王素萍 杜雷 陳鋼 洪娟 黃翔 張貴友

摘要：為闡明甜玉米（Zea mays L.）有機(jī)無機(jī)鉀肥施用的最佳配比，研究了不同有機(jī)無機(jī)鉀肥配施比例對(duì)甜玉米產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤微生物含量的影響。結(jié)果表明，施用鉀肥可促進(jìn)甜玉米葉片數(shù)和株高的增加，提高果實(shí)中硝酸鹽、可溶性糖和可溶性蛋白的含量，可顯著增加玉米的穗粗、穗長(zhǎng)、行粒數(shù)及千粒重，降低禿尖長(zhǎng)，但對(duì)苞葉數(shù)及穗行數(shù)無顯著影響。施用鉀肥促進(jìn)了甜玉米產(chǎn)量、干物質(zhì)積累量和鉀素積累量的增加，增幅分別為11.02%～26.04%、28.42%～47.39%和35.87%～68.97%。同時(shí)可顯著增加土壤中可培養(yǎng)的細(xì)菌、真菌與放線菌的數(shù)量。等施鉀量條件下，施用有機(jī)肥可以降低果實(shí)中硝酸鹽積累量，提高可溶性糖含量。30%有機(jī)鉀+70%無機(jī)鉀處理的玉米產(chǎn)量、農(nóng)學(xué)效率、鉀素積累量和鉀肥表觀利用率分別為18 755 kg/hm2、21.53 kg/kg、194.89 kg/hm2和44.19%，顯著高于其他施鉀處理。鉀素主要積累在甜玉米的葉片和莖稈中。土壤中可培養(yǎng)細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量有機(jī)無機(jī)肥配施處理顯著高于全部施用化肥處理，且隨著有機(jī)鉀在總施鉀量中所占比例的降低也呈降低趨勢(shì)。綜上所述，有機(jī)無機(jī)鉀肥配施較全部施用化肥可以提高甜玉米的產(chǎn)量、品質(zhì)和肥料利用率，有機(jī)和無機(jī)鉀肥3∶7配施效果最好。

關(guān)鍵詞：有機(jī)無機(jī)肥配施;甜玉米（Zea mays L.）;產(chǎn)量;品質(zhì);土壤微生物

中圖分類號(hào)：S145.6? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2018）23-0055-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.23.013? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

甜玉米（Zea mays L.）因其營(yíng)養(yǎng)豐富和口感香甜而深受消費(fèi)者喜愛，在鮮食和深加工市場(chǎng)消費(fèi)量均很大，市場(chǎng)前景非常廣闊[1，2]。要提高甜玉米的效益，在生產(chǎn)中既要提高其產(chǎn)量，更要關(guān)注其品質(zhì)[3]。鉀對(duì)玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究表明，施用鉀肥一定用量?jī)?nèi)可不同程度地提高甜玉米產(chǎn)量[4-7]，可明顯提高甜玉米子粒可溶性糖含量[8-10]，也可減輕作物病蟲害的發(fā)生。但中國(guó)現(xiàn)有耕地的有效供鉀能力明顯不足，56%土壤速效鉀含量偏低，南方地區(qū)尤為嚴(yán)重，因此，增施鉀肥已成為實(shí)現(xiàn)甜玉米高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培的重要途徑。

中國(guó)鉀礦資源相當(dāng)稀缺，探明資源儲(chǔ)量?jī)H占世界總儲(chǔ)量的1.8%[11]，鉀肥供應(yīng)主要依賴國(guó)外進(jìn)口。但國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的大量有機(jī)鉀肥資源沒有開發(fā)利用，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，因此，如何高效利用現(xiàn)有的大量有機(jī)鉀資源，降低鉀肥施用成本，減少鉀肥進(jìn)口量[12-15]，逐漸被提上日程?，F(xiàn)階段，關(guān)于有機(jī)肥料在甜玉米上的施用研究多關(guān)注于對(duì)其產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，而關(guān)于有機(jī)無機(jī)肥配合施用的最佳比例的研究鮮見報(bào)道，本研究通過有機(jī)無機(jī)鉀肥不同配施比例對(duì)甜玉米產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤微生物的影響，以期闡明甜玉米有機(jī)無機(jī)鉀肥施用的最佳配比，為有機(jī)鉀肥資源在甜玉米種植中高效利用提供科學(xué)依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 試驗(yàn)概況

