CN111700073B - 一种提高农作物苗期抗干旱能力的组合物、农作物拌种剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种提高农作物苗期抗干旱能力的组合物、农作物拌种剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及作物强化添加剂领域，特别是涉及一种提高农作物苗期抗干旱能力的组合物、农作物拌种剂及其制备方法和应用。本发明提供的可以提高农作物苗期抗干旱能力的组合物，包括以下质量份的组分：丁二酸0.025～0.1份、黄腐酸0.5～2份、脯氨酸7～10份、抗坏血酸1～4份、氯化胆碱0.1～0.25份、乙酰水杨酸0.01～0.1份、胺鲜酯0.05～0.2份和海藻酸钠2～6份。本发明提供的组合物不仅可以改善农作物苗期的抗旱能力，而且还可以提高农作物的产量，增加种植者的经济收益。

Description

一种提高农作物苗期抗干旱能力的组合物、农作物拌种剂及 其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及作物强化添加剂领域，特别是涉及一种提高农作物苗期抗干旱能力的组合物、农作物拌种剂及其制备方法和应用。
背景技术
玉米是我国最主要的粮食作物之一，在国民经济中占有非常重要的地位。近年来，随着全国各地夏玉米的种植面积不断扩大，导致玉米在苗期经常会伴随有干旱高温、连阴雨寡照等逆境气候的出现，对玉米初期的生长发育带来了严重的不确定性和巨大损失。因此，提高玉米在苗期的抗干旱能力，是确保夏玉米稳产高产和优质高效的基础和关键。
目前，解决玉米苗期土壤干旱通常的预防措施主要为：采用耐干旱品种、科学灌水、挑选播种时的天气、提高种子质量以及科学施肥等措施。但是在实际生产中可选择的抗干旱品种较少，而且抗干旱的玉米种子价格高昂且品种产量较低，不利于种植者的经济收益；挑选播种时的天气则更为受限；利用科学灌水来抗旱时往往是无水可浇时的选择，同时成本较高。同时，夏玉米因干旱导致出苗不齐大小苗严重、断垄缺苗密度不足等危害对玉米的产量的影响是不可逆的。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种提高农作物苗期抗干旱能力的组合物、农作物拌种剂及其制备方法和应用。本发明提供的组合物不仅可以改善农作物苗期的抗旱能力，而且还可以提高农作物的产量，增加种植者的经济收益。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种提高农作物苗期抗干旱能力的组合物，包括以下质量份的组分：丁二酸0.025～0.1份、黄腐酸0.5～2份、脯氨酸7～10 份、抗坏血酸1～4份、氯化胆碱0.1～0.25份、乙酰水杨酸0.01～0.1 份、胺鲜酯0.05～0.2份和海藻酸钠2～6份。
本发明还提供了一种农作物拌种剂，包括上述的组合物、水和着色剂。
优选的，所述组合物、水和着色剂的质量比为(10.5～22.7)： (75.8～88.3)：(1.0～1.5)。
优选的，所述拌种剂的pH值为3.5～4.5。
本发明还提供了上述农作物拌种剂的制备方法，包括：
将上述技术方案所述的组合物与水、着色剂混合，得到农作物拌种剂。
本发明还提供了上述的农作物拌种剂在提高农作物抗干旱能力中的应用。
优选的，所述应用包括：将所述农作物拌种剂经水稀释后，得到稀释液，将所述稀释液与农作物种子拌种。
优选的，所述农作物拌种剂与水的质量比为1：(8～10)。
优选的，所述稀释液与农作物种子的质量比为1：(9～12)。
优选的，所述农作物包括玉米中的普通玉米、糯玉米和甜玉米。
