镁肥不同施用量对水稻和小萝卜产量与养分吸收的影响

吴光辉, 王绥干, 张冬明

(1.海口市农业技术推广中心, 海南 海口 570206; 2.农业农村部 海南耕地保育科学观测试验站, 海南 海口 571100; 3.海南省农业科学院 农业环境与土壤研究所, 海南 海口 571100; 4.海南省耕地保育重点实验室, 海南 海口 571100)

0 引言

【研究意义】随着社会经济快速发展,人们对粮食、蔬菜的高营养、无污染、绿色健康等方面越来越重视[1]。据调查显示,合理施用化肥可有效提高作物产质量,近年来,农户为了提高作物产量盲目增施化肥而忽略施用微量元素肥料[2]。目前,我国63.6%土壤存在缺镁问题,在长江以南地区土壤有效镁含量普遍偏低,如江西、福建、海南等[3]。这些地区土壤普遍存在淋失严重、酸性强、盐基养分匮乏等特点,易造成土壤缺乏速效钙、镁、硼、锌等微量元素[4-5]。植物叶片参与蛋白质合成的镁约占75%,与叶绿素色素有关的总镁占15%～20%。缺镁会导致植株碳水化合物的合成和运输受阻,光合产物积累降低,严重时老叶或稍老叶片黄化,从而引起其产量和品质下降[6-9]。植株缺镁后的表现较为隐蔽,有可能已经缺镁但未表现出症状,尤其是多年生果树更易出现缺镁症状。蔬菜等经济作物施镁的增产效应明显,水稻正常生长发育除需要大量元素外,还需硼、锰、镁、锌等多种中微量元素。镁是重要的中量元素之一,参与多种植物体内的生理活动,在影响作物品质、产量方面起关键作用。小萝卜即莱菔,是根茎类蔬菜的一种。其种植历史达千年之久,在日常饮食、中医食疗等领域均有广泛应用。因此,研究镁肥不同施用量对水稻、小萝卜产量与养分吸收的影响,对指导水稻、小萝卜种植合理施用镁肥,促进其产业发展有重要意义。【前人研究进展】镁肥作为一种常见微量元素肥料被广泛应用于番茄[10]、玉米[11]、马铃薯[12]等。陈龙等[10]将镁肥作为基肥,花期浇灌于圣女果植物根系,结果表明,与CK比,施用镁肥处理显著提高了圣女果产量;黄润成[11]研究发现,施用99%七水硫酸镁13.35 kg/hm2玉米产量增加4.95%,施用26.7 kg/hm2玉米产量增加5.05%,表明合理施用镁肥可提高玉米产量;杨群擎等[12]研究表明,氮、磷肥施用量固定时,合理增施钾镁肥可有效提高马铃薯产量。【研究切入点】近年来,关于镁肥施用对茶叶[13]、烤烟[14]、油菜[15]产质量的影响研究较多,有关镁肥施用对水稻和小萝卜产量和品质的影响研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】以水稻和小萝卜为研究对象,探究镁肥不同施用量对其产量及养分吸收的影响,筛选适宜的镁肥施用量,以期为作物高产、养分高效利用的镁肥管理栽培技术提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021年7—11月在海口市长流镇琼华村和东山镇东苍村玉下洋进行,试验地属热带季风气候,温暖多雨、光热充足、全年无霜雪、年均气温24.3 ℃。琼华村土壤pH 5.73,有机质29.20 g/kg,全氮0.149%,碱解氮330.3 mg/kg,速效钾152.0 mg/kg,有效磷13.9 mg/kg,交换性钙580.34 mg/kg,交换性镁91.36 mg/kg,前茬作物为水稻;东苍村土壤pH 5.93,有机质23.61 g/kg,全氮0.118%,碱解氮152.04 mg/kg,速效钾153.14 mg/kg,有效磷108.61 mg/kg,交换性钙286.71 mg/kg,交换性镁98.61 mg/kg,有效硼0.46 mg/kg,前茬作物为小萝卜。

