山東設(shè)施蔬菜鎂營養(yǎng)研究進(jìn)展與計(jì)劃課件

2019.08.06山東設(shè)施蔬菜鎂營養(yǎng)研究進(jìn)展與計(jì)劃2019.08.06山東設(shè)施蔬菜鎂營養(yǎng)研究進(jìn)展與計(jì)劃11）明確山東設(shè)施蔬菜種植體系土壤-作物鎂營養(yǎng)狀況。2）研究鎂肥平衡施用對設(shè)施番茄產(chǎn)量、品質(zhì)的影響及其經(jīng)濟(jì)效益。3）番茄對鎂的生理需求（監(jiān)測動態(tài)過程）與鉀鎂拮抗生理機(jī)制。1、擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題1）明確山東設(shè)施蔬菜種植體系土壤-作物鎂營養(yǎng)狀況。1、擬解決21、明確山東設(shè)施蔬菜體系土壤-作物中鎂營養(yǎng)狀況；2、通過基施和葉面噴施鎂肥，分析鎂肥對番茄產(chǎn)量、品質(zhì)與經(jīng)濟(jì)效益的影響，分析設(shè)施番茄鎂素生理需求與機(jī)制。3、明確番茄對鎂的生理需求（監(jiān)測動態(tài)過程）與鉀鎂拮抗生理機(jī)制，最佳用量與效益，土壤、植株測試與診斷指標(biāo)，鎂的損失（淋洗）與平衡。2、研究目標(biāo)1、明確山東設(shè)施蔬菜體系土壤-作物中鎂營養(yǎng)狀況；2、研究目標(biāo)31）設(shè)施蔬菜鎂肥投入現(xiàn)狀及土壤鎂庫特征的研究(2018年）

山東省選取壽光市，調(diào)查71個設(shè)施番茄土壤。在壟上番茄中間進(jìn)行（不同剖面層次0-20、20-40、40-60cm）土壤采樣。調(diào)查土壤信息、種植管理、植株鎂營養(yǎng)狀況及產(chǎn)量品質(zhì)指標(biāo)等；測定土壤土壤類型、成土母質(zhì)、土壤質(zhì)地、陽離子交換量（CEC）、鹽基飽和度、土壤交換性鎂（乙酸銨浸提法）、土壤交換性鈣、土壤有機(jī)質(zhì)、pH、堿解氮、有效磷、速效鉀。調(diào)研施用肥料（N/P2O5/K2O/MgO/CaO）品種、用量、時期、方式以及重要的栽培管理措施，及產(chǎn)量信息。同時測定葉片養(yǎng)分含量果實(shí)養(yǎng)分、產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)。研究內(nèi)容一、區(qū)域土壤-作物鎂營養(yǎng)狀況調(diào)研3、研究內(nèi)容1）設(shè)施蔬菜鎂肥投入現(xiàn)狀及土壤鎂庫特征的研究(2018年）4山東壽光設(shè)施番茄主要種植區(qū)土壤交換性鎂（左）和pH（右）分布圖1、山東壽光設(shè)施蔬菜土壤鎂營養(yǎng)狀況山東壽光設(shè)施番茄主要種植區(qū)土壤交換性鎂（左）和pH（右）分布5圖1番茄果實(shí)和植株（葉片）中鎂含量聚類分析圖2不同程度缺鎂的設(shè)施番茄葉片鎂含量分類通過聚類分析，結(jié)合植株鎂含量標(biāo)準(zhǔn)將71個樣品劃分為三類：

番茄嚴(yán)重缺鎂（鎂含量為<0.3%，N=40），

缺鎂（0.3%-0.5%，N=22），

不缺鎂（>0.5%，N=9）。2、壽光設(shè)施番茄鎂營養(yǎng)狀況0.3%0.5%圖1番茄果實(shí)和植株（葉片）中鎂含量聚類分析圖2不同程度缺63、

植株鎂含量對番茄產(chǎn)量的影響

番茄缺鎂導(dǎo)致番茄產(chǎn)量顯著降低，重度缺鎂與缺鎂土壤較不缺鎂土壤的番茄產(chǎn)量（149.5tha-1）分別降低了31.4%，16.5%。3、植株鎂含量對番茄產(chǎn)量的影響番茄缺鎂導(dǎo)致番茄產(chǎn)量顯著降7缺鎂程度不缺

ND(n=40)缺鎂

MD(n=22)嚴(yán)重SD(n=9)pH范圍7.71-8.067.56-8.216.32-8.35平均值7.94A7.90A7.81B變異系數(shù)0.010.020.04有機(jī)質(zhì)

