Phân tích sâu về phân bón magiê
trừu tượng
Magie là chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng và đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh lý và sinh hóa của cây trồng.Tuy nhiên, magiê thường bị bỏ quên trong sản xuất nông nghiệp dẫn đến hiện tượng thiếu magiê thường xuyên xảy ra, điều này liên quan đến sự hiểu biết phiến diện về magiê của những người làm nông nghiệp.Để cung cấp thông tin hướng dẫn cho sản xuất nông nghiệp, bài báo này chủ yếu giới thiệu về nhu cầu magie và quá trình hấp thụ của cây trồng và việc bón phân magie.
lời nói đầu
Sự phát triển bình thường của thực vật đòi hỏi phải hấp thụ một lượng lớn các nguyên tố dinh dưỡng, thiếu các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết sẽ hạn chế khả năng sinh trưởng của cây.Ở thực vật bậc cao, ngoại trừ ba nguyên tố cacbon, hiđro và oxi chủ yếu đến từ nước và khí cacbonic, các nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu khác được lấy từ đất dưới dạng ion vô cơ, được gọi là chất dinh dưỡng khoáng.
Hầu hết các chất dinh dưỡng trong đất ban đầu đến từ quá trình phong hóa các khoáng chất tạo đất và sau đó tham gia vào chu trình sinh - hóa học của trái đất.Dựa vào "lý thuyết dinh dưỡng khoáng" của thực vật, trong nền sản xuất nông nghiệp hiện đại, việc tăng cường cung cấp các chất dinh dưỡng khoáng sẽ làm tăng năng suất cây trồng ở những mức độ khác nhau.Tuy nhiên, trong các hệ thống nông nghiệp năng suất cao, nơi phần lớn sinh khối cây trồng rời khỏi khu vực làm đất, sự di chuyển một chiều của các chất dinh dưỡng từ đất sang cây làm cho việc bổ sung chất dinh dưỡng cho đất thông qua bón phân trở nên đặc biệt quan trọng.
Ở vùng trồng kinh tế phía Nam, lượng bón đạm, lân và kali nhìn chung rất đầy đủ, các rối loạn sinh lý do thiếu các nguyên tố dinh dưỡng phần lớn là do thiếu các nguyên tố trung và vi lượng.Sự thiếu hụt magiê ở thực vật được phát hiện phổ biến ở các loại cây ăn quả và một số cây trồng phát triển nhanh trên đồng ruộng của vùng trồng trọt phía Nam.Đất có màu đỏ và vàng chua và đất cát ở phía nam Trung Quốc có hàm lượng magiê thấp, và sự thất thoát rửa trôi là nghiêm trọng do lượng mưa lớn, dẫn đến hàm lượng magiê sẵn có trong đất thấp.Ngoài ra, chỉ số bội canh cao của đất phía Nam và nhu cầu lớn về chất dinh dưỡng, mất cân đối nguồn dinh dưỡng đầu vào cũng sẽ ảnh hưởng đến sự sẵn có của magiê.Vì vậy, việc hiểu rõ nhu cầu dinh dưỡng và các quá trình sinh lý hấp thụ dinh dưỡng của cây trồng là điều cần thiết để quản lý dinh dưỡng hợp lý.
Thực vật có nhu cầu cao về magiê
Các chất dinh dưỡng khoáng thiết yếu thường được phân loại thành nguyên tố lượng lớn, nguyên tố trung lượng và nguyên tố vi lượng theo hàm lượng tương đối của chúng trong mô thực vật, đây là cách phân loại các chất dinh dưỡng khoáng từ góc độ vĩ mô.Hàm lượng các chất dinh dưỡng khoáng khác nhau trong các mô thực vật rất khác nhau, nhưng tất cả các loại nguyên tố khoáng đều quan trọng như nhau và không thể thay thế được đối với thực vật.Qua bảng 1 có thể thấy, ngoài N, P và K, hàm lượng các nguyên tố trung bình như canxi và magie trong mô thực vật cũng rất cao, thậm chí cao hơn hàm lượng nhiều nguyên tố trong một số mô. .