本发明提供了一种提高农作物苗期抗干旱能力的组合物的配方，该调理剂选用丁二酸、黄腐酸、脯氨酸、抗坏血酸、氯化胆碱、乙酰水杨酸、胺鲜酯和海藻酸钠多种调节物质与营养成分调制而成，对玉米种子使用了之后可以有效提高玉米苗期的抗旱能力。实施例结果表明，本发明提供的提高农作物苗期抗干旱能力的组合物，对农作物苗期的抗干旱和促进幼苗生长有显著的效果。具体表现在干旱条件下的平均发芽率、发芽势、株高、茎基宽、地上地下部干重、生物产量以及叶绿素含量、SOD酶活性、MDA含量等生理指标方面的变化。在 80％正常水分模拟干旱条件下，农作物种子经本调理剂拌种处理后平均农作物发芽率、发芽指数、平均苗高、茎基宽、农作物苗期地上部和地下部的单株干重、根系活力、叶绿素、SOD酶活性平均含量较对照组分别提高10.22％、17.62％、19.5％、52.84％、21.57％、17.96％、 16.18％、30.78％，MDA含量较对照组降低24.15％。
具体实施方式
本发明提供了一种提高农作物苗期抗干旱能力的组合物，包括以下质量份的组分：丁二酸0.025～0.1份、黄腐酸0.5～2份、脯氨酸7～10 份、抗坏血酸1～4份、氯化胆碱0.1～0.25份、乙酰水杨酸0.01～0.1 份、胺鲜酯0.05～0.2份和海藻酸钠2～6份。
以质量份计，本发明提供的组合物的组分包括丁二酸0.025～0.1 份，优选为0.05～0.08份，进一步优选为0.07份。
以所述的丁二酸质量份为基准，本发明提供的组合物的组分包括黄腐酸0.5～2份，优选为1.0～1.6份，进一步优选为1.6份。
以所述的丁二酸质量份为基准，本发明提供的组合物的组分包括脯氨酸7～10份，优选为8.0～9.0份，进一步优选为8.0份。
以所述的丁二酸质量份为基准，本发明提供的组合物的组分包括抗坏血酸1～4份，优选为2.0～3.0份，进一步优选为2.5份。
以所述的丁二酸质量份为基准，本发明提供的组合物的组分包括氯化胆碱0.1～0.25份，优选为0.20～0.25份，进一步优选为0.20份。
以所述的丁二酸质量份为基准，本发明提供的组合物的组分包括乙酰水杨酸0.01～0.1份，优选为0.03～0.06份，进一步优选为0.05份。
以所述的丁二酸质量份为基准，本发明提供的组合物的组分包括胺鲜酯0.05～0.2份，优选为0.1～0.15份，进一步优选为0.14份。
以所述的丁二酸质量份为基准，本发明提供的组合物的组分包括海藻酸钠2～6份，优选为4.0～6.0份，进一步优选为4.5份。
本发明提供的提高农作物苗期抗干旱能力的组合物，各组分协调配合能够激活农作物苗期体内的酶活性，提高农作物苗期对干旱的抗性、增加农作物根系数量与活力以及提高土壤水分利用效率、减少水分损失，同时通过拌种处理可使农作物苗期可以及时高效地吸收利用生理活性物质来增加叶绿素提高光合效率增加干物质积累和促进生长。农作物种子经过含有该组合物的拌种剂处理，可以促进种子萌发，提高发芽率，提早出苗1～3天，使幼苗健壮生长，解决或减轻夏季农作物因干旱而导致的出苗不齐大小苗严重、断垄缺苗密度不足、营养受阻生物量减少等危害对农作物产量的影响。
在本发明中，丁二酸对作物发根及根系活力增强和土壤酶活性有促进作用，促进氮素和其他中微量元素的吸收，从而促进作物植株生长和抗旱能力增强；黄腐酸、脯氨酸、抗坏血酸、氯化胆碱、乙酰水杨酸和胺鲜酯都具有提高植物防御机制，提高抗旱抗逆能力，通过6 种物质复配叠加增效，减少各自用量、降低生产成本、减轻环境压力；海藻酸钠是一种高粘性的天然多糖碳水化合物，不仅易使复配物牢固粘着在种子表面，易被种子吸收，而且起到预防病菌侵染的作用。本发明对所述丁二酸、黄腐酸、脯氨酸、抗坏血酸、氯化胆碱、乙酰水杨酸、胺鲜酯和海藻酸钠的来源没有特殊限定，采用常规市售的药用产品即可。