范圍17.6-25.215.2-35.915.9-45.5平均值20.6A20.7A23.1A變異系數(shù)0.150.200.34速效磷

范圍188-29446-442178-391平均值238B204C264A變異系數(shù)0.130.410.23速效鉀

范圍254-393266-494304-683平均值308C394B519A變異系數(shù)0.140.180.20堿解氮范圍112-19273-19859-237平均值150A139A169A變異系數(shù)0.150.240.231）番茄不同缺鎂程度的土壤理化性質(zhì)差異番茄嚴(yán)重缺鎂土壤pH的平均值顯著低于番茄缺鎂和不缺鎂的土壤，分別降低了0.09和0.13，表明隨著土壤pH降低番茄缺鎂程度加?。浑S著番茄缺鎂程度加劇土壤速效鉀含量顯著增加，且差異達(dá)到顯著性水平。4、探究石灰性土壤上設(shè)施番茄缺鎂原因缺鎂程度不缺缺鎂嚴(yán)重pH范圍7.71-8.067.56-82）番茄不同缺鎂程度的土壤交換性鈣鎂差異AbAbAaBcAbAaBcAbAaAaAaAaAbAaAaAbAbAa隨著番茄缺鎂程度加劇，相對應(yīng)的0-20cm土層土壤交換性Mg2+含量呈降低趨勢，番茄嚴(yán)重缺鎂的土壤交換性Mg2+均值顯著低于番茄不缺和缺鎂的土壤；番茄缺鎂表層土壤交換性鈣鎂含量均顯著低于底層土壤，缺鎂土壤淋洗風(fēng)險(xiǎn)程度增加。2）番茄不同缺鎂程度的土壤交換性鈣鎂差異AbAbAaBcAb9植株鎂/鈣選擇性吸收={Mg/（Ca+Mg）植株}/{Mg/（Ca+Mg）土壤}隨著缺鎂程度的增加，番茄對鎂/鈣選擇性吸收呈降低趨勢。嚴(yán)重缺鎂番茄的鎂/鈣選擇性吸收顯著低于不缺鎂和缺鎂的番茄，后兩者差異不顯著。與不缺鎂番茄的鎂/鈣選擇性吸收相比，嚴(yán)重缺鎂番茄降低了32%。3）不同缺鎂程度的番茄植株對鎂/鈣選擇性吸收植株鎂/鈣選擇性吸收={Mg/（Ca+Mg）植株}10缺鎂程度DegreeofMgdeficiency土層(cm)陽離子交換量CEC（cmol·kg-1）離子飽和度Cationpercentsaturation(%)

CPSCa2+CPSMg2+CPSK+不缺ND(n=9)Nodeficiency0-2022.88Ca80.98Aa9.92Ab9.10Ba

20-4019.24Ab83.05Aa15.00Aa1.95Ab

40-6020.01Ab81.33Ab16.63Aa2.04Ab

中度MD(n=22)Moderatedeficiency0-2025.20Ba80.66Aa8.91ABb10.42Aa

20-4019.16Ab83.09Aa14.87Aa2.04Ab

40-6020.10Ab82.18Aa15.88Aa1.94Ab

嚴(yán)重SD(n=40)Severedeficiency0-2030.43Aa82.64Aa6.21Bb11.15Aa

20-4020.61Ab81.50Aa16.51Aa2.00Ab

40-6019.30Ab80.27Aa17.59Aa2.14Ab

4）土壤交換性陽離子組成與占比0-20cm土層土壤中交換性K+飽和度顯著增加，Mg2+飽和度顯著降低，而Ca2+飽和度無明顯差異。與番茄不缺鎂土壤相比，番茄中度缺鎂的土壤交換性K+飽和度增加了17%，Mg2+飽和度降低了8.3%；番茄嚴(yán)重缺鎂的土壤K+飽和度增加了34%，Mg2+飽和度下降了29%。缺鎂程度土層(cm)陽離子離子飽和度

CPSCa2+CPS115）番茄不同缺鎂程度的鎂與鉀、鈣的厘摩爾比的差異隨番茄缺鎂程度加劇，0-20cm土層土壤交換性離子

Ca/Mg和K/Mg比例升高，番茄嚴(yán)重缺鎂的土壤

Ca/Mg、K/Mg（13.32，1.80）比番茄未表現(xiàn)出缺鎂的土壤（8.16，0.92）分別顯著升高了63%和96%；番茄缺鎂的土壤比番茄未表現(xiàn)出缺鎂的的Ca/Mg、K/Mg（9.05，1.17）分別升高11%和27%。5）番茄不同缺鎂程度的鎂與鉀、鈣的厘摩爾比的差異隨番茄缺鎂程12

