不同品種鎂肥對水稻產量及稻田土壤環境的影響

摘要：為篩選經濟、高效、適用的鎂肥，實現水稻穩產增收與綠色可持續目標，2021年在上杭縣才溪鎮開展不同品種鎂肥對水稻產量和稻田土壤環境的影響試驗，通過設置常規施肥（對照）、七水硫酸鎂、農用氫氧化鎂、鈣鎂復合素等4個處理，分析各處理對水稻產量、土壤 pH 和交換性鎂的影響。結果表明：施用不同品種鎂肥，水稻產量增加252～645 kg·hm?2、增幅3.0%～7.8%，土壤 pH 提高0.18～0.29，交換性鎂增加0.09～0.11 coml·kg?1。綜合分析，在上杭縣水稻田施用農用氫氧化鎂效果最佳，水稻產量最高，達到8965.5 kg·hm?2、增幅7.8%，增收1888.8元·hm?2；稻田土壤 pH 提高0.24，土壤交換性鎂增加0.1 coml·kg?1，可在當地進一步示范推廣應用。

關鍵詞：不同品種鎂肥；水稻；產量；土壤酸化；治理

中圖分類號：S511文獻標志碼：A文章編號：0253?2301（2024）04?0060?05

DOI：10.13651/j.cnki.fjnykj.2024.04.011

Effects of Different Varieties of Magnesium Fertilizer on the Rice Yield and Paddy Soil Environment

FU Song

（Shanghang County Soil Fertilizer Technology Station， Longyan， Fujian 364200， China）

Abstract： In order to screen the economical， efficient， and applicable magnesium fertilizer， and achieve the goal of stable yield， income increase and green sustainability of rice， a field experiment was conducted in Caixi Town of Shanghang County in 2021 in this study， thus to examine the effect of different Mg fertilizer types on the rice yield and soil environment of paddy field. The effects of four treatments on rice yield， soil pH and exchangeable magnesium were analyzed by setting up the four treatments： control， magnesium sulfate heptahydrate， agricultural magnesium hydroxideandcalciummagnesiumcomplexins. Theresultsshowedthattheapplicationofdifferentvarietiesof magnesium fertilizer could increase the rice yield by 252?645 kg·hm?2， with an increase of 3.0%?7.8%. In addition， the soil pH value increased by 0.18?0.29， and the exchangeable magnesium increased by 0.09?0.11 cmol·kg?1. In general， the application of agricultural magnesium hydroxide in the paddy fields in Shanghang County had the best effect， with the highest rice yield of 8965.5 kg·hm?2， representing a 7.8% increase compared to the CK， and resulting in an additional income of 1888.8 yuan·hm?2. Furthermore， the paddy soil pH increased by 0.24 and the exchangeable magnesium in soil increased by 0.1 cmol·kg?1， which deserved the further demonstration， promotion and application in the local area.

Key words： Different varieties of magnesium fertilizer；Rice；Yield；Soil acidification；Remediation

鎂是植物葉綠素及多種酶的重要組成部分，同時還參與作物蛋白質的合成，諸多研究表明其對農作物生長促進、產量提高和品質改善均具有重要作用[1?3]，鎂由此被許多農業生產者稱為是繼氮、磷、鉀之后的第四大營養元素。我國南方由于高溫多雨，巖石風化和淋溶作用強烈，土壤中含鎂基性原生礦物容易分解，導致土壤含鎂量較低[4]。根據刑世和等[5]利用福建省耕地資源大數據開展省域耕地質量評價及系列專題應用研究的成果表明，耕地多數土壤交換性鎂含量均值處于中等水平，但區域間尤其是在水田土壤中交換性鎂含量分布不均勻，福建省耕地土壤鎂素總體供應水平不高。鎂作為農作物生長過程中重要的中量元素之一，近年來，一方面隨著作物高產品種的推廣和復種指數的提高，農作物不可避免地從土壤中攜帶走越來越多的鎂，土壤中的鎂消耗量逐步增加，且鎂得不到有效補充，易致土壤養分失衡，進而影響作物產量與品質；另一方面福建省受獨特的地理氣候影響，區域間耕地確實存在部分鎂素自然流失和土壤酸化等問題[5?7]。這些情況都在一定程度上導致土壤質量下降、耕地退化，因此耕地適時適量補充鎂元素的同時兼顧土壤酸化治理，對福建省保障糧食安全和耕地保護提升很有必要。

