福建省水稻鎂肥效應及推薦用量

摘要： 【目的】明確福建省水稻主產(chǎn)區(qū)鎂肥肥效，確定區(qū)域鎂肥適宜用量，為水稻生產(chǎn)中鎂肥科學施用提供參考?！痉椒ā?019 年10 至11 月份，于福建水稻主產(chǎn)區(qū)開展土壤調(diào)研，共采集水稻收獲后土壤樣品596 份，測定了土壤交換性鎂含量。量化了不同鎂肥用量對水稻產(chǎn)量、經(jīng)濟效益的影響，采用最大經(jīng)濟效益法 （maximumreturn to magnesium， MRTMg） 確定福建稻區(qū)鎂肥推薦用量。于2020、2021 年開展了19 個田間鎂肥梯度試驗和10 個鎂肥示范對比試驗，鎂肥梯度試驗設(shè)置4 個鎂肥用量 （以MgO 計） 處理， 分別為：0 （CK）、15 （Mg1）、30（Mg2） 和45 kg/hm2（Mg3） ；鎂肥示范對比試驗設(shè)置兩個處理，鎂肥 （以MgO 計） 施用量分別為 0 （CK） 和30kg/hm2（+Mg）。 調(diào)查了水稻產(chǎn)量?！窘Y(jié)果】福建稻區(qū)土壤交換性鎂平均含量為72.1 mg/kg，含量小于80 mg/kg的土壤樣點占74%。水稻產(chǎn)量和經(jīng)濟效益隨著鎂肥施用量的增加而增加，與CK 處理相比，Mg1、Mg2 和Mg3 處理下水稻產(chǎn)量分別增加4.9%、7.0% 和7.2%，水稻純利潤分別增加4.3%、5.5% 和4.6% （Plt;0.05）。土壤交換性鎂臨界閾值為80 mg/kg，當土壤交換性鎂含量lt;80、80～120、gt;120 mg/kg 時，鎂肥最佳經(jīng)濟用量分別為MgO 33.2、27.3、15.8 kg/hm2，平均鎂肥最佳經(jīng)濟用量為MgO 31.6 kg/hm2?！窘Y(jié)論】福建稻區(qū)土壤鎂缺乏較為普遍，施用鎂肥可以顯著提高水稻產(chǎn)量及經(jīng)濟效益，水稻生產(chǎn)上需要根據(jù)土壤交換性鎂供應狀況確定鎂肥的合理用量。

關(guān)鍵詞： 土壤交換性鎂含量； 鎂肥； 水稻產(chǎn)量； 經(jīng)濟效益； 鎂肥推薦用量

水稻是世界上最重要的糧食作物之一，為全球人口提供了大約50% 的熱量攝入[1]。在過去的40 年中，得益于化肥的使用，我國水稻產(chǎn)量由13990.5萬t 增加到20849.5 萬t[2]。面對未來30 年內(nèi)人口增長和消費需求的擴張，糧食產(chǎn)量仍需要進一步增加50%[3]。然而，氮磷鉀肥料的增產(chǎn)效應逐步降低，反而引起溫室氣體排放加劇、土壤酸化、水體富營養(yǎng)化等一系列生態(tài)環(huán)境問題[4?5]。而越來越多的證據(jù)表明，中微量元素對作物增產(chǎn)增效的作用日益凸顯[6?8]。華南地區(qū)是我國水稻的重要產(chǎn)地，農(nóng)田土壤酸化及其引發(fā)的土壤鎂缺乏嚴重限制著華南地區(qū)水稻產(chǎn)量的進一步提升[9?10]。因此，通過鎂肥補充實現(xiàn)稻區(qū)增產(chǎn)增效對于糧食安全具有重要意義。

