扬花期叶面施锌对寒地水稻Zn、N、P、K吸收和积累的影响

刘春梅　张明聪　王孟雪　张兴梅　何淑平

摘 要：为探讨水稻施用外源锌对氮、磷、钾吸收和积累的规律，采用盆栽模拟试验方法，研究了不同锌浓度对水稻植株和子粒氮、磷、钾吸收、积累的影响。结果表明，水稻各器官锌含量的顺序为：植株>颖壳>精米，随着外源锌浓度的增加，锌含量显著增加，Zn2（5g/kg）处理精米锌含量为39.40mg/kg，是对照的1.9倍，能保证人们每日膳食锌的摄入。随着锌浓度的增加，植株和颖壳锌分配比例增加，而籽粒分配比例则下降。植株中锌向精米运转率增加，Zn2处理比对照增加12.73个百分点。随着外源锌浓度增加，水稻植株、颖壳和精米的氮、钾含量均增加，而磷含量下降，Zn2处理（5g/kg）精米氮含量和钾含量增加10.01%、1.16%，磷含量下降了12.26%。植株Zn含量与植株、精米和颖壳中氮含量、钾含量极显著正相关，与精米和颖壳中磷含量极显著负相关。随着锌浓度的增加，各器官氮、钾积累量均增加，磷积累量下降。因此，对于寒地水稻品种垦粳7号，扬花期喷施5g/kg锌，能显著提高精米锌含量，并且有利于水稻对氮、钾的吸收和利用。

关键词：叶面喷锌;寒地水稻;Zn、N、P、K吸收和积累

中图分类号 S511文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）13-0087-05

Abstract： A pot experiment was conducted to investigate the effects of Zn fertilization rate on the absorption and accumulation of N ， P， K in plant and grains of rice in cold region. The result showed that the order of concentration of Zn in various organs：plant>spike>grain， with the increase of zinc concentration， the zinc content of rice increased significantly. The zinc content of polished rice was 39.40mg/kg under Zn2（5g/kg） ， which was 1.9 times higher than that of control， which can ensure people′s daily dietary zinc intake.With the increase of zinc concentration， the zinc distribution ratio of plants and spike increased， while the grain distribution ratio decreased， the nitrogen and potassium contents of rice plants， spike and polished rice increased， while the phosphorus content decreased. The nitrogen and potassium contents of polished rice increased by 10.01% and 1.16% in Zn2 treatment （5g/kg） .The Zn content of the plant was very significantly positively correlated with the nitrogen and potassium contents in the plant， polished rice and spike， and was significantly negatively correlated with the phosphorus content in the polished rice and spike.Therefore， 5g/kg zinc at the flowering stage of Kenjing 7 and significantly increased the zinc content of polished rice， and was beneficial to the absorption and utilization of nitrogen and potassium by rice.

Key words： Foliar application of zinc; Rice in cold region; Zn， N， P and K uptake and accumulation

鋅是人类生命活动必需的微量营养元素之一，能促进生长发育、增加创伤组织的修复，协调免疫反应，维持生殖功能等[1]，日常补充锌已受到了普遍关注。我国是世界上水稻种植面积和产量最高的国家，约60%的人口以稻米为主食，黑龙江省2018年水稻种植面积近333.33万hm2，张标金[2]测定中国153份水稻品种锌含量，平均锌含量为22.67mg/kg。自然土壤条件下，黑龙江4个积温带137份水稻籽粒锌含量平均为16.15mg/kg[3]，如按照中国营养学会推荐日大米摄入量0.3～0.5kg，则每日锌摄入量为4.8～11.34mg。对比最新《中国居民膳食营养素参考摄入量（DRIs）》标准[4]，我国成年男性锌每日推荐摄入量为12.5mg，女性为7.5mg，表明当前稻米的锌含量已不能满足人们对膳食锌的需求。因此，研究稻米中锌含量变化，对于提高人们的生活质量具有重要意义。

