（植物营养学专业论文）谷子锌肥肥效试验研究.pdf

独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经 发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得塑兰垦壅些盘堂或其他教育机构的学 位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：家叙弯 签字日期：乃州 年j 一月歹b 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塑兰堡盔些盘鲎有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借 阅。本人授权塑兰垦盔些盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 家叙蒡 导师签名： 签字日期：纠年，月7 口日签字日期 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 电话： 邮编： 日 摘要 y 1 嬲必 8 9 芗岑百苔。 锌是植物、动物和人体生长发育所必需的营养元素。近年来的研究表明，缺锌症 多出现在以谷类为主食的居民群体。由于我国北方为石灰性土壤，土壤中有效锌含量 普遍较低，居民人均膳食摄取量不足。因此，通过施锌提高粮食中锌含量来满足人体 j 下常生理过程中对锌的需求具有重要意义。本文采用f f l 间试验和瓮栽试验相结合的方 法，进行了谷子不同施锌浓度、不同施锌方式和不同时期施锌等相关试验，研究了谷 子籽粒富锌差异、不同施锌方式对谷子生长特性及各器官锌含量的影响，以期为提高 谷子产量水平，提升谷粒中锌含量水平提供理论依据。试验结果如下： 1 喷施不同浓度锌肥对谷子的农艺性状、各器官中锌含量都有一定的影响，冀谷 2 0 出谷率变幅为6 7 0 8 8 0 9 8 ，出米率均高于对照；冀优2 的千粒重、出米率和 株高在b 3 处理出现峰值。 2 施锌后对谷子的产量有显著影响。品种冀谷2 0 和冀优2 号的产量均在b 3 处理 达到显著性水平。 3 冀谷2 0 的粗蛋白含量由b 0 的8 2 6 增加到b 3 的1 1 1 3 ；可溶性糖由b 0 的 1 4 8 提高到b 3 的2 5 2 ；赖氨酸含量由b 0 的0 1 8 提高到b 3 的0 3 0 ，差异均显 著。冀优2 号的可溶性糖含量在b 3 处理达到峰值，粗蛋白和赖氨酸均在b 4 处理达 到最高值，但施锌量超过b 4 时，谷子品质开始变劣。 4 冀谷2 0 和冀优2 各器官中的锌含量表现为：在b 0 或b 1 处理，籽粒中锌含量 最高，其次为叶部；之后随喷施锌肥浓度的增加，锌含量最高器官为叶部，其次为籽 粒中，但各器官中锌含量整体为增加趋势。 5 两品种的蛋白含量均在t 2 时期出现最高值；冀优2 的赖氨酸含量在t 2 和t 3 时期分别提高了7 1 1 和8 9 9 ，豫1 1 的赖氨酸含量分别提高了8 7 9 和1 2 6 ；冀 优2 的可溶性糖含量在t 3 时期提高幅度最大为3 3 3 1 ，豫1 1 在t 2 时期提高幅度最 大为1 1 7 9 。 6 从底施和拌种的试验结果分析，茎部的含锌量最高，但随着整个生长过程的推 进，各器官中的锌含量有所减少，齐穗期向穗部的转移量增加，这为籽粒中锌了累积 奠定了基础。 7 喷施和拌种处理后对谷子的株高、穗长和小穗数均有所提高。喷锌效果优于拌 种处理效果，叶面喷锌和拌种处理在一定程度上可以提高谷子的f v f m 和，但 到谷子生长后期开始有所下降，锌肥浓度大的下降幅度较小。 关键词：谷子；锌肥；产量；品质 e f f e c t so f f o l i a ra p p l i c a t i o no fz i n co nm i l l e t a b s t r a c t a u t h o r ：z o n gx u h n g s u p e r v i s o r ：z h a n ga i j u n m a j o r ：p l a n tn u t r i e n t i o n z i n ci sa v a i l a b l ef o rh u m a ng r o w t ha n dd e v e l o p m e n t so fp l a n t sa n dn u t r i e n t s ，a n di ti san e c e s s a r y e l e m e n t r e c e n ts t u d i e ss h o w e dt h a tz i n cd e f i c i e n c ys y m p t o m sa p p e a r e