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本试验于2006-2008年在扬州大学江苏省作物栽培生理重点实验室试验场进行,研究了不同基因型小麦品种在土壤自然本底条件下对铁、锌、铅、铜的吸收差异、成熟期分配特点;采用土壤添加铁、锌、铅、铜与喷施铁、锌方式研究了铁、锌、铅、铜胁迫对小麦产量、品质、以及铁、锌、铅、铜的吸收分配的影响;以及通过大田试验研究了氮磷钾配比对扬麦15吸收铁、锌、铅、铜的调节效应。主要结果如下:1.不同基因型小麦品种Fe、Zn、Pb、Cu含量、积累量差异1.1不同基因型小麦品种籽粒Fe、Zn、Pb、Cu含量、积累量差异小麦籽粒中Fe、Zn、Pb、Cu含量、积累量在基因型间差异均达极显著水平,籽粒中Fe、Zn、Pb、Cu平均含量顺序为Fe>Zn>Pb>Cu。籽粒中Fe、Zn、Pb、Cu含量与蛋白质含量相关性不显著,任一专用型品种中都能选育出高Fe、Zn,低Pb的材料。1.2各器官中Fe、Zn、Pb、Cu吸收差异小麦植株体内Fe、Zn、Pb、Cu含量在各器官中的分布次序为:Fe含量表现为颖壳﹥叶片﹥籽粒与茎鞘,Zn含量高低顺序为籽粒﹥叶片﹥颖壳﹥茎鞘,Pb含量高低顺序为茎鞘﹥叶片﹥颖壳﹥籽粒,Cu含量高低顺序为茎鞘﹥颖壳﹥叶片﹥籽粒,不同器官中Fe、Zn、Pb、Cu含量与积累量差异显著,籽粒中Fe含量与全株含量极显著相关、籽粒中Zn含量与全株含量显著相关,籽粒Pb、Cu含量与全株含量相关性不显著。同一器官、不同品种间Fe、Zn、Pb、Cu含量与积累量差异显著。1.3 Pb、Cu高积累种子再种植后籽粒中Fe、Zn、Pb、Cu含量变化Pb、Cu高积累种子再种植后籽粒中相应元素含量下降,与对照相比,Pb、Cu含量仍比对照高,Fe、Zn含量基本比对照低。2.添加Fe、Zn、Cu、Pb对小麦吸收Fe、Zn、Pb、Cu的影响小麦不同器官对铁、锌、铜、铅的积累能力有差异,根系中铁、锌、铜、铅含量最高,地上部的铁、铜、铅在主要分布在茎鞘与叶片中,地上部的锌则主要分布在籽粒中。在土壤中添加不同浓度的铁、锌、铜、铅后,小麦地上部不同器官中相应的元素含量均增加。喷施铁、锌肥后,其籽粒中铁、锌也不同程度的增加。土壤中添加的高浓度铁、锌、铜、铅只有不到5%的被小麦植株吸收利用,大部分残留在土壤中,从土壤进入植株的铁、铜、铅主要被根截留,进入植株的锌主要分布在地上部。3.添加铁、锌、铅、铜对小麦籽粒产量与品质的影响在土壤中添加不同浓度的铁、锌均能提高扬麦16的产量,锌添加浓度为10mg/kg时,小麦产量增幅最大,比对照增产19.35%,铁添加浓度为40mg/kg时,小麦产量增幅最大,比对照增产20.7%。喷施铁、锌肥也能增加小麦产量,单纯喷施0.1%的锌肥或铁肥,小麦产量分别提高5.9%与8.5%,而喷施各0.1%的Zn-Fe肥,产量较对照增加12.1%。土施与单纯喷施Fe肥显著降低扬麦16籽粒中蛋白质含量,但四种蛋白质组分变化趋势不同;支链淀粉含量均上升但不显著,直链淀粉含量下降,总淀粉含量除浓度为40mg/kg时降低,其余浓度处理时均增加。喷施Fe肥后直链淀粉、支链淀粉与总淀粉含量均高于土壤施Fe肥的含量。当Zn处理浓度为≤10 mg/kg时,扬麦16蛋白质含量与蛋白质累积量随浓度升高而升高,支链淀粉含量显著上升,直链淀粉含量随浓度升高而降低。土壤施Zn肥浓度达20mg/kg时,蛋白质含量与蛋白质累积量都降低。喷施Zn肥后蛋白质含量与总淀粉含量增加。不同浓度的铜、铅对小麦产量的影响表现出浓度效应,即低浓度(Cu≤100 mg/kg,Pb≤900 mg/kg)能提高扬麦16产量,高浓度(Cu>100 mg/kg,Pb>900 mg/kg)则降低扬麦16产量。在铜添加浓度为300 mg/kg时,除扬辐麦2号的产量较对照增加4.6%以外,其余品种产量均下降;在铅添加浓度为900 mg/kg时,各品种产量均上升。与对照相比,Cu处理后籽粒中蛋白质含量显著降低,直链淀粉含量均下降,总淀粉含量表现为低浓度(≤200 mg/kg)含量增加,高浓度含量降低。Pb处理对籽粒中蛋白质含量与总淀粉含量的影响也表现为低浓度(300 mg/kg)提高含量,高浓度(>300 mg/kg)处理降低其含量。在Pb添加浓度为900 mg/kg时,中、强筋小麦的蛋白质含量降低,弱筋小麦的蛋白质含量与蛋白质累积量均增加。4.氮磷钾配比对小麦吸收铁、锌、铅、铜的调节效应不同氮磷钾配比对籽粒中Fe、Zn、Pb、Cu含量与累积量的调节效应不完全相同。添加氮肥可使小麦籽粒中Fe、Zn、Cu含量与累积量增加;在只施氮的基础上施磷增加籽粒中Fe、Zn累积量,降低Pb含量,磷比例越高,Fe、Zn累积量越高,Pb含量越低;氮磷配比为1:0.4的基础上施钾肥可以增加籽粒中Zn、Cu、Pb累积量,降低籽粒中Fe含量,氮磷配比为1:0.6的基础上施钾肥降低籽粒中Fe、Cu含量,增加Pb含量与Zn累积量。整个植株地上部Fe、Zn、Pb、Cu累积量都在未施肥时最小,添加氮肥,促进了植株对Fe、Zn、Pb、Cu的吸收。施磷促进了Fe、Zn向籽粒的运转,提高了Fe、Zn在籽粒中的分配比例。