鎂肥不同施用量對水稻和小蘿卜產(chǎn)量與養(yǎng)分吸收的影響

吳光輝, 王綏干, 張冬明

(1.?？谑修r(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心, 海南 海口 570206; 2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部 海南耕地保育科學(xué)觀測試驗站, 海南 ?？?571100; 3.海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)環(huán)境與土壤研究所, 海南 ?？?571100; 4.海南省耕地保育重點實驗室, 海南 海口 571100)

0 引言

【研究意義】隨著社會經(jīng)濟快速發(fā)展,人們對糧食、蔬菜的高營養(yǎng)、無污染、綠色健康等方面越來越重視[1]。據(jù)調(diào)查顯示,合理施用化肥可有效提高作物產(chǎn)質(zhì)量,近年來,農(nóng)戶為了提高作物產(chǎn)量盲目增施化肥而忽略施用微量元素肥料[2]。目前,我國63.6%土壤存在缺鎂問題,在長江以南地區(qū)土壤有效鎂含量普遍偏低,如江西、福建、海南等[3]。這些地區(qū)土壤普遍存在淋失嚴重、酸性強、鹽基養(yǎng)分匱乏等特點,易造成土壤缺乏速效鈣、鎂、硼、鋅等微量元素[4-5]。植物葉片參與蛋白質(zhì)合成的鎂約占75%,與葉綠素色素有關(guān)的總鎂占15%～20%。缺鎂會導(dǎo)致植株碳水化合物的合成和運輸受阻,光合產(chǎn)物積累降低,嚴重時老葉或稍老葉片黃化,從而引起其產(chǎn)量和品質(zhì)下降[6-9]。植株缺鎂后的表現(xiàn)較為隱蔽,有可能已經(jīng)缺鎂但未表現(xiàn)出癥狀,尤其是多年生果樹更易出現(xiàn)缺鎂癥狀。蔬菜等經(jīng)濟作物施鎂的增產(chǎn)效應(yīng)明顯,水稻正常生長發(fā)育除需要大量元素外,還需硼、錳、鎂、鋅等多種中微量元素。鎂是重要的中量元素之一,參與多種植物體內(nèi)的生理活動,在影響作物品質(zhì)、產(chǎn)量方面起關(guān)鍵作用。小蘿卜即萊菔,是根莖類蔬菜的一種。其種植歷史達千年之久,在日常飲食、中醫(yī)食療等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。因此,研究鎂肥不同施用量對水稻、小蘿卜產(chǎn)量與養(yǎng)分吸收的影響,對指導(dǎo)水稻、小蘿卜種植合理施用鎂肥,促進其產(chǎn)業(yè)發(fā)展有重要意義。【前人研究進展】鎂肥作為一種常見微量元素肥料被廣泛應(yīng)用于番茄[10]、玉米[11]、馬鈴薯[12]等。陳龍等[10]將鎂肥作為基肥,花期澆灌于圣女果植物根系,結(jié)果表明,與CK比,施用鎂肥處理顯著提高了圣女果產(chǎn)量;黃潤成[11]研究發(fā)現(xiàn),施用99%七水硫酸鎂13.35 kg/hm2玉米產(chǎn)量增加4.95%,施用26.7 kg/hm2玉米產(chǎn)量增加5.05%,表明合理施用鎂肥可提高玉米產(chǎn)量;楊群擎等[12]研究表明,氮、磷肥施用量固定時,合理增施鉀鎂肥可有效提高馬鈴薯產(chǎn)量。【研究切入點】近年來,關(guān)于鎂肥施用對茶葉[13]、烤煙[14]、油菜[15]產(chǎn)質(zhì)量的影響研究較多,有關(guān)鎂肥施用對水稻和小蘿卜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究鮮見報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以水稻和小蘿卜為研究對象,探究鎂肥不同施用量對其產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收的影響,篩選適宜的鎂肥施用量,以期為作物高產(chǎn)、養(yǎng)分高效利用的鎂肥管理栽培技術(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021年7—11月在?？谑虚L流鎮(zhèn)瓊?cè)A村和東山鎮(zhèn)東蒼村玉下洋進行,試驗地屬熱帶季風(fēng)氣候,溫暖多雨、光熱充足、全年無霜雪、年均氣溫24.3 ℃。瓊?cè)A村土壤pH 5.73,有機質(zhì)29.20 g/kg,全氮0.149%,堿解氮330.3 mg/kg,速效鉀152.0 mg/kg,有效磷13.9 mg/kg,交換性鈣580.34 mg/kg,交換性鎂91.36 mg/kg,前茬作物為水稻;東蒼村土壤pH 5.93,有機質(zhì)23.61 g/kg,全氮0.118%,堿解氮152.04 mg/kg,速效鉀153.14 mg/kg,有效磷108.61 mg/kg,交換性鈣286.71 mg/kg,交換性鎂98.61 mg/kg,有效硼0.46 mg/kg,前茬作物為小蘿卜。