相較于大量元素 （氮、磷、鉀），鎂元素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用經(jīng)常被忽視，導致土壤缺鎂的現(xiàn)象十分普遍[6]。鎂是植物進行光合作用所需葉綠素的關(guān)鍵組成元素[11]，在韌皮部光同化物向庫器官的裝載和運輸中起著重要作用[12?13]，土壤中鎂的不足會導致作物的光合效率降低、碳水化合物的合成與運輸受阻，從而降低產(chǎn)量和品質(zhì)[14?15]。研究表明施用鎂肥在作物增產(chǎn)和農(nóng)戶增收上發(fā)揮重要作用，可顯著提高水稻分蘗數(shù)以及抽穗期葉綠素含量，實現(xiàn)增產(chǎn)41%[16?17]。玉米和大麥上鎂肥施用分別提高產(chǎn)量9 . 4 % 和5.7%[18?19]。D'Egidio 等[20]通過甜菜盆栽試驗證實當施鎂量達到60 kg/hm2 時，甜菜的根干重較不施鎂肥增加了5 倍。Zhang 等[21]的研究指出，施用鎂肥在增產(chǎn)的同時顯著提高了蜜柚的可食率和可溶性固形物含量，分別提高了7.2% 和4.2%，且可滴定酸含量降低了11.7%。我國華南地區(qū)氣候常年高溫多雨，土壤脫硅富鋁化作用明顯，導致大部分耕地處于酸性水平，酸性土壤對鎂的固定能力差，濕熱多雨的氣候特征更是加劇了土壤中鎂的淋失，因此南方地區(qū)土壤本身可交換性鎂含量 （88.4～94.0 mg/kg） 遠低于北方地區(qū) （393.0～560.0 mg/kg）[16， 22?24]。此外，在實際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)戶往往更偏向施用大量氮磷鉀肥，而忽視了對鎂肥的應用，養(yǎng)分不平衡造成作物出現(xiàn)缺鎂癥狀愈發(fā)明顯[25]。鎂肥補充已成為作物高產(chǎn)高效的重要技術(shù)手段，明確我國南方稻區(qū)鎂肥肥效反應并確定鎂肥推薦用量具有重要意義。

福建省作為我國南方地區(qū)水稻的主產(chǎn)區(qū)，2020 年水稻種植面積60 萬hm2，總產(chǎn)量為393 萬t[3]，在保障區(qū)域糧食安全中發(fā)揮著重要作用。本研究在福建稻區(qū)土壤調(diào)研的基礎(chǔ)上，開展了多年多點的田間鎂肥肥效試驗，明確水稻主產(chǎn)區(qū)土壤交換性鎂狀況，探究水稻主產(chǎn)區(qū)鎂肥施用效果，建立區(qū)域鎂肥最佳經(jīng)濟推薦用量，并估算福建稻區(qū)的鎂肥需求。

1 材料與方法

1.1 土壤樣品采集與分析。

福建省屬亞熱帶季風性氣候，年平均氣溫20.6℃，年平均降雨量1373 mm。本研究根據(jù)水稻種植區(qū)的分布特征，于2019 年10—11 月水稻收獲后選取區(qū)域內(nèi)的典型水稻田采集土壤樣品（圖1）。按照梅花法采集土樣，將5 個樣點混合成1 個樣品，采樣深度為0—20 cm，共獲得代表性土壤樣品596 份。樣品采集后在室內(nèi)自然風干并過2 mm 篩 ，采用1.0 mol/LNH4OAc （pH=7） 提取，通過ICP-OES （電感耦合等離子體光學發(fā)射光譜法） 測定土壤交換性鎂含量[26]。

1.2 田間試驗設(shè)計與分析

1.2.1 試驗設(shè)計

本研究在2020、2021 年兩個水稻生長季節(jié)進行，在福建省8 個地區(qū)的16 個水稻主產(chǎn)市 （區(qū)、縣） [ 南平地區(qū) （武夷山市、順昌縣）、三明地區(qū) （永安市、將樂縣、寧化縣、泰寧縣、明溪縣、沙縣區(qū)）、寧德地區(qū) （福安市、古田縣、壽寧縣、蕉城區(qū)）、龍巖地區(qū) （上杭縣）、漳州地區(qū) （華安縣）、福州地區(qū) （閩侯縣、連江縣）] 開展了19 個田間鎂肥用量梯度試驗和10 個鎂肥示范對比試驗，各試驗地2020—2021 年氣象數(shù)據(jù)如表1 所示，基礎(chǔ)地力如表2 和表3 所示。

