【摘要】：全球近一半種植谷類(lèi)作物的土壤存在缺鋅或潛在缺鋅的問(wèn)題,不僅影響到作物的產(chǎn)量,還影響到以谷物類(lèi)作物為主食的人群鋅營(yíng)養(yǎng)健康。鋅肥施用被認(rèn)為是縮小缺鋅土壤上作物產(chǎn)量差,改善作物鋅營(yíng)養(yǎng)和人體鋅營(yíng)養(yǎng)的有效方法之一。集約化生產(chǎn)體系中小麥玉米的產(chǎn)量大幅度提高,推薦的鋅肥用量、土壤植株鋅診斷指標(biāo)都會(huì)有所不同。本論文基于華北平原石灰性土壤上高產(chǎn)小麥-玉米輪作體系,利用長(zhǎng)期定位田間試驗(yàn)研究不同鋅肥施用水平對(duì)小麥玉米產(chǎn)量和籽粒鋅含量的影響,并建立了達(dá)到小麥玉米高產(chǎn)和籽粒高鋅的土壤植株臨界濃度,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了鋅從土壤到籽粒的過(guò)程以及鋅肥施用對(duì)籽粒鋅生物有效性的調(diào)控。主要研究結(jié)果如下:1.土施鋅肥顯著提高了小麥產(chǎn)量、土壤有效鋅(DTPA-Zn)濃度、籽粒鋅濃度和小麥各生育期干物質(zhì)重和鋅濃度。高產(chǎn)小麥在拔節(jié)期、揚(yáng)花期、灌漿初期和灌漿末期獲得地上部較高生物量植株鋅臨界濃度分別為36.8,31.6,26.9和29.5 mg kg~(-1)。獲得小麥高產(chǎn)的植株鋅臨界濃度為29.4 mg kg~(-1),土壤DTPA-Zn臨界濃度為2.0 mg kg~(-1)。小麥籽粒鋅達(dá)到生物強(qiáng)化目標(biāo)值(45 mg kg~(-1))的植株鋅臨界濃度為31.6 mg kg~(-1),土壤DTPA-Zn臨界為4.1 mg kg~(-1)。2.土施鋅肥可以協(xié)同實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)和籽粒高鋅含量,這取決于土壤中有效鋅和植株鋅含量。在玉米六葉期、大口期、吐絲期和灌漿期,獲得較高地上部生物量累積的植株臨界鋅濃度分別為56.1,48.3,32.7和25.3 mg kg~(-1)。獲得玉米高產(chǎn)土壤DTPA-Zn和植株鋅臨界濃度分別為4.7和33.5 mg kg~(-1);獲得玉米籽粒高鋅的土壤DTPA-Zn和植株鋅臨界濃度分別為7.6和55.9 mg kg~(-1)。鋅肥施用顯著降低玉米禿尖,增加穗粒數(shù)是其提高產(chǎn)量的重要因素之一。3.小麥的根系干重,根長(zhǎng)密度和根表面積隨著鋅肥施用量(0-50kg ha~(-1)ZnSO4·7H2O)的增加而增加,鋅肥用量進(jìn)一步增加會(huì)對(duì)根系生長(zhǎng)有一定的抑制作用。鋅肥施用提高了上層土壤(0-30cm)中的土壤有效鋅與根系的匹配,促進(jìn)了植株鋅吸收。但降低了根系中鋅向地上部的轉(zhuǎn)移效率。籽粒中鋅累積的貢獻(xiàn)是以花前轉(zhuǎn)移為主還是花后吸收為主取決于土壤中有效鋅濃度,在華北平原石灰性土壤上,此有效鋅的臨界濃度(DTPA-Zn)為7.2 mg kg~(-1)。4.玉米的根系干重,總根長(zhǎng)和總根表面積隨鋅肥施用量的變化規(guī)律與小麥類(lèi)似。在玉米生育期內(nèi),鋅吸收累積速率隨施鋅量的增加而增加,六葉至大口期和吐絲至灌漿期鋅累積速率最高。鋅肥的施用降低了鋅從根系向地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)效率,也降低了籽粒鋅累積占整個(gè)地上部鋅累積的比例。玉米弱勢(shì)粒的灌漿過(guò)程由于鋅肥的施入得以改善。5.通過(guò)土施鋅肥的農(nóng)學(xué)生物強(qiáng)化措施顯著增加了小麥籽粒和各級(jí)面粉鋅含量和生物有效性,而沒(méi)有影響其他微量元素鐵錳和銅在籽粒中的含量和生物有效性。全粉和粗粉中鋅含量顯著高于標(biāo)準(zhǔn)粉和精粉,但其鋅的生物有效性和對(duì)人體的健康影響卻不如標(biāo)準(zhǔn)粉和精粉高。這些結(jié)果表明,土施鋅肥可以有效實(shí)現(xiàn)小麥籽粒鋅的生物強(qiáng)化,改善人體健康。6.盆栽試驗(yàn)中,過(guò)量鋅肥施用會(huì)造成鋅毒害,降低株高和生物量,降低小麥苗期葉片SPAD,但葉片SOD酶活性卻一直隨施鋅量的增加而增加。華北平原石灰性土壤上基于小麥苗期生物量的土壤(DTPA-Zn)和植株鋅毒害臨界濃度分別為43.0和221.9 mg kg~(-1)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：S513;S512.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2418871