全 文 ：收稿日期:2008-12-24
作者简介:张　君(1982-),男 ,内蒙古呼和浩特人 ,在读硕士 ,主要从事作物栽培生理研究。
通讯作者:张润生(1960-),男 ,内蒙古呼和浩特人 ,副教授 ,硕士生导师 ,主要从事作物栽培生理研究。
锌肥对向日葵干物质积累和籽粒灌浆的影响
张　君 ,张润生 ,张　胜
(内蒙古农业大学农学院 ,内蒙古 呼和浩特　010018)
　　摘要:为合理施用锌肥 , 提高向日葵的增产效应 , 试验选用油用型向日葵品种内葵杂 3 号作为供试材料 , 研究了
在4 个锌肥水平处理下各生育时期油用向日葵的叶面积指数 、干物质积累以及籽粒灌浆过程 , 为合理使用锌肥提供
了理论依据。结果表明:不同施锌处理下 , 叶面积指数 、干物质积累均表现为 Zn2>Zn0>Zn1>Zn3。籽粒干物质积累
过程呈“ S”型曲线 ,可用 Logistic方程进行模拟 , 拟合系数为 0.95 ～ 0.99。 随着施锌量的增加 ,达到最大灌浆速率的时
间缩短 ,整个灌浆进程缩短 , 但最大灌浆速率出现在 Zn2处理。灌浆过程中籽粒含水率逐渐下降 , 可用 Y=a+bX 方
程模拟 ,各处理间的拟合系数(r)为 0.96 ～ 0.99。
关键词:向日葵;锌肥;干物质积累;籽粒灌浆
中图分类号:S565.5　　文献标识码:A　　文章编号:1000-7091(2009)01-0189-05
The Effect of the Zinc Fertilizer on Dry Matter Accumulation
and the Grain Filling Process of Sunflower
ZHNAG Jun , ZHANG Run-sheng , ZHANG Sheng
(Agronomy College , Inner Mongolia Agricultural University ,Huhhot　010018 ,China)
Abstract:This paper researches on the oil-sunflower varieties named NeiKuiZa3 .The experiment studied the leaf
area index , the dry matter(DM)accumulation and the grain filling process of oil-sunflower in each birth period at the four
zinc fertilizer levels.The purpose is to providing the theory basis for the reasonably use of zinc fertilizer.In result , the leaf
area index , the DM accumulates and the grain filling process showed Zn2>Zn0>Zn1>Zn3 under the different treat-
ments of Zinc.Meanwhile , the grain DM accumulation process showed″S″curve ,which can be simulated by Logistic equa-
tion , the fitting coefficient between 0.95-0.99.The time of achieving the maximum filling speed is reduced with the in-
crease of zinc fertilizer.The entire filling process shortened ,but the maximum filling speed appears in the Zn2 treatment.
In the filling process , the grain moisture content drops gradually .And it can be simulated by Y =a+bX equation , fitting
coefficient(r)is between 0.96-0.99 between each treatment.
