叶面喷锌时期对不同夏玉米品种植株微量元素含量及分配的影响

张盼盼，乔江方，，李 川，张美微，牛 军，何佳雯

（1.河南省农业科学院 粮食作物研究所，河南 郑州 450002；2.郑州大学 农学院，河南 郑州 450001）

玉米是我国第一大粮食作物，对保障我国粮食安全有重要的意义。近年来，玉米产量稳步提升，但过度重视产量增加，却忽视了微量营养元素含量的均衡提高[1]，玉米籽粒中微量元素含量直接或间接地影响玉米营养品质。微量元素与人体健康的关系密切，部分人群存在不同程度的微量元素缺乏，即隐性饥饿。微量元素缺乏会影响人体健康，出现抵抗力降低等问题[2]。因此，增加玉米中微量营养元素含量对于改善人体对微量元素的摄入量和均衡营养有着重要意义[3-4]。

目前，通过育种或栽培措施提高粮食作物中人体所需微量营养元素铜、锰、铁、锌含量，是改善人体对微量营养元素摄入的一项重要措施。与其他谷类作物相比，玉米具有很高的生物量和产量，且对缺锌反应敏感[5]。缺锌会影响玉米叶片生长发育，减缓植株生育进程，降低玉米的光合强度和产量等相关性状[6]。大田条件下，通过土壤施锌和叶面喷锌等补施锌肥的措施，可以促进玉米生长发育，提高玉米光合生产能力，延缓植株衰老，并提高微量元素的运转能力和籽粒锌等微量元素含量及籽粒产量[7-9]。河南省农业科学院粮食作物研究所玉米养分利用课题组前期研究结果表明，与不施锌处理相比，喷锌处理夏玉米果穗凸尖长显著减少，植株干质量、千粒质量和产量提高，其中，拔节期和大口期1∶1 喷锌处理籽粒锌含量平均提高了34.3%[10]。

河南是我国重要的粮食大省，玉米种植面积和总产量居全国第2 位，其玉米籽粒中微量元素营养品质对我国人民的健康有重要影响。叶面喷施锌肥是补充玉米籽粒锌含量的重要措施，目前关于叶面喷锌的研究大多集中于不同锌肥施用量和施用方式对玉米产量和锌含量的影响方面[11-15]，关于不同叶面喷锌时期对不同夏玉米品种植株锌和其他微量元素含量及分配的影响研究还未见报道。为此，以河南省10 个主栽品种为试验材料，分析不同叶面喷锌时期对夏玉米植株微量元素含量及分配的影响，研究产量与籽粒微量元素含量间的关系，为叶面锌肥在夏玉米生产上的合理应用提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况及试验材料

试验于2021 年6—9 月在河南省周口市西华县农 业 科 学 研 究 所 试 验 基 地（33°45′44″N、114°26′49″E）进行。供试土壤为黄褐土，含全氮1.4 g/kg、碱解氮87.4 mg/kg、速效磷20.3 mg/kg、速效钾254.0 mg/kg、有机质20.6 g/kg、DTPA-Zn 0.62 mg/kg，pH 值为8.42。

供试夏玉米品种为黄淮海地区种植面积较大的10 个品种，分别为登海605（V1）、迪卡653（V2）、先玉335（V3）、秋乐618（V4）、伟科702（V5）、隆平638（V6）、裕丰303（V7）、德单5 号（V8）、郑单958（V9）和谷神玉66（V10）。

供试肥料为长效控释复合肥（28-6-6，山东利农肥业有限公司生产）、锌肥（ZnSO4·7H2O，分析纯）。

1.2 试验设计

采用裂区设计，主因素为叶面喷锌时期，分别为不喷锌（Zn0）、苗期和拔节期1∶1喷施锌肥（Zn1）、拔节期和大口期1∶1喷施锌肥（Zn2）、大口期喷施锌肥（Zn3）4 个处理；副因素为10 个夏玉米品种。共40 个处理，3 次重复。锌肥施用量为4.5 kg/hm2，喷施质量浓度为3 g/L，不喷锌处理在苗期、拔节期和大口期喷施等量的蒸馏水，时间选择在晴天的下午或傍晚，以保证喷施效果。所有处理在玉米稳苗后开沟机施长效控释复合肥600 kg/hm2。每小区为6行区，行间距为0.6 m，行长为5 m，种植密度为67 500 株/hm2。其他管理措施同当地大田生产，每项田间管理措施均在同一天内完成。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 干质量 在成熟期，选取有代表性、长势一致的5 株夏玉米，将植株地上部分成籽粒和其他组织两部分，称鲜质量，烘干后称干质量。

