陆生植物除了能利用根吸收养分,还能利用叶片吸收外源物质,如营养元素、气体、农药等,叶片在吸收水分的同时可以把营养物质也吸收到植物体中去[1]。叶面肥是一种肥料类型,它以叶面吸收为目标,经过人为施用营养元素于农作物叶片表面,从而使叶片吸收而发挥功能。叶面肥的作用时间迅速,因此大大提高了肥料的时效性,并且其简单的操作和吸收效率较高,有效的减少了成本。大量研究表明,叶面施肥对养分的吸收利用与根系吸收一样,都能起到改善作物品质和提高产量的效果[2]。植物种类及生长状况、叶面喷施液的组成与养分元素的性质以及温度、光照等环境条件都影响叶片养分的吸收与利用[3]。在叶面肥中加入活性剂等助剂可以提高叶面喷施效果,因此,其成为叶面喷施剂不可或缺的一部分。外源喷施微量元素可以很有效的改善小麦品质,增加小麦产量。小麦叶面肥是一种快速、高效的及时补充养分的方式。小麦从苗期到蜡熟前均能够吸收叶片喷施的氮素营养,除氮肥外,还有一些磷钾肥和微量元素肥料也有人进行报道[4-9]。植物叶片主要通过以下三种途径与外界进行营养物质交换:一,通过叶片细胞的质外连丝进行主动吸收;二,通过叶表面角质层的亲水小孔;三,通过分布在叶面的气孔。在以上三种途径中,第三种是养分进入叶片内部的主要途径之一[10],其虽然有角质层覆盖[11]却无蜡质层,且由于角质层极性比较高,对养分的穿过有利,就养分穿过角质层的速度而言,气孔部分要大于非气孔部分[12]。叶片上的养分,一开始是通过扩散的形式进入蜡质层和角质层,接着进入叶肉细胞进而被吸收利用[13]。一般认为,表皮细胞壁对养分进入细胞内部的阻碍作用相对不大[14],因此养分透过蜡质层、角质层到达表皮细胞壁后,可透过表皮细胞壁,再经过跨膜运输进入细胞质中,这种运输机制与根部细胞的相同[15]。进入叶肉细胞后,这些养分参与植物的生理活动,植物对它们的利用效果与从根部吸收的一样。
微量元素包括Fe、Zn、Cu、Mn、Cr、Se、Mo、Co、F等,在植物体内含量非常少,但对植物的生长发育起到重要作用。这些微量元素通过与一些有机基团和蛋白质结合,形成文生素、激素、酶等生物大分子,它们在植物生长发育中有着重要的生理生化功能。微量元素构成植物体内不可或缺的电子传递系统与载体,参与文生素和激素的合成,对核酸的理化性质均能够产生影响。多种核糖核苷酸聚合酶中含有Zn,而核酸还原酶的作用则依赖于Fe[16]。Fe、Zn、Se三种微量元素在植物体内有重要的生物学功能,含量过多或过少,都将导致植物的生理疾病[17, 18]。
Se可提高植株的抗衰老能力和抗逆性,促进植株的正常生长,推测Se可能是高等植物的必需微量元素[23]。Fe是人类发现的第一个植物必需微量元素[20]。植株缺Fe叶子会变黄,得黄叶病[22]。Fe在植物光合作用、呼吸作用和氮代谢等氧化还原过程中都起着重要作用[21]。Zn是植物体内多种酶的活化剂和组成成分。小麦缺Zn表现为麦苗心叶白化,叶片失绿,中后期植株矮小,根系变黑,叶小而脆,千粒重低,空秕粒较多 [19]。在植物中,最适浓度范围内的微量元素才能发挥其生物学功能。例如,低浓度的Se才能促进植物的生长发育,超过一定的浓度范围,会对植物产生毒害,抑制植物的生长发育,浓度越高抑制越强,产生的毒害作用越大。一般非Se积累的植物含Se量>50 mg/kg时,会使植物中毒,表现出生长缓慢、叶子失绿、植株矮小等中毒症状[25]。
本试验通过在小麦花期直接喷施叶面肥的方式,高效快速地给小麦补充微量元素,研究在花期喷施不同微量元素对小麦产量和品质的影响,以期为小麦高产优质栽培技术的创新提供依据。
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