Micronutrient deficiencies are quite widespread in Sub‐Saharan Africa including Zambia. A survey study of selenium and zinc content in selected soils and staple food crops showed low concentrations that suggested that populations might be at risk of low intake of these micronutrients through the diet. The beneficial effects of Se and Zn are well documented in human populations (Black et al. 2008). Agronomic bio‐fortification offers a promising strategy to address micronutrient deficiency in the diet (Cakmak, 2008). This study was conducted to evaluate the effects of soil and foliar applications of Zn on Zn concentrations in maize, sorghum and wheat

Cakmak, I.

Lungu, Obed I.

Simunji, S.

English

DigitalCommons@University of Nebraska

University of Nebraska - Lincoln DigitalCommons@University of Nebraska - Lincoln INTSORMIL Scientific Publications International Sorghum and Millet Collaborative Research Support Program (INTSORMIL CRSP) 10-2011 Effects of Soil and Foliar Applications of Zinc on Grain Zinc Concentrations of Maize, Sorghum and Wheat in Zambia Obed I. Lungu University of Zambia S. Simunji 2Golden Valley Agricultural Research Trust I. Cakmak Sabanci University Follow this and additional works at: https://digitalcommons.unl.edu/intsormilpubs  Part of the Agronomy and Crop Sciences Commons Lungu, Obed I.; Simunji, S.; and Cakmak, I., "Effects of Soil and Foliar Applications of Zinc on Grain Zinc Concentrations of Maize, Sorghum and Wheat in Zambia" (2011). INTSORMIL Scientific Publications. 43. https://digitalcommons.unl.edu/intsormilpubs/43 This Article is brought to you for free and open access by the International Sorghum and Millet Collaborative Research Support Program (INTSORMIL CRSP) at DigitalCommons@University of Nebraska - Lincoln. It has been accepted for inclusion in INTSORMIL Scientific Publications by an authorized administrator of DigitalCommons@University of Nebraska - Lincoln. Effects of Soil and Foliar Applications of Zinc on Grain Zinc Concentrations of Maize, Sorghum and Wheat in Zambia Obed I. Lungu1, S. Simunji2 and I. Cakmak3 1University of Zambia, P.O.Box 32379, Lusaka, ZAMBIA (lunguoi@gmail.com) 2Golden Valley Agricultural Research Trust, P.O. Box 50834, ZAMBIA (simunji@yahoo.co.uk) 3Sabanci University, Istanbul, TURKEY (cakmak@sabanciuniv.edu)  INTRODUCTION      Micronutrient deficiencies are quite widespread in Sub‐Saharan Africa including Zambia. A survey study  of  selenium  and  zinc  content  in  selected  soils  and  staple  food  crops  showed  low concentrations  that  suggested  that  populations  might  be  at  risk  of  low  intake  of  these micronutrients through the diet. The beneficial effects of Se and Zn are well documented in human populations  (Black et al. 2008). Agronomic bio‐fortification offers a promising  strategy  to address micronutrient  deficiency  in  the  diet  (Cakmak,  2008).  This  study  was  conducted  to  evaluate  the effects of soil and foliar applications of Zn on Zn concentrations in maize, sorghum and wheat.   METHODS      Field trials were conducted  in which zinc was applied through three methods: a) no soil and no foliar Zn applied (i.e. Control treatment), b) soil application of 50 kg ZnSO4.7H2O/ha at planting and c) soil and foliar application of Zn which involved soil application of 50 kg ZnSO4.7H2O/ha as in b) and applications of 0.5 % ZnSO4.7H2O/ha    (equivalent  to 4 kg ZnSO4.7H2O/ha) as a  foliar  spray. These treatments were replicated four times and arranged in a Randomized Complete Block Design at each of three locations in the country.  RESULTS AND DISCUSSION      The  results  showed  that  the  combination  of  soil  and  foliar  Zn  application  was  effective  in increasing grain Zn  concentration of maize  (Table 1).   The Zn  content of  the  soils at  the  site was adequate  (>0.50mg  kg‐1 of DTPA‐  extractable  Zn)  and,  therefore,  a  response  to  application of  Zn fertilizer.  Preliminary data show that sorghum responded similarly to these treatments with zinc on the  same  soil.  In  contrast  to maize  and  sorghum,  foliar  application  of  Zn was  highly  effective  in increasing grain Zn concentration of wheat (Table 2). The greatest increase in grain Zn concentration was  obtained  from  a  combination  of  soil  Zn  and  foliar  application.  Superimposition  of  NPK fertilization appear to have had little effect on Zn uptake from soil and foliar spray.  Table 1.  Effect of soil and foliar Zn applications on grain Zn concentration of maize at three locations  Treatment  Grain Zn Concentration (mg kg ‐1)                    Magoye    Batoka    Chisamba Control ( No Zn)  19.0    17.8    20.5 Soil Zn   22.5    21.8    21.8 Soil Zn  + Foliar Zn   25.3    24.0    19.8                 LSD (0.05)  4.2    3.0    3.5    Table 2. Effect of soil and foliar application of zinc on grain zinc concentration of wheat  Treatment  Grain Zn, mg kg‐1 Control  23.5 ± 2.1 NPK + Urea  20.8  ±2.2 Soil Zn  23.8  ± 1.1 NPK + Urea + Soil Zn  24.2 ± 3.2 Soil Zn + 2X Foliar Zn  43.0 ± 5.6 NPK+ Urea + Soil Zn +2X Foliar Zn  46.4 ± 4.7  CONCLUSIONS        The  results  obtained  showed  foliar  application  of  Zn  were  highly  effective  in  increasing  the concentration of Zn  in cereal grains. The effect of  foliar Zn application was greater on wheat than maize and sorghum. The reason for this differential effect on foliar Zn spray on grain Zn of these 3 cereal crops is not well understood, and might be related to their grain protein levels (Kutman et al., 2011). As discussed by Kutman et al. (2011) high protein in grain represents an important sink for Zn.   ACKNOWLEDGEMENT      The  studies  were  conducted  with  partial  support  from  the  HarvestZinc  Project (www.harvestzinc.org)  and  in  collaboration  with  the  Golden  Valley  Agricultural  Research  Trust (GART), Zambia and the University of Zambia.  REFERENCES Black RE, Lindsay HA, Butta ZA, Caulfield LE, De Onnis M, Ezzati M. 2008. Maternal and child under  nutrition : global and regional exposures and health consequences. Lancet 371:243‐260. Cakmak, I. (2008) Enrichment of cereal grains with zinc:Agronomic or genetic biofortification? Plant Soil 302:1‐17 Kutman, U.B., Yildiz, B., Cakmak, I. (2011) Effect of nitrogen on uptake, remobilization and partitioning of zinc and iron throughout the development of durum wheat. Plant Soil 342: 149‐164.  

