有机肥氮替代化肥氮对甜玉米产量及品质的影响

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　　摘要 研究有機肥氮替代不同比例化肥氮对甜玉米产量及品质的影响，为广东省甜玉米主产区有机-化学肥料的合理施用提供一定参考。以甜玉米品种超甜金银粟2号为供试材料开展田间试验，共设置5个处理：CK（不施氮肥）、CF（单施化肥氮）、MF1（20%有机肥氮+80%化肥氮）、MF2（40%有机肥氮+60%化肥氮）、MF3（60%有机肥氮+40%化肥氮），研究不同处理下甜玉米产量和品质的变化。结果表明，有机肥氮替代化肥氮可提高甜玉米鲜穗产量。与CF处理相比，MF1～MF3处理甜玉米鲜穗产量均有不同程度的提高，以MF1处理增幅最大，为11.74%，随着替代比例的升高，鲜穗产量呈降低趋势，但MF1～MF3处理间无显著差异。有机肥氮替代化肥氮可改善甜玉米品质。与CF处理相比，有机肥氮替代化肥氮处理增加了甜玉米籽粒淀粉含量和可溶性糖含量，随着替代比例的增加淀粉含量逐渐升高，最大值为6.00%（MF3处理）。同时，相比于CF处理，有机肥替代处理可溶性糖含量分别提升了13.52%、15.76%、11.73%。供试条件下，在甜玉米生产上有机肥氮替代化肥氮比例以20%～40%为适宜。
　　关键词 有机肥替代化肥;氮;甜玉米;产量;品质
　　中图分类号 S 513 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2020）16-0157-03
　　doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.16.043
　　Effect of Nitrogen in Organic Manure Replacing Chemical Nitrogen Fertilizer on Yield and Quality of Sweet Corn
　　FENG Jian，HU Xiao-bin，HE Zhen-zhu et al
　　（Dongguan Agricultural Technique Extension Management Office， Dongguan， Guangdong 523010）
　　Abstract Effects of different rates of nitrogen in organic manure replacing chemical fertilizer on yield and quality of sweet corn were studied to provide reference for the rational application of organic-inorganic fertilizer in the main producing area of Guangdong Province. The field experiment was carried out using sweet corn cultivar of super sweet gold and silver millet 2 as experimental materials，five treatments were set up， including CK（non-N fertilization）， CF（100% chemical N）， MF1（organic manure replacing 20% chemical N），MF2（organic manure replacing 40% chemical N），MF3（organic manure replacing 60% chemical N）， the variation of yield and quality was studied. The result showed the nitrogen in organic manure replacing chemical fertilizer increased fresh ear yield of sweet corn. Compared to CF， the replacing treatments increased the fresh ear yield of sweet corn of different degrees， and the MF1 treatment increased the most （11.74%）. With the increase of replacing ratio， the fresh ear yield showed a trend of decrease， but there was no significant difference between MF1-MF3 treatments.The nitrogen in organic manure replacing chemical fertilizer improved the quality