王孝忠， 田 娣， 鄒春琴

(農(nóng)業(yè)部土壤與作物相互作用實(shí)驗(yàn)室， 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境與糧食安全中心， 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)， 北京 100193)

鋅是植物必需微量元素，對(duì)于作物產(chǎn)量的提高和品質(zhì)的改善有重要作用。然而近年來由于產(chǎn)量的進(jìn)一步提高和新品種的推廣，鋅缺乏的現(xiàn)象越來越普遍和嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界50%的作物種植區(qū)土壤都存在缺鋅或潛在缺鋅[1]。目前我國(guó)土壤缺鋅現(xiàn)狀日趨嚴(yán)重，缺鋅土壤面積達(dá)4866.7萬公頃[2]，大約占耕地面積的40%[3]。全世界作物因缺鋅而造成減產(chǎn)的面積最為廣泛[4-5], 施用鋅肥是改善作物缺鋅、 提高產(chǎn)量和籽粒鋅含量的重要措施[4-7]。

自80年代以來，農(nóng)業(yè)部組織的全國(guó)微肥協(xié)作網(wǎng)的大量研究表明，在缺鋅土壤上施用鋅肥效果顯著[8-9]，同時(shí)隨著年代變化，鋅肥施用方法和技術(shù)也在不斷提高。同時(shí)研究表明，鋅肥的施用效果受多種因素的影響，土壤pH高、 有效鋅含量低是造成作物缺鋅的主要原因，因此在土壤pH較高、 土壤DTPA-Zn含量越低的土壤上施用鋅肥效果越明顯[8-9]。鋅肥的施用效果不僅與土壤狀況有關(guān)，而且受作物種類、 施用方式、 施用量、 施用時(shí)期等因素的影響[9]。由于不同年代土壤肥力、 氣候、 產(chǎn)量水平、 作物品種、 農(nóng)藝措施差異較大，鋅肥施用的增產(chǎn)效果變化很大。在過去幾十年，雖然在一些缺鋅土壤上，鋅肥的施用得到了一定程度推廣，但哪種方法效果更好，沒有一致的結(jié)論。周偉[10]研究表明，施用鋅肥可以提高兩季作物產(chǎn)量，不同施鋅方法作物的增產(chǎn)效果不同，其中土施增產(chǎn)率明顯高于葉面噴施和拌種處理，是最好的施鋅方法。Yilmaz等[11]在小麥上比較了鋅肥浸種、 土施和葉面噴施三種措施，發(fā)現(xiàn)土施對(duì)提高小麥產(chǎn)量的效果顯著，而葉面噴施在提高小麥籽粒鋅含量方面更有優(yōu)勢(shì)。同一種施鋅方式，其施用量對(duì)鋅肥的增產(chǎn)效果也有一定影響[12]，不同施鋅量的增產(chǎn)效果不同，但是對(duì)鋅肥的適宜用量并不清楚。

因此，本文通過總結(jié)自70年代起鋅肥施用對(duì)我國(guó)主要糧食作物小麥、 玉米、 水稻產(chǎn)量的影響，分析年代、 鋅肥施用方式、 鋅肥用量對(duì)這三大作物產(chǎn)量影響的進(jìn)程，探討其合適的施肥量和施肥方式，為糧食作物生產(chǎn)中鋅肥的合理施用提供一些參考。

1 材料與方法

文獻(xiàn)來源:萬方數(shù)據(jù)庫(kù)、 中國(guó)知網(wǎng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同年代鋅肥施用方式對(duì)小麥、 玉米和水稻增產(chǎn)效果的影響

施用鋅肥是改善作物鋅營(yíng)養(yǎng)、 提高產(chǎn)量和品質(zhì)的重要措施，特別是在缺鋅或潛在缺鋅的地區(qū)，鋅肥的施用尤其重要。鋅肥的施用方式主要有土施、 葉面噴施、 種子處理(浸種、 包衣和拌種等)，但是不同措施在改善作物鋅營(yíng)養(yǎng)和提高產(chǎn)量方面作用有所不同。

2.1.1不同年代鋅肥施用方式對(duì)小麥增產(chǎn)效果的影響 由表1可以看出，雖然鋅肥施用都能在一定程度上提高小麥產(chǎn)量，但是鋅肥的施用方式不同，年代不同，其增產(chǎn)效果也有所不同。四個(gè)不同年代，小麥?zhǔn)╀\的增產(chǎn)效果都表現(xiàn)為: 土施>種子處理>噴施。同時(shí)，自80年代以來無論是土施、 噴施還是種子處理，隨著年代的遞進(jìn)，同一鋅肥施用方式小麥增產(chǎn)率均有所提高，特別是土施鋅肥的增產(chǎn)效果提高幅度較大，而葉面噴施基本沒有變化，增產(chǎn)效果維持在10%左右。2000年以后種子處理的增產(chǎn)率較高(表1)。

