基肥氮、磷、鉀配施和拔節期追施氮肥對鮮食期采收糯玉米糊化特性的影響

陳國清， 趙浚宇， 王 鑫， 陸大雷， 陸衛平

(1.江蘇沿江地區農業科學研究所，江蘇 南通226541;2.揚州大學江蘇省作物遺傳生理重點實驗室，江蘇 揚州225009)

糊化特性是評價食品品質的重要指標之一，在谷物品質評價中具有重要地位［1-2］。在選定種植品種和既定栽培環境下，肥料處理是影響作物產量和籽粒品質的關鍵栽培因子，研究肥料處理對谷物籽粒品質的影響可以為品質調優提供理論支撐。有研究結果表明，米粉糊化特性隨著施氮量的增加呈總體上變劣趨勢，且氮肥施用時期和基追肥比例對其有一定影響［3-6］，而面粉糊化特性在適宜施氮時較為理想，過量施氮則會使其變劣［7-8］。陸大雷等對糯玉米淀粉糊化特性的研究結果表明，氮、磷、鉀合理配施并在拔節期適量追氮時淀粉糊化特性較優［9］。

糯玉米在中國主要作鮮食。隨著經濟的快速發展和人民生活水平的快速提高，鮮食糯玉米已逐步發展成為中國種植面積最大的非設施“蔬菜”［10-13］。鮮食糯玉米籽粒品質品種間有顯著差異，且受拔節期追氮影響［14］，但關于基肥配施(氮、磷、鉀單一或混合施用)和拔節期追氮量對鮮食糯玉米糊化特性的協同調控尚缺少研究。本研究以國家南方糯玉米區域試驗對照品種蘇玉糯5 號和渝糯7 號為材料，通過氮、磷、鉀單一或混合基施，結合拔節期不同追氮量處理，研究氮、磷、鉀基肥配施和拔節期追氮對鮮食糯玉米糊化特性的影響，以期為鮮食糯玉米糊化特性調優提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2012 年在揚州大學試驗農牧場進行，2012 年7 月10 日播種，7 月15 日移栽，土壤含全氮0.92 g/kg，速效氮45.3 mg/kg，速效磷17.9 mg/kg，速效鉀93.7 mg/kg。試驗玉米品種為蘇玉糯5 號(A1)和渝糯7 號(A2)，均為國家南方鮮食糯玉米區域試驗對照品種。試驗采用裂區設計，以不同基肥配施處理(B)為主區，設8 個水平，分別是空白(B1)、N 75 kg/hm2(B2)、P2O575 kg/hm2(B3)、K2O 75 kg/hm2(B4)、N 75 kg/hm2+P2O575 kg/hm2(B5)、N 75 kg/hm2+K2O 75 kg/hm2(B6)、P2O575 kg/hm2+K2O 75 kg/hm2(B7)、N 75 kg/hm2+P2O575 kg/hm2+K2O 75 kg/hm2(B8)，在移栽前施用;以拔節期追施氮量(C)為副區，設純氮0 kg/hm2(C1)、150 kg/hm2(C2)和300 kg/hm2(C3)3 個水平。不同基肥配施和拔節期追氮處理組合，2 次重復，共96 個小區，小區面積24 m2，種植密度為1 hm25.25×104株。其他管理措施統一按常規要求實施。于開花期對植株人工套袋授粉，鮮食期(花后23 d)取樣，60 ℃烘干后粉碎過100 目篩，用于糊化特性測定。

1.2 淀粉糊化特性測定

采用澳大利亞Newport Scientific 公司生產的快速黏度分析儀(RVA，Model 3D)測定糊化特性，并用TCW(Thermal Cycle for Windows)配套軟件分析。稱取2.8 g 干樣品，加25.2 g 超純水，配制成總質量為28.0 g、濃度為10% 的糯玉米糊。參照Chang等［15］的方法測定糯玉米粉糊化特性。

1.3 數據處理與分析

采用DPS7.05 軟件進行統計及相關分析，采用LSD 法測驗顯著性。

2 結果

2.1 不同處理下鮮食期采收糯玉米糊化特性的方差分析

由表1 可知，鮮食糯玉米糊化特征值在品種、基肥配施和拔節期追氮單因素處理下均有顯著差異。從F值來看，單因素中，峰值黏度主要受拔節期追氮影響，其次是基肥配施，最后是品種;谷值黏度和終值黏度主要受品種影響，其次是拔節期追氮，最后是基肥配施;崩解值和糊化溫度主要受品種影響，其次是基肥配施，最后是拔節期追氮;回復值主要受基肥配施影響，其次是拔節期追氮，最后是品種。拔節期追氮與品種、基肥配施互作時對糊化溫度無顯著影響;品種、基肥配施和拔節期追氮三者互作時對糊化溫度無顯著影響。不同處理中，蘇玉糯5 號基肥氮磷鉀均衡配施且拔節期適量追氮(150 kg/hm2)時峰值黏度最高，渝糯7 號鉀作基肥且拔節期不追氮時峰值黏度最高。

