時間：2023-03-23 15:09:45
導語：在植物營養(yǎng)學論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領您探索更多的創(chuàng)作可能。
論文關鍵詞：北京林業(yè)大學；農(nóng)業(yè)資源利用；學科建設；林業(yè)特色；人才培養(yǎng)
北京林業(yè)大學農(nóng)業(yè)資源利用一級學科可追溯到最早的森林土壤學科，1990年以前屬于一級學科“林學”下面的二級學科，1990改為土壤學，1997年由農(nóng)學門類下的林學一級學科劃歸為同一門類的一級學科“農(nóng)業(yè)資源利用”。2004年植物營養(yǎng)學科經(jīng)國務院學位辦批準，開始招收碩士研究生。2005年土壤學科被國務院學位委員會批準為林業(yè)院校的首個土壤學博士點，并同時被授予一級學科“農(nóng)業(yè)資源利用”碩士學位授予點。
經(jīng)過50多年幾代人的共同努力，我校在學術梯隊、科學研究和人才培養(yǎng)等方面取得了一系列成績，形成了具有林業(yè)特色的優(yōu)勢學科。
一、學科梯隊合理
在學科隊伍上建設上，注重人才的引進，從美國、加拿大、挪威、日本等引進歸國人員。不同國家和地區(qū)的學術思想和氛圍能在我們這里相互促進和相互影響，研究方向齊全。通過多年的努力，我校已形成了一支知識覆蓋面廣、學術氣氛活躍、梯隊合理、并具有廣泛國內(nèi)外聯(lián)系的以中青年為學術骨干的學科隊伍。
二、研究方向獨具特色、優(yōu)勢明顯
我校農(nóng)業(yè)資源利用一級學科下設兩個二級學科：土壤學和植物營養(yǎng)學。行政上隸屬于水保學院。依托過去水保學院在全國名列前茅的科研優(yōu)勢地位，緊緊圍繞林業(yè)六大生態(tài)工程，土壤和植物營養(yǎng)兩個二級學科形成了一些固定的具有特色和優(yōu)勢的研究方向，并取得了一些重要的研究成果。
(一)土壤學科
土壤學主要有森林土壤、土壤侵蝕、土壤生態(tài)與植被恢復等研究方向。
1．森林土壤。森林土壤是森林培育、森林經(jīng)營的基礎。主要任務是應用系統(tǒng)的、先進的理論知識和實驗技術，研究森林土壤的性質(zhì)、組成、結構及其演化規(guī)律，揭示森林土壤的功能，解決林業(yè)生產(chǎn)以及不良立地條件森林植被恢復的實際問題，從而實現(xiàn)森林土壤資源的合理利用。
近年來我校土壤學科主要在森林土壤發(fā)生分類和森林土壤與環(huán)境等方面展開了一些研究。通過對華北山地土壤發(fā)生特性和診斷特征的研究，提出了以土壤系統(tǒng)分類為依據(jù)的土壤類型，通過對土壤粘化過程的研究，糾正了地帶性土壤分布中棕壤與褐土的分布問題，為褐土、棕壤土類與系統(tǒng)分類的參比提供了可靠的理論依據(jù)，并受到了老一輩土壤學家李連捷院士的好評。
森林土壤是重要的陸地碳庫，并和大氣進行著頻繁的氣體交換，特別是一些溫室效應氣體，如二氧化碳、甲烷和氮氧化物。研究這些氣體在土壤中吸收或釋放的機理，并監(jiān)測其排放通量和影響因素，認清森林土壤和溫室效應氣體排放及全球變化的關系，可以為采取科學的調(diào)控措施提供理論基礎。通過承擔國家自然科學基金、博士點基金和教育部新世紀人才資助等項目，我們在這一領域的研究成果有新的突破，研究成果被許多專著引用。
2．土壤侵蝕。土壤侵蝕是當今的土壤物理學的中心內(nèi)容。土壤水的保持和運動直接或間接影響著土壤肥、氣和熱的狀況。不同的土壤具有不同的蓄水、透水和抗蝕能力。研究土壤侵蝕規(guī)律對改良土壤性狀，提高土壤肥力以及整個生物圈和人類生存的生態(tài)環(huán)境有著重要關系。