表1 不同年代鋅肥施用方式對(duì)小麥增產(chǎn)率的影響

2.1.2 不同年代鋅肥施用方式對(duì)玉米和水稻增產(chǎn)效果的影響 由表2可以看出，不同年代，不同鋅肥施用方式對(duì)玉米增產(chǎn)效果表現(xiàn)為土施>種子處理>噴施，其中土施增產(chǎn)效果明顯，噴施及種子處理增產(chǎn)效果較小，且二者之間沒有顯著差異。70年代鋅肥施用方式在玉米上增產(chǎn)效果有所不同，表現(xiàn)為土施>噴施>種子處理。對(duì)于土施和噴施兩種方式而言，隨著年代的遞進(jìn)，同一鋅肥施用方式在玉米上增產(chǎn)率表現(xiàn)為降低趨勢(shì)，尤其是土施方式，自80年代以后其增產(chǎn)率就維持在10%左右。

水稻與玉米有相似的趨勢(shì)，從上世紀(jì)70年代到2010年以前，土施鋅肥的增產(chǎn)效果最好，而2010年后葉面噴施鋅肥的效果好于土施，而且隨著年代的遞進(jìn)，土施鋅肥在水稻上增產(chǎn)率明顯降低，葉面噴施在水稻上增產(chǎn)率有先降低后增加的趨勢(shì)，種子處理方式的增產(chǎn)率較低，年代間變化不明顯(表2)。

表2 不同年代鋅肥施用方式對(duì)玉米和水稻增產(chǎn)率的影響

2.2 鋅肥施用量對(duì)小麥、 玉米和水稻增產(chǎn)率的影響

2.2.1 土壤施用 土壤施用鋅肥可促進(jìn)作物根系的生長(zhǎng)，提高作物對(duì)土壤中養(yǎng)分的吸收，促進(jìn)作物莖蘗發(fā)育從而使成穗數(shù)增加，促進(jìn)花后干物質(zhì)的積累，延長(zhǎng)灌漿時(shí)間從而使粒重增加，最終使作物產(chǎn)量增加[13-18]。

2.2.2 葉面噴施 葉面噴施七水硫酸鋅雖然沒有土壤施用增產(chǎn)效果好，但是適時(shí)葉面噴施可以預(yù)防或彌補(bǔ)早期的鋅缺乏對(duì)作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量造成的影響[4]，并且促進(jìn)更多鋅向籽粒轉(zhuǎn)移，提高小麥籽粒和面粉中鋅的含量[19]。

表3 土施鋅肥用量對(duì)小麥、 玉米和水稻增產(chǎn)率的影響

表4 噴施不同濃度鋅肥對(duì)小麥、 玉米和水稻增產(chǎn)率的影響

3 討論與結(jié)論

施用鋅肥能有效提高小麥、 玉米和水稻的產(chǎn)量，但是其增產(chǎn)效果受鋅肥施用方式、 施用量的影響。就鋅肥施用方式而言，各種作物的增產(chǎn)效果表現(xiàn)如下，小麥為土施>種子處理>噴施； 玉米和水稻為土施增產(chǎn)效果最好，噴施和種子處理增產(chǎn)效果差異不明顯。產(chǎn)生這種差異的原因可能有: 1)葉面噴施鋅肥的吸收率低、 養(yǎng)分在葉片的附著時(shí)間短、 噴施鋅肥用量少、 受溫度、 水分等環(huán)境條件的影響很大，葉面噴施的鋅不能有效地進(jìn)入到根部，緩解根部鋅缺乏，葉面噴施只能是其它措施的補(bǔ)充形式[20]； 2)種子處理鋅肥用量有限，通常只是在種子萌發(fā)和早期生長(zhǎng)階段緩解作物缺鋅的問題[10]； 3)土壤施鋅，鋅肥用量大，植株可以通過根系從周圍的土壤里不斷地吸收鋅供其所需[10]，故土施增產(chǎn)效果較好[21]。由于不同年代間氣候、 作物品種等差異很大，故年代間作物施鋅增產(chǎn)率不同。就不同年代而言，在小麥上自80年代以來無論是土施、 噴施還是種子處理，隨著年代的遞進(jìn)，同一鋅肥施用方式小麥增產(chǎn)率都有所提高，特別是土壤施鋅的增產(chǎn)率變化幅度較大，而葉面噴施基本沒有變化，增產(chǎn)率維持在10%左右。鋅肥土施和葉面噴施在玉米上的增產(chǎn)率呈下降趨勢(shì)，鋅肥土施在水稻上的增產(chǎn)率也呈下降趨勢(shì)，而葉面噴施在水稻上的增產(chǎn)率呈先降低后增加的趨勢(shì)，種子處理方式在水稻和玉米上的增產(chǎn)率隨年代的變化不明顯。

