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什么原因导致我国多种农作物在生长后期出现缺镁症?怎样补镁?

2018-10-22

来源:九孚微信公众号   作者:梁鸣早

  1. 为什么我国的农作物在生长后期很容易出现缺镁症呢?   

作物生长后期出现缺镁症状的原因,下面谈谈我的认识,仅供参考:

1)大多数生产者并不知道十几年前就有学者发表论文,说到我国有54%的土壤需要每年补充含镁肥料,但农业上依然只重视氮磷钾高浓度化肥,没有把补镁当回事。十多年过去了我国现在的土壤缺镁状况,估计要比当初的调查结论严重多了。

2)不知道作物对镁元素的需要量很大与大量元素的磷相当,作物对镁的吸收与钙一样困难,只能靠根尖吸收靠蒸腾拉动。钙和镁还有协同吸收的关系,也就是说,如果只给作物补钙,作物的吸收率会下降,施肥时把钙与镁的比例调整为3:1最有利于作物吸收。

3)不知道镁在植物体内的生理功能竟然这么强大!镁对光合作用来说是必不可少的元素。植物体中的一些镁是叶绿素的重要组分,处在叶绿素分子卟啉环的中心位置,镁也是细胞壁胞间层的组分,还是多种酶的成分和活化剂,促进磷的吸收和运输,镁离子参与光合、糖酵解、三羧酸循环的磷酸化过程、镁还调节植物体内的多种酶促反应,DNA合成酶需要镁离子的激活。

4)不知道过量施钾会造成对镁和钙的拮抗,也使得氮的作用不得发挥(见图1)。拮抗引起的缺钙和缺镁怎么补也补不进去了。

图1. 过量施钾会造成对镁和钙的拮抗,也使得氮的作用不得发挥

举例说明:  

1)当前农业上普遍出现的花叶病,很大程度上是生产者以为生长后期补钾多作物品质好,但由于没有考虑作物对营养需求。下面的图片是来自山东东营崔村一个农户发来的,本来他的西红柿长势很好,茎秆粗壮、叶片宽大、果实圆润,但在膨果期连续随水加了两三次钾肥,叶子一下子全花了,影响到西红柿的正常生长,只好拔掉重种了(见图2)。

图2. 西红柿的膨果期由于过多使用了钾肥,造成钾对镁的拮抗出现缺镁症

2)在河北藁城2006年的大棚试验,前期西红柿长势很好,膨果期用了高浓度的钾肥滴灌,引发满棚的西红柿叶片黄化,很典型的钾过量引起的缺镁症。这种由拮抗引起的缺镁,再怎么补镁也补不进去了(见图3)。

图3. 河北藁城的2006年番茄试验田,后期施钾过多引起缺镁症

3) 德国资料,葡萄园在施用石灰和高钾肥后造成葡萄缺镁 Kenälirungsstörungen bei Kulturpflanzen 作者Herausgegebon von Werner Bergmann

图4.国外资料,葡萄园使用石灰和高钾肥料造成对镁的拮抗

2. 作物的缺镁症状

缺镁影响叶绿体中淀粉的降解、糖的运输和韧皮部蔗糖的卸载,蛋白质合成受阻,同时还加剧诱导膜脂过氧化作用,加速植物叶片衰老,降低光合产物从“源”(如叶)到“库”的运输。植物缺镁叶绿素含量下降,镁在植株中移动性很好,植物体内70%的镁是可移动的,缺镁从基部的老叶开始发生,最初老叶脉间褪绿,继而叶脉间发展成带状黄化斑点,多从叶片的中央向叶缘发展,逐渐黄化,最后叶肉组织黄褐坏死,仅剩下叶脉仍保持绿色,缺镁叶片的黄褐色坏死的叶肉与绿色叶脉界限分明,变褐直至最终坏死。病叶一般不早落,这是作物缺镁的重要特征。

缺镁症一般在生长季初期症状不明显,从果实膨大期才开始显症并逐渐加重,尤其是座果量过多的植株,果实尚未成熟便出现大量黄叶,缺镁对果粒大小和产量的影响不明显,但浆果着色差,成熟期推迟,糖分低,使果实品质明显降低。大多缺镁症发生在生育中后期,尤其以种子形成后多见。

作物对缺镁敏感度有差异

马铃薯、番茄和糖用甜菜是对缺镁较为敏感的作物。

菠萝、香蕉、柑橘、葡萄、柿子、苹果、牧草、玉米、油棕榈、棉花、柑橘、烟草、可可、油橄榄、橡胶等也容易缺镁。

大田作物的花生、芝麻、谷子,经济作物的棉花、甜菜、烟草、油棕榈、咖啡、香蕉、菠萝、柑橘以及蔬菜中的马铃薯、番茄都是需要镁较多的作物。(请看下面一些作物的缺镁诊断图)


