硫酸鉀鎂在幾種作物上應用的產量與品質效應

摘要：硫酸鉀鎂是一種天然的礦質肥料，其鉀、鎂、硫元素可大大促進作物的光合作用。在中國硫酸鉀鎂施用不太普遍的情況下，針對水稻、蔬菜、果樹等作物，總結了近年來硫酸鉀鎂施用對作物生長性狀、產量、品質及經濟效益等方面的效果，分析了該肥料合理施用的主要技術和條件，提出了硫酸鉀鎂在中國農業技術推廣中存在的問題，旨在為土壤養分管理和作物增產增效提供參考。

關鍵詞：硫酸鉀鎂；水稻；蔬菜；果樹；產量；品質

中圖分類號：S143；S5 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）19-4577-05

鉀、鎂、硫均是作物生長發育所必需的營養元素，同時鉀也是肥料三要素之一[1]。鉀在作物生長過程中參與許多重要的生理代謝活動[2]，缺鉀會導致作物病害發生，植株矮小，對惡劣環境的抵抗力下降[3]。鎂既是作物體內某些有機物質的組成成分，又參與許多酶的合成，對植物正常生長具有重要意義[4，5]。據報道，目前全國約有54%的土壤不同程度缺鎂[6]。作物缺鎂時可能導致枯萎病的發生，鎂吸收量過大時可能會增加番茄細菌性斑點病的發病率以及胡椒或花生的莢果腐爛[7]，施用鎂肥可減少植物對土壤重金屬的吸收，降低重金屬對植物的不利影響[8]。硫對提高作物的耐寒、抗旱能力有積極作用[1]。含有硫和鎂的肥料對提高土豆產量和品質有明顯作用，可增加土豆對鏈霉菌感染的抵抗力[9]。還有研究證明，硫和農家肥配施可增強大豆根瘤菌的活性，提高大豆產量[10]。但是硫卻并不為農民所重視，所以很多地區土壤存在缺硫現象。

作物從土壤中吸收大量的鉀、硫、鎂，所以每年應向土壤中通過施肥等方式補充這些營養元素，以促進作物生長健壯[2]。事實上，中國農業耕地普遍缺鎂少硫，不重視鉀肥的施用，尤其在南方地區。導致作物發病的一個常見因素就是養分變化導致營養收支不平衡，所以均衡施肥對作物的正常生長具有重大意義。硫酸鉀鎂含有大量鉀元素，又含有硫、鎂兩種中量元素，與傳統的氯化鉀和硫酸鉀相比，更符合均衡施肥的需求[11]。

被稱為“黃金搭檔”的硫酸鉀鎂在國外應用已有近60年的歷史[13]，一系列研究表明：硫酸鉀鎂是含有重要營養元素的優質肥料，其應用和推廣可以改善土壤環境，為促進作物豐產提供有利條件[15-18]；硫酸鉀鎂可增加甜菜的含糖量，增幅高達16.5%[19]；因為鉀鎂鹽不含氯，所以成為煙草、馬鈴薯和柑橘這類對氯敏感作物的最佳選擇[20]。在中國雖然應用硫酸鉀鎂較晚，但自2006年以來，一些大型硫酸鉀鎂生產公司與中國科學院、農業科研單位、農業院校合作的關于硫酸鉀鎂效應研究的項目，有許多研究證實了硫酸鉀鎂的良好功效，施用后使水稻產量明顯提高，營養品質有所改善[21-33]。盡管如此，硫酸鉀鎂并沒有在中國得到推廣運用，有關硫酸鉀鎂對水稻、蔬菜、果樹等糧食與經濟作物施用效果以及相關分析的總結也不多。為此，筆者查閱了近年來的相關文獻，主要分析了硫酸鉀鎂施用對水稻、蔬菜、果樹等作物的效果，旨在為該肥料的推廣應用提供科學依據。

1 硫酸鉀鎂在水稻上的應用效果

1.1 硫酸鉀鎂對水稻生長性狀的影響

硫酸鉀鎂所含的鎂、硫元素是構成葉綠素的主要成分之一，且鎂是組成葉綠素分子的惟一礦質元素。施用硫酸鉀鎂有助于促進葉片葉綠素的合成，防止葉片早衰，從而增強水稻葉片的光合強度，促進水稻高產、穩產。根系活力是衡量植株是否早衰的一個重要指標，作物養分的吸收主要依靠根系，根系活力強則可保證作物后期同化產物的積累、運輸及子粒的充實，從而提高產量。在施用氮、磷的基礎上增施鉀肥可以提高根系活力，而硫酸鉀鎂延緩根系衰老的效果更加明顯。

1.2 硫酸鉀鎂對水稻產量及經濟效益的影響

硫酸鉀鎂對水稻增產有明顯的效果。鮑賽紅[21]的試驗表明，水稻施用硫酸鉀鎂比當地常規施肥增產10.7%，與各處理差異達極顯著水平。在水稻試驗田施用不同用量的硫酸鉀鎂，隨著施用量的增加，水稻產量呈先增加后下降的趨勢[23，29，30]，說明硫酸鉀鎂的施用要結合實際選擇最佳用量。根據文獻報道，施肥量以652.00～1 023.00 kg/hm2比較適宜[21-29]。

