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酸性黄壤锰胁迫下油菜产量及氮磷钾锰含量的变化

 

作者:肖厚军,…    农业技术来源:《西南农业学报》,2016,29(2):327-331.    点击数:1456    更新时间:2017/8/19    

 

 

    锰是植物必需的微量营养元素。但土壤中的锰含量过多或者有效性很高,有时会发生锰中毒现象而影响植物生长,降低植物的生物量。已有研究指出,过量是酸性土壤和渍水土壤制约植物生长的一个重要因素,土壤锰毒害可能是继铝毒之后酸性土壤上第2个限制作物生长的重要因素。油菜属十字花科植物,也属于对锰过量中度敏感的植物。朱端卫等报道,湖北棕红壤油菜出现锰毒症状,新叶边缘附近出现淡褐色病斑,叶缘干枯,叶片向上卷缩似“勺”形。在广西已发现红壤上水稻、甜瓜、草莓、葡萄等作物显现黄化锰中毒现象。据报道,贵州土壤中的锰含量平均值为592 mg/kg,肖厚军等研究贵州省中部黄壤中锰的组成,指出黄壤活性锰(包括交换态锰、易还原态锰和有机态锰)平均含量为195.6 mg/kg,占总锰的33.9%,其变化与土壤酸度及锰生物毒性密切相关。贵州黄壤属典型的亚热带酸性土壤,油菜是贵州冬季种植面积最大的作物(2012年种植面积49.7hm2)。而有关酸性黄壤种植油菜出现锰毒现象的研究未见报道。因此,研究亚热带条件下酸性黄壤中锰对油菜生长发育、产量及养分含量的影响,旨在为贵州酸性黄壤油菜锰中毒诊断及防治提供基础资料。

1  酸性黄壤锰胁迫下油菜的生物学性状

    不同程度锰胁迫下油菜的生物学性状差异较大。由于供试土壤为黄壤心土层,有机质含量低,有效氮、磷很缺乏,但土壤有效锰未达到胁迫程度。不施肥(CK1)处理的油菜长势差。低量锰对油菜地上部的生长有刺激作用,株高、地上部鲜重较CK2有明显提高,根长、根鲜重与CK2相当。中量锰对地上部的刺激作用减弱,对根的胁迫作用有所显现。高量锰对地上部的胁迫作用显现,地上部鲜重比CK1高、比CK2低;对根的胁迫作用十分明显,根鲜重比CK2,根长比CK2短。加中量碳酸钙处理的油菜株高、根鲜重、根长、地上部鲜重的值均为最高,可见,而加中量碳酸钙后既可过酸危害,又可减弱锰的胁迫作用。而加高量碳酸钙处理的油菜株高、地上部鲜重比加中量碳酸钙处理有所减少,可能是加高量碳酸钙后带来土壤离子间的不平衡所致

2  酸性黄壤锰胁迫下油菜的经济性状

不同程度锰胁迫下油菜的经济性状差异较大。不施肥(CK1)处理油菜的株实荚数与施氮磷钾肥CK2)相当,而一级分枝、每荚实粒数、千粒重比CK2少。低量锰对油菜经济性状有刺激作用,一级分枝、千粒重略低于CK2,株实荚数和荚实粒数比CK2多。随着锰胁迫程度增加,油菜一级分枝、株实荚数、荚实粒数、千粒重下降。高锰处理的油菜经济性状值最低。而加中量碳酸钙后,油菜的一级分枝、株实荚数、荚实粒数达最大值,千粒重与CK2相当。加高量碳酸钙与加中量碳酸钙相比,油菜的株实荚数、荚实粒数和千粒重略有降低,一级分枝数下降较明显。

3  酸性黄壤锰胁迫下油菜的生物产量

不同程度锰胁迫下油菜的籽粒产量和秸秆产量差异很大。高锰处理的油菜秸秆产量最低,籽粒产量略高于CK1,籽粒和秸秆产量比CK2分别减产23.0%46.0%。中锰处理油菜籽粒产量比CK2低而比CK1高,秸秆产量与CK1相当。低锰处理油菜籽粒产量比CK2增产16.2%,秸秆产量比CK2减产12.5%CK1籽粒产量最低,秸秆产量比高锰处理高,与中锰处理相当。说明,油菜对锰胁迫的敏感度秸秆产量大于籽粒产量。加中量碳酸钙后,油菜的籽粒产量和秸秆产量达最大值,比CK2分别增产51.3%5.0%。加高量碳酸钙的油菜籽粒产量仍比CK2增产24.3%,但秸秆产量减产8.6%。油菜加钙减轻锰胁迫的作用在籽粒产量的反应比秸秆产量更明显。

