不同有機肥對土壤肥力及鮮食玉米農藝性狀、產量與品質的影響

中圖分類號：S513 文獻標志碼：A 文章編號：1001-4330（2025）03-0619-08

0引言

【研究意義】化肥對農業增產保供發揮了重要作用，但化肥對產量的貢獻已呈下降趨勢[1-6]有機肥替代化肥等農業綠色發展行動，推動農業走綠色發展之路[1]。鮮食玉米以其清甜鮮嫩、軟糯多汁的口感和豐富的營養價值深受消費者喜愛[7]。有機肥能夠影響土壤理化性質和作物產量。施用有機肥能夠明顯提升土壤速效氮、速效磷、速效鉀、全氮等土壤養分[8-9]。【前人研究進展】Geng等[10]對有機肥替代玉米施肥的研究發現適當比例的有機替代能提供足夠的養分并改善土壤環境，同時提高產量。有機肥替代部分化肥用于糯玉米能夠增加籽粒總淀粉和支鏈淀粉含量，降低籽粒蛋白質和可溶性糖含量[\"]。隨著有機肥等氮替代比例的增加，可溶性糖、淀粉的含量不斷增加[12]。【本研究切入點】齊齊哈爾市位于黑龍江省西南部，種植鮮食玉米具有得天獨厚的地域和資源優勢。目前，關于施用不同有機肥對鮮食玉米產量、品質的影響研究鮮見文獻報道。需探索不同有機肥對鮮食玉米的影響。【擬解決的關鍵問題以2種鮮食玉米為材料，以5種不同類型的有機肥為處理，通過對土壤肥力和玉米農藝性狀、產量及品質綜合評價，探索不同有機肥料對鮮食玉米的影響，篩選適宜不同種植需求的有機肥料，為鮮食玉米有機種植提供技術支持。

材料與方法

1.1材料

試驗于 2022～2023 年在農業科技園區（ 47^°55^′N ，125^°15^′E ）進行，海拔 193m 。玉米生育期內平均氣溫 15.1^°C ，降水量 560.4mm ，日照時數1377.7h。試驗地為淡黑鈣土，地勢平整，土壤肥力均勻，2 年試驗前茬均為玉米。

試驗鮮食玉米品種選用農科糯336（ ΔV₁ ）和黑珍珠 （V₂） ，分別由北京華奧農科玉育種開發有限責任公司、荊州市恒彩農業科技有限公司提供。

有機肥料包括農家肥和商品有機肥。農家肥通常采用傳統方法將不同來源的畜禽糞便、動植物殘體等發酵腐熟，均一性較差，因此試驗中采用的均為商品有機肥。參試肥料共6個：

（1）化肥（黑龍江倍豐農業生產資料集團有限公司），尿素： N?46% ，磷酸二銨： N?18% ！P₂O₅gtrsim46% ，硫酸鉀： K₂O?50% ：（2）生物質有機肥（金正大生態工程集團股份有限公司）， N：P₂O₅：K₂O=6：4：4 ，有機質 ≥22% ：（3）氨基酸有機肥（內蒙古紫牛生物科技有限公司）， ，有機質 ?90% ;（4）黃腐酸有機肥（山東泉林嘉有現代農業股份有限公司）， ，有機質 ? 46% ，黃腐酸 ≥25% ;（5）海藻有機肥（青島海大生物集團有限公司）， ，有機質 ≥40% ;（6）微生物菌劑（北京衍微科技有限公司），枯草芽孢桿菌有效活菌 ?5×10⁸/mL ，海藻提取物含量 ?85g/L 。

1.2 方法

1. 2. 1 試驗設計

共設置7個處理，施用量為前期篩選出的各肥料適宜鮮食玉米的最佳施肥量。表1

1.2.2 樣品采集與測定

試驗小區面積 22m² ，按照60000株 ?hm² 密度播種。設3次重復，2年試驗區域保持一致。

播種前、收獲后分別采集對應小區 0～20cm 土樣。

表1 肥料處理

采收期每小區取10株調查試驗材料的株高、穗位高、莖粗、穗長、穗粗、軸粗、穗行數、行粒數、禿尖長、單穗凈重、單苞鮮重和軸重等農藝性狀，小區全區收獲測量產量（折合為公頃產量）。調查、考種方法參照《玉米種質資源描述規范和數據標準》[13] O