交換性鎂交換性鈣鈣/鎂鉀/鎂植株鎂含量pH0.292*0.256*-0.376**-0.342**0.131堿解氮-0.0340.0330.1250.153-0.242*速效磷0.2350.1020.097-0.005-0.294*速效鉀-0.0190.0550.1370.051-0.258*交換性鎂10.139-0.710**-0.747**0.348**交換性鈣10.18-0.031-0.005鈣/鎂10.860**-0.327**鉀/鎂

1-0.314**6）番茄植株鎂含量與相關(guān)土壤理化性狀指標(biāo)相關(guān)性分析土壤中速效鉀含量與速效磷含量與植株鎂含量呈顯著負(fù)相關(guān)。土壤中交換性鎂的含量與植株中鎂含量呈極顯著正相關(guān)，表明在一定范圍內(nèi)土壤中交換性鎂含量越多，越有利于植株吸收鎂。土壤中的鈣鎂比和鉀鎂比與植株鎂含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，表明土壤交換性鈣鎂，鉀鎂比升高，抑制植株對鎂的吸收。交換性鎂交換性鈣鈣/鎂鉀/鎂植株鎂含量pH0.292*0137）番茄植株鎂含量與土壤交換性鎂，鈣鎂比，鉀鎂比的通經(jīng)分析自變量與Y的簡單相關(guān)系數(shù)通經(jīng)系數(shù)（直接作用）間接通徑系數(shù)（間接作用）交換性鎂鈣/鎂鉀/鎂合計(jì)交換性鎂0.3480.3310.28190.26520.5471鈣/鎂-0.327-0.397-0.2471-0.3053-0.5524鉀/鎂-0.234-0.355-0.2473-0.3414

-0.5887三個自變量對植株鎂含量Y的直接影響中，鈣鎂比的直接作用最大，其次是鉀鎂比，交換性鎂的直接作用最小，但三者相差較小。鉀鎂比通過鈣鎂比對植株鎂含量Y產(chǎn)生的間接作用較大（-0.3414），表明壽光設(shè)施番茄土壤鉀鎂比、鈣鎂比失調(diào)共同導(dǎo)致設(shè)施番茄缺鎂。7）番茄植株鎂含量與土壤交換性鎂，鈣鎂比，鉀鎂比的通經(jīng)分析自14從研究區(qū)域整體看，石灰性土壤設(shè)施番茄缺鎂較為普遍，缺鎂或潛在性缺鎂占總樣本比例高達(dá)87%。土壤交換性鎂與番茄植株鎂含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，表層土壤（根際土壤）交換性鎂絕對量降低是設(shè)施番茄缺鎂的一個重要因素。番茄嚴(yán)重缺鎂的土壤Ca/Mg、K/Mg比番茄未表現(xiàn)缺鎂的土壤分別顯著升高了63%和96%，而嚴(yán)重缺鎂番茄植株鎂/鈣選擇性吸收降低32%。番茄植株鎂含量與鈣鎂比和鉀鎂比呈極顯著負(fù)相關(guān)，表明鉀鈣對鎂的拮抗作用是造成石灰性土壤設(shè)施番茄缺鎂的重要原因。相關(guān)性分析與通經(jīng)分析表明，設(shè)施番茄土壤交換性鎂含量降低，土壤鈣鎂、鉀鎂比升高共同造成設(shè)施番茄缺鎂。結(jié)論從研究區(qū)域整體看，石灰性土壤設(shè)施番茄缺鎂較為普遍，缺鎂或潛在15

試驗(yàn)?zāi)康?通過基施或者葉面噴施向設(shè)施番茄施用鎂肥，分析設(shè)施番茄鎂素生理需求與機(jī)制。（2018年3月-2020年12月）

供試作物：番茄。試驗(yàn)處理：T1：農(nóng)民傳統(tǒng)（CK）:除控制不施用含鎂肥料外，其他日常管理按照農(nóng)民的習(xí)慣。T2：土壤施鎂（SM）:土壤撒施硫酸鎂，番茄定植前施鎂肥，每667m2施10kg硫酸鎂。T3：葉面噴施優(yōu)化（FM）:在番茄開花前葉面噴施1%的硫酸鎂3次。T4：土壤撒施+開花前葉片噴施硫酸鎂（SFM）:番茄定植前施鎂肥，每667m2施