表1 不同施肥處理下鮮食期采收糯玉米RVA 特征值Table 1 RVA characteristics of flour of fresh waxy maize with different fertilization treatments

2.2 不同基肥配施處理下鮮食期采收糯玉米糊化特性

由表2 可知，鮮食糯玉米糊化溫度在不同基肥配施處理下雖有顯著差異，但總體上變異較小(69.23 ～70.77 ℃)，其他特征值變異相對較大，但回復值較低(＜85 cP)，呈現典型的糯性特征。不同基肥配施處理中，氮、磷、鉀均衡配施(N 75 kg/hm2+P2O575 kg/hm2+K2O 75 kg/hm2)時，樣品具有較高的峰值黏度、谷值黏度、終值黏度。而不施基肥或僅施磷(P2O575 kg/hm2)作基肥時各特征值較低。

表2 不同基肥處理下鮮食期采收糯玉米RVA 特征值Table 2 RVA characteristics of flour of fresh waxy maize with different base fertilizer treatments

2.3 不同拔節期追施氮量處理下鮮食期采收糯玉米糊化特性

由表3 可知，總體上糊化溫度受拔節期追氮量影響較小。隨著拔節期追氮量的增加，峰值黏度、谷值黏度、終值黏度、回復值、糊化溫度呈先升后降趨勢，而崩解值呈逐漸降低趨勢。

表3 不同拔節期追施氮處理鮮食期采收糯玉米RVA 特征值Table 3 RVA characteristics of fresh waxy maize flour with different nitrogen topdressing rates

2.4 不同品種鮮食期采收糯玉米糊化特性

由表4 可知，鮮食糯玉米淀粉糊化特征參數兩品種間有顯著差異。蘇玉糯5 號的峰值黏度、谷值黏度、終值黏度、回復值和糊化溫度較高，渝糯7 號的崩解值較高。

表4 不同品種鮮食期采收糯玉米RVA 特征值Table 4 RVA characteristics of flour of Suyunuo 5 and Yunuo 7

2.5 鮮食期采收糯玉米糊化特征值間的相關分析

由表5 可知，峰值黏度、谷值黏度、終值黏度和回復值兩兩極顯著正相關，崩解值與峰值黏度和回復值極顯著正相關，糊化溫度與谷值黏度和終值黏度極顯著正相關。

表5 RVA 特征值之間的相關性Table 5 Correlation coefficients between RVA characteristics

3 討論

從方差分析結果來看，谷值黏度、崩解值、終值黏度和糊化溫度在不同品種處理下的F值遠高于基肥配施和拔節期追氮處理，說明選擇適宜品種是保證品質的關鍵。兩品種中蘇玉糯5 號的峰值黏度較高，糊化特性較優。基肥配施對糊化特征值中崩解值的影響大于拔節期追氮處理，拔節期追氮對糊化特征值中峰值黏度、谷值黏度、終值黏度的影響大于基肥配施。說明在既定環境及選定品種前提下，生產中應注意基肥合理配施并在拔節期適量追氮，以調優鮮食糯玉米籽粒品質。

淀粉糊化特征值中峰值黏度和崩解值是反映樣品黏度品質的關鍵指標。與其他基肥配施組合相比，均衡施用氮、磷、鉀時峰值黏度、谷值黏度、終值黏度最高，說明氮、磷、鉀均衡基施有利于鮮食糯玉米籽粒品質的調優。隨著拔節期追氮量增加，峰值黏度、谷值黏度、終值黏度呈先升后降趨勢，這與陸大雷等對糯玉米粉和淀粉的研究結果相似［9，16-17］，驗證了拔節期適量追氮(150 kg/hm2)可調優糯玉米粉黏度品質這一規律。其原因可能是適量施氮水平下籽粒中可溶性淀粉合成酶和ADPG 焦磷酸化酶活性較高，淀粉積累速率較快，籽粒中淀粉含量較高所致［18-19］，亦可能與施氮改變了籽粒中蛋白質的含量［20-21］和組成［22］有關。小麥上的一些研究結果［19，23-24］亦表明，適量施氮時面粉RVA 譜較為理想，氮過量或不足均不利于面粉糊化特性調優。在稻米上的研究結果［3，20-21］表明，隨著施氮量的增加，米粉糊化特性呈變劣趨勢。但需指出的是，糊化特性各品種對施氮量的響應有顯著差異［19-21，25-26］，因此生產中應根據品種的吸肥特征調節施氮量以調優作物品質。