2015年5—8月在湖北省武漢市黃陂區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北部園區(qū)試驗(yàn)基地布置田間試驗(yàn)，土壤類型為灰潮土，由江河沖積物發(fā)育而成。試驗(yàn)前取耕作層（0～20 cm）土壤，土壤基本理化性狀pH 7.34，有機(jī)質(zhì)12.86 g/kg，全氮1.02 g/kg，堿解氮61.90 mg/kg，速效磷23.24 mg/kg，速效鉀43.85 mg/kg。

供試甜玉米品種為金中玉[（鄂）農(nóng)種生許字（2009）第0010號(hào)，產(chǎn)地為海南]，播種密度為4.8萬株/hm2。

供試化肥包括尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O5 16%）、硫酸鉀（含K2O 50%）。有機(jī)肥由武漢禾豐瑞科技發(fā)展有限公司提供，其養(yǎng)分含量為N 2.11%、P2O5 0.78%和K2O 2.17%。

1.2? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理，①不施鉀肥處理，即NP;②鉀肥全部施有機(jī)鉀，即100%OF;③有機(jī)鉀占總施鉀量的70%，即70%OF+30%CF;④有機(jī)鉀占總施鉀量的50%，即50%OF+50%CF;⑤有機(jī)鉀占總施鉀量的30%，即30%OF+70%CF;⑥鉀肥全部施用化學(xué)鉀，即100%CF。所有處理的氮肥和磷肥施用量保持一致，為N 300 kg/hm2，P2O5 100 kg/hm2，所有施鉀處理的鉀肥用量為K2O 180 kg/hm2。所有處理的磷肥和鉀肥全部作基肥一次施入，氮肥50%作基肥，30%和20%分別在玉米拔節(jié)期和大喇叭口期追施，每個(gè)處理重復(fù)3次，小區(qū)面積40 m2。

1.3? 測(cè)定項(xiàng)目與方法

生長(zhǎng)指標(biāo)：苗期及抽穗期測(cè)定其葉片數(shù)、株高、莖粗及葉綠素SPAD值。

生理指標(biāo)：用光合儀（便攜式LI-6400）在大喇叭口期測(cè)定功能葉片（第1片完全展開葉）的凈光合速率和蒸騰速率。

甜玉米產(chǎn)量：收獲期調(diào)查產(chǎn)量構(gòu)成因素，各小區(qū)單獨(dú)采收，稱取鮮重，累加記產(chǎn)。

甜玉米品質(zhì)：成熟期采集甜玉米可鮮食部分，采用水楊酸硝化法測(cè)定硝酸鹽含量，采用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量，采用考馬斯亮藍(lán)G250法測(cè)定可溶性蛋白含量[16]。

土壤微生物數(shù)量：甜玉米收獲期采集各小區(qū)土壤樣品，采用稀釋平板計(jì)數(shù)法測(cè)定土壤中微生物。細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng);放線菌采用改良高氏I號(hào)培養(yǎng)基培養(yǎng);真菌采用馬丁氏培養(yǎng)基培養(yǎng)。

植株全鉀含量：采用濃H2SO4-H2O2消化，火焰光度計(jì)（FP640）測(cè)定。

有關(guān)參數(shù)的計(jì)算方法如下：

鉀素積累量=干物質(zhì)量×鉀含量/100

鉀肥表觀利用率=（施鉀區(qū)吸鉀量-不施鉀區(qū)吸鉀量）/鉀肥用量×100%

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007和SPSS 17軟件進(jìn)行處理分析，差異顯著性水平（P<0.05）通過最小顯著法（LSD）進(jìn)行檢驗(yàn)。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 不同施鉀肥處理對(duì)甜玉米生長(zhǎng)的影響

