通过多种施用方法增强绿豆（Vigna radiata L.）锌铁生物强化：提升产量与营养品质的关键策略

《Scientific Reports》：Enhancing zinc and iron biofortification in mungbean (Vigna radiata L.) through various application method

在许多发展中经济体，以谷物为主要营养来源导致锌和铁等微量营养素缺乏。研究人员开展了不同锌（Zn）和铁（Fe）施用方法对绿豆籽粒锌铁含量和生产力影响的研究。结果表明叶面喷施效果最佳，这为优化绿豆微营养管理提供了重要依据。

　　在全球范围内，粮食营养问题备受关注，尤其在许多发展中经济体，人们主要依赖谷物获取营养，然而谷物中锌（Zn）和铁（Fe）等微量营养素含量较低，导致铁和锌缺乏成为严重的公共卫生问题，影响着大量人口的健康。绿豆（Vigna radiata L.）作为重要的食用豆类作物，富含多种营养成分，但针对不同锌和铁施用方法对绿豆籽粒锌铁含量和生产力影响的研究较少。为了解决这些问题，巴基斯坦农业大学等机构的研究人员开展了相关研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上，为优化绿豆种植中的微营养管理提供了重要依据，有助于提高绿豆产量和营养品质，对改善公众健康、保障粮食安全具有重要意义。
研究人员采用了多种技术方法。在实验设计方面，采用随机完全区组设计（RCBD）的裂区试验，设置 2 个因素，每个处理重复 3 次。在数据采集方面，测定了植物生长、生理、生化、收获后等多方面的参数，如用 SPAD 仪测量叶绿素含量（SPAD 值），用 MINI - PAM 测定光合系统 II 产量（Y (II)）等。通过原子吸收分光光度计测定籽粒中 Zn 和 Fe 的含量。利用 Fisher 方差分析和最小显著差异法（LSD）对数据进行统计分析。

研究结果

1. 生长参数：研究发现，不同的 Zn 和 Fe 施用方法显著影响绿豆的生长参数。叶面喷施 Zn 和 Fe 组合处理时，植株高度最高（54.38cm）；Zn 叶面喷施处理下，植株分支数最多（14.95），单株荚数也最多（25.35）。而未施用营养素的植株，各项生长参数均最低。
2. 收获后参数：在收获后参数方面，Zn 叶面喷施处理的生物产量最高（4536.27kg ha^-1），Fe 叶面喷施处理的千粒重最高（44.20g），Zn 叶面喷施处理的籽粒产量最高（1927kg ha^-1），且该处理下的收获指数也最高（42.55%）。未施用营养素的植株，这些参数均最低。此外，Zn 叶面喷施处理时，每荚种子数最多（12.59）。
3. 生理参数：从生理参数来看，Zn 叶面喷施处理下，叶绿素含量（SPAD 值）最高（57.93）。在光合相关指标中，电子传递速率（ETR）在 Zn 种子引发处理时最高（384.15m mol m^-2 s^-1） ，瞬间荧光速率（MFR）在 Zn 种子引发处理时最高（361.67m mol m^-2 s^-1），光合系统 II 产量（Y (II)）在 Fe 和 Zn 交互叶面喷施处理时最高（0.62m mol m^-2 s^-1）。不同处理对光合有效辐射（PAR）影响不显著。
4. 籽粒中 Zn 和 Fe 含量：在籽粒中 Zn 和 Fe 含量方面，Zn 和 Fe 处理均显著影响其含量。Zn 叶面喷施处理下，籽粒中 Zn 含量最高（36.77ppm）；Fe 含量在 Zn 叶面喷施处理时最高（63.44ppm）。未施用营养素的植株，籽粒中 Zn 和 Fe 含量最低。

研究结论与讨论

研究表明，Zn 和 Fe 对绿豆的生长、产量和营养品质具有重要影响。多种施用方法中，叶面喷施 Zn 和 Fe 在提高植株生长和籽粒营养含量方面最为有效，能显著提高生物产量和籽粒产量，增加籽粒中 Zn 和 Fe 的积累。这一方法克服了土壤相关限制，更有效地为植物提供微量营养素。因此，农艺生物强化是提高绿豆产量和营养价值的可行策略，尤其在绿豆作为主要作物的地区，有助于改善粮食安全和减少营养不良。未来研究应优化叶面喷施的浓度、频率和时间，同时进行多地点试验和长期田间研究，以确认该结果在不同农业气候条件下的有效性，进一步提升农业可持续性和公众健康水平。