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    环保型螯合剂亚氨基二琥珀酸锌盐对小麦的施用效果

    发布时间:2017/08/18 点击量:0

    锌是植物生长所必须的微量元素之一,是植物体内多种酶的的组成成分和活化剂,小麦缺锌后会出现苗期叶片失绿,生长中后期植株矮小,叶小杆脆,根系变黑,成熟后干粒重低并且空秕粒多[1-4]。锌也是人体分布广泛的必须微量元素之一,在生命活动中起着转运物质和能量代谢的作用,缺锌常常会导致多种疾病的发生,包括身体发育迟缓、免疫系统受损,同时可能会导致感染、DNA损伤及癌症发病率的增加,小麦等主要粮食作物的缺锌从而影响到人体锌营养健康[5,6]。据统计,有超过一半的小麦种植在轻度至重度缺锌的土壤上,华北平原地区作为小麦全国的主产区,这一问题尤为凸显[7-10],在高产品种的推广应用中,锌含量的高低更是成了关键因素,提高小麦的锌含量是当今一个紧迫的挑战[11-13]。

        通常给农作物补锌的方式主要有两种,一种是无机锌,例如硫酸锌、硝酸锌等无机盐[14],由于是离子态,在与其他肥料混合施用时,很容易发生化学反应,降低使用效果,而且由于土壤的自身碱性反应和氧化还原反应,使之形成难溶的氢氧化物等,降低其生物学活性,不但起不到补充微量元素的作用,而且还会造成土壤板结,不利于环境保护和农业的可持续发展[15]。另一种是有机锌,主要有()及其二钠盐、()、等螯合剂的螯合锌盐和聚天冬氨酸锌、腐植酸锌等氨基酸类锌盐。这几种有机锌盐效果好,但由于价格昂贵,目前尚未广泛施用[16,17]。

    亚氨基二琥珀酸锌盐,简称IDS-Zn,是一种新型氨基多羧酸补锌剂,由母体IDS和锌盐通过化学方法螯合而成,其结构同EDTA-Zn相似,对农作物补锌效果优良。其母体IDS在1998年由德国的拜耳公司实现工业化生产,良好的金属的螯合性能和生物降解性能获得广泛认可,并获得“2001年美国总统绿色化学挑战奖”,被视为EDTA等传统络合剂的升级替代品,在欧洲等发达地区已经广泛应用[18-20]。IDS结构如图1所示:

     

    图1 IDS分子结构图

    2、材料方法

    2.1、实验地基本情况

    实验与2014年10月至2015年6月在河北省辛集市庞营村进行,实验点海拔20m,属北温带季风半湿润气候,年降水量500-600mm,主要分布在6-9月,年平均气温12.6℃,庞营村土壤为砂质潮土,0-20cm土壤肥力为:有机质6g/kg,速效磷9.8mg/kg,速效钾85mg/kg,pH为8.5,播种前0-20,20-40,40-60,60-80,80-100cm土层硝态氮含量分别为14.6、12.8、12.0、8.5、3.4mg/kg,含量分别为1.0、0.7、0.5、0.7、0.5mg/kg,容重分别为1.45、1.42、1.40、1.40、1.40g/cm3,DTPA-Zn含量为0.45mg/kg,前茬作物为玉米。

    2.2、实验材料

    实验小麦品种为农大399,施用肥料为石家庄双联复合肥和河北阳煤正元化工集团小颗粒白尿素,实验共设5个处理,即:1、普通复合肥底肥40kg/亩,拔节期追普通尿素25kg/亩;2、添加IDS-Zn复合肥底施40kg/亩,拔节期追施普通尿素25kg/亩,其中每亩IDS-Zn使用量为300g。3、普通复合肥底施40kg/亩,拔节期追施添加IDS-Zn尿素25kg/亩,其中每亩IDS-Zn使用量为300g;4、添加IDS-Zn复合肥底施40kg/亩,拔节期追施添加IDS-Zn尿素25kg/亩,其中复合肥和尿素每亩IDS-Zn使用量各为150g,共300g。5、EDTA-Zn复合肥底施40kg/亩,拔节期追施添加普通尿素25kg/亩,其中每亩EDTA-Zn使用量为300g;

    2.3、实验设计与操作方法

    3。2中5个处理各设2次重复,共10个小区,试验各处理在同一区组内随机排列,每个小区面积120m2(5m×24m),每个小区之间、区组间均设置保护行和走道。2014年10月15日用播种机按20cm等行距分区等量进行播种,折合播种量120kg/hm2,种植期间正常田间管理。

    3、结果与分析

    3.1、不同处理对小麦有效穗数、穗均粒数以及穗均净重的影响

    小麦成熟时每个小区随机选取1m2,计算其有效穗数、穗均粒数以及穗均净重,具体结果如表1所示。

    表1 不同处理对小麦有效穗数、穗均粒数以及穗均净重的影响

    编号

    处理

    有效穗数/m2(个)

    亩穗数

    /(万个)

    增量

    /(%)

    穗均粒数

    /个

    增量

    /(%)

    穗均

    净重(g)

    增量

    /(%)

    1

    CK

    469.00

    31.27

     

    28.00

     

    1.2210

     