of sweet corn. Compared to CF， the replacing treatments increased the starch content and the soluble sugar content， the starch content increased gradually with the increase of replacing ratio， and MF3 was the largest，6.00%. At the same time， compared with CF treatment， the soluble sugar content of the replacing treatments increased by 13.52%，15.76% and 11.73%， respectively. In this experiment under the condition， the equal nitrogen in organic manure replacing chemical fertilizer at 20%-40% was the appropriate substitution rate in the production of sweet corn. 　　Key words Organic manure replacing chemical fertilizer;Nitrogen;Sweet corn;Yield;Quality
　　基金项目 省、市地力监测点建设项目（B02080003）。
　　作者简介 冯剑（1990—），男，河北邢台人，农艺师，硕士，从事养分资源管理与新肥料研制研究。
　　收稿日期 2020-01-13;修回日期 2020-03-27
　　
　　甜玉米作为玉米的一个种，具有果蔬兼用、营养丰富、效益高等特点，深受广大消费者和种植户的青睐。广东作为甜玉米主消费区，进一步促进了广东省甜玉米产业的发展。玉米作为生物量较大的作物，适宜的养分供给是其高产优质的保障，实际生产中往往存在重氮肥、轻有机肥施肥现象。在农业生产上有机肥不仅能提升土壤肥力，改善作物根系环境，还能提高作物品质[1-2]，氮作为影响作物生长的重要营养元素，对玉米生物量、产量及品质的形成起着重要调节作用[3-6]，而氮肥的不合理施用不仅会降低氮素利用率，还会导致一系列环境问题[7-10]。研究表明，有机肥替代化肥可提高氮利用效率及作物产量，但过高的替代比例并不利于作物产量及品质的形成[11-14]。目前，针对广东省甜玉米主产区有机肥氮替代化肥氮相关研究鲜见报道，且有机肥替代化肥对农业可持续发展具有重要意义。
　　笔者通过开展大田试验，探究有机肥氮替代不同比例化肥氮对甜玉米产量及品质的影响，探明有机肥与化肥的适宜配比用量，以期为广东省甜玉米有机-化学肥料合理施用提供参考。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验地概况
　　试验于2019年8—10月在东莞市高埗镇冼沙村进行，供试土壤质地为轻壤土，前茬作物为水稻，0～20 cm 耕层土壤基本农化性状：pH 5.69，有机质9.63 g/kg，碱解氮52.06 mg/kg，有效磷173  mg/kg，速效钾186 mg/kg。
　　1.2 试验材料
　　供试肥料：尿素（N，46%）、过磷酸钙（P2O5，12%）、氯化钾（K2O，60%），有机肥选用精制有机肥（N：5.73%;P2O5：1.30%;K2O：1.69%;有机质：39.03%）。
　　供试品种：超甜金银粟2号。
　　1.3 试验设计
　　共设置5个处理：①CK（不施氮肥）;②CF（单施化肥氮）;③MF1（20%有机肥氮+80%化肥氮）;④MF2（40%有机肥氮+60%化肥氮）;⑤MF3（60%有机肥氮+40%化肥氮），每个处理3次重复，随机区组排列，小区面积10.55 m2，每垄双行，行距40 cm，株距33 cm，密度为49 289株/hm2。各处理肥料养分施用量见表1。化肥氮分3次施入，20%作基施，45%拔节期追施，35%抽雄期追施。各处理磷肥和钾肥用量均保持一致，有机肥、磷肥、钾肥作基肥一次性施入。试验于2019年8月17日播种，8月24日移栽，10月18日收获。
　　1.4 样品采集与测定
　　生长期分别在每小区选取植株样品5株测量株高、茎粗、SPAD值，玉米收获时，分别在每小区采集植株样品5株，将玉米植株齐地收割，按叶片、茎秆、穗部营养体（苞叶、穗轴和籽粒）依次分开，现场测定鲜穗产量。采集的鲜玉米穗测定籽粒的可溶性糖、淀粉含量等品质性状。
　　样品理化性质的测定：土壤pH采用电位法测定;有机质采用重铬酸钾容量法-外加热法测定;碱解氮采用碱解扩散法测定;速效磷采用0.5 mol/L碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定;速效钾采用1 mol/L中性醋酸铵浸提-火焰光度法;籽粒的可溶性糖和淀粉含量用蒽酮-硫酸比色法测定[15]。
　　1.5 数据处理与统计
