Magnezyum gübrenin derin analizi
Öz
Magnezyum bitkilerde temel bir besin maddesidir ve bitkilerin fizyolojik ve biyokimyasal süreçlerinde önemli bir rol oynar.Bununla birlikte, tarımsal üretimde magnezyum genellikle ihmal edilir ve bu da, tarımsal pratisyenlerin tek taraflı magnezyum anlayışıyla ilişkili olan sık magnezyum eksikliği fenomeni ile sonuçlanır.Tarımsal üretime rehberlik etmek için, bu makale esas olarak bitkilerin magnezyum talebi ve absorpsiyon sürecini ve magnezyum gübre uygulamasını tanıtmaktadır.
önsöz
Bitkilerin normal büyümesi, çok sayıda besin elementinin emilmesini gerektirir ve gerekli besin elementlerinin eksikliği, bitkilerin büyüme potansiyelini sınırlayacaktır.Daha yüksek bitkilerde, karbon, hidrojen ve oksijenin üç elementi dışında esas olarak su ve karbondioksitten gelir, diğer temel besin elementleri topraktan mineral besin olarak adlandırılan inorganik iyonlar şeklinde elde edilir.
Topraktaki besinlerin çoğu, başlangıçta toprak oluşturan minerallerin ayrışmasından gelir ve daha sonra dünyanın biyo-kimyasal döngüsüne katılır.Göre "mineral beslenme teorisi" Modern tarımsal üretimde, mineral besin arzının artırılması, mahsulün verimini değişen derecelerde artıracaktır.Bununla birlikte, mahsul biyokütlesinin çoğunun toprak işleme alanını terk ettiği yüksek verimli tarım sistemlerinde, besin maddelerinin topraktan bitkiye tek yönlü göçü, toprak besinlerinin gübreleme yoluyla yenilenmesini özellikle önemli hale getirir.
Güneydeki ekonomik ekim alanında nitrojen, fosfor ve potasyumun uygulama miktarı genel olarak oldukça yeterli olup, besin elementlerinin eksikliğinden kaynaklanan fizyolojik bozukluklar çoğunlukla ortam ve iz element eksikliğinden kaynaklanmaktadır.Bitkilerde magnezyum noksanlığının meyve ağaçlarında ve güney mahsul bölgesinin yayıldığı tarlada hızlı büyüyen bazı mahsullerde yaygın olduğu bulunmuştur.Çin'in güneyindeki asidik kırmızı ve sarı toprak ve kumlu toprak düşük magnezyum içeriğine sahiptir ve yüksek yağış nedeniyle sızma kaybı ciddidir, bu da toprakta düşük miktarda mevcut magnezyum içeriğine neden olur.Ek olarak, güney topraklarının yüksek çoklu mahsul endeksi ve besin maddelerine olan büyük talep ve besin girdisinin dengesizliği de magnezyumun mevcudiyetini etkileyecektir.Bu nedenle, rasyonel besin yönetimi için bitkilerin besin emiliminin besin maddesi gereksinimlerini ve fizyolojik süreçlerini anlamak esastır.
Magnezyum bitkiler tarafından yüksek talep görüyor
Temel mineral besinler, makroskopik bir perspektiften mineral besinlerin sınıflandırılması olan bitki dokularındaki nispi içeriklerine göre genellikle büyük miktarda elementler, orta miktarda elementler ve eser elementler olarak sınıflandırılır.Bitki dokularındaki farklı mineral besinlerin içerikleri büyük ölçüde değişir, ancak her türlü mineral element aynı derecede önemlidir ve bitkiler için yeri doldurulamaz.Tablo 1'den görülebileceği gibi, N, P ve K'ye ek olarak, bitki dokularındaki kalsiyum ve magnezyum gibi orta elementlerin içerikleri de çok yüksek ve hatta bazı dokulardaki çok sayıda elementin içeriklerinden bile daha yüksektir. .
