張盼盼，喬江方，李 川，張美微，穆蔚林，郭涵瀟，岑俊娟

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學院 糧食作物研究所，河南 鄭州 450002；2.河南省杞縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，河南 杞縣 475203）

鋅對人體健康至關(guān)重要，缺鋅會引起人體生長發(fā)育受阻、免疫功能降低、代謝紊亂等問題。人體主要通過攝食的方式補鋅，提高谷物籽粒中鋅含量和有效性關(guān)系到人類健康與社會發(fā)展[1-2]。在我國，約51.5%的耕地存在缺鋅情況，導致農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中鋅缺乏[3]。與小麥和水稻等作物相比，玉米對鋅更敏感。目前，玉米籽粒中鋅含量僅為13.0～16.5 mg/kg，遠低于生物強化目標38 mg/kg[4-5]。因此，提高玉米籽粒鋅含量對滿足人體對鋅的營養(yǎng)需求十分重要。

在大田生產(chǎn)中，一般通過向土壤施用或者向葉面噴施鋅肥來補充土壤或作物中的鋅。然而，土壤施用鋅肥存在施用不均、易被土壤固定導致鋅利用效率不高、生產(chǎn)成本增加過多等問題，葉面噴鋅則是一項簡便且有效的補鋅措施[6]。研究發(fā)現(xiàn)，與土施鋅肥相比，葉面噴施鋅肥能有效提高作物葉片葉綠素含量和抗氧化能力，促進植株對鋅的吸收，并促進葉片中大量生理有效鋅向籽粒轉(zhuǎn)移，有效提高籽粒中鋅的含量和有效性，改善籽粒的營養(yǎng)品質(zhì)[7-14]。氮是作物生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素，且影響植株對鋅的吸收和利用，氮與鋅具有協(xié)同效應，氮鋅科學配施不僅可提高氮肥利用率，也能提高鋅肥有效性，促進作物生長和養(yǎng)分吸收，提高產(chǎn)量[15-17]。

黃淮海夏玉米生產(chǎn)區(qū)是我國重要的玉米生產(chǎn)區(qū)，對保障我國的糧食安全起著重要的作用。然而，黃淮海區(qū)土壤大多為石灰性土壤，是缺鋅或潛在缺鋅區(qū)，堿性土壤對鋅素的固定作用較強，影響玉米根部對鋅的吸收，亟需通過生物強化措施提高玉米籽粒鋅含量。目前，關(guān)于氮鋅配施在夏玉米上的研究大多集中在礦質(zhì)元素的吸收和累積、植株生長、生理指標和籽粒產(chǎn)量等方面[8-9，15-16]，對氮、鋅元素在夏玉米花后的吸收和轉(zhuǎn)運研究較少[18-19]，尤其是氮、鋅元素轉(zhuǎn)運量與累積量、籽粒產(chǎn)量間的關(guān)系尚不明確。為此，在大田條件下，研究氮鋅配施對夏玉米灌漿期籽粒氮、鋅元素吸收和轉(zhuǎn)運的影響，并分析氮、鋅元素累積、轉(zhuǎn)運關(guān)系，以期為大田生產(chǎn)上氮肥和鋅肥的應用提供科學依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

大田試驗在河南省周口市西華縣農(nóng)業(yè)科學研究所試驗基地（33°45′44″N、114°26′49″E）進行，供試土壤為黃褐土，玉米播種前0～30 cm 土壤基本化學性質(zhì)：全氮含量1.403 g/kg、堿解氮含量87.4 mg/kg、速效磷含量20.3 mg/kg、速效鉀含量254.0 mg/kg、有機質(zhì)含量20.6 g/kg、DTPA-Zn含量0.62 mg/kg，pH值8.42。

1.2 試驗設計

試驗采用再裂區(qū)設計，主因素為施氮量（折純），分別為225、180 、90 kg/hm2，設定為HN、MN、LN；副因素為噴鋅時期，分別為不噴鋅、苗期和拔節(jié)期1∶1 噴鋅4.5 kg/hm2、拔節(jié)期和大口期1∶1 噴鋅4.5 kg/hm2、大口期噴鋅4.5 kg/hm2共4 個處理，設定為Zn0、Zn1、Zn2、Zn3；副副因素為玉米品種，分別為鄭單958（ZD958）和谷神玉66（GSY66）。共24 個處理，每個處理3 次重復，6 行區(qū)，行長5 m，行間距0.6 m。氮、磷、鉀肥分別為尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O512%）、氯化鉀（含K2O 60%）。其中，氮肥以1∶1 基施和大喇叭口期追施；磷、鉀肥施用量（折純）均為100 kg/hm2，全部基施。鋅肥為ZnSO4·7H2O（分析純），按照0.3%噴施，對照噴施相同體積的蒸餾水，時間選擇在晴天的下午或傍晚，以保證噴施效果。2021 年6 月10 日播種，種植密度為75 000株/hm2，其他田間管理同當?shù)卮筇锕芾怼?/p>