1.3.2 微量元素含量 将烘干后的植株样品粉碎装袋，采用ICP-OES 法测定铜、锰、铁、锌含量，并计算微量元素收获指数。

1.3.3 产量 选取小区中间2行夏玉米果穗全部收获，晒干后脱粒，测定籽粒质量和含水率，折合含水率（14%）计算产量。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel 2010 和SPSS 22 软件进行统计、分析，分别用LSD法和Duncan’s 新复极差法进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 叶面喷锌时期对不同夏玉米品种植株微量元素含量的影响

2.1.1 铜含量 不同喷锌处理夏玉米籽粒和其他组织中铜含量如表1 所示。从表1 可以看出，夏玉米籽粒中铜含量平均为4.09 mg/kg；所有喷锌处理中，Zn2 处理夏玉米籽粒中铜含量最高，平均为5.12 mg/kg，显著高于Zn0 处理，其他喷锌处理与Zn0 处理无显著差异；所有夏玉米品种中，V2 籽粒中铜含量最高，平均为9.71 mg/kg，显著高于其他品种，其次是V10（5.23 mg/kg），V3 和V7 最低（2.27 mg/kg）。对于不同夏玉米品种，V1 和V10 均以Zn3 处理籽粒中铜含量最高，V3 和V9 均以Zn1 处理最高，其他品种均以Zn2 处理最高。对于不同喷锌处理，各喷锌处理均以V2 籽粒中铜含量最高，显著高于其他品种；Zn1 处理以V9 次之，Zn0、Zn2 和Zn3 处理均以V10次之，Zn0处理V9，Zn2处理V8、V5、V6、V1，Zn3处理V1 均与V10 无显著差异；Zn0 和Zn2 处理均以V3、Zn1处理以V4、Zn3处理以V7最低。

表1 叶面喷锌时期对不同夏玉米品种植株铜含量的影响Tab.1 Effect of foliar Zn stages on the Cu concentration in plant of different summer maize varieties mg/kg

除籽粒外其他组织中铜含量平均为24.71 mg/kg（表1）；喷锌对其他组织中铜含量无显著影响；所有夏玉米品种中，V5 其他组织中铜含量最高，平均为33.11 mg/kg，显著高于其他品种，其次是V10（30.63 mg/kg），V3、V1 和V4 较低。对比不同品种，V1 以Zn2处理、V4以Zn1处理其他组织中铜含量最高，除V8 其他组织中铜含量表现为Zn0 处理显著低于喷锌处理外，其他品种大多以Zn0 处理其他组织中铜含量最高。对于不同喷锌处理，总体上V5 其他组织中铜含量最高，Zn1 处理V10、V9 和Zn3 处理V10与之无显著差异；Zn0 处理以V1、Zn1 处理以V3、Zn2 处理以V4、Zn3 处理以V3 最低，分别为19.38、16.62、18.21、17.16 mg/kg。

2.1.2 锰含量 不同喷锌处理夏玉米籽粒和其他组织中锰含量如表2 所示。从表2 可以看出，夏玉米籽粒中锰含量平均为4.87 mg/kg；与Zn0 处理相比，Zn2、Zn1 处理籽粒中锰含量无显著差异，以Zn2处理较高，Zn3 处理（3.64 mg/kg）显著降低；所有夏玉米品种中，V10 籽粒中锰含量最高，平均为9.56 mg/kg，显著高于其他品种，V7 最低（1.89 mg/kg），其次是V9（2.73 mg/kg）。对于不同夏玉米品种，V1、V6 和V7 均以Zn2 处理籽粒中锰含量最高，V8、V9、V10 均以Zn1 处理最高，V3、V4 和V5 均以Zn0 处理最高，V2不同处理间差异不显著。对于不同喷锌处理，总体上V10 籽粒中锰含量最高，Zn0 处理V3、V4、V5 和Zn2 处理V6 与之无显著差异；Zn1 处理以V7，Zn2处理以V9，Zn3处理以V7最低，平均值分别为1.43、1.07、1.60 mg/kg。

