不同用量的鉀鎂肥在磚紅壤中的交互效應(yīng)

牛明鎮(zhèn) 劉艷芬 向奕潔 王淑梅 王曉琴 耿建梅

摘 ?要 ?研究不同用量的鉀鎂肥在磚紅壤中的相互作用規(guī)律，可為合理施用鉀鎂肥提供理論依據(jù)。供試土壤采自瓊海市大路鎮(zhèn)冬瓜種植地，在室內(nèi)試驗(yàn)條件下，通過(guò)向磚紅壤中加入不同用量的鉀鎂肥，每隔一段時(shí)間，測(cè)定土壤中鉀鎂的有效含量。結(jié)果表明，施用鉀鎂肥是提高土壤中速效鉀和交換性鎂含量的有效方法;在不施鉀肥時(shí)，無(wú)論施用鎂肥與否，對(duì)土壤中速效鉀含量沒(méi)有影響，當(dāng)施鉀量分別達(dá)到50、250 mg/kg時(shí)，施高鎂肥（150 mg/kg）對(duì)鉀有拮抗作用;在不施鎂肥或施少量鎂肥（30 mg/kg）時(shí)，無(wú)論施用鉀肥與否，對(duì)土壤中交換性鎂含量都沒(méi)有影響，但當(dāng)施高量鎂肥時(shí)，鉀對(duì)鎂有拮抗作用，但隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，拮抗作用減弱。

關(guān)鍵詞 ?冬瓜;磚紅壤;鉀;鎂;含量;有效性

中圖分類(lèi)號(hào) ?S14 ?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ?A

Abstract ?The interaction effects of potassium and magnesium fertilizer with different their application rates in lateritic soil were studied to provide a theoretical basis for rational application of potassium and magnesium fertilizer in crop production. The experimental soil was collected from the winter melon planting sites in Dalu Town， Qionghai. Under the indoor test condition， different amounts of potassium and magnesium fertilizer were applied to the?laterite， and the contents of available potassium and exchangeable magnesium in the soil were measured at intervals. The results showed that the contents of available potassium and exchangeable magnesium in soil were increased by applying potassium and magnesium fertilizer. Whether magnesium fertilizer was applied or not had no effect on the content of available potassium with no potassium fertilizer applied in the soil. When the amount of potassium application reached 50 mg/kg and 250 mg/kg respectively， high magnesium （150 mg/kg） had an antagonistic effect on potassium. When no or a small amount of magnesium fertilizer （30 mg/kg） was applied， whether potassium fertilizer was applied or not did not affect the content of exchangeable magnesium in the soil. However， when high amount of magnesium fertilizer （150 mg/kg） was applied， potassium had an antagonistic effect on magnesium， but the antagonistic effect weakened with the extension of culture time.

Keywords ?wax gourd （Folium benincasae）; lateritic soil; potassium; magnesium; content; validity

DOI ?10.3969/j.issn.1000-2561.2019.07.006

近幾年，在海南冬瓜（Folium benincasae）年種植面積都高達(dá)8000多公頃[1]。已有研究表明，每形成1000 kg冬瓜果實(shí)，其吸收N∶P2O5∶K2O∶MgO的比例約為1∶0.36∶1.78∶0.24[2]，可以看出冬瓜需鉀量最高，中量元素鎂需求量也較高，僅略低于磷。生產(chǎn)上農(nóng)戶(hù)過(guò)量施用氮磷肥非常普遍，有些農(nóng)戶(hù)施用鉀肥也過(guò)量。另外海南天氣高溫高濕，致使土壤中含鎂礦物易風(fēng)化、土壤中的鎂易淋失，造成土壤供鎂能力低，而且有些農(nóng)戶(hù)幾乎不施用鎂肥[3-5]，冬瓜在生產(chǎn)過(guò)程中已出現(xiàn)典型的缺鎂癥狀。