1.2 試驗材料

1.2.1 水稻 供試品種為特優(yōu)458,由海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所提供。

1.2.2 小蘿卜 供試品種為13號早蘿卜,由廣州市水江種業(yè)有限公司提供。

1.2.3 肥料 尿素(含N 46%)購自中海石油化學(xué)股份有限公司,鈣鎂磷肥(含P2O516%)、氯化鉀(含K2O 60%)、羊糞有機肥和鎂肥(含Mg 95%)均購自海南省生產(chǎn)資料有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設(shè)計 試驗采用隨機區(qū)組排列,以配方施肥為對照(CK),設(shè)3個處理(表1),3次重復(fù),其中,鎂肥全部作基肥使用,其他化肥按推薦方法施用。

表1 試驗設(shè)計方案

水稻:試驗地面積為0.13 hm2,小區(qū)面積20 m2,移植規(guī)格20 cm×20 cm,每叢插2苗,各小區(qū)區(qū)塊移植苗數(shù)相等,區(qū)組間隔120 cm,小區(qū)間田埂高過田面20 cm,用塑料膜包住田埂,并深入地面15 cm防止竄水竄肥。肥料用量采用當?shù)剞r(nóng)技推廣部門建議的配方施肥:N 135.0 kg/hm2,P2O560.0 kg/hm2,K2O 142.5 kg/hm2,羊糞有機肥7 500 kg/hm2。其中,有機肥、鎂肥和磷肥均作基肥于播種前一次性施入;氮肥和鉀肥于定植后7 d、25 d、35 d分別按40%、35%、25%和40%、20%、40%追施,其他生產(chǎn)管理措施同常規(guī)保持一致,于2021年7月種植,10月收割。

小蘿卜:試驗地面積為0.13 hm2,小區(qū)面積為20 m2,每小區(qū)單獨起壟,小區(qū)間隔0.2 m,排水較為順暢。肥料用量采用當?shù)剞r(nóng)技推廣部門建議的配方施肥:N 495 kg/hm2,P2O5285 kg/hm2,K2O 225 kg/hm2,羊糞有機肥9 000 kg/hm2。其中,有機肥、鎂肥、磷肥均作基肥于播種前一次性施入;氮肥、鉀肥于定植后8 d和25 d均按40%和60%追施,其他農(nóng)藝措施與常規(guī)處理保持一致,于2021年9月12日種植,撒播,11月9日采收。

1.3.2 測定項目與方法

1) 水稻。在收獲前期每小區(qū)隨機選擇具有代表性水稻5株,沿著地面割斷,帶回室內(nèi)考種,并測定稻谷和植株樣品全氮、全磷、全鉀、全鈣及全鎂含量;收獲時每小區(qū)分別采收1 000 g稻谷,室內(nèi)烘干計算稻谷產(chǎn)量。

2) 小蘿卜。收獲時每小區(qū)單獨采收和稱重計產(chǎn),采集1 000 g小蘿卜烘干后測定全氮、全磷、全鉀、全鈣及全鎂含量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 2013和SAS 9.1.3對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理水稻和小蘿卜的產(chǎn)量

由表2可知,不同施肥處理水稻和小蘿卜的產(chǎn)量存在差異。水稻產(chǎn)量為480.37～512.08 kg/667m2,以處理1最大,分別較CK和處理2增產(chǎn)31.71 kg/667m2和5.38 kg/667m2,增長率分別為6.60%和1.06%,各處理間差異均不顯著。小蘿卜塊莖產(chǎn)量為2 984.84～3 451.02 kg/667m2,以處理1最大,分別較CK和處理2增產(chǎn)466.18 kg/667m2和43.67 kg/667m2,增長率分別為15.62%和1.28%,各處理間差異均不顯著。表明,適量施用鎂肥均可有效提高水稻和小蘿卜產(chǎn)量。

表2 不同施肥處理水稻和小蘿卜的產(chǎn)量

2.2 不同施肥處理水稻秸稈和小蘿卜莖葉的養(yǎng)分含量

從表3看出,不同施肥處理對稻稈和小蘿卜莖葉養(yǎng)分含量的影響不同。水稻:稻稈全N、全P、全K、全Ca和全Mg含量分別為0.59%～0.73%、0.08%～0.11%、2.22%～2.35%、0.44%～0.48%和0.13%～0.18%。其中,處理2全N含量較CK顯著提高23.73%,較處理1提高1.39%;處理1和處理2全P含量均較CK顯著提高37.50%;處理2全K含量較CK提高5.86%,較處理1提高2.62%;處理2全Ca含量較CK提高4.35%,較處理1提高9.09%;處理2全Mg含量較CK顯著提高38.46%%,較處理1提高5.88%。小蘿卜:莖葉全N、全P、全K、全Ca和全Mg含量分別為4.15%～4.16%、0.46%～0.47%、1.49%～1.54%、0.32%～0.33%和0.07%～0.11%,整體上全N、全P、全K和全Ca含量差異不明顯,以處理1效果較好;處理1和處理2全Mg含量分別較CK顯著提高42.88%和45.98%。表明,適量增施鎂肥可促進稻稈和小蘿卜莖葉對養(yǎng)分含量的累積,對作物莖葉全Mg含量的增減作用較明顯,是缺鎂土壤消除缺素問題的有效辦法。