表2 叶面喷锌时期对不同夏玉米品种植株锰含量的影响Tab.2 Effect of foliar Zn stages on the Mn concentration in plant of different summer maize varieties mg/kg

从表2 可以看出，除籽粒外其他组织中锰含量平均为89.35 mg/kg；所有喷锌处理中，Zn3处理其他组织中锰含量最高，平均为93.22 mg/kg，显著高于其他处理，其他处理间无显著差异；所有夏玉米品种中，V10其他组织中锰含量最高，平均为123.32 mg/kg，显著高于其他品种，其次是V9（105.00 mg/kg），V1、V4和V8 较低。对于不同夏玉米品种，V1 以Zn2 处理、V10 以Zn0 处理、V9 以Zn1 处理其他组织中锰含量最高，V5 和V7 均以Zn3 处理最高。对于不同喷锌处理，总体上V10 其他组织中锰含量最高，Zn1 处理V9和Zn3处理V5与之无显著差异；V4最低，Zn1处理V1、Zn2 处理V8 和V9、Zn3 处理V1 和V8 与之无显著差异。

2.1.3 铁含量 不同喷锌处理夏玉米籽粒和其他组织中铁含量如表3 所示。从表3 可以看出，夏玉米籽粒中铁含量平均为30.87 mg/kg；相对于Zn0 处理来说，Zn2 处理籽粒中铁含量提高，Zn3、Zn1 处理降低，差异均不显著；所有夏玉米品种中，V5、V6 籽粒中铁含量较高，平均值分别为51.42、52.24 mg/kg，V2 和V4 较低。对于不同夏玉米品种，V1 和V6 均以Zn2处理籽粒中铁含量最高，V2和V9分别以Zn3和Zn1 处理籽粒中铁含量最高。对于不同喷锌处理，Zn0 处理以V5 籽粒中铁含量最高，V7 最低；Zn1处理以V5、V8、V9 较高，V4 最低；Zn2 处理以V6 最高，其次是V5；Zn3处理以V3最高，V7最低。

除籽粒外其他组织中铁含量平均为33.49 mg/kg（表3）；喷锌对其他组织中铁含量无显著影响；所有夏玉米品种中，V8、V9 其他组织中铁含量较高，平均值分别为37.94、37.24 mg/kg，V3 最低（35.97 mg/kg）。对于不同夏玉米品种，V2 和V8 均以Zn3 处理，V5 和V9 均以Zn1 处理、V6 和V10 均以Zn0处理其他组织中铁含量最高。对于不同喷锌处理，Zn0 处理以V10、Zn1 处理以V9、Zn2 处理以V9、Zn3 处理以V8 最高，平均值分别为44.35、44.55、37.78、53.09 mg/kg。

表3 叶面喷锌时期对不同夏玉米品种植株铁含量的影响Tab.3 Effect of foliar Zn stages on the Fe concentration in plant of different summer maize varieties mg/kg

2.1.4 锌含量 不同喷锌处理夏玉米籽粒和其他组织中锌含量如表4 所示。从表4 可以看出，夏玉米籽粒中锌含量平均为38.40 mg/kg；喷锌显著提高了籽粒中锌含量，以Zn2处理最高，显著高于其他处理；所有夏玉米品种中，V10 籽粒中锌含量最高，显著高于其他品种，V3、V4、V6、V7较低。对于不同夏玉米品种，V1 籽粒中锌含量以Zn3 处理最高，V6 以Zn1 处理最高，V2、V3、V4、V5、V7 和V8 均以Zn2 处理最高；V1、V2 和V10 均以Zn0 处理最低，V4 和V9则分别以Zn3 和Zn2 处理最低。对于不同喷锌处理，Zn0 处理以V9 籽粒中锌含量最高，Zn1 和Zn3 处理以V10 最高，Zn2 处理以V2 最高，V10、V8、V5 与之差异不显著；Zn0 处理以V7 最低，Zn1 处理以V3最低，Zn2 处理以V9 最低，Zn3 处理以V3、V4、V6、V7较低。