1.2 试验材料

1.2.1 水稻 供试品种为特优458,由海南省农业科学院粮食作物研究所提供。

1.2.2 小萝卜 供试品种为13号早萝卜,由广州市水江种业有限公司提供。

1.2.3 肥料 尿素(含N 46%)购自中海石油化学股份有限公司,钙镁磷肥(含P2O516%)、氯化钾(含K2O 60%)、羊粪有机肥和镁肥(含Mg 95%)均购自海南省生产资料有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 试验采用随机区组排列,以配方施肥为对照(CK),设3个处理(表1),3次重复,其中,镁肥全部作基肥使用,其他化肥按推荐方法施用。

表1 试验设计方案

水稻:试验地面积为0.13 hm2,小区面积20 m2,移植规格20 cm×20 cm,每丛插2苗,各小区区块移植苗数相等,区组间隔120 cm,小区间田埂高过田面20 cm,用塑料膜包住田埂,并深入地面15 cm防止窜水窜肥。肥料用量采用当地农技推广部门建议的配方施肥:N 135.0 kg/hm2,P2O560.0 kg/hm2,K2O 142.5 kg/hm2,羊粪有机肥7 500 kg/hm2。其中,有机肥、镁肥和磷肥均作基肥于播种前一次性施入;氮肥和钾肥于定植后7 d、25 d、35 d分别按40%、35%、25%和40%、20%、40%追施,其他生产管理措施同常规保持一致,于2021年7月种植,10月收割。

小萝卜:试验地面积为0.13 hm2,小区面积为20 m2,每小区单独起垄,小区间隔0.2 m,排水较为顺畅。肥料用量采用当地农技推广部门建议的配方施肥:N 495 kg/hm2,P2O5285 kg/hm2,K2O 225 kg/hm2,羊粪有机肥9 000 kg/hm2。其中,有机肥、镁肥、磷肥均作基肥于播种前一次性施入;氮肥、钾肥于定植后8 d和25 d均按40%和60%追施,其他农艺措施与常规处理保持一致,于2021年9月12日种植,撒播,11月9日采收。

1.3.2 测定项目与方法

1) 水稻。在收获前期每小区随机选择具有代表性水稻5株,沿着地面割断,带回室内考种,并测定稻谷和植株样品全氮、全磷、全钾、全钙及全镁含量;收获时每小区分别采收1 000 g稻谷,室内烘干计算稻谷产量。

2) 小萝卜。收获时每小区单独采收和称重计产,采集1 000 g小萝卜烘干后测定全氮、全磷、全钾、全钙及全镁含量。

1.4 数据统计与分析

采用Excel 2013和SAS 9.1.3对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理水稻和小萝卜的产量

由表2可知,不同施肥处理水稻和小萝卜的产量存在差异。水稻产量为480.37～512.08 kg/667m2,以处理1最大,分别较CK和处理2增产31.71 kg/667m2和5.38 kg/667m2,增长率分别为6.60%和1.06%,各处理间差异均不显著。小萝卜块茎产量为2 984.84～3 451.02 kg/667m2,以处理1最大,分别较CK和处理2增产466.18 kg/667m2和43.67 kg/667m2,增长率分别为15.62%和1.28%,各处理间差异均不显著。表明,适量施用镁肥均可有效提高水稻和小萝卜产量。

表2 不同施肥处理水稻和小萝卜的产量

2.2 不同施肥处理水稻秸秆和小萝卜茎叶的养分含量

从表3看出,不同施肥处理对稻秆和小萝卜茎叶养分含量的影响不同。水稻:稻秆全N、全P、全K、全Ca和全Mg含量分别为0.59%～0.73%、0.08%～0.11%、2.22%～2.35%、0.44%～0.48%和0.13%～0.18%。其中,处理2全N含量较CK显著提高23.73%,较处理1提高1.39%;处理1和处理2全P含量均较CK显著提高37.50%;处理2全K含量较CK提高5.86%,较处理1提高2.62%;处理2全Ca含量较CK提高4.35%,较处理1提高9.09%;处理2全Mg含量较CK显著提高38.46%%,较处理1提高5.88%。小萝卜:茎叶全N、全P、全K、全Ca和全Mg含量分别为4.15%～4.16%、0.46%～0.47%、1.49%～1.54%、0.32%～0.33%和0.07%～0.11%,整体上全N、全P、全K和全Ca含量差异不明显,以处理1效果较好;处理1和处理2全Mg含量分别较CK显著提高42.88%和45.98%。表明,适量增施镁肥可促进稻秆和小萝卜茎叶对养分含量的累积,对作物茎叶全Mg含量的增减作用较明显,是缺镁土壤消除缺素问题的有效办法。