1.3 施用硫酸鉀鎂對稻米品質的影響

鎂是植物生長的必需元素，與光合作用、碳水化合物合成及運轉、蛋白質合成、酶活性有密切的關系[30，31]。施用硫酸鉀鎂可以提高糙米率、精米率、粗蛋白質、粗淀粉、VC、總必需氨基酸、賴氨酸、蘇氨酸等的含量，降低堊白率和堊白度[23，29，31，32]。另有研究表明，硫酸鉀處理的稻米品質比硫酸鉀鎂好，如整精米率、糙米率更高[33]，可能與試驗田養分狀況有關，在不缺鎂的田塊施用硫酸鉀鎂效果并不明顯。

稻谷的碾米品質（出糙率和精米率）隨硫酸鉀鎂施用量的增加而改善，但變幅不大，而不施硫酸鉀鎂的稻米堊白率和堊白度均高于施用硫酸鉀鎂的處理[23]。有研究表明，在低鉀條件下施用適量的鎂可以促進鉀的吸收，高鎂量在一定程度上抑制鉀的吸收，大量施鉀會誘導作物發生缺鎂癥狀[30]。所以在大田生產上提倡合理施用鉀肥的同時，要重視鎂元素的補充，以避免發生鎂的缺乏，同時有利于改善稻米品質。

2 硫酸鉀鎂在蔬菜上的應用效果

2.1 硫酸鉀鎂對蔬菜生長性狀的影響

施用硫酸鉀鎂可使蔬菜株高有不同程度的增加，例如萵筍株高比常規施肥處理平均增加0.50～3.10 cm[34]，芹菜株高增加1.35 cm[35]；可使黃瓜、番茄、青椒、結球生菜等單果重增加，提高單株結果數[36-41]；增加萵苣、芹菜等莖葉類蔬菜的胸徑、葉長和葉寬[34，35]；使蘿卜和胡蘿卜的根狀莖長度增加，胸徑增粗，地上部生物量增加[40，42]；施用硫酸鉀鎂后的蔬菜葉色濃綠、葉片肥厚、莖稈粗壯，長勢良好；尤其使大蔥色白葉長，干尖程度輕[43]。硫酸鉀鎂可使蔬菜增加葉綠素含量、增強光合作用、增強營養物質的轉化和積累[37]。相對于不施肥或其他鉀肥處理，施用硫酸鉀鎂對蔬菜的生長具有明顯的促進作用。

2.2 硫酸鉀鎂對蔬菜產量及經濟效益的影響

盡管不同作物和土地類型表現出一定的差異性，但多數研究證明，施用硫酸鉀鎂可增加蔬菜產量，可使萵苣增產9.57%[34]，大蔥增產17.00%[43]，芹菜增產7.88%[35]，番茄增產0.50%～18.00%[36-38，41]，黃瓜增產14.65%[36]，青椒增產16.27%～24.90%[36，44]，生菜增產17.05%[45]，蘿卜增產11.00%[42]，增產幅度均較大。從獲得的經濟效益來看，雖然施用硫酸鉀鎂的成本增加，但是總體上獲得了更高的產投比，其中最高的產投比可達1.8[44]。陳俊[38]的研究表明，番茄施用硫酸鉀鎂相對于硫酸鉀處理增加收入高達4 710.00元/hm2，具有良好的經濟效益（表3）。

2.3 硫酸鉀鎂對蔬菜品質的影響

施用硫酸鉀鎂可以在一定程度上改善蔬菜的品質。施用硫酸鉀鎂后蔬菜可食用部分VC含量明顯增加，增幅為16.3%～29.3%[36，37，41，44]，尤其以青椒的VC含量增幅最明顯，可溶性蛋白增加34.9%～87.4%[36]。施用硫酸鉀鎂的大蔥辣味大，口感好，較抗紫斑病和霜霉病，且耐干旱[43]。施用硫酸鉀鎂能提高番茄果的糖酸比，且對其硝酸鹽有一定的抑制作用[37，41]，在合理施肥的基礎上均可有效降低蔬菜中的硝酸鹽含量[37，38，46]。需要注意的是，3 硫酸鉀鎂在果樹上的應用效果

3.1 硫酸鉀鎂對果樹生長性狀的影響

硫酸鉀鎂可明顯促進果樹生長。施用硫酸鉀鎂后柑橘秋梢生長比對照旺盛，枝條也較粗壯[47]；施用硫酸鉀鎂還可促進香蕉生長，使其莖稈更加粗壯，葉片增厚，葉色更濃綠，生長勢更強，可使香蕉徑圍增加9.8%，從而使香蕉抗寒力增強[48]；柑橘、蘋果、葡萄、香蕉等施用硫酸鉀鎂均可促進果實膨大，減少小果數而增加大果數，增加單穗果數、單穗重及單果重，單穗果數增幅達5.0%～10.5%、單穗重增加13.6%～47.3%、單果重增加8.1%～19.9%。此外，可促進果實大小均勻，果皮色澤更好，著色率提高，成熟度一致，商品率提高[47-53]。