1.3 測定項目及方法

1.3.1 植株干物質(zhì)積累量 在夏玉米苗期、拔節(jié)期、大口期、吐絲期及吐絲后10、20、30、40 d 和成熟期，避開測產(chǎn)區(qū)選取有代表性、長勢一致的5 株植株，分成籽粒和其他部位，105 ℃殺青，然后75 ℃烘至恒質(zhì)量，稱干質(zhì)量，計算干物質(zhì)積累量。

1.3.2 氮、鋅含量和累積量及花后吸收、轉(zhuǎn)運特性

將稱取干質(zhì)量后的吐絲后10、20、30、40 d 和成熟期樣品，粉碎裝袋，采用凱氏定氮法測定氮含量，采用ICP-OES 法測定鋅含量，計算氮和鋅累積量、轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運效率、轉(zhuǎn)運量貢獻率、花后吸收量、花后吸收量貢獻率。

元素累積量=器官干質(zhì)量×元素含量；

元素轉(zhuǎn)運量=開花期營養(yǎng)體中元素累積量-成熟期營養(yǎng)體中元素累積量；

元素轉(zhuǎn)運效率=元素轉(zhuǎn)運量/開花期營養(yǎng)體中元素累積量×100%；

元素轉(zhuǎn)運量貢獻率=元素轉(zhuǎn)運量/成熟期籽粒中元素累積量×100%；

元素花后吸收量=成熟期籽粒中元素累積量-元素轉(zhuǎn)運量；

元素花后吸收量貢獻率=元素花后吸收量/成熟期籽粒中元素累積量×100%。

1.3.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 取小區(qū)中間2行夏玉米果穗全部收獲，曬干后選取有代表性的10個果穗考種，調(diào)查禿尖長、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量，并將所有果穗脫粒，稱質(zhì)量并測定含水量，折合含水率（14%）計產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2010 和SPSS 22 進行統(tǒng)計與分析，用LSD法和Duncan’s 新復極差法進行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮鋅配施對夏玉米植株干物質(zhì)積累量的影響

氮鋅配施對夏玉米植株干物質(zhì)積累量的影響如圖1 所示?？偟膩砜矗挠衩字仓旮晌镔|(zhì)積累量隨生育進程的推進而增加，花后40 d 達最高，平均為17 484.5 kg/hm2，成熟期降至16 194.0 kg/hm2。HN 條件下，除大口期、吐絲期和花后10 d 外，各時期均以Zn3ZD958 處理干物質(zhì)積累量最高，其中花后30 d 高達18 603.8 kg/hm2；花后10 d 和花后20 d以Zn0ZD958 處理最低，之后以Zn0GSY66 處理最低，成熟期Zn0GSY66 處理干物質(zhì)積累量僅為13 721.3 kg/hm2。MN 條件下，各處理對干物質(zhì)積累量的影響不一致，苗期以Zn2ZD958 和Zn3ZD958 處理較高，平均為105.0 kg/hm2；拔節(jié)期、花后30 d、花后40 d 均以Zn3ZD958 處理最高，分別為2 171.3、18 162.5、18 243.8 kg/hm2；吐絲期、花后20 d、成熟期均以Zn2ZD958 處理最高，分別為9 780.0、17 298.8、18 620.0 kg/hm2；在花后10 d 前，均以Zn0GSY66 處理最低，之后以Zn0ZD958 處理最低。LN 條件下，整個生育期，Zn3 處理ZD958 和GSY66 的干物質(zhì)積累量表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，尤其是花后30 d 之后，Zn3ZD958 處理優(yōu)勢更明顯，花后30 d 至成熟期，Zn0ZD958處理干物質(zhì)積累量最低。

圖1 氮鋅配施對不同夏玉米品種植株干物質(zhì)積累量的影響Fig.1 Effect of N and Zn combined application on the dry matter accumulation of different summer maize varieties