Bảng 1 Hàm lượng trung bình của các chất dinh dưỡng khoáng cần thiết cho sự phát triển bình thường của cây
Các yêu cầu về phân bón và mức năng suất của cây trồng trên mỗi sản lượng thường được tính đến khi phát triển các kế hoạch quản lý chất dinh dưỡng cây trồng.Trong hệ thống sản xuất nông nghiệp năng suất cao, các chất dinh dưỡng do cây trồng lấy đi cần được bổ sung đầy đủ để duy trì khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho đất.Kể từ khi thực hiện "kiểm tra đất và bón phân theo công thức", nguyên tắc quản lý chất dinh dưỡng của "một số lượng lớn các nguyên tố điều tiết theo từng giai đoạn, nguyên tố trung bình và vi lượng do thiếu nguồn cung" đã được tuân thủ, bón phân hợp lý theo khả năng cung cấp của đất và nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng.
Được thể hiện trong bảng 2 cho các loại cây trồng khác nhau theo tổng hợp số liệu liên quan về tiêu thụ phân bón trên một đơn vị sản xuất, từ bảng này có thể thấy, nhu cầu canxi và magie của cây trồng thực tế hơn NPK rất lớn, chỉ thường là đất hoặc tưới nước có chứa magiê có thể đáp ứng sự phát triển, nhưng trong hệ thống nông nghiệp năng suất cao, nếu nó được thực hiện phù hợp với lượng nguyên tố trong định nghĩa ban đầu để quản lý bón phân,Thiếu magie có thể dễ dàng xảy ra trên một số loại đất và không có lợi cho việc hình thành năng suất.
Bảng 2 Lượng phân bón cần thiết trên một đơn vị năng suất của các loại cây trồng khác nhau (kg / 1000kg)
Mức độ nhạy cảm của các loại cây trồng khác nhau đối với magiê cũng khác nhau (Bảng 3). Ví dụ, cây có múi và khoai tây rất nhạy cảm với magiê. Khi không có đủ magiê trong đất, các triệu chứng thiếu magiê có thể dễ dàng quan sát thấy trên lá.Năng suất và chất lượng của đậu tương, nho và cây ăn quả nhạy cảm với magiê có thể được cải thiện bằng cách bón phân magiê.Các loại cây trồng như gạo và lúa mì không nhạy cảm với magiê.Trên thực tế, nồng độ tới hạn của magiê trong thực vật rất khác nhau tùy theo loài thực vật, giống, cơ quan và giai đoạn phát triển, và đây là tất cả các yếu tố cần được xem xét trong việc quản lý dinh dưỡng magiê.
Các triệu chứng và nguyên nhân của sự thiếu hụt magiê
Magiê rất dễ di chuyển trong thực vật, và sự thiếu hụt magiê của cây trước hết được thể hiện ở giữa và dưới các lá già.Ở thực vật hai lá mầm, biểu hiện của bệnh úa lá ở các kẽ lá, chuyển dần từ màu xanh lục nhạt sang màu vàng hoặc trắng, với các đốm màu nâu hoặc đỏ tía với kích thước khác nhau, nhưng gân lá vẫn xanh, và trong trường hợp nghiêm trọng, lá già sớm và rụng.Họ Gramineae có những đốm màu xanh đậm ở gốc lá và màu vàng nhạt ở phần còn lại. Khi thiếu magie nghiêm trọng, lá bị biến màu và bị sọc, xuất hiện các đốm hoại tử ở đầu lá.
