| 马铃薯(Solanum tuberosum L.)是世界第四大粮食作物。2015年中国正式启动马铃薯主粮化战略,其核心内容是提高马铃薯单产水平以及营养品质。在当前农业生产领域中,鉴于农田土壤缺锌问题普遍,增施锌肥是促进作物增产提质的重要措施之一,并已在水稻、小麦、玉米等作物上取得了良好的应用效果。在马铃薯主粮化背景下,探究外源锌对马铃薯生长发育及块茎锌营养的影响有其重要意义。本研究以马铃薯为试验材料,通过营养液培养、盆栽及田间试验,研究了锌对马铃薯生长发育的影响及其生理作用,外源锌对马铃薯锌吸收分配及块茎营养品质的影响,不同施锌方式和锌源对不同品种马铃薯产量、块茎锌含量及锌生物有效性的影响。旨在为科学运筹锌肥,促进马铃薯增产提质,实现马铃薯块茎富锌提供理论指导。研究取得的主要结果如下:1.缺锌导致马铃薯生长发育受阻。马铃薯脱毒组培苗在缺锌营养液(0μmol/L ZnSO_4·7H_2O)中处理14天,根系伸长生长状况不良,总根长、根表面积及根系活力均显著下降。缺锌处理46天,地上部出现叶片变小、失绿黄化、顶端小叶簇生症状,其功能叶叶面积、总叶绿素含量明显减少,光合速率显著下降。对缺锌马铃薯中位叶喷施0.2%硫酸锌水溶液,恢复供锌处理7天,上位叶和下位叶锌含量分别较喷施前增加35.16%、53.77%,但马铃薯未恢复正常生长。2.缺锌降低了马铃薯活性氧清除能力,并导致细胞膜脂过氧化程度加剧,碳氮代谢异常。缺锌马铃薯叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性显著下降,过氧化物酶(POD)活性上升,丙二醛(MDA)、游离脯氨酸(Pro)及游离氨基酸含量显著增加,可溶性糖、全氮及可溶性蛋白含量显著下降。3.不同施锌方式下,外源锌(ZnSO_4·7H_2O)可促进马铃薯干物质积累,改善块茎营养品质,并显著提高不同品种马铃薯锌含量及锌生物有效性。叶面施锌总锌利用率是土壤施锌的9.65～24.71倍。土壤施锌使马铃薯块茎锌含量增加0.77～9.63 mg/kg,平均增幅29.95%,植株总锌累积量平均增加61.37%;叶面施锌使块茎锌含量增加3.34～11.57 mg/kg,平均增幅63.26%,植株总锌累积量平均增加151.04%。与不施锌处理及土壤施锌处理相比,叶面施锌使马铃薯块茎植酸/锌摩尔比下降38.89%～51.20%、27.65%～43.26%。4.叶面喷施不同锌源显著提高了马铃薯锌含量,并改善了田间马铃薯生理状况,有机螯合锌肥处理块茎锌含量增幅大于无机锌肥处理。硫酸锌(ZnSO_4)、柠檬酸锌(CA-Zn)、脯氨酸锌(PRO-Zn)和壳寡糖锌(COS-Zn)处理使马铃薯叶片相对电导率下降,丙二醛(MDA)和游离脯氨酸(Pro)含量显著减少,可溶性蛋白含量显著增加。CA-Zn、PRO-Zn、COS-Zn处理茎叶、根及块茎锌浓度增幅大于ZnSO_4处理。收获后CA-Zn处理块茎锌浓度为17.06 mg/kg,较ZnSO_4处理高8.53%,差异显著;PRO-Zn和COS-Zn处理块茎锌浓度为16.13 mg/kg、16.44 mg/kg,分别较ZnSO_4处理高2.61%和4.58%,差异不显著。5.外源施锌处理下,10个参试马铃薯品种产量及锌含量变化差异明显。土壤施锌和叶面施锌分别使马铃薯平均增产7.20%和6.52%,其中,华薯3号在不同施锌方式下增产幅度均最高。不施锌肥处理下,各马铃薯品种块茎锌含量在9.12mg/kg～15.71 mg/kg之间。土壤施锌处理下,各品种锌含量变幅增至9.89mg/kg～20.35 mg/kg,变异系数在0.60%～6.10%之间,其中华薯9号锌含量最高,08CA-9635-19锌含量最低。叶面施锌处理下,各品种锌含量变幅增至16.20mg/kg～24.68 mg/kg,变异系数在1.83%～5.29%之间,其中夏波蒂锌含量最高,大西洋锌含量最低。 |
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