2.2 氮鋅配施對夏玉米灌漿期籽粒中氮、鋅含量和累積量的影響

氮鋅配施對夏玉米灌漿期籽粒中氮含量的影響如表1 所示。總的來看，花后10 d，夏玉米籽粒中氮含量平均為20.18 g/kg，隨生育進程的推進，籽粒中氮含量大致呈下降趨勢，至成熟期降至12.23 g/kg?；ê?0 d，籽粒中氮含量以LNZn0ZD958 和HNZn0ZD958 處 理 較 高，平 均 為25.74 g/kg，以LNZn2GSY66 處理最低，僅為15.78 g/kg?；ê?0 d，籽粒中氮含量以HNZn2GSY66 處理最高，為16.68 g/kg，以MNZn3ZD958 和MNZn1ZD958 處理較低，平均為11.89 g/kg?；ê?0 d，籽粒中氮含量以MNZn3ZD958 和HNZn3ZD958 處 理 較 高，平 均 為15.39 g/kg；以LNZn1GSY66 處理最低，僅為11.00 g/kg?；ê?0 d，籽粒中氮含量以LNZn0GSY66 處理 最 高，為28.36 g/kg，其 次 是HNZn1GSY66、HNZn0GSY66、MNZn3GSY66 和HNZn1ZD958 處理；以MNZn2ZD958 處理最低，僅為11.92 g/kg。成熟期，籽粒中氮含量以MNZn2GSY66 和MNZn1GSY66處 理 較 高，平 均 為14.63 g/kg，LNZn2GSY66、LNZn3GSY66 和HNZn2GSY66 處理與之無顯著差異；以LNZn2ZD958處理最低，僅為10.67 g/kg。

表1 氮鋅配施對不同夏玉米品種灌漿期籽粒中氮、鋅含量的影響Tab.1 Effect of N and Zn combined application on the N and Zn concentrations in the grain of different summer maize varieties at filling stage

氮鋅配施對夏玉米灌漿期籽粒中鋅含量的影響如表1 所示?；ê?0 d，籽粒中鋅含量平均為134.2 mg/kg，隨生育進程的推進，籽粒中鋅含量大致呈下降趨勢，至成熟期降至41.4 mg/kg?；ê?0 d，以HNZn0ZD958 處理籽粒中鋅含量最高，為228.8 mg/kg，其 次 是HNZn1ZD958 處 理，為194.5 mg/kg；以MNZn1GSY66、LNZn3GSY66 和LNZn1GSY66處理較低，平均僅為91.1 mg/kg?；ê?0 d，籽粒中鋅含量以HNZn3ZD958 處理最高，為89.5 mg/kg；以HNZn1GSY66 處理最低，為56.0 mg/kg?；ê?0 d，籽粒中鋅含量以LNZn3GSY66 處理最高，為109.5 mg/kg，其次是LNZn2GSY66 處理（100.8 mg/kg）；以LNZn0ZD958、LNZn1ZD958 和LNZn0GSY66 處理較低，平均為77.2 mg/kg?；ê?0 d，籽粒中鋅含量以LNZn2GSY66處理最高，為118.1 mg/kg，顯著高于其他處理；以MNZn0ZD958 處理最低，僅為78.5 mg/kg。成熟期，籽粒中鋅含量以LNZn2GSY66 和HNZn3GSY66 處 理 較 高，平 均 為60.1 mg/kg；以LNZn0ZD958、 MNZn0ZD958、 LNZn0GSY66 和LNZn1ZD958處理較低，平均僅為26.8 mg/kg。

氮鋅配施對夏玉米灌漿期籽粒中氮累積量的影響如表2 所示。隨著生育進程的推進，籽粒中氮累積量大致呈逐漸增加的趨勢，以花后40 d 最高，花后30 d 次之?；ê?0 d，以MNZn3GSY66 處理籽粒氮累積量最高，為27.02 kg/hm2；以LNZn0ZD958處理最低，僅為8.03 kg/hm2。花后20 d，籽粒中氮累積量以HNZn1GSY66 和HNZn2GSY66 處理較高，平均為68.80 kg/hm2；以MNZn1ZD958、MNZn2GSY66和HNZn0GSY66處理較低，平均為44.61 kg/hm2?；ê?0 d，籽粒中氮累積量以MNZn3ZD958處理最高，為127.47 kg/hm2；以LNZn3GSY66 處理最低，僅為65.72 kg/hm2?；ê?0 d，籽粒中氮累積量以HNZn0GSY66 處理最高，LNZn0GSY66 處理最低，分別為246.30、74.29 kg/hm2。成熟期，籽粒中氮累積量以MNZn2ZD958 處理最高，為98.83 kg/hm2；以LNZn0GSY66處理最低，僅為73.79 kg/hm2。

表2 氮鋅配施對不同夏玉米品種灌漿期籽粒氮、鋅累積量的影響Tab.2 Effect of N and Zn combined application on the N and Zn accumulations in the grain of different summer maize varieties at filling stage