Thiếu magiê trong cây trồng có xu hướng xảy ra khi trái cây hoặc cơ quan bảo quản bị sưng.Magie sẽ truyền vào quả trong quá trình chín, các lá già và lá gần quả chuyển sang màu vàng trước, triệu chứng bệnh rõ rệt.Khi hạt nảy mầm và cây con phát triển, magie được vận chuyển đến các bộ phận cần thiết nên không dễ xuất hiện các triệu chứng thiếu magie trong giai đoạn đầu phát triển của cây, thiếu magie hầu hết xảy ra ở giai đoạn giữa và cuối của quá trình sinh trưởng của cây.Nếu nó xảy ra ở giai đoạn muộn, nó thường không ảnh hưởng quá nhiều đến năng suất. Nếu nó xảy ra ở giai đoạn đầu, cả sản lượng và chất lượng sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng.
Hình 1 triệu chứng thiếu magie ở lá sen
Sự thiếu hụt magie của cây trồng thường do hai nguyên nhân: thứ nhất, hàm lượng magie trong đất thấp không thể đáp ứng được nhu cầu dinh dưỡng của cây;Thứ hai, hàm lượng magie trong đất không thấp, nhưng do sự tương tác của các ion dinh dưỡng khác trong đất nên rễ cây hấp thụ magie thấp.
Thiếu magiê do hàm lượng magiê trong đất thấp
Theo báo cáo, 36% diện tích đất canh tác ở Trung Quốc bị thiếu magiê trong đất (hàm lượng magiê trao đổi được dưới 25mg / kg), chủ yếu ở phía nam sông Dương Tử, nơi có diện tích rất lớn.Magiê trong đất ban đầu có nguồn gốc từ sự phong hóa của các khoáng chất chứa magiê trong đất, vì dung tích chứa của magiê là khác nhau do các vật liệu mẹ khác nhau.Đất phía Nam chủ yếu phát triển từ đá granit, sa thạch đỏ và sét đỏ Đệ tứ và có hàm lượng magiê thấp.Đất có nguồn gốc từ các khoáng chất tạo đất như serpentine và dolomit có hàm lượng magiê cao.
Có ba dạng ion magiê trong đất, đó là magiê khoáng (magiê trong mạng tinh thể khoáng), magiê trao đổi (magiê hấp phụ trên bề mặt điện tích tĩnh của đất) và magiê hòa tan trong nước (magiê hòa tan trong dung dịch đất).Magie khoáng là thành phần chính của magie trong đất, chiếm khoảng 70% -90% magie trong đất, magie khoáng chỉ có thể chuyển hóa thành magie có thể hấp thụ được qua quá trình phong hóa, nhưng phong hóa là một quá trình rất dài nên khoáng magie về cơ bản là không thể. được cây trồng hấp thụ và sử dụng.Magie có thể trao đổi và magiê hòa tan trong nước có tính di động và dễ dàng được cây trồng hấp thụ, và được gọi là magiê hiệu quả.
Khả năng hấp phụ của các ion magie và magie trao đổi trong đất và chất keo đất yếu, chúng dễ bị thay thế vào dung dịch đất và trở thành magie hòa tan trong nước, đặc biệt ở vùng đất chua phía Nam, nơi có hoạt động của đất. cation rất cao. Các ion magiê đi vào dung dịch đất dễ bị rửa trôi và mất đi trong điều kiện mưa.Trên đất cát, không chỉ hàm lượng chất dinh dưỡng thấp mà khả năng thất thoát do rửa trôi cũng dễ xảy ra hơn.
Bảng 4 Các chỉ số tham chiếu về độ phong phú chất dinh dưỡng của đất (mg / kg)
Đối với các ô có giá trị nền magiê trong đất thấp và dễ bị mất, tình trạng dinh dưỡng của đất có thể được xác định bằng cách phát hiện đất và bón phân hợp lý.Theo chỉ số độ phong phú dinh dưỡng của đất (Bảng 4), khi hàm lượng magie trao đổi trong đất nhỏ hơn 25mg / kg, hàm lượng magie trong đất thấp sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển bình thường của cây trồng.Đối với một số cây trồng có nhu cầu magie cao, cần bổ sung magie khi hàm lượng magie trao đổi trong đất nhỏ hơn 50mg / kg.Chẩn đoán dinh dưỡng đất có thể được sử dụng như một tài liệu tham khảo quan trọng để hướng dẫn quản lý chất dinh dưỡng trên đồng ruộng.
