钾肥与不同品种甜玉米籽粒品质的相关性研究

陈声奇，周鸿凯，郭荣发

（广东海洋大学农学院资源与环境系，广东 湛江 524088）

甜玉米是甜质型玉米的简称，是玉米的一个类型。与普通玉米相比，甜玉米营养价值较高，含有许多人体必需的氨基酸、蛋白质、糖和多种维生素[1]。同时，甜玉米因其适口性好、易于咀嚼和消化吸收等特点而深受消费者喜爱。广东是我国甜玉米种植大省，种植面积连续多年占据全国50%以上。2005年种植面积约为9.5万hm2，2010年则高达14.4万hm2[2]。甜玉米种植在提高广东当地农业经济效益和促进农民增收等方面发挥着重要作用。

氨基酸、淀粉、脂肪、可溶性糖以及蛋白质的含量是衡量甜玉米籽粒品质以及营养价值高低的关键指标。在植物必需营养元素中，钾素对作物的品质影响最大。大量研究表明，施钾可明显提高甜玉米子粒可溶性糖、蔗糖、蛋白质、赖氨酸的含量[3-4]。此外，合理施用钾肥还可提高蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合成酶的活性，从而促进蔗糖的合成[5]。由此可见，深入研究钾肥对甜玉米品质的影响，对优化甜玉米栽培技术和实现高产优质生产目标具有重要意义。

受成土过程和生产中钾肥施用量长期不足的影响，我国华南地区土壤有效钾含量普遍较低[6]。这已成为制约广东甜玉米生产发展的一个重要因素。以往有关钾肥用量与甜玉米子粒品质关系的研究，主要是以我国北方地区土壤和甜玉米品种为研究对象，所得出的结论不适用于广东雷州半岛地区的砖红壤及相关栽培品种。为缓解当前钾肥资源的供需矛盾，筛选出钾素营养高效利用的甜玉米品种，试验研究了不同甜玉米品种对钾肥施用的响应差异。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为雷州半岛地区种植面积较大的5个甜玉米品种：广甜特大金银粟、粤甜9号、金茂3号、鲜美黄金蜜和贵甜一号。

供试土壤为砖红壤，按参考文献[7]规定方法，测得其基本理化性质如下：pH值5.05，有机质17.57 g/kg，全氮1.25 g/kg，碱解氮68.95 mg/kg，速效磷69 mg/kg，速效钾44.57 mg/kg。

1.2 试验方法

试验在校外试验基地进行，采用随机区组排列，3次重复，设不施钾和常规施钾2个处理，分别用K0和K1。小区长6 m，宽3 m，小区面积18.0 m2，行距0.5 m，株距0.32 m，种植密度为50 000株/hm2，每个小区5行。试验田2012年3月20日布种。磷、钾肥均作基肥一次施入，过磷酸钙50 kg/667m2，氯化钾15 kg/667m2；氮肥分基肥和追肥两次施入，基追比为1∶2，即播种前施尿素10 kg/667m2，拔节期追肥一次施尿素20 kg/667m2，总量是30 kg/667m2。6月8日，从各小区有代表性的植株收获3株甜玉米，测定籽粒的蛋白质、氨基酸、淀粉、脂肪和可溶性糖含量。

1.3 测定方法

[7]中的相关方法，分别测定籽粒中可溶性蛋白质、氨基酸和可溶性糖含量。淀粉含量和脂肪含量用丹麦FOSS公司TR-3700型近红外品质分析仪测定。

1.4 数据处理

采用微软Excel2003软件在PC机上完成试验结果统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种甜玉米籽粒氨基酸含量差异

由表1可知，所有施钾和不施钾肥的5个甜玉米氨基酸平均含量为611.22μg/g，氨基酸含量的变幅243.83～1 034.11μg/g。不施钾与施钾处理下，鲜美黄金蜜籽粒中氨基酸含量比值达到0.93，这表明该品种籽粒氨基酸含量受钾肥用量大小影响的敏感程度较小，而金茂3号的敏感程度最大，表现为处理间其氨基酸含量比值仅为0.33。上述结果还表明，钾素对甜玉米籽粒氨基酸含量有显著影响，可促进籽粒中氨基酸含量增加，且不同品种间上述影响存在着极显著差异。

表1 不同品种甜玉米籽粒氨基酸含量

2.2 不同品种甜玉米籽粒可溶性糖含量差异

由表2可知，所有施钾和不施钾的5个甜玉米可溶性糖平均含量为7.24 g/100g，不同品种可溶性糖含量的变幅5.25～9.11 g/100g。不施钾与施钾处理下，金茂3号籽粒中可溶性糖含量比值最大，可达到0.78；而粤甜9号的可溶性糖含量比值最小，只有0.58。两种施钾处理下，金茂3号和粤甜9号等2个品种籽粒的可溶性糖含量比值存在极显著差异，其余3个品种则存在显著差异。施钾可显著提高各品种的籽粒含糖量，幅度最大可达48%，这说明钾元素对甜玉米籽粒可溶性糖含量的影响显著。