在土壤流失分布特性研究方面，研究了長江三峽地區(qū)、黃土高原地區(qū)存在的土壤侵蝕類型，不同土壤侵蝕類型的土壤流失量與降雨、地面坡度、地面覆蓋度等因素的關系。對三峽花崗巖地區(qū)坡面土壤流失規(guī)律和庫區(qū)土壤中管流和優(yōu)先流對地表徑流過程的影響進行了系統(tǒng)研究，發(fā)表的論文有多篇被EI檢索，并申請到瑞典國際自然科學基金資助。
在森林植被保水保土作用研究方面，以不同地區(qū)林下地被物為研究對象，經(jīng)長期試驗得出：林下地被物具有較強的吸持降水、涵養(yǎng)地表徑流、增加地表糙率、改良土壤特性等作用，能夠在很大程度上固持土壤，對于防止土壤侵蝕具有較大作用。完成2項國家自然科學基金課題。3篇論文被EI檢索。
在土壤滲透特性及土壤水分運動機理研究方面，以達西定律、連續(xù)方程為理論基礎，對非飽和帶土壤水分運動進行定量研究，它是分布式水文模型的重要組成部分。以三峽庫區(qū)為試驗基點，經(jīng)過長期觀測，得出了長江三峽花崗巖區(qū)林地坡面土壤滲透遵循霍頓方程，其土壤特性具有蓄滿產(chǎn)流條件的結論。研究成果對三峽庫區(qū)的生態(tài)建設具有重要的理論和實踐意義。
3．土壤生態(tài)與植被恢復。土壤同成土因素共同構成一個生態(tài)系統(tǒng)，并作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的一個亞系統(tǒng)而獨立存在。針對我國土壤生態(tài)的關鍵問題，我們首先進行了林地土壤干擾生態(tài)學研究。針對我國森林土壤的特點，我們主持了一些國家和北京市自然基金課題，率先在東北天然林、華北人工林進行了土壤種子庫、林地粗木質(zhì)殘體生態(tài)學、林地空隙對土壤質(zhì)量演變等方面的研究，發(fā)表多篇論文，并取得了多項成果，其中一項成果獲北京市林業(yè)系統(tǒng)科技進步一等獎。
在土壤一植被一大氣系統(tǒng)的水分轉移規(guī)律的研究中，用能量的觀點來定量研究和描述水分的運動。SPAC是水分循環(huán)的一個通道，我們在研究土壤水分循環(huán)與平衡時，都是以SPAC和“四水”轉化為基礎，利用國家“九五”和“十五”攻關課題，在河南黃泛區(qū)、內(nèi)蒙和寧夏沙漠化地區(qū)、黃土高原地區(qū)及北京等地進行了深入系統(tǒng)的研究，部分成果通過國家鑒定。自然土壤中的營養(yǎng)元素循環(huán)是一個十分復雜的問題。我們對北方主要森林土壤中的C、N、P、K、S等元素在以土壤為界面上的循環(huán)及伴隨水文過程的循環(huán)進行了系統(tǒng)的研究，取得了不可多得的資料和研究結果，豐富了森林土壤養(yǎng)分的循環(huán)理論。
困難立地條件下土壤退化機理及恢復生態(tài)學也是我們的研究重點。通過對我國華北石質(zhì)山區(qū)和黃土高原干旱侵蝕地區(qū)土壤質(zhì)量的現(xiàn)狀和演替規(guī)律的研究，分析土壤退化的原因，結合對主要造林樹種耐旱性等生理生態(tài)特性的研究，提出了一系列針對類似地區(qū)的造林技術，如徑流林業(yè)技術、固體水技術。以上研究，為有效地解決我國干旱半干旱地區(qū)的植被恢復提供了強大的理論支撐和技術支持。
(二)植物營養(yǎng)學科
植物營養(yǎng)主要側重于樹木營養(yǎng)與施肥、花卉及草坪營養(yǎng)與施肥，無土栽培和花木基質(zhì)等方面。對樹木營養(yǎng)和施肥的研究主要集中在毛白楊和泡桐人工林上。在三倍體毛白楊紙漿林生產(chǎn)建設中，系統(tǒng)研究了我國毛白楊在生長季節(jié)的營養(yǎng)規(guī)律，并進行了原位的林木正交施肥試驗，其研究結果對指導毛白楊速生豐產(chǎn)林的生產(chǎn)有重要意義。運用矢量競爭理論(Vectorcompetitionanalysis)，研究了油松、側柏混交林種間的營養(yǎng)競爭或互惠關系，為混交林的營造以及人工純林的改造提供了理論依據(jù)。
