碳酸鈣與碳酸氫根對小麥吸收利用鋅素的影響.pdf

1、鋅為動植物正常生長所必需，土壤供鋅不足時，農(nóng)作物及畜產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)都會受到影響，進而影響人體健康。生長在石灰性土壤上的作物容易缺鋅，而CaCO3對鋅吸收的影響很大。在石灰性土壤中，CaCO3與HCO3-之間存在著平衡關(guān)系。小麥(TriticumaestivumL.)是我國北方最重要的糧食作物，主要種植在普遍缺鋅的石灰性土壤上，近年來有人認為，HCO3-可能是石灰性土壤上影響鋅營養(yǎng)過程的最重要因素。本文通過模擬研究方法，把CaCO3或H

2、CO3-添加到營養(yǎng)液中，模擬石灰性土壤的環(huán)境條件，以期弄清Zn與這些化學(xué)因子共存對作物生長的影響，尤其是CaCO3對小麥幼苗Zn吸收以及介質(zhì)中HCO3-濃度和pH的影響。這對于揭示石灰性土壤主要化學(xué)因素與小麥鋅營養(yǎng)的關(guān)系，進而提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)，具有十分重要的意義。本研究通過3個獨立的液培試驗，獲得了以下主要結(jié)論： (1)以霍格蘭營養(yǎng)液為介質(zhì)，在不同的Zn(0、0.016、0.082mg/L)與CaCO3(0、10、30、

3、60mg/L)用量下，將5種基因型冬小麥進行營養(yǎng)液混合培養(yǎng)，探討Zn與CaCO3用量對小麥幼苗生長、Zn吸收及營養(yǎng)液中HCO3-含量和pH的影響。結(jié)果表明，5種基因型冬小麥中，S02-8、遠豐998為缺鋅敏感型，中育6號、小偃22及西雜1號為缺鋅非敏感型，適量供Zn比高量供Zn更有利于小麥生長；低量CaCO3可在一定程度上促進小麥幼苗生長而高量CaCO3會抑制生長，缺鋅敏感型的生長量顯著低于非敏感型，且前者的根冠比小于后者。加入CaCO

4、3后對各基因型小麥Zn吸收量無顯著影響，但隨著供Zn量的增加，根系與地上部吸Zn量也隨之增加，且高量供Zn時Zn在根部大量累積；缺鋅敏感型小麥比非敏感型更易于在根系中累積Zn，而Zn向地上部的轉(zhuǎn)移率遠比非敏感型為低，例如，供鋅0.082mg/L時遠豐998的鋅轉(zhuǎn)移率為10.5％，而中育6號則為30.9％。 高Zn用量在一定程度上抑制小麥植株對P的吸收，P/Zn隨Zn用量的增加而降低。與不供Zn相比，高量供Zn顯著降低了小麥植株根

5、系及地上部的P/Zn，而低量供Zn時，地上部的P/Zn僅有輕微的降低。與不添加CaCO3相比，加入一定量CaCO3后營養(yǎng)液中HCO3-濃度與pH值均有較大幅度上升，并且二者均隨著CaCO3加入量增加而升高。在每10d更換一次營養(yǎng)液的培養(yǎng)過程中，營養(yǎng)液pH值在一日內(nèi)的波動范圍在0.2個pH值單位內(nèi)，但pH值總體上隨著培養(yǎng)天數(shù)推移而呈上升趨勢，10d內(nèi)上升范圍在0.79～2.37個pH值單位之間，每10d為一階段的培養(yǎng)結(jié)束后，不同CaCO3

6、用量間的pH值差異與開始時相比均大為減小。此外，因高量CaCO3抑制小麥幼苗生長，加劇缺Zn癥狀，但又不降低Zn吸收量，據(jù)此推測，高量CaCO3可能通過產(chǎn)生較高濃度的HCO3-而降低植物體內(nèi)所吸收的Zn的生理活性。 (2)為了探明CaCO3對不同基因型小麥幼苗生長及養(yǎng)分吸收的影響，在溫室中采用人工春化后的小麥幼苗進行了水培試驗。結(jié)果表明，缺Zn和在營養(yǎng)液中添加100mg/LCaCO3對小麥分蘗和生長發(fā)育未表現(xiàn)出明顯的不良影響，而

