镁肥对红壤黑麦草生长和品质的影响

镁是植物生长发育必不可少的元素,同时具有较高的亲水半径,因此易受雨水淋溶的作用。南方土壤酸化导致土壤胶体颗粒中镁的释放,导致高降雨条件下镁的大量淋失。所以南方土壤,尤其红壤中镁的缺乏严重,这是南方农业发展的重要限制因素之一。为明确镁肥对一年生黑麦草的影响,采用原位红壤土,借助于盆栽实验来研究不同的镁肥(氧化镁)添加对一年生黑麦草的产量和品质的影响。试验数据分析可得,适量镁肥(200 mg kg-1)可以显著提高一年生黑麦草植株的生物量以及镁元素的含量,但由于稀释效应,一年生黑麦草中的粗蛋白含量及部分元素含量随植物生物量增加而减少;此外,低浓度的镁肥(20 mg kg-1)的施用对一年生黑麦草生物量,蛋白质以及镁元素的作用效率降低,而过量(400 mg kg-1)镁肥没有进一步提高作用,反而会抑制一年生黑麦草叶片中钙元素的含量。本试验结果表明,对红壤中一年生黑麦草施用适量的镁肥可以提高一年生黑麦草的产量和品质,同时可考虑通过施加外源氮以缓解蛋白质的不足,可为农田的科学管理提供理论依据。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言(或绪论)3
1 材料与方法5
材料 5
1.1.1 土样 5
1.1.2 植物 5
1.2 方法 6
1.2.1 试验设计6
1.2.2 指标测定6
1.2.3 数据处理7
2 结果与分析7
2.1 不同镁肥浓度对一年生黑麦草叶绿素含量及产量的影响7
2.1.1 叶绿素7
2.1.2 产量7
2.2 不同镁肥浓度对一年生黑麦草品质的影响7
2.2.1 不同镁浓度对一年生黑麦草粗蛋白含量的影响7
2.2.2 不同镁浓度对黑麦草元素含量的影响7
2.3 足量镁肥添加下施加氮肥对一年生黑麦草产量及氮含量的影响8
3 结论与讨论 9
3.1 不同镁肥添加对一年生黑麦草产量的影响9
3.2 不同镁肥添加对一年生黑麦草品质的影响10
3.3 营养元素的响应10
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4 结论11
致谢11
参考文献12
镁肥对红壤黑麦草生长和品质的影响
引言
引言
镁是植物生长发育的必需元素之一。它是叶绿素的中心元素,在植物光合作用中起着重要的作用,也是一系列参与碳固定的酶的辅酶因子,在植物体内参加了植物新陈代谢过程,在蛋白质合成过程中至关重要[1,2]。此外,植物中的镁含量对于植物的光合产物向生长根的运输至关重要[3],这是植物生长过程中的一个重要环节,它可以通过直接影响植物根系吸收能力,以及间接影响植物与微生物的共生关系,从而影响植物对营养物质的获取[4,5]。因此,镁元素的缺乏会导致植物产生一系列的生理功能紊乱,如影响酶的代谢,改变细胞膜的通透性,导致细胞坏死严重甚至威胁生物体生命;同时镁缺乏也会严重影响植物的光合作用,导致叶萎黄,降低作物的产量以及品质[3,6]。植物中潜在的和急性的镁缺乏是很常见的,因为镁离子具有独特的化学特性,其具有较高的亲水半径,比土壤中的其他阳离子对于胶体的吸附作用更小,因此易受雨水淋溶的作用。二十世纪七十年代,有研究发现牲畜的缺镁症与食物中镁元素的缺乏或钾元素过高有关,植物中的镁元素缺乏或钾元素过高会影响动物对镁和钙的吸收[7,8]。且目前已有不少研究表明食物中低镁会导致人和动物的骨质疏松,同时人体内的钙镁比如果较高,可导致人类心血管疾病[9]。可见,镁元素的缺乏会影响植物的生长,并通过食物链影响到动物的健康。
