左懌平，張夢(mèng)，張瑞薇，王健，韓金玲，李向嶺*，段會(huì)軍*

(1.河北科技師范學(xué)院農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院 河北省作物逆境生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 秦皇島 066004；2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院 華北作物改良與調(diào)控國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(fēng)味獨(dú)特的特點(diǎn)[1]。施氮是影響鮮食玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的主要措施之一[2]。緩控釋肥料作為低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代的一種新型肥料[3]，其特點(diǎn)是通過(guò)一定技術(shù)根據(jù)作物對(duì)養(yǎng)分的需求控制肥料的養(yǎng)分釋放模式，實(shí)現(xiàn)肥料養(yǎng)分釋放與作物養(yǎng)分吸收基本同步。緩控釋肥料可以減少氮素?fù)p失，提高氮肥利用率，并且可以減少施肥次數(shù)，省時(shí)省力[4]。王春陽(yáng)等[5]研究表明，與常規(guī)尿素相比，緩釋肥處理顯著提高了糯玉米產(chǎn)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(shí)現(xiàn)鮮食玉米穩(wěn)產(chǎn)提質(zhì)。李向嶺等[7]研究表明，施用聚天門冬氨酸緩釋復(fù)合肥有利于促進(jìn)甜玉米植株對(duì)氮磷鉀元素的吸收積累，提高甜玉米籽?？扇苄蕴?、維生素C(VC)和維生素E(VE)含量。

冀東鮮食甜糯玉米區(qū)域是河北省鮮食玉米四大主產(chǎn)區(qū)之一，目前該區(qū)域鮮食甜糯玉米播種面積3 333 hm2左右。該區(qū)域春播玉米生長(zhǎng)時(shí)間充裕，但生長(zhǎng)前期氣候干旱，后期常遇高溫暴雨，致使春玉米需補(bǔ)充灌溉且產(chǎn)量不穩(wěn)。目前，在冀東地區(qū)鮮食甜糯玉米春播條件下，不同類型緩控釋肥料對(duì)甜加糯和糯玉米產(chǎn)量與品質(zhì)影響的研究報(bào)道較少。因此，本研究在大田試驗(yàn)條件下，比較研究不同類型緩控釋肥料對(duì)甜加糯和糯玉米鮮穗產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，確定甜加糯和糯玉米鮮穗產(chǎn)量和品質(zhì)協(xié)同提高的緩控釋肥料，為冀東地區(qū)鮮食玉米簡(jiǎn)化施肥技術(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020年在河北省秦皇島昌黎縣(N 39°07′，E 119°17′)進(jìn)行，供試土壤類型為壤土，0～20 cm土層有機(jī)質(zhì)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(shè)計(jì)

供試品種為甜加糯(彩甜糯2號(hào))和糯玉米(糯特嬌)。設(shè)5個(gè)處理：不施尿素(T1)、常規(guī)尿素(T2，含N 46%)、聚天門冬氨酸緩控釋肥料(T3，在常規(guī)尿素中添加了聚天門冬氨酸等多生物助劑，含N 22%)、穩(wěn)定性緩控釋肥料(T4，在常規(guī)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(guī)尿素中添加聚氨酯，含N 25%)。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理按大區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)，行距60 cm，株距27 cm，大區(qū)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(guò)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(kāi)花后18～21 d采收鮮果穗。其他田間管理均與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶習(xí)慣保持一致。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 產(chǎn)量及性狀

在鮮穗收獲期，每個(gè)處理取3個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)取雙行5 m，調(diào)查玉米成穗數(shù)。從每個(gè)小區(qū)收獲鮮果穗中取30穗，并調(diào)查穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)和禿尖長(zhǎng)，計(jì)算鮮穗產(chǎn)量。

1.3.2 蒸煮品質(zhì)評(píng)價(jià)

每個(gè)小區(qū)選擇20株進(jìn)行人工套袋授粉，一直到鮮穗采收期結(jié)束，選取其中10穗用于蒸煮品質(zhì)評(píng)分。鮮果穗品嘗品質(zhì)評(píng)價(jià)按照農(nóng)業(yè)農(nóng)村部頒布的糯玉米標(biāo)準(zhǔn)(NY/T 524—2002)和糯玉米國(guó)家區(qū)域試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)感官品質(zhì)和蒸煮品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行綜合打分。

1.3.3 營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)

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

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用SPSS 22.0軟件進(jìn)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(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同類型緩控釋肥料對(duì)鮮食玉米產(chǎn)量的影響

由表1可知，兩個(gè)玉米品種在T3處理下穗長(zhǎng)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(zhǎng)分別增加0.70和0.95 cm，穗粗分別增加3.03 和2.49 mm。3個(gè)緩控釋肥料處理間穗行數(shù)和行粒數(shù)無(wú)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(zhǎng)變短。鮮穗產(chǎn)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(chǎn)量分別增加2 535.4和3 350.0 kg·hm-2?？梢?jiàn)，各類緩控釋肥料處理均能提高鮮食玉米鮮穗產(chǎn)量，其中T3對(duì)鮮食玉米鮮穗產(chǎn)量的增產(chǎn)效果顯著。