3. 植物对镁的吸收

植物对镁的吸收和转运 土壤中的二价镁离子随质流向植物根系移动。植物对镁的吸收和对钙的吸收一样,以二价镁离子的形式被根尖吸收,细胞膜对镁离子的透过性较小。植物根吸收镁的速率很低。镁主要是被动吸收,顺电化学势梯度而移动。镁越过原生质膜主动吸收的机制差,因此植物吸收镁与呼吸作用关系不大,而与蒸腾作用关系较大。植物吸收镁时与铵、钾等阳离子发生竞争。进入植物体中的镁离子在木质部中随蒸腾流很快向上移动,因其在韧皮部汁液中浓度较高,所以也容易在韧皮部移动,能从老叶转移到幼叶和顶部,因此镁的再利用程度较高。

4. 镁的重要生理功能

镁占叶绿素分子量的2.7%,是叶绿体中叶绿素a和叶绿素b咔啉环的中心原子,在叶绿素的合成和光合作用中起重要作用。镁是叶绿素分子的中心原子,位于叶绿素分子结构的卟啉环中心,镁对光合作用来说是必不可少的。这只是镁的一种功能。镁离子的功能还很多。

植物体内几乎所有的代谢过程都需要镁离子来调节和活化酶促反应,如光合作用、硫酸盐还原、呼吸作用、糖酵解、三梭酸循环等生理过程都是依靠镁来激活。在植物组织中,70%以上的镁与无机阴离子(硝酸根、氯离子、硫酸根)和有机阴离子(苹果酸、柠檬酸)相结合,呈易扩散态;另一部分与非扩散阴离子(草酸、果胶酸)结合形成难扩散态物质。

镁是核糖体的结构组分。它似乎能稳定核糖体颗粒在蛋白质合成中所需的构型。而且镁还可能激活氨基酸生成多肽链,进而合成蛋白质。缺镁一般使蛋白质氮减少、非蛋白质氮增多。

镁是多种酶的辅助因子。这些酶在二氧化碳同化中起作用,碳水化合物代谢中几乎每种磷酸化酶的最大活性都需要镁激活。若供镁不足会影响二氧化碳同化,继而影响光合作用。叶绿体中1,5-二磷酸核酮糖(RuDP)羧化酶的激活中镁也有重要作用。镁提高了酶与二氧化碳的亲和性。镁在ATP或ADP的焦磷酸盐和酶分子之间呈桥式结合,ATP酶的活化就是通过这种复合物引起的。ATP酶可利用这种复合物转移高能磷酰基。涉及三磷酸腺苷(ATP)磷酸转移的大多数反应都需要镁。一般认为,镁与磷酸功能团生成螯合结构,构成一种在转移反应中达到最大活性的构型。

因能量转移的基本过程发生于光合作用、糖酵解、三羧酸循环和呼吸过程中,所以镁在光合作用、糖酵解和三羧酸循环等几乎所有磷酸化过程的酶促反应中起辅助因素作用。

镁与植物中合成油脂有关,镁与硫一起作用含油量会大大提高。许多种子中含有肌醇六磷酸钙镁。当种子萌发和幼苗生长时,镁又被运输到需要的部位。

5. 土壤中的镁

土壤镁的来源是黑云母、白云石、角闪石、橄榄石、蛇纹石等。次生粘土矿物绿泥石、伊利石、蒙脱石、蛭石中也含镁。与钙一样,土壤粘粒上的镁与土壤溶液中的镁离子处于动态平衡之中,也容易随水淋失。

6. 市场镁肥    

目前专门施镁肥的不多,钙镁磷肥用于底肥应该成为首选。

补充镁含大量镁的营养载体不多。石灰材料中的白云质石灰石中含有碳酸镁,钢渣磷肥中也含有效镁。

硫酸钾镁和硝酸钾镁中也含镁,硅酸镁、氧化镁和氯化镁也用作镁肥。

水溶性镁肥是硫酸镁,其次为硝酸镁,它们都可以作为速效镁肥施用,也可以用来配制叶面喷施溶液。 

7. 怎样补镁

尽管作物的缺镁症是在生长后期表现,这并不意味着只是作物生长后期才需要补镁,事实上作物生长发育时时刻刻都需要镁的参与,施用含镁的肥料应从底肥做起,钙镁磷肥中的钙和镁搭配合理,还有磷元素和少量的微量元素,应在底肥中重施。另外在作物生长期间可以选用上述市场上有的含镁肥料,比如说使用水溶性硫酸镁肥做叶面喷施也是不错的选择。

来源:九孚微信公众号   作者:梁鸣早

  1. 为什么我国的农作物在生长后期很容易出现缺镁症呢?   