表4 叶面喷锌时期对不同夏玉米品种植株锌含量的影响Tab.4 Effect of foliar Zn stages on the Zn concentration in plant of different summer maize varieties mg/kg

除籽粒外其他组织中锌含量平均为49.35 mg/kg（表4）；喷锌提高了其他组织中锌含量，Zn3、Zn2 处理达到显著水平，具体表现为Zn3＞Zn2＞Zn1＞Zn0；所有夏玉米品种中，V7 其他组织中锌含量最高，平均为71.91 mg/kg，V1、V5、V8 较低。对于不同夏玉米品种，V1其他组织中锌含量以Zn2处理最高，V2、V6、V7、V9 和V10 其他组织中锌含量均以Zn3 处理最高；V8 以Zn0 处理最低。对于不同喷锌处理，Zn0、Zn1、Zn3 处理分别以V10、V9、V7 其他组织中锌含量最高，Zn2 处理以V3、V4、V7、V10 较高；Zn0、Zn1 和Zn2 处理均以V8 最低，Zn3 处理以V1、V3、V4、V5较低。

2.2 叶面喷锌时期对不同夏玉米品种植株微量元素累积量和收获指数的影响

2.2.1 微量元素累积量 图1 显示，夏玉米籽粒中铜累积量平均为31.13 g/hm2；喷锌处理以Zn2 处理籽粒中铜累积量最高，平均为42.01 g/hm2，较Zn1 和Zn3 处理分别提高了38.2%和65.0%；各品种以V2籽粒中铜累积量最高，平均为77.63 g/hm2，其次为V8 和V5，V3 和V7 较低。对于夏玉米品种，V1 籽粒中铜累积量以Zn3 处理最高，V5、V6 和V8 均以Zn2处理最高，V1 以Zn0 处理最低，V5、V6 和V7 均以Zn2 处理最低。Zn0—Zn3 处理均以V2 籽粒中铜累积量最高，平均值分别为69.30、73.80、88.20、79.20 g/hm2，分别以V3、V4、V9、V6 最低，平均值分别为7.65、14.18、19.80、6.08 g/hm2。除籽粒外其他组织中铜累积量平均为199.07 g/hm2；喷锌对其他组织中铜累积量无明显影响；所有夏玉米品种中，V5 其他组织中铜累积量最高，平均为259.31 g/hm2，其次是V7（211.50 g/hm2），以V1 最低（146.81 g/hm2）。对于夏玉米品种，V1 和V3 其他组织中铜累积量均以Zn2处理、V5以Zn0处理、V8以Zn3处理、V10以Zn1处理最高，V1 和V3 均以Zn3 处理、V10 以Zn0 处理最低。对于喷锌处理，Zn0、Zn1、Zn2 处理其他组织中铜累积量均以V5 最高，分别为308.25、245.25、256.50 g/hm2，Zn3 处理以V8 最高，为236.25 g/hm2；所有处理均以V1最低。

图1 叶面喷锌时期对不同夏玉米品种植株微量元素累积量的影响Fig.1 Effect of foliar Zn stages on the trace elements accumulation in plant of different summer maize varieties

由图1 可以看出，夏玉米籽粒中锰累积量平均为45.97 g/hm2；喷锌对夏玉米籽粒中锰累积量无明显影响；所有夏玉米品种中，V4 籽粒中锰累积量最高，其次是V10 和V5。对于夏玉米品种，V4 籽粒中锰累积量以Zn3 处理、V6 以Zn2 处理、V7 和V9 均以Zn1 处理最高，V 7 以 Zn3处理最低。不同喷锌处理下，各夏玉米品种籽粒中锰累积量表现不一致，Zn0、Zn1、Zn2、Zn3处理分别以V4、V7、V6、V4最高，分别以V8、V1、V9、V7 最低。除籽粒外其他组织中锰累积量平均为721.18 g/hm2；喷锌对其他组织中锰累积量无明显影响；所有夏玉米品种中，V2、V3、V10 其他组织中锰累积量较高，V1 最低。对于夏玉米品种，V5、V8 其他组织中锰累积量分别以Zn1、Zn3处理最高，V5以Zn0处理最低。对于喷锌处理，Zn0 处理以V10 其他组织中锰累积量最高，平均为843.75 g/hm2，以V8 最低，平均为506.28 g/hm2；Zn1处理以V6 最高，平均为906.75 g/hm2，以V1 最低，平均为540.00 g/hm2；Zn2 处理以V2、V3、V10 较高，以V1、V6、V8 较低；Zn3 处理以V3、V7 较高，以V1最低。