已有研究指出鉀和鎂存在拮抗關(guān)系，即增加鉀肥的施用可顯著地降低植株鎂的含量[6-8]，鎂含量過(guò)高也會(huì)抑制鉀的吸收[9-19]，而在水稻上研究發(fā)現(xiàn)低鎂、高鉀時(shí)表現(xiàn)拮抗，低鎂、低鉀濃度條件下表現(xiàn)出適中的協(xié)同作用[8]。已有的研究主要集中在植物對(duì)鉀、鎂的吸收，而對(duì)土壤中鉀、鎂的交互效應(yīng)研究較少，尤其在海南磚紅壤上未見(jiàn)報(bào)道。因此本文采集典型的冬瓜種植地土壤，研究了不同用量的鉀鎂肥施入土壤后鉀鎂的有效性及其相互作用，可為冬瓜生產(chǎn)上鉀鎂肥的合理施用提供理論依據(jù)。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

土壤采自海南省瓊海市大路鎮(zhèn)冬瓜種植地，土壤類(lèi)型為磚紅壤，基本理化性質(zhì)為：pH 5.80，有機(jī)質(zhì)18.50 g/kg，速效鉀135.6 mg/kg，交換性鎂98.2 mg/kg。

1.2 ?方法

1.2.1 ?試驗(yàn)設(shè)計(jì) ?試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)施鉀水平：0、50、250 mg/kg，記為K0、K1、K2;3個(gè)施鎂水平：0、30、150 mg/kg，記為Mg0、Mg1、Mg2，完全隨機(jī)組合，共9個(gè)處理，每處理4次重復(fù)。鉀源為氯化鉀（KCl），鎂源為七水硫酸鎂（MgSO4·7H2O），均為化學(xué)純?cè)噭?/p>

試驗(yàn)以塑料盒為培養(yǎng)器皿，土和肥料充分混勻后裝入盒中，每盒裝土500 g，蒙上保鮮膜，并在對(duì)角線4個(gè)角與中間位置共扎5個(gè)孔，保持通氣且減少水分蒸發(fā)，常溫下培養(yǎng)，每日調(diào)節(jié)水分使土壤含水量為田間持水量的70%，分別于第0、7、14、28、56、84天采土測(cè)定土壤中的速效鉀和交換性鎂含量。

1.2.2 ?測(cè)定項(xiàng)目與方法 ?土壤速效鉀含量的測(cè)定采用火焰光度法（6400A）;土壤交換性鎂含量的測(cè)定采用原子吸收分光光度法（novAA400）[20]。

1.3 ?數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析，采用SPSS 20軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，LSD法進(jìn)行多重比較。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?不同鉀、鎂肥用量對(duì)土壤中速效鉀含量的影響

2.1.1 ?各處理土壤中速效鉀含量隨培養(yǎng)時(shí)間變化 ?由表1可知，隨著培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)，所有處理幾乎都是在培養(yǎng)28 d時(shí)，土壤速效鉀含量達(dá)到最大。不施鉀肥時(shí)（K0），無(wú)論施用鎂肥與否，隨著培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)，土壤速效鉀含量顯著增加，28 d時(shí)達(dá)到最大值，隨后降低，到培養(yǎng)結(jié)束時(shí)（84 d），施用鎂肥的2個(gè)處理（K0Mg1、K0Mg2）土壤速效鉀含量顯著高于培養(yǎng)開(kāi)始時(shí)。

施入少量鉀肥的3個(gè)處理（K1Mg0、K1Mg1、K1Mg2），從培養(yǎng)開(kāi)始至28 d土壤速效鉀含量略有增加，差異幾乎都不顯著，到培養(yǎng)結(jié)束時(shí)（84 d），不施用鎂肥或施用少量鎂肥的土壤速效鉀含量顯著低于培養(yǎng)開(kāi)始時(shí)的，而施入高量鎂肥的處理K1Mg2略有下降，但差異不顯著。

