Effects of Magnesium and Boron in Nitro Compound Fertilizer on Growth and Yield of Pepper
摘要：
为探索硝基复合肥中镁与硼复配对作物生长及产量的影响，以辣椒为试验对象，开展了盆栽试验。结果表明：在硝硫基复合肥(15-15-15)中添加质量分数5.0%一水硫酸镁的基础上，再分别添加质量分数0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%硼砂的处理与对照处理相比，辣椒的增产率分别为7.44%、11.70%、21.12%；较高的硼砂添加量对辣椒地上部和地下部的生长有一定的抑制作用。与对照处理相比，在硝硫基复合肥中添加质量分数5.0%一水硫酸镁处理的辣椒株高、茎粗、地上部鲜质量无优势，且地下部干质量出现下降，表明一水硫酸镁添加量较高对辣椒根系、植株生长具有一定的抑制作用，但添加一定量的硼砂后，可在一定程度上逆转高含量硫酸镁对植株生长的抑制作用。
Abstract：
In order to explore the effects of magnesium and boron in nitro compound fertilizer on crop growth and yield, a pot experiment is carried out with pepper as the experimental object. The results show that on the basis of adding 5.0% magnesium sulfate monohydrate by mass fraction to nitrate sulfur based compound fertilizer (15-15-15), adding 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0% and 2.5% borax by mass fraction can improve the yield of pepper. Compared with the control, the yield increase rates are 7.44%, 11.70% and 21.12% respectively. The higher amount of borax has a certain inhibitory effect on the growth of aboveground and underground parts of pepper. Compared with the control, the pepper treated with only 5.0% magnesium sulfate monohydrate by mass fraction in nitrate sulfur based compound fertilizer has no advantages in plant height, stem diameter and aboveground fresh weight, and the dry weight of underground decreases, indicating that the high addition of magnesium sulfate monohydrate has a certain inhibitory effect on the root and plant growth of pepper, but after adding a certain amount of borax, the inhibitory effect of high content of magnesium sulfate on plant growth can be reversed to a certain extent.
0
前言
