不同品种镁肥对水稻产量及稻田土壤环境的影响

摘要：为筛选经济、高效、适用的镁肥，实现水稻稳产增收与绿色可持续目标，2021年在上杭县才溪镇开展不同品种镁肥对水稻产量和稻田土壤环境的影响试验，通过设置常规施肥（对照）、七水硫酸镁、农用氢氧化镁、钙镁复合素等4个处理，分析各处理对水稻产量、土壤 pH 和交换性镁的影响。结果表明：施用不同品种镁肥，水稻产量增加252～645 kg·hm−2、增幅3.0%～7.8%，土壤 pH 提高0.18～0.29，交换性镁增加0.09～0.11 coml·kg−1。综合分析，在上杭县水稻田施用农用氢氧化镁效果最佳，水稻产量最高，达到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，土壤交换性镁增加0.1 coml·kg−1，可在当地进一步示范推广应用。

关键词：不同品种镁肥；水稻；产量；土壤酸化；治理

中图分类号：S511文献标志码：A文章编号：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

镁是植物叶绿素及多种酶的重要组成部分，同时还参与作物蛋白质的合成，诸多研究表明其对农作物生长促进、产量提高和品质改善均具有重要作用[1−3]，镁由此被许多农业生产者称为是继氮、磷、钾之后的第四大营养元素。我国南方由于高温多雨，岩石风化和淋溶作用强烈，土壤中含镁基性原生矿物容易分解，导致土壤含镁量较低[4]。根据刑世和等[5]利用福建省耕地资源大数据开展省域耕地质量评价及系列专题应用研究的成果表明，耕地多数土壤交换性镁含量均值处于中等水平，但区域间尤其是在水田土壤中交换性镁含量分布不均匀，福建省耕地土壤镁素总体供应水平不高。镁作为农作物生长过程中重要的中量元素之一，近年来，一方面随着作物高产品种的推广和复种指数的提高，农作物不可避免地从土壤中携带走越来越多的镁，土壤中的镁消耗量逐步增加，且镁得不到有效补充，易致土壤养分失衡，进而影响作物产量与品质；另一方面福建省受独特的地理气候影响，区域间耕地确实存在部分镁素自然流失和土壤酸化等问题[5−7]。这些情况都在一定程度上导致土壤质量下降、耕地退化，因此耕地适时适量补充镁元素的同时兼顾土壤酸化治理，对福建省保障粮食安全和耕地保护提升很有必要。

为顺应市场需求，满足农业生产者对镁肥日益增长的消费需要，近年来国内肥料生产企业研发生产的镁肥品种逐渐丰富，可供农业生产者选用的镁肥品种日趋多样。前人已将水稻、烤烟、玉米等诸多农作物列为研究对象，证明增施镁肥对作物产量及病害防治方面产生积极效果[8−10]。当前市场上不少镁肥在补充土壤镁元素外还兼具土壤酸化治理改良的功效，但目前大多数研究集中在镁肥施用对农作物产量和品质的提升，忽略施用不同品种镁肥对治理土壤酸化的协同效果。为研究施用不同品种镁肥对农作物产量和土壤环境的影响，统筹农业稳产增效与土壤酸化治理，以期试验结果能为当地选用经济、高效、适用的镁肥品种提供参考，于2021年在上杭县才溪镇溪北村开展不同品种镁肥对水稻产量及稻田土壤环境的影响试验，以水稻为供试作物，筛选适用镁肥品种，以达到保障粮食安全与绿色发展协同一体推进的目的。

1材料与方法

1.1供试品种与材料

供试水稻品种为隆两优黄莉占，该品种由袁隆平农业高科技股份有限公司生产；水稻配方肥为全福牌配方肥［ N ∶P2O5∶K2O=17∶6∶17，总养分≥40%（含氯）］，由瓮福紫金化工股份有限公司生产；七水硫酸镁（MgSO4·7H2O≥98%），由三明市惠农农肥有限公司生产；农用氢氧化镁（含 MgO≥40%），由莆田市华大肥业有限公司生产；钙镁复合素（MgO≥17.0%，CaO≥28.0%， pH 8.5～11.0），莆田市华大肥业有限公司生产。试验地块近3年以单季水稻为主要种植模式，前季作物为水稻。