施入高量鉀肥的2個(gè)處理（K2Mg0、K2Mg1），從培養(yǎng)開(kāi)始至28 d土壤速效鉀含量略有增加，差異都不顯著，但至培養(yǎng)56 d時(shí)，土壤速效鉀含量顯著下降，培養(yǎng)84 d又增加，與培養(yǎng)開(kāi)始時(shí)相比差異不顯著。施入高量鉀鎂肥的處理K2Mg2，從培養(yǎng)開(kāi)始至28 d土壤速效鉀含量顯著增加，培養(yǎng)56 d時(shí)，土壤速效鉀含量顯著下降。

2.1.2 ?不同處理土壤中速效鉀含量比較 ?由表2可知，隨著鉀肥用量的增加，無(wú)論施用鎂肥與否，所有處理土壤中的速效鉀含量顯著增加。不施鉀肥時(shí)（K0），無(wú)論施用鎂肥與否，土壤中速效鉀含量差異都不顯著。

施入少量鉀肥（K1），隨著鎂肥用量的增加，土壤中速效鉀含量顯著下降，但培養(yǎng)至56 d后，3個(gè)處理間土壤中速效鉀含量差異不顯著。

施入高量的鉀肥且不施或施少量鎂肥的處理（K2Mg0、K2Mg1），在整個(gè)培養(yǎng)時(shí)間，土壤中速效鉀含量差異都不顯著，但是高鉀高鎂處理（K2Mg2）僅在培養(yǎng)當(dāng)天土壤中速效鉀含量顯著低于高鉀低鎂處理（K2Mg0、K2Mg1），但隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤中速效鉀含量差異均不顯著。

2.2 ?不同鉀、鎂肥用量對(duì)土壤中交換性鎂含量的影響

2.2.1 ?各處理土壤中交換性鎂含量隨培養(yǎng)時(shí)間變化 ?由表3可知，隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，所有處理幾乎都是在培養(yǎng)14 d時(shí)，土壤交換性鎂含量達(dá)到最低。不施鎂、鉀肥的處理（Mg0K0），與培養(yǎng)開(kāi)始時(shí)相比，土壤中交換性鎂含量明顯減少，不施鎂肥的另外2個(gè)處理（Mg0K1，Mg0K2）與培養(yǎng)開(kāi)始時(shí)相比，差異不顯著。

施入少量鎂、鉀肥的處理Mg1K1，土壤中交換性鎂含量明顯比培養(yǎng)開(kāi)始時(shí)減少，施入少量鎂肥的另外2個(gè)處理（Mg1K0，Mg1K2）與培養(yǎng)開(kāi)始相比，差異不顯著。

施入高量鎂肥且不施鉀肥的處理（Mg2K0），與培養(yǎng)開(kāi)始時(shí)相比，土壤中交換性鎂含量明顯下降，施入高量鎂肥的另外2個(gè)處理（Mg2K1，Mg2K2），與培養(yǎng)開(kāi)始時(shí)相比，差異不顯著。

2.2.2 ?不同處理土壤中交換性鎂含量比較 ?由表4可知，隨著鎂肥用量的增加，無(wú)論施用鉀肥與否，所有處理都是交換性鎂含量明顯增加。施入高量鎂肥的3個(gè)處理（Mg2K0，Mg2K1，Mg2K2）土壤中交換性鎂含量達(dá)到最大。不施鎂肥（Mg0）或施入少量的鎂（Mg0），無(wú)論施用鉀肥與否，對(duì)土壤中交換性鎂含量沒(méi)有影響，差異不顯著。施入高量的鎂肥（Mg2），隨著鉀肥用量的增加，土壤中交換性鎂含量顯著下降，但隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤中交換性鎂含量差異不顯著。

2.3 ?不同施肥處理下土壤中的鉀鎂比

由表5可知，不施鉀肥時(shí)，不施鎂肥與少量鎂肥的K+/Mg2+差異不顯著，都顯著高于施高量鎂肥;當(dāng)施低鉀或高鉀時(shí)，隨著鎂肥施用量增加，土壤中的K+/Mg2+顯著降低。

