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1、,2019. 08.06,山东设施蔬菜镁营养研究进展与计划,1）明确山东设施蔬菜种植体系土壤-作物镁营养状况。2）研究镁肥平衡施用对设施番茄产量、品质的影响及其经济效益。3）番茄对镁的生理需求（监测动态过程）与钾镁拮抗生理机制。,1、明确山东设施蔬菜体系土壤-作物中镁营养状况；2、通过基施和叶面喷施镁肥，分析镁肥对番茄产量、品质与经济效益的影响，分析设施番茄镁素生理需求与机制。3、明确番茄对镁的生理需求（监测动态过程）与钾镁拮抗生理机制，最佳用量与效益，土壤、植株测试与诊断指标，镁的损失（淋洗）与平衡。,1）设施蔬菜镁肥投入现状及土壤镁库特征的研究 (2018年） 山东省选取寿光市，调查71个
2、设施番茄土壤。在垄上番茄中间进行（不同剖面层次0-20、20-40、40-60 cm）土壤采样。调查土壤信息、种植管理、植株镁营养状况及产量品质指标等；测定土壤土壤类型、成土母质、土壤质地、阳离子交换量（CEC）、盐基饱和度、土壤交换性镁（乙酸铵浸提法）、土壤交换性钙、土壤有机质、pH、碱解氮、有效磷、速效钾。调研施用肥料（N/P2O5/K2O/MgO/CaO）品种、用量、时期、方式以及重要的栽培管理措施，及产量信息。同时测定叶片养分含量果实养分、产量和品质指标。,研究内容一、区域土壤-作物镁营养状况调研,山东寿光设施番茄主要种植区土壤交换性镁（左）和pH（右）分布图,1、山东寿光设施蔬菜土壤
3、镁营养状况,图1 番茄果实和植株（叶片）中镁含量聚类分析,图2 不同程度缺镁的设施番茄叶片镁含量分类,通过聚类分析，结合植株镁含量标准将71个样品划分为三类： 番茄严重缺镁（镁含量为0.5%，N=9）。,2、寿光设施番茄镁营养状况,0.3%,0.5%,3、 植株镁含量对番茄产量的影响,番茄缺镁导致番茄产量显著降低，重度缺镁与缺镁土壤较不缺镁土壤的番茄产量（149.5 t ha-1）分别降低了31.4%，16.5%。,1）番茄不同缺镁程度的土壤理化性质差异,番茄严重缺镁土壤 pH 的平均值显著低于番茄缺镁和不缺镁的土壤，分别降低了 0.09 和 0.13，表明随着土壤 pH 降低番茄缺镁程度加剧
4、；随着番茄缺镁程度加剧土壤速效钾含量显著增加，且差异达到显著性水平。,4、探究石灰性土壤上设施番茄缺镁原因,2）番茄不同缺镁程度的土壤交换性钙镁差异,Ab,Ab,Aa,Bc,Ab,Aa,Bc,Ab,Aa,Aa,Aa,Aa,Ab,Aa,Aa,Ab,Ab,Aa,随着番茄缺镁程度加剧，相对应的0-20cm土层土壤交换性Mg2+含量呈降低趋势，番茄严重缺镁的土壤交换性Mg2+均值显著低于番茄不缺和缺镁的土壤；番茄缺镁表层土壤交换性钙镁含量均显著低于底层土壤，缺镁土壤淋洗风险程度增加。,植株镁/钙选择性吸收 = Mg /（Ca + Mg）植株 / Mg /（Ca + Mg）土壤随着缺镁程度的增加，番茄对
5、镁/钙选择性吸收呈降低趋势。严重缺镁番茄的镁/钙选择性吸收显著低于不缺镁和缺镁的番茄，后两者差异不显著。与不缺镁番茄的镁/钙选择性吸收相比，严重缺镁番茄降低了32% 。,3）不同缺镁程度的番茄植株对镁/钙选择性吸收,4）土壤交换性阳离子组成与占比,0-20cm土层土壤中交换性K+饱和度显著增加，Mg2+饱和度显著降低，而Ca 2+饱和度无明显差异。与番茄不缺镁土壤相比，番茄中度缺镁的土壤交换性 K+饱和度增加了17%，Mg2+饱和度降低了8.3%；番茄严重缺镁的土壤K+饱和度增加了34%， Mg2+饱和度下降了 29%。,5）番茄不同缺镁程度的镁与钾、钙的厘摩尔比的差异,随番茄缺镁程度加剧，0
6、-20cm土层土壤交换性离子 Ca/Mg 和K/Mg 比例升高，番茄严重缺镁的土壤 Ca/Mg、K/Mg（13.32，1.80）比番茄未表现出缺镁的土壤（8.16，0.92）分别显著升高了63%和96%；番茄缺镁的土壤比番茄未表现出缺镁的的Ca/Mg、K/Mg（9.05，1.17）分别升高 11%和27%。,6）番茄植株镁含量与相关土壤理化性状指标相关性分析,土壤中速效钾含量与速效磷含量与植株镁含量呈显著负相关。土壤中交换性镁的含量与植株中镁含量呈极显著正相关，表明在一定范围内土壤中交换性镁含量越多，越有利于植株吸收镁。土壤中的钙镁比和钾镁比与植株镁含量呈极显著负相关，表明土壤交换性钙镁，钾镁
