编辑推荐:
在碱性土壤中,锌缺乏限制作物产量和人类营养。研究人员开展了堆肥(CP)、稻壳(RH)和锌(Zn)对小麦锌强化影响的研究。结果表明,三者联用显著提升小麦生长及锌吸收。该研究为解决锌缺乏问题提供了新方向。
在广袤的农田里,小麦作为全球重要的粮食作物,养活了数十亿人口。然而,在一些地区,小麦的生长却面临着严峻挑战。在碱性土壤分布广泛的区域,尤其是像巴基斯坦这样的地方,土壤中的高 pH 值、大量的游离 Ca 和
CO32?离子等因素,使得土壤中锌(Zn)等微量元素的有效性大幅降低。锌不仅对植物的正常生长发育至关重要,更是人体不可或缺的微量元素,参与众多重要的生理过程。但在这些碱性土壤种植的小麦,锌含量不足,不仅导致小麦产量下降,还使得以小麦为主食的人群面临锌缺乏的健康风险,影响着大脑和免疫系统功能、儿童生长发育等 。为了破解这一难题,来自 Ghazi University、King Saud University 等多所机构的研究人员开展了一项关于优化小麦生长和锌吸收的研究,相关成果发表在《BMC Plant Biology》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。他们首先从巴基斯坦 Dera Ghazi Khan 的锌缺乏石灰性土壤中采集样本,将土壤处理后用于实验。实验设置了 8 个处理组,3 次重复,采用完全随机设计进行盆栽试验。在实验过程中,运用多种分析方法对土壤和植物进行检测,如使用数字 pH 和 EC meter 测定土壤 pH 和电导率(EC) ,采用 Walkley - Black 方法测量土壤有机质(SOM)等。
下面来看看具体的研究结果:
- 土壤调节剂对土壤 pH 和 EC 的影响:研究发现,堆肥和稻壳处理显著降低了土壤 pH 值,分别降低了 0.64 和 0.58 个单位,其他处理也有一定程度的降低。同时,当堆肥和稻壳与锌联合施用或单独施用时,土壤 EC 值相比对照组分别降低了 1 和 1.2 个单位。
- 土壤调节剂对土壤养分和有机质的影响:土壤调节剂显著增加了土壤中的有机质和氮(N)、磷(P)、钾(K)等养分含量。当锌与堆肥和稻壳联合施用时,土壤有机质相比未处理土壤增加了 54%,氮、磷、钾的含量也有显著提升。
- 土壤调节剂对生物有效锌含量的影响:添加土壤调节剂显著改善了锌的迁移和积累。堆肥和稻壳联合使用,无论是否添加锌,都能显著增加土壤中的锌含量,相比对照组分别增加了 78.8% 和 69%。
- 土壤调节剂改善锌强化和小麦生长:在缺锌土壤中施用堆肥、稻壳、锌或它们的组合,显著增加了小麦地上部分和籽粒中的锌含量,同时也提高了氮、磷、钾的吸收,增加了叶绿素含量,促进了小麦的生长,提升了小麦的各项生理指标。
- Pearson 相关和 PCA 分析:通过分析发现,土壤 pH 与土壤有效锌呈显著负相关,而 DTPA 提取的锌与地上部分和籽粒中的锌呈正相关。主成分分析(PCA)表明,添加土壤改良剂能更有效地促进植物整体生长和增加土壤中锌的迁移。
综合研究结论和讨论部分,该研究表明在碱性土壤中添加锌能显著促进小麦的生理特性,加速锌在小麦地上部分和籽粒中的积累。通过农艺方法利用堆肥和稻壳进行锌强化是解决土壤缺锌问题的合适策略。当稻壳和堆肥与锌一起施用于碱性土壤时,锌的生物有效浓度显著增加。这一研究为在碱性土壤地区提高小麦产量和改善人体锌营养状况提供了重要的理论依据和实践指导,有助于推动可持续农业的发展,为保障全球粮食安全和人体健康贡献力量。