氮鋅配施對夏玉米灌漿期籽粒鋅累積量的影響如表2 所示?；ê?0 d，籽粒中鋅累積量平均為112.62 g/hm2，隨生育進程的不斷推進，花后40 d 增加至778.55 g/hm2，在成熟期則降至389.61 g/hm2?；ê?0 d，籽粒中鋅累積量以HNZn3ZD958 處理最高，為176.15 g/hm2，以HNZn1GSY66 處理最低，為68.78 g/hm2。 花 后20 d，籽 粒 中 鋅 累 積 量 以HNZn2GSY66 和MNZn3ZD958 處 理 較 高，平 均 為401.80 g/hm2，較 LNZn3GSY66、HNZn1ZD958、HNZn3GSY66、 MNZn1ZD958、 MNZn1GSY66、LNZn1ZD958 和HNZn0ZD958 處理平均顯著提高了29.1%，以LNZn1GSY66 處理最低。花后30 d，籽粒中鋅累積量以HNZn3GSY66 處理最高，為927.55 g/hm2，其次是MNZn2GSY66 處理，為760.60 g/hm2，兩者差異顯著；以LNZn3GSY66 處理最低，僅為466.28 g/hm2?；ê?0 d，籽粒中鋅累積量以LNZn2ZD958 處 理 最 高，為1 002.41 g/hm2；以LNZn0GSY66、 MNZn0ZD958、 HNZn0ZD958、MNZn1ZD958、 LNZn1GSY66、 HNZn1ZD958、MNZn0GSY66 和LNZn0GSY66 處理較低，平均僅為466.05 g/hm2。 成熟期，籽粒中鋅累積量以LNZn3ZD958、HNZn2GSY66 和HNZn3GSY66 處 理較 高，平 均 為407.89 g/hm2；以LNZn0GSY66 和LNZn0ZD958處理較低，平均為185.42 g/hm2。

2.3 氮鋅配施對夏玉米花后氮、鋅吸收和轉(zhuǎn)運特性的影響

從表3可以看出，施氮量對夏玉米氮轉(zhuǎn)運量、氮轉(zhuǎn)運效率、氮轉(zhuǎn)運量貢獻率、氮花后吸收量、氮花后吸收量貢獻率、鋅轉(zhuǎn)運量和鋅轉(zhuǎn)運效率的影響均達到顯著或極顯著水平；噴鋅時期對氮轉(zhuǎn)運量貢獻率、氮花后吸收量、氮花后吸收量貢獻率、鋅轉(zhuǎn)運量、鋅轉(zhuǎn)運效率、鋅轉(zhuǎn)運量貢獻率、鋅花后吸收量和鋅花后吸收量貢獻率的影響均達到顯著或極顯著水平；除氮轉(zhuǎn)運效率外，品種對其他各指標的影響均達到顯著或極顯著水平；施氮量與噴鋅時期的交互作用顯著或極顯著影響氮轉(zhuǎn)運量、氮轉(zhuǎn)運效率、氮轉(zhuǎn)運量貢獻率、氮花后吸收量、氮花后吸收量貢獻率和鋅轉(zhuǎn)運效率；施氮量與品種的交互作用則顯著或極顯著影響氮轉(zhuǎn)運量貢獻率、氮花后吸收量、氮花后吸收量貢獻率和鋅轉(zhuǎn)運量；除氮轉(zhuǎn)運量和氮轉(zhuǎn)運效率外，噴鋅時期與品種的交互作用對各指標的影響均達到顯著或極顯著水平；施氮量、噴鋅時期、品種三者的交互作用對除鋅轉(zhuǎn)運量貢獻率、鋅花后吸收量和鋅花后吸收量貢獻率外其他指標的影響均達到顯著或極顯著水平。

表3 氮鋅配施和品種對夏玉米花后氮、鋅吸收和轉(zhuǎn)運特性影響的F檢驗結(jié)果Tab.3 F test result of the effect of N and Zn combined application and varieties on the N and Zn absorption and transport characteristics in summer maize after anthesis