梯度試驗設(shè)置4 個鎂肥處理，分別為CK （不施鎂肥）、Mg1 （MgO 15 kg/hm2 ）、Mg2 （MgO 30kg/hm2 ）、Mg3 （MgO 45 kg/hm2 ），每個水平重復3 次，采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計，共12 個小區(qū)，小區(qū)長5 m、寬4 m，每個小區(qū)面積為20 m2。示范對比試驗設(shè)置兩個處理，分別為CK（不施鎂肥）、+Mg（MgO 30 kg/hm2），每個水平重復3 次，每個小區(qū)面積為50 m2 （10 m×5 m）。各試驗點肥料年施用量為N120 kg/hm2、P2O5 45 kg/hm2 和K2O 90 kg/hm2，所用氮肥為尿素 （N 46％），鉀肥為氯化鉀 （K2O 60％），磷肥為過磷酸鈣 （P2O5 12％），鎂肥為七水硫酸鎂 （Mg9.8％）。供試水稻品種為各試驗地所在區(qū)縣的主推品種，于2020 年和2021 年6 月上旬進行水稻移栽，磷肥和鎂肥隨基肥一次性施入；氮肥分3 次施用，基肥、分蘗肥和穗肥質(zhì)量比例為5∶3∶2；鉀肥分兩次施用，基肥和穗肥的質(zhì)量比例為1∶1。

1.2.2 樣品采集與分析

水稻成熟時每個小區(qū)實打?qū)嵤眨瑫窀珊?（籽粒含水量約13.5%） 稱重，測定籽粒產(chǎn)量。在田間調(diào)查水稻有效穗數(shù)，每個小區(qū)按照3 點取樣法進行取樣，每個取樣點隨機采20 穴水稻植株，并用網(wǎng)袋裝好，帶回室內(nèi)考種，測定每穗實粒數(shù)及千粒重。

1.3 指標計算及數(shù)據(jù)分析

1.3.1 水稻收益及相對產(chǎn)量計算

成本投入 = 農(nóng)藥投入+人工投入+除草投入+肥料投入式中，氮肥投入以尿素2 元/kg、磷肥投入以過磷酸鈣1 元/kg、鉀肥投入以氯化鉀4 元/kg、鎂肥投入以七水硫酸鎂2 元/kg 計算。農(nóng)藥投入、人工投入、除草投入共918 元/hm2。

毛利潤 （元/hm2） = 水稻產(chǎn)量×水稻價格式中，水稻價格按3 元/kg 計算。

純利潤 （元/hm2） = 毛利潤?成本投入

產(chǎn)投比 （value cost rate， VCR）=施鎂肥后增產(chǎn)水稻產(chǎn)值/肥料投入成本

相對產(chǎn)量 （%）=（不施鎂肥處理產(chǎn)量/鎂肥處理的最高產(chǎn)量）×100。

1.3.2 稻區(qū)土壤交換性鎂臨界閾值的確定

以每個試驗樣點土壤交換性鎂為橫坐標，以對應的水稻相對產(chǎn)量為縱坐標繪制散點圖，采用“線性+平臺”模型建立土壤交換性鎂含量與對應相對產(chǎn)量之間的數(shù)學關(guān)系，以兩條直線相交點所對應的土壤交換性鎂含量為土壤交換性鎂的臨界閾值。

1.3.3 基于鎂肥肥效的福建稻區(qū)鎂肥最佳經(jīng)濟用量計算

本研究參照區(qū)域推薦施氮方法 （maximumreturn to N，MRTN）[27]，該方法以多點試驗為基礎(chǔ)，建立區(qū)域施氮模型來推薦氮肥用量。采用最大經(jīng)濟收益法MRTMg （maximum return to Mg） 計算福建稻區(qū)鎂肥最佳經(jīng)濟用量。步驟如下：1） 對于每個鎂肥肥效試驗，用SAS 軟件 （version10.1.3；SAS InstituteInc.， 2016） 擬合產(chǎn)量和鎂肥用量之間的關(guān)系，分別用二次曲線模型、“線性+平臺”模型進行擬合，并選擇決定系數(shù)R2 最大的方程；2） 對所選方程計算不同鎂肥用量下 （以1 kg/hm2 增量，變幅為0～50 kg/hm2）的增產(chǎn)量 （施鎂處理的產(chǎn)量?不施鎂處理的產(chǎn)量）、毛收入 （籽粒單價×增產(chǎn)量）、鎂肥成本 （鎂肥用量×鎂肥單價） 和凈收益 （毛收入?鎂肥成本）。其中鎂肥 （MgSO4·7H2O） 價格為2 元/kg，水稻價格為3 元/kg；3） 對各試驗點不同鎂肥施用量下的凈收益進行平均并建立鎂肥用量與凈收益之間的函數(shù)關(guān)系，最大凈收益下的鎂肥用量即為區(qū)域鎂肥最佳經(jīng)濟用量[28]。

