不同类型缓控释肥料对鲜食玉米产量与品质的影响

左怿平，张梦，张瑞薇，王健，韩金玲，李向岭*，段会军*

(1.河北科技师范学院农学与生物科技学院 河北省作物逆境生物学重点实验室，河北 秦皇岛 066004；2.河北农业大学农学院 华北作物改良与调控国家重点实验室，河北 保定 071001)

鲜食玉米包含甜玉米、糯玉米和甜加糯玉米，具有适口性好、风味独特的特点[1]。施氮是影响鲜食玉米产量和品质的主要措施之一[2]。缓控释肥料作为低碳经济时代的一种新型肥料[3]，其特点是通过一定技术根据作物对养分的需求控制肥料的养分释放模式，实现肥料养分释放与作物养分吸收基本同步。缓控释肥料可以减少氮素损失，提高氮肥利用率，并且可以减少施肥次数，省时省力[4]。王春阳等[5]研究表明，与常规尿素相比，缓释肥处理显著提高了糯玉米产量。安文博等[6]研究表明，化肥减量配施新型缓控释肥可以实现鲜食玉米稳产提质。李向岭等[7]研究表明，施用聚天门冬氨酸缓释复合肥有利于促进甜玉米植株对氮磷钾元素的吸收积累，提高甜玉米籽粒可溶性糖、维生素C(VC)和维生素E(VE)含量。

冀东鲜食甜糯玉米区域是河北省鲜食玉米四大主产区之一，目前该区域鲜食甜糯玉米播种面积3 333 hm2左右。该区域春播玉米生长时间充裕，但生长前期气候干旱，后期常遇高温暴雨，致使春玉米需补充灌溉且产量不稳。目前，在冀东地区鲜食甜糯玉米春播条件下，不同类型缓控释肥料对甜加糯和糯玉米产量与品质影响的研究报道较少。因此，本研究在大田试验条件下，比较研究不同类型缓控释肥料对甜加糯和糯玉米鲜穗产量和品质的影响，确定甜加糯和糯玉米鲜穗产量和品质协同提高的缓控释肥料，为冀东地区鲜食玉米简化施肥技术提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年在河北省秦皇岛昌黎县(N 39°07′，E 119°17′)进行，供试土壤类型为壤土，0～20 cm土层有机质含量19.08 g·kg-1，全氮含量1.68 g·kg-1，碱解氮含量102.35 mg·kg-1，速效磷含量23.59 mg·kg-1，速效钾含量74.10 mg·kg-1。

1.2 处理设计

供试品种为甜加糯(彩甜糯2号)和糯玉米(糯特娇)。设5个处理：不施尿素(T1)、常规尿素(T2，含N 46%)、聚天门冬氨酸缓控释肥料(T3，在常规尿素中添加了聚天门冬氨酸等多生物助剂，含N 22%)、稳定性缓控释肥料(T4，在常规尿素中添加脲酶/硝化抑制剂制成，含N 46%)、聚氨酯包膜缓控释肥料(T5，在常规尿素中添加聚氨酯，含N 25%)。试验采用随机区组设计，每个处理按大区进行设计，行距60 cm，株距27 cm，大区面积200 m2。种植密度为60 000株·hm-2。各处理氮、磷、钾用量一致，分别为240、90和120 kg·hm-2，磷肥为重过磷酸钙(含P2O546%)，钾肥为硫酸钾(含K2O 60%)。玉米播种日期为5月31日，于开花后18～21 d采收鲜果穗。其他田间管理均与当地农户习惯保持一致。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 产量及性状

在鲜穗收获期，每个处理取3个点，每个点取双行5 m，调查玉米成穗数。从每个小区收获鲜果穗中取30穗，并调查穗长、穗粗、穗行数、行粒数和秃尖长，计算鲜穗产量。

1.3.2 蒸煮品质评价

每个小区选择20株进行人工套袋授粉，一直到鲜穗采收期结束，选取其中10穗用于蒸煮品质评分。鲜果穗品尝品质评价按照农业农村部颁布的糯玉米标准(NY/T 524—2002)和糯玉米国家区域试验标准，根据感官品质和蒸煮品质指标进行综合打分。