1.2试验地概况

于2021年5月至9月在上杭县才溪镇溪北村连片水稻田进行，试验田块地形为低山丘陵谷地，地势平坦、齐整、肥力均匀，排灌方便，光照通风良好。试验地块经纬度为东经116°25′、北纬25°15′，海拔411 m ，质地为粘壤土，土壤类型为黄泥田土。供试田块试验前用梅花点取样法取基础土样化验，土壤理化性状： pH 5.53，土壤有机质45.70 g·kg−1，碱解氮160.6 mg·kg−1，有效磷22.3 mg·kg−1，速效钾190 mg·kg−1，交换性镁1.90 coml·kg−1，土壤肥力中等。

1.3试验设计

1.3.1试验处理采用单因素随机区组设计，以不同镁肥处理为单因素，设计4个处理，每个处理3次重复，共12个小区，每个小区面积20 m2（4.0 m ×5.0 m），四周设保护行[11]，做到单排单灌。处理 A 为常规施肥（CK），施用配方肥900 kg·hm−2；处理 B 为配方肥（900 kg·hm−2）+镁肥品种1（七水硫酸镁187.5 kg·hm−2）；处理 C 为配方肥（900 kg·hm−2）+镁肥品种2（农用氢氧化镁75.0 kg·hm−2）；处理 D 为配方肥（900 kg·hm−2）+镁肥品种3（钙镁复合素176.475 kg·hm−2）。3个镁肥品种七水硫酸镁、农用氢氧化镁、钙镁复合素根据镁含量18.0 kg·hm−2计算用量。

施肥方法：各处理供试镁肥均结合整地一次性与基肥一起混匀施用；配方肥各处理按基肥40%，追肥20%、40%的比例先后分两次进行追肥。

1.3.2田间管理于2021年5月16日播种育秧；6月10日整地，施基肥，溶田均匀一致，四周设保护行，小区间筑小田埂，并用农用薄膜包裹；6月11日进行移栽插秧，每小区种植水稻399丛（19×21丛）；6月19日和7月6日分别进行两次追肥。各处理病虫害防治及其他农事操作相同，且符合大田生产要求。

1.4样品采集及指标测定

1.4.1水稻考种和测产2021年9月18日对各小区水稻开展考种和测产，各处理选取小区中间位置21丛植株进行考种，割取3丛分别计算有效穗、穗粒数、结实率、千粒重等产量指标；考种结束后对各小区进行实割测产，记录各处理水稻的湿谷产量，各处理各取2.5 kg 湿谷晒干测定晒干率。

1.4.2土壤样品采集及指标测定方法试验结束后各处理按梅花点取样法采集深度0～20 cm耕作层土壤，化验分析土壤养分变化情况。各土壤指标测定方法：土壤 pH 采用电位法测定，有机质采用油浴加热重铬酸钾氧化−容量法，碱解氮采用碱解扩散法，有效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法，速效钾采用乙酸铵浸提−原子吸收风光光度法，交换性镁采用乙酸铵交换−EDTA 络合滴定法[12]。

1.5数据处理

试验采集数据用 DPS 数据处理软件进行方差和相关性分析，采用 Duncan新复极差法进行多重比较。

2结果与分析

2.1不同品种镁肥对水稻农艺性状的影响

由表1可知，各处理水稻株高在120.0～129.0 cm；有效穗数表现为 D 处理（258.0万穗·hm−2）＞ B 处理（247.5万穗·hm−2）＞ C 处理（240.0万穗·hm−2）＞A 处理（237.0万穗·hm−2）；穗粒数以 D 处理最高，达到197.6粒，C 处理排第2，为194.9粒，B 处理第3，为179.7粒，A 处理最少，为177.8粒；结实率以 C 处理最高，为83.5%， B 处理和 A 处理分别为83.1%和82.8%，D 处理最低，为79.8%；千粒重为25.4～26.8 g；晒干率为75.3%～79.1%。

