陳迪文 周文靈 敖俊華 黃 瑩 江 永 韓西紅 秦益民 沈 宏

（1廣東省生物工程研究所（廣州甘蔗糖業(yè)研究所）/廣東省甘蔗改良與生物煉制重點實驗室/廣東省現代農業(yè)產業(yè)技術研發(fā)中心（資源環(huán)境與農產品安全），510316，廣東廣州；2青島明月海藻集團有限公司/農業(yè)農村部海藻類肥料重點實驗室，266400，山東青島；3華南農業(yè)大學資源環(huán)境學院，510642，廣東廣州）

我國的鮮食甜玉米主要種植區(qū)域分布在廣東、廣西、云南、福建等省區(qū)，其中廣東省種植面積居全國首位[1]。甜玉米生長速度快，75～85d即可收獲，其養(yǎng)分的需求量較大[2]，在生產中，農民為了追求產量而習慣重施氮肥及過量施肥，導致養(yǎng)分利用率低、肥料資源浪費及環(huán)境污染風險增大[3]，甜玉米品質也難以提升。隨著市場上各種生物刺激素類新型肥料產品的出現，其在水果、蔬菜等農產品上逐漸展現出改善品質的效果，而且在減肥增效方面也具有很好的作用[4]。海藻提取物是從海藻中提取的一類生物刺激素物質，含有海藻多糖、糖醇、甜菜堿以及酚類化合物等多種活性物質[5]，可以單獨施用也可以和其他肥料復配施用均有很好的效果[6]。已有研究表明，海藻提取物具有促進作物生長[7-9]、改善作物品質[10]及增強作物抗逆性[11-12]等作用。目前，海藻提取物及相關肥料產品在玉米上的研究報道并不多，溫延臣等[13]研究表明，海藻提取物對玉米苗期生長起到促進作用，施用適當用量的海藻提取物可以促進其生長，過量施用則會抑制其正常生長。黃清梅等[14]研究表明海藻肥對玉米產量具有提升作用，且海藻肥可以替代尿素，作為環(huán)境友好型肥料進行應用推廣。國外有研究[15]報道，將海藻提取物作為玉米抗旱劑應用，可以顯著提高玉米的抗旱性。而有關海藻提取物對鮮食甜玉米的產量、品質及氮素利用率影響的研究鮮有報道。本研究在不同生長時期甜玉米葉面噴施海藻提取物，同時配合化肥減量措施，研究海藻提取物對甜玉米產量、品質及氮素利用的影響，為海藻提取物在甜玉米生產上的應用提供指導。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2018年春季和秋季分別在廣東省翁源縣官渡鎮(zhèn)華東村和新南村進行，當地氣候屬亞熱帶氣候，終年平均氣溫20.2℃，年平均降水量1 170.6mm。土壤類型均為紅壤，春季試驗地土壤養(yǎng)分狀況：pH 5.84、有機質11.21g/kg、全氮0.73 g/kg、有效磷36.50mg/kg、速效鉀78.94mg/kg，前茬作物為甘蔗。秋季試驗地土壤養(yǎng)分狀況：pH 5.48、有機質16.51g/kg、全氮0.94g/kg、有效磷45.84mg/kg、速效鉀115.74mg/kg，前茬作物為水稻。

1.2 試驗材料

供試甜玉米品種為正甜68，由廣東省農業(yè)科學院作物研究所選育。

試驗肥料品種：尿素（46.4% N）、過磷酸鈣（16% P2O5）、氯化鉀（60% K2O）、海藻提取物（從海帶中通過復合降解法制備，海藻酸含量≥20g/L）。

1.3 試驗方法

試驗設置5個處理，施用方法和用量見表1所示。其中常規(guī)施肥的肥料類型和具體用量分別為：尿素750kg/hm2、過磷酸鈣1 200kg/hm2、氯化鉀450kg/hm2。海藻提取物在大喇叭口期（12葉期）和吐絲期分2次噴施，每次施用1.5L/hm2，清水稀釋15倍噴施，具體用量見表1。采用無人機（型號：大疆MG1S）進行葉面噴施，設置噴灑參數為：噴灑量22.5L/hm2，噴頭總流量0.8L/min，距離葉面頂部1.5m，進行手動遙控噴施作業(yè)。試驗小區(qū)隨機排列，3次重復。

表1 不同處理的施肥種類、比例及用量Table 1 Fertilizer types, proportion and dosage of different treatments

玉米栽培方式為雙行單株起壟直播種植，壟寬、溝寬、行距和株距分別為90、40、40和35cm，小區(qū)行長10m，每個小區(qū)3壟共6行，面積39m2，種植174株，其他田間管理措施和常規(guī)生產一致。春季播種時間為2018年3月10日，攻苗肥施用時間為3月30日，攻穗肥施用時間為4月25日，大喇叭口期噴藥高效氯氰菊酯（有效成分含量4.5%）殺蟲，用量300mL/hm2，收獲時間為5月30日。秋季播種時間2018年8月25日，攻苗肥施用時間為9月15日，攻穗肥施用時間為10月16日，大喇叭口期噴藥高效氯氰菊酯（有效成分含量為4.5%）殺蟲，用量300mL/hm2，11月10日收獲。