同時，我們也承擔了首都古樹復壯的工作。草坪生態(tài)系統(tǒng)是人工生態(tài)系統(tǒng)，在養(yǎng)分循環(huán)方面不像自然生態(tài)系統(tǒng)那樣可以無限自然循環(huán)，在其生產(chǎn)和修剪過程中或多或少有養(yǎng)分的損失。因此，肥料是提高草坪生產(chǎn)質(zhì)量的重要物質(zhì)基礎。人為控制下的正確施肥，是維持草坪持久性、保持其良好景觀，從而實現(xiàn)草坪可持續(xù)發(fā)展的有效手段。利用穩(wěn)態(tài)營養(yǎng)理論，采取指數(shù)施肥的方法對草坪進行了出圃前施肥的研究，并取得了一定的成果，在國際植物營養(yǎng)大會上進行了交流。
三、人才培養(yǎng)成果
在學科建設上，注重將研究生培養(yǎng)和科研工作緊密結合，1984年開始招收土壤學碩士研究生，生源主要來自農(nóng)林院校的林學、資源與環(huán)境(原來的土壤農(nóng)化)和生物學、地理學等專業(yè)，20多年來共培養(yǎng)碩士研究生49人，為首都和全國的林業(yè)、土肥、環(huán)保等相關領域提供了重要的專業(yè)和管理人才。
論文關鍵詞：大豆,磷效率,磷高效基因型,QTL定位分析
大豆原產(chǎn)我國，現(xiàn)世界各地均有栽培，是主要的農(nóng)作物之一。其種子富含蛋白質(zhì)、脂肪，除用以榨油還可以加工成各種豆制品，深受人們喜愛。但我國大豆產(chǎn)量相對于發(fā)達國家較低，通過培育優(yōu)良品種可以提高我國大豆產(chǎn)量，筆者就此問題作簡單的探討。
1 磷的生理作用
磷是植物生長發(fā)育不可缺少的營養(yǎng)元素之一，它是核酸、核蛋白、磷脂、激素、磷酸腺苷等許多有機物的構成成分，同時又以多種方式參與作物體內(nèi)的生理過程，包括糖類代謝、碳水化合物的運輸、含氮化合物代謝及脂肪代謝等，對作物生長發(fā)育、抗逆性、產(chǎn)量與品質(zhì)都起著重要作用。
2 磷資源利用現(xiàn)狀
通常人們通過增施磷肥來提高土壤的含磷量，然而磷肥施入土壤后，由于其特定的土壤化學性質(zhì)，大部分很快被土壤膠體吸附或固定，難于被作物吸收，因而利用效率不高。因此，提高作物對磷肥的利用效率對提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益、保護環(huán)境具有重要意義。
磷是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要物質(zhì)保障，又是不可再生的礦物質(zhì)資源。有報道指出，根據(jù)目前已探明的磷礦儲量與開采速度，世界現(xiàn)有磷礦資源只能維持50 ～400 年。中國的磷資源只占世界磷資源的1.1%，可開發(fā)的磷礦只有1 億噸，按照目前開采速度，這些磷礦僅夠開采約25 年( Cat hcart ,1979)，然而，世界絕大部分農(nóng)業(yè)土壤又嚴重缺磷。據(jù)報道，全世界13.19 億公頃的耕地中大約有43%缺磷[1]。我國1.07 億公頃農(nóng)田中大約有60%缺磷[2]，磷仍然是我國乃至世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的限制因素，磷肥的供求不僅是現(xiàn)在而且是將來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的突出矛盾之一。