2.2不同品种镁肥对水稻产量的影响

由表2可知，各处理水稻晒干后折算产量在8320.5～8965.5 kg·hm−2，其中 C 处理实际产量最高，达到8965.5 kg·hm−2，比 A 处理（CK）增加645.0 kg·hm−2，增幅7.8%；D 处理实际产量次之，为8800.5 kg·hm−2，比 A 处理（CK）增加480.0 kg·hm−2，增幅5.8%； B 处理排第3，产量达到8571.0 kg·hm−2，比A 处理（CK）增加250.5 kg·hm−2，增幅3.0%。各处理产量间无显著差异。

2.3不同品种镁肥对水稻经济效益的影响

由表3可知，C 处理产值和利润最高，分别达到27255.1、6483.1元·hm−2，利润比 A 处理（CK）增加1888.8元·hm−2；D 处理产值和利润分别为26753.5、5701.0元·hm−2，均排第2；B 处理排第3，产值和利润分别为26055.8、5168.3元·hm−2，利润比处理 A（CK）增加574.0元·hm−2。产投比方面，各处理在1.22～1.31，以 C 处理最高，达到1.31。

2.4不同品种镁肥对土壤理化性状的影响

由表4可知，土壤 pH 方面，D 处理（5.76）＞ C 处理（5.71）＞B 处理（5.65）＞A 处理（5.47），与 A 处理（CK）相比，各处理土壤 pH 提高0.18～0.29、增幅3.3%～5.3%，表明3个品种镁肥兼具较好的土壤改良效果；B 处理、C 处理和 D 处理有效磷含量对比 A 处理（CK）均有提高，幅度为3.8～8.8 mg·kg−1；交换性镁 B 处理、C 处理和 D 处理较 A 处理（CK）增加0.09～0.11 coml·kg−1；土壤有机质含量、碱解氮、速效钾含量 B 处理、 C 处理和 D 处理较 A 处理（CK）增减不一，未出现较一致变化趋势。

3讨论与结论

本研究结果发现，施用不同品种的镁肥，水稻的有效穗、穗粒数、晒干率均有所提高，结实率、千粒重除 D 处理（钙镁复合素处理）外均略有提升，不同品种镁肥能够在不同程度提高水稻产量，各处理间产量无显著差异，这可能与试验田块土壤中交换性镁含量较丰富有关，但增施镁肥促进水稻产量增加的趋势是基本一致的。综合考量水稻产量、经济、高效和土壤环境等因素，在上杭县水稻栽培过程中施用农用氢氧化镁效果最佳，统筹兼顾稳产增效与耕地质量提升目标，水稻产量最高达到8965.5 kg·hm−2，经济效益增加1888.8元·hm−2；土壤 pH 提高0.24，土壤交换性镁增加0.1 coml·kg−1。

施肥除了能提高农作物产量外还起到改良土壤和稳定土壤持续供肥能力的作用[13]。因此，科学施肥是农业资源高效利用和生态环境保护协调发展的重要手段，对推动耕地可持续利用、实现农业绿色发展均具有重要意义。冀建华[14]等研究发现，南方酸性稻田土壤中连续多次施用硅钙钾镁肥，有效促进了 Ca2+、Mg2+等盐基离子在土壤中的累积和土壤交换酸消耗的同时使土壤 pH 得到大幅提高；张明来[15]也研究表明，施用钙镁型土壤调理剂改善了福建地区酸性红壤性状，土壤指标 pH 值、有效磷、交换性钙和交换性镁含量均有提高，同时促进种植作物花椰菜产量的增加。当前，高质量发展理念贯穿各个行业，施肥管理b2TdwqMdB1hWwg7t8Qj+Iw==也从单纯追求高产向统筹稳产增收、绿色高效和可持续发展转变[16]。试验条件下，合理施用不同品种镁肥，试验田块中交换性镁比对照提高0.09～0.11 coml·kg−1，土壤 pH 提高0.18～0.29，耕地中交换性镁得到补充的同时土壤酸化得到治理，稻田土壤环境得到改善。

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（责任编辑：林玲娜）