Key words:Sunflower;Zinc fertilizer;Dry matter(DM)accumulation;Grain filling process
　　锌是植物生长发育所必需的微量元素之一 ,具
有许多生理功能 。锌能够参与叶绿素合成 ,从而促
进光合作用 ,提高作物产量;增强作物根 、茎的抗病
能力和抗逆性[ 1] 。锌还影响氮 、磷 、钾的代谢和分
配 ,促进氮 、磷向籽粒中再分配[ 2] 。近年来 ,随着作
物产量的提高 ,以及普遍施用只含有氮 、磷 、钾等大
量元素的肥料 ,作物从土壤中摄取大量养分 ,从而使
微量元素供应不足 ,特别是锌的供应不足更为突出 。
尤其在我国北方石灰性土壤上 ,缺锌更为明显[ 3-6] 。
缺锌作物往往出现叶片的脉间失绿或白化症状 ,疏
导组织发育也受抑制 ,机械组织不发达[ 7 ,8] 。向日
葵缺锌花盘变小 、变形 ,籽实不饱满 ,空壳多 ,茎秆的
上部叶片会出现各种花斑 。常见到的是潜在性缺
锌 ,籽实成熟不好 ,影响产量 ,降低质量[ 9] 。
在目前我国大部分土壤普遍缺锌的情况下 ,施
用锌肥有一定的增产效果。同时锌肥属于微量元素
肥料 ,作物需用量较小 ,适量与过量的界限相差很
小 ,施用不当易引起作物受害[ 10] ,同时影响产量和
华北农学报·2009 , 24(1):189-193
品质[ 11-15] ,还会造成环境污染 ,引起人 、畜等某些
地区病的发生 ,因此准确判断其施用量尤为重要 。
在施用过程中 ,要因地制宜地选择适当的用量和施
用方式 。既不能过多 ,也不能过少 ,还要强调匀施 。
本试验旨在根据我区特定的生态条件 ,研究内蒙古
自治区的优势品种向日葵在锌肥作用下的增产效
应 ,以期为锌肥的合理使用提供理论依据。
1　材料和方法
1.1　试验地点
本试验在内蒙古农业大学教学农场进行 ,土壤
有机质含量为 1.32 g/kg 、全氮含量 30.77 g/kg 、全磷
含量 1.05 g/kg 、全钾含量 3.63 g/kg 、碱解氮 109.2
mg/kg 、速效磷 46.0 mg/kg 、速效钾 105.2 mg/kg 、pH
7.7。
1.2　供试材料和试验设计
本试验选用油用向日葵品种内葵杂 3号为试验
材料。采用四水平顺序排列设计 ,重复 3次 。施锌
(ZnSO4)处理设 0 ,1 ,2 ,3 kg /667m2 4个水平 ,分别用
Zn0 、Zn1 、Zn2 、Zn3表示 。每小区种植 8 行 ,小区面
积为 16 m2 ,种植密度为 4 446株/667m2 。磷酸二铵
15 kg/667m2 ,作为底肥一次性施入 。尿素 15 kg/667
m2 ,其中5 kg作底肥 ,10 kg 作追肥 ,锌肥作为底肥一
次性施入 。5月 18 日播种 ,田间管理同一般大田
生产 。
1.3　试验方法
向日葵于 5月 18日播种 ,5月 28日出苗 。生育
期间从6月 22日开始至成熟 ,每隔 14 d取样 1次 ,
分别在苗期(06-22)、现蕾期(07-06)、始花期(07
-20)、终花期(08-03)、灌浆期(08-17)、灌浆末期
(09-01)各取样一次 ,共取样 6次。苗期每小区 5
株 ,其他时期每小区取 3株 。将各器官分离进行 、鲜
质量的测定。之后先将样品在 105℃条件下杀青 30
min ,再在 80℃条件下烘干至恒重。
向日葵 7月 23日开花授粉 ,从 8月 3日开始直
至9月 7日成熟收获 ,对每个小区标记的 5棵植株 ,
每隔 5 d 进行籽粒的取样 ,测定籽粒鲜质量 ,干质
量。成熟末期 ,各处理取样 5株进行室内考种 ,进行
理论产量计算。
2　结果与分析
2.1　不同施锌处理对向日葵叶面积指数(LAI)的
影响
叶是向日葵进行光合作用的器官 ,合理的叶面
积是充分利用光能 ,保证向日葵高产优质的主要条
件。叶面积的大小通常以叶面积指数(LAI)来衡量。
因此 ,叶面积指数大小直接关系到向日葵同化光能
的数量 ,从而关系到向日葵籽粒产量的高低。LAI
过大或过小都不利于高产 ,不同生育时期最适的叶
面积指数发展动态才是高产的基础。
由图 1可以看出向日葵叶面积指数随生育时期
推进基本呈单峰曲线变化趋势 ,峰值出现在 7月 20
日 ,以后开始缓慢下降。从苗期到现蕾期叶面积指
数迅速增加 ,从现蕾期到始花期呈直线增长 ,以后逐