di nr e s i d e n to fc e r e a l - b a s e d f o o dg r o u p ，a n di ti sm o r et h a nt h em a i nc e r e a lc r o p s a st h ec a l c a r e o u ss o i li nn o r t hc h i n a ，a v a i l e d z n c o n t e n tw a sl o w t h e r e f o r e ，i n c r e a s i n gz nc o n t e n to fg r a i nh a di m p o r t a n tm e a n i n gf o rs a t i s f y i n gt h e b o d y sn o r m a lp h y s i o l o g yp r o c e s s t h ef i e l dt e s ta n dp o te x p e r i m e n tm e t h o dw e r eu s e di nt h i sp a p e r t h es t u d ys e tt h r e ee x p e r i m e n t s ：d i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n so fz nf e r t i l i z e r , d i f f e r e n tf e r t i l i z e dw a y sa n d f e r t i l i z a t i o ni nd i f f e r e n ts t a g e so fm i l l e t d i f f e r e n c e so fe n r i c h m e n to fz ni nm i l l e ts e e d sa n de f f e c t so f d i f f e r e n tf e r t i l i z e dw a y so nm i l l e tg r o w t ha n dz nc o n t e n t so fm i l l e to r g a n sw e r er e s e a r c h e d f o rt h e f u r t h e rd e v e l o p m e n to fm i l l e tw i t hh i g hz na n di m p r o v et h ey i e l dl e a v e so fm i l l e t ，t h i sp a p e rp r o v i d e d t h et h e o r e t i c a lb a s e t h er e s u l t sa sf o l l o w ： 1 s p r a y e dw i t hd i f f e r e n tz nc o n c e n t r a t i o n s ，a g r o n o m i ct r a i t sa n de a c ho r g a nh a dac e r t a i ni n f l u e n c e t h ev a l l e yr a t i oo fj i g n2 0w a sc h a n g e db e t w e e n6 7 0 8 a n d8 0 9 8 ，a n di tw a sb i g g e rt h a nt h a to f c o n t r a s tt r e a t m e n t g r a i nw e i g h t ，t h er i c ey i e l da n dp l a n th e i g h to fj i y o u 2w e r et h eb i g g e s ti nb 3 2 a p p l i e dz nf e r t i l i z e ro nc o r n ，t h ey i e l dw a ss i g n i f i c a n t l ya f f e c t e d y i e l d so fj i g u 2 0a n dj i y o u 2 w e r ea l ls i g n i f i c a n ti nb 3 3 p r o t e i nc o n t e n to fj i g u 2 0w a si n c r e a s e df r o m8 2 6 ( b o ) t o1 1 1 3 ( b 3 ) ；s o l u b l es u g a rc o n t e n t o fj i g u 2 0w a se n h a n c e df r o m1 4 8 ( b 