本发明还提供了一种农作物拌种剂，包括上述技术方案的组合物、水和着色剂；所述组合物、水和着色剂的质量比优选为 (10.5～22.7)：(75.8～88.3)：(1.0～1.5)，进一步优选为16～18： 80～82：1.3～1.5。在本发明的实施例中，具体为将10.5～22.7质量份组合物和1.0～1.5质量份着色剂混合均匀后用水定容至100份。在本发明中，所述拌种剂的pH值优选为3.5～4.5，更优选为4.0。在本发明中，拌种剂pH值的调节方式为使用醋酸进行调节。在本发明中，所用水优选进行加温煮沸和冷却过滤。以水做溶剂不仅环保、成本低，而且在作物播种后，可以使拌种剂中的活性成分更容易进入种子内部来提高效率，水剂相比其他有机溶剂对种子也更有亲和力，减少对作物发芽率的影响。
以所述水的质量份为基准，本发明提供的拌种剂包括1.0～1.5份的着色剂。在本发明中，着色剂可以使经拌种剂拌种处理后农作物种子与其他作物籽粒有明显颜色区别，以防误用，还可以用着色的一致性来判断拌种剂的包被均匀度。本发明对所述着色剂的来源没有特殊限定，采用常规市售的药用产品即可。在本发明中，所述着色剂优选为玉米种子包衣着色浆剂，本发明对玉米种子包衣着色浆剂的来源和种类没有特殊限定，采用常规即可。
本发明还提供了上述技术方案所述的农作物拌种剂的制备方法，包括：
将上述技术方案所述的组合物与水、着色剂混合，得到农作物拌种剂。
在本发明中，所述制备方法的步骤具体优选包括：
将黄腐酸和水混合，获得黄腐酸溶液；向得到的黄腐酸溶液中依次加入脯氨酸、丁二酸和乙酰水杨酸，获得混合溶液；将抗坏血酸加入氯化胆碱中，获得含氯化胆碱混合液；向所述混合溶液中依次加入含氯化胆碱混合液、胺鲜酯和海藻酸钠，获得未经处理的拌种剂；使用醋酸对未经处理的拌种剂调节pH值，获得调节液，向调节液中加入着色剂和水，获得农作物拌种剂。
在本发明中，用于制备黄腐酸溶液的黄腐酸和水优选以1:40的质量比混合。
本发明还提供了上述技术方案所述的农作物拌种剂在提高农作物抗干旱能力中的应用。在本发明中，所述农作物优选包括玉米中的普通玉米、糯玉米和甜玉米。
在本发明中，所述应用优选包括：将所述农作物拌种剂经水稀释后，得到稀释液；将所述稀释液与农作物种子拌种。在本发明中，所述农作物拌种剂与水的质量比优选为1：(8～10)；所述稀释液与农作物种子的质量比优选为1:(9～12)。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的先定。
实施例1
按照以下质量份备料：丁二酸0.025份、黄腐酸0.5份、脯氨酸 7份、抗坏血酸1份、氯化胆碱0.1份、乙酰水杨酸0.01份、胺鲜酯 0.05份、海藻酸钠2份和玉米种子包衣着色浆剂1.5份。具体如下：
称取丁二酸0.025克、黄腐酸0.5克、脯氨酸7克、抗坏血酸1 克、氯化胆碱0.1克、乙酰水杨酸0.01克、胺鲜酯0.05克、海藻酸钠2克和玉米种子包衣着色浆剂1.5g。
将黄腐酸与水按照1:40的质量比进行溶解，获得黄腐酸溶液；
向黄腐酸溶液中依次加入脯氨酸、丁二酸和乙酰水杨酸，获得混合溶液；
将抗坏血酸加入氯化胆碱中，经过充分搅拌溶解后获得抗坏血酸氯化胆碱混合液；
向混合溶液中依次加入抗坏血酸氯化胆碱混合液、胺鲜酯和海藻酸钠，获得未经处理的拌种剂；
用醋酸将对未经处理的拌种剂的pH值调节至4.0，获得调节液；向调节液中加入着色剂并将调节液定容至100ml，获得农作物拌种剂。
将上述农作物拌种剂加水稀释成1000ml溶液，加入到10kg的玉米种子中搅拌均匀，待玉米种子表面的种衣剂着色均匀，阴凉干后即可进行播种。
实施例2
按照以下质量份备料：丁二酸0.05份、黄腐酸1份、脯氨酸9 份、抗坏血酸3份、氯化胆碱0.2份、乙酰水杨酸0.03份、胺鲜酯 0.1份、海藻酸钠4份和玉米种子包衣着色浆剂1.5份。具体如下：
称取丁二酸0.05克、黄腐酸1克、脯氨酸9克、抗坏血酸3克、氯化胆碱0.2克、乙酰水杨酸0.03克、胺鲜酯0.1克、海藻酸钠4.0 克和玉米种子包衣着色浆剂1.5克。
制备方法和使用方法同实施例1。