作物生长后期出现缺镁症状的原因,下面谈谈我的认识,仅供参考:

1)大多数生产者并不知道十几年前就有学者发表论文,说到我国有54%的土壤需要每年补充含镁肥料,但农业上依然只重视氮磷钾高浓度化肥,没有把补镁当回事。十多年过去了我国现在的土壤缺镁状况,估计要比当初的调查结论严重多了。

2)不知道作物对镁元素的需要量很大与大量元素的磷相当,作物对镁的吸收与钙一样困难,只能靠根尖吸收靠蒸腾拉动。钙和镁还有协同吸收的关系,也就是说,如果只给作物补钙,作物的吸收率会下降,施肥时把钙与镁的比例调整为3:1最有利于作物吸收。

3)不知道镁在植物体内的生理功能竟然这么强大!镁对光合作用来说是必不可少的元素。植物体中的一些镁是叶绿素的重要组分,处在叶绿素分子卟啉环的中心位置,镁也是细胞壁胞间层的组分,还是多种酶的成分和活化剂,促进磷的吸收和运输,镁离子参与光合、糖酵解、三羧酸循环的磷酸化过程、镁还调节植物体内的多种酶促反应,DNA合成酶需要镁离子的激活。

4)不知道过量施钾会造成对镁和钙的拮抗,也使得氮的作用不得发挥(见图1)。拮抗引起的缺钙和缺镁怎么补也补不进去了。

图1. 过量施钾会造成对镁和钙的拮抗,也使得氮的作用不得发挥

举例说明:  

1)当前农业上普遍出现的花叶病,很大程度上是生产者以为生长后期补钾多作物品质好,但由于没有考虑作物对营养需求。下面的图片是来自山东东营崔村一个农户发来的,本来他的西红柿长势很好,茎秆粗壮、叶片宽大、果实圆润,但在膨果期连续随水加了两三次钾肥,叶子一下子全花了,影响到西红柿的正常生长,只好拔掉重种了(见图2)。

图2. 西红柿的膨果期由于过多使用了钾肥,造成钾对镁的拮抗出现缺镁症

2)在河北藁城2006年的大棚试验,前期西红柿长势很好,膨果期用了高浓度的钾肥滴灌,引发满棚的西红柿叶片黄化,很典型的钾过量引起的缺镁症。这种由拮抗引起的缺镁,再怎么补镁也补不进去了(见图3)。

图3. 河北藁城的2006年番茄试验田,后期施钾过多引起缺镁症

3) 德国资料,葡萄园在施用石灰和高钾肥后造成葡萄缺镁 Kenälirungsstörungen bei Kulturpflanzen 作者Herausgegebon von Werner Bergmann

图4.国外资料,葡萄园使用石灰和高钾肥料造成对镁的拮抗

2. 作物的缺镁症状

缺镁影响叶绿体中淀粉的降解、糖的运输和韧皮部蔗糖的卸载,蛋白质合成受阻,同时还加剧诱导膜脂过氧化作用,加速植物叶片衰老,降低光合产物从“源”(如叶)到“库”的运输。植物缺镁叶绿素含量下降,镁在植株中移动性很好,植物体内70%的镁是可移动的,缺镁从基部的老叶开始发生,最初老叶脉间褪绿,继而叶脉间发展成带状黄化斑点,多从叶片的中央向叶缘发展,逐渐黄化,最后叶肉组织黄褐坏死,仅剩下叶脉仍保持绿色,缺镁叶片的黄褐色坏死的叶肉与绿色叶脉界限分明,变褐直至最终坏死。病叶一般不早落,这是作物缺镁的重要特征。

缺镁症一般在生长季初期症状不明显,从果实膨大期才开始显症并逐渐加重,尤其是座果量过多的植株,果实尚未成熟便出现大量黄叶,缺镁对果粒大小和产量的影响不明显,但浆果着色差,成熟期推迟,糖分低,使果实品质明显降低。大多缺镁症发生在生育中后期,尤其以种子形成后多见。

作物对缺镁敏感度有差异

马铃薯、番茄和糖用甜菜是对缺镁较为敏感的作物。

菠萝、香蕉、柑橘、葡萄、柿子、苹果、牧草、玉米、油棕榈、棉花、柑橘、烟草、可可、油橄榄、橡胶等也容易缺镁。

大田作物的花生、芝麻、谷子,经济作物的棉花、甜菜、烟草、油棕榈、咖啡、香蕉、菠萝、柑橘以及蔬菜中的马铃薯、番茄都是需要镁较多的作物。(请看下面一些作物的缺镁诊断图)