本研究使用Microsoft Office Excel 2016 軟件進行數(shù)據(jù)處理，并采用SPSS 21.0 進行統(tǒng)計分析。采用配對樣本t 檢驗來檢驗不同處理間的差異顯著性。區(qū)域圖采用ArcMap10.2 及Origin2024 制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 福建稻區(qū)土壤交換性鎂供應狀況

如圖2 所示，福建稻區(qū)土壤交換性鎂平均含量為72.1 mg/kg，其中交換性鎂含量小于80 mg/kg 的土壤樣點占74%。從整體上看，稻區(qū)土壤交換性鎂含量呈現(xiàn)東部沿海較高，中部、南部及北部含量較低，其中福州地區(qū)土壤交換性鎂含量平均值最高（105.9 mg/kg），其次為寧德 （78.5 mg/kg）、泉州 （75.2mg/kg）、龍巖 （74.9 mg/kg）、三明 （72.3 mg/kg）、莆田（67.9 mg/kg） 和南平 （58.9 mg/kg），漳州地區(qū)交換性鎂含量最低 （55.4 mg/kg）。交換性鎂含量大于80 mg/kg的土壤樣點比例最高的地區(qū)為福州 （86%），其次為寧德 （36%）、龍巖 （34%）、莆田 （33%）、泉州 （31%）、三明 （26%） 和漳州 （24%），最低為南平 （18%）。

2.2 不同鎂肥用量對水稻產(chǎn)量的影響

如圖3 所示，鎂肥施用顯著影響水稻產(chǎn)量。CK、Mg1、Mg2 和Mg3 處理下水稻產(chǎn)量分別為7.78、8.16、8.32 和8.34 t/hm2，與CK 處理相比， Mg1、Mg2 和Mg3 處理下水稻產(chǎn)量分別顯著增加4.9%、7.0% 和7.2% （Plt;0.01），而Mg2 和Mg3 之間無顯著差異 （Pgt;0.05）。與CK 處理相比，Mg1、Mg2 和Mg3 處理下水稻有效穗數(shù)分別顯著增加3.4%、4.8%和4.9% （Plt;0.01）；水稻每穗實粒數(shù)分別顯著增加5.9%、7.0% 和7.2% （Plt;0.001）。CK、Mg1、Mg2 和Mg3 處理水稻千粒重分別為24.92、25.00、25.23 和25.27 g，與CK 處理相比，Mg2 和Mg3 處理水稻千粒重分別顯著增加1.3% 和1.4% （Plt;0.001）。

在19 個試驗點中，與CK 處理相比，Mg1 處理下增產(chǎn)率小于5% 的樣本有8 個，占總數(shù)42%，增產(chǎn)率在5%～10% 的樣本數(shù)有6 個，占總數(shù)的35%，增產(chǎn)率在10%～15% 和15%～20% 的樣本均為2 個，均占總數(shù)的11%，增產(chǎn)率大于20% 的樣本數(shù)最少，只有1 個，占總數(shù)的5%。Mg2 處理下增產(chǎn)率在5%～10% 的樣本數(shù)最多 （8 個），占總數(shù)的42%，與Mg1 處理相比，增產(chǎn)率在10%～15% 和大于20% 的樣本有所增高，分別為3 個和2 個，分別占總數(shù)的16% 和11%，增產(chǎn)率小于5% 和在15%～20% 的樣本數(shù)有所下降，分別為5 個和1 個，分別占總數(shù)的26% 和5%。Mg3 處理下增產(chǎn)率小于5% 和增產(chǎn)率在5%～10% 的樣本數(shù)相同，均為7 個，均占總數(shù)的37%，增產(chǎn)率大于20% 的樣本數(shù)最少 （1 個），占總數(shù)的5% （圖4）。