10kg硫酸鎂；番茄開花前葉面噴施1%的硫酸鎂3次。所有處理N，P，K肥用量相同，均采用優(yōu)化處理。3、研究內(nèi)容研究內(nèi)容二：針對典型缺鎂設(shè)施土壤，研究鎂肥平衡施用對設(shè)施番茄產(chǎn)量、品質(zhì)的影響及其經(jīng)濟(jì)效益。試驗(yàn)?zāi)康?通過基施或者葉面噴施向設(shè)施番茄施用鎂肥16采樣：土樣：根據(jù)生育期取樣（苗期、坐果期、拉秧期）；土壤層次分0-30cm、30-60cm、60-90cm；植物樣：根據(jù)生育期取樣（苗期、坐果期、拉秧期）；分類果實(shí)、莖葉；測定指標(biāo)：土壤：土壤有機(jī)質(zhì)、土壤pH、土壤速效磷、土壤速效鉀、土壤水溶性鈣鎂、土壤水溶性鉀、土壤交換性鈣鎂。植株：小區(qū)產(chǎn)量、植株鈣鎂、總酸度、番茄氨基酸含量、Vc含量。采樣：17與CK相比，施用鎂肥處理增加了0-30cm土壤交換性鎂含量，但差異不顯著；顯著增加了30-60cm的土壤交換性鎂含量。與CK相比，除SFM處理外，施用鎂肥對土壤交換性鈣含量無影響。1、施鎂方式對土壤交換性鈣、鎂含量的影響與CK相比，施用鎂肥處理增加了0-30cm土壤交換性鎂含量，18對于植株鈣含量，CK處理最為顯著，SFM處理最不顯著，CK處理比SFM處理植株鈣含量顯著提高了19.47%，SM、FM之間無顯著性差異。對于植株鎂含量，SFM處理最為顯著，而CK處理最不顯著，SFM處理比CK處理植株鈣含量顯著提高了51.77%，F(xiàn)M處理顯著高于SM處理。2、施鎂處理對植株鈣、鎂含量的影響對于植株鈣含量，CK處理最為顯著，SFM處理最不顯著，CK處19施用鎂肥顯著提高了番茄產(chǎn)量，與CK相比，SM、FM和SFM處理產(chǎn)量分別提高1.33，1.39和1.41倍，但鎂肥施用處理間產(chǎn)量無顯著性差異。與CK相比，施用鎂肥對番茄總酸度無影響。3、不同處理對番茄產(chǎn)量、品質(zhì)的影響產(chǎn)量總酸度（1）產(chǎn)量、總酸度施用鎂肥顯著提高了番茄產(chǎn)量，與CK相比，SM、FM和SFM處20SFM處理顯著提高了番茄氨基酸含量，而FM與SM處理對番茄氨基酸含量無顯著差異；SFM與SM處理較CK處理顯著提高了番茄維生素C的含量，但FM處理無顯著影響；其中SFM處理的番茄維生素C的含量分別比CK、SM和FM提高了48.08%、33.65%和67.31%。（2）氨基酸、維生素C氨基酸維生素CSFM處理顯著提高了番茄氨基酸含量，而FM與SM處理對番茄氨21鎂肥施用改善了土壤理化性質(zhì)調(diào)節(jié)Ca2+/Mg2+、K+/Mg2+摩爾比處于適宜范圍（Ca2+/Mg2+<0.7、K+/Mg2+<0.5）之內(nèi)，降低了鉀、鈣對鎂的拮抗作用，增強(qiáng)植株對鎂的吸收，改善植株體內(nèi)鎂營養(yǎng)。其中基施鎂肥+葉面噴施鎂肥（SFM）處理效果最為顯著，較農(nóng)民傳統(tǒng)施肥（CK）植株鈣含量降低了19.47%，植株鎂含量提高了51.77%。鎂肥施用提高了番茄產(chǎn)量

基施鎂肥（SM）、葉面噴施鎂肥（FM）和基施鎂肥+葉面噴施鎂肥（SFM）較農(nóng)民傳統(tǒng)施肥（CK）處理分別提高17.06%、23.90%和25.74%，但三個施鎂處理間差異未達(dá)顯著水平。鎂肥施用改善了番茄的品質(zhì)