粮安天下，无“微”不至。微量元素是植物、动物、人体生长发育不可或缺的，植物必需的微量元素有铁、锰、硼、锌、铜、钼、氯等，每种微量元素对植物的生长发育、生理活动都起着“四两拨千斤”的功效。我国从2005年全面实施测土配方施肥项目以来，微量元素营养调控开始成为现代高效集约化农业必不可少的技术措施之一[1]。
按照平衡施肥原则，氮、磷、钾与中微量元素协同施用，实现绿色、提质、增产的目标，是实现减肥增效的有效途径之一[2]。镁是植物生长所必需的中量元素，是合成叶绿素的中心原子，缺镁会导致叶片失绿黄化，光合作用减弱[3]。在我国土壤与作物缺镁现象日益普遍的大背景下，及时、合理地施用镁肥显得十分迫切[4]。硼作为植物生长发育必不可少的微量元素之一，具有促花、膨果的作用，缺硼会出现果实畸形、偏小、开裂等症状，进而造成产量和品质的下降[5]。对土壤缺硼的地区施用硼肥，在增加产量的同时，油菜籽产油量、饼粕蛋白质含量等品质指标显著提升[6]。在一定氮、磷、钾施用条件下，辣椒基施硼肥、叶面喷施硼肥的产量、效益均显著提升[7]。氮、磷、钾与中微量元素配合施用，对作物的生长指标具有显著的提升作用，如菜豆在配施中微量元素后，株高、单株荚数显著提升[8]。氮、磷、钾与镁按一定比例配施应用于辣椒，可以显著提升植株对氮、磷、钾、镁等元素的吸收[9]。在研究镁与硼配施对烟草种植的影响时发现，镁能够促进烟叶对硼元素的吸收，即镁与硼在适宜的同等用量下，烟叶吸收的硼量随着镁用量的增加而增大[10]。本文探讨了硝基复合肥中镁与硼复配对辣椒生长指标、产量等方面的影响，以期为硝基复合肥生产及配方设计提供依据。
1
材料与方法
1.1
供试材料
2021年3—6月在河南省新乡市新乡县河南心连心化学工业集团股份有限公司温室大棚开展盆栽试验，供试作物为辣椒(新科18号，新乡市农业科学院)。试验采用上端直径33 cm、底面直径18 cm、高23 cm的塑料盆，每盆装风干土10 kg。供试土壤选取河南省新乡县朗公庙镇的褐土，土壤理化性状见表 1。供试肥料为自配硝硫基复合肥(15-15-15，含硫质量分数5%)，一水硫酸镁(有效镁质量分数18.0%)为营口菱镁化工集团有限公司生产，硼砂(分析纯)为天津市福晨化学试剂厂生产。
表 1
|
pH |
w(有机质)/(g·kg-1) |
ρ(铵态氮)/(mg·L-1) |
ρ(硝态氮)/(mg·L-1) |
ρ(有效磷)/(mg·L-1) |
ρ(速效钾)/(mg·L-1) |
ρ(有效镁)/(mg·L-1) |
ρ(有效硼)/(mg·L-1) |
|
6.69 |
0.40 |
8.50 |
51.50 |
15.90 |
118.80 |
357.50 |
2.67 |
1.2
试验设计
试验共设置7个处理(见表 2)，每个处理重复5次。试验采用追肥的方式进行，3月1日每盆移栽大小均匀的六叶一心辣椒苗1株，各处理分别在3月22日(花芽分化期)和4月30日(结果初期)进行追肥，每次追肥施用对应配方的肥料2 g/盆。自种植之日起，精细管理并在整个生育期防治病虫害。试验统一移栽、统一施肥打药，指标测定在同一作业日完成。
表 2
|
处理 |
硝硫基复合肥/(g·盆-1) |
w(一水硫酸镁)/% |
w(硼砂)/% |
|
对照(CK) |
2 |
|
|
|
T1 |
2 |
5.0 |
|
|
T2 |
2 |
5.0 |
0.5 |
|
T3 |
2 |
5.0 |
1.0 |
|
T4 |
2 |
5.0 |
1.5 |
|
T5 |
2 |
5.0 |
2.0 |
|
T6 |
2 |
5.0 |
2.5 |
1.3
测定项目及方法
1.3.1
生理指标
4月1日测定辣椒叶片数和叶片的叶绿素相对含量(SPAD值)，叶片数以完全展开为标准进行统计，采用SPAD-502型便携式叶绿素测定仪选取各处理完全展开的第一片叶进行SPAD值的测定[11]。
4月12日对辣椒的株高、茎粗进行测定。株高用卷尺测量由茎基部至生长点的自然高度；茎粗用游标卡尺测量从茎基部向上约33.3 mm处(中间位置)纵横垂直交叉茎的直径，取平均值。
1.3.2
测产
5月7日—6月22日对盆栽共进行5次采摘，采用美国EL-2000S型电子天平分别对每盆每次采摘的辣椒进行称量测产。
1.3.3
地上部鲜质量、地下部干质量