為順應市場需求，滿足農業生產者對鎂肥日益增長的消費需要，近年來國內肥料生產企業研發生產的鎂肥品種逐漸豐富，可供農業生產者選用的鎂肥品種日趨多樣。前人已將水稻、烤煙、玉米等諸多農作物列為研究對象，證明增施鎂肥對作物產量及病害防治方面產生積極效果[8?10]。當前市場上不少鎂肥在補充土壤鎂元素外還兼具土壤酸化治理改良的功效，但目前大多數研究集中在鎂肥施用對農作物產量和品質的提升，忽略施用不同品種鎂肥對治理土壤酸化的協同效果。為研究施用不同品種鎂肥對農作物產量和土壤環境的影響，統籌農業穩產增效與土壤酸化治理，以期試驗結果能為當地選用經濟、高效、適用的鎂肥品種提供參考，于2021年在上杭縣才溪鎮溪北村開展不同品種鎂肥對水稻產量及稻田土壤環境的影響試驗，以水稻為供試作物，篩選適用鎂肥品種，以達到保障糧食安全與綠色發展協同一體推進的目的。

1材料與方法

1.1供試品種與材料

供試水稻品種為隆兩優黃莉占，該品種由袁隆平農業高科技股份有限公司生產；水稻配方肥為全福牌配方肥［ N ∶P2O5∶K2O=17∶6∶17，總養分≥40%（含氯）］，由甕福紫金化工股份有限公司生產；七水硫酸鎂（MgSO4·7H2O≥98%），由三明市惠農農肥有限公司生產；農用氫氧化鎂（含 MgO≥40%），由莆田市華大肥業有限公司生產；鈣鎂復合素（MgO≥17.0%，CaO≥28.0%， pH 8.5～11.0），莆田市華大肥業有限公司生產。試驗地塊近3年以單季水稻為主要種植模式，前季作物為水稻。

1.2試驗地概況

于2021年5月至9月在上杭縣才溪鎮溪北村連片水稻田進行，試驗田塊地形為低山丘陵谷地，地勢平坦、齊整、肥力均勻，排灌方便，光照通風良好。試驗地塊經緯度為東經116°25′、北緯25°15′，海拔411 m ，質地為粘壤土，土壤類型為黃泥田土。供試田塊試驗前用梅花點取樣法取基礎土樣化驗，土壤理化性狀： pH 5.53，土壤有機質45.70 g·kg?1，堿解氮160.6 mg·kg?1，有效磷22.3 mg·kg?1，速效鉀190 mg·kg?1，交換性鎂1.90 coml·kg?1，土壤肥力中等。

1.3試驗設計

1.3.1試驗處理采用單因素隨機區組設計，以不同鎂肥處理為單因素，設計4個處理，每個處理3次重復，共12個小區，每個小區面積20 m2（4.0 m ×5.0 m），四周設保護行[11]，做到單排單灌。處理 A 為常規施肥（CK），施用配方肥900 kg·hm?2；處理 B 為配方肥（900 kg·hm?2）+鎂肥品種1（七水硫酸鎂187.5 kg·hm?2）；處理 C 為配方肥（900 kg·hm?2）+鎂肥品種2（農用氫氧化鎂75.0 kg·hm?2）；處理 D 為配方肥（900 kg·hm?2）+鎂肥品種3（鈣鎂復合素176.475 kg·hm?2）。3個鎂肥品種七水硫酸鎂、農用氫氧化鎂、鈣鎂復合素根據鎂含量18.0 kg·hm?2計算用量。

施肥方法：各處理供試鎂肥均結合整地一次性與基肥一起混勻施用；配方肥各處理按基肥40%，追肥20%、40%的比例先后分兩次進行追肥。

1.3.2田間管理于2021年5月16日播種育秧；6月10日整地，施基肥，溶田均勻一致，四周設保護行，小區間筑小田埂，并用農用薄膜包裹；6月11日進行移栽插秧，每小區種植水稻399叢（19×21叢）；6月19日和7月6日分別進行兩次追肥。各處理病蟲害防治及其他農事操作相同，且符合大田生產要求。

1.4樣品采集及指標測定

1.4.1水稻考種和測產2021年9月18日對各小區水稻開展考種和測產，各處理選取小區中間位置21叢植株進行考種，割取3叢分別計算有效穗、穗粒數、結實率、千粒重等產量指標；考種結束后對各小區進行實割測產，記錄各處理水稻的濕谷產量，各處理各取2.5 kg 濕谷曬干測定曬干率。

1.4.2土壤樣品采集及指標測定方法試驗結束后各處理按梅花點取樣法采集深度0～20 cm耕作層土壤，化驗分析土壤養分變化情況。各土壤指標測定方法：土壤 pH 采用電位法測定，有機質采用油浴加熱重鉻酸鉀氧化?容量法，堿解氮采用堿解擴散法，有效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法，速效鉀采用乙酸銨浸提?原子吸收風光光度法，交換性鎂采用乙酸銨交換?EDTA 絡合滴定法[12]。

