鎂肥不同施用量對水稻和小蘿卜產量與養分吸收的影響

吳光輝, 王綏干, 張冬明

(1.海口市農業技術推廣中心, 海南 海口 570206; 2.農業農村部 海南耕地保育科學觀測試驗站, 海南 海口 571100; 3.海南省農業科學院 農業環境與土壤研究所, 海南 海口 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】隨著社會經濟快速發展,人們對糧食、蔬菜的高營養、無污染、綠色健康等方面越來越重視[1]。據調查顯示,合理施用化肥可有效提高作物產質量,近年來,農戶為了提高作物產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,在長江以南地區土壤有效鎂含量普遍偏低,如江西、福建、海南等[3]。這些地區土壤普遍存在淋失嚴重、酸性強、鹽基養分匱乏等特點,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合成的鎂約占75%,與葉綠素色素有關的總鎂占15%～20%。缺鎂會導致植株碳水化合物的合成和運輸受阻,光合產物積累降低,嚴重時老葉或稍老葉片黃化,從而引起其產量和品質下降[6-9]。植株缺鎂后的表現較為隱蔽,有可能已經缺鎂但未表現出癥狀,尤其是多年生果樹更易出現缺鎂癥狀。蔬菜等經濟作物施鎂的增產效應明顯,水稻正常生長發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的生理活動,在影響作物品質、產量方面起關鍵作用。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、中醫食療等領域均有廣泛應用。因此,研究鎂肥不同施用量對水稻、小蘿卜產量與養分吸收的影響,對指導水稻、小蘿卜種植合理施用鎂肥,促進其產業發展有重要意義。【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,結果表明,與CK比,施用鎂肥處理顯著提高了圣女果產量;黃潤成[11]研究發現,施用99%七水硫酸鎂13.35 kg/hm2玉米產量增加4.95%,施用26.7 kg/hm2玉米產量增加5.05%,表明合理施用鎂肥可提高玉米產量;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量。【研究切入點】近年來,關于鎂肥施用對茶葉[13]、烤煙[14]、油菜[15]產質量的影響研究較多,有關鎂肥施用對水稻和小蘿卜產量和品質的影響研究鮮見報道。【擬解決的關鍵問題】以水稻和小蘿卜為研究對象,探究鎂肥不同施用量對其產量及養分吸收的影響,篩選適宜的鎂肥施用量,以期為作物高產、養分高效利用的鎂肥管理栽培技術提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021年7—11月在海口市長流鎮瓊華村和東山鎮東蒼村玉下洋進行,試驗地屬熱帶季風氣候,溫暖多雨、光熱充足、全年無霜雪、年均氣溫24.3 ℃。瓊華村土壤pH 5.73,有機質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458,由海南省農業科學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,由廣州市水江種業有限公司提供。

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

1.3 試驗方法

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

表1 試驗設計方案

水稻:試驗地面積為0.13 hm2,小區面積20 m2,移植規格20 cm×20 cm,每叢插2苗,各小區區塊移植苗數相等,區組間隔120 cm,小區間田埂高過田面20 cm,用塑料膜包住田埂,并深入地面15 cm防止竄水竄肥。肥料用量采用當地農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,其他生產管理措施同常規保持一致,于2021年7月種植,10月收割。

小蘿卜:試驗地面積為0.13 hm2,小區面積為20 m2,每小區單獨起壟,小區間隔0.2 m,排水較為順暢。肥料用量采用當地農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,其他農藝措施與常規處理保持一致,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。在收獲前期每小區隨機選擇具有代表性水稻5株,沿著地面割斷,帶回室內考種,并測定稻谷和植株樣品全氮、全磷、全鉀、全鈣及全鎂含量;收獲時每小區分別采收1 000 g稻谷,室內烘干計算稻谷產量。

2) 小蘿卜。收獲時每小區單獨采收和稱重計產,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 數據統計與分析

采用Excel 2013和SAS 9.1.3對試驗數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理水稻和小蘿卜的產量

由表2可知,不同施肥處理水稻和小蘿卜的產量存在差異。水稻產量為480.37～512.08 kg/667m2,以處理1最大,分別較CK和處理2增產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量。

表2 不同施肥處理水稻和小蘿卜的產量

2.2 不同施肥處理水稻秸稈和小蘿卜莖葉的養分含量

從表3看出,不同施肥處理對稻稈和小蘿卜莖葉養分含量的影響不同。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分含量

2.3 不同施肥處理稻米和小蘿卜塊莖的養分含量

從表4看出,不同施肥處理對稻米和小蘿卜塊莖養分含量的影響不同。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分含量

3 討論

鎂是作物生長發育所必需的微量元素,可促進植株光合作用,調節營養代謝及提高抗逆能力等,從而提高作物產量和品質。張加明[16]研究表明,在配方施肥基礎上葉面噴施鎂肥可促進水稻的生長發育,有效提高水稻株高、有效穗數、千粒重與結實率、產量等。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,其產量均有所降低,與郝建勛[17]的研究結果相似。

作物的養分主要來源于土壤本身含礦物質、大氣以及增施的有機無機肥料等,經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]的研究結論相似。表明,在配方施肥基礎上增施鎂肥有利于促進水稻和小蘿卜養分含量的累積,提高養分利用效率,增加產量,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。研究結果顯示,種植水稻和小蘿卜采用配方施肥+鎂肥30 kg/hm2,其產量達最大,但未篩選出種植水稻和小蘿卜鎂肥施用量的最佳配比,后續需通過大量田間肥效試驗逐漸優化,進一步明確其最佳配比。

4 結論

綜合鎂肥不同施用量對水稻和小蘿卜產量及養分吸收的影響得出,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,在配方施肥基礎上適量增施鎂肥,有利于促進其對養分含量的累積,提高養分利用效率,增加產量,是缺鎂土壤消除缺素問題的有效措施。