表1為不同施鉀肥處理對(duì)甜玉米苗期和抽穗期葉片數(shù)、株高、莖粗及SPAD值的影響。施用鉀肥明顯促進(jìn)了玉米苗期葉片數(shù)、株高、莖粗和SPAD值的增加，與不施鉀（NP）處理相比，增幅分別為10.8%～23.2%、19.2%～40.0%、21.7%～40.1%和8.5%～26.1%，等施鉀量不同處理的葉片數(shù)沒有顯著差異。其他施鉀處理的株高和莖粗均顯著高于全部施用有機(jī)鉀處理（100%OF），增幅分別為10.0%～17.5%和10.4%～15.1%。有機(jī)無機(jī)鉀肥配合施用處理的SPAD值顯著高于100%OF處理。

施用鉀肥明顯促進(jìn)了玉米抽穗期葉片數(shù)和株高的增加。與NP處理相比，抽穗期施鉀肥處理的葉片數(shù)和株高增幅分別為6.8%～10.9%和6.6%～11.1%，不同施鉀處理的葉片數(shù)和株高均無顯著差異。施用鉀肥促進(jìn)了甜玉米抽穗期莖粗和SPAD值增加，增幅分別為4.0%～12.3%和0.2%～5.5%，不同施鉀處理的莖粗和SPAD值均表現(xiàn)出有機(jī)無機(jī)鉀配合施用處理高于100%OF處理和100%CF處理的趨勢(shì)。

2.2? 不同施鉀肥處理對(duì)甜玉米品質(zhì)的影響

表2為不同施鉀肥處理對(duì)甜玉米品質(zhì)的影響，施用鉀肥顯著增加了甜玉米果實(shí)中硝酸鹽、可溶性糖和可溶性蛋白的含量，與NP處理相比，增幅分別為2.7%～29.9%、7.8%～21.5%和11.0%～15.4%，等施鉀量條件下，100%CF處理果實(shí)中硝酸鹽含量高于其他施鉀處理，增幅為12.4%～26.4%。30%OF+70%CF處理果實(shí)中可溶性糖含量略高于其他施鉀處理，增幅為4.6%～12.8%。不同施鉀處理果實(shí)中可溶性蛋白含量無明顯差異。

2.3? 不同施鉀肥處理對(duì)甜玉米產(chǎn)量構(gòu)成及產(chǎn)量的影響

2.3.1? 不同施鉀肥處理對(duì)甜玉米凈光合速率及產(chǎn)量構(gòu)成的影響? 光合速率和呼吸速率是影響玉米產(chǎn)量形成的重要因子，表3為不同施鉀肥處理對(duì)甜玉米葉片凈光合速率和蒸騰速率的影響，可見，大喇叭口期玉米葉片凈光合速率（Pn）和蒸騰速率（E）呈相同的變化趨勢(shì)，施用鉀肥明顯促進(jìn)了玉米葉片凈光合速率和蒸騰速率的增加，與NP處理相比，增幅分別為12.67%～39.96%和24.08%～71.20%，施鉀處理的凈光合速率大小順序?yàn)?0%OF+70%CF>100%CF>50%OF+50%CF≈70%OF+30%CF≈100%OF。蒸騰速率大小順序?yàn)?0%OF+70%CF>100%CF≈50%OF+50%CF>70%OF+30%CF>100%OF。

