尿基复合肥中添加不同量的硫酸镁对上海青生长的影响

Effects of Different Amounts of Magnesium Sulfate Added to Urea Based Compound Fertilizer on the Growth of <i>Brassica chinensis</i> L.

朱忠坤 Zhongkun ZHU , 梁元振 Yuanzhen LIANG , 樊志磊 Zhilei FAN , 郭景丽 Jingli GUO , 张梦君 Mengjun ZHANG

河南心连心化学工业集团股份有限公司河南新乡 453731 Henan Xinlianxin Chemicals Group Co., Ltd., Xinxiang, Henan 453731, China

Author notes:

Correspondence to: 梁元振(1989—)，男，硕士，助理农艺师，主要从事新产品开发；zhyualiang@163.com

摘要：

为筛选硫酸镁在含黄腐酸尿基复合肥中的合理添加量，以上海青为试验对象，开展了盆栽试验。试验共设7个处理，对照处理(CK)不施肥，其他处理分别在含黄腐酸尿基复合肥中添加质量分数为0、1%、2%、3%、4%、5%的一水硫酸镁。结果表明：施肥可促进上海青叶绿素合成和株高增加，叶绿素相对含量(SPAD值)在作物生长中后期表现出明显优势；在全生育期，与含黄腐酸尿基复合肥相比，添加硫酸镁对株高的影响不明显；添加1%硫酸镁的含黄腐酸尿基复合肥可明显提高作物地上部鲜质量和干质量、地下部干质量，且植株中全磷、全钾含量较高。

关键词：

尿基复合肥; 黄腐酸; 硫酸镁; 上海青;

Abstract：

In order to screen the reasonable addition amount of magnesium sulfate in urea based compound fertilizer containing fulvic acid, a pot experiment is carried out with Brassica chinensis L. as the experimental object. Seven treatments are set up in the experiment. The control treatment (CK) does not apply fertilizer, and the other treatments add magnesium sulfate monohydrate with mass fraction of 0, 1%, 2%, 3%, 4% and 5% to the urea based compound fertilizer containing fulvic acid. The results show that fertilization can promote the synthesis of chlorophyll, increase plant height, and the relative content of chlorophyll (SPAD value) shows obvious advantages in the middle and late stage of crop growth. During the whole growth period, compared with the urea based compound fertilizer containing fulvic acid, the effect of magnesium sulfate on plant height is not obvious. By adding 1% magnesium sulfate to urea based compound fertilizer containing fulvic acid can significantly improve the fresh and dry weight of aboveground, dry weight of underground parts of crops and the contents of total phosphorus as well as potassium level in plants are high.

Keyword：

urea based compound fertilizer; fulvic acid; magnesium sulfate; Brassica chinensis L.;

尿基复合肥因其氮源为尿素，具有很好的水溶性和速效性^[1-3]，所以近年来在经济作物和粮食作物生产中得到广泛施用，对作物的增产发挥了较大的作用^{[1-2, 4]}。镁元素作为多种酶的活化剂，可参与碳水化合物、脂肪、蛋白质和核酸的合成等多项新陈代谢^[5-6]，尤其是作为植物体内叶绿素的主要成分之一，与植物的光合作用有很大关系。尽管已有关于尿基复合肥的研究^[7]，但大多集中在单纯的肥效验证、控制氮磷钾养分含量或者添加抑制剂类等方面，对添加中微量元素方面的研究较少。本研究采用含黄腐酸尿基复合肥为试验肥料，添加不同量的硫酸镁，以上海青为试验对象，通过跟踪肥效，筛选硫酸镁的合理添加量。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在河南心连心化学工业集团股份有限公司技术中心温室大棚进行。供试土壤为砂壤土，选用2 mm土筛对供试土壤进行过筛，筛后装盆，每盆装风干土8 kg。

1.2 试验时间与材料

试验时间：2020年11月—2021年1月，即11月20日种植移栽(三叶一心)，12月9日施肥(追肥方式，用量1 g/盆)，全生育期只进行一次施肥。

供试材料：供试作物为上海青，品种为德高508；供试肥料为河南心连心化学工业集团股份有限公司生产的含黄腐酸尿基复合肥(18-18-18)，添加剂一水硫酸镁由营口菱镁化工集团有限公司提供。

1.3 试验设计

试验共设7个处理(见表 1)，每个处理设置5次重复(5盆)。

表 1

试验设计

处理	配方及添加物
对照(CK)	不施肥
T1	18-18-18含黄腐酸尿基复合肥
T2	18-18-18含黄腐酸尿基复合肥添加1%硫酸镁
T3	18-18-18含黄腐酸尿基复合肥添加2%硫酸镁
T4	18-18-18含黄腐酸尿基复合肥添加3%硫酸镁
T5	18-18-18含黄腐酸尿基复合肥添加4%硫酸镁
T6	18-18-18含黄腐酸尿基复合肥添加5%硫酸镁

