锌铁微肥对冬小麦籽粒产量及其微量元素含量的影响

兴荣荣，马丽娅·马木提，张保军，翟雅楠，赵凯男，路永强，董永利，海江波

(1.西北农林科技大学农学院，陕西杨凌 712100；2.新疆特克斯县种子管理站，新疆特克斯 835500)

小麦作为中国第三大粮食作物[1]，是中国主要的商品粮和战略存储粮，其增产对于保障国家的粮食安全具有重要意义[2]。小麦的生产对我国农业的发展和人民生活的提高起着至关重要的作用[3]。国内外学者从不同方面对提高小麦产量与改善品质进行了大量研究[4-10]，长期的实践与科学研究表明，施肥是影响冬小麦产量与品质的重要因素。

锌被现代医学界及营养学界誉为人体的“生命之花和智慧元素”[11]。适量施用锌肥可提高小麦千粒重、小穗数、穗粒数、有效穗数，使产量提高[12-13]；还可以增加小麦籽粒、茎叶和颖壳中的锌含量，并显著增加籽粒的蛋白质含量[14-15]。 铁是植物生长发育过程中重要的微量元素，参与植物叶绿素的合成、光合作用等代谢过程。缺铁使小麦叶绿素合成受阻、光合速率降低、光合产物积累减少，进而产量降低[16]。铁对农作物产量产生影响的同时，也与农作物的品质息息相关。赵广才等[17]研究表明，叶面喷施铁和锌分别提高了籽粒中铁和锌的含量。但张纪元等[18]研究得出，喷施锌、铁和硒肥对小麦产量构成因素、籽粒容重、蛋白质含量、湿面筋含量、面筋强度及籽粒铁含量均无显著影响。

前人的研究结果对于促进小麦高产、优质生产及相关研究具有积极作用，但研究结果不尽相同。本试验拟研究不同水平锌铁肥及配施比例对冬小麦新品种西农805产量及籽粒锌铁含量的影响，旨在为小麦西农805的高产优质栽培及标准化生产提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2016-2017年在西北农林科技大学斗口小麦玉米综合试验示范站(108°52′E，34°36′N)进行。试验地0～20 cm耕层土壤有机质含量27.19 g·kg-1，全氮1.75 g·kg-1，速效磷140.43 mg·kg-1，速效钾332.80 mg·kg-1，有效锌2.47 mg·kg-1，有效铁10.23 mg·kg-1，pH值7.84。

1.2 试验设计

供试小麦品种为西农805。试验为大田试验，采用二因素裂区设计，主区为锌铁肥施肥量(A)，设置 3个水平，为15.0 kg·hm-2(A1)、30.0 kg·hm-2(A2)、45.0 kg·hm-2(A3)，副区为锌铁肥配施比例(B)，设置 4个水平，为4Zn∶1Fe(B1)、3Zn∶2Fe(B2)、2Zn∶3Fe(B3)、1Zn∶4Fe(B4)，CK为对照，共13个处理，重复3次，随机排列。小区面积35 m2。

2016年10月14日播种，播前施有机肥12 000 kg·hm-2、过磷酸钙2 250 kg·hm-2、缓释肥(N∶P2O5∶K2O=33∶5∶9)750 kg·hm-2。

锌铁肥基施，锌肥为ZnSO4·7H2O，铁肥为FeSO4·7H2O。2016年12月30日冬灌、2017年2月26日灌拔节水，其他管理措施同一般大田生产；2017年6月7日收获。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 产量及其构成因素的测定

小麦成熟期，每个小区随机选取3个1 m2样方，单收后晒干、计产。每小区选3个1 m双行样点，统计穗数；在每个小区选取均匀一致的20穗小麦进行考种，调查穗粒数；待籽粒风干后，取500粒称重，计算千粒重，2次重复。