2.3 不同鎂肥用量對水稻經(jīng)濟效益的影響

不同鎂肥用量顯著影響水稻生產(chǎn)經(jīng)濟效益。CK、Mg1、Mg2 和Mg3 處理毛利潤分別為23343、24488、24970 和25012 元/hm2，純利潤分別為21261、22180、22430 和22247 元 /hm2，與CK 處理相比，Mg1、Mg2 和Mg3 處理水稻純利潤分別顯著增加4.3%、5.5% 和4.6% （Plt;0.001）。Mg1、Mg2 和Mg3 處理產(chǎn)投比分別為1.7、2.3 和2.2，Mg2 處理下水稻得到最高的經(jīng)濟回報 （圖5）。

2.4 各試驗點水稻鎂肥肥效反應方程及最佳鎂肥用量

分別用二次曲線模型、“線性+平臺”模型對各試驗點的水稻產(chǎn)量和鎂肥用量進行擬合后發(fā)現(xiàn)，在19 個試驗點中有18 個試驗點用二次曲線擬合效果好，僅有1 個試驗點 （閩侯，2020） 采用“線性+平臺”模型擬合效果好 （表4）。各試驗點鎂肥推薦用量最高為MgO 49.3 kg/hm2，最低為MgO 24.1 kg/hm2，平均為MgO 36.5 kg/hm2。

2.5 福建省水稻區(qū)域鎂肥推薦用量及鎂肥需求

采用“線性+平臺”模型獲取相對產(chǎn)量與對應土壤交換性鎂含量之間關(guān)系，得到其擬合方程為Y1=0.28X+73.23 （Xlt;82.54）；Y2=96.25 （X≥82.54），R2=0.69 （圖6）。為此，本研究簡化福建水稻區(qū)土壤交換性鎂分級指標，將土壤交換性鎂含量小于80 mg/kg劃分為缺乏，土壤交換性鎂大于80 mg/kg 劃分為適宜。

基于上述各試驗點建立的肥料效應函數(shù)，采用最大經(jīng)濟收益法 （MRTMg） 計算了福建稻區(qū)最佳經(jīng)濟施鎂量，結(jié)果顯示，福建稻區(qū)鎂肥 （MgO） 最佳經(jīng)濟用量為31.6 kg/hm2，對應施用鎂肥增產(chǎn)的純利潤為1308 元/hm2。當土壤交換性鎂小于80 mg/kg 時鎂肥（MgO） 用量需提高至33.2 kg/hm2，當土壤交換性鎂含量在80～120 mg/kg 時調(diào)整鎂肥 （MgO） 用量為27.3 kg/hm2，當土壤交換性鎂含量大于120 mg/kg 時需調(diào)整鎂肥 （MgO） 用量為15.8 kg/hm2 （圖7）。

進而綜合考慮水稻種植分布及土壤交換性鎂的供應狀況，估算福建稻區(qū)的鎂肥需求。福建水稻種植總面積為60 萬hm2，水稻鎂肥總需求為17831 t（MgO），其中種植面積最大地區(qū)為南平 （15.1 萬hm2），對應鎂肥需求量為4740 t （MgO）；水稻種植面積最小地區(qū)為廈門 （0.19 萬hm2），鎂肥需求量為60 t （MgO）（圖8）。

3 討論

本研究表明，福建稻區(qū)土壤交換性鎂平均含量為72.1 mg/kg，遠低于我國160.5 mg/kg 的平均值[7]，稻區(qū)土壤交換性鎂的臨界閾值為80 mg/kg，其中低于80 mg/kg 的土壤樣點占74% （圖1，圖6），說明福建稻區(qū)土壤交換性鎂處于普遍缺乏的狀況。福建省土壤主要類型為紅壤，前人研究結(jié)果顯示鎂在紅壤中極易發(fā)生淋洗，淋洗量為127.7 mg/kg，淋失率達79.9%[29]，因此在水稻生產(chǎn)中需加強鎂肥的推廣應用。土壤鎂的供應能力與鎂肥的增產(chǎn)效應有直接的關(guān)系。在土壤缺鎂的情況下，施用鎂肥后水稻具有明顯的增產(chǎn)效果 （圖3）。魏朝富等[30]和陳志青等[31]分別在交換性鎂含量為35、43.4 mg/kg 的土壤上施鎂后發(fā)現(xiàn)水稻產(chǎn)量顯著提高，這與我們的研究結(jié)果一致。然而Liu 等[32]研究表明東北地區(qū)水稻土施鎂肥的增產(chǎn)效果不明顯，這可能是因為東北地區(qū)土壤交換性鎂含量 （282 mg/kg） 遠高于本研究中80 mg/kg 的缺乏閾值。Sipahutar 等[ 3 3 ]研究表明若土壤鎂本底值過高，則施用鎂肥后作物產(chǎn)量不會顯著提高。我國水稻主要分布于長江以南的酸性土壤區(qū)，關(guān)注土壤鎂的供應狀況并適當補鎂對水稻增產(chǎn)增效具有重要意義。

