微量元素錳對小麥生長發育的影響研究進展

張琨琨+曹重陽+孫帥+賈文慶++余功明

摘要 綜述了近年來有關微量元素錳對小麥生長發育影響的研究資料，包括錳對小麥光合作用、產量和品質、氮代謝、酶活性以及與其他元素交互作用的影響，以期為小麥錳元素研究提供基礎資料。

關鍵詞 錳；小麥；影響；研究進展

中圖分類號 S512.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）22-0011-02

Abstract Research data about the effects of trace elements manganese on growth and development of wheat in recent years were overviewed，including the effects of manganese on the photosynthesis，yield and quality，nitrogen metabolism，enzyme activity and interactionwith other elements，which could provide basic data for the manganese element research of wheat.

Key words manganese；wheat；effect；research progress

錳是小麥生長發育過程中較為敏感的營養元素之一。錳在小麥等許多農作物的碳氮代謝、光合作用、酶活化、氧化還原、蛋白質合成等方面具有極其重要的作用[1-3]。小麥對缺錳較為敏感，缺錳時小麥生長不良且產量下降。大田及盆栽試驗證明了在缺錳土壤上施加錳肥對小麥具有顯著的增產效果[4-5]。施用錳肥是解決小麥缺錳的有效途徑。筆者就錳元素對小麥葉綠素和光合作用、產量和品質、氮代謝、與其他元素交互作用的研究現狀及進展進行綜述。

1 錳對小麥葉綠素和光合作用的影響

錳不僅與葉綠體的合成密切相關，并且對植物的光合作用起到催化作用。錳雖然不是葉綠體的組成成分，但它是維持葉綠體結構所必需的元素。缺錳時，葉綠體內的圓盤或類囊體不能形成片層，葉綠體結構受損，從而影響植物的光合作用。充足的錳營養有利于提高作物的光合作用，進而促進作物生長發育。侯典云等[6]通過水培試驗研究不同濃度錳對小麥葉綠素含量的影響，結果表明，0.2 mg/L錳處理的葉綠素含量較對照增加了51.2%。孟寶國等[7]研究錳肥對小麥產量和經濟性狀的影響，結果表明，噴施多次錳肥能有效提高葉片葉綠素含量和延長葉片壽命。謝金連等[8]研究表明，施用錳尾礦可以促進小麥葉綠素積累。張會民[9]研究結果表明，增施錳肥，明顯地提高了旱地冬小麥旗葉的葉綠素含量和光合速率。

2 錳對小麥產量和品質的影響

錳肥對小麥產量及品質影響的研究報道較多。喬 靖[10]研究結果表明，當土壤有效錳含量為17.5 mg/kg時，施用硫酸錳22.5 mg/hm2，冬小麥可增產8.7%。方 正等[11]在水旱輪作嚴重缺錳土壤上開展小麥試驗，結果表明，缺錳迫使小麥減產30%以上。楊宗飛等[12]認為小麥施用錳肥處理比對照增產10.24%～17.34%，增產的原因是施錳提高小麥的穗粒數、結實率和千粒重。陳美億[13]試驗結果表明，鋅、錳、銅及其配施能增加小麥株高和分蘗數，提前成熟，增加小麥干物質積累和促進向籽粒中分配。李旭輝等[14]探討錳、鋅肥對錳鋅俱缺石灰性土壤上小麥的影響效應，研究結果表明，錳、鋅肥均可顯著提高小麥產量，錳肥對小麥的增產效果優于鋅肥，其增產順序為Mn、Zn>Mn>Zn>CK。楊 平等[15]研究結果表明，錳肥能使小麥蛋白質含量增加11.5%。錳肥使小麥增產的原因可能是因為錳肥增加小麥植株體內錳含量，生育后期錳元素向穗部轉移，從而提高產量，改善品質。

3 錳肥對小麥氮代謝、氧化還原、酶活性的影響

錳元素對小麥的氮素代謝有顯著影響。錳作為羥胺還原酶的組成成分，參與硝酸還原過程，可以催化羥胺還原成氨，氨的進一步代謝，生成氨基酸、酰胺和蛋白質。缺錳時小麥可溶性碳水化合物的含量顯著降低，并且不能合成氨基酸和蛋白質。臺 萃等[16]通過溶液培養法研究缺錳對不同基因型小麥生理效應的影響，研究結果表明，缺錳、低錳抑制了小麥品種京冬8號硝態氮的吸收，而對臨遠7069無顯著影響；缺錳對2個品種的碳氮代謝影響各不相同，主要抑制臨遠7069糖合成氨基酸的過程，抑制京冬8號氨基酸合成蛋白質的過程。石孝均等[17]研究鋅、錳肥與含氯氮肥配施對冬小麥籽粒營養品質的影響，結果表明，施錳能提高小麥籽粒中必需氨基酸含量，對小麥籽粒品質有一定的改善作用。錳對小麥體內氧化還原過程起重要作用。錳在植物體內存在著二價和三價的不同化合形式，這種價數的變化能直接影響體內的氧化還原。錳可以作為一種氧化劑使植株體內的Fe2+氧化為Fe3+或抑制Fe3+還原為Fe2+，因而降低鐵的生理活性。錳過多會導致作物出現缺鐵，鐵錳之間的濃度比十分重要。錳能活化作物體內許多酶系統，如異檸檬酸去氫酶、α-酮戊二酸脫氫酶、蘋果酸酶等，并催化維持體內氧化還原平衡不可缺少的半胱氨酸 胱氨酸反應[18]。

4 錳與其他元素的交互作用

隨著對作物營養元素研究的不斷深入，考慮各種元素間的交互作用，合理配施，對提高作物肥料利用率，增加產量、改善品質具有顯著的作用。張會民等[19]探討鉀錳肥配施對旱地冬小麥產量及品質的影響，結果表明，鉀錳配施有極顯著的增產效應，增產幅度為12.0%～25.5%，對小麥蛋白質含量及品質均有不同程度的提高。涂仕華等[20]探討了在四川灰潮土及黃紅紫泥土上，錳與鉬、銅、硫、氯元素間的交互作用及其對小麥生長的影響，研究結果表明，施用錳肥有利于小麥籽粒充實，增產效果顯著；施用鉬、銅、硫加重小麥缺錳，表現出錳與鉬、銅、硫之間的拮抗作用；而施氯則減輕缺錳，顯著地促進錳的吸收，但過多的氯則不利于光合產物向籽粒中轉移。陳 銘等[21]通過冬小麥盆栽試驗對北京地區的輕砂壤土施用N、P、K、Zn及Mn肥料，研究結果表明，用N、P、K作底肥和施用鋅肥的基礎上，施用不同數量的錳肥（13～104 mg/kg），不但可以顯著影響冬小麥籽粒中P、K、Fe、Mn、Zn和Ca的濃度，而且均可以極顯著地提高冬小麥的籽粒產量，增產幅度為19.4%～32.9%。

5 結語

錳元素對小麥生長發育及產量影響的研究已有較多報道，但錳元素的很多作用機理尚不清楚。如錳簇在光合放氧過程中的機理和作用還未完全認識；錳在各種酶中的專性功能尚不完全清楚；錳元素與其他元素交互作用的內部機理尚未完全清楚。了解錳元素的作用機理，可以更好地利用錳元素，以大大改善植物的生長發育，提高作物的產量與品質，在農業生產上具有十分深遠的意義。

6 參考文獻

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