表2 不同品种甜玉米籽粒可溶性糖含量差异

2.3 不同品种甜玉米籽粒脂肪含量差异

由表3可知，所有施钾和不施钾的5个甜玉米脂肪含量平均为7.57 g/100g，脂肪含量的变幅6.00～8.50 g/100g。不施钾与施钾处理下，处理间各品种籽粒脂肪含量比均存在显著差异，贵甜一号籽粒脂肪含量比值最大，可达1.08，而粤甜9号的最小，仅为0.88。这说明粤甜9号的籽粒脂肪含量受钾肥用量大小的影响最为敏感，而金茂3号具有较强的耐低钾胁迫能力。

表3 不同品种甜玉米籽粒脂肪含量差异

2.4 不同品种甜玉米籽粒淀粉含量差异

由表4可知，所有施钾和不施钾的5个甜玉米淀粉含量平均为57.97 g/100g，淀粉含量的变幅52.57～66.4 g/100g。不施钾与施钾处理下，广甜特大金银粟的淀粉含量比值最大，达到0.95，而鲜美黄金蜜淀粉含量比值最小，只有0.82。除金茂3号和贵甜一号外，处理间其他各品种籽粒淀粉含量比值均存在显著差异。上述结果表明，金茂3号和贵甜一号籽粒淀粉含量受钾肥用量大小的影响较小，而其余3个品种受影响较大。

表4 不同品种甜玉米籽粒淀粉含量差异

2.5 不同品种甜玉米籽粒蛋白质含量差异

由表5可知，所有施钾和不施钾的5个甜玉米蛋白质含量平均为7.88 g/100g，不同品种蛋白质含量的变幅4.68～10.43 g/100g。不施钾与施钾处理下，鲜美黄金蜜的相对蛋白质含量比值最大，达到0.96；而粤甜9号的蛋白质含量比值最小，只有0.60。处理间，各品种蛋白质含量比值均存在极显著差异。以上结果表明，粤甜9号籽粒蛋白质含量受钾肥用量影响最大，而鲜美黄金蜜则最小。

表5 不同品种甜玉米籽粒蛋白质含量差异

3 讨论与结论

比较了正常施钾与不施钾条件下，5个甜玉米品种籽粒氨基酸、可溶性糖、脂肪、淀粉和蛋白质等品质指标含量差异大小。结果表明，所有品种籽粒的氨基酸和可溶性糖含量均表现出对低钾胁迫十分敏感，缺钾将导致其含量显著降低。而某些品种中脂肪、淀粉以及蛋白质的含量在低钾胁迫与正常供钾条件下的差异并不显著，该3项指标对对缺钾的敏感程度较低，尤其是脂肪含量。

钾素的植物营养功能研究表明，光合作用及其产物的运输与植物体内钾素的含量关系最为密切[8]，这从而使得可溶性总糖含量容易受植物体内钾素含量的影响。曹玉军等[3]研究发现，施用钾肥对北方甜玉米籽粒可溶性糖含量的形成与积累有显著作用，不施钾肥或过量施钾肥将使籽粒可溶性糖的含量降低。此外，蔗糖合成酶是甜玉米蔗糖合成过程中的关键酶，该酶的活性高低与叶片钾素含量关系十分密切，钾素供应不足将导致酶活性降低，进而影响蔗糖的合成[4]。

研究结果表明，在筛选耐低钾胁迫甜玉米品种时，应选择对一些对低钾胁迫较为敏感的指标，如籽粒的氨基酸和可溶性糖含量。

参考文献：

[1] 刘学铭，陈智毅，唐道邦.甜玉米的营养功能成分、生物活性及保鲜加工研究进展[J].广东农业科学，2010，（12）：90-94.

[2]曾晓花，万 忠，尹 艳，等.2011年广东甜玉米产业发展现状分析[J].广东农业科学，2012，（3）：12-14.

[3] 曹玉军，赵宏伟.钾素用量对甜玉米籽粒蔗糖形成积累的影响[J].东北农业大学学报，2009，40（7）：10-14.

[4] 陈建生，徐培智，唐拴虎，等.施肥对甜玉米物质形成累积特征影响研究[J].植物营养与肥料学报，2010，16（1）：58-64.

[5] 曹玉军，刘春光，王晓慧，等.施钾量对甜玉米穗位叶蔗糖合成的影响[J].玉米科学，2010，18（5）：72-75.

[6] 沈善敏.中国土壤肥力[M].北京：中国农业出版社，1998.274-340.

[7] 中国科学院上海植物生理研究所，上海市植物生理学会.现代植物生理学实验指南[M].北京：科学出版社，1999.

[8] 陆景陵.植物营养学（上册）[M].北京：中国农业出版社，2003.48-60.