Zn과 Fe의 결합된 엽면 시비는 곡물의 미량 영양소 농도를 증가시키고 다양한 밀 종과 배수체 수준에 걸쳐 수분 스트레스를 완화합니다.

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 20328(2022) 이 기사 인용

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이 연구의 목적은 다양한 수질 조건에서 아연(Zn)과 철(Fe)의 엽면 적용에 대해 배수성 수준이 다른 여러 밀 종의 반응을 조사하는 것입니다. 서로 다른 10종의 19개 사배체, 5개 종의 10개 육배체, 3종의 6개 이배체를 포함하여 35개 밀 유전자형을 다음 4가지 처리 방법을 사용하여 2가지 수분 체제에 대해 현장에서 평가했습니다: 대조, 잎 Zn 적용, 잎 Fe 적용 및 엽면 Zn + Fe 적용. 실험은 각 수분 체제에서 2회 반복되는 무작위 완전 블록 설계의 분할 플롯 방식에 따라 수행되었습니다. 수분 스트레스는 곡물의 Zn 및 Fe 함량을 제외하고 측정된 모든 특성에 부정적인 영향을 미쳤습니다. Zn + Fe의 복합 엽면 시비는 수확량을 크게 증가시키고 수분 스트레스로 인한 수확량 감소를 완화했습니다. Zn과 Fe를 적용하면 두 가지 수분 조건에서 곡물의 미량 영양소 함량이 크게 증가했습니다. 4배체 및 6배체 종은 개선되지 않은 2배체 종에 비해 거의 4배 많은 곡물을 생산했으며 물 스트레스의 영향을 덜 받았습니다. 모든 배수성 수준은 Zn 및 Fe 처리와 거의 유사하게 반응했으며, 결합된 적용은 각 요소를 개별적으로 적용하는 것만큼 효과적이었습니다. 두 가지 수분 조건 하에서 Zn + Fe의 복합 적용에 반응하여 가장 높은 수확량 증가와 수분 스트레스 하에서 Zn 적용에 반응하여 가장 높은 곡물 Zn 함량이 6배체 밀에서 관찰되었습니다. Zn과 Fe의 결합된 엽면 시비는 곡물의 Zn과 Fe를 증가시키고 모든 밀 배수성 수준에 대한 물 스트레스의 악영향을 완화하여 생물 강화를 비용 효율적으로 만듭니다.

전 세계적으로 밀은 인간 영양의 중심 위치를 차지하고 있으며, 지난 수십 년 동안의 육종 및 관리 노력을 통해 곡물 생산량이 지속적으로 향상되었습니다1. 그러나 수확량 개선은 곡물 단백질 및 미네랄 함량, 특히 아연(Zn) 및 철(Fe)2,3과 같은 미량 영양소의 상당한 감소와 관련이 있습니다.

일반적으로 상업용 밀 품종 곡물에는 20-35mg/kg의 Zn과 Fe4,5가 함유되어 있는데, 이는 밀을 필수 미네랄의 주요 공급원으로 구성하는 인간의 식단에 적합하지 않습니다6. 식물 요인 외에도, 곡물 재배 토양의 거의 절반은 이용 가능한 Zn(즉, 화학적으로 용해성인 Zn) 농도가 부적절한 전 세계 토양으로, 곡물 Zn 농도를 감소시킵니다7. 식이 Zn 및 Fe 결핍은 성장 장애, 빈혈, 면역 기능 저하, 뇌 기능, 발달 장애, 특히 어린이의 면역 기능 장애로 인한 치명적인 전염병에 대한 취약성과 같은 다양한 건강 문제와 관련이 있습니다6.

이러한 결핍을 해결하기 위한 전략 중에는 더 높은 미네랄 흡수 및 축적 능력을 가진 품종을 얻기 위해 비료나 유전자 조작과 같은 농경학적 관행을 통해 작물의 미네랄 영양분 함량을 증가시키는 생물강화(biofortification)가 있습니다8. Zn/Fe 밀도가 높은 밀에 대한 작물 개량 활동은 먼저 Fe 및 Zn6에 대한 이용 가능한 유전적 다양성을 탐색하는 데 중점을 둡니다. 유전적 생물 강화에 유용한 가변성을 확인하기 위해 Triticum monococcum L., T. turgidum L. ssp를 포함한 조상 종을 스크리닝하는 것이 강조되었습니다. dicoccoides (Körn. ex Asch. et Graebn.) Thell., Triticum turgidum L. ssp. 디코쿰(Schrank) Thell., T. aestivum ssp. 스펠타와 Ae. tauschii9,10.

일반적으로 미량 영양소 비료는 토양에 적용되거나 잎에 뿌려지며11,12 밀알의 농도를 효과적으로 향상시킵니다4. 그러나 연구에 따르면 토양 살포보다 엽면 살포가 더 효과적인 것으로 나타났습니다13,14. Fe의 경우, Fe-EDTA가 곡물 Fe 농도를 증가시키기 위해 가장 잘 적용되는 비료인 것으로 나타났습니다15. 이는 주로 Fe가 중성에서 알칼리성 pH 범위의 토양에 적용될 때 사용할 수 없는 형태로 빠르게 전환되고 Fe의 이동성이 있기 때문입니다. 체관부에서는 열악하고 내인성 킬레이트16에 의해 더욱 감소됩니다.