不同類型緩控釋肥料對鮮食玉米產量與品質的影響

左懌平，張夢，張瑞薇，王健，韓金玲，李向嶺*，段會軍*

(1.河北科技師范學院農學與生物科技學院 河北省作物逆境生物學重點實驗室，河北 秦皇島 066004；2.河北農業大學農學院 華北作物改良與調控國家重點實驗室，河北 保定 071001)

鮮食玉米包含甜玉米、糯玉米和甜加糯玉米，具有適口性好、風味獨特的特點[1]。施氮是影響鮮食玉米產量和品質的主要措施之一[2]。緩控釋肥料作為低碳經濟時代的一種新型肥料[3]，其特點是通過一定技術根據作物對養分的需求控制肥料的養分釋放模式，實現肥料養分釋放與作物養分吸收基本同步。緩控釋肥料可以減少氮素損失，提高氮肥利用率，并且可以減少施肥次數，省時省力[4]。王春陽等[5]研究表明，與常規尿素相比，緩釋肥處理顯著提高了糯玉米產量。安文博等[6]研究表明，化肥減量配施新型緩控釋肥可以實現鮮食玉米穩產提質。李向嶺等[7]研究表明，施用聚天門冬氨酸緩釋復合肥有利于促進甜玉米植株對氮磷鉀元素的吸收積累，提高甜玉米籽粒可溶性糖、維生素C(VC)和維生素E(VE)含量。

冀東鮮食甜糯玉米區域是河北省鮮食玉米四大主產區之一，目前該區域鮮食甜糯玉米播種面積3 333 hm2左右。該區域春播玉米生長時間充裕，但生長前期氣候干旱，后期常遇高溫暴雨，致使春玉米需補充灌溉且產量不穩。目前，在冀東地區鮮食甜糯玉米春播條件下，不同類型緩控釋肥料對甜加糯和糯玉米產量與品質影響的研究報道較少。因此，本研究在大田試驗條件下，比較研究不同類型緩控釋肥料對甜加糯和糯玉米鮮穗產量和品質的影響，確定甜加糯和糯玉米鮮穗產量和品質協同提高的緩控釋肥料，為冀東地區鮮食玉米簡化施肥技術提供理論依據和技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020年在河北省秦皇島昌黎縣(N 39°07′，E 119°17′)進行，供試土壤類型為壤土，0～20 cm土層有機質含量19.08 g·kg-1，全氮含量1.68 g·kg-1，堿解氮含量102.35 mg·kg-1，速效磷含量23.59 mg·kg-1，速效鉀含量74.10 mg·kg-1。

1.2 處理設計

供試品種為甜加糯(彩甜糯2號)和糯玉米(糯特嬌)。設5個處理：不施尿素(T1)、常規尿素(T2，含N 46%)、聚天門冬氨酸緩控釋肥料(T3，在常規尿素中添加了聚天門冬氨酸等多生物助劑，含N 22%)、穩定性緩控釋肥料(T4，在常規尿素中添加脲酶/硝化抑制劑制成，含N 46%)、聚氨酯包膜緩控釋肥料(T5，在常規尿素中添加聚氨酯，含N 25%)。試驗采用隨機區組設計，每個處理按大區進行設計，行距60 cm，株距27 cm，大區面積200 m2。種植密度為60 000株·hm-2。各處理氮、磷、鉀用量一致，分別為240、90和120 kg·hm-2，磷肥為重過磷酸鈣(含P2O546%)，鉀肥為硫酸鉀(含K2O 60%)。玉米播種日期為5月31日，于開花后18～21 d采收鮮果穗。其他田間管理均與當地農戶習慣保持一致。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 產量及性狀

在鮮穗收獲期，每個處理取3個點，每個點取雙行5 m，調查玉米成穗數。從每個小區收獲鮮果穗中取30穗，并調查穗長、穗粗、穗行數、行粒數和禿尖長，計算鮮穗產量。

1.3.2 蒸煮品質評價

每個小區選擇20株進行人工套袋授粉，一直到鮮穗采收期結束，選取其中10穗用于蒸煮品質評分。鮮果穗品嘗品質評價按照農業農村部頒布的糯玉米標準(NY/T 524—2002)和糯玉米國家區域試驗標準，根據感官品質和蒸煮品質指標進行綜合打分。

1.3.3 營養品質

每個小區隨機選擇20株進行人工套袋授粉，其中10穗用于測定籽粒營養品質。采用蒽酮比色法測定可溶性糖和總淀粉含量，考馬斯亮藍G-250染色法測定蛋白質含量，試劑盒法測定直鏈淀粉和支鏈淀粉，熒光法測定VC，反相高效液相色譜法測定VE，茚三酮比色法測定賴氨酸，索氏抽提法測定粗脂肪。