    2

    IDS-Zn复合肥+普通尿素

    485.00

    32.33

    3。41

    28.97

    3。45

    1.2620

    3.36

    3

    普通复合肥+IDS-Zn尿素

    503.00

    33。53

    7。25

    29。71

    6。11

    1.3000

    6。51

    4

    IDS-Zn复合肥+IDS-Zn尿素

    498.00

    33.2

    6.18

    29.46

    5.22

    1.2788

    4.73

    5

    EDTA-Zn复合肥+普通尿素

    482。00

    32。14

    2。77

    28.55

    1。96

    1.2712

    4.11

    由表1可以看出,各施肥处理穗数均高于对照处理,处理3(普通复合肥+IDS-Zn尿素)有效穗数多,比对照多了2.26万个/亩,增加量为7.25%,穗数增加量显著。处理3(普通复合肥+IDS-Zn尿素)比处理2(IDS-Zn复合肥+普通尿素)多了2000个/亩,可以看出,拔节期尿素追施比复合肥底施效果好,这可能与小麦在拔节期和种子期对锌的需求量不同有关,处理5(EDTA-Zn复合肥+普通尿素)与处理2(IDS-Zn复合肥+普通尿素)效果相当。

    各施肥处理穗数均高于对照处理的原因可能是施肥后,作物对锌的吸收改善了小麦生育的营养条件,对植物体内酶等关键物质的合成起到促进和调节的作用,使穗数、穗粒数以及穗净重均有不同层次的增加。

    3.2、不同处理对小麦百粒重的影响

    小麦成熟时每个小区随机选取1m2,计算其百粒重,具体结果如表2所示。

    表2 不同处理对小麦百粒重的影响

    编号

    处理

    百粒重/g

    增量/(%)

    1

    CK

    4.36

     

    2

    IDS-Zn复合肥+普通尿素

    4.37

    0.23

    3

    普通复合肥+IDS-Zn尿素

    4.41

    1。15

    4

    IDS-Zn复合肥+IDS-Zn尿素

    4.39

    0。69

    5

    EDTA-Zn复合肥+普通尿素

    4.37

    0。23

    由表2可以看出,各施肥处理小麦百粒重均高于对照处理,但增量都不显著。

    3.3、不同处理对产量的影响

    小麦成熟时每个小区随机选取1m2,计算其产量,具体结果如表3所示。

    表3 不同处理对小麦产量的影响

    编号

    处理

    产量/(kg)

    亩产量/(kg)

    增量/(%)

    1

    CK

    0.5845

    389。67

     

    2

    IDS-Zn复合肥+普通尿素

    0.6042

    402。80

    3.37

    3

    普通复合肥+IDS-Zn尿素

    0.6230

    415.31

    6。58

    4

    IDS-Zn复合肥+IDS-Zn尿素

    0.6123

    408。22

    4.76

    5

    EDTA-Zn复合肥+普通尿素

    0.6125

    408。34

    4.79

    由表3可以看出,各施肥处理产量均高于对照处理,处理3(普通复合肥+IDS-Zn尿素)产量增加量多,亩产量增加25.64kg,增加量6.58%,同时,处理3(普通复合肥+IDS-Zn尿素)比处理2(IDS-Zn复合肥+普通尿素)多了12.51kg,这与有效穗数、穗均粒数以及穗均净重的趋势一致,也说明拔节期尿素追施比复合肥底施效果好。处理5(EDTA-Zn复合肥+普通尿素)与处理4(IDS-Zn复合肥+IDS-Zn普通尿素)效果相当。

    3.4、不同处理对小麦籽粒锌含量的影响

    表4 不同处理对小麦籽粒锌含量的影响

    编号

    处理

    籽粒锌含量/mg/kg

    增量/(%)

    1

    CK

    36.1

     

    2

    IDS-Zn复合肥+普通尿素

    53.3

    47.65

    3

    普通复合肥+IDS-Zn尿素

    55.6

    54。02

    4

    IDS-Zn复合肥+IDS-Zn尿素

    54。0

    49.58

    5

    EDTA-Zn复合肥+普通尿素

    54.6

    51.25

    由表4三可以看出,各施肥处理小麦籽粒锌均高于对照处理,对锌的累积量增加明显,均超过45%,效果都很显著,说明通过给小麦施加螯合锌肥,是补充小麦锌含量的有效方式,同时,从处理2、3、4同处理5的对照可以看出,添加IDS-Zn和EDTA-Zn,在增加小麦锌含量方面效果相当,这与IDS-Zn同EDTA-Zn的化学结构相似有关,能够有效的被植物吸收,IDS-Zn是EDTA-Zn的理想替代品。处理2、3、4之间的相互对比可以发现,肥料的施用方式对作物锌含量的累积影响不大,无论底施还是追肥都能够有效增加作物的锌含量,对改善作物品质,实现满足人体健康的锌强化目标有着积极贡献。

    4、小结

    实验结果表明,小麦施用螯合微肥IDS-Zn可以显著提高产量,主要是通过增加小麦的有效穗数、穗均粒数、穗均净重来实现增产,其百粒重变化不大,在本实验下,处理3(普通复合肥+IDS-Zn尿素)的有效穗数、穗均粒数、穗均净重以及产量的增加量大,主要可能是由于补锌的时间对小麦的生长有一定的区别,与小麦在拔节期和种子期对锌的需求量不同有关,这一问题还需要进一步研究。小麦施用螯合微肥IDS-Zn对小麦籽粒的锌含量影响十分明显,增加量达50%左右,这对改善作物品质效果十分明显。在施用螯合肥,作为农作物的补锌剂方面,IDS-Zn是EDTA-Zn的理想替代品。因此,通过施用螯合微肥IDS-Zn,是改善作物锌营养,进一步改善人体锌营养健康的重要途径。

    参考文献

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