1.5數據處理

試驗采集數據用 DPS 數據處理軟件進行方差和相關性分析，采用 Duncan新復極差法進行多重比較。

2結果與分析

2.1不同品種鎂肥對水稻農藝性狀的影響

由表1可知，各處理水稻株高在120.0～129.0 cm；有效穗數表現為 D 處理（258.0萬穗·hm?2）＞ B 處理（247.5萬穗·hm?2）＞ C 處理（240.0萬穗·hm?2）＞A 處理（237.0萬穗·hm?2）；穗粒數以 D 處理最高，達到197.6粒，C 處理排第2，為194.9粒，B 處理第3，為179.7粒，A 處理最少，為177.8粒；結實率以 C 處理最高，為83.5%， B 處理和 A 處理分別為83.1%和82.8%，D 處理最低，為79.8%；千粒重為25.4～26.8 g；曬干率為75.3%～79.1%。

2.2不同品種鎂肥對水稻產量的影響

由表2可知，各處理水稻曬干后折算產量在8320.5～8965.5 kg·hm?2，其中 C 處理實際產量最高，達到8965.5 kg·hm?2，比 A 處理（CK）增加645.0 kg·hm?2，增幅7.8%；D 處理實際產量次之，為8800.5 kg·hm?2，比 A 處理（CK）增加480.0 kg·hm?2，增幅5.8%； B 處理排第3，產量達到8571.0 kg·hm?2，比A 處理（CK）增加250.5 kg·hm?2，增幅3.0%。各處理產量間無顯著差異。

2.3不同品種鎂肥對水稻經濟效益的影響

由表3可知，C 處理產值和利潤最高，分別達到27255.1、6483.1元·hm?2，利潤比 A 處理（CK）增加1888.8元·hm?2；D 處理產值和利潤分別為26753.5、5701.0元·hm?2，均排第2；B 處理排第3，產值和利潤分別為26055.8、5168.3元·hm?2，利潤比處理 A（CK）增加574.0元·hm?2。產投比方面，各處理在1.22～1.31，以 C 處理最高，達到1.31。

2.4不同品種鎂肥對土壤理化性狀的影響

由表4可知，土壤 pH 方面，D 處理（5.76）＞ C 處理（5.71）＞B 處理（5.65）＞A 處理（5.47），與 A 處理（CK）相比，各處理土壤 pH 提高0.18～0.29、增幅3.3%～5.3%，表明3個品種鎂肥兼具較好的土壤改良效果；B 處理、C 處理和 D 處理有效磷含量對比 A 處理（CK）均有提高，幅度為3.8～8.8 mg·kg?1；交換性鎂 B 處理、C 處理和 D 處理較 A 處理（CK）增加0.09～0.11 coml·kg?1；土壤有機質含量、堿解氮、速效鉀含量 B 處理、 C 處理和 D 處理較 A 處理（CK）增減不一，未出現較一致變化趨勢。

3討論與結論

本研究結果發現，施用不同品種的鎂肥，水稻的有效穗、穗粒數、曬干率均有所提高，結實率、千粒重除 D 處理（鈣鎂復合素處理）外均略有提升，不同品種鎂肥能夠在不同程度提高水稻產量，各處理間產量無顯著差異，這可能與試驗田塊土壤中交換性鎂含量較豐富有關，但增施鎂肥促進水稻產量增加的趨勢是基本一致的。綜合考量水稻產量、經濟、高效和土壤環境等因素，在上杭縣水稻栽培過程中施用農用氫氧化鎂效果最佳，統籌兼顧穩產增效與耕地質量提升目標，水稻產量最高達到8965.5 kg·hm?2，經濟效益增加1888.8元·hm?2；土壤 pH 提高0.24，土壤交換性鎂增加0.1 coml·kg?1。

施肥除了能提高農作物產量外還起到改良土壤和穩定土壤持續供肥能力的作用[13]。因此，科學施肥是農業資源高效利用和生態環境保護協調發展的重要手段，對推動耕地可持續利用、實現農業綠色發展均具有重要意義。冀建華[14]等研究發現，南方酸性稻田土壤中連續多次施用硅鈣鉀鎂肥，有效促進了 Ca2+、Mg2+等鹽基離子在土壤中的累積和土壤交換酸消耗的同時使土壤 pH 得到大幅提高；張明來[15]也研究表明，施用鈣鎂型土壤調理劑改善了福建地區酸性紅壤性狀，土壤指標 pH 值、有效磷、交換性鈣和交換性鎂含量均有提高，同時促進種植作物花椰菜產量的增加。當前，高質量發展理念貫穿各個行業，施肥管理b2TdwqMdB1hWwg7t8Qj+Iw==也從單純追求高產向統籌穩產增收、綠色高效和可持續發展轉變[16]。試驗條件下，合理施用不同品種鎂肥，試驗田塊中交換性鎂比對照提高0.09～0.11 coml·kg?1，土壤 pH 提高0.18～0.29，耕地中交換性鎂得到補充的同時土壤酸化得到治理，稻田土壤環境得到改善。

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（責任編輯：林玲娜）