由表4 可以看出，施氮量對夏玉米花后氮吸收和轉(zhuǎn)運相關(guān)指標的影響表現(xiàn)為LN 處理氮轉(zhuǎn)運量、氮轉(zhuǎn)運效率和氮轉(zhuǎn)運量貢獻率最高，分別為65.67 kg/hm2、51.57%和70.13%；但氮花后吸收量和氮花后吸收量貢獻率均最低，分別為30.94 kg/hm2和29.87%。噴鋅時期對夏玉米花后氮吸收和轉(zhuǎn)運相關(guān)指標的影響表現(xiàn)為Zn2處理氮花后吸收量和氮花后吸收量貢獻率均最高，分別為54.56 kg/hm2和44.31%，而Zn0 處理最低，分別為32.70 kg/hm2和33.82%；Zn0 處理氮轉(zhuǎn)運量貢獻率最高，為66.18%，較Zn2 處理提高了18.8%。2 個品種間，ZD958 的氮轉(zhuǎn)運量和氮轉(zhuǎn)運量貢獻率最高，分別較GSY66 提高了11.5%和11.2%；但氮花后吸收量和氮花后吸收量貢獻率則分別較GSY66 降低了21.5%和15.3%。具體來看，氮轉(zhuǎn)運量以LNZn2ZD958 處理最高，為83.47 kg/hm2；以HNZn3GSY66 和HNZn0GSY66 處理較低，平均為38.29 kg/hm2。氮轉(zhuǎn)運效率則表現(xiàn)為LNZn2ZD958 處理最高，為60.69%；以HNZn3GSY66處理最低，為34.35%。 氮轉(zhuǎn)運量貢獻率以HNZn0ZD958 處理最高，為87.43%，LNZn3GSY66、LNZn0GSY66、 LNZn0ZD958、 MNZn3GSY66、MNZn1ZD958、LNZn2GSY66 和LNZn1ZD958 處理次之，平均為74.17%，與HNZn0ZD958 處理無顯著差異；以HNZn3GSY66 和MNZn2GSY66 處理較低，平均為31.51%。氮花后吸收量在各處理間表現(xiàn)不一致，以MNZn2GSY66 處 理 最 高，為90.81 kg/hm2，HNZn3GSY66、MNZn1GSY66 和HNZn0GSY66 處理與之無顯著差異；以HNZn0ZD958處理最低。氮花后吸收量貢獻率以HNZn3GSY66 和MNZn2GSY66 處理較高，平均為68.49%，HNZn0GSY66、MNZn1GSY66、HNZn3ZD958 和MNZn2ZD958 處理與之無顯著差異；以HNZn0ZD958處理最低。

表4 氮鋅配施對不同夏玉米品種花后氮吸收和轉(zhuǎn)運特性的影響Tab.4 Effect of N and Zn combined application on the N absorption and transport characteristics in different summer maize varieties after anthesis

由表5 可以看出，施氮量對夏玉米花后鋅吸收和轉(zhuǎn)運相關(guān)指標的影響表現(xiàn)為MN 處理鋅轉(zhuǎn)運量最高，為61.68 g/hm2；LN 處理鋅轉(zhuǎn)運效率最低，為10.86%。噴鋅時期對夏玉米花后鋅吸收和轉(zhuǎn)運相關(guān)指標的影響表現(xiàn)為鋅轉(zhuǎn)運量和鋅花后吸收量均以Zn2 和Zn3 處理較高；鋅轉(zhuǎn)運量貢獻率以Zn2 處理最高，為17.26%，Zn0 處理最低，為14.64%。2個品種間，ZD958 的鋅轉(zhuǎn)運量和鋅花后吸收量分別較GSY66 降低了11.59%和7.12%。具體來說，鋅轉(zhuǎn)運量表現(xiàn)為LNZn3ZD958 處理最高，為88.97 g/hm2，HNZn2GSY66、MNZn3ZD958 和MNZn3GSY66 處 理與之無顯著差異；以HNZn0ZD958、MNZn0ZD958、LNZn1ZD958、LNZn0GSY66 和MNZn1ZD958 處理較低，平均為33.30 g/hm2。各處理鋅轉(zhuǎn)運效率差異較大，以MNZn0GSY66 和HNZn0GSY66 處理較高，平均為17.61%，其次是HNZn0ZD958 處理（16.04%）；以LNZn1ZD958、LNZn3GSY66 和LNZn2ZD958 處理較低，平均僅為9.27%。鋅轉(zhuǎn)運量貢獻率以MNZn2ZD958 處理最高，為18.80%；以LNZn0ZD958、LNZn1ZD958、MNZn0ZD958 和HNZn3GSY66 處 理較低。鋅花后吸收量則表現(xiàn)為HNZn3GSY66 處理最高，為439.06 g/hm2。鋅花后吸收量貢獻率以LNZn0ZD958 和 LNZn1ZD958 處 理 較 高；以MNZn2ZD958處理最低，為81.20%。

表5 氮鋅配施對不同夏玉米品種花后鋅吸收和轉(zhuǎn)運特性的影響Tab.5 Effect of N and Zn combined application on the Zn absorption and transport characteristics in different summer maize varieties after anthesis

2.4 氮鋅配施對夏玉米籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

表6顯示，施氮量對夏玉米穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量的影響均達到顯著或極顯著水平，噴鋅時期和品種對禿尖長、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量的影響均達到極顯著水平。交互作用顯示，施氮量與噴鋅時期的交互作用極顯著影響穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量，施氮量與品種的交互作用顯著或極顯著影響禿尖長、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量，噴鋅時期與品種的交互作用對禿尖長和穗粒數(shù)的影響達到顯著或極顯著水平，施氮量、噴鋅時期、品種三者的交互作用極顯著影響禿尖長、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量。

表6 氮鋅配施和品種對夏玉米籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素影響的F檢驗結(jié)果Tab.6 F test result of the effect of N and Zn combined application and varieties on the grain yield and its component of summer maize