0 ) t o2 5 2 ( b 3 ) ；l y s i n eo fj i g u 2 0w a si m p r o v e df r o m 0 1 8 ( b 0 ) t o0 3 0 ( b 3 ) ；t h ed i f f e r e n c e sw e r ea l ls i g n i f i c a n t s o l u b l es u g a rc o n t e n to fj i y o u 2i nb 3 w a sr e a c h e dt h ep e a k ；p r o t e i na n dl y s i n eo fj i y o u 2i nb 4w e r et h eb i g g e s t h o w e v e r , t h ez nw a sm o r e t h a nb 4 ，t h em i l l e tq u a l i t yb e g a nt oi n f e r i o r 4 z nc o n t e n to fd i f f e r e n to r g a n si nb o t hj i g u 2 0a n dj i y o u 2w e r ea sf o l l o w ：i nb 0o rb 1 ，z nc o n t e n t o fs e e dw a st h eb i g g e s t ，s e c o n d l yi tw a sl e a f a f t e rt h e m ，w i t hs p r a y i n gz nc o n c e n t r a t i o ni n c r e a s e d ，t h e h i g h e s to r g a n i cw a sl e a f , s e c o n d l yi tw a ss e e d ，b u tt h es u m c o n t e n th a di n c r e a s i n gf i e n d 5 p r o t e i nc o n t e n to fj i g u 2 0a n dj i y o u 2w e r et h eh i 曲e s ti n1 2 l y s i n eo fj i y o u 2w a si n c r e a s e db y 7 1 1 a n d8 9 9 r e s p e c t i v e l y , t h a to fy u l lw a si m p r o v e db y8 7 9 a n d1 2 6 r e s p e c t i v e l y i m p r o v e r a t eo fs o l u b l es u g a ro fj i y o u 2i nt 3w a st h eb i g g e s t ( 3 3 31 ) ，a n dt h a to ft 2w a st h eg r e a t e s t ( 1 1 7 9 ) 6 a n a l y s e so ft h ee x p e r i m e n t so ff e r t i l i z a t i o ni ns o i la n ds e e dd r e s s i n gw e r ea sf o l l o w ：z nc o n t e n t o fs t e mw a st h eb i g g e s t w i t ht h eg r o w t ho fm i l l e t ，z nc o n t e n to fa l lo r g a n sw e r ed e c r e a s e d t ot h e h e a d i n gs t a g e ，e a rt r a n s f o r m a t i o nw a si m p r o v e d ，i tw a sb a s e df o rz na c c u m u l a t i o no f s e e d 7 p l a n th e i g h t ，e a rl e n g t ha n ds p i k e l e to fm i l l e tw e r ee n h a n c e dt h r o u g ht h et r e a t i n gm e t h o d so f f e r t i l i z a t i o ni ns o i la n ds e e dd r e s s i n g e f f e c to fs e e dd r e s s i n gt r e a t m e n tw a sl e s st h a nz ns p r a y i n g t r e a t m e n t ，b u tb o