蛋白質：GB5009.5-2016《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》第一法；

淀粉：GB5009.9-2016《食品安全國家標準食品中淀粉的測定》第二法；

脂肪：GB5009.6-2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》第二法；

可溶性糖：GB/T37493-2019《糧油檢驗谷物、豆類中可溶性糖的測定銅還原-碘量法》；

花青素：NY/T2640-2014《植物源性食品中花青素的測定高效液相色譜法》。

1.3 數據處理

采用MicrosoftExcel2022對2年數據平均值進行整理及制作圖表，采用SPSS19.0統計分析。

隸屬函數值的計算：

若性狀或指標與鮮食玉米生長呈正相關，計算公式為：3，…，n 若性狀或指標與鮮食玉米生長呈負相關，則計算公式為：U（X_i）=1-（X_i-X_min）/（X_max-X_min），i=1， （202，3，…，n 。

式中， X_i 為性狀或指標測定值， X_min 和 X_max 為相應性狀或指標的最小值和最大值。

2 結果與分析

2.1 不同肥料處理對土壤營養的影響

研究表明，不同肥料對2種鮮食玉米的土壤營養影響相近。施加不同肥料后，與試驗前土壤營養含量相比，CK的各土壤營養成分均表現出逐漸下降趨勢；除有機質逐年下降外， F₀ 的其他土壤營養成分均表現出逐漸上升； F₁?F₂ 等5個有機肥料處理對土壤營養成分的影響趨勢相近。速效鉀含量隨年份出現緩慢上升后下降的趨勢，其中 F₁、F₃、F₅ 處理開展試驗2年后土壤速效鉀含量低于試驗前；其他土壤營養成分均表現出逐年上升的趨勢。

F₂ 提升了最多的有機質 （0.32% 含量，其次為 F₁;F₀ 提升了最多的堿解氮 （4.75mg/kg） ）、有效磷 （2.24mg/kg） 、速效鉀（ 13.55mg/kg ）、全氮（119 0.72mg/kg ）、全磷（ 33.28mg/kg 、全鉀1 1384.18mg/kg ）含量，其次為 F₂ 。圖1，圖2

2.2 不同肥料處理對鮮食玉米農藝性狀和產量的影響

2.2.1 不同肥料處理對株高、穗位高和莖粗的影響

研究表明，不同肥料對2種鮮食玉米的株高、穗位高和莖粗影響相近。 F₁ 處理的2種鮮食玉米的株高（ 294.7，309.7cm ）和穗位高（150.8、200.5cm）最高，分別比CK高 24.24%.44.86%;F₂ 處理的2種鮮食玉米其次，分別比CK高 21.25% ！43.52% ;CK處理的農科糯（ ΔV₁ ）株高最低， F₅ 處理的農科糯（ ΔV₁ ）穗位高最低， F₃ 處理的黑珍珠（ V₂ ）株高最低，CK處理的黑珍珠（ V₂ ）穗位高最低。F₀，F₅ 處理農科糯（ ΔV₁ ）的莖粗最粗（ 3.3cm^? ，比CK高 6.45% F₃ 處理黑珍珠（ ）的莖粗最粗（3.1cm），比CK高 12.53% ： F₄ 處理的2種鮮食玉米其次； F₁ 處理的2種鮮食玉米莖粗最細。圖3

2.2.2 不同肥料處理對穗長、禿尖長、穗粗和軸粗的影響

研究表明， F₂ 處理的農科糯（ ΔV₁ ）穗長最長1 22.2cm） ，比CK長 13.85% ;其次為 F₁;F₃ 的穗長最短。 F₀ 處理的黑珍珠（ V₂ ）穗長最長（20.6cm），比CK長 15.73% ;其次為 F₄ ;CK的穗長最短。各處理下農科糯（ ΔV₁ ）的禿尖長無顯著差異。F₂ 處理的2種鮮食玉米的禿尖長最長（3、1.5cm），分別比CK長 57.89%.47.89% ;其次為 F₁ 5F₅ 處理的2種玉米禿尖長最短。 F₅ 處理的2種玉米穗粗最粗 （5.4cm，5.2cm） ，分別比CK粗5.88%.23.81% ;其次為 F₄;F₁ 處理的2種鮮食玉米穗粗最細。圖4

