施锌对作物生长发育及籽粒产量和品质的影响

张梦真 李亚婷 马超 张均 张艳 冉茂 江厚龙 张春华 秦平伟 任江波 陈庆明

作物从播种到收获，外界环境的不同会使作物的生长发育朝着不同方向发展。为了达到高产、高效、优质的目标，常通过施肥的方式实现作物的养分吸收，从而更加有效地促进作物的生长发育。要实现作物的经济效益最大化，不能盲目过量施用肥料，应该科学施肥。不同的施肥量和施肥方式会取得不同的效果，只有择其最优，才能发挥作物的最大潜力，提高资源利用率。

锌是作物生长发育所必需的营养元素，锌元素对作物的根系、叶片、产量及籽粒品质等都有一定的影响。施用适量的锌元素能促进根系的生长，提高叶片的叶绿素含量，增加产量，增加籽粒的蛋白质含量和锌含量。施用锌肥还可提高作物的抗逆能力。

一、施锌对作物根系生长发育的影响

根系对于作物，扮演着十分重要的角色，对其生长发育起着决定性的作用。与此同时，土壤中养分含量的多少也直接影响作物根系的生长发育。锌是影响作物生长发育的重要微量元素之一，锌对植物根系的生长影响较大。当作物中锌含量过高时，会导致作物根系早衰，甚至死亡。研究表明，根系的分泌物直接受土壤中锌元素含量的影响。土壤中锌元素不足时，植物根系会分泌一些低分子量的化合物到土壤中，从而活化土壤中的锌。土壤中锌含量的高低对根系最明显的影响表现在其形态指标的改变。轻盐黄黏土条件下，在小麦越冬期或拔节期增施锌肥后，其不定根明显增加。低浓度的硫酸锌拌种可以促进小麦根系的发育，在每千克种子用1 g硫酸锌处理时各指标达到最大值，主要表现在根长、根表面积、根体积和根平均直径的增加;而缺锌及高锌条件下，种子根生长易受到抑制。水培条件下，玉米生长在锌肥浓度为4～6 μmol·L-1时表现最佳。玉米根干重与此变化相同，但在低锌条件下变化幅度不大，高锌条件下随着锌浓度的增加而减小。除此之外，缺锌对作物根系的生理指标也有一定的影响。李孟华等研究发现，根系对土壤中锌的吸收、渗透与土壤中锌浓度成线性关系。在干旱胁迫条件下，增施锌肥能够提高冬小麦根系中的锌含量，减轻干旱胁迫对根系的不利影响。玉米的供锌水平为0～1.0×0-5

mol·L-1，根的锌浓度随供锌水平的提高而增加。增施锌肥还能够促进小麦根系活力的增强，从而提高根系的吸收能力。在众多元素中，锌对根系生长素含量和分布有一定的调节作用。当土壤中锌含量不足时，根系中生长素含量下降，使作物的根系生长速度减缓，根尖表现尤其明显。由此可见，合理增施锌肥能够减缓由于缺锌对作物根系产生的不良影响，提高根系对养分的吸收能力。

二、施锌对作物叶片生长的影响

根部吸收锌后运输至叶片。研究发现，大多数作物叶片的锌含量在15～20 mg·kg-1。缺锌或锌含量过高均会对叶片的生理功能产生一定的抑制作用。

锌能够保证色氨酸合成酶的最大活性，从而合成色氨酸来保证吲哚乙酸（IAA）的合成。作物在缺锌时吲哚乙酸（IAA）合成量减少，容易导致“小叶病”和“簇叶病”，水稻叶片会出现基部发白和不规则棕斑;小麦叶片缩小，节间缩短;玉米幼苗期的叶片颜色变淡，玉米生长中期则出现花白叶;烟草植株矮小，叶片小且黄化失绿。而锌过量时，由于毒害作用，会使作物叶片发黄萎缩，光合作用及生长发育受到抑制。研究发现，在烟草的各个时期喷施适量锌肥，能够有效增加叶宽、叶长以及叶片数，其光合作用的速率明显提高。因此，只有合理地施用锌肥，才能使得作物叶片正常生长。

锌既能够活化酶，也是许多酶以及叶绿素的组成成分，能够影响作物的光合作用，光合速率会随着锌浓度的增加而升高。韩金玲等研究表明，施锌量增加，小麦功能叶片的硫酸酐酶（CA）活性和叶片叶绿素含量显著提高，但施锌量>22.5 kg·hm-2 时，二者明显下降。烟草试验也证明，在增施锌肥后，烟草叶面积指数及叶绿素含量与对照相比显著增加，同时气孔导度和蒸腾速率也出现上升，从而促进了光合作用的进行。锌含量的增加，能够提高作物体内POD活性，延缓叶片的衰老。这在小麦、玉米、水稻等作物中均有体现。大量试验发现，增施锌肥也能够增加叶片中的锌含量。烟叶中的锌含量随着土壤中锌含量的增加而增大，且烟叶中锌的分布主要集中在叶片，以上部叶为主。