另外，由于與大豆共生的根瘤菌具有固氮的能力，磷往往成為限制大豆的生長及產(chǎn)量最重要的關鍵元素，研究大豆對磷的利用，具有重大的現(xiàn)實意義。
3 磷資源的研究進展
作物不同基因型對磷素吸收利用差異的研究，國外研究開展得較早，不僅對耐低磷的機理做了大量的工作，而且對其遺傳規(guī)律也進行了研究。我國對作物耐低營養(yǎng)脅迫基因型的發(fā)掘和篩選工作開展較晚，但進展較快，作物和營養(yǎng)元素的研究范圍較廣。
磷是植物體內(nèi)參與很多生理生化過程的元素，其營養(yǎng)效率的生理生化基礎相當復雜，并且受到環(huán)境因素的影響，是由多基因控制的數(shù)量性狀。
磷高效基因型是指在磷脅迫條件下能比其它基因型獲得較高產(chǎn)量的品種。作物磷效率包括兩方面，即磷吸收效率（植物吸收介質(zhì)中磷的能力）和磷利用效率（作物對體內(nèi)磷的利用能力）。有研究表明磷的高效吸收與其高效利用有密切的關系(Ming等，2000)。
不同植物類型間磷效率的表現(xiàn)存在的較大差異，很早就已引起人們的注意。 Ae 等對多種作物耐低磷特性的研究發(fā)現(xiàn)，木豆通常比高粱、玉米、大豆等更耐磷脅迫。植物的磷效率差異不僅表現(xiàn)在不同的物種間，而且更重要的是，相同物種的不同品種也存在著效率的遺傳變異，這就為這一遺傳性狀的開發(fā)應用提供了重要的經(jīng)濟價值及利用潛力。Clark 和Brown 發(fā)現(xiàn)富磷土壤上磷高效與磷低效品種玉米干物質(zhì)產(chǎn)量相近，但缺磷條件下磷高效品種干物質(zhì)產(chǎn)量高于磷低效品種。Bruetsch 的研究結果表明玉米早熟品種通常比晚熟品種吸收積累更多的磷，但晚熟品種的磷利用效率高于早熟品種。蠶豆品種(系)間磷利用效率存在明顯差異，在缺磷條件下，不同蠶豆品種的干物質(zhì)產(chǎn)量差異達72%，磷利用效率差異達77%。
近年來發(fā)展起來的分子標記技術使得人們有可能將復雜的數(shù)量性狀進行分解，與研究質(zhì)量性狀基因一樣將控制數(shù)量性狀的多個基因分別進行研究。隨著植物遺傳作圖的快速發(fā)展，相關成果也應用于植物營養(yǎng)效率的基因型差異研究上。
目前已經(jīng)有大量的研究在生理層次上探討了植物磷營養(yǎng)效率與根系形態(tài)、生理、生化以及共生特性的相互關系。通過對磷高效吸收生理學中級指標的研究發(fā)現(xiàn)，與磷相關的性狀中根系的相關性狀最為重要。趙靜[3]等應用GIS方法構建了大豆磷效率的應用核心種質(zhì)，并對大豆種質(zhì)的重要根系性狀根構型進行了系統(tǒng)的評價和對比分析，結果揭示了大豆根構型與磷效率的關系及其可能的進化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)大豆根構型與磷效率密切相關，淺根型大豆根系具有合理的三維空間分布，有利于大豆對耕層土壤磷的吸收，從而顯著提高了大豆的磷效率和產(chǎn)量。王應祥[4]等通過營養(yǎng)液栽培試驗研究大豆適應低磷脅迫的機理，結果表明：在水培條件下，大豆在磷效率方面存在著顯著的基因型差異。在總體磷效率(以生物量為標準)方面和磷吸收效率(整株含磷量)方面，結果與田間試驗表現(xiàn)基本一致。