表4為不同施鉀肥處理對(duì)甜玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響，可見，施用鉀肥可以顯著增加玉米穗粗、穗長(zhǎng)、行粒數(shù)及千粒重，同時(shí)降低禿尖長(zhǎng)，但對(duì)玉米苞葉數(shù)及玉米的穗行數(shù)無顯著影響。與NP處理相比，施鉀處理的穗粗、穗長(zhǎng)、行粒數(shù)及千粒重分別增加1.01%～11.49%、1.10%～12.20%、0.34%～8.13%和12.20%～30.64%，禿尖長(zhǎng)降低10.73%～55.79%。等施鉀量條件下，不同施肥處理玉米的苞葉數(shù)和穗行數(shù)無顯著差異，與100%OF處理相比，其他施鉀處理穗粗、穗長(zhǎng)、行粒數(shù)及千粒重分別增加6.44%～10.38%、4.21%～10.97%、2.51%～7.76%和4.44%～16.43%，禿尖長(zhǎng)降低36.06%～50.48%。與100%CF處理相比，30%OF+70%CF處理的穗粗、行粒數(shù)和千粒重顯著增加，增率分別為3.69%、2.87%和11.48%。

2.3.2? 不同施鉀肥處理對(duì)甜玉米產(chǎn)量的影響? 由表5可見，施用鉀肥顯著促進(jìn)了甜玉米產(chǎn)量的增加，與NP處理相比，施鉀處理增產(chǎn)量為1 640～3 875 kg/hm2，增率為11.02%～26.04%。30%OF+70%CF處理和50%OF+50%CF處理的產(chǎn)量顯著高于其他施鉀處理，分別為18 755、18 379 kg/hm2，比100%CF處理增產(chǎn)5.79%、3.67%，比100%OF處理增產(chǎn)13.53%、11.25%。

通過分析不同施鉀處理對(duì)鉀肥農(nóng)學(xué)效率的影響，100%OF處理的鉀肥農(nóng)學(xué)效率最低，為9.11 kg/kg，30%OF+70%CF處理和50%OF+50%CF處理的鉀肥農(nóng)學(xué)效率明顯高于其他施鉀處理，分別為21.53、19.44 kg/kg。因此，從甜玉米產(chǎn)量和鉀肥農(nóng)學(xué)效率的結(jié)果來看，甜玉米施用30%有機(jī)鉀與70%無機(jī)鉀可以達(dá)到較好的效果。

2.4? 不同施鉀肥處理對(duì)甜玉米干物質(zhì)、鉀素積累量及鉀肥利用率的影響

2.4.1? 不同施鉀肥處理對(duì)甜玉米干物質(zhì)積累量的影響? 從圖1中看出，施鉀明顯促進(jìn)了甜玉米干物質(zhì)量的增加，與NP處理相比，施鉀處理的鉀干物質(zhì)量增加了28.42%～47.39%，等施鉀量條件下，100%OF處理的干物質(zhì)積累量最小，為12 335 kg/hm2，30%OF+70%CF處理的干物質(zhì)積累量最大，達(dá)到14 157 kg/hm2，其次為100%CF處理，為13 618 kg/hm2。

甜玉米各部分的干物質(zhì)積累量也存在差異，根據(jù)其在總干物質(zhì)量中的比例，依次為莖稈、玉米粒、葉片、苞葉及玉米芯，各部分干物質(zhì)量分別占總干物質(zhì)積累量的25.54%～30.95%、19.22%～22.71%、20.44%～22.38%、18.30%～20.32%及10.13%～11.31%。

2.4.2? 不同施鉀肥處理對(duì)甜玉米鉀素積累量的影響? 從圖2可以看出，施鉀明顯促進(jìn)了鉀素積累量的增加，與NP處理相比，施鉀處理的鉀積累量增加了35.87%～68.97%，等施鉀量條件下，100%OF處理的鉀積累量最小，為156.71 kg/hm2，30%OF+70%CF處理的干物質(zhì)積累量最大，達(dá)到194.89 kg/hm2，其他處理的鉀積累量處于兩者之間，且無明顯差異。