渐下降。主要是因为植物由营养生长转移到生殖
生长 。
图 1　不同施锌处理向日葵叶面积指数(LAI)的动态变化
Fig.1　The dynamic variation of sunflower′s leaf area
index under different zinc fertilizer treatment
不同施锌处理下 ,叶面积指数从高到低依次是
Zn2>Zn0>Zn1>Zn3。因此 , 2 kg/667m2 的施锌量
为最佳 ,Zn3处理的叶面积指数最低 ,这可能是土壤
中有获得高产的足量的锌 ,施锌导致了植株对锌肥
的奢侈性的消耗有关。
综上所述 ,一定范围内向日葵施锌增加 ,会导致
单株叶面积指数 LAI升高 。适量的锌肥有利于植株
生长 ,LAI提高 。
2.2　不同施锌处理对向日葵干物质积累的影响
植株干物质量是经济产量形成的基础 ,又是衡
量植株生长状况和内部代谢强弱的指标之一。向日
葵和其他作物一样 ,干物质中 90%～ 95%是光合产
物 ,各时期干物质量的多少既反映了植株生育状况 ,
又关系到经济产量的高低 。一些研究结果表明 ,以
收获营养器官为目的的作物 ,由于施锌后光合作用
功能增强 , 光合面积增大 , 植株鲜质量和干质量
增加[ 16] 。
由图 2 ～ 5可知 ,不同施锌处理下向日葵从出苗
期到灌浆末期叶干质量 、茎干质量 、花盘干质量 ,以
及向日葵群体干物质重均表现出相似的“S”型增长
趋势 ,即随生育时期的推进 , 各干物质的积累表现
为:先呈指数型增长 ,后为直线型增长 ,最后趋于平
缓。各处理间进行比较 ,在现蕾期后 ,Zn2的干物质
积累均高于Zn0 、Zn1 、Zn3 ,Zn3的干物质积累在整个
190　 华　北　农　学　报 24卷
生育期内均处于最低 ,而 Zn0 、Zn1间干物质积累无
明显差异。分析其原因 ,可能由于 Zn1处理的施 Zn
量过少 ,对植物的营养吸收没有造成影响;而 Zn3处
理的施锌量过多 ,导致了植株对锌肥的奢侈性的消
耗 ,而影响了干物质积累 。
图 2　不同施锌处理叶干质量的变化
Fig.2　The variation of leaf DM under different
zinc fertilizer treatment
图 3　不同施锌处理茎干质量的变化
Fig.3　The variation of stem DM under different
zinc fertilizer treatment
图 4　不同施锌处理花盘干物质量的变化
Fig.4　The variation of flower disc DM under
different zinc fertilizer treatment
由此可以说明 ,适量施锌有助于干物质的积累 。
叶片干物质积累在 8月17日(灌浆期)达到最大值 ,
为160 kg/667m2左右 ,茎干质量在 8月 17日(灌浆
期)达到最高值 ,为 305.56 ～ 389.36 kg/667m2 , 8月
17日之后茎的干物质积累下降主要由于开始进入
籽粒灌浆期 ,植株进入了生殖生长阶段。群体干物
质积累量变化范围在 895.64 ～ 1 029.45 kg/667m2 。
在指数增长期 ,各处理之间群体干物质积累量无明
显差异;直线增长期和减缓停滞期 ,群体干物质积累
表现为 Zn2>Zn1>Zn0>Zn3。Zn2处理群体干物
质积累最高 ,这与籽粒干物质积累变化一致 ,由此说
明干物质积累量是籽粒产量形成的基础 ,适量施锌
有利于向日葵干物质积累。
图 5　不同施锌处理群体干物质量的变化
Fig.5　The variation of population DM under
different zinc fertilizer treatment
2.3　不同锌肥处理向日葵籽粒灌浆过程
一些研究表明 ,以收获生殖器官为主的作物 ,由
于施锌后整体光合作用功能改善 ,光合时间延长 ,尤
其灌浆时间延长 ,灌浆强度增强而提高产量[ 17] 。李
芳贤等研究表明 ,玉米合理施锌后 ,由于抗病能力提
高 ,空秆率降低 ,3个产量构成因素都有所提高而增
产 ,尤其是在有效锌含量低的土壤上 , 效果更为
明显 。
2.3.1　不同锌肥处理对向日葵籽粒干物质积累的
影响　由图 6可看出 ,向日葵籽粒干物质积累过程