4  酸性黄壤锰胁迫下不同生育期油菜地上部氮、磷、钾、锰的含量

NPK处理的油菜地上部苗期氮含量较高,达67.6g/kg(干重,下同),其次为NPK+中锰+高钙处理, 氮含量为59.2g/kg,其他处理在48.254.5g/kg;从苗期到初花期,NPKNPK+中锰+高钙处理油菜地上部氮含量明显下降,低锰至高锰胁迫处理的氮含量下降69 g/kg,不施肥和NPK+中锰+高钙处理的氮含量下降较少,约24 g/kg;初花期到结荚期,各处理油菜地上部氮含量明显下降,幅度为612 g/kg,结荚至成熟期,各处理油菜地上部氮含量更明显,锰+中、高钙处理的氮含量下降1213 g/kg,其他下降1527 g/kg,成熟时多数油菜地上部氮含量为12.223.7 g/kg

    不同生育期油菜地上部磷含量变化:苗期NPK+Mn和高Mn处理油菜地上部磷含量较高,达4.34.9 g/kg, NPK处理为4.0 g/kg ,无肥处理最低;初花期NPK 处理、NPK+中锰+中钙和高钙处理的油菜地上部磷含量有所上升,而无肥处理、低锰处理有所下降,中锰处理下降较明显;初花期到结荚期,除NPK处理的磷含量有所下降外,其他处理油菜地上部磷含量有所上升,NPK+中锰+高钙处理上升较明显,达5.2 g/kg;结荚至成熟期,各处理油菜地上部磷含量迅速下降,成熟时多数处理油菜地上部磷含量为0.851.47 g/kg,只有NPK+中锰+高钙处理仍达到2.1 g/kg

不同生育期油菜地上部钾含量变化:苗期NPK处理和NPK+中锰+高钙处理油菜地上部钾含量最高,为44.545.6 g/kg,锰处理在36.740.8g/kg 无肥处理最低,33.3 g/kg;初花期无肥处理油菜地上部钾含量有所上升,其他处理有不程度下降,锰处理下降较快,中锰+钙处理下降较缓;从初花期到结荚期,中锰、高锰处理地上部钾含量下降变缓,而NPK和无肥处理钾含量下降幅度较大,约810 g/kg;结荚至成熟期,NPKNPK+Mn处理油菜地上部钾含量变化不大,其他处理钾含量仍有较明显下降,成熟时多数处理油菜地上部磷含量为2.02.5 g/kg

不同生育期油菜地上部锰含量变化:苗期油菜地上部锰含量变化很大,高锰处理油菜地上部锰含量最高,达1353 mg/kg,其次为中锰处理,为929.7 mg/kg,再次为低锰处理,570 mg/kg,无肥和NPK油菜地上部锰含量也有337389 mg/kg,加中钙、高钙处理锰含量较低,只有103249 mg/kg;到初花期,锰处理的油菜地上部锰含量都下降,高锰处理下降较快,低锰处理下降较慢,无肥处理也有下降,NPK和加中钙、高钙处理由于生长较好,锰含量比苗期略有增加;从初花期到结荚期,各处理的油菜地上部锰含量都有下降,只是锰处理的下降幅度略高于其他处理,含量范围较大,为114728 mg/kg;结荚至成熟期,各处理的油菜地上部锰含量仍下降,锰处理的下降幅度较大,无肥、NPK和加中钙、高钙处理的下降幅度较小,锰含量范围为45235 mg/kg

5  结论

    在贵州pH 4.9的酸性黄壤上种植油菜,可能产生锰中毒危害,表现为油菜长势差,地上部鲜重、根鲜重、后期籽粒产量明显下降,对锰胁迫敏感度秸秆产量大于籽粒产量。酸性黄壤中度锰胁迫油菜新叶边缘附近出现淡黄色病斑,高锰胁迫新叶边缘干枯,叶片向上卷缩似“勺”状现象,此时油菜苗期地上部锰含量达1433 mg/kg施用适量碳酸钙可缓解酸性黄壤油菜锰中毒症,油菜籽粒产量对锰中毒缓解作用的敏感性高于秸秆产量。

 

 

 

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