由表7 可以看出，夏玉米果穗禿尖長、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量分別平均為0.46 cm、523.99 粒、231.74 g和7.21 t/hm2。施氮量對禿尖長的影響未達到顯著水平；MN 處理穗粒數(shù)最高，為533.84 粒；MN和LN 處理千粒質(zhì)量較高，平均為234.3 g；產(chǎn)量以LN和MN處理較高，平均為7.35 t/hm2，較HN處理提高了5.8%。Zn1 處理禿尖長最長，為0.59 cm；穗粒數(shù)表現(xiàn)為Zn1、Zn2處理較高；千粒質(zhì)量以Zn2和Zn3處理較高，Zn1 處理最低，僅為221.06 g；Zn2 和Zn3處理產(chǎn)量較高，平均為7.46 t/hm2，較Zn0和Zn1處理平均提高了6.9%。與ZD958 相比，GSY66 禿尖長增加了0.8 倍，穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量分別降低了8.9%、9.0% 和16.2%。 具 體 來 說，禿 尖 長 以LNZn1GSY66 處理最長，為1.28 cm，其次是HNZn0GSY66和MNZn1GSY66處理，平均為0.85 cm；以LNZn0ZD958、LNZn1ZD958 和MNZn3ZD958 處理較低，平均為0.13 cm，LNZn3ZD958、HNZn3ZD958、LNZn2ZD958、 MNZn0ZD958、 HNZn0ZD958、HNZn2ZD958、MNZn1ZD958 和HNZn1ZD958 處 理與之無顯著差異。穗粒數(shù)以MNZn2ZD958 處理最高，為567.96粒，其次是HNZn0ZD958和LNZn2ZD958處理；以HNZn3GSY66 處理最低，為440.32 粒。千粒質(zhì)量以MNZn0ZD958 處理最高，為274.38 g，其次是MNZn3ZD958 處理，兩者差異顯著；以HNZn0GSY66、 MNZn2GSY66、 LNZn1GSY66 和HNZn1GSY66 處理較低，平均為204.06 g。產(chǎn)量以LNZn3ZD958 和LNZn2ZD958 處理較高，平均為8.56 t/hm2，LNZn1ZD958、HNZn2ZD958、MNZn2ZD958、MNZn0ZD958 和LNZn0ZD958 處理與之無顯著差異；以HNZn0GSY66 處理較低，僅為5.90 t/hm2，HNZn1GSY66、 LNZn0GSY66、 MNZn2GSY66、MNZn1GSY66、MNZn0GSY66 和LNZn2GSY66 處 理與之無顯著差異。

表7 氮鋅配施對不同夏玉米品種籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Tab.7 Effect of N and Zn combined application on the grain yield and its component of different summer maize varieties

2.5 氮鋅配施下夏玉籽粒產(chǎn)量與氮、鋅含量及花后吸收、轉(zhuǎn)運特性的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析結(jié)果（表8）顯示，夏玉米產(chǎn)量與籽粒氮、鋅含量呈極顯著負相關(guān)，與氮轉(zhuǎn)運量呈顯著正相關(guān)；氮含量與氮花后吸收量、鋅含量和鋅轉(zhuǎn)運量呈顯著正相關(guān)；氮轉(zhuǎn)運量與氮花后吸收量呈極顯著負相關(guān)；氮花后吸收量與鋅轉(zhuǎn)運量呈極顯著負相關(guān)；鋅花后吸收量與氮含量、氮花后吸收量和鋅含量呈顯著或極顯著正相關(guān)，與氮、鋅轉(zhuǎn)運量呈顯著或極顯著負相關(guān)。

表8 夏玉米籽粒產(chǎn)量與氮、鋅含量及花后吸收、轉(zhuǎn)運特性的相關(guān)性分析Tab.8 Correlation analysis between grain yield and N and Zn concentrations，absorption and transportation properties in summer maize

3 結(jié)論與討論

3.1 氮鋅配施對夏玉米籽粒產(chǎn)量的影響

我國土壤鋅含量在地理上的分布趨勢為由南到北和由東到西逐漸降低，其中，北方石灰性土壤鋅含量較低，有效態(tài)鋅含量常低于缺鋅臨界含量，屬于低鋅和缺鋅區(qū)[20]。在土壤缺鋅區(qū)或潛在缺鋅區(qū)，施用鋅肥能夠顯著提高玉米籽粒產(chǎn)量[9，21-23]。本試驗中土壤有效鋅含量低于1.0 mg/kg，屬于潛在缺鋅區(qū)，Zn2 和Zn3 處理夏玉米產(chǎn)量平均為7.46 t/hm2，較Zn0 和Zn1 處理平均提高了6.9%，其中產(chǎn)量差異的主要來源是穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量；在不同的施氮量條件下，Zn2 和Zn3 處理植株地上部干物質(zhì)積累量也相對較高。這是因為鋅形成的鋅卟啉環(huán)是葉綠素合成的前提，施用鋅肥有利于葉綠素的合成與穩(wěn)定；鋅是碳酸酐酶（CA）的組成成分，施用鋅肥可以提高CA 活性，提高葉片的凈光合能力；鋅還參與了生長素的代謝，提高植物細胞原生質(zhì)膜穩(wěn)定性；這些都有利于玉米的生長和干物質(zhì)的積累[8，24-25]。另外，鋅肥的施用能提高玉米吐絲期花粉活力，進而提高穗粒數(shù)和穗上部籽粒干質(zhì)量，從而提高產(chǎn)量[26]。

