的各個處理其凈光合速率都有所下降，傳統(tǒng)鐵肥（CT3 和CT4） 下降幅度在41.94%左右，而納米鋅肥（CT5） 僅下降24.58%。

非降雨條件下，噴施鋅肥的處理葉片鋅含量顯著高于CT2 噴施0.1% 吐溫的處理，其中CT3 和CT4 處理在非降雨條件下鋅含量顯著高于CT5 處理，葉片鋅含量為CT5 處理的2～2.5倍，因為其更容易進入葉片被花生吸收。然而，在降雨后葉面噴施傳統(tǒng)鋅肥七水硫酸鋅和EDTA-Zn 肥（CT3 和CT4），花生葉片鋅含量分別比非降雨條件下低25.53% 和34.28%，相反，納米態(tài)鋅肥（CT5） 卻呈現(xiàn)增加的趨勢，較非降雨條件下提升了77.36%，達到0.078mg/株，且在降雨條件下葉片鋅含量還要高于其他兩種鋅肥處理，并與離子態(tài)鋅肥處理（CT3） 和吐溫處理（CT2 ） 呈現(xiàn)顯著差異，較CT3 處理顯著增加19.54%，較CT2 處理顯著增加466%，而較CT4 增加9.22%。其原因可能是在非降雨條件下，納米鋅肥顆粒附著在葉片上可能會阻擋氣孔的開合，當降雨之后，這種抑制效應得到緩解，推測這種現(xiàn)象是降雨條件促進了附著在葉片表面的納米鋅顆粒繼續(xù)進入葉肉細胞。

2.3 降雨條件下不同鋅肥處理花生葉片中鋅的分布狀況

為了進一步驗證降雨條件下花生葉片噴施納米鋅肥進入葉肉細胞的情況，采用X 射線熒光顯微鏡（μ-XRF） 4W1B 光束線測定葉片中的鋅元素分布。由圖5 可知，在降雨條件下，CT2 （0.1% 吐溫） 處理的葉片上幾乎沒有鋅元素分布，其他處理的葉片組織內鋅元素分布都要高于CT2 處理。此外，納米氧化鋅、EDTA-Zn 和硫酸鋅處理都具有不同量鋅元素的分布。全營養(yǎng)液處理、離子態(tài)鋅肥和EDTA-Zn 肥處理鋅在葉片上的分布有相對較高的量，而納米態(tài)鋅肥處理呈現(xiàn)出極高的量。這與上述圖4 的結果一致，降雨條件下納米鋅肥也能大量進入葉片，使得花生得到更好的養(yǎng)分吸收。

2.4 非降雨/降雨條件下不同鋅肥處理對花生過氧化物酶和丙二醛的影響

如表1 所示，與CT2 處理相比，在非降雨條件下，噴施葉面鋅肥可以使得CAT 與POD 活性增加，花生葉片中MDA 含量在非降雨條件下沒有顯著性差異；但在降雨條件下，噴施納米鋅肥的處理MDA 含量要顯著低于其他處理，與離子態(tài)鋅肥和螯合態(tài)鋅肥相比分別顯著降低了12.43% 和17.18%，CAT 與POD 活性相較于非降雨條件都有所增加。這說明納米鋅肥有效緩解葉片由于缺鋅而引起的膜脂過氧化，使得氧化損失降低。因此，在降雨條件下噴施納米態(tài)鋅肥能夠有效緩解葉肉細胞因缺鋅引起的細胞損傷，增強抗氧化防御能力。

2.5 模擬降雨條件下花生葉片鋅抗淋洗效果

圖6 所示，花生葉片噴施3 種鋅肥的有效噴施量都較高，其中納米態(tài)有效噴施量最高，達到每株0.03 mg/株，CT3 和CT4 處理的有效噴施量在0.02mg/株左右。在模擬降雨后，傳統(tǒng)鋅肥（CT3 和CT4）的淋洗量高于納米態(tài)鋅肥（CT5），其中納米鋅肥的淋洗量僅為0.01 mg/株，是傳統(tǒng)鋅肥的45%～50%。從最后的附著量數(shù)據(jù)可知，納米態(tài)鋅肥的附著量顯著高于傳統(tǒng)鋅肥，且達到傳統(tǒng)鋅肥的4～5 倍。這也進一步證實了納米態(tài)鋅肥在降雨條件下的抗淋洗效果好于傳統(tǒng)鋅肥，能夠有效緩解作物缺鋅的狀況，及時在降雨條件下得到鋅肥的補充。