表1 不同類型緩控釋肥料對(duì)鮮食玉米穗部性狀的影響

2.2 不同類型緩控釋肥料對(duì)鮮食玉米蒸煮品質(zhì)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(jiàn)，T3處理下鮮食玉米外觀、色澤、風(fēng)味、果皮薄厚、糯性和甜度等蒸煮品質(zhì)指標(biāo)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(zhì)得分

2.3 不同類型緩控釋肥料對(duì)鮮食玉米籽粒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

由表3可知，各處理下甜加糯玉米籽粒蛋白質(zhì)含量無(wú)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?？扇苄蕴恰⒖偟矸?、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?？扇苄蕴?、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(yíng)養(yǎng)品質(zhì)

糯玉米籽粒蛋白質(zhì)含量表現(xiàn)出相同的規(guī)律，均無(wú)顯著性差異。與T2處理相比，T3、T4和T5提升了糯玉米籽?？扇苄蕴?、可溶性總淀粉和支鏈淀粉含量。T3處理下籽?？扇苄蕴恰⒖偟矸?、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(duì)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(duì)鮮食玉米鮮穗產(chǎn)量的影響

施用緩控釋肥能夠減少肥料揮發(fā)，確保養(yǎng)分對(duì)作物的長(zhǎng)期供給，滿足鮮食玉米在生長(zhǎng)發(fā)育關(guān)鍵期的營(yíng)養(yǎng)需要[8-10]。黃巧義等[11]研究表明，在減氮30%水平下，甜玉米產(chǎn)量在控釋尿素配施常規(guī)尿素與常規(guī)施肥處理間無(wú)顯著差異。王春陽(yáng)等[5]研究表明，緩釋肥處理下糯玉米產(chǎn)量顯著高于普通尿素處理。蘇琳等[12]研究表明，與常規(guī)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(chǎn)量。本研究中，甜加糯和糯玉米的鮮穗產(chǎn)量依次為T3>T5>T4>T2>T1。與常規(guī)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(chǎn)量，其中聚天門冬氨酸緩控釋肥料(T3)處理對(duì)鮮穗產(chǎn)量增產(chǎn)的效果最為顯著，這是由于控釋氮肥養(yǎng)分釋放的速度慢，導(dǎo)致鮮食玉米植株在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段對(duì)氮磷鉀養(yǎng)分的吸收量比常規(guī)尿素處理低，但在籽粒建成階段，鮮食玉米植株對(duì)氮磷鉀養(yǎng)分的吸收量高于常規(guī)尿素處理。

近年來(lái)，聚天門冬氨酸(PASP)作為肥料增效劑，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上開(kāi)始推廣應(yīng)用。對(duì)玉米、小麥、水稻和油菜等多種農(nóng)作物的增產(chǎn)效果明顯[13]。謝方淼等[14]發(fā)現(xiàn)，PASP可以起到抑制微生物對(duì)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(duì)氮的同化能力[15]。唐會(huì)會(huì)等[16]研究表明，聚天門冬氨酸螯合氮肥(PASP-N)提高了玉米產(chǎn)量及肥料利用率。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，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(chǎn)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)緩慢釋放，保證供應(yīng)甜加糯和糯玉米營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，同時(shí)又可保障籽粒灌漿期的養(yǎng)分供應(yīng)。聚天門冬氨酸緩控釋肥料的具體肥效釋放機(jī)制與鮮食玉米的需肥機(jī)制有待進(jìn)一步深入研究。

3.2 緩控釋肥料對(duì)鮮食玉米蒸煮品質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

鮮食玉米蒸煮品質(zhì)包括外觀、氣味、色澤、柔嫩性、果皮薄厚等指標(biāo)。魏常敏等[17]研究表明，對(duì)糯玉米綜合評(píng)分的影響較為明顯的指標(biāo)有果皮薄厚、糯性、風(fēng)味和色澤。陸大雷等[18]研究表明，改善皮厚薄、感觀品質(zhì)、風(fēng)味和甜度，有利于提高甜玉米蒸煮品質(zhì)。魏常敏等[17]研究表明，鄭白甜糯3號(hào)的氣味和風(fēng)味表現(xiàn)突出，蒸煮品質(zhì)評(píng)分最高。本研究結(jié)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(xiàn)出皮薄、糯性和甜度適中，適口性俱佳；糯玉米表現(xiàn)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(yíng)養(yǎng)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(zhì)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(zhì)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?？扇苄蕴呛?。VC和VE都是人體內(nèi)必需的營(yíng)養(yǎng)元素。本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)尿素(T2)相比，緩控釋肥料提高了甜加糯和糯玉米籽粒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，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(chǎn)量，其中聚天門冬氨酸緩控釋肥料對(duì)鮮穗產(chǎn)量的增產(chǎn)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(zhì)，增加了籽?？扇苄蕴恰⒖扇苄钥偟矸?、支鏈淀粉、VC、VE、粗纖維和賴氨酸含量，改善籽粒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。因此，在冀東地區(qū)鮮食玉米生產(chǎn)區(qū)域，建議推廣使用聚天門冬氨酸緩控釋肥料。