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2010軟件進行數據處理，采用SPSS 22.0軟件進行方差分析和多重比較，其中處理間差異顯著性采用LSD法檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同類型緩控釋肥料對鮮食玉米產量的影響

由表1可知，兩個玉米品種在T3處理下穗長和穗粗均最大。與T2處理相比，T3處理下甜加糯和糯玉米穗長分別增加0.70和0.95 cm，穗粗分別增加3.03 和2.49 mm。3個緩控釋肥料處理間穗行數和行粒數無顯著性差異，但都大于T2和T1處理。與T1和T2相比，T3處理下甜加糯和糯玉米的禿尖長變短。鮮穗產量依次為T3>T5>T4>T2>T1。與T1處理相比較，T3處理下甜加糯和糯玉米鮮穗產量分別增加2 535.4和3 350.0 kg·hm-2。可見，各類緩控釋肥料處理均能提高鮮食玉米鮮穗產量，其中T3對鮮食玉米鮮穗產量的增產效果顯著。

表1 不同類型緩控釋肥料對鮮食玉米穗部性狀的影響

2.2 不同類型緩控釋肥料對鮮食玉米蒸煮品質的影響

由表2可知，施肥處理甜加糯和糯玉米的蒸煮品嘗得分顯著高于不施尿素處理，T3、T4和T5的品嘗得分也顯著高于T2。與T2處理相比，T3處理下甜加糯和糯玉米的蒸煮品嘗得分分別增加12.5分和3.9分。在T1處理下，蒸煮的甜加糯和糯玉米口感粗糙，皮厚有渣。在T2、T4和T5處理下，蒸煮的甜加糯和糯玉米氣味香甜、甜度適中，但是果皮變厚，口感降低。在T3處理下，甜加糯和糯玉米氣味香甜、果皮柔嫩、甜度適中，具有最佳口感。可見，T3處理下鮮食玉米外觀、色澤、風味、果皮薄厚、糯性和甜度等蒸煮品質指標較其他處理均有大幅改善。

表2 不同處理下鮮食玉米蒸煮品質得分

2.3 不同類型緩控釋肥料對鮮食玉米籽粒營養品質的影響

由表3可知，各處理下甜加糯玉米籽粒蛋白質含量無顯著性差異。與T2處理相比，T3、T4和T5提升了甜加糯玉米籽粒可溶性糖、可溶性總淀粉和支鏈淀粉含量。T3處理下籽粒可溶性糖、總淀粉、支鏈淀粉含量最高，直鏈淀粉含量最低。與T4和T5處理相比，T3處理下籽粒可溶性糖、可溶性總淀粉和支鏈淀粉含量分別增加5.3～7.6、213.9～270.9和208.5～262.5 g·kg-1。與T2處理相比，T3和T5處理均能提高籽粒VC和VE含量，其中T3處理下籽粒VC和VE含量增加顯著，分別增加31.4和6.7 mg·kg-1。與T2處理相比，T3和T5分別提高了籽粒賴氨酸和粗纖維含量，其中T3處理下籽粒賴氨酸含量提升14.94 μg·mg-1，T5處理下籽粒粗纖維含量提升12.1 mg·kg-1。

表3 不同處理下鮮食玉米籽粒的營養品質

糯玉米籽粒蛋白質含量表現出相同的規律，均無顯著性差異。與T2處理相比，T3、T4和T5提升了糯玉米籽粒可溶性糖、可溶性總淀粉和支鏈淀粉含量。T3處理下籽粒可溶性糖、總淀粉、支鏈淀粉含量最高，直鏈淀粉含量最低。與T4和T5處理相比，T3處理下籽粒可溶性糖、總淀粉和支鏈淀粉含量分別增加2.0～3.2、12.9～71.3和5.4～67.0 g·kg-1。與T2處理相比，各類緩控釋肥料處理均能提高籽粒VC和VE含量，其中T5處理下籽粒VC和VE含量增加顯著，分別增加24.0和12.8 mg·kg-1。與T2處理相比，各類緩控釋肥料處理相對提高了糯玉米籽粒賴氨酸含量，T5處理下糯玉米粗脂肪含量提升0.2 mg·kg-1，T3處理下糯玉米粗纖維和賴氨酸含量分別提升13.9 mg·kg-1和6.09 μg·mg-1。