1.3.2 小麦籽粒锌铁含量的测定

用MM400混合冷冻研磨仪粉碎样品，称取0.5 g，置于石英坩埚中，在电炉上加热炭化，再移入600 ℃的高温电炉中灰化6 h；冷却后准确加入1∶1硝酸溶液5 mL，灰分溶解、混匀后无损移入50 mL容量瓶中，用蒸馏水定容，用干定量滤纸过滤，滤液收集在干塑料瓶内，采用Z-2000型火焰石墨炉原子吸收光谱仪测定其吸收值。根据标准曲线计算Zn、Fe含量[19]。

1.4 数据处理与分析

数据利用Excel进行的整理，用SPSS 20.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 锌铁微肥对冬小麦产量及构成因素的影响

由表1可知，在A1条件下，B1处理的产量和穗数均最高；在A2、A3条件下，B3处理产量和穗数最高。13个处理中，产量以A1B1最高，为9 750.51 kg·hm-2，较CK增加19.6%，差异显著。

从产量构成因素看，穗数以A1B1处理最高，为709.09 万·hm-2，较CK增加20.9%，差异显著。各处理的穗粒数均较CK有所提高，以A3B1处理最高，为46.33，与CK差异显著，较CK提高20.4%。A1B3处理的千粒重最高，为53.47 g，较CK增加5.6%，差异不显著。由此得出，A1B1处理的产量最高主要是因为穗数较高。

表1 锌铁微肥对冬小麦籽粒产量及构成因素的影响Table 1 Effect of zinc and iron fertilizer on the grain yield and its composition of winter wheat

同列数据后不同字母表示不同处理间在5%水平下差异显著。

Values followed by different letters within same column are significantly different among different treatments at 0.05 level.

2.2 锌铁微肥对冬小麦籽粒锌铁含量的影响

2.2.1 不同配比锌铁肥对籽粒锌铁含量的影响

微肥处理籽粒的锌含量均高于CK(图1A)。在A1条件下，CK与B1、B4处理差异显著，与B2、B3处理无显著差异；B4和B1处理籽粒的锌含量分别较CK提高40.0%和13.7%，说明在A1条件下，B4处理为最佳施肥比例。在A2条件下，CK与B2、B4处理差异显著，与B1、B3处理无显著差异；B4和B2处理籽粒的锌含量分别较CK提高26.7%和20.5%，说明在A2条件下，B4为最佳施肥比例。在A3条件下，CK与B1、B4处理差异显著，与B2、B3处理差异不显著，B4和B1处理籽粒的锌含量分别较CK提高43.8%和15.8%，说明在A3条件下，B4为最佳施肥比例。

图注上不同小写字母表示在5%水平下差异显著。下图同。

Different lowercase letters above column indicate significant differences at 5% level. The same in figure 2.

图1不同比例的锌铁肥对籽粒锌铁含量的影响

Fig.1EffectofZnandFemicrobesofdifferentfertilizerproportiononZnandFecontentinwheatgrains

如图1B所示，相同微肥施用量时，不同锌铁比例对小麦籽粒铁含量无显著影响，各微肥处理小麦籽粒的铁含量均低于CK；A1、A3条件下，B1处理含量最低，分别较CK降低8.6%、10.2%；A2处理下，B2含量最低，较CK降低12.6%。由此得出，不同施肥量下，B4处理籽粒的锌含量最高；所有锌铁微肥处理下籽粒的铁含量均低于CK。

2.2.2 不同量锌铁肥对籽粒锌铁含量的影响

如图2A所示，各微肥处理小麦籽粒的锌含量均高于CK。在B1条件下，CK与A1、A3处理差异显著，与A2处理无差异；且以A3处理籽粒的锌含量最高，较CK提高15.8%。在B2条件下，CK与A1处理差异不显著，与A2、A3处理差异显著；且以A2处理籽粒的锌含量最高，较CK提高20.5%。在B3条件下，CK与A1、A2、A3处理无显著差异。在B4条件下，CK与A1、A2和A3处理差异显著，且A3处理籽粒的锌含量最高，较CK提高43.8%。