表3 不同施肥处理水稻秸秆和小萝卜茎叶的养分含量

2.3 不同施肥处理稻米和小萝卜块茎的养分含量

从表4看出,不同施肥处理对稻米和小萝卜块茎养分含量的影响不同。水稻:稻米全N、全P、全K、全Ca和全Mg含量分别为1.11%～1.48%、0.20%～0.34%、0.14%～0.19%、0.20%～0.21%和0.13%～0.17%。其中,处理1全N含量较CK显著提高33.33%,较处理2提高0.68%;处理1和处理2全P含量均较CK显著提高70.00%;处理1全K含量较CK提高35.71%,较处理2提高5.55%;各处理全Ca含量无显著差异;处理1和处理2全Mg含量较CK均显著提高30.77%。小萝卜:块茎全N、全P、全K和全Mg含量分别为2.14%～2.20%、0.64%～0.67%、2.30%～2.36%和0.01%～0.03%,全Ca为0.03%。其中,处理1和处理2全N含量均较CK提高2.80%;处理1和处理2全P含量分别较CK提高4.69%和3.13%;处理1和处理2全K含量分别较CK提高2.61%和1.30%;各处理全Ca含量无显著差异;处理1和处理2全Mg含量分别较CK显著提高100.00%和200.00%。可见,适量增施镁肥可促进稻米和小萝卜块茎对养分含量的累积。

表4 不同施肥处理稻米和小萝卜块茎粒的养分含量

3 讨论

镁是作物生长发育所必需的微量元素,可促进植株光合作用,调节营养代谢及提高抗逆能力等,从而提高作物产量和品质。张加明[16]研究表明,在配方施肥基础上叶面喷施镁肥可促进水稻的生长发育,有效提高水稻株高、有效穗数、千粒重与结实率、产量等。研究表明,适量增施镁肥可有效提高水稻和小萝卜块茎产量,以施镁30 kg/hm2处理最高,分别达512.08 kg/667m2和3 451.02 kg/667m2,当镁肥施用量增加至60 kg/hm2时,其产量均有所降低,与郝建勋[17]的研究结果相似。

作物的养分主要来源于土壤本身含矿物质、大气以及增施的有机无机肥料等,经植物的根系传送给作物以供其生长需要。研究表明,增施镁肥处理增加了稻秆、稻米和小萝卜茎叶、块茎的全氮、全磷、全钾、全钙和全镁含量,与胡佳玉[18]的研究结论相似。表明,在配方施肥基础上增施镁肥有利于促进水稻和小萝卜养分含量的累积,提高养分利用效率,增加产量,且对其全Mg含量的增减作用较明显,是缺镁土壤消除缺素问题的有效办法。试验中,随着镁肥施用量增加,水稻和小萝卜产量呈先增后降的变化趋势,可见,施用镁肥存在边际效益。研究结果显示,种植水稻和小萝卜采用配方施肥+镁肥30 kg/hm2,其产量达最大,但未筛选出种植水稻和小萝卜镁肥施用量的最佳配比,后续需通过大量田间肥效试验逐渐优化,进一步明确其最佳配比。

4 结论

综合镁肥不同施用量对水稻和小萝卜产量及养分吸收的影响得出,种植水稻和小萝卜采用配方施肥+镁肥30 kg/hm2,其产量最大,分别达512.08 kg/667m2和3 451.02 kg/667m2,同时显著提高稻米和小萝卜茎块的含镁量。表明,在配方施肥基础上适量增施镁肥,有利于促进其对养分含量的累积,提高养分利用效率,增加产量,是缺镁土壤消除缺素问题的有效措施。