Effects of Soil and Foliar Applications of Zinc on Grain Zinc Concentrations of Maize, Sorghum and Wheat in Zambia

UNL | Libraries

University of Nebraska - Lincoln 
DigitalCommons@University of Nebraska - Lincoln 
INTSORMIL Scientific Publications International Sorghum and Millet Collaborative Research Support Program (INTSORMIL CRSP) 
10-2011 
Effects of Soil and Foliar Applications of Zinc on Grain Zinc 
Concentrations of Maize, Sorghum and Wheat in Zambia 
Obed I. Lungu 
University of Zambia 
S. Simunji 
2Golden Valley Agricultural Research Trust 
I. Cakmak 
Sabanci University 
Follow this and additional works at: https://digitalcommons.unl.edu/intsormilpubs 
 Part of the Agronomy and Crop Sciences Commons 
Lungu, Obed I.; Simunji, S.; and Cakmak, I., "Effects of Soil and Foliar Applications of Zinc on Grain Zinc 
Concentrations of Maize, Sorghum and Wheat in Zambia" (2011). INTSORMIL Scientific Publications. 43. 
https://digitalcommons.unl.edu/intsormilpubs/43 
This Article is brought to you for free and open access by the International Sorghum and Millet Collaborative 
Research Support Program (INTSORMIL CRSP) at DigitalCommons@University of Nebraska - Lincoln. It has been 
accepted for inclusion in INTSORMIL Scientific Publications by an authorized administrator of 
DigitalCommons@University of Nebraska - Lincoln. 
Effects of Soil and Foliar Applications of Zinc on Grain Zinc 
Concentrations of Maize, Sorghum and Wheat in Zambia 
Obed I. Lungu1, S. Simunji2 and I. Cakmak3 
1University of Zambia, P.O.Box 32379, Lusaka, ZAMBIA (lunguoi@gmail.com) 
2Golden Valley Agricultural Research Trust, P.O. Box 50834, ZAMBIA (simunji@yahoo.co.uk) 
3Sabanci University, Istanbul, TURKEY (cakmak@sabanciuniv.edu) 
 
INTRODUCTION 
     Micronutrient deficiencies are quite widespread in Sub‐Saharan Africa including Zambia. A survey 
study  of  selenium  and  zinc  content  in  selected  soils  and  staple  food  crops  showed  low 
concentrations  that  suggested  that  populations  might  be  at  risk  of  low  intake  of  these 
micronutrients through the diet. The beneficial effects of Se and Zn are well documented in human 
populations  (Black et al. 2008). Agronomic bio‐fortification offers a promising  strategy  to address 
micronutrient  deficiency  in  the  diet  (Cakmak,  2008).  This  study  was  conducted  to  evaluate  the 
effects of soil and foliar applications of Zn on Zn concentrations in maize, sorghum and wheat. 
 