实施例3
按照以下质量份备料：丁二酸0.08份、黄腐酸1.5份、脯氨酸8 份、抗坏血酸2份、氯化胆碱0.2份、乙酰水杨酸0.06份、胺鲜酯 0.15份、海藻酸钠4份和玉米种子包衣着色浆剂1.5份。具体如下：称取丁二酸0.08克、黄腐酸1.5克、脯氨酸8.0克、抗坏血酸2.0克、氯化胆碱0.2克、乙酰水杨酸0.06克、胺鲜酯0.15克、海藻酸钠4.0 克和玉米种子包衣着色浆剂1.5克。
制备方法和使用方法同实施例1。
实施例4
按照以下质量份备料：丁二酸0.1份、黄腐酸2份、脯氨酸10 份、抗坏血酸4份、氯化胆碱0.25份、乙酰水杨酸0.1份、胺鲜酯 0.2份、海藻酸钠6份和玉米种子包衣着色浆剂1.5份。具体如下：称取质丁二酸0.1克、黄腐酸2克、脯氨酸10克、抗坏血酸4克、氯化胆碱0.25克、乙酰水杨酸0.1克、胺鲜酯0.2克、海藻酸钠6克和玉米种子包衣着色浆剂1.5克。
制备方法和使用方法同实施例1。
应用例1
于2019年在淮安市农业科技园区进行试验。
采用盆栽试验方法，供试玉米品种为郑单958，挑选籽粒大小均匀饱满的种子用于实验。
试验设计：
选用实施例1～4处理获得的农作物拌种剂进行拌种处理。将土壤水分控制在80％常规正常水分的状态下，模拟干旱状态。
对照组1：玉米种子不做拌种处理，土壤选用常规正常水分。
对照组2：玉米种子不做拌种处理，土壤水分控制在80％常规正常水分，模拟干旱状态。
使用塑料花盆装鲜土5kg，将处理过的种子用点播方式播入花盆中，每盆20粒种子。每组10盆，重复3次。在播种后第20天时取样测定各项玉米苗素质指标。玉米苗的植株形态指标采用常规方法测定；叶绿素含量测定采用紫外分光光度法；根系活力测定采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法；地上部和地下部干重采用称重法；MDA含量测定用硫代巴比妥酸法的方法；SOD酶活性测定用NBT法的方法。
检测结果如表1所示。
表1不同玉米苗期抗干旱促生长拌种剂配方对玉米幼苗特征及生理指标的影响
Figure BDA0002559991770000071
Figure BDA0002559991770000081
注：发芽率(Gr％)＝正常发芽种子数/供试种子数×100；发芽指数(Gi)＝∑Gt/Dt, 式中Gt为t时间内的发芽数，Dt为相应的发芽天数，Gi越大，表明发芽速度越快。
由表1可知，实施例1提供的玉米种子的发芽率和发芽指数分别较对照组1提高了2.34％和3.94％，分别较对照组2提高了17.58％和 30.07％；叶绿素含量分别较对照组1、对照组2提高了7.10％、17.47％；根系活力分别较对照组1、对照组2增加了16.45％、18.08％；玉米苗高、茎基宽分别较对照组1增加5.41％、16.33％，较对照组2提高了31.73％和83.87％；幼苗地上部和地下部的干重分别较对照组1增加 14.33％和11.94％，较对照组2提高了46.99％和10.84％；植株中SOD 酶活性分别较对照组1、对照组2提高了22.74％、37.54％；植株中 MDA含量分别较对照组1、对照组2下降了12.77％、30.87％。
实施例2提供的玉米种子的发芽率和发芽指数分别较对照组1提高了2.73％和4.34％，分别较对照组2提高了18.03％和30.57％；叶绿素含量分别较对照组1、对照组2提高了8.17％、18.64％；根系活力分别较对照组1、对照组2增加了17.34％、18.98％；玉米苗高、茎基宽分别较对照组1增加5.46％、18.37％，较对照组2提高了31.79％和87.10％；幼苗地上部和地下部的干重分别较对照组1增加15.20％和12.44％，较对照组2提高了48.12％和11.33％；植株中SOD酶活性分别较对照组1、对照组2提高了23.34％、38.21％；植株中MDA含量分别较对照组1、对照组2下降了16.67％、33.96％。