甜玉米各部分的鉀素積累量也存在明顯差異，鉀素主要積累在葉片和莖稈中，分別占總積累量的33.23%～37.95%和35.43%～39.69%，玉米粒中的鉀積累量次之，占總積累量的16.78%～19.74%，苞葉和玉米芯中的鉀積累量最少，分別占總積累量的4.09%～4.67%和4.07%～4.77%。

2.4.3? 不同施鉀肥處理對(duì)甜玉米鉀肥表觀利用率的影響? 肥料的表觀利用率能很好地反映作物對(duì)肥料養(yǎng)分的吸收狀況，通過對(duì)不同施肥量及施肥方法的鉀肥表觀利用率進(jìn)行分析可知（表6），等施鉀量條件下，30%OF+70%CF處理的鉀肥表觀利用率最大，為44.19%，其次為50%OF+50%CF處理，為38.43%，最低的為100%OF處理，為22.98%。

2.5? 不同施鉀肥處理對(duì)土壤可培養(yǎng)細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量的影響

土壤微生物與土壤質(zhì)量或肥力密切相關(guān)，土壤微生物主要包括細(xì)菌、真菌及放線菌三大類。由表7看出，施用鉀肥后，土壤中可培養(yǎng)的細(xì)菌、真菌與放線菌的數(shù)量均顯著增加，增幅分別為3.97%～68.29%、12.71%～77.76%和12.77%～88.22%。等施鉀量條件下，與100%CF處理相比，不同施鉀肥處理的可培養(yǎng)的細(xì)菌、真菌與放線菌的數(shù)量均增加，增幅分別為44.46%～61.87%、8.45%～57.71%和35.61%～66.91%，有機(jī)無機(jī)配合施用條件下，隨著有機(jī)肥所占比例的降低可培養(yǎng)的細(xì)菌、真菌與放線菌的數(shù)量也呈降低趨勢(shì)。

3? 小結(jié)與討論

1）施用鉀肥明顯促進(jìn)了玉米苗期葉片數(shù)、株高、莖粗和SPAD值的增加，增幅分別為10.8%～23.2%、19.2%～40.0%、21.7%～40.1%和8.5%～26.1%。促進(jìn)了玉米抽穗期葉片數(shù)和株高的增加，增幅分別為6.8%～10.9%和6.6%～11.1%。等施鉀量條件下，100%OF處理的苗期株高、莖粗和SPAD值顯著低于其他施鉀處理。抽穗期莖粗和SPAD值均表現(xiàn)出有機(jī)無機(jī)鉀配合施用高于100%OF處理和100%CF處理的趨勢(shì)。

2）施用鉀肥顯著增加甜玉米果實(shí)中硝酸鹽、可溶性糖和可溶性蛋白的含量，增幅分別為2.7%～29.9%、7.8%～21.5%和11.0%～15.4%。等施鉀量條件下，施用有機(jī)肥可以降低果實(shí)中硝酸鹽積累量，這與方素萍[17]研究結(jié)論一致，由于鉀有促進(jìn)硝酸鹽吸收與提高其還原和同化速率的雙重作用，蔬菜體內(nèi)硝酸鹽含量是其對(duì)硝態(tài)氮吸收與還原二者促進(jìn)作用平衡的結(jié)果。有機(jī)無機(jī)鉀肥配合施用處理果實(shí)中的可溶性糖含量略高于單獨(dú)施用有機(jī)鉀肥或無機(jī)鉀肥，因?yàn)楹侠硎┯免浄士梢蕴岣哒崽橇姿岷铣擅负驼崽呛铣擅傅幕钚?，從而促進(jìn)甜玉米子粒中蔗糖的合成[18]，而蔗糖是可溶性糖的主要組成部分[19，20]。果實(shí)中可溶性蛋白含量無明顯差異，可能因?yàn)樘鹩衩鬃恿Ｖ械鞍椎拇x對(duì)施鉀反應(yīng)的敏感度較低[21]。