　　采用DPS14.10统计软件[16]和Microsoft Excel 2010对试验数据进行统计分析及绘制图表。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同施肥處理对甜玉米叶片SPAD值的影响
　　由图1可知，CF～MF3处理叶片SPAD值均高于CK处理，较CK处理分别增加了15.46%、11.66%、10.98%、9.64%，与CF处理相比，MF1～MF3处理叶片SPAD值均有所下降，有机肥氮替代化肥氮在一定程度上降低了叶片SPAD值，随着替代比例的增加叶片SPAD值呈逐渐降低的趋势。
　　2.2 不同施肥处理对甜玉米鲜穗产量的影响
　　由图2可知，氮肥的施用可明显增加甜玉米鲜穗产量，CF～MF3处理鲜穗产量均与CK处理达显著差异，在施氮处理中，MF1～MF3处理甜玉米鲜穗产量均高于CF处理，增幅分别为11.74%、8.95%、7.27%，有机肥氮替代化肥氮各处理较单施化肥氮处理更利于鲜穗产量的形成，替代比例以MF1处理鲜穗产量最高，为20.46 t/hm2，在等氮量条件下，随着替代比例的增加，鲜穗产量呈降低趋势。
　　2.3 不同施肥处理对甜玉米生物量的影响
　　由图3可知，施用氮肥各处理甜玉米生物量较CK处理增幅明显，且均与CK处理达显著差异。与单施化肥氮CF处理相比，有机肥氮替代化肥氮各处理均不同程度地增加了甜玉米生物量，随着有机肥氮替代化肥氮比例的升高，甜玉米生物量呈逐级递减趋势。
　　2.4 不同施肥处理对甜玉米可溶性糖含量的影响
　　由图4可知，不同施肥处理甜玉米籽粒可溶性糖含量在11.4%～14.2%，不同处理间籽粒可溶性糖含量存在一定差异，有机肥氮替代化肥氮处理可溶性糖含量均高于单施化肥氮处理，随着有机肥氮替代化肥氮比例的升高，可溶性糖含量呈先升高后降低的趋势，以MF2处理最高，为12.90%，但处理间未达显著差异。
　　2.5 不同施肥处理对甜玉米籽粒淀粉含量的影响 　　不同施肥处理甜玉米籽粒淀粉含量存在一定差异（图5），淀粉含量表现为MF3>MF2>MF1>CF>CK，CF、MF1、MF2、MF3处理淀粉含量较CK处理分别增加了1.41%、2.18%、2.18%、6.01%，随着有机肥氮替代化肥氮比例的增加，淀粉含量呈逐渐升高趋势，有机肥的施用促进了淀粉含量的增加。
　　3 讨论
　　3.1 不同施肥处理对甜玉米产量和SPAD值的影响
　　甜玉米作为生物量较大的作物，对养分有着较高的需求量，氮肥的施用是保障作物优质高产的重要措施。在农业生产上，氮肥的供给主要通过肥料投入，化肥具有肥效快、易吸收，有机肥具有养分全、长效性等特点，有机肥化肥结合使用可平衡养分供给，更利于作物生长[17-18]。该试验条件下，各施肥处理玉米产量、生物量均表现为MF1>MF2>MF3>CF>CK，氮肥的施用明显增加了玉米产量和生物量，相比单施化肥处理，有机肥氮替代化肥氮能提高玉米产量及生物量，这与前人研究结果一致[19-21]。周芸等[22]研究表明，有机肥等氮替代化肥随着替代比例的增加，玉米产量呈先升高后降低的趋势，替代比例以30%产量最高。谢军红等[23]研究表明，对玉米增产效果较好的处理中，有机肥氮替代化肥氮比例以50%和37.5%为适宜水平。该试验中，随着替代比例的升高鲜穗产量逐渐降低，但差异不显著，替代比例以20%～40%为宜，这与前人研究结果存在一定异同之处，适宜的替代比例差异产生原因可能与区域土壤性质、玉米品种、有机肥种类及替代比例设置梯度等因素有关，使产量峰值形成时的替代比例不一致，具体原因有待进一步研究。
　　叶绿素含量是植物光合能力和氮营养状况的重要反映指标[24-25]，该研究结果表明，氮肥的施用明显提高了玉米叶片叶绿素含量，相比单施化肥氮处理，有机肥氮替代化肥氮各处理均降低了叶片叶绿素含量，且随着替代比例的增加叶绿素含量逐渐降低，这与李玲玲[26]的研究结果相一致。
　　3.2 不同施肥处理对甜玉米品质的影响
　　研究表明，施用有机肥对玉米籽粒可溶性糖含量具有明显提高效果[27]，周芸等[22]研究表明，相比于单施化肥氮处理，有机肥氮替代20%～40%化肥氮可显著提高玉米籽粒可溶性糖和淀粉含量，随着有机肥等氮替代比例的增加，淀粉、可溶性糖含量不断增加。该研究结果表明，不同施肥处理籽粒可溶性糖含量表现为CK>MF2>MF1>MF3>CF，MF1～MF3处理籽粒可溶性糖含量较CF处理分别提高了13.52%、15.76%、11.73%，各处理籽粒淀粉含量表现为MF3>MF2>MF1>CF>CK，淀粉含量随着等氮替代比例的增加而增加，有机肥氮替代化肥氮提高了可溶性糖和淀粉含量，改善了玉米品质，这与前人研究结果一致。
　　综合而言，在广东省甜玉米主产区，针对甜玉米超甜金银粟2号品种，该研究结果表明施用氮肥可显著提高甜玉米鲜穗产量及生物量，有机肥氮替代化肥氮可增加鲜穗产量，提高甜玉米籽粒淀粉含量和可溶性糖含量，结合产量和品质因素，等氮量条件下，有机肥氮替代化肥氮比例以20%～40%适宜。
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