3 討論

3.1 緩控釋肥料對鮮食玉米鮮穗產量的影響

施用緩控釋肥能夠減少肥料揮發，確保養分對作物的長期供給，滿足鮮食玉米在生長發育關鍵期的營養需要[8-10]。黃巧義等[11]研究表明，在減氮30%水平下，甜玉米產量在控釋尿素配施常規尿素與常規施肥處理間無顯著差異。王春陽等[5]研究表明，緩釋肥處理下糯玉米產量顯著高于普通尿素處理。蘇琳等[12]研究表明，與常規尿素處理相比較，包膜控釋尿素處理顯著提高了夏玉米籽粒產量。本研究中，甜加糯和糯玉米的鮮穗產量依次為T3>T5>T4>T2>T1。與常規尿素處理相比，緩控釋肥料處理均能提高甜加糯和糯玉米鮮穗產量，其中聚天門冬氨酸緩控釋肥料(T3)處理對鮮穗產量增產的效果最為顯著，這是由于控釋氮肥養分釋放的速度慢，導致鮮食玉米植株在營養生長階段對氮磷鉀養分的吸收量比常規尿素處理低，但在籽粒建成階段，鮮食玉米植株對氮磷鉀養分的吸收量高于常規尿素處理。

近年來，聚天門冬氨酸(PASP)作為肥料增效劑，在農業生產上開始推廣應用。對玉米、小麥、水稻和油菜等多種農作物的增產效果明顯[13]。謝方淼等[14]發現，PASP可以起到抑制微生物對尿素的分解利用。PASP提高了玉米種子中硝酸鹽還原酶的活性，從而提高了對氮的同化能力[15]。唐會會等[16]研究表明，聚天門冬氨酸螯合氮肥(PASP-N)提高了玉米產量及肥料利用率。本研究結果發現，聚天門冬氨酸緩控釋肥料可以顯著提高甜加糯和糯玉米鮮穗產量，這是由于聚天門冬氨酸緩控釋肥料中加入了聚天門冬氨酸等生物助劑，控制營養物質緩慢釋放，保證供應甜加糯和糯玉米營養生長，同時又可保障籽粒灌漿期的養分供應。聚天門冬氨酸緩控釋肥料的具體肥效釋放機制與鮮食玉米的需肥機制有待進一步深入研究。

3.2 緩控釋肥料對鮮食玉米蒸煮品質及營養品質的影響

鮮食玉米蒸煮品質包括外觀、氣味、色澤、柔嫩性、果皮薄厚等指標。魏常敏等[17]研究表明，對糯玉米綜合評分的影響較為明顯的指標有果皮薄厚、糯性、風味和色澤。陸大雷等[18]研究表明，改善皮厚薄、感觀品質、風味和甜度，有利于提高甜玉米蒸煮品質。魏常敏等[17]研究表明，鄭白甜糯3號的氣味和風味表現突出，蒸煮品質評分最高。本研究結果表明，聚天門冬氨酸緩控釋肥料處理(T3)下，甜加糯玉米表現出皮薄、糯性和甜度適中，適口性俱佳；糯玉米表現出香、皮嫩、糯性最好，適口性俱佳。

鮮食玉米中富含人體所需要的多種營養成分。孫祎振等[19]研究表明，甜玉米中可溶性糖含量比普通玉米高，糯玉米蛋白質和粗脂肪含量顯著高于普通玉米。安文博等[6]研究表明，施用緩控釋肥提高了鮮食玉米籽粒維生素、可溶性糖和蛋白質含量。本研究中，與其他緩控釋肥(T4和T5)處理相比，聚天門冬氨酸緩控釋肥料(T3)處理提高了甜加糯和糯玉米籽粒可溶性糖含量。VC和VE都是人體內必需的營養元素。本研究進一步發現，與常規尿素(T2)相比，緩控釋肥料提高了甜加糯和糯玉米籽粒營養品質，其中T3處理下甜加糯和糯玉米籽粒可溶性糖、總淀粉、支鏈淀粉、VC和賴氨酸含量提升較為顯著。

施用緩控釋肥料均能提高甜加糯和糯玉米鮮穗產量，其中聚天門冬氨酸緩控釋肥料對鮮穗產量的增產效果較為明顯，聚天門冬氨酸緩控釋肥料有利于提高鮮穗蒸煮品質，增加了籽粒可溶性糖、可溶性總淀粉、支鏈淀粉、VC、VE、粗纖維和賴氨酸含量，改善籽粒營養品質。因此，在冀東地區鮮食玉米生產區域，建議推廣使用聚天門冬氨酸緩控釋肥料。