氮、磷、钾、锌都是水稻生长发育过程中必需的营养元素，植株对养分的吸收、积累和分配，直接影响着植株的生长发育及产量与品质形成。各元素间只有相互协调之后，作物才能健康的生长，获得较高的产量和优良的品质。研究表明，施用锌肥能提高水稻的产量和稻米的锌含量[5-7]。在一定的锌浓度下，小麦叶片、茎秆、穗壳和子粒的氮、磷、钾、锌的积累量及开花后向子粒的运转量增加，锌浓度过高时，这些营养元素的吸收、积累和运转反而受到抑制[8]。锌肥能促进水稻吸收氮素，提高籽粒氮含量和氮积累[7，9]。当前，施锌对寒地水稻氮、磷、钾吸收和利用的影响鲜有报道。为此，本研究在盆栽模拟条件下，通过对成熟期水稻各器官锌、氮、磷、钾含量和积累量、产量及产量构成因子进行分析，以期为此寒地水稻高产高效的施用锌肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 盆栽模拟试验，于2018年5—9月在黑龙江省八一农垦大学盆栽试验场进行。供试水稻品种为垦粳7号，株高88cm左右，穗长15cm，生育日数135d左右，主茎12片叶，从出苗到成熟需活动积温2575℃。供试土壤为碱化草甸土，土壤有机质47.8g/kg，速效钾190.4mg/kg，碱解氮134.8mg/kg，速效磷20.8mg/kg，pH7.04。供试肥料：尿素（含N46%），磷酸二铵（含N18%，P2O5 46%），氯化钾（K2O60%），硫酸锌（化学试剂）。

1.2 试验设计 试验设3个处理，分别为0（Zn0）、3g/kg（Zn1）、5g/kg（Zn2），12次重复。采用直径30cm、高50cm塑料桶，将取回的土壤过10cm筛，每桶装土15kg。施肥量：N 100kg/hm2，P2O5 50kg/hm2，K2O 60kg/hm2，其中氮肥按基肥∶分蘖肥∶穗肥=6.5∶1.5∶2比例施用，磷肥以基肥方式一次性施用，钾肥按基肥∶分蘖肥∶穗肥=4∶2∶4比例施用。移栽前，先用水泡土3d，将基肥施入土中混匀。每盆栽水稻3穴，每穴2株。扬花期叶面喷施磷酸锌2次（间隔3d），空白喷清水。

1.3 样品制备和测定方法

1.3.1 样品的采集和制备 水稻成熟时，将整盆植株全部取出，将植株和穗分开，先用0.1%的HCl清洗，自来水冲洗，再用去离子水清洗，60～80℃下烘干至恒重，用万分之一电子天平称其干重。用砻谷机去掉颖壳，单独保存并称重，用精米机将糙米磨成精米，称重。用不锈钢高速粉碎机将植株、颖壳和精米分别粉碎、过0.25mm筛子，装袋待用。

1.3.2 植株、颖壳和精米的锌含量测定 在80℃水浴中，用Vc-HCl溶液浸提，采用ICP-AES测定浸出液中锌含量[10]。并计算各器官锌积累、各部分锌分配比例。

锌积累量（mg/盆）=干物质重（g/盆）×锌含量（mg/kg）×10-3

锌分配比例（%）=某器官锌积累量/总锌积累量×100

1.3.3 植株、颖壳和精米的氮、磷、钾含量测定 称取过0.25mm筛样品在25℃室温下平衡水分，放入60℃烘箱中连续干燥 48h。称取0.5000g放入100mL消煮管中，H2SO4-H2O2作为消煮液，消煮至溶液完全澄清，定容、摇匀后待用。吸取10mL消煮液，采用TY1-KDY-9830定氮仪测定全氮含量。钒钼黄比色测定全磷含量;火焰光度计测定全钾含量[11]。并计算各器官养分积累量、各部分分配比例和转运率。计算公式为：

养分积累量（g/盆）=干物质重（g/盆）×养分含量（g/kg）×10-3

1.3.4 土壤基础肥力测定 在过筛后的土堆中，随机取10点组成混合样品，风干后，过1mm和0.25mm的土筛，以备测定土壤养分含量。有机质测定采用外加热容量法，碱解氮测定采用碱解扩散法，速效磷测定使用NaHCO3浸提—钼锑抗比色法测定，速效钾采用CH3COONH4浸提—火焰光度计测定，pH测定酸度计法测定[11]。

