【摘 要】
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纳米氧化锌（ZnO NPs）已经成为工业上应用最广泛的纳米材料之一。经过使用周期,最终进入环境,对于农田环境及作物生长造成影响。本研究以ZnO NPs作为新型肥料,探讨其对大田粮食作物的生长及籽粒品质的影响,以解决黄土高原潜在缺锌区小麦和玉米籽粒锌含量较低的问题。在陕西省咸阳市永寿县御驾宫村设置了大田微区试验。以小麦和玉米两种作物为主,小麦设置了五个处理,分别为:对照（CK）、拔节期和灌浆前期喷施
【基金项目】
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国家自然科学基金（编号:41571282）“黄土高原缺锌土壤施用纳米氧化锌（ZnO NPs）对作物的增锌机制及潜在环境风险”；
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纳米氧化锌（ZnO NPs）已经成为工业上应用最广泛的纳米材料之一。经过使用周期,最终进入环境,对于农田环境及作物生长造成影响。本研究以ZnO NPs作为新型肥料,探讨其对大田粮食作物的生长及籽粒品质的影响,以解决黄土高原潜在缺锌区小麦和玉米籽粒锌含量较低的问题。在陕西省咸阳市永寿县御驾宫村设置了大田微区试验。以小麦和玉米两种作物为主,小麦设置了五个处理,分别为:对照（CK）、拔节期和灌浆前期喷施硫酸锌（Zn-2）、拔节期喷施纳米氧化锌（ZnO-1）、纳米氧化锌（ZnO-2）和拔节期、抽穗期、扬花期、灌浆前期喷施纳米氧化锌（ZnO-4）;玉米设置了三个处理,分别为:对照（CK）、拔节期和灌浆前期喷施纳米氧化锌（FZnO）、硫酸锌（FZn）。研究表明:（1）在黄土高原石灰性土壤上,喷施ZnO NPs对于作物产量、生物量及其构成因素和籽粒大量元素、氨基酸和淀粉含量等指标未形成显著影响,说明在石灰性土壤上生长的粮食作物喷施少量锌肥并不能显著改变其产量生物量及其构成因素和籽粒大量元素含量。在冬小麦的研究中:各处理对比CK均显著提高了籽粒锌含量和累积量。同一时期喷施不同锌肥的籽粒增锌效果以ZnO-2最好,达到30.5 mg·kg-1,相比CK提高了70%,Zn-2次之,为28.4 mg·kg-1,相比CK提高了58%。ZnO-4籽粒锌含量为40.2 mg·kg-1,达到推荐值。在春玉米的研究中:各处理的籽粒锌含量以FZn最高,达到26.2 mg·kg-1,较之CK提高了51%,FZnO次之,为22.1 mg·kg-1,相比CK提高了27%。玉米各器官中以叶的锌含量最高,硫酸锌处理达到126.1 mg·kg-1,ZnO NPs处理为67.9 mg·kg-1,均显著高于CK,两种锌肥在其他器官中差异不显著,但均显著高于CK。ZnO NPs处理与硫酸锌处理在玉米地上部各器官的微量元素含量等指标上趋势一致。说明锌在不同器官之间的转移效率较低,这也是限制籽粒锌元素提高的主要因素,同时也说明少量进入农田环境的ZnO NPs可作为锌肥应用于作物增锌。（2）通过μ-XRF技术测定小麦籽粒微量元素分布的结果表明:ZnO NPs处理极大的增加了小麦籽粒糊粉层、折痕组织处和胚乳部分的锌含量。这对于我国以脱皮面粉为主食的地区来说,极大的提高了粮食作物的锌元素供应水平,为改善缺锌造成的严重问题做出巨大贡献。不同处理之间叶片结构没有差异,ZnO-2处理观察到ZnO NPs表面附着,能谱仪扫描确定ZnO-2处理的锌含量显著高于Zn-2处理和CK。硫酸锌处理与ZnO NPs处理对作物籽粒氨基酸、淀粉、蛋白质和可溶性糖含量均未造成显著差异,说明ZnO NPs作为锌肥施用于作物生长过程中与硫酸锌无显著差异,对作物生长无不良影响。
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