1.4 調查項目與數據處理

各小區(qū)分別收獲用于測產，并從收獲果穗中隨機選取10穗有代表性的甜玉米，測單穗重、穗長、百粒重、穗行數、行粒數、每行粒數及可溶性糖含量等指標。采用蒽酮比色法測定甜玉米籽?？扇苄蕴呛?。每個小區(qū)隨機取6株生長正常的植株，分成穗、莖稈和葉片，105℃殺青30min，然后75℃烘干至恒重后稱干重，粉碎過0.15mm篩得到待測樣品，采用常規(guī)分析法[16]測定氮含量。

采用Microsoft Excel 2013和SPSS 19.0進行數據統(tǒng)計分析，采用Duncan′s多重比較分析差異顯著性。

氮素利用效率及經濟效益相關指標計算公式如下：

植株氮素積累量（kg/hm2）=成熟期單株干重×每公頃植株數×成熟期單株含氮量

氮素農學效率（kg/kg）=（施肥區(qū)鮮穗產量-氮空白區(qū)鮮穗產量）/施氮量

氮素利用率=（施肥區(qū)植株氮積累量-氮空白區(qū)植株氮積累量）/施氮量×100%

氮肥偏生產力（kg/kg）=鮮穗產量/施氮量

產值（元/hm2）=單位面積鮮穗產量×單位重量價格

凈收益（元/hm2）=產值-肥料投入-其他成本

2 結果與分析

2.1 不同處理對甜玉米產量及其構成因子的影響

不同處理下的甜玉米鮮重產量結果如表2所示，春、秋兩季甜玉米的不施氮素處理產量均非常低，分別為T1處理產量的55.06%和63.44%。兩季獲得最高產量的均為T2處理，比T1處理兩季產量分別提高7.11%和8.24%，但差異不顯著。T3處理產量與T1處理無顯著差異。T4處理產量比T3處理稍有增加，且與T1處理的產量無顯著差異，說明海藻提取物處理能彌補減氮20%的影響。從產量構成因子來看，除穗行數外，T0處理的單穗鮮重、穗長、百粒鮮重和每行粒數均顯著低于其他處理。單穗鮮重最高的為T2處理，春、秋兩季分別比T1處理單穗鮮重提高20.41和23.97g，增幅分別為7.53%和8.43%，但差異均不顯著。T3處理單穗鮮重與T1處理差異不顯著。而T4處理單穗鮮重春秋兩季分別比T3處理增加3.98%和4.19%，且與T1處理單穗鮮重相近，無顯著差異。其他性狀中穗長、百粒鮮重和每行粒數在各個施氮處理中均無顯著差異。

表2 不同處理對甜玉米產量和產量構成因子的影響Table 2 The effects of different treatments on yield and yield components of sweet corn

2.2 不同施肥處理對甜玉米可溶性糖含量的影響

不同處理對甜玉米的可溶性糖含量影響結果如表3所示?？扇苄蕴呛糠从程鹩衩椎奶鸲?，而甜度是影響甜玉米口感最重要的指標之一[17]。兩季籽粒可溶性糖含量結果表現一致，其中不施氮素處理可溶性糖含量最低，T4處理的可溶性糖含量最高，春、秋兩季分別比T1處理提高5.29%和5.36%。T4處理可溶性糖含量與T1和T3處理差異均不顯著。

表3 不同處理下的甜玉米可溶性糖含量Table 3 Soluble sugar content of sweet corn under different treatments

2.3 不同施肥處理對甜玉米氮素利用率的影響

從表4可以看出，不施氮素處理的甜玉米氮素累積量顯著低于其他施氮處理。不同施氮處理的氮素累積量則無顯著差異。由于不同處理的氮素投入量不同，因此各處理氮素利用率存在顯著差異，其中兩季最高的均為T4處理，顯著高于T1和T2處理，春季T4處理顯著高于T3處理。另外，春季T2處理氮素利用率顯著高于T1處理。T2和T4處理氮肥農學效率顯著高于其對應不施用海藻提取物的T1及T3處理。T4處理氮肥偏生產力最高，其顯著高于T1處理。