Tablo 1 Normal bitki büyümesi için gereken ortalama mineral besin içeriği
Mahsul besin yönetimi planlarının geliştirilmesinde genellikle gübre gereksinimleri ve mahsul başına mahsulün verim seviyeleri dikkate alınır.Yüksek verimli bir tarımsal üretim sisteminde, mahsuller tarafından alınan besinlerin, toprak besin maddelerinin tedarik kapasitesini korumak için tamamen yenilenmesi gerekir.Uygulamasından bu yana "toprak testi ve formül gübreleme", besin yönetimi ilkesi "çok sayıda unsur, tedarik eksikliğinden dolayı regülasyon, orta ve mikro unsurları aşamalı hale getirdi" toprağın arz kapasitesi ve bitkilerin besin maddesi ihtiyacına göre rasyonel gübreleme uygulanmış ve rasyonel gübreleme yapılmıştır.
Tablo 2'de farklı mahsuller için gösterilen gübre tüketimi ilgili veri özetine göre birim üretim başına, tablodan görülebilir, bitkinin kalsiyum ve magnezyum talebine göre aslında NPK büyüktür, sadece genellikle toprak veya sulama magnezyum içeren su büyümeyi karşılayabilir, ancak yüksek verimli tarım sisteminde gübreleme yönetimi için orijinal tanımdaki elementlerin miktarına uygun olarak yürütülürse,Magnezyum noksanlığı bazı topraklarda kolaylıkla meydana gelebilir ve verim oluşumuna elverişli değildir.
Tablo 2 Farklı mahsullerin birim verimi başına gerekli gübre (kg / 1000kg)
Farklı mahsullerin magnezyuma duyarlılığı da değişir (Tablo 3). Örneğin narenciye ve patates bitkileri magnezyuma karşı çok hassastır. Toprakta yetersiz magnezyum olduğu zaman yapraklarda magnezyum noksanlığı belirtileri rahatlıkla görülebilmektedir.Magnezyuma duyarlı soya fasulyesi, üzüm ve meyve ağaçlarının verim ve kalitesi magnezyum gübre uygulanarak iyileştirilebilir.Pirinç ve buğday gibi mahsuller magnezyuma duyarlı değildir.Aslında, bitkilerdeki kritik magnezyum konsantrasyonu, bitki türüne, çeşidine, organa ve gelişim aşamasına göre büyük ölçüde değişir ve bunların hepsi magnezyum beslenmesinin yönetiminde dikkate alınması gereken faktörlerdir.
Magnezyum eksikliğinin belirtileri ve nedenleri
Magnezyumun bitkilerde taşınması kolaydır ve bitkilerde magnezyum noksanlığı ilk olarak orta ve alt yaşlı yapraklarda görülür.Dikotiledon bitkilerde, açık yeşilden sarıya veya beyaza kademeli olarak değişen, değişen boyutlarda kahverengi veya morumsu kırmızı lekeler ile değişen, ancak damarlar yeşil kalır ve ciddi durumlarda erken yaşlılık ve yaprak dökülmesi şeklinde kendini gösterir.Gramineae, yaprakların dibinde koyu yeşil lekeler ve diğerlerinde açık sarı lekeler gösterir. Şiddetli magnezyum noksanlığında yapraklar renksizleşir ve çizgiler çizilir ve yaprakların ucunda nekrotik lekeler oluşur.
Mahsullerde magnezyum eksikliği, meyveler veya depolama organları şiştiğinde ortaya çıkma eğilimindedir.Magnezyum olgunlaşma sürecinde meyveye geçecek, önce yaşlı yapraklar ve meyvenin yanındaki yapraklar sararır ve semptomlar belirgindir.Tohum çimlenmesi ve fide büyümesi, magnezyum ihtiyaç duyulan kısımlara taşındığında, bitki gelişiminin erken evrelerinde magnezyum noksanlığı belirtilerinin ortaya çıkması kolay olmamakta, magnezyum noksanlığı çoğunlukla bitki büyümesinin orta ve geç evrelerinde ortaya çıkmaktadır.Geç aşamada meydana gelirse genellikle verimi çok fazla etkilemez. Erken dönemde ortaya çıkarsa hem verim hem de kalite ciddi şekilde etkilenecektir.