氮鋅配施對作物產(chǎn)量的影響為正交互效應，可明顯提高小麥、玉米等作物的產(chǎn)量[17，27-29]。劉紅恩等[27]發(fā)現(xiàn)，與施用普通尿素相比，施用含鋅尿素后，夏玉米籽粒產(chǎn)量增加了4.25%。聶兆君等[28]研究發(fā)現(xiàn)，在盆栽試驗中，與不施氮肥和鋅肥處理相比，單施鋅肥或單施氮肥均能顯著增加冬小麥籽粒產(chǎn)量，而氮鋅配施處理小麥籽粒產(chǎn)量增加的更明顯，其中，穗數(shù)、穗粒數(shù)和產(chǎn)量分別增加了322%、14.8%和183%。康利允等[17]也發(fā)現(xiàn)，在玉米生長過程中，氮鋅配施效應大于單施氮肥或鋅肥，氮鋅交互效應為正。本研究結(jié)果也顯示，氮鋅交互作用對夏玉米籽粒產(chǎn)量的正效應影響達到顯著水平。氮鋅配施主要能夠提高玉米灌漿期葉片的SPAD 值和熒光特性，提高活性氧清除系統(tǒng)酶和氮、鋅代謝關(guān)鍵酶活性，從而促進植株的生長發(fā)育，提高植株的干質(zhì)量和籽粒產(chǎn)量[29]。另外，氮鋅配施的比例對作物生長發(fā)育的影響存在差異。本試驗條件下，在同一施鋅量條件下，施氮量越低，增產(chǎn)效果越明顯，其中，施氮量為90 kg/hm2時，增產(chǎn)效果最明顯。前人研究發(fā)現(xiàn)，高氮（360 mg/kg）與鋅肥配施容易造成玉米缺鋅，影響籽粒產(chǎn)量，而低氮（160 mg/kg）與鋅肥配施可獲得較理想的效果[17]。在足量供鋅條件下，中量氮素（15 mmol/L）處理下白三葉草葉片的葉綠體基粒及基粒片層、基質(zhì)片層數(shù)量最多，光合能力較強，氮、鋅協(xié)同效應明顯，但氮素供應增加至30 mmol/L時，植株的干質(zhì)量、葉片葉綠素含量、超氧化物歧化酶活性和類胡蘿卜素含量等均顯著下降，生長發(fā)育受到抑制[30]。

3.2 氮鋅施用對夏玉米籽粒氮、鋅元素吸收和轉(zhuǎn)運的影響

本試驗條件下，隨著產(chǎn)量的增加，夏玉米籽粒中氮、鋅含量呈下降趨勢，這主要是因為在籽粒灌漿時，籽粒質(zhì)量的增幅遠高于籽粒中氮素含量的增幅，即籽粒產(chǎn)量對元素的“稀釋作用”。這與之前的研究結(jié)果相同[31]。然而，本研究還發(fā)現(xiàn)，增加氮素供應能明顯改善籽粒產(chǎn)量對鋅含量的稀釋作用，提高籽粒中鋅含量，這可能是因為施用氮肥能夠刺激作物根系發(fā)育，促進作物根系對鋅的吸收以及鋅從根系向地上部的轉(zhuǎn)運和植物體內(nèi)鋅的再轉(zhuǎn)運，進而提高籽粒中鋅含量[32]。前人的研究中也有類似結(jié)果[33-34]。

