赵占周
镁是大家熟悉的植物营养元素,但镁在葡萄生长过程中所扮演的角色可能有的人不是太清楚。
1)镁是植物绿色器官中叶绿素的组成成分,缺了镁,叶片光合作用不能进行。植物体内的镁不仅仅存在于叶绿体内。
2)镁是许多酶(包括光合作用中第一个捕捉二氧化碳的Rubisco蛋白酶和把氮同化进细胞内的谷氨酰胺合成酶)的重要激活因子,没有镁,生物酶就没有了精气神,植物体内的许多生物化学反应就不能正常进行,包括光合作用和对氮的吸收利用(也就是氨基酸和蛋白质的合成等)。
3)镁是一些转运蛋白(比如用于木质部装载的ATP酶质子泵)的重要激活因子。我们知道,一些矿物质和水是通过根细胞与土壤之间的浓度差,也就是水势,被动地被吸收进根内的,但也有相当一部分营养是通过一种蛋白质——转运蛋白,跨过细胞膜系统被主动吸收的,这需要消耗ATP。镁在这个过程中具有关键性作用。
镁在植物细胞内含量较少,葡萄叶片中的镁含量大约是氮的10%。按我国的划分方法,镁和钙、硫一样,属于中量营养元素。
葡萄从春季萌芽开始到秋季落叶前都可以吸收镁,但镁的吸收高峰是和葡萄的营养生长高峰相伴随的。
葡萄植株是否缺镁,和土壤性质、天气特点、施肥习惯以及葡萄品种等均有关系。
1)酸性强的沙质土(pH<4.5)中生长的葡萄,因为含有更多的水溶性铝、铵根和氢离子,因而抑制了镁的吸收,易造成缺镁。
2)高pH值的石灰性土壤中,因为高钙和(或)钾离子的有效性,也会抑制镁的吸收。
3)盐碱地中,钠离子会与镁竞争,抑制根对镁的吸收。
4)磷供应不足,会限制镁在木质部中的运输,造成缺镁。
5)嫁接在美洲种葡萄砧木上的植株比欧亚种自根苗葡萄植株更容易因为高浓度的钾离子导致镁的吸收障碍。
6)多施氮肥可以增加土壤中镁的有效性,但长期偏施氮肥会造成镁的淋溶性损失。
7)高温和高光照也会加剧镁的缺乏。高光照区域的葡萄需要更多的镁营养,大棚中靠南侧向阳面的植株叶片需要更多的镁。
1)镁是叶绿素的组成成分,缺镁会影响叶绿素合成,造成叶片失绿(见图1)。因为缺镁使叶片中叶绿素数量减少,对到达叶面上的光能粒子不能及时利用,多余的光能对叶肉的伤害会更大,所以缺镁的叶片对光照更加敏感,症状会继续加剧。
2)镁的缺乏还造成叶片内原来合成的碳水化合物因为韧皮部装载机制被抑制而不能顺利输送,导致叶片内蔗糖和淀粉的积累,同时叶片启动抗氧化机制,将糖类转换成花色苷来抵御光能对叶肉的冲击。所以,有些葡萄品种叶片缺镁后叶肉部分会变为红褐色火烧状。
3)缺镁使花序或果穗的穗轴表皮及韧皮部细胞内的酚类物质被氧化,使穗轴表皮呈现红褐色到黑色的坏死斑,进而束缚了韧皮部内有机营养的输送,出现花前或开花期花序坏死,造成落花;在转色期,因为穗轴坏死中断了糖分在花或果实里的积累,造成果粒质量变差、皱缩(见图 2),甚至脱落。
图1 缺镁的葡萄叶片
图2 缺镁造成的果粒皱缩
另外,坏死的穗轴组织更容易遭受致病真菌(比如灰霉病菌)的侵染。这几年越来越普遍的葡萄溃疡病、水罐子病等与缺镁形成的穗轴坏死斑不无关系。
不同的葡萄品种对这种因为缺镁造成的穗轴坏死表现不一。比如,酿酒葡萄中的赤霞珠、雷司令和琼瑶浆对此特别敏感,而比诺家族和霞多丽则相对不敏感。
在冷凉区域的葡萄园比温暖区域的葡萄园更容易发生穗轴坏死。
在果实成熟过程中,叶面积减少(叶斑病)、干燥的风、高光强、降雨等都有可能加剧穗轴坏死。
在欧洲,葡萄转色期喷施硫酸镁能增加穗轴中镁的含量,减少穗轴坏死。我国一些溃疡病、房枯病、水罐子病等发生区域也可尝试通过补镁改善症状,减轻病害。
首先,要平衡施肥。根据当地果园的土壤性质、天气、葡萄生理特点、品种及砧木特点、产量水平等,在合适的时机(秋施基肥、春夏季叶面喷肥)、用协调的营养元素比例(有机肥与化肥、镁与氮磷钾)、优质的肥料(考虑品牌、质量)、合理的数量与科学的方法施肥。
其次,补充镁肥。常用的含镁肥料不算多,但理论上凡含镁且不伤害植物的化合物都可以用作镁肥。生产中的镁肥几乎都是无机化合物。
1)硫酸镁。施用量最大,既可以叶面喷施,也能够土施。
2)硫酸钾镁。可以是硫酸镁与硫酸钾按比例混合,也有硫酸镁与氯化钾以复分解法生产获取。硫酸钾镁大多为土壤施用,适用于不同pH值和类型的土壤。
3)硝酸镁。成本较高,市场上不多见。
4)氯化镁。可以土壤施用,但葡萄上要慎用,尤其在多雨地区施用氯化镁容易加剧土壤酸化。
以上含镁肥料基本都是速效性肥料,除可用作基肥外,更合适作追肥。
除了以上水溶性较好的含镁肥料,还有水溶性差的含镁肥料,比如钙镁磷肥、氢氧化镁等,比较适宜在偏酸性土壤上使用。