Şekil 1 Lotus yapraklarında magnezyum eksikliğinin belirtileri
Bitkilerdeki magnezyum eksikliğine genellikle iki faktör neden olur: Birincisi, topraktaki düşük magnezyum içeriği bitkilerin besin gereksinimlerini karşılayamaz;İkincisi, topraktaki magnezyum içeriği düşük değildir, ancak topraktaki diğer besin iyonlarının etkileşimi nedeniyle, magnezyumun kökler tarafından alımı düşüktür.
Topraktaki düşük magnezyum içeriği nedeniyle magnezyum noksanlığı
Çin'de ekili arazinin% 36'sının toprakta magnezyum noksanlığına sahip olduğu (değiştirilebilir magnezyum içeriği 25mg / kg'dan az), özellikle de çok geniş bir alanı kaplayan Yangtze Nehri'nin güneyinde olduğu bildiriliyor.Topraktaki magnezyum, orijinal olarak topraktaki magnezyum içeren minerallerin ayrışmasından elde edilir, çünkü magnezyumun rezervuar kapasitesi farklı ana malzemeler nedeniyle farklıdır.Güney toprağı esas olarak granit, kırmızı kumtaşı ve Kuvaterner kırmızı kilden gelişmiştir ve düşük magnezyum içeriğine sahiptir.Serpantin ve dolomit gibi toprak oluşturan minerallerden elde edilen topraklar yüksek magnezyum içeriğine sahiptir.
Toprakta üç çeşit magnezyum iyonu vardır: mineral magnezyum (mineral kafeste magnezyum), değiştirilebilir magnezyum (toprak statik yükünün yüzeyinde adsorbe edilmiş magnezyum) ve suda çözünür magnezyum (toprak çözeltisinde çözünmüş magnezyum).Mineral magnezyum, toprak magnezyumunun ana bileşenidir ve toprak magnezyumunun yaklaşık% 70-90'ını oluşturur, mineral magnezyum yalnızca hava koşullarıyla absorbe edilebilir magnezyuma dönüştürülebilir, ancak ayrışma çok uzun bir süreçtir, bu nedenle mineral magnezyum temelde yetersizdir. bitkiler tarafından absorbe edilecek ve kullanılacak.Değiştirilebilir magnezyum ve suda çözünür magnezyum hareketlidir ve bitkiler tarafından kolayca emilir ve etkili magnezyum olarak adlandırılır.
Değiştirilebilir magnezyum ve magnezyum iyonlarının toprak ve toprak kolloidindeki adsorpsiyon kapasitesi zayıftır ve özellikle toprak aktivitesinin olduğu güneydeki asidik toprakta, toprak çözeltisine indirilmeleri ve suda çözünür magnezyum haline gelmeleri kolaydır. katyon çok yüksektir. Toprak çözeltisine giren magnezyum iyonlarının yağmurlu koşullarda yıkanması ve kaybolması kolaydır.Kumlu topraklarda, sadece besin içeriği düşük olmakla kalmaz, aynı zamanda sızıntı kayıplarının meydana gelmesi daha olasıdır.
Tablo 4 Toprak besin bolluğunun referans indeksleri (mg / kg)
Toprak magnezyum arkaplan değeri düşük ve kayba eğilimli parseller için toprağın besin durumu toprak tespiti ve rasyonel gübreleme ile belirlenebilir.Topraktaki besin bolluk endeksine göre (Tablo 4), toprakta değiştirilebilir magnezyum içeriği 25mg / kg'dan az olduğunda, toprak magnezyum içeriği düşüktür ve bu da mahsulün normal büyümesini etkileyecektir.Magnezyum talebinin yüksek olduğu bazı mahsuller için, toprak değiştirilebilir magnezyum içeriği 50 mg / kg'dan az olduğunda ilave magnezyum gereklidir.Toprak beslenme teşhisi, tarlada besin yönetimine rehberlik etmek için önemli bir referans olarak kullanılabilir.