中国南方地区的红黄壤区范围,南北方向为南岭山地与长江南岸之间,西面起自贵州高原东缘,东面至浙江、福建,属于亚热带经济林果红壤、红黄壤低山丘陵平原区,区域内遍布丘陵荒山草坡,总面积大约为10亿亩。南方红壤是我国主要土壤类型之一,红壤丘陵区水热条件优越,分布范围广阔,但自从上世纪80年代以来,由于受到自然因素(大降雨量)以及高强度的人为活动(氮肥过度使用)的影响,土壤酸化的进程大大加速[10]。严重的土壤酸化带来了一系列的不良影响。土壤酸化一方面导致土壤中的有毒离子增加(Al3+ ,Mn2+),也使得碱性阳离子流失(K+,Ca2+,Mg2+)[1],进而导致土壤缺素,肥力下降[11]。同时,由于Mg2+具有较高的亲水半径,更易受雨水淋溶的作用,因此南方红壤中镁元素较易缺乏。李雪梅等[12]的试验也表明酸性红壤中钾、镁均以难溶态为主,有效态相对较少,不能满足作物生长的需要,严重影响了当地作物生长和农业的发展。关于镁缺乏会对植物带来的影响已有大量研究论证。例如,凌丽俐等[13]的试验表明当植物缺镁胁迫严重时,会减弱脐橙叶片的光合能力,严重时会使叶片早衰。还有许多研究表明,缺镁会严重影响大豆、玉米以及小麦等许多农作物的产量和品质[14,15]。汪洪等[16]的试验表明,缺镁会导致菜豆的叶片面积减小且叶片厚度变薄,镁元素缺乏对于老叶光合能力的影响大于新叶。
由于养分的缺乏导致的土壤肥力下降影响到了农业的生产,而外源的肥料添加则是可以解决植物养分缺乏的有效措施。例如,Neuhaus 等[17]的研究表明,在大豆叶面上喷施硫酸镁可以缓解其对镁的缺乏,从而提高大豆的产量和品质。还有研究表明,镁肥的使用还可以减少缓解植物病害,以提高植物对逆境的适应[18,19]。然而,牧草作为许多动物的食物,目前却很少有研究考虑镁肥对牧草产量和品质的影响。
红壤的一些特性严重影响了当地农作物的生长,而通过合理的种植饲草替代部分农作物被认为适应当地农业发展的有效方式。由于牧草比农作物具有更强的适应性和种类,可以考虑增加种植牧草的面积,同时减少大量降雨带来的水土流失。南方地区的气候条件一般高温、多雨,很适合牧草的生长,通过种植牧草可以带动南方畜牧业的发展。一年生黑麦草(Lolium multiflorum Lamk.)是一种在农区广泛种植的优质牧草,尤其是在我国南方地区,它比较适宜生长在长江流域往南区域,在江西、湖南、江苏、浙江等省区均有人工种植。一年生黑麦草中的营养物质丰富,品质较好,适口性好,各类家畜都十分喜欢采食。其茎叶干物质中分别含有蛋白质13.7%,粗脂肪3.8%,粗纤维21.3%,是饲养牛、马、猪、羊、禽、兔和草食性鱼类的优质饲草。一年生黑麦草的主要优点在于其生长快,分蘖性强,再生性好,产量高,并且它可以用于作青绿饲料,以及制作干草、青贮饲料等,因此一年生黑麦草的广泛应用在我国农业结构调整中可发挥积极的作用。一年生黑麦草配以红三叶和白三叶,可提高产量和品质,为冬春季提供优质牧草。选择合适的镁肥用量对于提高一年生黑麦草产量和品质有较有利的影响,从而为南方地区一年生黑麦草的高产优质生产提供理论依据及技术参考,一年生黑麦草的生产和加工可以扩大优质饲料的来源,促进畜牧业的健康发展。因此具有研究意义[20]。那么在酸性红壤中添加镁肥将会对一年生黑麦草的产量和品质产生怎样的影响呢?

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