2.6 降雨條件下不同鋅肥種類在花生葉片上的黏附能力

由于噴施鋅肥種類不同，其接觸角及表面張力不一，以花生葉片為例，進一步驗證納米鋅肥抗淋洗效果的原因。如圖7 鋅肥的接觸角圖像所示，納米態(tài)鋅肥的接觸角顯著小于傳統(tǒng)鋅肥和0.1% 吐溫。納米態(tài)鋅肥（CT5） 表面張力要顯著大于傳統(tǒng)鋅肥（CT3和CT4），通過楊氏方程進行計算，納米氧化鋅的粘附功也顯著高于其他3 組處理，與ZnSO47H2O 和EDTA-Zn 相比，其粘附功（27.95 mN/m） 較傳統(tǒng)鋅肥CT3 （20.33 mN/m） 和CT4 （21.67 mN/m） 分別顯著增加了37.48% 和28.98%。這說明納米氧化鋅對葉片的附著力要顯著高于硫酸鋅和EDTA-Zn，減少由于葉片蠟質層而導致的肥料液滴流失，在面對降雨等天氣條件下就可以更好的對作物進行鋅的生物強化。因此，納米材料鋅肥可以通過降低與葉片的接觸角度，增加其表面張力，使得液滴在葉片上更容易吸附滲入，從而降低淋洗量。這與模擬降雨下的試驗結果相一致，這也有效解釋了納米鋅肥所噴施的花生葉片在模擬降雨后，鋅含量不減少的結果（圖4）。

3 討論

3.1 葉面噴施納米鋅對緩解花生缺鋅及改善花生生長的影響

在本研究中，由花生株高及地上部干重等基礎指標 （圖3） 可知，葉面施用傳統(tǒng)鋅肥和納米鋅肥都可以顯著提高花生生物量和葉片鋅含量（圖4），即葉面噴施適宜濃度鋅肥能夠促進花生的生長。大量研究也表明，葉面噴施鋅肥能夠有效緩解作物缺鋅癥狀，如Philip 等[27]發(fā)現(xiàn)葉面噴施鋅肥能夠有效提高馬鈴薯塊莖中的鋅濃度；Umar 等[ 2 8 ]合成了納米氧化鋅，并且通過葉面噴施試驗發(fā)現(xiàn)能夠顯著改善玉米的鋅含量，達到生物強化的效果；Rameshraddy 等[29]研究發(fā)現(xiàn)氧化鋅納米顆粒與傳統(tǒng)鋅肥（ZnSO4） 相比，可增加水稻對鋅的吸收和轉運，并對生長、產(chǎn)量等都具有積極影響；在大豆和蕓苔屬植物外源性施用氧化鋅納米肥顯示出鋅吸收得到改善，生長產(chǎn)量都較好。許多其他研究人員也報道了葉面噴施鋅的積極生長響應[30?32]，與本研究結果相似，葉面噴施納米鋅肥會促進植株的生長，達到強化植株鋅營養(yǎng)的作用。

3.2 降雨條件下噴施納米態(tài)鋅肥對花生葉片鋅肥抗淋洗能力和附著作用機制

由本試驗結果可知，降雨后傳統(tǒng)鋅肥會大量流失，而葉面噴施納米鋅肥對促進花生生長和改善鋅營養(yǎng)的效果更顯著（圖4），花生葉片鋅含量大幅提高。更重要的是，降雨條件下葉面噴施納米鋅肥較非降雨條件下能夠獲得更高的鋅含量，這可能是因為降雨后改善了葉片氣孔的開放程度，促進了附著在葉片表面的納米鋅肥進入葉肉細胞。由以往的研究表明，降雨很有可能會影響葉面肥的效果，這是因為降雨后的雨滴在葉片表面破碎產(chǎn)生多個大小不一的殘留液滴[33?34]，這些液滴一部分可以粘附在葉片表面[35]，同時也會帶著原本吸附在葉片上的肥料一起跌落，這一現(xiàn)象很大程度上依賴于葉面肥料液滴與葉片之間粘附力的強弱。