由图1 可以看出，夏玉米籽粒中铁累积量平均为227.65 g/hm2；喷锌处理以Zn3 处理夏玉米籽粒中铁累积量最高，平均为252.97 g/hm2，较其他处理平均提高了15.4%；所有夏玉米品种中，V5 籽粒中铁累积量最高，平均为382.46 g/hm2，其次是V8（279.84 g/hm2），以V10最低（137.43 g/hm2）。对于夏玉米品种，V1 和V6 籽粒中铁累积量均以Zn2 处理最高，V2 和V5 均以Zn3 处理最高，V9 以Zn1 处理最高，V2 和V6 均以Zn1 处理最低。对于喷锌处理，Zn0 处理以V5 籽粒中铁累积量最高，V10 最低；Zn1处理以V8、V5 较高，以V7 最低；Zn2 处理以V1、V5较 高，以V10、V3、V2 较 低；Zn3 处 理 以V3 最 高（413.24 g/hm2），其次是V6 和V8。除籽粒外其他组织中铁累积量平均为272.20 g/hm2；喷锌对其他组织中铁累积量无明显影响；所有夏玉米品种中，V2 最高，平均为323.27 g/hm2，V10 最低（207.28 g/hm2）。对于夏玉米品种，V1 其他组织中铁累积量以Zn 0 处理最高，V 5 和 V9 均以 Zn1 处理最高，V 8 以 Zn3处理最高，V1 和V9 均以Zn3 处理最低。对于喷锌处理，Zn0处理以V2、V4、V6和V9其他组织中铁累积量较高，以V5 最低；Zn1 处理以V5（374.63 g/hm2）最高，以V1、V3、V10较低；Zn2处理以V7、V2较高，以V10最低；Zn3 处理以V8（466.20 g/hm2）最高，以V1、V10较低。

本研究发现，夏玉米籽粒中锌累积量平均为300.66 g/hm2（图1）；喷锌处理夏玉米籽粒中锌累积量表现为Zn2＞Zn3＞Zn1＞Zn0，Zn2 处理分别较Zn3、Zn1 和Zn0 处理提高了14.8%、32.5%和50.6%；所有夏玉米品种中，籽粒中锌累积量表现为V2 和V8 较高，V3 和V6 较低。对于夏玉米品种，V1 和V9 籽粒中锌累积量均以Zn3 处理最高，除此以外其他品种均以Zn2 处理最高，V1、V2、V8 和V10 均以Zn0 处理最低。对于喷锌处理，Zn0 处理以V4 和V9 较高，Zn1 处理以V5 最高，Zn2 处理以V2 最高，Zn3 处理以V2 和V9 较高，分别以V10、V3、V9、V3 最低。除籽粒外其他组织中锌累积量平均为406.41 g/hm2；所有喷锌处理中，Zn3处理其他组织中锌累积量最高，平均为677.70 g/hm2，较Zn2处理提高了40.1%，较Zn1和Zn0处理均提高了2.28倍；所有夏玉米品种中，V7其他组织中锌累积量最高，平均为632.81 g/hm2，其次是V6（531.00 g/hm2），V1 最低（266.63 g/hm2）。对于夏玉米品种，V1、V2、V3、V4 和V5 其他组织中锌累积量均表现为Zn2、Zn3＞Zn1、Zn0，V6、V7、V8 和V9均以Zn3 处理最高，而V8 和V9 则均以Zn0 处理最低。不同施锌处理下各夏玉米品种其他组织中锌累积量表现不一致，Zn0 处理以V3 和V7 较高，平均为307.13 g/hm2，以V8 最低（74.25 g/hm2）；Zn1 处理以V6 和V9 较高，平均为394.88 g/hm2，以V1、V2 和V8 较低；Zn2 处理以V3 和V4 较高，平均为704.25 g/hm2，以V8 和V9 较 低；Zn3 处 理 以V7（1 293.75 g/hm2）最高，以V1最低（301.50 g/hm2）。