基施鎂肥+葉面噴施鎂肥（SFM）最為顯著，與農(nóng)民傳統(tǒng)施肥（CK）相比，基施鎂肥+葉面噴施鎂肥（SFM）處理番茄總酸度、氨基酸和維C含量分別提高29.17%、7%和48.08%。綜上，基施鎂肥+葉面噴施鎂肥（SFM）效果最優(yōu)。

結(jié)論鎂肥施用改善了土壤理化性質(zhì)結(jié)論22基于定位實(shí)驗(yàn)，選取生理缺鎂番茄，優(yōu)化鉀鎂施肥（2018年3月-2019年12月）試驗(yàn)地點(diǎn)：山東省壽光市欣禾沃土高效農(nóng)業(yè)研發(fā)中心試驗(yàn)設(shè)計(jì)：綜合優(yōu)化措施的基礎(chǔ)上，設(shè)置5個鎂水平：(1)

Opt：不施用含鎂肥料。(2)50%Opt：番茄定植前施鎂肥，每667m2施12.5kg硫酸鎂肥（Mg16%）。(3)100%Opt：番茄定植前施鎂肥，每667m2施25kg硫酸鎂肥（Mg16%）。(4)150%Opt：番茄定植前施鎂肥，每667m2施37.5kg硫酸鎂肥（Mg16%）。(5)200%Opt：番茄定植前施鎂肥，每667m2施50kg硫酸鎂肥（Mg16%）；2個鉀水平(1)

高鉀（HK，1200kgK2Oha-1），

(2)

優(yōu)化（LK，600kgK2Oha-1）；3、研究內(nèi)容研究內(nèi)容三：明確番茄對鎂的生理需求與鉀鎂拮抗生理機(jī)制，最佳用量與效益基于定位實(shí)驗(yàn)，選取生理缺鎂番茄，優(yōu)化鉀鎂施肥（2018年3月23取樣方法：關(guān)鍵時期（苗期、坐果期）處理取土0~30cm土層，拉秧期處理取土0~30cm、30~60cm和60~90cm土層。關(guān)鍵時期（苗期、坐果期、拉秧期）每個處理隨機(jī)選擇植株3株，三分莖、葉、果實(shí)保存。測定指標(biāo)：

土壤：交換性鈣鎂、交換性鉀、pH、速效鉀，硝態(tài)氮、銨態(tài)氮；植株：測定葉片、果實(shí)干物質(zhì)量以及Mg/K/Ca養(yǎng)分含量，并計(jì)產(chǎn)。N，P用量：所有處理N，P肥用量相同。P120kgP2O5ha-1，100%基施；N320kgNha-1；N、K15%基施，85%追施，分4-5次追施。各處理其余管理措施相同。取樣方法：關(guān)鍵時期（苗期、坐果期）處理取土0~30cm土層，241、高鉀與底鉀處理下不同鎂施用量土壤中交換性鈣鎂差異在相同鉀肥處理下，與不施用鎂肥處理相比，鎂肥處理顯著提高了土壤交換性鎂含量。其中低鉀處理，200%鎂肥施用量顯著高于其他鎂處理。相同鎂肥處理下，高鉀與低鉀處理相比，土壤交換性鎂含量差異不顯著。1、高鉀與底鉀處理下不同鎂施用量土壤中交換性鈣鎂差異在相同鉀252、高鉀與低鉀處理下不同鎂施用量植株鉀含量差異在相同鉀肥處理下，隨著鎂肥施用量的增加，植株葉片鉀含量略有提高，但差異不顯著。相同鎂肥處理下，高鉀處理植株葉片含量較低鉀處理顯著提高。不同小寫字母表示在給定鉀水平下鎂施用的所有水平上p<0.05的顯著差異。2、高鉀與低鉀處理下不同鎂施用量植株鉀含量差異在相同鉀肥處理263、高鉀與低鉀處理下不同鎂施用量植株中鈣含量差異低鉀處理下，隨著鎂肥施用量的增加，植株葉片鈣含量略有降低；高鉀處理下，隨著鎂肥施用量的增加，植株葉片鈣含量略有升高，但差異均不顯著。相同鎂肥處理下，高鉀與低鉀處理相比，植株葉片含量差異不顯著。不同小寫字母表示在給定鉀水平下鎂施用的所有水平上p<0.05的顯著差異。3、高鉀與低鉀處理下不同鎂施用量植株中鈣含量差異低鉀處理下，274、高鉀與低鉀處理下不同鎂施用量土壤理化性質(zhì)的差異在相同鉀肥處理下，與不施用鎂肥處理相比，鎂肥處理顯著提高了土壤交換