表3 不同施肥處理水稻秸稈和小蘿卜莖葉的養(yǎng)分含量

2.3 不同施肥處理稻米和小蘿卜塊莖的養(yǎng)分含量

從表4看出,不同施肥處理對稻米和小蘿卜塊莖養(yǎng)分含量的影響不同。水稻:稻米全N、全P、全K、全Ca和全Mg含量分別為1.11%～1.48%、0.20%～0.34%、0.14%～0.19%、0.20%～0.21%和0.13%～0.17%。其中,處理1全N含量較CK顯著提高33.33%,較處理2提高0.68%;處理1和處理2全P含量均較CK顯著提高70.00%;處理1全K含量較CK提高35.71%,較處理2提高5.55%;各處理全Ca含量無顯著差異;處理1和處理2全Mg含量較CK均顯著提高30.77%。小蘿卜:塊莖全N、全P、全K和全Mg含量分別為2.14%～2.20%、0.64%～0.67%、2.30%～2.36%和0.01%～0.03%,全Ca為0.03%。其中,處理1和處理2全N含量均較CK提高2.80%;處理1和處理2全P含量分別較CK提高4.69%和3.13%;處理1和處理2全K含量分別較CK提高2.61%和1.30%;各處理全Ca含量無顯著差異;處理1和處理2全Mg含量分別較CK顯著提高100.00%和200.00%。可見,適量增施鎂肥可促進稻米和小蘿卜塊莖對養(yǎng)分含量的累積。

表4 不同施肥處理稻米和小蘿卜塊莖粒的養(yǎng)分含量

3 討論

鎂是作物生長發(fā)育所必需的微量元素,可促進植株光合作用,調(diào)節(jié)營養(yǎng)代謝及提高抗逆能力等,從而提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。張加明[16]研究表明,在配方施肥基礎(chǔ)上葉面噴施鎂肥可促進水稻的生長發(fā)育,有效提高水稻株高、有效穗數(shù)、千粒重與結(jié)實率、產(chǎn)量等。研究表明,適量增施鎂肥可有效提高水稻和小蘿卜塊莖產(chǎn)量,以施鎂30 kg/hm2處理最高,分別達512.08 kg/667m2和3 451.02 kg/667m2,當鎂肥施用量增加至60 kg/hm2時,其產(chǎn)量均有所降低,與郝建勛[17]的研究結(jié)果相似。

作物的養(yǎng)分主要來源于土壤本身含礦物質(zhì)、大氣以及增施的有機無機肥料等,經(jīng)植物的根系傳送給作物以供其生長需要。研究表明,增施鎂肥處理增加了稻稈、稻米和小蘿卜莖葉、塊莖的全氮、全磷、全鉀、全鈣和全鎂含量,與胡佳玉[18]的研究結(jié)論相似。表明,在配方施肥基礎(chǔ)上增施鎂肥有利于促進水稻和小蘿卜養(yǎng)分含量的累積,提高養(yǎng)分利用效率,增加產(chǎn)量,且對其全Mg含量的增減作用較明顯,是缺鎂土壤消除缺素問題的有效辦法。試驗中,隨著鎂肥施用量增加,水稻和小蘿卜產(chǎn)量呈先增后降的變化趨勢,可見,施用鎂肥存在邊際效益。研究結(jié)果顯示,種植水稻和小蘿卜采用配方施肥+鎂肥30 kg/hm2,其產(chǎn)量達最大,但未篩選出種植水稻和小蘿卜鎂肥施用量的最佳配比,后續(xù)需通過大量田間肥效試驗逐漸優(yōu)化,進一步明確其最佳配比。

4 結(jié)論

綜合鎂肥不同施用量對水稻和小蘿卜產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收的影響得出,種植水稻和小蘿卜采用配方施肥+鎂肥30 kg/hm2,其產(chǎn)量最大,分別達512.08 kg/667m2和3 451.02 kg/667m2,同時顯著提高稻米和小蘿卜莖塊的含鎂量。表明,在配方施肥基礎(chǔ)上適量增施鎂肥,有利于促進其對養(yǎng)分含量的累積,提高養(yǎng)分利用效率,增加產(chǎn)量,是缺鎂土壤消除缺素問題的有效措施。