本研究結(jié)果表明施用鎂肥可以顯著提高水稻的產(chǎn)量，與胡鐵軍等[34]的研究結(jié)果一致。鎂肥對水稻有效穗數(shù)、實粒數(shù)和千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成指標有重要影響，韓科峰等[35]和李延等[36]也得出了類似的結(jié)論。周立軍等[37]研究表明，鎂對水稻千粒重無顯著影響，對有效穗數(shù)和每穗實粒數(shù)影響顯著，本研究結(jié)果同樣表明鎂肥主要通過影響有效穗數(shù)和實粒數(shù)來影響水稻產(chǎn)量，對千粒重影響相對較小，說明鎂肥主要通過影響水稻有效穗數(shù)和每穗實粒數(shù)來影響水稻產(chǎn)量。水稻產(chǎn)量和干物質(zhì)的分布和累積有關(guān)，充足的鎂營養(yǎng)可增加水稻莖葉中淀粉和糖含量，提高碳水化合物從水稻莖葉向籽粒運輸速度，促進水稻干物質(zhì)的累積，進而提高水稻的產(chǎn)量[38?39]。本研究結(jié)果表明，與CK 處理相比，施鎂可以顯著提高水稻生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，且Mg2 處理下水稻的純利潤最大，鎂肥施用處理的產(chǎn)投比達到2.3 （圖5）。聯(lián)合國糧農(nóng)組織根據(jù)世界各國施肥的情況，認為施肥增加的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)值與肥料投入成本的比值 （VCR） 大于2 則有必要考慮肥料的施用[40]。綜合水稻施鎂后純利潤和產(chǎn)投比的變化，說明適宜的鎂肥用量對水稻經(jīng)濟效益具有重要意義。

本研究結(jié)果表明水稻鎂肥肥效反應適宜采用一元二次方程進行模擬 （表4），在適宜范圍內(nèi)施鎂對水稻產(chǎn)量有明顯提升，但過量施鎂水稻有減產(chǎn)風險。Lamichhane 等[41]的研究結(jié)果表明，過量鎂供應對水稻產(chǎn)量有抑制作用，與本研究結(jié)果一致。Noor 等[42]及Ertiftik 等[43]對玉米施鎂后也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象，即只有在適宜的施鎂區(qū)間內(nèi)作物的產(chǎn)量才可以達到最大值。楊利華等[44]的研究表明，過量施用鎂肥有抑制氮磷鉀在玉米體內(nèi)積累的趨勢，對產(chǎn)量無明顯影響。造成這些結(jié)果的原因是鎂的過量供給會抑制植物根系活力和氨基酸的合成能力，抑制植物對鈣和鋅等離子的攝入導致其根系生長受到抑制，進而對產(chǎn)量帶來負面影響[45?47]。前人研究結(jié)果表明，土壤交換性鎂含量愈低，鎂肥對作物的增產(chǎn)效果愈顯著[48]，本研究整體上也得出同樣的結(jié)果。但個別試驗點結(jié)果卻顯示最佳鎂肥用量并不隨土壤交換性鎂含量升高而降低，例如福安 （2020） 田塊土壤交換性鎂含量（86.4 mg/kg） 較福安 （2021） 田塊交換性鎂含量 （47.8mg/kg） 高，但二者的最佳鎂肥用量并無差異 （表4），葉曉磊等[49]對油菜施鎂后也發(fā)現(xiàn)低鎂田塊最佳鎂肥用量與高鎂田塊無較大差異。這可能是因為土壤中鎂離子與其他離子間的互作影響了鎂的增產(chǎn)效應，本研究中福安 （2020） 試驗點土壤鉀鎂比為2.1，高于福安 （2021） 試驗點土壤鉀鎂比 （1.5） （表2），對于一般植物來講土壤最佳的鉀鎂比為0.5，若土壤鉀鎂比過高會抑制植物對鎂的吸收[50]，導致鎂肥增產(chǎn)效應下降，因此在田間鎂肥施用中若土壤K/Mg 較高應適當提高鎂肥用量。此外，個別試驗點結(jié)果還顯示低鎂田塊鎂肥增產(chǎn)效應反而低于高鎂田塊，例如閩侯試驗點土壤交換性鎂含量為192 mg/kg，高于寧化試驗點土壤交換性鎂含量 （54 mg/kg） （表2），但寧化試驗點水稻鎂肥增產(chǎn)效應反而更低 （表4）。我們推測造成這種結(jié)果的原因可能是鎂肥在土壤中易發(fā)生淋洗[29]，因此降雨量可能會影響鎂肥對作物的增產(chǎn)效果，寧化試驗點年平均降雨量 （1700 mm） 高于閩侯試驗點 （1310 mm） （表1），且各試驗點鎂肥均為一次性基施，因此寧化試驗點水稻施鎂后鎂肥受淋洗程度高，造成了鎂肥增產(chǎn)效應降低。