2.2.2 微量元素收获指数 不同叶面喷锌时期对不同夏玉米品种植株微量元素收获指数的影响如表5 所示。从表5 可以看出，铜、锰、铁和锌的收获指数平均值分别为13.30%、5.86%、16.93% 和46.98%。对于铜收获指数来说，喷锌处理表现为Zn2 处理最高，平均为16.99%，显著高于其他处理，分别较Zn1 和Zn3 处理提高28.2%和52.8%；所有夏玉米品种中，V2 最高，平均为27.85%，显著高于其他品种，其次是V1（16.06%）。对于夏玉米品种，V1铜收获指数以Zn3 处理最高，V3 以Zn1 处理最高，V6、V7 和V8 均以Zn2 处理最高；V1 和V3 均以Zn0处理最低，V5、V6、V7 和V8 均以Zn3 处理最低。对于喷锌处理，V2 铜收获指数最高，显著高于其他品种，Zn0、Zn1、Zn2和Zn3处理分别为26.55%、26.23%、29.23%和29.41%；Zn0 处理以V3 最低，Zn1 处理以V4 和V10 较低，Zn2 处理以V9 最低，Zn3 处理以V7和V6较低。

由表5可以看出，对于锰收获指数来说，喷锌时期对其无显著影响；所有夏玉米品种中，V4最高，为14.07%，显著高于其他品种，V9 最低（2.42%）。对于夏玉米品种，V1 和V6 锰收获指数均以Zn2 处理最高，V3 以Zn0 处理最高，V7、V8、V9 和V10 均以Zn1 处理最高；V1 锰收获指数以Zn1 处理最低，V5和V7 均以Zn3 处理最低。对于喷锌处理，Zn0 和Zn3 处理均以V4 锰收获指数最高，分别为23.03%和27.21%，总体上其他品种间差异不显著；Zn1 处理以V7 锰收获指数最高，为11.18%，其他处理间差异不显著；Zn2 处理以V6 锰收获指数最高，为12.45%，以V9最低。

由表5 可以看出，对于铁收获指数来说，Zn1—Zn3处理与Zn0处理无显著差异，Zn2、Zn3处理显著高于Zn1 处理；所有夏玉米品种中，V5 最高，平均为25.59%，显著高于其他品种，V2和V6较低。对于夏玉米品种，V1 和V4 铁收获指数均以Zn2 处理最高，V2和V6均以Zn3处理最高，V5以Zn0处理最高，V8和V9 均以Zn1 处理最高；V5、V6 和V7 均以Zn1 处理最低，V8、V9 和V10 均以Zn0 处理最低。对于喷锌处理，Zn0 处理以V5（34.89%）最高，Zn1 处理以V8（23.43%）最高，Zn2 处理以V1（29.85%）和V5（27.46%）较 高，Zn3 处 理 以V3（25.70%）和V6（26.36%）较高。

对于锌收获指数来说，喷锌处理表现为Zn0、Zn1 处理间差异不显著，显著高于Zn2、Zn3 处理，Zn3 处理最低（表5）；所有夏玉米品种中，V8 最高，平均为62.25%，V3、V6、V7 较低，平均为36.66%。对于夏玉米品种，V1、V3 和V7 锌收获指数均以Zn1处理最高，V4、V8 和V9 均以Zn0 处理最高，而V2、V6、V7、V8 和V10 则均以Zn3 处理最低。对于喷锌处理，Zn0、Zn1 和Zn2 处理均以V8 最高，分别为79.52%、68.98%和68.07%；Zn3 处理以V1 最高，为50.38%；Zn0 和Zn1 处理分别以V3 和V6 最低，Zn2处理以V3、V4、V6、V7 较低，Zn3 处理以V6 和V7较低。