7、供試的三種基因型小麥(遠豐998、中育6號及小偃22)的分蘗數(shù)及長勢有明顯的差異。無論缺Zn還是正常供Zn，添加CaCO3對三種基因型小麥根、莖、葉各部分的Zn含量及吸收量均無顯著性影響，而供Zn會大幅度提高根、莖、葉的Zn含量和吸收量。供Zn和添加CaCO3對小麥幼苗根、莖、葉中磷含量均無顯著性影響。供Zn使小麥根、莖、葉三部分的P/Zn大幅度降低，而添加CaCO3對P/Zn也表現(xiàn)出降低P/Zn的趨勢。添加CaCO3后，小麥葉片葉綠素

8、SPAD值降低21.4％，但對小麥植株的Fe吸收無明顯影響，據(jù)此推測葉綠素SPAD值的降低可能并非由于CaCO3降低了小麥對Fe的吸收而引起，原因有待進一步研究。而供Zn僅能增加小麥根部Fe吸收量，對地上部影響有限，且無論是Fe的吸收量還是含量其根部與地上部的比值在供Zn后均明顯增加，這說明Fe主要累積在小麥的根部，且供Zn加劇了這種累積。所以供Zn并不能緩解缺Fe性失綠癥。 (3)用營養(yǎng)液培養(yǎng)方法研究了供鋅與添加碳酸鈣對不同培

9、養(yǎng)時間三種基因型小麥植株生長和吸鋅量的影響。結(jié)果表明：供鋅使小麥生長旺盛，提高了吸鋅量，供鋅時CaCO3對小麥生長的抑制作用較為有限；營養(yǎng)液中HCO3-的產(chǎn)生主要是由CaCO3的添加引起，也有少部分與小麥的生長有關(guān)；碳酸鈣與小麥生長及鋅營養(yǎng)的相互關(guān)系比較復(fù)雜，初期CaCO3略微促進小麥生長及吸鋅量，而隨著培養(yǎng)時間的延長，成為一種限制因素，且培養(yǎng)時間越長抑制作用越明顯，例如與不添加CaCO3相比，添加CaCO3后小麥植株根、莖、葉三部分的

10、吸鋅量在第一次收獲時分別提高5.5％、15.O％、6.0％，而第二次收獲時則分別降低38.8％、35.9％、21.5％。 (4)試驗采用營養(yǎng)液培養(yǎng)方法，研究了不同的供鋅條件下的兩種小麥基因型(小偃22、鄭麥9023)與一種大麥基因型(西引2號)作物幼苗對三種CaCO3/NaHCO3添加量情況下的生長反應(yīng)。研究結(jié)果表明，大麥對缺鋅的敏感程度較兩種基因型小麥高，HCO3-抑制作物生長，供鋅極大地提高了作物地上部含Zn量，促進作物吸收

11、的Zn從根系向地上部的轉(zhuǎn)移。大麥較兩種基因型小麥在高HCO3-存在時根系向地上部轉(zhuǎn)移率較高，且添加NaHCO3的營養(yǎng)液中作物鋅在根系的累積高于向地上部的轉(zhuǎn)移，添加NaHCO3后小麥的兩種基因型小偃22與鄭麥9023吸收鋅的轉(zhuǎn)移率分別降低24.0％、23.4％，大麥則有所增加，增加值為31.1％。CaCO3/NaHCO3的添加引起營養(yǎng)液中pH值、HCO3-濃度的改變，而供Zn對營養(yǎng)液的化學(xué)性質(zhì)幾乎無影響，在三種不同的CaCO3/NaHCO