Thiếu magiê do tương tác ion đất
Có sự tương tác giữa các nguyên tố dinh dưỡng trong đất. Ion magie là cation. Hàm lượng quá nhiều các cation khác trong đất sẽ ức chế sự hấp thụ của các ion magie và xảy ra hiện tượng đối kháng giữa các ion.Ở đất chua, các triệu chứng thiếu magie có thể xảy ra không chỉ do hàm lượng magie trong đất thấp mà còn do hàm lượng H + và Al3 + trong đất cao.Trong các hệ thống nông nghiệp năng suất cao, một lượng lớn phân kali là nguyên nhân quan trọng gây ra tình trạng thiếu magiê cho cây trồng.
Bảng 5 Ảnh hưởng của K + và Ca2 + (0,25mm) đến sự hấp thụ Mg2 + ở cây lúa mạch
Trong một thí nghiệm nuôi cấy với lúa mạch, hàm lượng ion magiê trong rễ và chồi của lúa mạch được đo sau một khoảng thời gian với việc bổ sung các ion canxi và kali trong môi trường nuôi cấy được đánh dấu là đồng vị 28Mg.Kết quả cho thấy rằng (bảng 5), so với các ion magiê cung cấp đơn lẻ, sự gia tăng ion canxi sau khi rễ lúa mạch và sự hấp thụ ion magiê trên mặt đất giảm rõ ràng, và tăng nguồn cung cấp ion canxi và kali, làm giảm đáng kể hệ thống rễ lúa mạch và trên mặt đất, hàm lượng của các ion magie chỉ ra rằng sự có mặt của các cation Ca2 +, K + đã ức chế sự hấp thụ magie 2 + của rễ.
Hình 2. Các triệu chứng ban đầu của sự thiếu hụt magiê trên lá dưa Hami
Sự đối kháng kali và magiê thường được quan sát thấy trên đồng ruộng.Trong quá trình trồng dưa Hami ở Hải Nam, các triệu chứng thiếu magiê đã được quan sát thấy ở các lá giữa và dưới của cây từ khi quả ra trái đến khi các lá trên cùng nở hết. Sau khi thụ phấn, các triệu chứng giảm dần từ các lá dưới lên các lá trên cho đến khi thuyên giảm.Nguyên nhân của hiện tượng này có thể là do hàm lượng ion magie trong đất cát không cao khi bón nhiều kali khi ra trái nên sự hấp thu ion magie bị ức chế do một lượng lớn kali đầu vào. Hơn nữa, cây không ra ngọn vào thời kỳ này, và sự nở ra của các lá mới cần một lượng magie đáng kể, dẫn đến cây bị thiếu magie.Tuy nhiên, sau khi ngọn cây được cắt bỏ, các lá trên cùng sẽ mở ra hoàn toàn. Lúc này, magiê được hệ thống rễ hấp thụ sẽ được phân phối lại đến các lá giữa và dưới để làm giảm các triệu chứng thiếu magiê.
Hình 3 Lá dưa Hami bình thường (trái) và lá lốm đốm vàng (phải)
Để xác minh suy luận trên, người ta thu thập các lá hình mo và lá bình thường của ba giống dưa Hami trên đồng ruộng và xác định hàm lượng K và Mg trong chất khô của lá.Có thể thấy theo xu hướng, hàm lượng kali của lá đốm nói chung cao hơn, trong khi hàm lượng magiê thấp hơn so với lá bình thường, cho thấy sự tương tác giữa ion kali và magiê dẫn đến các triệu chứng thiếu magiê và lá bị đốm.