t ho ft h et w ow a y sc o u l di m p r o v ef v f ma n df v f o f v f ma n df v f ow e r eb e g i nt o d e c r e a s e da tt h el a s ts t a g e ，a n dh i g hz nc o n c e n t r a t i o nh a das m a l l e rd e c r e a s e k e yw o r d s ：m i l l e t ；z nf e r t i l i z e r ；y i e l d ；g r a i nq u a l i t y 目录 1 弓i 一言1 1 1 土壤中的锌含量及其分布一1 1 2 锌营养与人体健康关系1 1 3 锌营养与作物生长2 1 3 1 锌对光合作用的影响2 1 3 2 锌对作物生长发育的影响2 1 3 3 锌对作物产量的影响3 1 4 作物富锌研究进展3 1 4 1 作物吸收锌的途径及形态3 1 4 2 作物类型的富锌差异3 1 4 3 锌对作物叶绿素a 荧光的影响4 1 5 谷子的国内外研究现状5 1 5 1 谷子起源问题5 1 5 2 谷子简介及营养价值5 1 5 3 国内外研究进展5 1 6 立题依据及研究意义。6 1 7 技术路线图。6 2 材料与方法8 2 1 不同施锌浓度对谷子农艺性状及品质的影响。8 2 1 1 试验条件与材料8 2 1 2 试验设计8 2 1 3 样品处理8 2 1 4 测定方法8 2 2 不同时期施锌对谷子产量和品质的影响9 2 2 1 试验条件与材料9 2 2 2 试验设计9 2 2 3 样品处理。9 2 2 4 测定方法9 2 2 5 数据的处理9 2 3 不同施锌方式对谷子各器官锌含量及光合的影响1 0 2 3 1 试验条件和材料1 0 2 3 2 试验设计1 0 2 3 3 样品处理一1 0 2 3 4 测定方法1 0 3 结果与分析1 1 3 1 不同施锌浓度对谷子农艺性状及品质的影响1 1 3 1 1 不同施锌浓度对谷子农艺性状的影响。1 1 3 1 2 不同施锌浓度对谷子产量的影响1 2 3 1 3 不同施锌浓度对小米中粗蛋白含量的影响1 2 3 1 4 不同施锌浓度对小米中赖氨酸含量的影响1 3 3 1 5 不同施锌浓度对小米中可溶性糖含量的影响1 3 3 1 6 谷子不同器官锌含量及吸收分配比例一1 4 3 2 不同时期施锌对谷子产量和品质的影响。1 6 3 2 1 不同时期施锌对不同品种谷子产量的影响1 6 3 2 2 不同时期施锌对谷子小米粗蛋白含量的影响1 6 3 2 - 3 不同时期施锌对谷子小米赖氨酸含量的影响1 7 3 2 4 不同时期施锌对谷子小米可溶性糖含量的影响1 8 3 3 不同施锌方式对谷子各器官锌含量及光合的影响1 8 3 3 1 不同施锌方式对谷子农艺性状的影响1 8 3 3 2 底施处理对谷子各器官锌含量的影响1 9 3 3 3 底施处理对谷子各器官锌含量分配的影响一2 1 3 3 4 拌种处理对谷子各器官锌含量的影响2 2 3 3 5 拌种处理对谷子各器官锌含量分配的影响2 4 3 3 6 不同施锌方式对谷子f v 腰m 的影响2 5 3 3 7 不同施锌方式对谷子f w f o 的影响2 6 4 讨论：1 7 4 1 不同施锌浓度及不同施锌时期对谷子农艺性状及品质的影响2 7 4 2 不同施肥方式对谷子各器官锌含量及光合的影响2 8 5 结论3 0 参考文献3 1 作者简介3 4 在读期间发表论文3 5 致谢3 6 谷子锌肥肥效试验研究 1 引言 锌是植物、动物和人体生长发育所必需的营养元素之一，性质较为活泼。早在 1 8 6 0 年，在植物中就检测出锌，但由于技术限制，培养介质中锌无法被完全去除， 难以通过实验证实锌是植物生长所必需的【1 1 。直到1 9 2 6 年，美国加利福利亚大学的 学者s o m m e r a l 和l i p m a nc b 【2 j 才证实荞麦、大麦、向同葵、豆科植物等生长需 要锌，从而确定锌是植物必需营养元素。1 9 3 2 年前后，一些植物缺锌症状：果树“小 叶病”、美洲山核桃“叶簇病”、玉米“花白苗”、油桐“青铜病”陆续被发现。 1 1 土壤中的锌含量及其分布 在中国，据1 9 9 7 年公布的土壤普查数据统计，全国耕地土壤缺锌面积有6 3 0 0 多万公顷，占总耕地面积的4 5 7 。在我国南方酸性土壤上有效锌含量较高，而北方 石灰性土壤多出现缺锌现象。随着高产品种栽培，种植集约化程度加强，高纯度化肥 施用增多，作物缺锌呈增加趋势【3 j 。 根据各国积累的资料，土壤的锌含量为痕迹到9 0 0 9 9 g ，平均含量在5 0 - 1 0 0 9 9 g 之间。