3 ?討論

3.1 ?施鉀肥或鎂肥對(duì)土壤中速效鉀或交換性鎂含量的影響

植物吸收的鉀、鎂主要來(lái)自土壤中的速效鉀和交換性鎂，因此土壤中鉀、鎂的有效性對(duì)于植物生長(zhǎng)發(fā)育十分重要。本研究表明，施用鉀肥或鎂肥能顯著提高土壤中速效鉀或交換性鎂含量，且施用量越大，速效鉀或交換性鎂含量越高，增幅分別46.54%～180.68%、12.48%～139.38%，這與許多學(xué)者進(jìn)行的試驗(yàn)相一致。劉建霞等[21]在溫室內(nèi)的試驗(yàn)結(jié)果表明，土壤淋溶液中鉀的濃度隨施鉀量的增加呈不同程度的升高趨勢(shì)。閆波等[22]在日光溫室內(nèi)的試驗(yàn)結(jié)果顯示，減少鉀肥的施用能顯著降低土壤固相、液相鉀含量及K+所占比例。另一方面，黃東風(fēng)等[23]的試驗(yàn)研究結(jié)果表明，在紅壤菜地上施用鎂肥（施硫酸鎂112.5～ 450.0?kg/hm）能夠明顯提高蔬菜收獲后土壤全鎂和交換性鎂含量，提高幅度分別為15.8%～68.4%和 29.0%～119.0%。李丹萍等[24]的室內(nèi)土柱模擬試驗(yàn)表明，施用鎂肥（折合MgO 100 mg/kg）后，3種土壤（黃壤、紫色土、紅壤）施鎂土層（0～ 15?cm）交換性鎂含量提高了2～15倍。說(shuō)明施用鉀鎂肥是提高土壤中速效鉀和交換性鎂含量的有效方法。

3.2 ?施鎂肥對(duì)土壤中速效鉀含量的影響

隨著土壤培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤中速效鉀含量會(huì)發(fā)生變化。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，通過(guò)向土壤中施加鉀鎂肥后，各處理的速效鉀含量在培養(yǎng)過(guò)程中表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，且速效鉀含量幾乎都是在培養(yǎng)至28 d時(shí)，達(dá)到最大值。這與李娟等[25]在烤煙上的研究結(jié)果相似?？梢?jiàn)，在作物需鉀關(guān)鍵時(shí)期的前28 d左右施鉀肥，鉀肥有效性及利用率最高，有利于提高環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。本試驗(yàn)結(jié)果表明，土壤中施鉀量分別為50、250?mg/kg，K+/Mg2+比值分別在1.80～0.64、3.76～1.36范圍時(shí)（表5），隨著K+/Mg2+減小，土壤中速效鉀含量顯著減少，且K+與K+/Mg2+比值存在極顯著正相關(guān)（r=0.792**）。這與前人的研究結(jié)果相似，閆波等[22]的試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著施用鎂肥量的增加，土壤固相鉀飽和度有降低的趨勢(shì)，鎂飽和度有增加的趨勢(shì)。Baier等[26]研究結(jié)果表明，隨著土壤Mg2+/K+比值上升，土壤中可利用的鉀含量下降。同樣，Lal等[27]通過(guò)28 a長(zhǎng)期定位施肥的研究表明：土壤交換性Mg2+/K+比值與作物吸鉀量呈高度的相關(guān)性，對(duì)作物鉀素的吸收有一定的影響?？赡苁且?yàn)檫^(guò)多的Mg2+將占據(jù)土壤膠體表面K+的交換吸附位，同時(shí)還競(jìng)爭(zhēng)植物吸收的通道，進(jìn)而就抑制鉀素的吸收，降低鉀素的有效性。因此，要平衡施用鉀鎂肥。本研究還表明，不施鉀肥時(shí)，無(wú)論施用鎂肥與否，對(duì)土壤中速效鉀含量都沒(méi)有影響，這可能與土壤類(lèi)型以及試驗(yàn)條件等因素有關(guān)，可見(jiàn)，速效鉀含量在一定水平時(shí)，K+/Mg2+比在一定范圍內(nèi)，Mg2+對(duì)K+具有拮抗作用。

