镁是植物的必需营养元素,在植物的生理生化过程中扮演着重要角色。
在经济作物区,氮、磷、钾这些大量元素的施用量一般都非常充足,因营养元素缺乏引发生理障碍的,大都是中微量元素的缺乏所致。
植物对镁元素的需求量很大
表1 植物正常生长所需矿质养分的平均含量
表2 不同作物的单位产量需肥量(kg/1000kg)
表3 不同作物对镁元素的敏感程度
镁元素的缺乏症状及发生原因
镁在植物体内易移动,植物缺镁首先表现在中下部老叶片上。
图1 莲雾叶片缺镁症状
植物镁的缺乏通常有两方面原因:一是土壤中镁含量较低,不能满足植物的养分需求;二是土壤中镁含量并不低,但受到土壤中其它养分离子的相互作用,根系对镁的吸收量低。
土壤中镁含量低导致的缺镁
据报道,我国土壤存在缺镁(交换性镁含量小于25mg/kg)的耕地比例达到36%,主要集中于长江以南地区,面积非常之大。
表4 土壤养分丰缺参考指标(mg/kg)
土壤离子间相互作用导致的缺镁
在高产农业体系中,钾肥的大量投入是造成植物缺镁的重要原因。
表5 添加K+和Ca2+(0.25mM)对大麦苗吸收Mg2+的影响
图2 哈密瓜叶片缺镁早期症状
图3 哈密瓜正常叶片(左)和黄化斑驳叶片(右)
表6 哈密瓜叶片诊断结果
除了钾和钙以外,土壤中过多的其它阳离子也会影响到镁的吸收,例如Mn2+、NH4+等,同样的同电荷的阴离子之间也存在类似的相互作用。其发生原因,与根系对养分离子的吸收机制有关。
图4生物膜上的转运蛋白(示意图)
K+、Ca2+和NH4+等对Mg2+吸收的拮抗机理,在于竞争细胞内部的负电势,而Mn2+、Cu2+等离子对Mg2+的拮抗作用在于竞争结合位点,因此外界阳离子浓度较高时,会抑制根系对镁离子的吸收。
图5植物细胞中质膜和液泡膜上的转运蛋白
综上所述,在施肥时偏施钾肥、铵态氮肥,以及施入大量的石灰调节土壤酸性,都有可能加剧植株缺镁的现象。但不是所有的情况下阳离子间都是拮抗作用,在低浓度下反而会促进相互吸收。因此,在田间管理上注重养分的均衡施入显得尤为重要。
植物镁的补充途径:
针对土壤缺镁或者作物需镁量大的情况,要适量补充镁肥。
施用镁肥
选择镁肥的种类,要考虑作物的生育特征、土壤情况以及田间管理的便利性。对于长期作物或者作为基肥使用,可以选择微溶性的长效镁肥,如钙镁磷肥或磷酸镁铵等,钙镁磷肥是碱性的,对于调节土壤酸性有一定的作用;对于短期作物或者作为追肥使用,可以选择硫酸镁、氯化镁等,具有灌溉设施的地块,可以结合灌溉系统施用。短期缓解植物的缺镁症状,还可以通过根外追肥(叶面肥)补充镁肥,硫酸镁是常见的叶面镁肥,市售的叶面镁肥还有一些有机螯合/络合的产品,例如糖醇镁、LSA-镁(木质素磺酸络合镁)等,叶面吸收的效果更佳。
镁肥的施用量,要根据作物的需肥量、土壤的营养状况、养分利用率和阶段营养需求综合来决定。生产上,一般基肥亩施用1-1.5kg Mg即可,发生缺镁症状可每亩施用5-10公斤左右的硫酸镁,再观察效果。
3.2 均衡施肥
鉴于K+、Ca2+、NH4+等多种土壤阳离子在浓度较高时对Mg2+的竞争性吸收抑制,在田间管理中要避免单次投入大量的上述养分,过量的养分不仅会加剧对其它营养元素的缺乏症状,而且过量施肥养分利用率低、易损失,对植株、土壤、环境以及生产成本都是负担。
对于一些速生性的瓜果类,短期需钾量高的作物,在补充大量钾肥的情况下,要同时补充镁等其它元素,或者叶面补充镁肥,保证镁元素供应充足。利用石灰调节土壤酸性的,也要考虑到大量钙的投入对其它营养元素的影响,适量增加镁肥的投入,以维持土壤均衡的养分供应。
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