我国土壤的锌含量为3 - 7 9 0 f l g g ，平均含量为1 0 0 a g g 。土壤锌含量因土壤类 型而异，并受成土母质的影响。同一类型的土壤，因成土母质不同，锌含量差异很大。 成土母质对土壤锌含量的影响可用红壤为例来说明。红壤的锌含量按成土母质区分， 其平均含量可排列成下述顺序：石灰岩 玄武岩 花岗岩 页岩 千枚岩 第四纪红色粘 土 砂岩。石灰岩的锌含量并不高，在风化过程中可溶成分淋洗而损失，锌相对的浓 缩，所发育的土壤中往往锌含量较高，但可溶态锌较少。我国土壤锌含量的地理分布 的趋势是由南向北和由东向西逐渐降低，南方酸性土壤锌含量较北方石灰性土壤的高 【4 1 。 1 2 锌营养与人体健康关系 通过全面的调查研究，h o t za n db r o w n ( 2 0 0 4 ) 报告中显示，锌缺乏影响着全球将 近三分之一的人口，不同的国家影响范围从4 7 3 。锌缺乏是影响人类健康的主要 原因之一，缺锌可能损害人类的生长发育和免疫系统以及学习能力，进而增加受到感 染、d n a 损坏以及患上癌症的机会【刀。锌是人和动物的必需微量元素，存在于骨骼、 脑垂体、性腺、肝、胰中，参与蛋白质、胰岛素合成及促进性激素活性等作用p j 。锌 在机体内的含量仅次于铁，它广泛参与机体的生命代谢过程，构成约8 0 多种酶、催化 酶的活性，对酶蛋白的结构起着稳定和调节作用。机体的脂质过氧化作用通过含氧自 由基及其产物造成细胞的组成成分及其酶类发生改变，从而影响了细胞的正常生理功 能，并引起细胞的死亡【9 l 。许多研究结果显示，锌与机体健康和疾病的关系密切，日 益引起医学界的关注。国外资料表明，人体缺锌最引人注目的症状是生长速度不足， 国内不少学者对儿童的缺锌进行了检测，证实了锌与生长发育的密切关系1 1 0 , 1 1 j 。 河北农业大学硕士学位( 毕业) 论文 在微量元素中，锌元素的缺乏被视为影响作物生长和人类健康的最危急的微量元 素1 1 2 , 1 3 , 5 。当今，锌元素缺乏是影响全球人类健康以及致死的重要的危险因素之一。 据世界卫生组织报告，引起人类疾病的危险因素中，在全球范围内锌缺乏位居2 0 个最 重要的因素中的第1 1 位，在发展中国家中锌缺乏位居1 0 个最重要的因素中的第5 。 1 3 锌营养与作物生长 锌是控制作物生长发育的重要元素，当植物中的锌含量小于1 5 2 0m g k g 时【1 4 1 ， 有可能出现缺锌症状。缺锌导致作物的生长缓慢，生物量明显下降，有效穗减少，结 实率和粒重下降，蛋白质合成受阻，从而影响产量和品质【1 5 1 ，这主要是由于锌是植物 体内2 0 0 多种酶的组成成分，参与叶绿素和生长素的合成，磷代谢和碳水化合物代谢， 并能促使核酸和蛋白质的合成，调节淀粉的合成，从而调控籽粒发育【1 6 1 。 1 3 1 锌对光合作用的影响 光合作用是作物进行物质生产的基本过程，作物9 5 以上的干物质是由光合作用 提供的，作物的生长发育依赖于光合作用提供的有机物质。改善作物的光合作用功能， 有利于促进作物的生长发育。而锌作为作物必需的微量营养元素，不仅影响催化光合 作用过程中可逆的c 0 2 水合反应的碳酸酐酶活性( c a ) ；而且影响光合色素一叶绿素 形成，所以对光合作用有较大影响。 1 3 2 锌对作物生长发育的影响 作物正常的生长发育需要正常的光合作用来维持，施锌后作物的光合作用增强， 促进了作物的生长发育。同时，锌是吲哚和丝氨酸合成色氨酸的色氨酸合成酶的辅酶， 而色氨酸是生长素的前体物质，因此锌间接影响生长素的形成。h e m a n t a r a n j a n l l 7j 研 究发现，锌与叶绿素、生长素和小麦产量之间有正相关关系。同样m i s h r a 等i l 州研究 表明，生长素抑制叶绿素的破坏，增加叶绿素a 、b 含量，能更长时间地保持大的光 合叶面积，使小麦植株正常生长。相反，如果缺锌则会对生长素形成间接影响，进而 可能影响作物植株的激素平衡。所以，作物缺锌时生长受抑制，尤其是节问生长严重 受阻。缺锌作物还往往出现叶片的脉问失绿或白化症状，疏导组织发育也受抑制，机 械组织不发达。果树缺锌发生小叶病，芽苞减少，且多数闭合而不开张，显著减产。 施用锌肥能够改善缺锌症状且增强作物生长发育，李芳贤等【1 9 j 对夏玉米增施锌肥发 现，施锌有利于次生根的发生和根系的良好发育，根系多而发达，有利于吸收土壤深 层的水分和养分，提高玉米抗旱和抗倒伏能力，促进氮、磷、钾的吸收，根系本身的 合成作用及地下部与地上部的物质交流增强，有效地促进茎叶生长，延长叶片光合时 间，增加群体光合产物积累，促进秆壮穗大。祁明和章士炎唧j 也研究发现，水稻分蘖 期缺锌，发生缩苗症状，缩苗植株内非蛋白氮含量明显增加，蛋白氮总量减少。植株 2 谷子锌肥肥效试验研究 内多种氨基酸的含量明显降低，特别是双氨基和多氨基的氨基酸含量降低，因而蛋白 质的合成受到抑制。