1.4 测定指标与测定方法

1.4.1 测定指标

分别在2020年12月14日、17日、22日、28日、31日和2021年1月4日、11日测定各处理的叶绿素相对含量(SPAD值)和株高；2021年1月12日收获后测定各处理的单株地上部鲜质量、地上部干质量、地下部干质量、植株氮磷钾养分含量和土壤理化性状。

1.4.2 测定方法

SPAD值：采用SPAD-502Plus型叶绿素仪测定。

株高：用卷尺量取根颈部至植株顶部之间的距离。

单株地上部鲜质量：迅速剪取植株根上部，装入已知质量的容器或塑料袋中，带入室内，用百分之一天平称取鲜质量。

地上部干质量：提前打开烘箱，温度升至100~105 ℃，把称取鲜质量后的植物材料装入纸袋中，置于烘箱内，100~105 ℃杀青10 min，然后将烘箱的温度降至70~80 ℃，烘至恒质量；取出纸袋和植物材料，放入干燥器中冷却至室温，称取干质量。

地下部干质量：根系从土中取出后，清洗干净，用吸水纸吸干表面水分，置于80 ℃烘箱中10~20 h，冷却至室温，称取干质量。

植株养分：首先采用H₂SO₄-H₂O₂消煮法对烘干的上海青样品进行消煮，然后采用靛酚蓝比色法测定植株全氮含量，采用钒钼黄比色法测定植株全磷含量；待测液中的钾主要以钾离子形式存在，用酸溶解后稀释，采用火焰光度法测定植株全钾含量^[8]。

1.5 大棚管理及观察记录

盆栽试验和管理均采用当地大田的常规方法，病虫害防治、浇水、松土和除草等，同一作业当日完成。

1.6 数据处理与分析

试验数据采用软件Excel 2010和SPSS 19.0进行处理与分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对上海青SPAD值的影响

不同处理的上海青整个生育期SPAD值测定结果见图 1(图中同一时期不同小写字母表示处理间达5%显著水平，下同)。

图 1

不同处理的上海青整个生育期SPAD值测定结果

由图 1可知：随着生育期的推进，SPAD值基本呈增加趋势，到2021年1月11日达到最高；2020年12月14—22日，上海青的SPAD值增加速率较快；2020年12月28日—2021年1月4日，各处理的SPAD值均维持缓慢增加；2020年12月14—17日，各处理间SPAD值虽有差异，但不显著，到22日差异逐渐明显，并且T1、T2、T3、T4处理的SPAD值均已超过CK处理的，而CK处理的与T5、T6处理的基本持平，表明此时肥料已溶解并被根系吸收利用，所以整体来看，施肥处理占据优势；到2021年1月4日，CK处理的SPAD值低于各施肥处理的，而T1~T6处理间无显著差异；2021年1月4—11日，T2、T5处理的SPAD值较高，分别比T1、T3、T4、T6处理的提高了13.15%、13.53%、11.41%、14.69%和9.59%、9.97%、7.90%、11.08%，表明临近收获时，硫酸镁添加量为1%、4%的处理表现出绝对优势。整个生育期表明，施肥可促进上海青叶绿素的合成，施用硫酸镁在作物生长中后期促进叶绿素合成的作用更明显。

2.2 不同处理对上海青株高的影响

不同处理的上海青株高变化与SPAD值的基本一致，见图 2。

图 2

不同处理的上海青整个生育期株高测定结果

由图 2可知：首次测定株高时发现，施肥处理的株高均不同程度高于CK处理的，但处理间无显著差异，此后施肥处理的株高基本都占据优势；2020年12月17—28日，T2~T6处理的上海青生长快于T1处理的；2020年12月31日—2021年1月11日，T2~T6处理的上海青株高与T1处理的相比并不全占优势，这可能与上海青根系已逐渐老化，养分吸收能力变弱，临近收获期有关^[9-10]。两个不同的生长阶段表明，硫酸镁对上海青前期的生长起到促进作用，而后期作用不明显，且前期T2和T3处理的促进作用较其他处理的更明显。

2.3 不同处理对上海青不同部位干物质积累和植株养分含量的影响

采收后，不同处理的上海青不同部位干物质积累和植株养分含量见表 2。

表 2

不同处理的上海青不同部位干物质积累和植株养分含量

处理	地上部鲜质量/(g·株^-1)	地上部干质量/(g·株^-1)	地下部干质量/(g·株^-1)	植株养分w/%
处理	地上部鲜质量/(g·株^-1)	地上部干质量/(g·株^-1)	地下部干质量/(g·株^-1)	全氮	全磷	全钾
注：1)同列数据后不同小写字母表示处理间差异达5%显著水平，下同
CK	23.44 c	1.77 d	0.21 a	2.45 e	0.28 d	4.32 d
T1	80.80 a	4.37 ab	0.27 a	3.53 cd	0.46 a	4.81 c
T2	86.00 a	4.61 a	0.28 a	3.41 d	0.46 a	5.14 b
T3	77.32 a	3.60 abc	0.24 a	3.65 bc	0.48 a	5.13 b
T4	57.82 b	3.01 c	0.21 a	3.77 a	0.39 c	5.09 b
T5	80.58 a	4.39 ab	0.28 a	3.48 d	0.45 a	5.12 b
T6	67.92 ab	3.37 bc	0.22 a	3.72 ab	0.42 b	5.38 a