Toprak iyon etkileşimleri nedeniyle magnezyum eksikliği
Topraktaki besin elementleri arasında etkileşimler vardır. Magnezyum iyonları katyonlardır. Topraktaki diğer katyonların aşırı içeriği magnezyum iyonlarının emilimini engelleyecek ve iyonlar arasında antagonizm oluşacaktır.Asitli topraklarda, magnezyum noksanlığı belirtileri sadece toprak magnezyum içeriğinin düşük olması nedeniyle değil, aynı zamanda yüksek toprak H + ve Al3 + içeriğinden dolayı da ortaya çıkabilir.Yüksek verimli tarım sistemlerinde çok miktarda potasyumlu gübre bitkilerde magnezyum noksanlığının önemli bir nedenidir.
Tablo 5 K + ve Ca2 + (0.25 mm) 'nin arpa fidelerinde Mg2 + emilimi üzerindeki etkileri
Arpa ile yapılan bir kültür deneyinde, izotop olarak 28Mg ile etiketlenmiş kültür ortamına kalsiyum ve potasyum iyonlarının eklenmesiyle bir süre sonra arpanın köklerinde ve sürgünlerinde magnezyum iyonlarının içeriği ölçülmüştür.Sonuçlar (tablo 5), tek beslemeli magnezyum iyonları ile karşılaştırıldığında, arpa kökü ve yer üstü magnezyum iyonu alımından sonra artan kalsiyum iyonlarının belirgin bir şekilde azaldığını ve tedarik kalsiyum ve potasyum iyonlarını artırdığını, arpa kök sistemini ve yer üstü içeriğini büyük ölçüde azalttığını göstermiştir. içindeki magnezyum iyonları, Ca2 +, K + katyonlarının varlığının magnezyum 2 + 'nın kök emilimini engellediğini gösterir.
Şekil 2. Hami kavun yapraklarında magnezyum eksikliğinin erken belirtileri
Sahada sıklıkla potasyum ve magnezyum antagonizması görülür.Hainan'da Hami kavunun yetiştiriciliği sırasında, meyve dallarının bırakıldığı andan üst yaprakların tamamen açıldığı zamana kadar bitkinin orta ve alt yapraklarında magnezyum noksanlığı belirtileri görülmüştür. Tozlaşmadan sonra semptomlar, düzelene kadar alt yapraklardan üst yapraklara doğru kademeli olarak azaldı.Bu olgunun nedeni, meyve dalları bırakıldığında yüksek potasyumlu gübre uygulandığında kumlu topraktaki magnezyum iyonlarının içeriğinin yüksek olmaması, dolayısıyla magnezyum iyonlarının emiliminin büyük miktarda potasyum girdisi ile engellenmesi olabilir. Dahası, bitki bu dönemde tepesini almadı ve yeni yaprakların büyümesi önemli miktarda magnezyum gerektirdi, bu da bitkide magnezyum eksikliğine neden oldu.Bununla birlikte, bitkinin tepesi çıkarıldıktan sonra, üst yapraklar tamamen açılır. Bu sırada kök sistemi tarafından emilen magnezyum, magnezyum noksanlığının semptomlarını hafifletmek için orta ve alt yapraklara yeniden dağıtılır.
Şekil 3 Normal Hami kavun yaprakları (solda) ve sararmış benekli yapraklar (sağda)
Yukarıdaki çıkarımı doğrulamak için, tarlada üç Hami kavun çeşidinin benek şeklindeki yaprakları ve normal yaprakları toplanmış ve yaprakların kuru maddesindeki K ve Mg içerikleri belirlenmiştir.Trendden de görülebileceği gibi, benekli yaprakların potasyum içeriği genel olarak daha yüksekken, magnezyum içeriği normal yapraklardan daha düşüktür, bu da potasyum ve magnezyum iyonları arasındaki etkileşimin magnezyum noksanlığı ve alacalı yapraklar semptomlarına yol açtığını göstermektedir.