作物籽粒養(yǎng)分的累積主要來源于兩部分，一部分是花前營養(yǎng)器官中的養(yǎng)分向籽粒的轉(zhuǎn)運，另一部分是花后養(yǎng)分的持續(xù)吸收[35-36]。薛艷芳等[18]發(fā)現(xiàn)，對于鋅花后轉(zhuǎn)運來說，晚熟品種登海605 的鋅轉(zhuǎn)移效率為35.2%，鋅轉(zhuǎn)運量對籽粒鋅累積的表觀貢獻率為51.4%；而早熟品種魯單981 在灌漿期幾乎沒有鋅從營養(yǎng)器官向籽粒轉(zhuǎn)移，籽粒中約95.4%的鋅來自于花后鋅的吸收。閆東良[19]經(jīng)過2 a 大田試驗研究也發(fā)現(xiàn)，不同處理下，豫禾988的鋅轉(zhuǎn)運量對籽粒鋅累積的表觀貢獻率分別為11%～25%和7%～36%，鄭單958的鋅轉(zhuǎn)運量對籽粒鋅累積的表觀貢獻率分別為12%～33%和13%～31%。本研究中2 個夏玉米品種在不同氮鋅配施下的表現(xiàn)為，鄭單958 的鋅轉(zhuǎn)運量貢獻率和花后吸收量貢獻率分別為15.79%和84.21%，而谷神玉66的鋅轉(zhuǎn)運量貢獻率和花后吸收量貢獻率分別為16.46%和83.54%，表明盡管夏玉米營養(yǎng)器官中有部分鋅轉(zhuǎn)移，但夏玉米籽粒中鋅累積主要來自花后吸收，且不同夏玉米品種對鋅的吸收、轉(zhuǎn)運和累積能力不一致。本研究發(fā)現(xiàn)，在大田試驗中，谷神玉66 在灌漿期較鄭單958 提前衰老，這可能導致谷神玉66 在灌漿期營養(yǎng)器官中元素的轉(zhuǎn)移量和轉(zhuǎn)移效率稍高，因而鋅轉(zhuǎn)運量的貢獻率會相對較高。

另外，本研究的3個施氮量處理中，以180 g/hm2處理鋅轉(zhuǎn)運量最高，表明適宜供氮量能提高夏玉米吐絲前鋅吸收能力，促進鋅再轉(zhuǎn)運，盡管如此，3 個施氮量處理的鋅轉(zhuǎn)運量貢獻率、花后吸收量和花后吸收量貢獻率均無顯著差異，由于本研究時間較短，在長期定位條件下不同施氮量處理是否會改變花前和花后鋅的吸收能力、影響籽粒鋅來源，需要進一步研究。

3.3 夏玉米花后籽粒氮、鋅吸收和轉(zhuǎn)運間的關(guān)系

研究發(fā)現(xiàn)，植株對氮和鋅的吸收具有協(xié)同作用，氮能促進作物對鋅的吸收和轉(zhuǎn)運，提高籽粒中鋅含量；而鋅則可以通過促進氮的代謝過程提高作物對氮的吸收利用，進而提高作物籽粒中氮含量；氮鋅配施能夠刺激作物根系發(fā)育，促進作物對氮、鋅的吸收和向籽粒的轉(zhuǎn)移，提高籽粒中氮、鋅含量[33，37-38]。因此，在以往的研究中，多有作物籽粒中氮、鋅含量與氮、鋅轉(zhuǎn)運量呈顯著正相關(guān)的結(jié)果[31，39-41]。本研究也發(fā)現(xiàn)，夏玉米籽粒中氮含量與鋅含量呈顯著正相關(guān)。然而，也有研究發(fā)現(xiàn)，2個玉米品種登海605 和魯單981 籽粒中的氮含量與鋅含量間相關(guān)性均不顯著[18]，這可能與品種自身特性有關(guān)，魯單981 在灌漿期幾乎無鋅的再轉(zhuǎn)運，故鋅與氮的吸收和利用可能不具有一致性。本研究發(fā)現(xiàn)，氮轉(zhuǎn)運量與鋅轉(zhuǎn)運量的相關(guān)性不顯著，這可能是因為將2 個品種的數(shù)據(jù)綜合在一起進行處理，掩蓋了部分的相關(guān)性。

本研究還發(fā)現(xiàn)，夏玉米籽粒中的鋅含量與鋅轉(zhuǎn)運量呈極顯著正相關(guān)，這與前人研究結(jié)果一致[19]。這可能與玉米對鋅的吸收規(guī)律有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，玉米對鋅的吸收呈現(xiàn)“低—高—低”的趨勢，苗期至拔節(jié)期鋅吸收速率最低，拔節(jié)期至吐絲期最高，吐絲期至成熟期降低，拔節(jié)期至吐絲期是鋅吸收速率最大的階段，該階段鋅吸收效率是其他時期的2.1～72倍[42-44]。因此，在玉米生長過程中，拔節(jié)期至吐絲期的鋅吸收對成熟期籽粒中的鋅含量和累積量有重要影響。

綜上所述，在夏玉米大田生產(chǎn)中，施用氮肥180 kg/hm2，結(jié)合拔節(jié)期和大口期1∶1 葉面噴施鋅肥，能促進夏玉米灌漿期對氮、鋅的吸收和轉(zhuǎn)運，提高籽粒氮、鋅含量，并能維持高產(chǎn)，達到籽粒產(chǎn)量和鋅營養(yǎng)品質(zhì)同步提高的目的。