表5 叶面喷锌时期对不同夏玉米品种微量元素收获指数的影响Tab.5 Effect of foliar Zn stages on the harvest index of trace elements of different summer maize varieties %

2.3 叶面喷锌时期对不同夏玉米品种产量的影响

本研究发现，夏玉米产量平均为8.54 t/hm2（表6）；Zn0 处理夏玉米产量最低（8.12 t/hm2），显著低于喷锌处理，Zn3 和Zn2 处理较高，平均值分别为8.86 t/hm2和8.73 t/hm2，分别较Zn0 处理提高4.7%、3.2%；所有夏玉米品种中，V7 产量（10.30 t/hm2）最高，V10（6.45 t/hm2）最低。对于夏玉米品种，V1、V9和V10 产量均以Zn2 处理最高，V2、V4、V5 和V6 均以Zn3 处理最高，V8 以Zn1 处理最高；V2 和V18 均以Zn0处理最低。对于喷锌处理，Zn0、Zn1和Zn2处理均以V7 产量最高，显著高于其他品种（Zn2 处理V4 除外）；Zn3 处理以V4、V6 和V7 较高，平均为10.22 t/hm2；Zn0—Zn3 处理均以V10 最低，分别为5.90、6.02、7.15、6.73 t/hm2。

表6 叶面喷锌时期对不同夏玉米品种产量的影响Tab.6 Effect of foliar Zn stages on the yield of different summer maize varieties t/hm2

2.4 夏玉米植株中微量元素含量与产量的相关性分析

由表7 可知，夏玉米产量与籽粒锌含量及其他组织铜、锰含量呈显著或极显著负相关，相关系数分别为-0.325、-0.358、-0.528；籽粒锌含量与籽粒铜含量及其他组织铜、锰含量呈显著或极显著正相关，相关系数分别为0.666、0.430、0.366；籽粒锰含量与籽粒铁含量、其他组织铜含量与其他组织锰含量均呈极显著正相关，相关系数分别为0.883、0.595。

表7 夏玉米植株微量元素含量与产量的相关系数Tab.7 Correlation coefficient between trace elements concentration in plant and yield of summer maize

3 结论与讨论

玉米是我国第一大粮食作物，籽粒中微量元素含量影响其营养品质。本研究发现，10个夏玉米品种籽粒中铜、锰、铁、锌含量平均值分别为4.09、4.87、30.87、38.40 mg/kg。而在石灰性褐土上进行的盆栽试验中，曹桂元[16]研究发现，玉米籽粒中铜、锌、铁、锰含量分别为10.77、50.23、69.67、5.83 mg/kg，均高于本研究结果；栗褐土上的定位试验结果表明，玉米籽粒铁含量在30.66～43.09 mg/kg，锰含量在9.53～10.50 mg/kg，锌含量在5.99～6.43 mg/kg，铜含量在8.43～8.99 mg/kg，铜和锰含量也高于本研究结果，但锌含量则明显偏低；新疆维吾尔自治区玉米籽粒中矿质元素含量差异较大，锌和铁含量平均值分别为13.2 mg/kg 和9.1 mg/kg，低于本研究结果。陈洁[17]研究发现，雅安市试验点99 个玉米杂交种铁和锌含量平均值分别为19.47 mg/kg 和26.23 mg/kg，西昌市试验点则分别为28.86 mg/kg 和24.28 mg/kg。微量元素含量产生差异的原因可能是所选用的品种类型、试验点土壤有效锌含量或气候条件明显不同。

