論富含微量營養(yǎng)素的肥料對糧食作物營養(yǎng)品質(zhì)的影響

[美]羅斯·韋爾奇，[澳]羅賓·格林漢姆，[土]埃斯邁爾·卡科馬克，段士愛 譯

(麗江師范高等?？茖W校，云南 麗江 674100)

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論富含微量營養(yǎng)素的肥料對糧食作物營養(yǎng)品質(zhì)的影響

[美]羅斯·韋爾奇，[澳]羅賓·格林漢姆，[土]埃斯邁爾·卡科馬克，段士愛 譯

(麗江師范高等專科學校，云南 麗江 674100)

摘要：“農(nóng)藝生物強化”策略認為，生產(chǎn)出富含微量營養(yǎng)素的糧食作物說明產(chǎn)出微量營養(yǎng)素密集的食物是一個有效的農(nóng)業(yè)措施。全球范圍內(nèi)大部分谷物耕地的土壤中物理和化學成分都欠佳，如土壤中有機質(zhì)和含水量低而pH值和碳酸鈣含量高。這種不利的土壤條件會嚴重降低土壤的化學溶解能力和植物根部吸收微量營養(yǎng)素的能力，尤其是鋅和鐵。例如，把土壤的pH值提高到堿性范圍(pH6.5或更高)，溶解度會降低(數(shù)倍)，鋅運輸?shù)礁当砻娴哪芰σ矔档?。在一個對花生的研究中發(fā)現(xiàn)，把土壤的pH值從5.2提高到6.8，則花生葉子中鋅的含量從200毫克/公斤降低至20毫克/公斤(Parker 和Walker, 1986)。已發(fā)表的數(shù)據(jù)表明，土壤有機質(zhì)和土壤根際可溶性鋅濃度之間存在較強的正相關關系(Catlett 等人., 2002)，強調(diào)土壤有機質(zhì)對植物根部吸收鋅的重要性。因此，糧食作物的種子或新開發(fā)的生物強化品種種子從化學成分欠佳的土壤中吸收微量營養(yǎng)素會使種子中鋅濃度難以達到理想的狀態(tài)。所以，對以食物來補充微量營養(yǎng)素的人群來說，加強農(nóng)藝生物強化(施肥)是十分必要的策略，也許還有助于耕地資源匱乏的地區(qū)提高作物的產(chǎn)量。

關鍵詞：施肥；營養(yǎng)素；設計；農(nóng)業(yè)體系

1施肥對土壤營養(yǎng)的重要意義

施肥并非是一個解決育種問題的替代或獨立方案，而是互補和協(xié)同。把這些農(nóng)業(yè)手段相結合就能夠培育出人類所需要的并且富含各種微量營養(yǎng)素的理想種子。當然,就作物基因而言,在開發(fā)和發(fā)布通過不同育種程序時,如根據(jù)收獲以及育種程序,將充分表達他們的遺傳能力充分擴展時可用/土壤中微量元素的溶池維護解決方案(根吸收)和葉組織(re-translocation到種子)。保持高可用池的微量元素在土壤溶液和葉組織可以通過土壤和葉片微量元素肥料的應用。

有已發(fā)表的資料表明應用微量營養(yǎng)素肥料有助于使種子富含各種微量營養(yǎng)素，如鋅、硒和碘。在此已經(jīng)提出了多個例子說明鋅肥對谷物中鋅含量的影響。讀者可以參看有關鋅和碘的例子?？磋F的例子可知還沒有有效的農(nóng)藝方法使種子富含鐵從而滿足人類的需求。

對于鋅，目前公布的結果顯示，葉面應用鋅肥對糧食中鋅含量的增加有著顯著的效果。在鋅匱乏的土耳其，土壤中缺乏微量營養(yǎng)素是眾所周知的，在土壤中施含有鋅的肥料能提高糧食中鋅的含量(圖1)，同時能提高糧食的產(chǎn)量。將含鋅的土壤和葉面噴灑鋅元素相結合，是增加糧食鋅含量最為有效的一種方式。(產(chǎn)量高達3倍)， (Cakmaket al., 2010b)。

在土壤中施鋅肥對糧食鋅含量的提高并不總是一直具有積極的影響，特別是在含有鋅元素的土壤中。相比之下，無論土壤條件如何，含鋅肥料在葉面的應用大大提高了糧食的鋅含量，滿足了人類生存發(fā)展的需求。在全球7個國家進行的一項針對小麥和大米生產(chǎn)鋅施肥的項目中，土壤中鋅肥的應用對糧食中鋅含量的增加是無效的，而在葉面施灑硫酸鋅肥對增加糧食鋅含量有顯著的效果，小麥鋅含量高達85% (Zou et al., 2012)，水稻25%，(Phattarakul et al., 2012)，所有這些與土壤條件、管理方法與栽培品種無關。

2設計可提高營養(yǎng)產(chǎn)出的農(nóng)業(yè)體系

設計可提高營養(yǎng)產(chǎn)出和促進人類健康的農(nóng)業(yè)體系。為滿足人類的基本營養(yǎng)需求，多樣化的農(nóng)業(yè)體系(包括作物，畜牧業(yè)和水產(chǎn)業(yè))是一個不可或缺的重要因素(Graham et al.,2001)。事實上，為了生存和發(fā)展人類至少需要43種營養(yǎng)(參看表1)，這些營養(yǎng)主要是通過農(nóng)業(yè)系統(tǒng)來提供的。通常情況下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要是為了提高產(chǎn)量而沒有太多的關注其營養(yǎng)產(chǎn)出和人體健康，但是可以以改善和提高人類營養(yǎng)和健康水平為主旨來發(fā)展農(nóng)業(yè)(McIntyre et al., 2001; Graham et al., 2007)。然而，這樣的農(nóng)業(yè)是不會實現(xiàn)的除非在發(fā)展和實際耕作中，農(nóng)業(yè)政策和計劃包含這樣的想法。(IFPRI, 2012; Haggblade, 2012)。綜合農(nóng)業(yè)體系認為通過豐富多樣的食物來滿足人類的營養(yǎng)需求，從而確保營養(yǎng)安全是必須的(Frison et al., 2006; Graham et al.,2007)。利用高能作物合理搭配，以確保為人類提供充足且豐富的營養(yǎng)：動物/魚類為蛋白質(zhì)的主要來源，蔬菜和水果富含微量營養(yǎng)素并富含有益健康的抗氧化物。包括原住民在內(nèi)的所有人都認為，傳統(tǒng)的富含微量營養(yǎng)素的作物是可以提高營養(yǎng)產(chǎn)出的(國家研究委員會, 1996; Tontisirin et al., 2002)。

表1　該表中的43種基本營養(yǎng)為人類生存所需，表中標*的營養(yǎng)素不被視為必需營

中圖分類號:S153

文獻標志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)08-0029-01