由表 2可知：T2处理的地上部鲜质量最大，较T1、T5、T3、T6、T4处理的分别提高6.44%、6.73%、11.23%、26.62%、48.74%；各处理间地上部干质量有一定差异，由大到小依次为T2＞T5＞T1＞T3＞T6＞T4＞CK，表明施肥处理较不施肥处理占据绝对优势；T2处理的地上部干质量较T3、T4、T5、T6处理的分别提高了28.06%、53.16%、5.01%、36.80%，说明随着硫酸镁质量分数增大，对地上部有一定的抑制作用^[11]；尽管处理间差异不显著，但施肥处理的地下部干质量大部分高于CK处理的，其中T2处理的地下部干质量较T1、T3、T4、T6处理的分别提高了3.70%、16.67%、33.33%、27.27%。地上部鲜质量和干质量、地下部干质量反映了上海青在整个生育期干物质积累的状况，含黄腐酸尿基复合肥(18-18-18)中添加1%硫酸镁的效果较好。

上海青全氮质量分数为2.45%~3.77%，CK处理的最低，虽然施肥处理间达显著差异，但数据整体差异不大，其中T3、T4、T6处理的全氮含量较高，可能与镁元素和氮元素间的协同作用有关。各处理全磷含量有一定差异，其中CK处理的最低，T1、T2、T3、T5处理间差异不显著；全磷含量并不随镁的添加量增加而提高，表明磷元素和镁元素间的协同作用不明显，这与其他研究有一定的差异^[12]。CK处理的全钾含量最低，T2~T6处理的全钾质量分数均在5%以上，全钾含量由大到小依次为T6＞T2＞T3＞T5＞T4，T2~T5处理间无显著差异，表明添加硫酸镁可有效促进植株吸收钾素^[12-13]。

2.4 不同处理收获后土壤理化性状

供试土壤基本理化性状与不同处理收获后的土壤理化性状见表 3。

表 3

供试土壤基本理化性状与不同处理收获后的土壤理化性状

时期	处理	pH	w(有机质)/%	w(硝态氮)/(mg·kg^-1)	w(有效磷)/(mg·kg^-1)	w(速效钾)/(mg·kg^-1)	w(锌)/(mg·kg^-1)
试验前		8.51	0.32	11.40	30.30	106.8	2.00
收获后	CK	8.61 c	0.24 ab	8.34 b	13.23 c	58.00 a	1.87 a
	T1	8.80 b	0.21 b	12.54 a	23.23 b	66.37 a	1.73 a
	T2	8.96 a	0.25 ab	14.52 a	20.93 b	46.23 b	1.90 a
	T3	9.00 a	0.25 ab	15.98 a	35.47 a	61.37 a	1.93 a
	T4	8.88 ab	0.31 a	13.20 a	23.63 b	58.53 a	2.00 a
	T5	8.92 ab	0.26 ab	14.84 a	19.40 bc	55.90 ab	1.97 a
	T6	8.89 ab	0.24 ab	12.17 a	22.23 b	62.77 a	1.90 a

从表 3可知，与供试土壤基本理化性状相比，收获后所有处理的土壤pH均有不同程度的升高，与供试土壤本身呈碱性有关。此外，T1~T6处理的土壤pH较CK处理的均有所提高，与供试复合肥中天然黄腐酸的pH为9~11有关。上海青的生长带走一部分土壤有机质，故所有处理的土壤有机质含量较试验前的均有所下降；T2~T5处理的土壤有机质含量稍高于其余各处理的，可能与供试复合肥中的黄腐酸可增加有机质含量有关。T1~T6处理提高了土壤硝态氮含量，CK处理的土壤硝态氮含量最低，施肥与不施肥差异显著，表明尿基复合肥可提高土壤氮素含量。对比前述分析可知，T2处理的植株中全磷、全钾含量较高，即从土壤中吸收的磷、钾量相对较多，这可能是T2处理的土壤中磷、钾留存量较低的原因之一，说明添加1%硫酸镁对促进肥料养分吸收效果更明显。与供试土壤基本理化性状相比，除了T4处理外，其余各处理的土壤锌含量均出现不同程度的下降，处理间无显著差异，但T2~T6处理的土壤锌含量较CK处理的分别提高1.60%、3.21%、6.95%、5.35%、1.60%，说明硫酸镁有利于土壤中锌元素的释放。