1.4 数据处理与统计 数据处理与统计分析采用Microsoft Excel 2010和SPSS 25.0软件，作图使用OriginLab 2018软件。

2 结果与分析

2.1 施锌对寒地水稻各器官锌和氮、磷、钾含量的影响

2.1.1 锌含量 由图1可知，叶面喷锌能显著提高水稻各器官的锌含量，各器官锌含量从大到小依次为植株>颖壳>精米。随着锌浓度的增加，水稻各器官锌含量显著增加，各处理间差异极显著。随着锌浓度的增加，颖壳中锌含量增加幅度增大，Zn2处理比Zn0处理增加3.3倍。Zn2处理精米锌含量为39.40mg/kg，是Zn0处理的1.90倍，中国营养学会推荐日大米摄入量300g～500g，所含锌为仅11.82～19.70mg，符合WHO和FAO建议每日膳食摄入量12～15mg[12]。

2.1.2 氮、磷、钾含量 由图2可知，施用外源锌可增加各器官氮的含量，各器官氮的含量从大到小依次为：精米>植株>颖壳。随着锌浓度的增加，各器官氮含量也增加，与Zn0处理相比，Zn2处理精米、植株和颖壳氮含量分别增加了10.01%（P<0.05）、33.60%（P<0.01）和10.01%（P<0.01）。施用外源锌降低了各器官磷含量，各器官磷含量大到小依次为：精米>植株≈颖壳。随着锌浓度的增加，各器官锌含量下降，与Zn0处理相比，Zn2处理精米、植株和颖壳磷含量分别降低12.26%、11.33%和15.46%，各处理间差异显著。施用外源锌可增加各器官钾含量，各器官钾含量从大到小依次为：植株>颖壳>精米。随着锌浓度的增加，颖壳和精米钾含量增加，与Zn0处理相比，Zn2处理精米和颖壳钾含量分别降低1.16%和1.85%（P<0.01）。

2.2 不同锌浓度对水稻锌和氮、磷、钾积累量的影响

2.2.1 对水稻不同器官锌积累的影响 由表1可知，施用外源锌能显著增加水稻各器官锌积累量，且随着锌浓度的增加，各器官锌积累量均增加。各器官锌积累量从大到小依次为：植株>精米>颖壳。Zn2处理精米、植株和颖壳锌积累量是Zn0处理的1.23倍、1.54倍和1.70倍，各处理间差异极显著。随着锌浓度的增加，植株和颖壳锌分配比例增加，而籽粒分配比例则下降。与Zn0处理相比，Zn处理植株和颖壳锌分配比例分别增加3.92和0.68个百分点，籽粒锌分配比例减少4.6个百分比。随着锌浓度的增加，植株中锌向籽粒运转率增加，Zn2处理比Zn0处理增加12.73个百分点。低浓度锌处理植株中锌颖壳运转率下降，高浓度锌处理植株中锌颖壳运转率增加。

2.2.2 锌对水稻不同器官氮、磷、钾积累的影响 由表2可知，施用外源锌能显著增加水稻各器官氮和钾积累量，且随着锌浓度的增加，各器官氮、钾积累量均增加。各器官氮积累量从大到小依次为：精米>植株>颖壳。Zn2处理精米、植株和穎壳氮积累量比Zn0处理提高了43.49%（P<0.05）、12.16%（P<0.01）和14.65%（P<0.05）。各器官钾积累量从大到小为：植株>精米>颖壳。Zn2处理精米和颖壳钾积累量是Zn0处理的1.89倍和1.21倍。施用外源锌降低了水稻各器官磷积累量，且随着锌浓度的增加，各器官磷积累量下降。各器官磷积累量从大到小依次为：植株>精米>颖壳。Zn2处理精米、植株和颖壳磷积累量比Zn0处理降低9.19%、9.60%（P<0.05）和8.56%（P<0.05）。