供锌对小麦籽粒不同脱皮组分中锌生物有效性的影响

论文摘要

锌是动植物生长所必需的微量元素,通过植物进入食物链,直接或间接进入人类的膳食中,进而影响人体的营养平衡及身体健康。小麦是世界上播种面积最大和总产量最多的粮食作物,同时也是对锌比较敏感的作物之一。小麦我国北方大部分居民的主食,是人体能量和矿质营养的主要来源。我国小麦主要种植在北方缺锌或潜在缺锌的石灰性土壤上,这导致小麦籽粒锌缺乏现象比较普遍。此外,小麦籽粒中还含有较多能够降低锌生物有效性的化合物,其中植酸是最主要的抗营养因子。植酸是小麦籽粒中磷的主要储存形式,它能与锌结合,限制了锌在人体内的吸收,从而加剧了人体的锌缺乏症状。但由于人们所食用的面粉主要来自小麦胚乳,因此研究提高胚乳锌的含量和降低抗营养物质植酸的含量对解决人体锌缺乏现象具有重要意义。本研究通过两个田间肥料试验收获的小麦,探讨了施锌方式和施锌水平对小麦籽粒不同组分尤其是胚乳锌等养分的影响,并探讨影响小麦籽粒锌营养品质的因素,以期为提高小麦营养品质提供理论和实践依据。主要结论如下:（1）探讨供Zn方式对小麦籽粒不同脱皮层次中Zn、植酸及蛋白质含量的影响,为通过农艺措施提高小麦全粒尤其是可食部分（胚乳）Zn含量及其生物有效性提供理论依据。本研究对2个小麦品种进行了土施和喷施Zn肥的田间试验,并利用JMJ3型碾米机对籽粒进行脱皮分层（P1-P5主要为麸皮部分,P6层主要为胚乳部分）,分析了各层中Zn、植酸和蛋白质含量。在两个喷施Zn肥（土施+喷施、喷施）处理下,P1-P5和P6层的Zn含量均显著增加,P1-P5中Zn平均增加53.4%、43.2%,P6层中分别增加61.1%、52.7%,而单纯土施Zn肥效果不明显。Zn、植酸在籽粒P2层含量最高,蛋白质则在P3层中含量最高,三种组分含量随着脱皮进程的增加从外层到内层呈现递减趋势;三种施Zn方式对P1-P5植酸含量影响不显著,但增加了P6层中植酸含量;同时降低了籽粒各层蛋白质含量。土施+喷施和喷施Zn肥均能显著降低P1-P5和P6层中植酸与Zn的摩尔比([植酸]/[Zn2+]),单纯土施Zn肥则不能。Zn、植酸和蛋白质在小麦籽粒中分布不均匀,在籽粒外层含量均很高,尤其是糊粉层,胚乳中最少,且这种分布规律基本不受施Zn方式和小麦品种的影响。喷施Zn肥是提高潜在性缺Zn土壤上小麦全粒Zn尤其是胚乳部分Zn含量和生物有效性较为经济的方式,对缓减人体Zn缺乏有重要意义。（2）揭示潜在性缺锌土壤上施锌对小麦籽粒不同脱皮层次中Zn、植酸及蛋白质含量的影响,对于改善当地居民人体锌营养需求具有重要意义。本研究以锌高效的郑麦9023和锌低效的西农889两种冬小麦基因型为试材,进行了锌肥不同用量（0、7.5、15、30、45 kg Zn hm-2）田间试验。并利用JMJ3型碾米机对籽粒进行脱皮分层（P1-P5主要为麸皮部分,P6层主要为胚乳部分）,分析了各层中Zn、植酸和蛋白质含量。结果显示,施锌加幅度最大,为22.3%,但未达显著水平。土施Zn肥对郑麦9023各组分和西农889麸皮中植酸含量影响不大,但显著增加了西农889P6层植酸含量(施锌量为7.5,、30、40 kg hm-2);不同供锌水平对籽粒各组分植酸与Zn的摩尔比([植酸]/[Zn2+])和蛋白质含量无显著影响;Zn、植酸在籽粒P2层含量最高,蛋白质则在P2或P3层中含量最高,三种组分含量随着脱皮进程的增加从外层到内层呈现递减趋势;在潜在缺锌石灰性土壤上,土施锌肥不能显著提高小麦籽粒胚乳中锌含量及其生物有效性,Zn、植酸和蛋白质在小麦籽粒中分布不均匀,在籽粒外层含量均很高,尤其是糊粉层,胚乳中最少。（3）施锌被认为是一种提高中国北方潜在缺锌石灰性土壤上小麦锌营养,解决人体锌缺乏的有效农艺措施,但施锌是否影响其它微量元素在籽粒中的分布和累积这一问题值得探讨。为此,我们对2个小麦品种（陕715和西农889）进行了土施和喷施Zn肥的田间试验,并利用JMJ3型碾米机将籽粒分为不同组分,P1-P5主要为麸皮部分,P6层主要为胚乳部分,并测定各层中Fe、Cu、Mn的含量。结果显示,不同施锌方式对麸皮中铁和锰的影响不大,降低了P6层（胚乳）中铁含量,平均降低幅度为15.6%,锰含量在P6层有所增加,且喷施锌肥提高效果较好,喷施、土施+喷施锌肥提高幅度分别为11.5%、11.1%;供锌降低了籽粒各层次铜含量,尤其在P6层中降低显著,土施、喷施及土施+喷施锌肥降低幅度分别为42.2%、17.7%、20.2%;铁和铜在籽粒P2层含量最高,锰在P1层中含量最高,在小麦籽粒中,三种微量元素含量从外向内呈现递减趋势。总之,在石灰性性土壤上,喷施锌肥在有效地提高胚乳锌含量的同时,锰含量也有一定程度的提高,降低了籽粒中铁和铜含量;籽粒Fe、Cu、Mn含量在小麦籽粒中分布不均匀,外层含量很高,尤其是糊粉层,胚乳中最少。