綜上所述，施用鋅肥能提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，其增產(chǎn)效果受土壤條件、 作物種類、 施鋅方式、 鋅施用量等因素的影響。因此，今后在鋅肥施用方面，農(nóng)戶應(yīng)根據(jù)作物、 土壤、 環(huán)境等條件，選擇恰當(dāng)?shù)氖┓史绞郊颁\肥用量來提高鋅肥的增產(chǎn)效果。如何提高作物特別是禾谷類作物籽粒中鋅含量，已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。因此，作者認(rèn)為如何充分發(fā)揮鋅肥在實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)和高品質(zhì)雙贏中的作用是今后鋅肥施用研究的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn):

[1] Cakmak I. Enrichment of cereal grains with zinc: Agronomic or genetic biofortification?[J]. Plant and Soil, 2008, 302(1-2): 1-17.

[2] 李慶逵，朱兆良，于天仁. 中國(guó)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展中的肥料問題[M].江西: 江西科學(xué)技術(shù)出版社，1998.

Li Q K, Zhu Z L, Yu T R. The fertilizer problem in the Chinese agricultural sustainable development[M]. Jiangxi: Jiangxi Science and Technology Press, 1998.

[3] Yang X E, Chen W R, Feng Y. Improving human micronutrient nutrition through biofortification in the soil-plant system: China as a case study[J]. Environmental Geochemistry and Health, 2007, 29(5): 413-428.

[4] Rengel Z, Batten G D, Crowley D E. Agronomic approaches for improving the micronutrient density in edible portions of field crops[J]. Field Crops Research, 1999, 60(1-2): 27-40.

[5] Zhao F J, Shewry P R. Recent developments in modifying crops and agronomic practice to improve human health[J]. Food Policy, 2011, 361: S94-S101.

[6] Welch R M. Linkages between trace elements in food crops and human health[M]. Micronutrient deficiencies in global crop production, Springer, 2008, 287-309.

[7] 朱和明，卞秀蘭，薛立民. 玉米施用鋅肥的試驗(yàn)研究[J]. 石河子科技, 1991, (4): 10-12.

Zhu H M, Bian X L, Xue L M. Studies on effect of Zn fertilizer applications on maize[J]. Shihezi Agricultural Science and Technology, 1991, (4): 10-12.

[8] 全國(guó)微肥科研協(xié)作組. 幾種主要農(nóng)作物鋅硼肥施用技術(shù)規(guī)范的研究[J]. 土壤肥料, 1989, (3): 6-9.

National micronutrient fertilizer research collaboration group. Approaches of zinc and boron fertilization in several major crops[J]. Soils and Fertilizers, 1989(3): 6-9.

[9] 褚天鐸，劉新保，王淑惠等. 小麥?zhǔn)╀\肥效果及使用技術(shù)的研究[J]. 土壤肥料, 1987, (4): 24-26.

Chu T D, Liu X B, Wang S Hetal., The effect of zinc fertilizer on yield of wheat and its application approaches[J]. Soils and Fertilizers, 1987, (4): 24-26.

[10] 周偉. 不同施鋅方法對(duì)小麥含鋅量及產(chǎn)量影響的研究[J]. 生態(tài)農(nóng)業(yè)研究, 1995, 3(1): 34-38.

Zhou W. Impacts of applying zinc with different methods on zinc content and yield of wheat[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 1995, 3(1): 34-38.

[11] Yilmaz A, Ekiz H, Torun Betal. Effect of different zinc application methods on grain yield and zinc concentration in wheat cultivars grown on zinc-deficient calcareous soils[J]. Journal of Plant Nutrition, 1997, 20(4-5): 461-471.

[12] Hussain S, Maqsood M A, Rengel Z, Aziz T.Biofortification and estimated human bioavailability of zinc in wheat grains as influenced by methods of zinc application[J]. Plant and Soil, 2012, 361(1-2): 279-290.