随时间的变化为“慢 —快 —慢”趋势 ,随着生育期的
推进 ,籽粒干质量在逐渐积累 ,从开花期第 10天到
灌浆末期(08-28),籽粒呈直线增长 ,灌浆期后 ,籽
粒增长逐渐趋于平缓 ,至收获时 ,籽粒的干物质积累
图 6　不同时期籽粒干物质积累的动态变化
Fig.6　The variation of grain DM accumulation
in different period
1期 张　君等:锌肥对向日葵干物质积累和籽粒灌浆的影响 191　
量达到最大值 ,曲线呈“S”型[ 18] ,马冲等[ 19]认为千
粒重与授粉天数符合 Logistic 方程 ,可用 Logistic方
程描述[ 20] ,其表达式为:Wt=k/(1+ae-bt),当 t※∞
时 ,W=k ,可见W=k是曲线的渐近线 ,是在该施肥
量下的理论千粒重 ,总比实际值大 ,即是千粒重的潜
力值 ,而这个潜力值往往是达不到的 ,但其他的合理
措施和有利的气候因素可以帮助最大限度地接近这
个最大潜力值[ 21] 。
各处理间进行比较 ,其中 Zn2的籽粒干物质积
累明显高于 Zn0 、Zn1 、Zn3 ,而 Zn1 的干物质积累量
在整个生育期内高于 Zn0 ,说明适量的施用锌肥对
籽粒的干物质积累有明显的促进作用。
2.3.2　锌肥对向日葵籽粒灌浆进程的拟合过程的
分析　灌浆从开始到停止 ,所经历的时间为灌浆持
续期 。每日每粒(或千粒)增加的干质量 ,称为籽粒
灌浆速率 。物质积累量主要决定于籽粒的灌浆时间
长度和灌浆强度。
锌肥处理的向日葵籽粒的拟合方程见表 1 ,其
拟合系数在 0.946 ～ 0.988 ,拟合性较好 。Zn0 、Zn1 、
Zn2 、Zn3达到最大灌浆速率的时间分别为开花后的
19.4 ,19.0 ,17.7 ,15.5 d ,最大灌浆速率分别为 4.31 ,
4.98 ,5.17 ,4.39 g/(d·千粒),随着施锌量的增加 ,其
达到最大灌浆速率的时间缩短 ,但最大灌浆速率为
Zn2处理 。其灌浆速率拟合曲线见图 7 ,施用不同量
的锌肥处理间向日葵籽粒最大灌浆速率方差分析表
示:Zn0与 Zn2 、Zn3 的差异显著 ,Zn0与 Zn1差异不
显著 。有效灌浆期仅 45 d左右 。
表 1　不同锌肥处理下籽粒灌浆进程模拟
Tab.1　The simulation of grain filling process under different zinc fertilizer treatment
处理
Treatment
粒重拟合方程
Grain weight
imitate equation
灌浆速率方程
Filling speed
equation
拟合系数 r
Fitting
coefficient
达最大灌浆速率时间/ d
The period of maximum
filling speed
最大灌浆速率/(g/(d·1 000粒))
The maximum
filling speed
Zn0 Wt=138.997 6/ Vt=139.00e-0.107 4t/ 0.949 0 19.43 4.31a
(1+8.06e-0.107 4t) (1+8.06e-0.107 4t)2
Zn1 Wt=142.09/ Vt=142.09e-0.103 2t/ 0.946 0 19.03 4.98b
(1+7.13e-0.103 2t) (1+7.13e-0.103 2t)2
Zn2 Wt=145.79/ Vt=145.79e-0.110 6t/ 0.988 0 17.66 5.17b
(1+7.05e-0.110 6t) (1+7.05e-0.110 6t)2
Zn3 Wt=123.91/ X Vt=123.91e-0.129 7t/ 0.968 0 15.52 4.39a
(1+7.05e-0.110 6t)2 (1+7.49e-0.129 7t)2
图 7　不同施肥处理下籽粒灌浆速率
Fig.7　The grain filling rate in different zinc fertilizer
图 8　不同锌肥处理下籽粒含水率的变化
Fig.8　The variation of grain′s moisture
content in different zinc fertilizer