葉片有一個重要的組成部分為蠟質層，具有適應和防御性能，能防止葉片被凍傷、輻射損傷和毒害等[36]，但也影響著葉片表面的濕潤性和液滴的截留能力[37]，尤其是在多雨情況下，傳統(tǒng)葉面肥更易流失，從而降低了葉面肥的肥效和吸收效率[38]。而納米材料具有較強的抗淋洗能力，可有效降低淋洗損失。由于選用的納米材料無表面修飾物質，故表面粗糙程度的影響較小，應當主要考慮液滴與葉片的接觸角。由本研究接觸角模型角度測定結果（圖7）可知，納米肥料在花生葉片上的接觸角較小，增加了液滴與葉片的接觸面積，加大了納米鋅肥與葉片間的潤濕作用，由此提高肥料與葉片間的粘附力，使得肥料能夠有效附著在葉片上并持續(xù)進入葉片，在降雨條件下也不被淋洗掉。而納米顆粒對葉片的潤濕作用正是支撐其抗淋失能力的重要機制。其他的納米材料在接觸角方面也表現(xiàn)出了類似的效果，例如，Li 等[24]研究以不同表面粗糙程度的納米二氧化硅制備的硅基氮肥作為葉面肥，因其接觸角小而表現(xiàn)出與葉片表面接觸優(yōu)異的濕潤性，進而提高了氮肥的黏附能力和利用率； Chen 等[16]發(fā)現(xiàn)，在花生上噴施不同尺寸的納米鐵肥，在降雨后反而提升了花生肥效；在另一項研究中Hu 等[39]還發(fā)現(xiàn)，在柑橘葉面噴施γ-Fe2O3 NPs 改善了柑橘生長狀況，噴施10 h 以后逐漸滲入。以上研究結果表明，降雨條件下附著在葉片上的納米顆粒利用接觸角小，與葉片濕潤程度大和肥料在葉面上的粘附功強等性能，使肥料持續(xù)進入葉肉細胞，從而促進葉片對鋅肥的吸收和利用。根據(jù)本試驗結果亦可得出納米材料會減少因雨水造成的淋洗損失，并在降雨條件下持續(xù)供應養(yǎng)分離子，以維持肥效。因此，降雨條件下葉面噴施納米鋅肥效果好于傳統(tǒng)肥料，納米鋅肥能夠被花生植株用作鋅肥的來源，并且有望成為傳統(tǒng)鋅肥的替代品。

3.3 納米鋅肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對環(huán)境和生物安全的影響

環(huán)境和生物安全是納米肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的必要條件。花生植株對鋅肥生理反應迅速，可能是因為對低濃度ZnO-NPs 能夠快速的吸收和同化[40]。本試驗中，葉面噴施鋅肥的用量為（3.18 mg/株） 僅為根部施肥（CT1，207 mg/株） 的1/65。此外，納米鋅肥由于吸附能力強，其淋洗量僅為傳統(tǒng)鋅肥的45%左右（圖6，一次施用量按0.53 mg/株計算）。由于這些優(yōu)異的性能，大大減少肥料的損失，進而降低對生物和環(huán)境的負面影響。在前期預試驗中，高濃度（Zn 672 mg/L） 條件下，花生長勢較差，且多種病害齊發(fā)。因此，本次試驗中施用Zn 100 mg/L 的花生植株長勢均較好，病害極少。有相關研究表明，高濃度葉面肥會損傷葉片，進而降低肥效。例如Khampuang等[41]發(fā)現(xiàn)，葉面噴施低濃度鋅肥可以提高鋅含量，同時降低大米可食用部分的植酸，從而提高米粒中鋅的生物利用率；常健瑋等[42]在研究葉面噴施硼肥對柑橘品質的影響時發(fā)現(xiàn)，適宜的施用量能夠較好地改善果實的品質，其中0.25% 硼肥施用量效果最好；孟闖等[43]發(fā)現(xiàn)，葉面噴施低濃度NaCl 對培養(yǎng)液培養(yǎng)的黃瓜幼苗生長和生物量的累積有促進作用；王強等[44]研究發(fā)現(xiàn)，低濃度表面活性劑（PPJ） 對小麥葉片中微量營養(yǎng)元素硼等的吸收有促進作用；另外，ZnONPs（100 mg/L） 的較低劑量供應也可以促進小麥和玉米的生長[45]。以上研究表明，葉面噴施適量微量營養(yǎng)元素對作物生長會有促進作用，過量可能會造成負面效應。此外，濃度過高或者噴施過量鋅肥也會損害葉片，降低酶活性，提高MDA 含量而損傷細胞。本研究亦是如此，葉面噴施低濃度納米鋅肥具有不易被雨水沖刷的特性，有效緩解環(huán)境污染和人力資源的浪費。因此，葉面噴施低濃度鋅肥更利于植株生長，適當?shù)臐舛扰浔葘χ仓晟L極其重要，也為未來綠色高效葉面鋅肥產(chǎn)品的研發(fā)提供了依據(jù)。

4 結論

在非降雨條件下，葉片噴施鋅肥與噴施吐溫相比能夠有效地緩解植株缺鋅，但納米鋅肥效果不如傳統(tǒng)鋅肥。在降雨條件下，噴施納米鋅肥后花生葉片鋅含量顯著提高，納米鋅肥的抗淋洗能力顯著高于硫酸鋅和EDTA-Zn 肥，有效提高了鋅肥肥效。納米鋅肥溶液與葉片的接觸角小于傳統(tǒng)鋅肥，與葉片的接觸程度增加，表面張力增大，粘附能力更強，使得液滴不易滑落。納米鋅肥還提高了花生葉片的光合效應、過氧化物酶活性，降低了MDA 含量，降低了細胞損傷。因此，在降雨條件下，推薦施用納米氧化鋅來緩解作物缺鋅并減少鋅肥的流失。