1.3.3 营养品质

每个小区随机选择20株进行人工套袋授粉，其中10穗用于测定籽粒营养品质。采用蒽酮比色法测定可溶性糖和总淀粉含量，考马斯亮蓝G-250染色法测定蛋白质含量，试剂盒法测定直链淀粉和支链淀粉，荧光法测定VC，反相高效液相色谱法测定VE，茚三酮比色法测定赖氨酸，索氏抽提法测定粗脂肪。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2010软件进行数据处理，采用SPSS 22.0软件进行方差分析和多重比较，其中处理间差异显著性采用LSD法检验。

2 结果与分析

2.1 不同类型缓控释肥料对鲜食玉米产量的影响

由表1可知，两个玉米品种在T3处理下穗长和穗粗均最大。与T2处理相比，T3处理下甜加糯和糯玉米穗长分别增加0.70和0.95 cm，穗粗分别增加3.03 和2.49 mm。3个缓控释肥料处理间穗行数和行粒数无显著性差异，但都大于T2和T1处理。与T1和T2相比，T3处理下甜加糯和糯玉米的秃尖长变短。鲜穗产量依次为T3>T5>T4>T2>T1。与T1处理相比较，T3处理下甜加糯和糯玉米鲜穗产量分别增加2 535.4和3 350.0 kg·hm-2。可见，各类缓控释肥料处理均能提高鲜食玉米鲜穗产量，其中T3对鲜食玉米鲜穗产量的增产效果显著。

表1 不同类型缓控释肥料对鲜食玉米穗部性状的影响

2.2 不同类型缓控释肥料对鲜食玉米蒸煮品质的影响

由表2可知，施肥处理甜加糯和糯玉米的蒸煮品尝得分显著高于不施尿素处理，T3、T4和T5的品尝得分也显著高于T2。与T2处理相比，T3处理下甜加糯和糯玉米的蒸煮品尝得分分别增加12.5分和3.9分。在T1处理下，蒸煮的甜加糯和糯玉米口感粗糙，皮厚有渣。在T2、T4和T5处理下，蒸煮的甜加糯和糯玉米气味香甜、甜度适中，但是果皮变厚，口感降低。在T3处理下，甜加糯和糯玉米气味香甜、果皮柔嫩、甜度适中，具有最佳口感。可见，T3处理下鲜食玉米外观、色泽、风味、果皮薄厚、糯性和甜度等蒸煮品质指标较其他处理均有大幅改善。

表2 不同处理下鲜食玉米蒸煮品质得分

2.3 不同类型缓控释肥料对鲜食玉米籽粒营养品质的影响

由表3可知，各处理下甜加糯玉米籽粒蛋白质含量无显著性差异。与T2处理相比，T3、T4和T5提升了甜加糯玉米籽粒可溶性糖、可溶性总淀粉和支链淀粉含量。T3处理下籽粒可溶性糖、总淀粉、支链淀粉含量最高，直链淀粉含量最低。与T4和T5处理相比，T3处理下籽粒可溶性糖、可溶性总淀粉和支链淀粉含量分别增加5.3～7.6、213.9～270.9和208.5～262.5 g·kg-1。与T2处理相比，T3和T5处理均能提高籽粒VC和VE含量，其中T3处理下籽粒VC和VE含量增加显著，分别增加31.4和6.7 mg·kg-1。与T2处理相比，T3和T5分别提高了籽粒赖氨酸和粗纤维含量，其中T3处理下籽粒赖氨酸含量提升14.94 μg·mg-1，T5处理下籽粒粗纤维含量提升12.1 mg·kg-1。

表3 不同处理下鲜食玉米籽粒的营养品质

糯玉米籽粒蛋白质含量表现出相同的规律，均无显著性差异。与T2处理相比，T3、T4和T5提升了糯玉米籽粒可溶性糖、可溶性总淀粉和支链淀粉含量。T3处理下籽粒可溶性糖、总淀粉、支链淀粉含量最高，直链淀粉含量最低。与T4和T5处理相比，T3处理下籽粒可溶性糖、总淀粉和支链淀粉含量分别增加2.0～3.2、12.9～71.3和5.4～67.0 g·kg-1。与T2处理相比，各类缓控释肥料处理均能提高籽粒VC和VE含量，其中T5处理下籽粒VC和VE含量增加显著，分别增加24.0和12.8 mg·kg-1。与T2处理相比，各类缓控释肥料处理相对提高了糯玉米籽粒赖氨酸含量，T5处理下糯玉米粗脂肪含量提升0.2 mg·kg-1，T3处理下糯玉米粗纤维和赖氨酸含量分别提升13.9 mg·kg-1和6.09 μg·mg-1。