3.3 ?施鉀肥對(duì)土壤中交換性鎂含量的影響

本研究表明，各處理交換性鎂含量在培養(yǎng)過(guò)程中幾乎呈現(xiàn)波浪式升降趨勢(shì)，且?guī)缀跛刑幚碓谂囵B(yǎng)至14 d降到最低，這可能與土壤類(lèi)型有關(guān)?？梢?jiàn)，在施鎂肥時(shí)，避免在作物需鎂關(guān)鍵期前14?d左右施鎂肥，容易造成作物缺鎂。

本研究發(fā)現(xiàn)，在施高量鎂肥150 mg/kg，K+/ Mg2+比值在0.45～1.60范圍內(nèi)（表5），隨著K+/Mg2+比值的升高，土壤中交換性鎂含量顯著下降，且Mg2+與K+/Mg2+比值存在極顯著負(fù)相關(guān)（r= 0.579**）。這可能是因?yàn)镵+是一價(jià)離子，土壤膠體對(duì)其吸持能力比對(duì)Mg2+小的多，但當(dāng)這兩類(lèi)離子同時(shí)存在于膠體的交換位置時(shí)，交換性鎂則被迫進(jìn)入雙電層的內(nèi)層，從而降低了交換性鎂的活性[28-29]。這與其他學(xué)者的研究結(jié)果一致，李延等[30]的研究結(jié)果表明，土壤交換性鎂含量與交換性K+/Mg2+比值存在極顯著負(fù)相關(guān)（r=0.450**）。唐莉莉等[31]的溫室土壤培育實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，施用鎂肥增加了土壤交換性鎂的含量，但其增加量有隨施鉀量的增加而減少的趨勢(shì)。本研究還發(fā)現(xiàn)，在施高量鎂肥的情況下，隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，無(wú)論施用鉀肥與否，土壤交換性鎂含量差異不顯著，表明隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤中速效鉀對(duì)交換性鎂的抑制作用減弱。本研究同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，在不施鎂肥或施少量鎂肥時(shí)，無(wú)論施用鉀肥與否，對(duì)土壤中交換性鎂含量沒(méi)有影響。可見(jiàn)，當(dāng)施鎂量為0、30?mg/kg，K+/Mg2+比值分別在1.13～3.76、0.72～ 3.01范圍時(shí)，土壤中交換性鎂含量差異不顯著，這可能與不同的土壤類(lèi)型以及試驗(yàn)條件等因素有關(guān)。本試驗(yàn)只進(jìn)行了磚紅壤中鉀鎂相互作用規(guī)律研究，其他類(lèi)型土壤的相似規(guī)律還有待進(jìn)一步研究。

4 ?結(jié)論

施用鉀鎂肥是提高土壤中速效鉀和交換性鎂含量的有效方法。

不施鉀肥時(shí)，無(wú)論施用鎂肥與否，對(duì)土壤中速效鉀含量都沒(méi)有影響;施鉀量分別為50、250?mg/kg，K+與K+/Mg2+比值存在極顯著正相關(guān)（r=0.792**），即高鎂對(duì)鉀有拮抗作用。

在不施鎂肥或施少量鎂肥時(shí)，無(wú)論施用鉀肥與否，對(duì)土壤中交換性鎂含量沒(méi)有影響。在施高量鎂肥（150 mg/kg），Mg2+與K+/Mg2+比值存在極顯著負(fù)相關(guān)（r=0.579**），隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，鉀對(duì)鎂拮抗減弱。

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