目前我國關(guān)于水稻鎂肥區(qū)域推薦施用量研究仍較為缺乏，大多推薦施肥量來自專家建議，適用性范圍具有局限性[33]。本研究借鑒美國在玉米帶上的區(qū)域氮肥推薦施用方法 （MRTN）[27]，該方法由于降低了年際間因氣候等因素導致的推薦施肥量變異和地塊之間推薦施肥量變異，因此在區(qū)域推薦施肥量上對比其他推薦施肥方法如土壤測試方法、植株營養(yǎng)診斷法等有更好的效果從而得到廣泛推廣應用。后來該方法被我國引進應用到玉米、小麥和水稻主產(chǎn)區(qū)的氮肥推薦用量上，也很好的驗證了該方法的可行性[28， 51]。本研究從區(qū)域鎂肥效益最大化入手，綜合大面積多點位鎂肥肥效反應情況，在產(chǎn)量和經(jīng)濟效益間取得平衡點，照顧了農(nóng)戶的經(jīng)濟風險，進而給出不同土壤供鎂條件下的區(qū)域鎂肥最佳經(jīng)濟用量，往定量施肥邁進了一步。但由于受限于本研究中田間試驗樣本數(shù)仍偏少、個別地塊之間土壤基礎(chǔ)肥力和產(chǎn)量存在差異等因素，鎂肥推薦用量仍需得到進一步的驗證，并根據(jù)相應結(jié)果進一步完善相應的模型。本研究結(jié)果表明福建稻區(qū)鎂肥總需求為17831 t，然而目前從事水稻生產(chǎn)的農(nóng)戶甚至基層農(nóng)技推廣人員對水稻鎂營養(yǎng)與施肥的認知仍普遍不足，忽視了鎂肥在水稻生產(chǎn)中的應用[52]。因而迫切需要加強水稻鎂肥科學施用技術(shù)的普及應用。

4 結(jié)論

福建稻區(qū)土壤交換性鎂平均含量為72.1 mg/kg，小于80 mg/kg 的土壤樣點占74%，土壤鎂缺乏的問題比較普遍。優(yōu)化鎂肥施用可實現(xiàn)水稻增產(chǎn)7.2%，鎂肥主要影響水稻有效穗數(shù)及每穗實粒數(shù)，優(yōu)化鎂肥施用使有效穗數(shù)顯著增加4.9%，每穗實粒數(shù)顯著增加7 . 2 %。福建稻區(qū)土壤交換性鎂缺乏閾值為80 mg/kg，通過最大經(jīng)濟效益法計算得出，福建稻區(qū)鎂肥 （MgO） 推薦用量為31.6 kg/hm2。當土壤交換性鎂含量小于80 mg/kg 時，鎂肥（MgO） 用量需提高至33.2 kg/hm2；當土壤交換性鎂含量在80～120 mg/kg時，鎂肥 （MgO） 用量需調(diào)整為27.3 kg/hm2；當土壤交換性鎂含量大于120 mg/kg 時，需降低鎂肥 （MgO）用量至15.8 kg/hm2。基于福建稻區(qū)分布及土壤鎂供應狀況估算，目前福建稻區(qū)鎂肥 （MgO） 需求總量為17831 t。

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