2.3.3　不同施锌处理下向日葵籽粒灌浆过程中水
分的变化　从图 8和表 2 可以看出 ,籽粒的含水率
从 8月 2日(授粉后第 10天)开始 ,随灌浆期的延长
含水率呈下降趋势 ,用 Y =a+bX 方程拟合较好。
拟合方程见表 2 ,各处理间的拟合系数(r)为 0.96 ～
0.99。Zn1处理的含水率下降最快 ,生育时期持续
的较短 ,因此不利于籽粒灌浆 。
表 2　不同锌肥处理下对籽粒灌浆
过程含水率的回归方程分析
Tab.2　The analysis of moisture content of grain filling
process by recurrence equation in different fertilizer
处理
Treatment
直线回归方程
Recurrence
equation
拟合系数 r
Fitting
coefficient
Zn0 Y=105.818-1.875X 0.962 3
Zn1 Y=100.702-1.592X 0.988 9
Zn2 Y=103.15-1.776X 0.972 0
Zn3 Y=100.25-1.603X 0.964 6
2.4　油用向日葵产量结果的分析
由表 3可知 , 4种不同锌肥处理下产量大小为
Zn2>Zn1>Zn0>Zn3。产量结果表明 ,Zn2与 Zn0 、
Zn1 、Zn3有极显著差异 ,差异显著性达到了 a=0.01
192　 华　北　农　学　报 24卷
的显著水平。Zn3 、Zn1 与 Zn0 均无显著差异。可 见 ,Zn2处理对产量效果最明显。
表3　不同锌肥处理下向日葵亩产量显著性的分析
Tab.3　The notable analyze of sunflower′s yield
处理
Treatment
株数/(株/ 667m2)
Number of plant
粒数/(粒/盘)
Grain number(per disc)
千粒重/ g
1 000-grain
weight
产量/(kg/667m2)
Yield
显著水平
Significant level
0.05 0.01
Zn0 4 446 1 256 59.0 358.6 b B
Zn1 4 446 1 298 57.6 359.4 b B
Zn2 4 446 1 476 55.9 396.4 a A
Zn3 4 446 1 362 54.7 357.9 b B
　注:表中标明不同大写字母的值差异达 0.01极显著水平 ,不同小写字母的值差异达 0.05显著水平。
　Note:Values followed by capital and low letters stand for significant different at 0.01 and 0.05 level respect ively.
3　结论与讨论
不同施锌处理下 ,叶面积指数 、干物质积累均表
现为Zn2>Zn0>Zn1>Zn3。随着土壤中施入锌肥
量的增加并没有提高干物质的积累量 ,因此要合理
有效使用微肥。
随着生育时期的推进 ,籽粒干物质在逐渐积累 ,
呈“S”型增长趋势。
向日葵籽粒灌浆的进程可用 Logistic模型描述 ,
其拟合系数均为 0.95 ～ 0.99。
随着施锌量的增加 ,籽粒达到最大灌浆速率的
时间缩短 ,整个灌浆进程缩短 ,但最大灌浆速率出现
在Zn2处理 。这可能是因为后期 Zn2处理的灌浆强
度较大。
灌浆过程中籽粒含水率逐渐下降 ,可用 Y =a+
bX 方程模拟 ,各处理间的拟合系数(r)为 0.96 ～
0.99。Zn1处理的含水率下降最快 ,生育时期持续
的较短 ,因此不利于籽粒灌浆 。
本试验在大田条件下进行 ,因此不免要受到环
境等不可调控和支配的因素的干扰(例如降雨量的
多少 ,土壤中微量元素的供应量多少等),尽管在研
究过程中采用了严格的措施 ,但由于不能人为调控
的因素的干扰 ,因而其结果难免有一定的局限性。
在灌浆开始期 ,干物质积累速度慢 ,是籽粒扩大
“库容”的关键时期 ,这一时期应提供良好的营养条
件 ,加强肥水管理 ,最大限度地增加花盘粒数 ,延长
灌浆时间 ,提高灌浆速率 ,延缓功能叶片的衰老 ,以
促使干物质的积累 ,提高千粒重 , 最终达到高产的
目的 。
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