7、比升高，抑制植株对镁的吸收。,7）番茄植株镁含量与土壤交换性镁，钙镁比，钾镁比的通经分析,三个自变量对植株镁含量Y的直接影响中，钙镁比的直接作用最大，其次是钾镁比，交换性镁的直接作用最小，但三者相差较小。钾镁比通过钙镁比对植株镁含量Y产生的间接作用较大（-0.3414），表明寿光设施番茄土壤钾镁比、钙镁比失调共同导致设施番茄缺镁。,从研究区域整体看，石灰性土壤设施番茄缺镁较为普遍，缺镁或潜在性缺镁占总样本比例高达 87%。土壤交换性镁与番茄植株镁含量呈极显著正相关关系，表层土壤（根际土壤）交换性镁绝对量降低是设施番茄缺镁的一个重要因素。番茄严重缺镁的土壤 Ca/Mg、K /Mg 比番茄未表现缺
8、镁的土壤分别显著升高了 63%和 96%，而严重缺镁番茄植株镁/钙选择性吸收降低32%。番茄植株镁含量与钙镁比和钾镁比呈极显著负相关，表明钾钙对镁的拮抗作用是造成石灰性土壤设施番茄缺镁的重要原因。相关性分析与通经分析表明，设施番茄土壤交换性镁含量降低，土壤钙镁、钾镁比升高共同造成设施番茄缺镁。,结 论,试验目的-通过基施或者叶面喷施向设施番茄施用镁肥，分析设施番茄镁素生理需求与机制。（2018年3月-2020年12月） 供试作物：番茄。 试验处理：T1：农民传统（CK）:除控制不施用含镁肥料外，其他日常管理按照农民的习惯。T2：土壤施镁（SM）:土壤撒施硫酸镁，番茄定植前施镁肥，每667m2施
9、10kg硫酸镁。T3：叶面喷施优化（FM）:在番茄开花前叶面喷施1%的硫酸镁3次。T4：土壤撒施+开花前叶片喷施硫酸镁（SFM）:番茄定植前施镁肥，每667m2施 10kg硫酸镁；番茄开花前叶面喷施1%的硫酸镁3次。 所有处理N，P，K肥用量相同，均采用优化处理。,研究内容二：针对典型缺镁设施土壤，研究镁肥平衡施用对设施番茄产量、品质的影响及其经济效益。,采样：土样：根据生育期取样（苗期、坐果期、拉秧期）；土壤层次分0-30cm、30-60cm、60-90cm；植物样：根据生育期取样（苗期、坐果期、拉秧期）；分类果实、茎叶；测定指标： 土壤：土壤有机质、土壤pH、土壤速效磷、土壤速效钾、土壤水
10、溶性钙镁、 土壤水溶性钾、土壤交换性钙镁。 植株：小区产量、植株钙镁、总酸度、番茄氨基酸含量、Vc含量。,与CK相比，施用镁肥处理增加了0-30cm土壤交换性镁含量，但差异不显著；显著增加了30-60cm的土壤交换性镁含量。与CK相比，除SFM处理外，施用镁肥对土壤交换性钙含量无影响。,1、施镁方式对土壤交换性钙、镁含量的影响,对于植株钙含量，CK处理最为显著，SFM处理最不显著，CK处理比SFM处理植株钙含量显著提高了19.47%，SM、FM之间无显著性差异。对于植株镁含量，SFM处理最为显著，而CK处理最不显著，SFM处理比CK处理植株钙含量显著提高了51.77%，FM处理显著高于SM处理
11、。,2、施镁处理对植株钙、镁含量的影响,施用镁肥显著提高了番茄产量，与CK相比，SM、FM和SFM处理产量分别提高1.33，1.39和1.41倍，但镁肥施用处理间产量无显著性差异。与CK相比，施用镁肥对番茄总酸度无影响。,3、不同处理对番茄产量、品质的影响,产量,总酸度,（1）产量、总酸度,SFM处理显著提高了番茄氨基酸含量，而FM与SM处理对番茄氨基酸含量无显著差异；SFM与SM处理较CK处理显著提高了番茄维生素C的含量，但FM处理无显著影响；其中SFM处理的番茄维生素C的含量分别比CK、SM和FM提高了48.08%、33.65%和67.31%。,（2）氨基酸、维生素C,氨基酸,维生素C,镁
12、肥施用改善了土壤理化性质 调节Ca2+/Mg2+、K+/Mg2+摩尔比处于适宜范围（Ca2+/Mg2+0.7、K+/Mg2+0.5）之内，降低了钾、钙对镁的拮抗作用，增强植株对镁的吸收，改善植株体内镁营养。其中基施镁肥+叶面喷施镁肥（SFM）处理效果最为显著，较农民传统施肥（CK）植株钙含量降低了19.47%，植株镁含量提高了51.77%。镁肥施用提高了番茄产量 基施镁肥（SM）、叶面喷施镁肥（FM）和基施镁肥+叶面喷施镁肥（SFM）较农民传统施肥（CK）处理分别提高17.06%、23.90%和25.74%，但三个施镁处理间差异未达显著水平。镁肥施用改善了番茄的品质 基施镁肥+叶面喷施镁肥（S