施锌增加了水稻植株内锌含量，从而促进水稻正常生长，调节氮 代谢生理功能，缩苗症状消失。因此，缺锌影响植株的正常生长，而增施锌肥后促进 植株光合物质的形成，增强地下部与地上部的物质交流，使植株正常健壮生长。 1 3 3 锌对作物产量的影响 锌作为植物必需的微量营养元素，由于对上述等生理作用的影响，最终影响作物 产量。一些研究结果表明，以收获营养器官为主的作物，由于施锌后光合作用功能增 强，光合面积增大，植株鲜重和干重增加【2 。以收获生殖器官为主的作物，由于施锌 后整体光合作用功能改善，光合时间延长，尤其灌浆时间延长，灌浆强度增强而提高 产量。李芳贤等【1 9 】研究表明，玉米合理施锌后，由于抗病能力提高，空秆率降低，3 个产量构成因素都有所提高而增产，尤其是在有效锌含量低的土壤上，效果更为明显。 小麦增施锌肥后，植株分蘖数增加且成穗率高，不孕小穗、小花少，单位面积穗数、 穗粒数、千粒重增加，产量提高。 1 4 作物富锌研究进展 1 4 1 作物吸收锌的途径及形态 植物体吸收锌的途径主要是通过根部和喷施外源锌吸收。土壤中的锌只有呈现有 效态的形式才能被植物吸收利用，土壤溶液中有效锌的主要来源是z n 2 + 和z n ( o h ) 十， 但通常土壤中可被吸收利用的锌含量很少。王祖琰【2 2 1 发现锌在土壤中以质流和扩散的 方式进入根区，质流只提供玉米需锌的3 5 ，大量的锌通过扩散提供，根系附近的 锌被吸收后，浓度下降形成浓度梯度，使得扩散不断进行【2 3 1 。 1 4 2 作物类型的富锌差异 不同的植物类型，其锌含量及其与锌的关系有很大差异，根据曾韶华【1 5 】的报道根 据作物与锌元素的密切关系程度和锌含量，可将常见的作物分成四类，见下表1 ： 3 河北农业大学硕士学位( 毕业) 论文 表1 主要作物分类统计表 1 4 3 锌对作物叶绿素a 荧光的影响 叶绿素荧光动力学是以光合作用理论为基础，利用体内叶绿素a 荧光，研究和探 测植物光合生理与逆境胁迫关系的理想探针，越来越多的研究表明，植物体内发出的 叶绿素荧光信号包含了丰富的光合作用信息，叶绿素含量对籽粒影响也很大，且极易 随外界环境的变化而变化，可以快速、灵敏和非破坏性的分析逆境因子对光合作用的 影响。f v f m 和f v f o 值分别用于度量植物叶片p s l l 原初光能转换效率和p s l l 潜在 活性，任何影响p s l l 效能的环境胁迫因子均会使f v f m 值降低，当环境条件变化时， 叶绿素荧光的变化可以在一定程度上反映环境因子对植物的影响 2 4 , 2 5 , 2 6 l 。适量的喷锌 对叶绿素荧光有一定的影响。 4 1 5 1 谷子起源问题 瑞士植物学家德堪多认为粟起源于中国华北。瓦维洛夫叶判定粟的多样性分布中 心在东亚，包括中国和日本，中日很早都以粟为粮食作物栽培【2 7 1 。1 9 7 9 年戴维特等， 则从粟的古代遗存到粟粒储存蛋白质等方面，进行了粟的起源和探讨，亦认为大粟起 源于中国，小粟起源于欧洲困j 。目前对粟的起源中心看法基本一致，即粟是中国黄河 流域最早被驯化栽培的。观点差异的焦点则集中于具体起源地，其中有卫斯【2 圳、张之 恒【3 0 1 、朱乃诚【3 1 1 、王星光【3 2 l 等的太行山起源说，张文祥【3 3 1 的宝鸡渭水起源说，王玉 堂【驯的关中地区起源说，以及吴池诗1 3 5 j 的泰上启蒙地区之说。 1 5 2 谷子简介及营养价值 粟是禾本科( g r a m i n e a e ) 狗尾草属一年生草本，中国北方俗称“谷子”，脱壳后 称“小米 ，南方则通称“小米”。粟是中国最早驯化的栽培鼓舞之一，历来被公认是 世界的起源中心【36 。，根据历史记载，从商代开始，一直到秦、汉时期，谷子都是我国 广大人民的主要粮食。另据1 9 9 9 年统计在我国谷子的种植面积仅次于稻谷、小麦、 玉米居第四位。谷子是中国最古老的粮食作物之一，有“百谷之长”之称。据考古发现， 谷子在我国的栽培大约有8 0 0 0 年历史，我国成为栽培谷子的面积最大的国家，年种 植面积约2 5 0 万h m z 。谷子在农作物中被列为小杂粮之首，是我国北方的一种主要粮 食作物。据联合国世界粮农组织的估计，中国谷子的播种面积占世界谷子播种面积的 9 0 以上【3 7 l ，中国东北、华北、西北地区的谷子播种面积约占全国谷子播种面积的 9 8 。小米中富含人体必需氨基酸、维生素、胡萝卜素，有较高的营养价值。小米营 养丰富且各种成分平衡，蛋白质的消化率和生物价高于大米和小麦【3 8 】。在禾谷类作物 中，谷子的营养价值最高，8 种必需氨基酸除赖氨酸较低外，其余均高于小麦、大米， 尤其是色氨酸和蛋氨酸。现代医学认为，色氨酸能促进大脑神经细胞分泌出一种催眠 物质一五羟色氨，睡前适当进食谷物食品，有一定催眠作用。