潜在缺锌土壤上施锌方法对小麦籽粒富锌的影响及机制

我国小麦主产区土壤有效Zn含量大多处于DTPA-Zn为0.5～1.0 mg/kg范围的潜在缺锌水平，生长的小麦籽粒锌含量不高，以其为主食难以满足人体对锌的基本营养需求，引起众多人口尤其是农村居民缺锌，导致了严重的健康问题。本项目以小麦籽粒富锌为目标，采用田间试验、螯合-缓冲营养液培养、65Zn同位素示踪，以及籽粒分层脱皮技术、DTZ染色法等研究方法和技术，通过探讨不同施锌方法对小麦体内锌转运和在籽粒中分配的影响，揭示施锌方法对形成籽粒富锌小麦的生理和调控机制；探讨不同施锌方法对锌、植酸及植酸酶在小麦籽粒内各层次中分配分布的影响，阐明施锌方法对籽粒Zn人体利用率的影响机制；探讨不同施锌条件下供试小麦品种籽粒累积锌的影响因素、变化范围及最大潜力。研究结果将为通过施用锌肥使小麦籽粒达到富锌水平、降低抗营养成分含量从而改善人体健康水平提供科学依据。

本项目研究内容已按期按计划圆满完成，共进行了7个大田试验，2个室内培养试验和1个田间培养试验。共计发表论文19篇，其中SCI收录12篇。接受待刊的SCI论文3篇。培养博士研究生6名，硕士研究生7名。.为探讨不同供锌条件下Zn在小麦体内转运的规律及特点，揭示供锌方法影响小麦籽粒富锌的调控机制，分别进行了2个冬小麦田间定位试验，得到以下结论：（1）潜在缺锌石灰性土壤上喷施锌肥能够明显提高小麦籽粒锌含量和携出量，而对秸秆部分锌含量的提高幅度更大。（2）氮锌配合喷施表现出与单独喷锌类似甚至更好的使小麦籽粒富锌的效果；土施氮肥也能显著提高籽粒、茎秆及叶片锌含量，但提高的效果远逊于喷施锌肥。综上所述，潜在缺锌性石灰土壤上，提高氮肥管理并结合锌与氮肥配合喷施，是提高小麦锌营养的有效农艺措施。.为评价施锌方式及施锌量对籽粒加工后各组分锌含量和生物有效性的影响，进行了2个大田试验。所得主要结论如下：（1）Zn在小麦籽粒各层中分布不均匀，其外层（P1-5）中锌含量很高，随着脱皮层次的增加，Zn含量在各层次间出现递减的趋势。喷施Zn肥显著提高籽粒各个层次Zn含量及生物有效性，尤其是P6层。（2）随着土施锌肥量的增加小麦籽粒各层Zn含量有一定程度的增加，但增加幅度不大。高浓度土施锌肥反而增加了小麦籽粒可食部分[植酸]/[Zn2+]，从而降低了锌的有效性，因此，潜在缺锌的石灰性土壤上，喷施锌肥能够提高籽粒加工后各组分特别是食用面粉锌含量及锌的生物有效性。.为筛选优化的富锌措施，并且为小麦籽粒富锌提供应用基础，进行了2个大田试验和一个盆栽试验。得到以下结论：（1）在提高小麦籽粒锌含量和携出量方面，ZnSO4是较好的锌肥种类，而较优的施肥方式是均匀施锌。（2）小麦灌浆前期是喷施锌肥的最佳时期，能够大幅度提高籽粒的锌含量和锌的生物有效性。（3）潜在缺锌土壤上喷施锌肥和土施+喷施锌肥均能大幅度提高籽粒锌含量和锌生物有效性。.本研究还探讨小麦秸秆腐解过程中锌组分的变化以及其对土壤有效锌及小麦籽粒锌含量的影响。结果表明：秸秆还田同时施用Zn肥是提高石灰性土壤供Zn能力的有效方法。此外，小麦秸秆还田配合施用氮肥既能够提高石灰性土壤Zn有效性及籽粒Zn含量。因此，在石灰性土壤地区，若能够将秸秆还田，氮肥和Zn肥施用相配合，可能就能在提高土壤供Zn能力的同时，也提高小麦籽粒Zn含量，改善人体Zn营养。