3.2 硫酸鉀鎂對果樹產量及經濟效益的影響

相對于不施肥或其他肥料處理，硫酸鉀鎂處理對水果均有增產趨勢，其增產效果明顯。施用硫酸鉀鎂可增加葡萄的單穗果數、單穗重及單果重，增產效果較明顯，增幅達16.0%[51]，蘋果增產率高達35.1%[50]，香蕉增產率為11.6%～51.5%[48，49]。硫酸鉀鎂的增產效果有明顯的累積作用，連續施用2年的投肥效益以施硫酸鉀鎂肥最高， 比未施硫酸鉀鎂的增加純收益43.05%。柑橘施用硫酸鉀鎂第一年增產率為24.3%，連續施用增產率則達到51.9%，遠高于其他施肥處理[47]；蜜柚積累效果也較明顯[49]。施用硫酸鉀鎂可帶來更高的經濟回報，如香蕉增加經濟收入9 441.00元/hm2以上，增幅最高可達47.9%，產投比為2.2[48，54]。

3.3 硫酸鉀鎂對果樹品質的影響

大部分果樹施用硫酸鉀鎂后果實品質得到改善，主要表現在總糖量、可滴定酸、糖酸比、VC、可溶性固形物含量增加。不同的果樹施用硫酸鉀鎂后營養品質變化有細微的不同，但是改善品質的總趨勢不變。柑橘施用硫酸鉀鎂后總糖量、VC、可溶性固形物含量增加，糖酸比反而降低。臍橙施用硫酸鉀鎂后香氣較對照組也有明顯增強[53]。施用硫酸鉀鎂可明顯提高葡萄的內在品質，改善其風味和商品價值，提高葡萄果實中的可溶性固形物含量，降低硝酸鹽含量，但對VC含量的影響不明顯[51]。施用硫酸鉀鎂可以提高蘋果VC、總糖、可滴定酸、可溶性固形物含量和糖酸比，從而提高蘋果的營養品質，改善其風味[50]，連續幾年施用硫酸鉀鎂效果比單施一年效果更好。施用硫酸鉀鎂可使香蕉可溶性固形物含量增加21.3%，VC含量增加30.4%，總糖量增加15.4%[54]。但硫酸鉀鎂對某些果樹葉片的礦質營養元素含量有影響，在一定范圍內，增施硫酸鉀鎂會降低蘋果葉片中的鈣含量[50]，導致苦痘病，降低果實品質[16]。

4 問題與展望

水稻、蔬菜、果樹等作物施用硫酸鉀鎂后在促進作物生長、提高營養品質、增加產量方面表現出較好的效果。研究表明，硫酸鉀鎂還對西瓜、百合、茶葉、甘蔗、油菜、棉花、烤煙的生長具有促進作用，使其產量增加、品質改善和經濟效益提高[17，46，56-58]，相對于其他肥料，硫酸鉀鎂具有更高的經濟效益，值得推廣，尤其是缺鉀少鎂需硫的地區。但并不是所有的作物或土壤施用硫酸鉀鎂都可以獲得好的經濟效益，也有研究表明，在玉米和大豆試驗中施用硫酸鉀鎂的處理與其他硫肥處理的產量并沒有顯著差異，增加的產量可能還不夠支付投入肥料的成本，因此在施肥時應將土壤養分狀況、產品與肥料價格以及農用工具價格進行綜合考慮，也需要廣大基層農技部門與農戶合作進行更多的基礎性試驗，掌握土壤養分情況，以便于有針對性地合理施肥。

另外，硫酸鉀鎂在國外應用早已普遍，在中國卻少有應用。其中一個原因是中國鉀資源缺乏，大部分硫酸鉀鎂供應都要依靠國外進口，因而農民自然不會優先選擇價格偏貴的硫酸鉀鎂；二是中國現有的生產硫酸鉀鎂的公司不多，生產水平不及國外先進，產量不高，產品質量不優，一些中小肥料企業以摻混方法生產硫酸鉀鎂，有效成分低，質量難以保證，降低了硫酸鉀鎂的施用效果；三是長期以來部分農民的科學知識沒有得到提高，對中量元素增產的重要作用認識不足，也很少有相關的技術培訓與推廣，從而導致中國應用硫酸鉀鎂相對較少；四是生產企業多位于交通不便的西部，產品難以及時外運，運輸成本的增加使價格成為制約硫酸鉀鎂發展的一個重要因素。目前國內對硫酸鉀鎂在肥效、品質、品牌、知名度等方面的認知度還比較低，隨著國內硫酸鉀鎂產能的增長及生產企業數量的增加，如何使其形成一條連通硫酸鉀鎂上游和下游的農資循環經濟鏈條，還需要相關行業做大量工作，并爭取國家政策的支持。

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