□南京農業大學資源學院謝凱柳郭世偉
1936年,美國參議院頒發了第264號文件。文件中包括這樣一段警告:“一個驚人的事實是,在數百萬英畝的土地上再也沒有足夠的礦物質,而從這些土地上出產的食物正在讓我們變得饑餓——無論我們吃多少東西都難以消除這種饑餓。今天的人們永遠不可能攝取足夠量的蔬菜和水果,為他的身體系統提供塑造完美體格所需要的礦物質,因為他的胃不可能裝得下?!?988年,《健康和營養部長報告》得出結論說,美國每21起死亡就有15起與營養缺乏有關(幾乎占到了75%)。
顯然,人們從作物中汲取的礦物質等營養不夠,或者說可能是作物本身就營養匱乏。而鎂的種種優勢可以彌補這一缺陷。但是,有時候并不是土壤養分不夠,而是作物無法從土壤中充分吸收氮磷鉀以及礦物質等養分。如今,鎂正在發揮著協同和促進氮、鉀等作物養分吸收的關鍵作用。
鎂是植物生長發育必需的礦質元素,對果實/籽粒產量和品質形成具有關鍵的營養和生理作用。缺鎂植物常表現出老葉脈間失綠黃化。植物出現缺鎂癥狀的原因除了土壤本身有效鎂含量低外,還與不合理的農事操作、高強度的集約化生產和不科學的田間施肥管理等有關。在生產實踐中,一方面由于農民忽視對含鎂肥料的施用,另一方面過量的氮磷鉀肥施用和盲目的肥料形態配伍,特別是過量銨態氮肥和鉀肥的投入均會誘發植物缺鎂。

植物缺鎂癥狀(來自:Senbayram等,2015)。
農業生產中,含氮肥料施入土壤后,在適宜的條件下,均能進行銨態氮(NH4+-N)和硝態氮(NO3--N)之間的快速轉換。根據植物吸收養分的電荷平衡原則,NO3--N有利于促進根系對土壤中包括鎂(Mg2+)在內的陽離子的吸收,表現出協同效應;而NH4+-N則抑制根系對Mg2+的吸收,表現出拮抗效應。不同氮肥品種對鎂素吸收的不利影響程度為:硫酸銨>尿素>硝酸銨>硝酸鈣。另外,與NO3--N不同,當植物吸收過多的銨態氮,體內產生的NH3易導致銨中毒,影響植物生長發育,適量增施鎂肥一定程度上逆轉過量的銨對植物的毒害。
鉀鎂互作表現為過量施用鉀肥后,土壤中高濃度的鉀離子(K+)會抑制根系對Mg2+的吸收。鉀對鎂的拮抗作用不僅表現在抑制根系對鎂的吸收,而且還阻礙鎂離子由根系向地上部運輸。但反過來,鎂對鉀的拮抗作用較弱,甚至沒有影響。平衡施用鉀鎂肥可以增加作物的產量,表明鉀和鎂之間也有一定的協同作用,當介質中鉀濃度較低時,鉀離子會刺激植物對于鎂的吸收利用。
鎂對植物生長的效應受多種因素制約,包括土壤中交換性鎂的濃度、交換性陽離子比率(K/Mg)、鎂飽和度、氮肥形態,還與作物特性、鎂肥用量、鎂肥種類及其與其他肥料配合施用等因素有關?;诘V和鉀鎂間的互作關系,在實際生產中,可因地制宜地進行氮鉀用量和氮素形態與鎂肥的配合施用,在作物不同生育時期和養分關鍵臨界期,創制匹配肥料-土壤-植物系統的肥料用量與配伍,實現高產高效施肥的目標。研究表明,適于作物生長的土壤中交換態K/Mg比一般為0.8-20,且大田作物最適的土壤交換態K/Mg應小于5,蔬菜和糖用甜菜應小于3,果樹和溫室作物應小于2;同時,為最大程度提高鎂肥的效果,施肥時還應考慮作物種類、生育期、土壤層次和結構、灌溉和氣候等因素。因此在生產上,應合理利用植物營養元素間的拮抗和協同作用,進行鎂素養分綜合管理,為實現提質增效和產業升級的現代農業生產服務。