3. 植物对镁的吸收

植物对镁的吸收和转运 土壤中的二价镁离子随质流向植物根系移动。植物对镁的吸收和对钙的吸收一样,以二价镁离子的形式被根尖吸收,细胞膜对镁离子的透过性较小。植物根吸收镁的速率很低。镁主要是被动吸收,顺电化学势梯度而移动。镁越过原生质膜主动吸收的机制差,因此植物吸收镁与呼吸作用关系不大,而与蒸腾作用关系较大。植物吸收镁时与铵、钾等阳离子发生竞争。进入植物体中的镁离子在木质部中随蒸腾流很快向上移动,因其在韧皮部汁液中浓度较高,所以也容易在韧皮部移动,能从老叶转移到幼叶和顶部,因此镁的再利用程度较高。

4. 镁的重要生理功能

镁占叶绿素分子量的2.7%,是叶绿体中叶绿素a和叶绿素b咔啉环的中心原子,在叶绿素的合成和光合作用中起重要作用。镁是叶绿素分子的中心原子,位于叶绿素分子结构的卟啉环中心,镁对光合作用来说是必不可少的。这只是镁的一种功能。镁离子的功能还很多。

植物体内几乎所有的代谢过程都需要镁离子来调节和活化酶促反应,如光合作用、硫酸盐还原、呼吸作用、糖酵解、三梭酸循环等生理过程都是依靠镁来激活。在植物组织中,70%以上的镁与无机阴离子(硝酸根、氯离子、硫酸根)和有机阴离子(苹果酸、柠檬酸)相结合,呈易扩散态;另一部分与非扩散阴离子(草酸、果胶酸)结合形成难扩散态物质。

镁是核糖体的结构组分。它似乎能稳定核糖体颗粒在蛋白质合成中所需的构型。而且镁还可能激活氨基酸生成多肽链,进而合成蛋白质。缺镁一般使蛋白质氮减少、非蛋白质氮增多。

镁是多种酶的辅助因子。这些酶在二氧化碳同化中起作用,碳水化合物代谢中几乎每种磷酸化酶的最大活性都需要镁激活。若供镁不足会影响二氧化碳同化,继而影响光合作用。叶绿体中1,5-二磷酸核酮糖(RuDP)羧化酶的激活中镁也有重要作用。镁提高了酶与二氧化碳的亲和性。镁在ATP或ADP的焦磷酸盐和酶分子之间呈桥式结合,ATP酶的活化就是通过这种复合物引起的。ATP酶可利用这种复合物转移高能磷酰基。涉及三磷酸腺苷(ATP)磷酸转移的大多数反应都需要镁。一般认为,镁与磷酸功能团生成螯合结构,构成一种在转移反应中达到最大活性的构型。

因能量转移的基本过程发生于光合作用、糖酵解、三羧酸循环和呼吸过程中,所以镁在光合作用、糖酵解和三羧酸循环等几乎所有磷酸化过程的酶促反应中起辅助因素作用。

镁与植物中合成油脂有关,镁与硫一起作用含油量会大大提高。许多种子中含有肌醇六磷酸钙镁。当种子萌发和幼苗生长时,镁又被运输到需要的部位。

5. 土壤中的镁

土壤镁的来源是黑云母、白云石、角闪石、橄榄石、蛇纹石等。次生粘土矿物绿泥石、伊利石、蒙脱石、蛭石中也含镁。与钙一样,土壤粘粒上的镁与土壤溶液中的镁离子处于动态平衡之中,也容易随水淋失。

6. 市场镁肥    

目前专门施镁肥的不多,钙镁磷肥用于底肥应该成为首选。

补充镁含大量镁的营养载体不多。石灰材料中的白云质石灰石中含有碳酸镁,钢渣磷肥中也含有效镁。

硫酸钾镁和硝酸钾镁中也含镁,硅酸镁、氧化镁和氯化镁也用作镁肥。

水溶性镁肥是硫酸镁,其次为硝酸镁,它们都可以作为速效镁肥施用,也可以用来配制叶面喷施溶液。 

7. 怎样补镁

尽管作物的缺镁症是在生长后期表现,这并不意味着只是作物生长后期才需要补镁,事实上作物生长发育时时刻刻都需要镁的参与,施用含镁的肥料应从底肥做起,钙镁磷肥中的钙和镁搭配合理,还有磷元素和少量的微量元素,应在底肥中重施。另外在作物生长期间可以选用上述市场上有的含镁肥料,比如说使用水溶性硫酸镁肥做叶面喷施也是不错的选择。

THE END

2018

10/22

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