磷和鉀是除了氮以外生產中應用最多的兩類肥料，對作物產量品質亦有顯著影響。徐大勇等［27］的研究結果表明，基施磷肥使米粉峰值黏度和崩解值增加，但磷肥后期補施則較基施使峰值黏度下降。趙海波等［28］發現面粉峰值黏度隨著施磷量的增加而升高。陸大雷等［9］的研究結果亦表明，基施氮前提下增施磷肥使糯玉米淀粉糊化特性變優，而本研究結果表明，增施磷肥、氮磷肥配施和磷鉀肥配施較對照使糊化特性變優，這與前人研究結果相似。熊瑛等［29］發現施磷對弱筋小麥面粉黏度呈正效應，而對強筋小麥面粉黏度除崩解值外呈負效應。說明在生產中應根據品種、地力和環境等栽培措施來調控磷肥運籌。徐大勇等［27］研究發現，增施鉀肥，米粉峰值黏度值和崩解值上升，回復值下降。戴雙等［18］的研究結果表明，在氮肥合理施用前提下增施鉀肥可以提高面粉峰值黏度。李友軍等［30］則發現施鉀以及氮鉀配施對面粉崩解值呈正向作用，而其他黏度指標變化不一。本研究發現，單一施鉀作基肥時峰值黏度顯著高于對照，在不同基肥配施處理下，黏度品質以氮磷鉀均衡配施時較優，這與陸大雷等對糯玉米淀粉的研究結果［9］相似，其他處理下籽粒糊化特征值變化不一，說明生產中應注重合理基施促進養分的平衡吸收，以調優品質。

本研究結果表明，峰值黏度、谷值黏度、終值黏度和回復值兩兩極顯著正相關，崩解值與峰值黏度和回復值極顯著正相關。這與在水稻、普通玉米和糯玉米淀粉上的研究結果相似［9，16，31-34］。表明顆粒膨脹所能達到的黏度越高，顆粒越易破碎，熱漿和冷卻時的黏度亦越高?；貜椭蹬c谷值黏度和終值黏度極顯著正相關，表明當糯玉米粉為熱漿時和冷卻后的黏度越高，糊在冷卻過程中易重新凝結，樣品易發生回生，表現為回復值較高。但需指出的是，回復值主要是冷卻過程中直鏈淀粉聚合所致，糯玉米不含直鏈淀粉，其回復值均較低［35］。

［1］ 錢建亞，顧 林.三種常見淀粉糊化測定方法的比較［J］.中國西部糧油科技，1999，24(4):42-46.

［2］ 凌家煜.快速粘度分析儀(RVA)及其應用［J］.糧油食品科技，2002，10(3):35-38.

［3］ 劉艷陽，張洪程，戴其根，等.不同地力水平下施氮量對水稻淀粉RVA 譜特征的影響［J］.中國水稻科學，2006，20(5):529-534.

［4］ 葉全寶，張洪程，李 華，等.施氮水平和栽插密度對粳稻淀粉RVA 譜特性的影響［J］.作物學報，2005，31(1):124-130.

［5］ 萬靚軍，霍中洋，龔振愷，等.氮肥運籌對雜交稻主要品質性狀及淀粉RVA 譜特征的影響［J］.作物學報，2006，32(10):1491-1497.

［6］ 劉 建，魏亞鳳，徐少安.蘗穗肥氮素配施對水稻產量、品質及氮肥利用率的影響［J］.華中農業大學學報，2006，25(3):223-227.

［7］ 馮 偉，李 曉，郭天財，等.水氮運籌對兩種穗型冬小麥品種淀粉糊化特性的影響［J］.水土保持學報，2005，19(5):186-190.

［8］ 林 琪，侯立白，韓 偉.不同肥力土壤下施氮量對小麥籽粒產量和品質的影響［J］.植物營養與肥料學報，2004，10(6):561-567.

［9］ 陸大雷，陸衛平，趙久然，等.基肥配施和拔節期追氮對糯玉米淀粉糊化特性的影響［J］.作物學報，2008，34(7):1253-1258.

［10］ 陸大雷，孫旭利，王 鑫，等.基肥配比和拔節期追氮對鮮食糯玉米籽粒物性的影響［J］.作物學報，2013，39(3):557-565.

［11］ 李 綱，姜明貴，鄭子松，等.鮮食糯玉米品種燕禾金2000 的栽培技術要點［J］.江蘇農業科學，2013，41(8):106-107.

［12］ 胡加如，陸虎華，薛 林，等.氮肥運籌對糯玉米蘇玉糯639 群體質量的影響［J］.江蘇農業科學，2013，41(4):80-82.