三、施锌对作物产量的影响

作物产量的增加，主要与不同作物的产量构成因素有关。研究发现，锌肥对小麦产量三要素的影响主要表现在穗数和千粒质量上，对穗粒数影响较小，但施锌过多时，干物质明显减少。玉米生长中后期缺锌，影响了雌穗的伸长，造成抽丝期和抽雄期推迟的现象，从而严重影响产量;施用锌肥后，雌穗能够正常抽出，且玉米的秃尖长减短，使得穗粒数增加，产量明显提高。增施锌肥可以提高烟草茎叶的生长发育，增加叶面积以及叶片数，获得最大产值。因此，只有协调好锌肥与各作物产量构成因素之间的关系，才能够实现高产。

除锌肥施用量对作物产量有影响外，锌肥的施用方式对作物产量也有一定的影响。锌肥的施用方式主要有土壤施肥、叶面喷肥、土壤施肥+叶面喷肥和种子处理等。研究发现，小麦基施锌肥增产率为16.7%，小麦叶面喷施锌肥增产率为9.9%，小麦种子进行锌肥处理增产率为7.1%。因此，土壤施锌肥对小麦的增产效果最佳。

鋅肥不同的施用方式对玉米的千粒质量影响很小，但对单位面积穗数影响显著。玉米进行土壤施肥和叶面喷施，单位面积穗数分别增加6.7%、5.0%。可见，土壤施锌肥能够提高玉米的产量。合理的配施方式在一定程度上增加作物产量。大田条件下，氮肥、锌肥配施的方式对小麦增产更为有效，每公顷施用氮肥180 kg和锌肥30 kg的效果最好。另有研究发现，在硼肥、锌肥、钼肥单施及配施中，最有利于烟叶产量和产值提高的是基施硼肥，硼锌、钼肥混合基施和喷施锌肥。

目前，已经证实锌肥能够提高作物的产量，但锌肥利用率不高，关于最佳施锌量和配施比例研究较少，还需要进一步的研究。

四、 施锌对作物籽粒品质的影响

随着人们生活水平的提高，人们对食物的追求由吃饱转变为吃好，更倾向于选择高营养、健康、绿色的食物。因此，提高作物的营养成分是当今十分重要的研究。锌能够促进人体的正常发育，调节基本的生命过程，影响多种激素的产生、储藏和分泌，是必不可缺的微量元素。

锌能够参与蛋白质的代谢，影响氮的代谢，也是RNA聚合酶的重要组成元素。缺锌条件下，作物体内RNA聚合酶活性降低，核糖核酸酶活性增加，使得RNA水平下降，蛋白质含量下降，氨基酸大量积累，补锌后蛋白质含量明显提高。小麦灌浆期喷施锌肥，可提高小麦面粉的沉淀值、湿面筋含量、吸水量和面团稳定时间。左毅等研究发现，小麦扬花期喷锌可以显著增加小麦籽粒中蛋白质的含量。在其他作物研究中也发现，施锌能够提高作物营养物质的含量，增加其蛋白质和脂肪含量。

施用锌肥对作物籽粒的含锌量也有一定的影响。研究表明，在大田条件下，叶面喷施锌肥或者土壤施肥+叶面喷施均可提高小麦籽粒中锌含量。叶面喷施锌肥后，小麦籽粒锌含量能够提高2.2倍。叶面喷锌也能够提高糯玉米籽粒以及水稻籽粒的锌含量。研究还发现，在烟草生长过程中，烟叶中的锌含量随土壤有效锌含量的升高而显著增加。相对于低锌而言，高锌更能够提高烟叶中锌的含量。

目前，锌肥对作物品质影响的相关研究报告已有很多，但是如何实现既高产又优质的效果，其最佳施肥量仍然无法确定，同时关于其内部的形成机理还需要进一步的研究。

五、 展望

随着科学技术的发展，对锌肥效应的研究课题越来越多，锌能够影响作物的生长发育，在根系、叶片、产量和品质等方面均有体现。调查研究发现：由于作物外界生长条件的不同，导致某些试验结果存在相反效应，但其影响原因并未得到深入研究;锌作为人类必需的营养元素之一，主要通过日常生活中的食物获取，但在目前的研究中，除小麦、水稻、玉米、烟草外，锌肥效应对其他作物的生长发育影响研究较少;虽然与之相关的报告已有很多，但在研究过程中大多未明确指出最佳施肥量或配施比例。综上所述，锌肥对作物生长发育的影响仍然是以后的重点研究方向，随着科技的发展，相信人们能够解决目前存在的问题，全面了解其内部的机理，真正实现农作物的高产、优质、高效。

（责任编辑   程丽红）