2.4 不同施肥處理對經濟效益的影響

從表5可以看出，不同處理的肥料投入為2 235～4 058元/hm2，最高為T2處理，不同處理由于產量差異而導致產值差異，其中兩季產值最高的均為T2處理。同樣凈收益最高的處理也是T2處理，相比T1處理，春、秋兩季凈收益分別增加1 203元/hm2和1 523元/hm2，增加幅度分別為11.71%和13.64%。同樣地，T4處理兩季凈收益分別比T3處理增加591和637元/hm2，增加幅度分別為6.18%和5.99%，同時，其與T1處理相比還略微高一點。因此，在常規(guī)施肥或常規(guī)施肥減氮20%條件下噴施海藻提取物對于提高或者保障凈收益是有幫助的。

表4 不同施肥處理下甜玉米的氮素利用率Table 4 Effects of different fertilizer treatments on N use efficiency of sweet corn

表5 不同處理對經濟效益的影響Table 5 Effects of different treatments on economic benefit of sweet corn

3 討論

海藻提取物作為歐洲生物刺激素行業(yè)委員會定義的八大類生物刺激素之一，可增加作物養(yǎng)分吸收、提高養(yǎng)分利用效率、增強作物抗逆性及改善農作物質量[18]。目前應用和研究比較深入的生物刺激素種類有腐植酸、氨基酸及海藻提取物。市場上的海藻提取物大部分是由褐藻（包括泡葉藻、墨角藻、海帶和馬尾藻等）通過物理、化學和生物降解處理方式生產，產品被加工為液體或粉劑，可以直接應用，或者與農藥、肥料等復配施用。我國的海岸線很長，沿岸海域擁有非常豐富的海藻資源，但已被開發(fā)利用的海藻種類只占極小部分[19]，還有很多未被開發(fā)利用。我國又是農業(yè)大國，因此，將海藻資源應用在農業(yè)上的前景非常廣闊。由于我國農業(yè)生產上長期大量施用化肥及不平衡施肥，導致了如土壤結構破壞、肥料利用率低及環(huán)境污染風險加劇等問題。目前正在大力開展化肥減量及有機肥部分替代化肥的研究和實踐，兼顧經濟效益和生態(tài)效益。其中新型肥料和增效肥料是提高肥料利用率和減少肥料用量的有效措施之一[18]。

海藻提取物中含有的多種功能物質是一類很好的肥料增效劑，如海藻酸（海藻多糖）等。添加海藻功能物質的新型肥料也是目前市場上廣泛推廣使用的肥料品種。研究[20]表明，海藻酸包膜BB肥和海藻酸包膜復合肥能顯著提高玉米對氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收累積，促進生長，提高產量。與普通尿素相比，海藻酸尿素可顯著提高玉米的經濟系數、玉米產量、玉米籽粒氮素吸收量、氮肥表觀利用率和農學效率[21]。本研究結果表明，在常規(guī)施肥條件下，施用海藻提取物的比不施用海藻提取物的甜玉米產量增加顯著，表明海藻提取物對甜玉米產量具有增產效果。在常規(guī)施肥氮素減量20%的情況下，甜玉米產量會有所下降，但如果同時噴施海藻提取物則可以彌補化肥減量帶來的產量下降，達到常規(guī)施肥的產量水平，說明施用海藻提取物能提高甜玉米的氮素養(yǎng)分利用率，從而保障植株的正常生長所需的養(yǎng)分，這可能與海藻提取物有利于提高玉米根系活力有關[13，22]。這些結果與黃清梅等[14]及王修康等[23]研究結果一致。另外，兩季的產量及氮素利用率結果差異除了土壤差異外，可能與季節(jié)差異有關，不同季節(jié)的甜玉米生育期存在差異，會導致其他各方面的差異[24-26]。因此，還需更多與不同區(qū)域、不同氣候及不同品種相關的栽培試驗來進一步進行效果驗證。

除了對產量提高具有良好作用之外，海藻提取物對于提高甜玉米的品質也具有良好效果，本研究結果表明，施用海藻提取物的處理甜玉米籽粒甜度有一定增加，對于甜玉米的口感以及營養(yǎng)價值具有改善作用，有利于提高其經濟價值。而在其他作物的一些相關研究結果同樣表明，海藻提取物對于改善花生[27]、枇杷[28]、小白菜[29]和草莓[30]等作物的品質均具有良好的效果。甜玉米與品質相關的指標還有很多，如維生素C、氨基酸及蛋白質等，這些將需要進一步開展試驗進行研究。

目前，海藻提取物相關產品在我國肥料市場上已經非常常見，在不同農作物生產上開始廣泛應用。而且由于其用量少，對作物的生長促進作用效果顯著，在經濟作物特別是果蔬作物上特別受歡迎。由于海藻提取物本身由于海藻種類的不同和提取工藝的不同會導致其活性成分的差異，因此不同藻源和工藝的海藻提取物對甜玉米的產量品質及肥料利用率的影響也值得進一步探索。

4 結論

噴施海藻提取物有利于減少氮肥投入，提高氮養(yǎng)分資源利用效率，同時有利于增加甜玉米產量，改善品質，獲取更好的經濟效益。