地下部样品放入网袋内标记后，于65 ℃烘干至恒质量，采用美国BL-500S型电子天平称量地下部干质量和地上部鲜质量，每株单独称量统计。
1.4
数据整理与统计分析
所有数据均采用软件Excel 2010和Statistix 8.0进行整理和方差分析。
2
结果与分析
2.1
不同施肥处理对辣椒叶片SPAD值的影响
不同施肥处理对辣椒叶片SPAD值的影响见表 3。
表 3
|
处理 |
SPAD值 |
增长率/% |
|
注：1)同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)，下同 |
|
CK |
43.84 bc |
|
|
T1 |
45.66 ab |
4.15 |
|
T2 |
46.56 a |
6.20 |
|
T3 |
45.28 ab |
3.28 |
|
T4 |
42.22 c |
-3.70 |
|
T5 |
46.74 a |
6.61 |
|
T6 |
45.34 ab |
3.42 |
由表 3可知：与CK处理相比，T1处理的辣椒叶片SPAD值的增长率为4.15%；在施用5.0%硫酸镁的基础上施用硼砂，以T2、T5处理的辣椒叶片SPAD值增长率较为显著，与CK处理的相比分别增长6.20%、6.61%。
2.2
不同施肥处理对辣椒株高的影响
不同施肥处理对辣椒株高的影响见表 4。
表 4
|
处理 |
株高/cm |
增长率/% |
|
CK |
34.8 b |
|
|
T1 |
35.0 b |
0.57 |
|
T2 |
35.4 b |
1.72 |
|
T3 |
37.4 ab |
7.47 |
|
T4 |
41.0 a |
17.82 |
|
T5 |
40.2 a |
15.52 |
|
T6 |
41.6 a |
19.54 |
由表 4可知：T1、T2处理的辣椒株高与CK处理的相比无显著性差异；T4、T5、T6处理与CK处理相比，株高增长较为显著，增长率分别为17.82%、15.52%、19.54%；在施用硫酸镁的基础上施用一定量的硼砂，对辣椒株高有促进作用。
2.3
不同施肥处理对辣椒茎粗的影响
不同施肥处理对辣椒茎粗的影响见表 5。
表 5
|
处理 |
茎粗/mm |
增长率/% |
|
CK |
5.23 b |
|
|
T1 |
5.33 b |
1.91 |
|
T2 |
5.24 b |
0.19 |
|
T3 |
5.36 b |
2.49 |
|
T4 |
5.81 a |
11.09 |
|
T5 |
5.68 ab |
8.60 |
|
T6 |
5.49 ab |
4.97 |
由表 5可知：T1~T3处理的辣椒茎粗与CK处理的相比无显著性差异；T4~T6处理与CK处理相比，茎粗的增加较为明显，增长率分别为11.09%、8.60%、4.97%；在施用硫酸镁的基础上施用一定量的硼砂，对茎粗有促进作用，硼砂施用量在0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的梯度下，茎粗的增加呈先升后降的趋势，添加量为1.5%时茎粗增加量达到最大。
2.4
不同施肥处理对辣椒地上部鲜质量和地下部干质量的影响
不同施肥处理对辣椒地上部鲜质量和地下部干质量的影响见表 6。
表 6
不同施肥处理对辣椒地上部鲜质量和地下部干质量的影响
|
处理 |
地上部鲜质量 |
|
地下部干质量 |
|
测定值/(g·株-1) |
增长率/% |
|
测定值/(g·株-1) |
增长率/% |
|
CK |
107.13 ab |
|
|
3.80 ab |
|
|
T1 |
106.85 ab |
-0.26 |
|
3.65 ab |
-3.95 |
|
T2 |
103.95 ab |
-2.97 |
|
3.86 ab |
1.58 |
|
T3 |
110.07 a |
2.74 |
|
3.90 ab |
2.63 |
|
T4 |
111.97 a |
4.52 |
|
3.80 ab |
0 |
|
T5 |
116.72 a |
8.95 |
|
4.08 a |
7.37 |
|
T6 |
89.38 b |
-16.57 |