另据本草纲目记载， 谷子具有“除热除烦消食宿”的医疗效果。谷子籽粒蛋白质能提高血浆中高密度脂蛋白 的密度，具有改善动脉粥样硬化的功能，是近年来兴起的世界性杂粮的主要作物。 1 5 3 国内外研究进展 一个多世纪以前，r a u l i n 曾指出锌( z n ) 是黑曲霉( a s p e r g i l l u sn i g e r ) 营养中的 必需元素。直到1 9 2 6 年以后，才证实锌为高等植物生活中所必需。在此以后，已表 明锌是s y c o t y p u s 蜗牛呼吸器官色素的一种血色素( h e m o s y c o t y p i n ) 的成分。在伊朗、 埃及、土耳其、摩洛哥、葡萄牙、巴拿马、秘鲁、印度等中东、南美及亚洲国家进行 大量研究证明，以谷类为主食的国家，特别是农村经济落后的地区，缺锌的情况相当 5 河北农业大学硕士学位( 毕业) 论文 普遍。许多调查证明，欧美等工业化国家的人群中，锌的摄入量不足，也有缺锌的情 况。 日本、印度等国家对谷子研究较多，其中同本在谷类籽粒蛋白质功能的基础性研 究方面较为突出。日本岩手大学n n i s h i z a w a l 3 9 j 研究发现，谷类籽粒蛋白质能显著提 高血浆中高密度脂蛋白的浓度，高密度脂蛋白具有抗动脉粥样化的功能。同时谷类籽 粒蛋白质对胆固醇的新陈代谢也有一定调整作用。这一研究结果将有力地推动谷子蛋 白质功能的研究，同时也有利于谷子食品的研究与开发。通过发酵对谷子蛋白质营养 的研究表明，发酵有利于提高谷子的营养价值，虽然不同的品种蛋白质含量不同。目 前关于谷子蛋白质提高血浆高密度脂蛋白浓度的机理，正在进一步的研究之中。我国 在锌肥对果树，蔬菜，经济作物，粮食作物的产量及品质方面都有研究。但就杂粮作 物谷子来说，研究较少。 1 6 立题依据及研究意义 我国北方的石灰性土壤和沿海的盐渍土以及南方的部分土壤都存在缺锌情况，在 一些严重缺锌地区，锌素已成为限制当地农业生产的主要因素。吕家珑m 】等在土壤性 质对锌吸附影响的研究进展一文中论述了土壤中锌的有效性与土壤的p h 、有机质含 量，共存离子等几方面的关系，其中随着土壤p h 值的升高，土壤中有效锌含量逐渐 减少。这就是我国北方石灰性土壤锌含量普遍较低的原因，土壤的p h 值较高导致锌 的有效性很低。m i l l e r 4 1 j 等报道，小麦叶片中7 0 锌可以运转到籽粒中去。因此通过 叶面喷施锌肥可以有效提高籽粒中的含锌量，对提高籽粒中锌富集有显著影响。宁运 旺【4 z j 等在土壤植物人类系统中锌与富锌农产品的开发一文中报道了叶面喷施锌肥 可以明显提高锌肥的利用率，所以本文中通过叶面喷施的方式来提高籽粒中锌含量是 很一种很有效的途径。 近年来的研究表明，缺锌症多出现在以谷类为主食的居民群体中。合理的增施锌 肥可改善小麦锌素营养状况，促进小麦根系和茎蘖生长，使叶片功能期延长，光合积 累增加，达到增加穗数，增粒重，增产量的目的【4 3 1 。谷子具有生育期短、适应性强、 耐干旱、耐贫瘠、籽粒耐贮藏等优点，广泛适应于干旱、半干旱地区。在我国东北、 华北、西北地区等缺锌地区谷子种植面积较大，也是该地区的主要粮食作物之一。其 抗旱、耐瘠薄的特性对于发展节水农业、绿色农业具有重要意义。有关叶面喷锌对谷 子锌富集和品质的影响的报道很少，本着这一原则，本文通过喷施锌肥处理使谷子籽 粒达到锌富集效果的意义重大。 1 7 技术路线图 6 谷子锌肥肥效试验研究 匠 。，上 河北农业大学硕士学位( 毕业) 论文 2 材料与方法 2 1 不同施锌浓度对谷子农艺性状及品质的影响 2 1 1 试验条件与材料 ( 1 ) 试验时间和地点：本试验于2 0 0 9 在河北省太行山区唐县游家佐村进行。 ( 2 ) 土壤理化性状：p h 为8 1 3 ( 水土比为1 ：1 ) ，有机质为1 3 2 9g k g ，土壤有 效锌含量为o 7 8m g k g ，全氮含量为1 1 4g k g ，碱解氮为1 1 7 7 m g k g ，全磷含量为0 7 2 7 g k g ，有效磷为4 3 2m g k g ，速效钾为5 3 3m g k g 。 ( 3 ) 供试品种：冀优2 号、冀谷2 0 2 1 2 试验设计 试验设置二因素：a 品种；b 硫酸锌( z n s 0 4 - 7 h 2 0 ) 。a 因素分别为a i ：冀谷2 0 ； a 2 ：冀优2 号。b 因素试验共设置6 水平，即b 0 ；b 1 ；b 2 ；b 3 ；b 4 ；b 5 。以清水 作为对照进行叶面喷施。3 次重复，随机区组排列，小区面积1 0m 2 。6 月4 日播种， 6 月2 0 号间苗，按品种要求留苗。在谷子孕穗期进行叶面喷施，每小区按照设置浓 度均匀喷施5 0 0m l 。其它按常规管理措施。成熟期小区全部收获测产。 2 1 3 样品处理 谷子收获期按不同处理分别取样，洗净。