3）施用鉀肥可以促進(jìn)甜玉米產(chǎn)量的增加，增率為11.02%～26.04%。30%OF+70%CF處理和50%OF+50%CF處理的產(chǎn)量顯著高于其他施鉀處理，分別為18 755、18 379 kg/hm2。30%OF+70%CF處理的鉀肥農(nóng)學(xué)效率最高，為21.53 kg/kg，100%OF處理的鉀肥農(nóng)學(xué)效率最低，為9.11 kg/kg。施用鉀肥明顯促進(jìn)了玉米葉片凈光合速率和蒸騰速率的增加，增幅分別為12.67%～39.96%和24.08%～71.20%，等施鉀量條件下，30%OF+70%CF處理的凈光合速率和蒸騰速率顯著高于其他處理，其次為100%CF處理。施用鉀肥可以顯著增加玉米穗粗、穗長(zhǎng)、行粒數(shù)及千粒重，同時(shí)降低禿尖長(zhǎng)，但對(duì)玉米苞葉及玉米的穗行數(shù)無顯著影響。等施鉀量條件下，30%OF+70%CF處理較其他施鉀處理的穗粗、穗長(zhǎng)、行粒數(shù)和千粒重顯著增加，增幅分別為2.31%～10.38%、1.09%～10.97%、1.89%～7.76%和4.80%～16.43%，禿尖長(zhǎng)降低5.50%～50.48%。因此，從甜玉米產(chǎn)量、葉片凈光合速率、蒸騰速率、產(chǎn)量構(gòu)成因素以及鉀肥農(nóng)學(xué)效率的結(jié)果來看，甜玉米施用30%有機(jī)鉀與70%無機(jī)鉀可以達(dá)到較好的效果。

4）施鉀明顯促進(jìn)了干物質(zhì)量和鉀素積累量的增加，增幅分別為28.42%～47.39%和35.87%～68.97%。等施鉀量條件下，100%OF處理的鉀素積累量最小，為156.71 kg/hm2，30%OF+70%CF處理的鉀素積累量最大，達(dá)到194.89 kg/hm2，其他處理的鉀素積累量處于兩者之間，無明顯差異。甜玉米鉀素主要積累在葉片和莖稈中，分別占總積累量的33.23%～37.95%和35.43%～39.69%，玉米粒中次之，占總積累量的16.78%～19.74%，苞葉和玉米芯中的鉀素積累量最少，分別占總積累量的4.09%～4.67%和4.07%～4.77%。等施鉀量條件下，30%OF+70%CF處理的鉀肥表觀利用率最大，為44.19%，其次為50%OF+50%CF處理，為38.43%，最低的為100%OF處理，為22.98%。有機(jī)無機(jī)肥配合施用鉀肥表觀利用率高于全部施用化肥處理，這與張玉平[22]研究一致，因?yàn)橛袡C(jī)物料與無機(jī)鉀肥復(fù)混具有一定的優(yōu)化鉀肥利用的效果[23]。

5）施用鉀肥后，土壤中可培養(yǎng)的細(xì)菌、真菌與放線菌的數(shù)量均顯著增加。增幅分別為3.97%～68.29%、12.71%～77.76%和12.77%～88.22%，有機(jī)無機(jī)肥配合施用土壤中可培養(yǎng)細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量高于全部施用化肥處理，這與張玉平[22]研究一致。有機(jī)無機(jī)配合施用條件下，隨著有機(jī)肥所占比例的降低可培養(yǎng)的細(xì)菌、真菌與放線菌的數(shù)量也呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，與王才斌等[24]的研究結(jié)果一致，這是因?yàn)橛袡C(jī)肥中含有大量的碳水化合物和礦質(zhì)元素，為細(xì)菌的生長(zhǎng)提供了豐富的碳氮源，比化肥更能激發(fā)可培養(yǎng)細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁育，從而極大地提高土壤中可培養(yǎng)細(xì)菌的數(shù)量[25]。

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