微量元素锌(Zn),是人体生长发育必需的营养元素之一。人体缺锌会引起儿童生长发育迟缓、智力低下、身体免疫功能下降等各种疾病。由于Zn在人体内无法自行合成,通过外界补充是唯一的手段,较药补而言食补更为安全和有效。实际上,人体所需的Zn量基本是来自于食物。食物中Zn含量的差异性,是由于食物种类及品种的不同以及土壤中Zn的供应情况的差异而导致的。全球耕作土地缺Zn高达30%,在我国更有高达40%的耕作土地存在缺锌间题。单纯通过土壤施用Zn肥以期改变土壤Zn含量进而影响植物对Zn素的吸收利用的途径,所将要面临经济代价是巨大的,尤其对发展中国家而言将是难以得到有效实施。所以,在农业生产中,如何在现有Zn资源的基础上,提高作物对Zn的吸收利用,提高作物可食部位Zn的富集量。随着科技的发展,上世纪90年代,在作物富集Zn遗传改良以及高富集Zn作物的选育工作都逐渐展开并取得了一些长足的进展。但多集中于世界性粮食作物如水稻、小麦以及玉米等。油菜作为世界性油料作物,在日常生活中占有举足轻重的地位,尤其对我国民众而言,却较少予以报道。为深入了解不同基因型油菜在不同Zn浓度下对Zn的富集差异性及其机理研究,本试验在前期水培筛选下,采用根袋法土培试验,在中性紫色土壤上研究5个油菜资源品种(Brassica)在施用不同Zn浓度后油菜对Zn的吸收富集差异,同时研究不同Zn处理对油菜生物量、生理生化指标、根系分泌物、根尖细胞结构、植株体内N、P、K及Zn含量和土壤N、P、K及Zn含量的影响,以期为油菜富Zn机理研究提供理论依据。1.不同Zn浓度对不同油菜的生长影响不一。随着Zn浓度的增加,油菜的株高、根长、地上部以及地下部干重表现为先升高后下降的抛物线趋势。罗平金菜子、二牛尾、溧阳苦菜品种表现在Zn浓度5.0 mg/kg时值最高；而当Zn浓度达到20.0 mg/kg时,南通黄油菜和H33品种较其他三品种生长较好。5个油菜资源品种内以二牛尾和溧阳苦菜品种在生物量上较优于其他品种。2.随着Zn浓度的增加5个油菜资源品种的SOD、CAT以及POD三者总体活性表现为先下降后升高的趋势,且不同处理间差异性显著。Zn浓度5.0 mg/kg下,各油菜品种三种抗氧化酶活性最低,随着Zn浓度(≥10.0 mg/kg)的继续上升各品种三种酶活性表现表现不一,罗平金菜子、二牛尾以及溧阳苦菜随浓度上升而下降,南通黄油菜和H33品种则是呈现上升趋势。5个油菜品种以二牛尾和溧阳苦菜品种在Zn浓度5.0 mg/kg下各类抗氧化酶活性最低,植株的生长状态较优于其他品种油菜。不同Zn浓度下油菜叶片中MDA和Pro的含量表现趋势呈先下降后升高态势,浓度5.0 mg/kg下二者含量最低。5个品种内以二牛尾和溧阳苦菜品种总的MDA和Pro含量低于其他三品种。表明该两种品种对Zn较强的适应性和抗性。3.油菜体内叶绿素a、b以及总叶绿素含量随着Zn浓度增加而呈抛物线变化趋势,呈先增加后降低；最高值在Zn浓度5.0 mg/kg下出现,且不同处理间叶绿素含量差异性显著,但品种间差异性不显著。油菜体内净光合速率、蒸腾速率、气孔导度含量变化趋势随着Zn浓度增加为由低到高再到低,在Zn浓度5.0 mg/kg时Pn、Tr、Gs含量为其他处理的最高值。油菜体内胞间CO2浓度含量的变化趋势同Pn、Tr、Gs的趋势相反,为先下降而后升高,在5.0 mg/kg浓度处最低,且处理间差异性显著。5个油菜品种间以二牛尾和溧阳苦菜品种在5.0 mg/kg浓度下Ci值最低。表明二牛尾和溧阳苦菜品种的光合作用能力较强于其他油菜品种。4.高Zn浓度(20.0 mg/kg)下油菜根系产生的分泌物增多用以应对环境胁迫。5个油菜品种根际分泌的氨基酸共14种,含量在0.012～1.783 mg/100ml。主要分泌的氨基酸有谷氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸。5个油菜品种间以二牛尾和溧阳苦菜品种根系分泌氨基酸含量较高于其他3个品种,以H33的的根系分泌的氨基酸最低。表明不同Zn浓度对油菜不同品种细胞膜透性影响不一。作为根系生命活动的密集区----根尖,它的细胞结构随着处理Zn浓度的不同而表现出显著性差异且品种间差异性显著。高浓度(20.0 mg/kg)下,较对照处理根际细胞内的线粒体和液泡变化最为明显,出现线粒体的肿胀和液泡的凝集。5个油菜中H33品种根尖细胞超微结构较对照处理差异性不明显,这可能是H33品种耐Zn性较强的生理机制之一。5.5个油菜品种在不同Zn浓度下各部分N、P、K养分元素的吸收和转运差异性明显。盛花期养分含量明显低于成熟期以及籽粒和叶片中养分含量明显高于根和茎部,这说明植株体内养分元素是从地下部转移至地上部；从营养生长部位转向生殖生长部位。5个品种以二牛尾品种和溧阳苦菜品种体内养分含量最高,表明该二者更能有效的将养分供给于地上部的生殖器官以保证和满足正常的生长发育,为籽粒灌浆提供保证。6.不同处理Zn浓度下对根际与非根际土壤内碱解氮、有效磷以及速效钾的影响各异。根际土壤中,随着Zn浓度的增加先养分含量先降低,然后升高；5.0 mg/kg浓度时达到最低值,且成熟期的总体养分含量高于盛花期含量。不同时期内根际土壤中,5个油菜品种内以二牛尾和溧阳苦菜品种在5.0 mg/kg浓度下养分含量最低,表明该二者在植物生长期内对养分需求较高,植株生长健壮。非根际土壤中,碱解氮、有效磷以及速效钾的含量在高Zn浓度下含量较高,且盛花期Zn含量高于成熟期含量。各养分元素变化各异,以N的变化较大,P、K总体浮动较小；且5个油菜品种内各养分元素变化趋势也呈显著性差异。罗平金菜子品种N的变化较大；H33中P的含量变化最大；而二牛尾号和溧阳苦菜在5.0 mg/kg浓度下K含量最低。7.不同Zn浓度下油菜体内各部分的Zn含量以及富集量差异性显著。尤其是在油菜籽粒中表现更为明显。油菜根、茎、叶以及籽粒四部分随着Zn浓度的增加而增加且表现出籽粒中Zn含量最高,其次是叶片。表明油菜生长过程中Zn随着生长的继续由地下部转移至地上部以及从营养生长在部位转移至生殖生长部位。5个试验对象中以二牛尾和溧阳苦菜品种籽粒中Zn含量为最高。表明该二者对Zn的吸收能力较强。对于不同油菜品种在Zn富集能力上,同样随着Zn浓度的不同差异性显著,其中以二牛尾和溧阳苦菜品种在5.0mg/kg Zn浓度下Zn积累量最高,表明该二者在5.0 mg/kg下Zn富集能力最强。