实施例3提供的玉米种子的发芽率和发芽指数分别较对照组1提高了2.38％和4.74％，分别较对照组2提高了17.62％和31.07％；叶绿素含量分别较对照组1、对照组2提高了11.06％、21.81％；根系活力分别较对照组1、对照组2增加了17.54％、19.18％；玉米苗高、茎基宽分别较对照组1增加6.34％、18.37％，较对照组2提高了32.89％和87.10％；幼苗地上部和地下部的干重分别较对照组1增加14.62％和13.43％，较对照组2提高了47.37％和12.32％；植株中SOD酶活性分别较对照组1、对照组2提高了24.25％、39.22％；植株中MDA含量分别较对照组1、对照组2下降了16.23％、33.62％
实施例4提供的玉米种子的发芽率和发芽指数分别较对照组1提高了2.90％和4.89％，分别较对照组2提高了18.21％和31.25％；叶绿素含量分别较对照组1、对照组2提高了16.75％、28.05％；根系活力分别较对照组1、对照组2增加了17.04％、18.68％；玉米苗高、茎基宽分别较对照组1增加7.65％、20.41％，较对照组2提高了34.53％和90.32％；幼苗地上部和地下部的干重分别较对照组1增加13.74％和12.94％，较对照组2提高了46.24％和11.82％；植株中SOD酶活性分别较对照组1、对照组2提高了23.02％、37.58％；植株中MDA含量分别较对照组1、对照组2下降了15.80％、33.28％。
由上述可知，本发明提供的农作物拌种剂，对农作物苗期的抗干旱和促进幼苗生长有显著的效果。具体表现在干旱条件下的平均发芽率、发芽势、株高、茎基宽、地上地下部干重、生物产量以及叶绿素含量、SOD酶活性、MDA含量等生理指标方面。在80％正常水分模拟干旱条件下，农作物种子经本调理剂拌种处理后其相关指标较对照组有较大差异。平均农作物发芽率、发芽指数分别较对照组1提高 2.57％、4.49％，较对照组2提高17.87％、30.75％。作物提早出苗1～3 天，为争取全苗打下基础，农作物苗期的重要形态指标都有显著改善。平均苗高、茎基宽分别较对照组1提高6.24％、18.37％，较对照组2 提高32.76％、87.10％，农作物幼苗明显粗壮。显著促进农作物苗期光合物质积累和地下部根系生长提高其活性，农作物苗期地上部和地下部的单株平均干重较对照组1分别增加14.62％、12.69％，较对照组2分别增加47.37％、11.58％。平均根系活力分别较对照组1、对照组2提高17.14％、18.78％。农作物苗期的相关生理生化指标显著改善，叶绿素平均含量分别较对照组1、对照组2增加10.81％、21.54％，SOD酶活性分别提升了23.34％、38.21％，而MDA平均含量则较对照组1、对照组2分别下降了15.37％、32.93％，为农作物苗期抗旱能力的增强提供了生理生化支撑。
应用例2
于2017年5月1日淮安市农科院科研创新基地玻璃日光大棚内进行试验。
采用盆栽进行试验，参试玉米品种为郑单958。
试验设计：
对照组3：玉米种子经丁二酸处理。
对照组4：玉米种子经维生素C处理。
对照组5：玉米种子经黄腐酸处理。
对照组6：玉米种子经脯氨酸处理。
对照组7：玉米种子经水杨酸处理。
实施例组：玉米种子经实施例3提供的拌种剂处理。
对照组8：玉米种子经脱落酸(ABA)0.2份、丁二酸0.01份、复合维生素B1.5份、黄腐酸0.1份、甜菜0.3份、微量元素锌5份
和海藻酸钠4份混合物处理。
CK1组和CK2组的玉米种子不进行处理。