Bảng 6 Kết quả chẩn đoán lá dưa Hami
Ngoài kali và canxi, trong đất có quá nhiều cation khác cũng sẽ ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ magie như Mn2 +, NH4 +,… Tương tự, giữa các anion có cùng điện tích cũng có tương tác tương tự nhau.Lý do của sự xuất hiện của nó liên quan đến cơ chế hấp thụ ion dinh dưỡng của hệ thống rễ.
Sự hấp thụ chất dinh dưỡng của rễ xảy ra ở mặt phân cách của rễ và đất. Sự hấp thụ ion dinh dưỡng thực chất là sự vận chuyển xuyên màng qua màng tế bào, và sự vận chuyển ion qua màng cần sự trợ giúp của các chất vận chuyển tồn tại trong màng sinh học.Có ba loại thiết bị vận chuyển: kênh, tàu sân bay và máy bơm (như trong Hình 4).Sự vận chuyển dọc theo hướng của gradien thế điện hoá được gọi là sự vận chuyển thụ động và không cần tiêu tốn năng lượng. Sự khuếch tán qua các kênh và chất mang là vận chuyển thụ động.Sự vận chuyển theo hướng nghịch đảo của gradien thế điện hóa được gọi là sự vận chuyển tích cực, cần tiêu thụ năng lượng (ATP), và sự vận chuyển qua bơm ion là sự vận chuyển tích cực.
Hình 4 Bộ vận chuyển trên màng sinh học (Sơ đồ)
Nói chung, Ca2 +, Mg2 +, K + và các cation khác xâm nhập vào tế bào thông qua vận chuyển thụ động dọc theo gradien điện hóa của chúng (vận chuyển tích cực cũng có thể được thực hiện khi nồng độ của các ion bên ngoài thấp), nhưng K + và Ca2 + chủ yếu xâm nhập vào tế bào thông qua các protein kênh, trong khi Mg2 + xâm nhập vào tế bào thông qua các protein mang.Kênh là một loại protein màng tạo thành các kênh chọn lọc trong màng. Miễn là các kênh còn mở, sự vận chuyển ion qua màng rất nhanh.Tuy nhiên, protein mang không hình thành cấu trúc lỗ xuyên màng hoàn toàn. Nó cần liên kết với vật liệu được vận chuyển trước, sau đó trải qua những thay đổi về cấu trúc, và cuối cùng vận chuyển các ion sang phía bên kia của màng.Vận tải bằng tàu sân bay chậm so với vận tải kênh.
Cơ chế đối kháng của K +, Ca2 + và NH4 + đối với sự hấp thụ Mg2 + nằm trong sự cạnh tranh của điện thế âm bên trong tế bào, trong khi tác dụng đối kháng của Mn2 + và Cu2 + huyết tương đối với Mg2 + nằm ở sự cạnh tranh của các vị trí liên kết. Do đó, khi nồng độ cation bên ngoài cao, sự hấp thụ Mg2 + của rễ sẽ bị ức chế.
Hình 5 Chất vận chuyển trên màng plasma và không bào của tế bào thực vật
Kết luận, việc bón một phần phân kali và đạm amoni trong quá trình bón phân, cũng như bón một lượng lớn vôi để điều chỉnh độ chua của đất, có thể làm trầm trọng thêm hiện tượng thiếu magie của cây.Nhưng không phải tất cả các cation đều đối kháng nhau, ở nồng độ thấp sẽ thúc đẩy quá trình hấp thụ lẫn nhau.Vì vậy, việc bón phân cân đối các chất dinh dưỡng trong quản lý đồng ruộng là rất quan trọng.
Bổ sung magie cho cây trồng
Để bổ sung magie, chúng ta nên thực hiện các biện pháp mục tiêu theo nguyên nhân gây thiếu magie cho cây trồng.Đối với tình trạng thiếu magie trong đất hoặc cây trồng cần một lượng magie lớn thì cần bổ sung một lượng phân magie thích hợp;Trước tình trạng thiếu magie do mất cân đối các chất dinh dưỡng trong đất, cần bổ sung hợp lý lượng phân magie và kiểm soát đầu vào của các chất dinh dưỡng khác.