玉米是一种对缺锌比较敏感的粮食作物。施用锌肥对玉米生长发育有重要影响。研究发现，玉米生长过程中，施用锌肥能提高玉米地上部干物质累积量和总锌累积量[18]，关键期喷施锌肥可以增加玉米籽粒产量和籽粒中锌含量、吸收量和积累量[19-20]，河南省农业科学院粮食作物研究所玉米养分利用课题组前期研究也发现类似现象[10]。产生这种现象的生理基础可能是，施锌可以促进玉米植株生长发育，提高光合作用效率，促进植株健壮、早熟及营养元素的累积和转运，延缓叶片和茎秆的衰老，进而提高玉米籽粒产量和锌累积量。赵海蓓[21]研究发现，叶面喷锌时期对玉米锌吸收的影响程度大于喷施次数，本试验就此开展了关于不同喷锌时期对夏玉米植株微量元素含量及分配的影响研究。结果表明，叶面喷锌能显著提高籽粒中锌含量，其中，拔节期和大口期1∶1 喷锌处理籽粒中锌累积量较不喷锌处理提高了50.6%；与不喷锌处理相比，拔节期和大口期1∶1喷锌处理显著提高了籽粒中铜含量，并提高了籽粒中铜累积量，但对籽粒中锰含量及累积量无明显影响，大口期喷施锌肥则明显提高了籽粒中铁累积量但对籽粒铁含量无显著影响。拔节期和大口期1∶1 喷施锌肥能同时提高籽粒中铜、铁和锌的累积量，是一种提高玉米籽粒矿质营养的有效措施。本研究还发现，不同夏玉米品种对不同时期喷锌处理的响应不一致。前人也发现，对于富锌品种，叶面喷施锌肥不影响玉米对锰的吸收，但显著抑制对铜的吸收；对于低锌品种，叶面喷锌对锰吸收的影响未达到显著水平，对铜吸收的影响存在基因型差异[22]。

本研究发现，叶面喷锌后夏玉米籽粒中锌累积量明显增加，而其他组织中的锌累积量也明显增加，锌的收获指数平均为46.98%。其中，拔节期和大口期1∶1 喷锌处理、大口期喷锌处理锌收获指数显著低于不喷锌处理及苗期和拔节期1∶1 喷锌处理。王建伟[14]研究也发现，叶面喷锌提高了玉米茎、叶、鞘中锌累积量，但降低了锌收获指数。然而，李萌[19]研究发现，在玉米关键期喷锌，籽粒中锌积累量增加，收获指数也显著增加，表明籽粒中锌的累积速率更高。这是否与叶面喷锌量、喷施时期以及锌在植株体内运转障碍因子有关，需进一步加以验证。

随着籽粒产量的增加，籽粒中微量元素浓度会明显下降，籽粒产量与微量元素含量呈负相关关系，这就是产量的稀释效应。夏海勇等[23]研究发现，玉米籽粒产量与铁、铜含量呈显著负相关；黄玉芳等[24]也发现，玉米籽粒产量与锰含量呈显著负相关。本研究发现，玉米籽粒产量与锌含量呈显著负相关。然而，夏海勇等[23]研究还发现，玉米籽粒产量与锰、锌含量不相关；黄玉芳等[24]研究也发现，籽粒产量与铁、铜、锌含量的关系未达到显著水平；陈洁[17]研究同样发现，玉米籽粒产量与铁、锌含量的相关性不明显。本研究结果也表明，夏玉米产量与籽粒铜、锰、铁含量的关系均不显著。表明籽粒干物质增加引起的微量元素稀释效应的影响因素较多，这是否与籽粒对微量元素的吸收和利用有关，还有待进一步验证。

前人研究发现，粮食作物中的锌含量与铁含量存在正相关关系[25-26]。这可能是因为植物根系对锌和铁的吸收存在着相同机制，即根系分泌低分子质量次生氨基酸类物质如麦根酸，螯合活化土壤中的难溶性铁或锌，采用相同的运输途径转运至地上部，利用相同的路径对铁和锌进行利用和累积，因此，锌和铁存在明显的协同效应和依存性。然而，本研究发现，夏玉米籽粒中锌含量和铁含量关系并不显著，这与毛红艳等[27]的研究结果相同。产生这种差异的原因，可能是采用的品种数量较多，每个品种对锌的利用程度不同，综合分析时品种间的差异较大，掩盖了元素间的关系；另外，本研究仅采用了喷施锌肥的处理，因此与铁累积相比，锌的累积会更明显，锌、铁吸收的同步性受到一定影响，最终导致了锌含量和铁含量的相关性不显著。

综上所述，在黄淮海夏玉米生产中，拔节期和大口期1∶1 叶面喷施锌肥能够提高夏玉米籽粒中铜、铁、锌等微量元素的累积量和产量，达到籽粒产量和矿质元素营养品质同步提高的目的，可在大田中进行推广应用。