试验用花盆高26厘米，内径30厘米，装菜园土15公斤/盆，内混45％复合肥(N：P：K＝15：15：15)10克，5％有机肥100克。每盆播种玉米20粒，待出苗后要进行一次间苗，来确保玉米苗的一致性，最后每盆留玉米苗10株，每组设置5个条件完全相同的处理，每个处理3盆。对照组3～8、实施例组和CK1组播种前控制花盆内水分一致，播种时浇一次透水，之后不再浇水。CK2组正常浇水。
5月1日处理后播种，试验期间棚内最高温度39℃、棚内相对湿度为22％，5月25日玉米重度萎蔫，取样，每个处理取样1盆中的5 株考查玉米植株形态。
表2各种调理剂对玉米苗期抗干旱能力的影响
Figure BDA0002559991770000111
由表2可知，经过处理的各组玉米的株高、茎粗、根数、地上部鲜重、地上部干重、根鲜重、根干重，均明显好于CK1组，其中经过实施例3提供的拌种剂处理的玉米抗旱能力最强。
于5月25日再向每个处理中未经取样处理的两盆玉米进行浇水处理，观察玉米恢复生长情况。试验进行至6月6日，各处理玉米均严重萎蔫，不能恢复，取样考查玉米株高、茎粗、根数、地上部鲜重、地上部干重、根鲜重、根干重，检测结果如表3所示。
表3各种调理剂对玉米苗期干旱恢复性能力的检测结果
Figure BDA0002559991770000112
Figure BDA0002559991770000121
由表3可知，与CK1组比较，经过实施例3提供的拌种剂处理后的玉米幼苗在耐受干旱重度萎蔫后，浇水恢复的效果显著好于CK1 组。其中株高相较于CK1组提高了12.01％，茎粗提高了37.5％，生根的数量提高了17.35％，地上部分的鲜重提高了53.81％，地上部分的干重提高了48.04％，根的鲜重提高了55.75％，根的干重提高了 52.89％。
综上，经过本申请实施例提供的拌种剂处理的玉米种子显著提高了在干旱条件下的平均发芽率、发芽势、株高、茎基宽、地上地下部干重、生物产量以及叶绿素含量、SOD酶活性、MDA含量等生理指标，可以有效提高玉米种子的抗旱能力，并增加其经济收益。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以在权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种农作物拌种剂，其特征在于，由提高农作物苗期抗干旱能力的组合物、水和着色剂组成；
所述提高农作物苗期抗干旱能力的组合物，由以下质量份的组分组成：丁二酸0.025～0.1份、黄腐酸0.5～2份、脯氨酸7～10份、抗坏血酸1～4份、氯化胆碱0.1～0.25份、乙酰水杨酸0.01～0.1份、胺鲜酯0.05～0.2份和海藻酸钠2～6份；
所述组合物、水和着色剂的质量比为(10.5～22.7)：(75.8～88.3)：(1.0～1.5)。
2.根据权利要求1所述的农作物拌种剂，其特征在于，所述拌种剂的pH值为3.5～4.5。
3.权利要求1所述农作物拌种剂的制备方法，其特征在于，包括：
将组合物与水、着色剂混合，得到农作物拌种剂。
4.权利要求1或2所述的农作物拌种剂在提高农作物抗干旱能力中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述应用包括：将所述农作物拌种剂经水稀释后，得到稀释液，将所述稀释液与农作物种子拌种。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述农作物拌种剂与水的质量比为1：(8～10)。
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述稀释液与农作物种子的质量比为1：(9～12)。
8.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述农作物包括玉米中的普通玉米、糯玉米和甜玉米。
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