［13］ 柯劍鴻，蔡治榮，易紅華，等.突破性糯玉米品種渝糯18 號特性評價及應用研究［J］.江蘇農業科學，2012，40(10):55-57.

［14］ 陸大雷，郭換粉，董 策，等.拔節期追氮對鮮食糯玉米粉糊化和熱力學特性的影響［J］.植物營養與肥料學報，2011，17(1):48-54.

［15］ CHANG Y H，LIN J H，LI C H.Effect of ethanol concentration on the physicochemical properties of waxy corn starch treated by hydrochloric acid［J］.Carbohydrate Polymers，2004，57(1):89-96.

［16］ 陸大雷，景立權，王德成，等.拔節期追氮對不同季節糯玉米淀粉糊化特性的影響［J］.生態學報，2010，30(2):549-555.

［17］ 陸大雷，景立權，王德成，等.拔節期追氮量對春播和秋播糯玉米粉糊化特性的影響［J］.中國農業科學，2009，42(9):3096-3103.

［18］ 戴 雙，李豪圣，劉愛峰，等.氮鉀配施對濟南17 淀粉理化特性的影響［J］.麥類作物學報，2006，26(4):107-110.

［19］ 王月福，于振文，李尚霞，等.小麥籽粒灌漿過程中有關淀粉合成酶的活性及其效應［J］.作物學報，2003，29(1):75-81.

［20］ MARTIN M，FITZGERALD M A.Protein in rice grains influence cooking properties［J］.Journal of Cereal Science，2002，36:285-294.

［21］ YANG L，WANG Y，DONG G，et al.The impact of free-air CO2enrichment (FACE)and nitrogen supply on grain quality of rice［J］.Field Crops Research，2007，102:128-140.

［22］ GUTTIERI M J，MCLEAN R，STARK J C，et al.Managing irrigation and nitrogen fertility of hard spring wheats for optimum bread and noodle quality［J］.Crop Science，2005，45:2049-2059.

［23］ 王晨陽，馬冬云，郭天財，等.不同水、氮處理對小麥淀粉組成及特性的影響［J］.作物學報，2004，30(8):739-744.

［24］ 倪 靜，徐智斌，馮 波，等.不同水氮處理對糯小麥品質性狀的影響［J］.應用與環境生物學報，2010，16(6):770-774.

［25］ 張學林，郭天財，朱云集，等.河南省不同緯度生態環境對三種筋型小麥淀粉糊化特性的影響［J］.生態學報，2004，24(9):2051-2056.

［26］ 蔡瑞國，尹燕枰，張 敏，等.氮素水平對藁城8901 和山農1391 籽粒品質的調控效應［J］.作物學報，2007，33(2):304-310.

［27］ 徐大勇，金 軍，胡曙鋆，等.氮磷鉀肥運籌對稻米直鏈淀粉含量和淀粉黏滯譜特征參數的影響［J］.作物學報，2005，31(7):921-925.

［28］ 趙海波，林 琪，劉義國，等.氮磷配施對濟麥22 小麥產量及品質的影響［J］.植物營養與肥料學報，2010，16(6):1325-1332.

［29］ 熊 瑛，李友軍.氮、磷、鉀對不同筋型小麥產量和品質的影響［J］.河南科技大學學報:自然科學版，2005，26(3):58-63.

［30］ 李友軍，熊 瑛，駱炳山.氮、鉀及其互作對兩種質型小麥品質性狀的影響［J］.干旱地區農業研究，2006，24(2):43-47.

［31］ JI Y，WONG K，HASJIM J，et al.Structure and function of starch from advanced generations of new corn lines［J］.Carbohydrate Polymers，2003，54:305-319.

［32］ SANDHU K S，SINGH N.Some properties of corn starches II:Physicochemical，gelatinization，retrogradation，pasting and gel textural properties［J］.Food Chemistry，2007，101:1499-1507.

［33］ BAO J S，KONG X L，XIE J K，et al.Analysis of genotypic and environmental effects on rice starch.1.Apparent amylose content，pasting viscosity，and gel texture［J］.Journal of Agriculture and Food Chemistry，2004，52:6010-6016.

［34］ SINGH N，KAUR L，SANDHU K S，et al.Relationships between physicochemical，morphological，thermal，rheological properties of rice starches［J］.Food Hydrocolloids，2006，20:532-542.

［35］ SINGH N，SANDHU K S，KAUR M.Physicochemical properties including granular morphology，amylose content，swelling and solubility，thermal and pasting properties of starches from normal，waxy，high amylose and sugary corn［J］.Progress in Food Biopolymer Research，2005，1:43-54.