2.2.3不同肥料處理對鮮食玉米穗行數和行粒數的影響

研究表明，不同肥料對2種鮮食玉米的穗行數和行粒數的影響相近。 F₀、F₄、F₅ 處理的2種鮮食玉米的穗行數最多（18行、16行），分別比CK高 12.50%.14.29% ;其次為 F₃;F₁?F₂ 處理的穗行數最少。 F₁ 處理的2種鮮食玉米的行粒數最多（43.7粒、52.2粒），分別比CK高 28.53% 、30.50% ;其次為 F₂;F₄ 處理的農科糯（ ΔV₁ ）行粒數最少， F₃ 處理的黑珍珠（ V₂ ）行粒數最少。圖5

2.2.4不同肥料處理對單穗凈重、單苞鮮重、軸重和產量的影響

研究表明， F₅ 處理的2種鮮食玉米的單穗凈重最高（ ^{291.1，172.2g} ），分別比CK高 12.61% ：51.31% ;其次為 F₀;F₁ 處理的單穗凈重最小。 F₅ 處理的2種鮮食玉米單苞鮮重最高（411.1、380.2g），分別比CK高 8.61%.32.06% ;其次為 F₀;F₁ 處理的單苞鮮重最小。 F₂ 處理的農科糯 軸重最高（ _130.6g ）， F₅ 處理的黑珍珠（ V₂ ）軸重最高 （91.4g） ；其次為 F₄;F₁ 處理的軸重最小。 F₅ 處理的2種鮮食玉米的產量最高（15884.9、14690.9kg/hm² ）；其次為 F₀ F₁ 處理的產量最小。

2.3 不同肥料處理對鮮食玉米品質的影響

2.3.1 不同肥料處理對糖度、淀粉和可溶性糖含量的影響

研究表明， F₂ 處理的2種鮮食玉米糖度最高（16.7、15.8Brix°），分別比CK高 29.77% ！8.97% ;其次為 F₁;F₅ 的糖度最低。各處理的黑珍珠（ |?₂， 淀粉含量無顯著差異。 F₂ 處理的2種鮮食玉米淀粉含量最高（47.6和 36.3g/100g^? ，分別對CK高 24.44%.23.05% ；農科糯（ ΔV₁ ）淀粉含量第2高的是 F₁ ，黑珍珠（ V₂ 淀粉含量第2高的是 F₀ ;農科糯（ ΔV₁ ）淀粉含量最低的是 F₅ ，黑珍珠（ ）淀粉含量最低的是 F₄ 。各處理的黑珍珠（ ）可溶性糖含量無顯著差異且高于 cK 。 F₁ 處理的2種鮮食玉米可溶性糖含量最高（ 1.5% ！1.1% ），分別比CK高 74.53% ） 62.12% ；農科糯（ ΔV₁ ）可溶性糖含量第二高的是 F₂ ，黑珍珠（ V₂ ）可溶性糖含量第二高的是 F₅ ；農科糯（ ΔV₁ ）可溶性糖含量最低的是 F₃ 。圖7

2.3.2不同肥料處理對鮮食玉米蛋白質、脂肪和花青素含量的影響

研究表明， F₂ 處理的2種鮮食玉米蛋白質含量最高 （4.8，4.2，g/100g） ，分別比CK高19.11% .18.87% ；農科糯（ ΔV₁ ）蛋白質含量第2高的是 F₁ ，黑珍珠（ V₂ ）蛋白質含量第2高的是F₀ ；農科糯（ ΔV₁ ）蛋白質含量最低的是 ΔF₄ ，黑珍珠（ V₂ ）蛋白質含量最低的是 F₅ 。各處理的黑珍珠（ V₂ ）脂肪含量無顯著差異。農科糯（ ΔV₁. 脂肪含量最高的是 F₂（1.8g/100g） ，比CK高 32.70% ：黑珍珠（ V₂ ）脂肪含量最高的是 F₁（1. 1g/100g） ，比CK高 24.14% ；農科糯 ΔV₁ 脂肪含量第2高的是 F₁ ，黑珍珠（ V₂ ）脂肪含量第2高的是 F₂ ；農科糯 （V₁） 脂肪含量最低的是 F₅ ，黑珍珠（ （?V₂） 脂肪含量最低的是 F₀ 。各處理的黑珍珠（ V₂ ）花青素含量無顯著差異。 F₀ 處理的花青素含量最高（ 520.0mg/kg） ，比CK高 44.44% ;其次為 F₅ F₃ 處理的花青素含量最低。圖8