Việc sử dụng phân bón magiê
Phân magie có thể được chia thành phân magie tan trong nước, ít tan và không tan theo độ hòa tan.Phân magie hòa tan trong nước hòa tan nhanh chóng và dễ dàng được cây trồng hấp thụ như magie sulfat, kali magie sulfat, magie clorua, v.v.Phân magie vi lượng hòa tan như phân canxi magie photphat, bột dolomit, magie ammonium photphat… có tác dụng bón chậm và hiệu quả kéo dài.Phân magie không hòa tan, chẳng hạn như serpentine và magnesit, là nguyên liệu để chế biến phân magie và muối magie. Nói chung, nó không được bón trực tiếp như phân bón.
Việc lựa chọn phân bón magie cần xem xét các đặc điểm sinh trưởng của cây trồng, điều kiện đất đai và sự thuận tiện của việc quản lý đồng ruộng.Đối với cây trồng dài ngày hoặc làm phân bón cơ bản, có thể lựa chọn phân bón magie tác dụng lâu dài với độ hòa tan nhẹ, chẳng hạn như canxi magie photphat hoặc magie amoni photphat, có thể được lựa chọn. Canxi magie photphat có tính kiềm và đóng một vai trò nhất định trong việc điều chỉnh độ chua của đất.Đối với cây trồng ngắn ngày hoặc bón thúc, có thể chọn magie sunfat và magie clorua. Các lô có công trình tưới có thể áp dụng kết hợp với hệ thống tưới.Để giảm các triệu chứng thiếu magie ở cây trong thời gian ngắn, cũng có thể bổ sung phân magie thông qua bón thúc bên ngoài (phân bón lá). Magie sulfat là một loại phân bón lá magie phổ biến, và có một số sản phẩm tạo phức / tạo phức hữu cơ của phân bón lá magie trên thị trường, chẳng hạn như cồn đường magie, LSA-magie (magiê phức hợp lignosulfonat), v.v., có tác dụng hấp thụ qua lá tốt hơn .
Lượng phân magie cần được xác định theo nhu cầu phân bón của cây trồng, tình trạng dinh dưỡng của đất, tỷ lệ sử dụng chất dinh dưỡng và nhu cầu dinh dưỡng của từng giai đoạn.Sản xuất, bón gốc tổng hợp bón 1-1,5kg Mg, triệu chứng thiếu magie có thể bón 5-10 kg magie sulfat / mu, sau đó quan sát hiệu quả.
Bón phân cân đối
Theo quan điểm của sự ức chế cạnh tranh sự hấp thu Mg2 + của K +, Ca2 +, NH4 + và các cation khác của đất ở nồng độ cao, nên tránh sử dụng một lượng lớn các chất dinh dưỡng nêu trên trong quản lý đồng ruộng. Việc dư thừa chất dinh dưỡng không chỉ làm trầm trọng thêm tình trạng thiếu hụt các chất dinh dưỡng khác mà còn làm cho tỷ lệ sử dụng chất dinh dưỡng thấp và dễ bị hao hụt do bón quá nhiều.Đó là gánh nặng đối với cây trồng, đất đai, môi trường và chi phí sản xuất.
Đối với một số loại dưa, quả sinh trưởng nhanh và các loại cây trồng có nhu cầu kali ngắn ngày cao, cần bổ sung magie và các nguyên tố khác đồng thời hoặc bón bổ sung magie qua lá để đảm bảo cung cấp đủ magie khi lượng kali lớn. phân bón được thêm vào.Khi sử dụng vôi để điều chỉnh độ chua của đất, cần xem xét ảnh hưởng của một lượng lớn canxi đầu vào đến các chất dinh dưỡng khác, đồng thời tăng cường bón magie đầu vào một cách hợp lý để duy trì sự cung cấp cân đối các chất dinh dưỡng trong đất.