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ABSTRACT

第一章文献综述

1.1 锌在人体中的重要性

1.1.1 锌在人体中的分布

1.1.2 锌的生理功能

1.1.3 人体缺锌现状

1.1.4 人体锌的补充

1.2 小麦籽粒锌生物有效性的影响因素

1.2.1 土壤中的锌

1.2.2 植物中的锌

1.2.3 植酸

1.2.4 小麦加工

1.3 解决人体锌缺乏的途径

1.3.1 农艺措施

1.3.2 基因工程

1.3.3 育种

1.4 研究展望

第二章施锌方法对小麦籽粒不同脱皮组分中锌与植酸及蛋白质分布的影响

2.1 材料与方法

2.1.1 试验过程

2.1.2 测定项目及方法

2.1.3 数据处理

2.2 结果与分析

2.2.1 不同施Zn 方式对陕715 和西农889 籽粒各脱皮层次中Zn 含量的影响

2.2.2 不同施Zn 方式对陕715 和西农889 籽粒各脱皮层次植酸含量的影响

2.2.3 不同施Zn 方式对陕715 和西农889 籽粒各脱皮层次Zn 生物有效性的影响

2.2.4 不同施Zn 方式对陕715 和西农889 籽粒各脱皮层次蛋白质含量的影响

2.2.5 小麦籽粒中Zn、植酸和蛋白质的相关性

2.3 讨论

2.3.1 施Zn 方式对小麦籽粒各层次中Zn、植酸和蛋白质含量的影响

2.3.2 Zn、植酸和蛋白质在小麦籽粒中分布

2.3.3 小麦籽粒中Zn 的生物有效性评价

2.3.4 小麦籽粒中Zn、植酸和蛋白质含量的相关性

2.4 结论

第三章土施锌肥对小麦籽粒不同脱皮组分中锌与植酸及蛋白质分布的影响

3.1 材料与方法

3.1.1 试验区概况

3.1.2 试验设计

3.1.3 样品处理

3.1.4 测定项目与方法

3.1.5 数据处理

3.2 结果与分析

3.2.1 施锌肥对小麦籽粒各脱皮层次中Zn 含量的影响

3.2.2 施锌肥对小麦籽粒各脱皮层次植酸含量的影响

3.2.3 施锌肥对小麦籽粒各脱皮层次植酸与锌摩尔比的影响

3.2.4 施锌肥对小麦籽粒各脱皮层次蛋白质含量的影响

3.2.5 小麦籽粒中Zn、植酸和蛋白质间相关性

3.3 讨论

3.4 结论

第四章不同供锌方法对小麦籽粒不同脱皮组分中微量元素分布的影响

4.1 材料与方法

4.1.1 试验过程

4.1.2 样品处理

4.1.3 测定项目及方法

4.1.4 数据处理

4.2 结果与分析

4.2.1 不同施Zn 方式对陕715 和西农889 籽粒各脱皮层次中铁含量的影响

4.2.2 不同施Zn 方式对陕715 和西农889 籽粒各脱皮层次Mn 含量的影响

4.2.3 不同施Zn 方式对陕715 和西农889 籽粒各脱皮层次Cu 的影响

4.2.4 小麦籽粒不同组分中 Zn、Fe、Cu、Mn 的相关性

4.3 讨论

4.3.1 不同供锌方式对 Zn、Fe、Cu、Mn 含量的影响

4.3.2 Zn、Fe、Cu、Mn 在小麦籽粒中的分布模式

4.3.3 小麦籽粒中 Zn、Fe、Cu、Mn 的相关性

4.4 结论

第五章结论

参考文献

致谢

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