|
3.06 b |
-19.47 |
由表 6可知：T1、T2处理的地上部鲜质量与CK处理的相比无显著性差异；T3~T5处理与CK处理相比，地上部鲜质量有所增加，增长率分别为2.74%、4.52%、8.95%；硼砂施用量在0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的梯度下，地上部鲜质量呈逐渐增长的趋势，但施用量在2.5%时显著降低，表明高含量硼砂对地上部鲜质量具有抑制作用；T1~T4、T6处理的地下部干质量与CK处理的相比无显著性差异；在施用硫酸镁的基础上施用硼砂对地下部干质量具有一定的促进作用，其中T2~T5处理的地下部干质量的增长率分别为1.58%、2.63%、0、7.37%，T6处理的地下部干质量受到抑制。
试验结果表明，在施用硫酸镁的基础上施用一定量的硼砂对辣椒地上部、地下部的生长具有促进作用，但硼砂施用量在2.5%时地上部和地下部的生长受到一定的抑制，硼砂施用量为2.0%时地上部鲜质量和地下部干质量的增长率最大。
2.5
不同施肥处理对辣椒产量的影响
不同施肥处理对辣椒产量的影响见表 7。
表 7
|
处理 |
产量/(g·盆-1) |
增长率/% |
|
CK |
313.04 ab |
|
|
T1 |
320.20 ab |
2.29 |
|
T2 |
336.32 ab |
7.44 |
|
T3 |
349.68 ab |
11.70 |
|
T4 |
296.12 ab |
-5.41 |
|
T5 |
277.12 b |
-11.47 |
|
T6 |
379.14 a |
21.12 |
由表 7可知：T1~T3、T6处理与CK相比，辣椒产量有所增加，其中T6处理的增产效果较好。
3
结语
利用中微量元素复配，是提升硝基复合肥肥效的有效途径之一，也是硝基复合肥新产品开发的方向之一。研究表明，脐橙园土壤中硼砂的施用量以15 g/株为宜[12]。
本研究表明，在施用5.0%硫酸镁的基础上施用0.5%、1.0%、2.5%硼砂对辣椒产量具有较优的提升作用，与CK处理相比, 产量增长率分别为7.44%、11.70%、21.12%；施用5.0%硫酸镁处理与CK处理相比，产量增长率为2.29%。在施用5.0%硫酸镁的基础上施用0.5%、2.0%硼砂对辣椒叶片SPAD值具有较优的提升作用，与CK处理相比, SPAD值增长率分别为6.20%、6.61%；施用5.0%硫酸镁处理与CK处理相比，SPAD值增长率为4.15%。在施用5.0%硫酸镁的基础上施用1.0%、1.5%、2.0%、2.5%硼砂对辣椒株高和茎粗具有较优的提升作用，与CK处理相比, 株高和茎粗的增长率分别为7.47%和2.49%、17.82%和11.09%、15.52%和8.60%、19.54%和4.97%；施用5.0%硫酸镁处理与CK处理相比，株高和茎粗的增长率分别为0.57%和1.91%。在施用5.0%硫酸镁的基础上施用1.0%、1.5%、2.0%硼砂对辣椒地上部鲜质量具有较优的提升作用，与CK处理相比，地上部鲜质量的增长率分别为2.74%、4.52%、8.95%；施用5.0%硫酸镁处理与CK处理相比，地上部鲜质量的增长率为-0.26%。在施用5.0%硫酸镁的基础上施用0.5%、1.0%、2.0%硼砂对辣椒地下部干质量具有较优的提升作用，与CK处理相比，地下部干质量的增长率分别为1.58%、2.63%、7.37%；施用5.0%硫酸镁处理与CK处理相比, 地下部干质量的增长率为-3.95%。
本试验中施用2.5%硼砂处理的地上部鲜质量和地下部干质量出现显著性下降，表明在施用5.0%硫酸镁的基础上添加较高含量的硼砂，对辣椒地上部和地下部的生长有一定的抑制作用；施用5.0%硫酸镁处理与CK处理相比，在辣椒株高、茎粗、地上部鲜质量的表现上没有优势，特别是地下部干质量与CK处理相比有一定程度的下降，表明高含量的硫酸镁对根系、植株生长具有一定的抑制作用，但添加一定量的硼砂后，株高、茎粗、地上部植株鲜质量、地下部干质量有一定的增长，表明施用一定量的硼砂在一定程度上可以逆转高含量硫酸镁对植株生长的抑制作用。
沪公网安备 31010702007066号