如图2B所示，各微肥处理小麦籽粒的铁含量均低于CK。B1、B3、B4条件下，CK与A1、A2、A3无显著差异；B2下，CK与A1、A2处理差异显著，与A3处理差异不显著。B1、B2、B4条件下，A2处理籽粒的铁含量最低；B3条件下，A3处理籽粒的铁含量最低。

综上所述，B1、B3、B4条件下，A3处理籽粒的锌含量最高，B2条件下，A2处理籽粒的锌含量最高；各处理下籽粒的铁含量均低于CK。

图2 不同量的锌铁肥对籽粒锌铁含量的影响Fig.2 Effect of Zn and Fe microbes of different amount fertilizer on Zn and Fe content in grains

3 讨 论

关于微肥与小麦籽粒产量及其构成因素关系的研究结果不尽一致。王巧燕等[4]的研究结果显示，施用微肥可以增加小麦产量的原因在于显著提高千粒重。韩金玲等[20]在土壤有效锌含量为0.7 mg·kg-1下，土壤施锌后，强筋小麦藁8901和普通高产品种石4185产量显著增加，产量构成因素也有所增加。施用铁肥可增加冬小麦籽粒产量及其构成因素，但增加水平不显著[21]。本研究表明，不同处理较对照增产幅度有所不同，造成此结果的原因之一可能是不同量锌铁肥及比例在优化产量构成因素上的互作效应不同；在施肥量15.0 kg·hm-2、施肥比例4Zn∶1Fe下，小麦的产量及成穗数达到最高，产量较对照提高19.6%，穗粒数显著增加，可以看出不同量锌铁及比例的互作是通过影响成穗数和穗粒数提高小麦产量。

微肥的施用在提高小麦籽粒中对应微量元素含量上具有显著作用。杨习文[22]、张 晓[13]的研究表明，在高肥力的条件下，施用锌肥可增加小麦对铁元素的吸收能力，提高籽粒中铁元素的含量。施锌能够明显促进冬小麦植株生长，施用锌铁肥显著增加了小麦的锌含量，增幅为11.9%，但对籽粒铁的含量影响不显著[23]。乔鲜花等[21]以14个不同基因型小麦为对象，研究结果表明，在拔节期叶面喷施铁肥可增加籽粒铁含量。本研究结果表明，锌铁微肥的配施有利于籽粒对Zn的累积，提高籽粒中锌含量，在施肥量45.0 kg·hm-2、施肥比例1Zn∶4Fe下达到最大含量，较对照提高显著43.8%，但铁含量低于对照。造成此结果的原因可能是供试土壤中铁含量(有效铁10.23 mg·kg-1)较高，说明试验地土壤本身Fe含量基本能够满足当地小麦的需求，过多的铁反而会抑制籽粒对铁元素的积累。

影响冬小麦产量的因素有很多，如冬小麦品种、施肥种类及用量、自然环境等。本试验条件下，基施锌铁肥，籽粒锌含量最高时为25.43 mg·kg-1，未达到推荐含量 40～60 mg·kg-1[24]，且籽粒的铁含量均较对照降低。因此，不建议在该地区通过基施锌铁肥来增加西农805产量和籽粒锌铁含量。在灌浆期叶面喷施锌铁肥，可增加茎秆、叶片等器官对锌铁的储存，促进锌铁在韧皮部的再次转移，明显提高籽粒锌铁含量[25]；叶片储存的锌铁含量增加，提高了光合速率，增多了光合产物，进而产量提高[26-27]。所以，在生产上可以考虑于灌浆期喷施锌铁肥来提高冬小麦的产量及籽粒锌铁含量。

本试验只是于2016-2017年在西北农林科技大学斗口小麦玉米综合试验示范站进行一年试验，且只研究了不同量锌铁及比例对冬小麦西农805产量及籽粒锌铁含量的影响。