 METHODS 
     Field trials were conducted  in which zinc was applied through three methods: a) no soil and no 
foliar Zn applied (i.e. Control treatment), b) soil application of 50 kg ZnSO4.7H2O/ha at planting and 
c) soil and foliar application of Zn which involved soil application of 50 kg ZnSO4.7H2O/ha as in b) and 
applications of 0.5 % ZnSO4.7H2O/ha    (equivalent  to 4 kg ZnSO4.7H2O/ha) as a  foliar  spray. These 
treatments were replicated four times and arranged in a Randomized Complete Block Design at each 
of three locations in the country. 
 
RESULTS AND DISCUSSION 
     The  results  showed  that  the  combination  of  soil  and  foliar  Zn  application  was  effective  in 
increasing grain Zn  concentration of maize  (Table 1).   The Zn  content of  the  soils at  the  site was 
adequate  (>0.50mg  kg‐1 of DTPA‐  extractable  Zn)  and,  therefore,  a  response  to  application of  Zn 
fertilizer.  Preliminary data show that sorghum responded similarly to these treatments with zinc on 
the  same  soil.  In  contrast  to maize  and  sorghum,  foliar  application  of  Zn was  highly  effective  in 
increasing grain Zn concentration of wheat (Table 2). The greatest increase in grain Zn concentration 
was  obtained  from  a  combination  of  soil  Zn  and  foliar  application.  Superimposition  of  NPK 
fertilization appear to have had little effect on Zn uptake from soil and foliar spray. 
 
Table 1.  Effect of soil and foliar Zn applications on grain Zn concentration of maize at three 
locations 
 
Treatment  Grain Zn Concentration (mg kg ‐1) 
                 
  Magoye    Batoka    Chisamba 
Control ( No Zn)  19.0    17.8    20.5 
Soil Zn   22.5    21.8    21.8 
Soil Zn  + Foliar Zn   25.3    24.0    19.8 
                LSD (0.05)  4.2    3.0    3.5 
 
 
 
Table 2. Effect of soil and foliar application of zinc on grain zinc concentration of wheat 
 
Treatment  Grain Zn, mg kg‐1 
Control  23.5 ± 2.1 
NPK + Urea  20.8  ±2.2 
Soil Zn  23.8  ± 1.1 
NPK + Urea + Soil Zn  24.2 ± 3.2 
Soil Zn + 2X Foliar Zn  43.0 ± 5.6 
NPK+ Urea + Soil Zn +2X Foliar Zn  46.4 ± 4.7 
 
CONCLUSIONS 
       The  results  obtained  showed  foliar  application  of  Zn  were  highly  effective  in  increasing  the 
concentration of Zn  in cereal grains. The effect of  foliar Zn application was greater on wheat than 
maize and sorghum. The reason for this differential effect on foliar Zn spray on grain Zn of these 3 
cereal crops is not well understood, and might be related to their grain protein levels (Kutman et al., 
2011). As discussed by Kutman et al. (2011) high protein in grain represents an important sink for Zn.  
 
ACKNOWLEDGEMENT 
     The  studies  were  conducted  with  partial  support  from  the  HarvestZinc  Project 
(www.harvestzinc.org)  and  in  collaboration  with  the  Golden  Valley  Agricultural  Research  Trust 
(GART), Zambia and the University of Zambia. 
 
REFERENCES 
Black RE, Lindsay HA, Butta ZA, Caulfield LE, De Onnis M, Ezzati M. 2008. Maternal and child under  
nutrition : global and regional exposures and health consequences. Lancet 371:243‐260. 
Cakmak, I. (2008) Enrichment of cereal grains with zinc:Agronomic or genetic biofortification? Plant 
Soil 302:1‐17 
Kutman, U.B., Yildiz, B., Cakmak, I. (2011) Effect of nitrogen on uptake, remobilization and 
partitioning of zinc and iron throughout the development of durum wheat. Plant Soil 342: 149‐
164. 
 


https://digitalcommons.unl.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1042&context=intsormilpubs

Effects of Soil and Foliar Applications of Zinc on Grain Zinc Concentrations of Maize, Sorghum and Wheat in Zambia

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

DigitalCommons@University of Nebraska

UNL | Libraries