Tablo 6 Hami kavun yapraklarının tanısal sonuçları
Potasyum ve kalsiyuma ek olarak, topraktaki çok sayıda başka katyon da magnezyumun emilimini etkileyecektir, örneğin Mn2 +, NH4 + vb. Benzer şekilde, aynı yüke sahip anyonlar arasında da benzer etkileşimler vardır.Oluşum nedeni kök sisteminin besin iyonu emilim mekanizması ile ilgilidir.
Kökler tarafından besin emilimi, kök ve toprak arayüzünde gerçekleşir. Besin iyon emilimi aslında hücre zarından transmembran taşınmasıdır ve iyonların transmembran taşınması biyofilmde bulunan taşıyıcıların yardımına ihtiyaç duyar.Üç tür taşıyıcı vardır: kanal, taşıyıcı ve pompa (Şekil 4'te gösterildiği gibi).Elektrokimyasal potansiyel gradyan yönü boyunca taşınmaya pasif taşıma denir ve enerji tüketmesi gerekmez. Kanallar ve taşıyıcılar boyunca difüzyon pasif ulaşımdır.Ters elektrokimyasal potansiyel gradyanı yönündeki taşıma, enerji tüketimi (ATP) gerektiren aktif taşıma olarak adlandırılır ve iyon pompası yoluyla taşıma, aktif taşımadır.
Şekil 4 Biyofilm Üzerindeki Taşıyıcılar (Şematik Diyagram)
Genel olarak, Ca2 +, Mg2 +, K + ve diğer katyonlar, elektrokimyasal gradyanları boyunca pasif taşıma yoluyla hücrelere girer (aktif taşıma, dış iyonların konsantrasyonu düşük olduğunda da gerçekleştirilebilir), ancak K + ve Ca2 + esas olarak hücrelere kanal proteinleri yoluyla girerken, Mg2 + hücrelere taşıyıcı proteinler yoluyla girer.Kanallar, zarda seçici kanallar oluşturan bir tür zar proteinleridir. Kanallar açık olduğu sürece, zar boyunca iyon taşınması çok hızlıdır.Bununla birlikte, taşıyıcı protein, tamamen transmembran bir gözenek yapısı oluşturmaz. Önce taşınan malzeme ile bağlanması, ardından konformasyonel değişikliklere uğraması ve son olarak iyonları zarın diğer tarafına taşıması gerekir.Taşıyıcı aktarımı, kanal aktarımına göre yavaştır.
K +, Ca2 + ve NH4 + 'ün Mg2 + emilimi üzerindeki antagonistik mekanizması, hücreler içindeki negatif potansiyelin rekabetinde yatarken, Mn2 + ve Cu2 + plazmanın Mg2 + üzerindeki antagonistik etkisi, bağlanma bölgelerinin rekabetinde yatmaktadır. Bu nedenle, dış katyon konsantrasyonu yüksek olduğunda, Mg2 + 'nın kökler tarafından absorpsiyonu engellenecektir.
Şekil 5 Bitki hücrelerinin plazma ve vakuolar zarları üzerindeki taşıyıcılar
Sonuç olarak, gübreleme sırasında potasyum ve amonyum azotlu gübrelerin kısmen uygulanması ve ayrıca toprak asitliğini düzenlemek için çok miktarda kireç uygulanması, bitki magnezyum noksanlığı olgusunu ağırlaştırabilir.Ancak tüm katyonlar karşıt değildir, düşük konsantrasyonlarda karşılıklı emilimi artıracaktır.Bu nedenle tarla yönetiminde besin maddelerinin dengeli uygulanmasına dikkat etmek çok önemlidir.
Bitkilerde magnezyum takviyesi
Magnezyum takviyesi için bitkilerde magnezyum noksanlığının nedenlerine göre hedefe yönelik önlemler almalıyız.Topraktaki magnezyum eksikliği veya mahsulün büyük miktarda magnezyum ihtiyacı göz önüne alındığında, uygun miktarda magnezyum gübre eklenmelidir;Toprak besinlerinin dengesizliğinin neden olduğu magnezyum eksikliği göz önüne alındığında, magnezyum gübresini rasyonel olarak desteklemek ve diğer besin maddelerinin girişini kontrol etmek gerekir.