3 讨论

3.1 缓控释肥料对鲜食玉米鲜穗产量的影响

施用缓控释肥能够减少肥料挥发，确保养分对作物的长期供给，满足鲜食玉米在生长发育关键期的营养需要[8-10]。黄巧义等[11]研究表明，在减氮30%水平下，甜玉米产量在控释尿素配施常规尿素与常规施肥处理间无显著差异。王春阳等[5]研究表明，缓释肥处理下糯玉米产量显著高于普通尿素处理。苏琳等[12]研究表明，与常规尿素处理相比较，包膜控释尿素处理显著提高了夏玉米籽粒产量。本研究中，甜加糯和糯玉米的鲜穗产量依次为T3>T5>T4>T2>T1。与常规尿素处理相比，缓控释肥料处理均能提高甜加糯和糯玉米鲜穗产量，其中聚天门冬氨酸缓控释肥料(T3)处理对鲜穗产量增产的效果最为显著，这是由于控释氮肥养分释放的速度慢，导致鲜食玉米植株在营养生长阶段对氮磷钾养分的吸收量比常规尿素处理低，但在籽粒建成阶段，鲜食玉米植株对氮磷钾养分的吸收量高于常规尿素处理。

近年来，聚天门冬氨酸(PASP)作为肥料增效剂，在农业生产上开始推广应用。对玉米、小麦、水稻和油菜等多种农作物的增产效果明显[13]。谢方淼等[14]发现，PASP可以起到抑制微生物对尿素的分解利用。PASP提高了玉米种子中硝酸盐还原酶的活性，从而提高了对氮的同化能力[15]。唐会会等[16]研究表明，聚天门冬氨酸螯合氮肥(PASP-N)提高了玉米产量及肥料利用率。本研究结果发现，聚天门冬氨酸缓控释肥料可以显著提高甜加糯和糯玉米鲜穗产量，这是由于聚天门冬氨酸缓控释肥料中加入了聚天门冬氨酸等生物助剂，控制营养物质缓慢释放，保证供应甜加糯和糯玉米营养生长，同时又可保障籽粒灌浆期的养分供应。聚天门冬氨酸缓控释肥料的具体肥效释放机制与鲜食玉米的需肥机制有待进一步深入研究。

3.2 缓控释肥料对鲜食玉米蒸煮品质及营养品质的影响

鲜食玉米蒸煮品质包括外观、气味、色泽、柔嫩性、果皮薄厚等指标。魏常敏等[17]研究表明，对糯玉米综合评分的影响较为明显的指标有果皮薄厚、糯性、风味和色泽。陆大雷等[18]研究表明，改善皮厚薄、感观品质、风味和甜度，有利于提高甜玉米蒸煮品质。魏常敏等[17]研究表明，郑白甜糯3号的气味和风味表现突出，蒸煮品质评分最高。本研究结果表明，聚天门冬氨酸缓控释肥料处理(T3)下，甜加糯玉米表现出皮薄、糯性和甜度适中，适口性俱佳；糯玉米表现出香、皮嫩、糯性最好，适口性俱佳。

鲜食玉米中富含人体所需要的多种营养成分。孙祎振等[19]研究表明，甜玉米中可溶性糖含量比普通玉米高，糯玉米蛋白质和粗脂肪含量显著高于普通玉米。安文博等[6]研究表明，施用缓控释肥提高了鲜食玉米籽粒维生素、可溶性糖和蛋白质含量。本研究中，与其他缓控释肥(T4和T5)处理相比，聚天门冬氨酸缓控释肥料(T3)处理提高了甜加糯和糯玉米籽粒可溶性糖含量。VC和VE都是人体内必需的营养元素。本研究进一步发现，与常规尿素(T2)相比，缓控释肥料提高了甜加糯和糯玉米籽粒营养品质，其中T3处理下甜加糯和糯玉米籽粒可溶性糖、总淀粉、支链淀粉、VC和赖氨酸含量提升较为显著。

施用缓控释肥料均能提高甜加糯和糯玉米鲜穗产量，其中聚天门冬氨酸缓控释肥料对鲜穗产量的增产效果较为明显，聚天门冬氨酸缓控释肥料有利于提高鲜穗蒸煮品质，增加了籽粒可溶性糖、可溶性总淀粉、支链淀粉、VC、VE、粗纤维和赖氨酸含量，改善籽粒营养品质。因此，在冀东地区鲜食玉米生产区域，建议推广使用聚天门冬氨酸缓控释肥料。