2.4 不同肥料處理對鮮食玉米農藝性狀、產量和品質的綜合評價

研究表明，不同處理的隸屬函數值分別0.383、0.539、0.464、0.488、0.389、0.457和0.537。按照隸屬函數值越大對鮮食玉米促進作用越強的規律，不同肥料處理對鮮食玉米促進作用由強到弱排序為 F₀gt;F₅gt;F₂gt;F₁gt;F₄gt;F₃gt; CK。表2

表2 鮮食玉米農藝性狀、產量和品質指標隸屬函數值

3討論

3.1除速效鉀外，施用有機肥料能夠提升土壤的有機質、堿解氮、有效磷、全氮、全磷和全鉀含量。這是由于有機肥中速效鉀轉化形成緩效鉀或被固定為難溶性K，保存率僅占施入量的 18% ＼～36% [14]。隨年際變化，農科糯（ ΔV₁ ）的有機質、堿解氮、有效磷、全氮、全磷和全鉀含量增速減緩，黑珍珠（ V₂） 的上述指標增速提升，表明土壤養分含量變化隨不同品種的需求量動態變化。

3.2 F₂ 處理的各個營養成分含量在有機肥料處理中普遍處于較高水平。EfthimiadouA等的研究表明，通過增施氨基酸有機肥能夠提升玉米蛋白質含量，提升幅度為 3%～6% [15]，是通過改善光合作用和養分吸收進一步影響了谷物品質，這些養分最終轉移到谷物種子，改善了氨基酸、淀粉、碳水化合物和蛋白質等等谷物營養[16-22] 。

3.3試驗中 F₅ 的產量指標均優于 F₀ 。采用模糊數學的隸屬函數法對各個指標進行評價后， F₀ （0.539）的隸屬函數值高于 F₅ （0.537）， F₂ （0.488）處于第3位，表明施用化肥的鮮食玉米綜合表現優于單獨使用有機肥，同時海藻有機肥+ 微生物菌劑的組合具有追平或超越化肥的潛力，施用氨基酸有機肥能夠在獲得較高品質的同時保持較優的綜合性狀。

4結論

不同肥料處理對鮮食玉米促進作用由強到弱排序為 F₀gt;F₅gt;F₂gt;F₁gt;F₄gt;F₃gt;CK 。有機肥料處理中， F₅ （海藻有機肥 + 微生物菌劑）綜合促進鮮食玉米能力最強，其次為 F₂ （氨基酸有機肥）。 F₂ （氨基酸有機肥）同時具有較高的土壤養分及鮮食玉米營養成分促進作用。因此，如果以鮮食玉米產量為主的有機種植，可選用 F₅ （海藻有機肥 + 微生物菌劑）應用；如果以鮮食玉米營養成分及土壤改良為主，同時兼顧產量的有機種植，可選用 F₂ （氨基酸有機肥）。

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Abstract：【Objective】 In order to explore the effects of different organic fertilizers on fresh corn and determine suitable organic fertilizers for different planting needs.【Methods】two varieties of fresh corn were used as the experimental materials and five different types of organic fertilizers were used as treatments. Soil fertility，agronomic traits，yield，and qualitywere conduct by comprehensive evaluation.【Results】The resultsshowed thatthe applicationofdiffrentorganicfertilizers over two years led toa slow increase followed by a decrease in soil available potassium content，while other nutrient components increased annually.Amino acid organic fertilizer had the highest increase in organic matter content （0.32%） ，followed by microbial organic fertilizer. Chemical fertilizer had the highest increase in available nitrogen （ 4.75mg/kg ），available phosphorus （ 2.24mg/kg ），available potassium （ 13.55mg/kg ），total nitrogen（ 119.72mg/kg ），total phosphorus （33.28mg/kg ），and total potassium（ 1384.18mg/kg ）content，followed by amino acid organic fertilizer.Different organicfertilizers hadvarying effectson the agronomic traits of fresh corn，with the yield index of seaweed organic fertilizer combined with microbial agents being superior to chemical fertilizer.The nutrient content of amino acid organic fertilizer was generallyata higher level in the organic fertilizer treatments.【Conclusion】The results of comprehensive evaluation using membership function method showed that the combination of seaweed organic fertilizer and microbial agents was found to most effctively promote the abilityoffresh corn，whileamino acidorganic fertilizercould maintain high yieldswhileenhancing the nutritional content of fresh corn and soil fertility.

Key words：organic fertilizer；soil； fresh corn；agronomic traits；yield；quality