按根、茎、叶分解，于1 0 5 烘箱中杀 青3 0m i n ，然后降温至8 0 烘干至恒重。冷却后分别称重。然后再用小型高速粉碎 机粉碎( w k 1 0 0 a ) ，过1 0 0 目筛后备用。谷子籽粒经自然风干后进行脱粒，脱壳制 成小米，粉碎后过1 0 0 目筛后备用。 2 1 4 测定方法 锌的测定：干灰化法m j 粗蛋白的测定方法：采用h 2 s 0 4 k 2 s 0 4 c u s 0 4 s e 消煮一凯氏定氮法测定【4 4 1 。 赖氨酸的测定方法：染料结合赖氨酸法_ d b l 澍州。 可溶性糖的测定方法：乙醇水溶液浸提一蒽酮比色法1 4 5 j 。 成熟期测定千粒重( 数1 0 0 粒称重，重复三次，取其较为接近的二次平均，换算 成千粒重) 、产量( 试验小区实测计算产量) 、株高( 从根茎处到顶芽分支节点的拉伸 高度，每个小区随机取十株) 、穗长( 从穗基部直顶端长度，每个小区随机取十株) 、 出谷率( 穗粒重穗重) 、出米率( 米重穗粒重) 。 8 谷子锌肥肥效试验研究 2 2 不同时期施锌对谷子产量和品质的影响 2 2 1 试验条件与材料 本试验于2 0 1 0 在河北省太行山区唐县游家佐村进行，供试品种为冀优2 号、豫 1 1 。土壤为石灰岩丘陵区残存黄土，肥力状况见表2 。 表2 供试土壤理化性状 t a b l e2p h y s i c a la n dc h e m i c a lc h a r a c t e r so ft h et e s t e ds o i l 2 2 2 试验设计 本试验采用了裂区设计，品种为主区，选用了冀优2 和豫1 1 两个品种。以不同 的时期进行施锌处理为副区，设置了对照( c k ) 、拔节期喷施锌肥( t 1 ) 、孕穗期喷 施锌肥( t 2 ) 、齐穗期喷施锌肥( t 3 ) 。每个处理的喷锌( z n s 0 4 7 h 2 0 ) 量为2 2 5k g h m 2 。 每个处理设3 次重复，每个小区为6m 2 ，共设2 4 个小区。6 月1 5r 播种，7 月2 号 间苗，按各品种说明密度留苗。其它按常规管理措施。成熟期小区全部收获测产。 2 2 3 样品处理 收获后的谷子经自然风干后进行脱粒，脱壳制成小米，然后再用小型高速粉碎机 粉碎( w k - 1 0 0 a ) ，过1 0 0 目筛后备用。 2 2 4 测定方法 粗蛋白的测定方法：采用h 2 s 0 4 k 2 s 0 4 c u s 0 4 s e 消煮一凯氏定氮法测定。 赖氨酸的测定方法：染料结合赖氨酸法- d b l 法。 可溶性糖的测定方法：乙醇水溶液浸提一蒽酮比色法。 2 2 5 数据的处理 试验数据采用e x c e l 2 0 0 3 和s a s 8 0 处理分析。 9 河北农业大学硕十学位( 毕业) 论文 2 3 不同施锌方式对谷子各器官锌含量及光合的影响 2 3 1 试验条件和材料 试验地点：河北农业大学标本园 供试土壤耕层主要理化性状：有机质为1 4 7 0g k g ，土壤有效锌含量为0 9 3m g k g ， 碱解氮为5 0 4 0 m g k g ，有效磷为2 5 0 6m g k g ，速效钟为1 8 2 6 5m g k g 。 供试品种：冀优2 、豫1 1 供试肥料：尿素( 含n 4 6 ) 、z n s 0 4 - 7 h 2 0 2 3 2 试验设计 底施试验于2 0 1 0 年在河北农业大学标本园进行。采用4 0c m x 2 5 锄【m ( 直 径) h ( 高) 1 盆钵，每瓮装风干土1 5k g ，供试土壤为河北农业大学标本园土壤。试验 设置二因素：a 品种；b 硫酸锌( z n s 0 4 7 h 2 0 ) 。a 因素分别为a 1 - 冀优2 ；a 2 ：豫 1 1 。b 因素试验共设置4 水平，即：b 0 ；b 1 ；b 2 ：b 3 。把每个浓度水平定量的锌肥 溶于3l 蒸馏水中均匀灌于笳体土壤中，每个处理设置4 次重复，随机排列。6 月2 3 日播种，7 月1 4 日留苗，每盆留苗1 5 株，于拔节期、孕穗期和齐穗期三个时期取样。 拌种试验于2 0 1 0 年在河北农业大学标本园进行。试验设置二因素：a 品种；c 硫酸锌( z n s 0 4 7 h 2 0 ) 。a 因素分别为a 1 ：冀优2 ；a 2 ：豫1 1 。c 因素试验共设置 3 水平，即c o ；c 1 ；c 2 ；每个处理设3 次重复，每个小区为2m 2 ，共设1 8 个小区。 6 月2 3 日播种，7 月1 4 号间苗，按各品种说明密度留苗。其它按常规管理措施，于 拔节期、孕穗期和齐穗期三个时期取样。 2 3 3 样品处理 把不同时期不同处理的样品根、茎、叶和穗分开，然后洗净烘干至恒重，再用小 型高速粉碎机粉碎( w k 1 0 0 a ) ，过6