不同鋅濃度對玉米幼苗生長發(fā)育的影響

張莉　張歲岐

摘 要：通過水培試驗(yàn)觀察和分析了不同鋅濃度對玉米幼苗生長發(fā)育、氣體交換參數(shù)、葉綠素含量及葉片相對含水量的影響。結(jié)果表明，隨著鋅濃度的增加，玉米各生長參數(shù)呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢。玉米生長的適宜鋅濃度為2～8 μM，在缺鋅、低鋅（0～1 μM）或者高鋅（10～20 μM）處理?xiàng)l件下，玉米各生長參數(shù)受到不同程度的抑制。其中6 μM鋅是玉米水培的最適濃度，缺鋅和高鋅對作物生長不利，因此在施加鋅肥時需控制施肥量。

關(guān)鍵詞：鋅;玉米;光合;葉綠素

文章編號：1004-7026（2020）06-0100-02? ? ? ? ?中國圖書分類號：S513.01? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

鋅是植物生長發(fā)育和生產(chǎn)所需的微量元素之一，參與多種生理過程。缺鋅或高鋅是一種常見的非生物脅迫，會對植物造成損傷[1]。

玉米是我國北方重要的糧食作物之一，對缺鋅或高鋅十分敏感[2]。玉米植株常因缺鋅發(fā)育不良、缺綠。提高鋅肥施用量可以增加作物有效鋅的供應(yīng)，但過量施鋅也會造成作物減產(chǎn)。

因此了解缺鋅或鋅中毒閾值至關(guān)重要。田間施用鋅肥或室內(nèi)進(jìn)行測試實(shí)驗(yàn)時，需要有一個適宜濃度作為指導(dǎo)。目前，鋅對水培玉米影響的研究主要是從不同數(shù)量級（0、0.001、0.01、0.1、1、10、100 μM）的范圍進(jìn)行的，適量鋅1～10μM以及高鋅10～100μM具體的數(shù)據(jù)仍缺乏。

本研究討論了更具體的缺鋅、適量鋅或高鋅對植物生長、光合、葉綠素等的影響，也評估了缺鋅或過量與適量鋅對植物生長的傷害程度，為施加鋅肥促進(jìn)玉米生長卻不對玉米產(chǎn)生毒害作用的施鋅量提供了一定的數(shù)據(jù)指導(dǎo)。

1? 材料方法

為了探討不同鋅濃度對玉米生長發(fā)育的影響，將長勢均勻的“鄭單958”玉米幼苗去除胚乳之后，移植到含有ZnSO4·7H2O濃度為0、1、2、4、6、8、10、15、20 μM的1/2霍格蘭營養(yǎng)液中培養(yǎng)20 d。

實(shí)驗(yàn)測定了3周齡幼苗生長特征對不同鋅濃度的響應(yīng)。采用丙酮浸提法計算葉綠素的含量。利用光合儀測量了玉米葉片氣體交換參數(shù)。剪取第二片完全展開葉，稱其鮮重、飽和鮮重和干重計算葉片相對含水量。

2? 結(jié)果分析

2.1? 鋅對玉米生物量和氣體交換參數(shù)的影響

隨著鋅濃度的增加，玉米生物量、光合速率、蒸騰速率呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，具體見表1。胞間CO2濃度則呈先減小后增加的趨勢，氣孔開度在6 μM鋅處理時達(dá)到最大，其他處理沒有差異。在缺鋅處理下，生物量最小，在鋅濃度為6 μM時達(dá)到最大，在高鋅濃度（20 μM）處理下，除了地下干重與缺鋅處理接近，其他均優(yōu)于缺鋅處理。對玉米幼苗生物量的適量鋅濃度為1～8 μM。

2.2.? 鋅對玉米株高、根長、葉綠素含量的影響

不同鋅濃度處理下，株高和根長的變化與生物量相似。由圖1（左）可見，缺鋅和高鋅使株高、種子根長減小，2～6 μM鋅處理下株高較高。而根長在4～6 μM鋅處理下較長，其他濃度處理均明顯減小。鋅濃度在10 μM時，葉綠素含量與缺鋅時的接近，說明鋅在10μM時已經(jīng)處于高鋅濃度，對葉綠素產(chǎn)生不利影響。葉綠素含量在鋅濃度為6 μM時最大，小于6 μM或大于6 μM時顯著降低，見圖1（右）。

3? 結(jié)論

在缺鋅或者高鋅時，光和參數(shù)均受到了不同程度的影響，而且缺鋅處理的影響大于高鋅處理。鋅還影響葉綠素含量，造成葉綠體結(jié)構(gòu)的異常。本研究無論是缺鋅還是高鋅，對葉綠素含量的影響都很大，高鋅處理的影響遠(yuǎn)大于缺鋅處理。不同鋅濃度對葉綠素b含量的影響要比對葉綠素a含量的明顯。鋅在生長素合成中至關(guān)重要[3]，缺鋅或高鋅處理的植物株高度和莖葉干重均顯著降低，根長和根干重也顯著降低。缺鋅對根的抑制作用小于對莖葉的，高鋅則正好相反。根據(jù)生物量的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，缺鋅比高鋅對玉米幼苗的生長的影響更大。

株高和根長的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步說明缺鋅對地上部影響大于地下部，而高鋅則對地下部影響大。鋅對植物生物量的影響還可能影響葉綠素合成，降低光合作用，從而減少了光合產(chǎn)物的積累。

由于鋅對植物的影響主要取決于植物種類、年齡、環(huán)境條件以等因素，因此從生理學(xué)角度對玉米對不同鋅濃度的響應(yīng)進(jìn)行了研究，并給出了缺鋅、適量鋅和高鋅具體的參考值。但是本研究是水培試驗(yàn)，不能完全運(yùn)用于大田試驗(yàn)中，在大田試驗(yàn)中需要進(jìn)一步進(jìn)行驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)：

[1]周君強(qiáng).植物缺乏營養(yǎng)的癥狀[J].吉林農(nóng)業(yè)，2007（10）：27.

[2]Mazé P. Détermination des éléments minéraux rares nécessaires au développement du ma？觙s[J].Comptes Rendus Hebdomadaires des Séances de Lacadémie des Sciences， 1915（160）：211-214.

[3]張瑩.鋅在植物體內(nèi)的生理功能和吸收轉(zhuǎn)運(yùn)[J].度假旅游，2018（9）：106-107.

基金項(xiàng)目：國家支撐計劃項(xiàng)目（2015BAD22B01）;陜西省科技計劃項(xiàng)目（2019JQ-89）。

作者簡介：張? 莉（1987—），女，山東濰坊人，在讀博士研究生，研究方向：植物生理。

通訊作者：張歲岐（1963—），男，陜西楊凌人，博士研究生，研究員，研究方向：植物生理。