3 讨论

在整个生育期，硫酸镁处理(T2~T6)的SPAD值基本呈增加趋势；施肥处理(T1~T6)的株高较CK处理的有很大优势，前者生长较快，后者生长缓慢^{[11, 14]}。添加硫酸镁的处理(T2~T6)较仅施复合肥的处理(T1)，在全生育期中并未发挥绝对优势，部分阶段添加硫酸镁处理的植株生长缓慢(株高)，这可能与过量镁元素会抑制作物生长和人工采样误差等有关^[11]。在保持同一管理水平下，施肥处理的地上部鲜质量显著高于不施肥的，而1%硫酸镁处理(T2)的最高；随着硫酸镁添加量的增加，地上部鲜质量并不随着增加，说明硫酸镁添加量并非越多越好，地上部干质量和地下部干质量表现出相似的情况。腐殖酸与镁元素会产生部分沉淀^[15]，这是增加硫酸镁施用量并未产生良好肥效的原因。复合肥养分、腐殖酸和硫酸镁以及管理等综合因素促进了上海青对氮、磷、钾元素的吸收，试验数据反映产量(单株鲜质量)与氮、磷、钾的吸收量并不完全成正比，与已报道的结果^[16]有一定差异，这可能与作物、生长环境、测量误差等因素有关。收获后土壤pH升高，与复合肥中的矿源黄腐酸钾呈碱性有很大关系。土壤养分含量受施肥(如长期施用有机肥、复合肥等)、试验环境(如田间或者大棚)、人员管理等因素影响较大，试验结果与预期有一定差异，故仍需继续研究。

4 结语

复合肥中添加硫酸镁可明显促进上海青叶绿素的合成和株高的增加，并提高土壤中有机质和氮素含量，同时有利于土壤中有效磷、速效钾等养分被作物吸收。18-18-18尿基复合肥中添加1%硫酸镁处理的地上部鲜质量最大，可明显提高地上部干质量和地下部干质量。

ckwx 参考文献

刘玉才, 狄传胜, 吕新春, 等. 尿基黄腐酸复合肥的生产技术研究及产品质量评价[J]. 腐植酸, 2020(6): 56-60.

肖光, 徐爱叶, 黄祥川, 等. 高塔造粒工艺生产尿基黄腐酸复合肥的技术研究[J]. 肥料与健康, 2020, 47(4): 31-34.

韦秀林, 张湘磷, 赵应. 尿基复合肥生产总结[J]. 肥料与健康, 2020, 47(1): 57-58.

王荣江, 于明园. 尿基复合肥生产类型和造粒影响因素[J]. 煤炭与化工, 2020, 43(4): 125-127.

汪洪, 金继运. 铁、镁、锌营养胁迫对植物体内活性氧代谢影响机制[J]. 植物营养与肥料学报, 2006, 12(5): 738-744.

刘雪琴, 石孝均, 詹风, 等. 浅谈营养元素镁[J]. 湖南农业科学, 2005(6): 41-43.

樊志磊, 马雪, 马雪丽, 等. 硝基复合肥对冬小麦冬前生长及产量的影响[J]. 化肥工业, 2018, 45(3): 72-76.

鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京: 中国农业科技出版社, 2000.

梁元振, 杨清俊, 张星, 等. 复合肥中添加不同腐殖酸对不同作物的影响[J]. 肥料与健康, 2020, 47(6): 35-38.

司雨, 王怡玫, 伍倩慧, 等. 有机和无机硒肥对水培"上海青"植株生长与品质的影响[J]. 农业工程技术, 2020, 40(28): 69-72.

张利. 土壤中的镁对农作物生长的影响[C]//辽宁省环境科学学会, 中国环境科学学会. 辽宁省环境科学学会2008年学术年会论文集. 沈阳: 辽宁省环境科学学会, 2008.

文石林, 黄平娜, 徐明岗, 等. 氮、磷、钾和镁对罗顿豆生长的影响[J]. 中国草地, 1999(4): 17-20.

丁玉川. 水稻镁营养特性及镁钾营养互作效应研究[D]. 南京: 南京农业大学, 2007.

鲁振亚, 候杰, 侯翠红, 等. 镁对作物增产提质的作用与面临的问题[J]. 化肥工业, 2019, 46(4): 12-17.

青岛苏贝尔作物营养有限公司. 一种腐植酸水溶肥添加剂及其制备方法和应用: 201811536143. 9[P]. 2019-04-16.

王伟利, 何淑平, 曾玲玲, 等. 不同肥料配方对春小麦产量和养分吸收的影响[J]. 黑龙江八一农垦大学学报, 2006, 18(2): 30-33.