[13] Cakmak I, Kalayci M, Kaya Yetal. Biofortification and localization of zinc in wheat grain[J]. Journal of Agriculture and Food Chemistry, 2010, 58(16): 9092-9102.

[14] Cakmak I, Pfeiffer W H, McClafferty B. Review: Biofortification of durum wheat with zinc and iron[J]. Cereal Chemistry, 2010a，87: 10-20.

[15] 姜麗娜， 侯飛， 蒿寶珍， 等. Zn2+對(duì)小麥幼苗干物質(zhì)及Zn積累的影響[J]. 麥類作物學(xué)報(bào), 2008, 28(6): 1005-1010.

Jiang L N, Hou F, Hao B Zetal. Effect of Zn2+on dry matter and zinc accumulation in wheat seedling[J]. Journal of Triticeae Crops, 2008, 28(6): 1005-1010.

[16] 陳銘， 尹崇仁. 冬小麥體內(nèi)鋅元素的積累與濃度分布模式和錳、 鋅肥效應(yīng)[J]. 北京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 1993, 19(2): 17-23.

Chen M, Yin C R. A study on accumulation and distribution patterns of zinc in winter wheat crops and the effect of manganese and zinc fertilization[J]. Journal of Beijing Agriculture University, 1993, 19(2): 17-23.

[17] 吳建國(guó)， 朱宜靜， 張澤芳. 冬小麥吸收鋅營(yíng)養(yǎng)的特點(diǎn)與鋅肥施用技術(shù)的研究[J]. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 1986,20(2): 141-146.

Wu J G, Zhu Y J, Zhang Z F. Studies on characteristics of Zn nutrient absorption and Zn fertilization technique of winter wheat[J]. Journal of Henan Agriculture University, 1986, 20(2): 141-146.

[18] 楊建堂， 王文亮， 王巖， 等. 高產(chǎn)冬小麥鋅素吸收分配特點(diǎn)的研究[J]. 土壤通報(bào), 1997,28(3): 124-126.

Yang J T, Wang W L, Wang Yetal. Studies on zinc uptake and distribution of high-yielding winter wheat[J]. Chinese Journal of Soil Science, 1997, 28(3): 124-126.

[19] Zhang Y Q, Shi R L, Rezaul K Metal. Iron and zinc concentrations in grain and flour of winter wheat as affected by foliar application[J]. Journal of Agriculture and Food Chemistry, 2010, 58(23): 12268-12274.

[20] 龐麗麗， 鄒春琴. 主要糧食作物生產(chǎn)體系中鋅肥的合理利用[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2011,27(27): 12-17.

Pang L L, Zou C Q. Progress in zinc fertilization in the production system of main cereal crops[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2011, 27(27): 12-17.

[21] Alloway B J. Soil factors associated with zinc deficiency in crops and humans[J]. Environmental Geochemistry and Health, 2009, 31(5): 537-548.

[22] 李燕婷， 李秀英， 肖艷， 等. 葉面肥的營(yíng)養(yǎng)機(jī)理及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2009,42(1): 162-172.

Li Y T, Li X Y, Xiao Yetal. Advances in study on mechanism of foliar nutrition and development of foliar fertilizer application[J]. Scientia Agriculturea Sinica, 2009, 42(1): 162-172.

[23] 孫建華， 李志洪， 李辛， 等. 高量施鋅肥對(duì)玉米Zn吸收和積累及產(chǎn)量的影響[J]. 水土保持學(xué)報(bào), 2012,26(4): 212-215.

Sun J H, Li Z H, Li Xetal. Influence of high application rate of zinc fertilizers on absorption and accumulation of Zn and yield of maize[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2012, 26(4): 212-215.

[24] 李芳賢， 王金林， 李玉蘭， 刁希強(qiáng). 鋅對(duì)夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量影響的研究[J]. 玉米科學(xué), 1999,7(1): 72-76.

Li F X, Wang J L, Li Y L, Diao X Q. Studies on influence of zinc to the summer corn growth, development and yield[J]. Journal of Maize Science, 1999, 7(1): 72-76.

[25] 高質(zhì)， 林葆， 周衛(wèi). 鋅素營(yíng)養(yǎng)對(duì)春玉米內(nèi)源激素與氧自由基代謝的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2001,7(4): 424-428.

Gao Z, Lin B, Zhou W. Effects of zinc nutrition on endogenous hormone and free radicals in spring maize[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2001, 7(4): 424-428.