Magnezyum gübre kullanımı
Magnezyum gübreler, çözünürlüğe göre suda çözünür, az çözünür ve çözünmez magnezyum gübrelere ayrılabilir.Suda çözünür magnezyum gübre hızla çözünür ve magnezyum sülfat, potasyum magnezyum sülfat, magnezyum klorür vb. Bitkiler tarafından kolayca emilir.Kalsiyum magnezyum fosfat gübre, dolomit tozu, magnezyum amonyum fosfat gibi mikro çözünür magnezyum gübre, yavaş bir gübre etkisine ve uzun süreli bir etkiye sahiptir.Serpantin ve magnezit gibi çözünmeyen magnezyum gübre, magnezyum gübre ve magnezyum tuzunun işlenmesinde hammaddedir. Genellikle doğrudan gübre olarak uygulanmaz.
Magnezyum gübre seçimi, mahsullerin büyüme özelliklerini, toprak koşullarını ve tarla yönetiminin rahatlığını dikkate almalıdır.Uzun vadeli mahsuller için veya temel gübre olarak, kalsiyum magnezyum fosfat veya magnezyum amonyum fosfat gibi hafif çözünürlüğe sahip uzun etkili magnezyum gübre seçilebilir. Kalsiyum magnezyum fosfat alkalindir ve toprak asitliğinin düzenlenmesinde belirli bir rol oynar.Kısa süreli mahsuller için veya üst pansuman olarak magnezyum sülfat ve magnezyum klorür seçilebilir. Sulama imkanı olan parseller, sulama sistemi ile kombine olarak uygulanabilir.Bitki magnezyum eksikliği semptomlarının kısa vadeli olarak giderilmesi için, magnezyum gübresini harici üst gübre (yaprak gübresi) yoluyla desteklemek de mümkündür. Magnezyum sülfat yaygın bir yaprak magnezyum gübresidir ve piyasada magnezyum şeker alkolü, LSA-magnezyum (lignosülfonat kompleksli magnezyum) vb. Gibi daha iyi yaprak absorpsiyon etkisine sahip bazı organik şelatlama / kompleksleştirme ürünleri vardır. .
Magnezyum gübre uygulama miktarı, mahsulün gübre ihtiyacına, toprağın besin maddesi durumuna, besin kullanım oranına ve aşama besin ihtiyacına göre belirlenmelidir.Üretimde, genel baz gübre uygulamasında 1-1.5kg Mg, magnezyum noksanlığı semptomları mu başına 5-10 kg magnezyum sülfat uygulanarak daha sonra etkisini gözlemleyebilirsiniz.
Dengeli döllenme
Yüksek konsantrasyonlarda K +, Ca2 +, NH4 + ve diğer toprak katyonları tarafından Mg2 + alımının rekabetçi inhibisyonu göz önüne alındığında, tarla yönetiminde yukarıdaki besinlerin büyük bir kısmından kaçınılmalıdır. Aşırı besinler sadece diğer besin maddelerinin eksikliğini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda düşük besin kullanım oranına ve aşırı gübrelemeden dolayı kolay kayba neden olur.Bitki, toprak, çevre ve üretim maliyeti üzerinde bir yüktür.
Kısa vadeli potasyum talebi yüksek olan bazı hızlı büyüyen meyveler, kavunlar ve mahsuller için, magnezyum ve diğer elementler aynı anda desteklenmeli veya bol miktarda potasyum olduğunda yeterli magnezyum tedarikini sağlamak için yapraklarda magnezyum gübre desteklenmelidir. gübre eklenir.Toprak asitliğini düzenlemek için kireç kullanırken, büyük miktarda kalsiyum girdisinin diğer besinler üzerindeki etkisini dikkate almak ve toprakta dengeli bir besin kaynağı sağlamak için magnezyum gübre girdisini uygun şekilde artırmak gerekir.