13、FM）最为显著，与农民传统施肥（CK）相比，基施镁肥+叶面喷施镁肥（SFM）处理番茄总酸度、氨基酸和维C含量分别提高29.17%、7%和48.08%。综上， 基施镁肥+叶面喷施镁肥（SFM）效果最优。,结 论,基于定位实验，选取生理缺镁番茄，优化钾镁施肥（2018年3月-2019年12月） 试验地点：山东省寿光市欣禾沃土高效农业研发中心试验设计：综合优化措施的基础上，设置5个镁水平：(1) Opt：不施用含镁肥料。(2) 50%Opt：番茄定植前施镁肥，每667 m2施12.5kg硫酸镁肥（Mg 16%）。(3) 100%Opt：番茄定植前施镁肥，每667 m2施25kg硫酸镁肥（Mg16%）
14、。(4) 150%Opt：番茄定植前施镁肥，每667 m2施37.5kg硫酸镁肥（Mg 16%）。(5) 200%Opt：番茄定植前施镁肥，每667 m2施50kg硫酸镁肥（Mg 16%）； 2个钾水平(1) 高钾（HK，1200 kg K2O ha-1）， (2) 优化（LK，600 kg K2O ha-1）；,研究内容三：明确番茄对镁的生理需求与钾镁拮抗生理机制，最佳用量与效益,取样方法：关键时期（苗期、坐果期）处理取土030cm土层，拉秧期处理取土030 cm、3060cm 和6090cm土层。 关键时期（苗期、坐果期、拉秧期）每个处理随机选择植株3株，三分茎、叶、果实保存。测定指标：
15、土壤：交换性钙镁、交换性钾、pH、速效钾，硝态氮、铵态氮； 植株：测定叶片、果实干物质量以及Mg /K/Ca养分含量，并计产。,N，P用量：所有处理N，P肥用量相同。 P 120 kg P2O5 ha -1，100%基施； N 320 kg N ha-1； N、K 15%基施，85%追施，分4-5次追施。各处理其余管理措施相同。,1、高钾与底钾处理下不同镁施用量土壤中交换性钙镁差异,在相同钾肥处理下，与不施用镁肥处理相比，镁肥处理显著提高了土壤交换性镁含量。其中低钾处理，200%镁肥施用量显著高于其他镁处理。相同镁肥处理下，高钾与低钾处理相比，土壤交换性镁含量差异不显著。,2、高钾与低钾处理下
16、不同镁施用量植株钾含量差异,在相同钾肥处理下，随着镁肥施用量的增加，植株叶片钾含量略有提高，但差异不显著。相同镁肥处理下，高钾处理植株叶片含量较低钾处理显著提高。,不同小写字母表示在给定钾水平下镁施用的所有水平上p0.05的显著差异。,3、高钾与低钾处理下不同镁施用量植株中钙含量差异,低钾处理下，随着镁肥施用量的增加，植株叶片钙含量略有降低；高钾处理下，随着镁肥施用量的增加，植株叶片钙含量略有升高，但差异均不显著。相同镁肥处理下，高钾与低钾处理相比，植株叶片含量差异不显著。,不同小写字母表示在给定钾水平下镁施用的所有水平上p0.05的显著差异。,4、高钾与低钾处理下不同镁施用量土壤理化性质的差
17、异,在相同钾肥处理下，与不施用镁肥处理相比，镁肥处理显著提高了土壤交换性镁含量。其中低钾处理，200%镁肥施用量显著高于其他镁处理。相同镁肥处理下，高钾与低钾处理相比，土壤交换性钾含量显著提高，交换性钙与pH无显著差异。,不同小写字母表示在给定钾水平下镁施用的所有水平上p0.05的显著差异。不同大写字母代表给定镁水平下钾肥施用在p0.05水平上有显著性差异。,指标测定中。,研究内容四：知识普及与培训活动,1、知识传播 总结镁研究的相关进展及已发表研究结果，写成科学论文、研究综述、科普文章、技术彩页，普及镁营养知识，提高人们对镁营养的认识。2、技术培训与现场观摩 通过开班培训、试验示范、现场观摩等方式，推动镁相关技术的应用，扩大全国镁营养协作网的影响力。每场会议活动形成简报提交给IMI联系人。培训对象：研究生、示范点农民、公司员工培训/观摩会： 1-2场/年活动时间：每年3/12月份,谢谢大家！,敬请各位专家提出宝贵意见！,