在此基礎上，植物磷高效營養(yǎng)的分子生物學研究也已經(jīng)展開。QTL定位為研究如耐低磷這樣復雜的數(shù)量性狀的遺傳學提供了一個好的途徑。水稻在這方面研究的比較早，自九十年代，有關水稻的耐低磷的QTL定位已有報道。在一個BC群體中，定位了三個與總干重相關的QTL位點，5個與磷吸收相關的QTL位點，貢獻值分別為45.4%和54.5%。使用標記C443發(fā)現(xiàn)在12號染色體上存在一個主效基因(Wissuwa, 1998)。通過進一步研究發(fā)現(xiàn)，使用標記S14025和S13126將一個與磷吸收相關的主要QTL位點定位在一個3cM的空白區(qū)，與經(jīng)典QTL圖譜上的距離在1cM之內(nèi)(Wissuwa, 2002)。使用標記RG9 and RG241和RFLP技術，將與耐低磷性狀相關的另一個主要QTL位點(PHO)定位在12號染色體上。還有一些微效的QTL定位在1號染色體，6號染色體及9號染色體上(Ni,1998)。Ming等(2000)使用RFLP標記將與根干重、地上部分干重和總干重相關性狀的QTL定位在第6號染色體上，貢獻率分別為24.9%、 20.5%和25.2%。其中與磷吸收相關的兩個QTL的貢獻率達到20.7%。
從20世紀90年代起，有關大豆的遺傳圖譜被構建起來(Shoemaker，1995；Keim， 1997；Zhang，1997；Cregan，1999；Liu，2000；Wu，2001；Wang，2003；Zhang，2004)，一些與大豆農(nóng)藝性狀相關的QTL定位已有報道(Lark，1995；Tasma，2001；Specht，2001；Hoecka，2003；Zhang，2004)，然而，在大豆基因組中，基因控制與磷相關性狀的分析還比較少。李一丹在考查了NJRIKY的116個株系在低磷和適磷條件下7個農(nóng)藝性狀包括：株高(HT)、地上部分鮮重(FSW)、根系鮮重(FRW)、根系干重(DRW)、根長(RL)、葉中磷含量(LP)、根中磷含量(RP)，在應用大豆RIL群體(Kefeng No. l XNannong1138-2)所構建的遺傳圖譜的基礎上，用復合區(qū)間作圖法定位了大豆耐低磷性狀的QTL位點。使用Windows QTL Cartographer程序分析了耐低磷性狀的QTL。在F1和F2連鎖群中，共檢測到7個QTL位點，有5個QTL位點定位于F2連鎖群上，兩個定位于連鎖群F1上。并定位了地上部分鮮重(FSW)、根中磷含量(RP)和葉中磷含量(LP)三個性狀的QTL位點，其中有5個QTL位點的LOD值>3。所有QTL位點都可以解釋超過10%的總遺傳變異，其中與葉中磷含量相關的兩個QTL最大可以解釋超過20%的遺傳變異[5]。因此推測，大豆中與耐低磷性狀相關的主效基因可能定位于F連鎖群上。
4 科學和實踐意義
通過研究大豆種質(zhì)中育種核心種質(zhì)耐低磷特性進行評價，并對其性狀進行定位。將使大豆研究工作開拓新的研究領域，通過營養(yǎng)過程詮釋大豆高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)問題，促進大豆育種水平升級。
主
參考文獻
[1]劉建中. 1994.利用植物自身潛力提高土壤中磷的生物有效性[J].生態(tài)農(nóng)業(yè)研究，2：5~8
[2]魯如坤. 1998.土壤——植物營養(yǎng)學原理和施肥[M].北京：化學工業(yè)出版社
[3]趙靜,付家兵,董英山,嚴小龍. 2004.大豆磷效率應用核心種質(zhì)的根構型性狀評價.科學通報,49（13）：1249~1257
[4]王應祥,廖紅,嚴小龍. 2003.大豆適應低磷脅迫的機理初探.大豆科學,22（3）：208~212
[5]李一丹.大豆（Glycine max L. Merr.）耐低磷相關性狀的QTL分析.東北農(nóng)業(yè)大學碩士論文
OTL的提出：Geldermann 在1975年抽提出數(shù)量性狀位點QTLs（quantitative trait locus）的俠義義概念，認為QTLs是對占據(jù)染色體某一區(qū)段數(shù)量性狀位點的變異有較大影響效應的單一基因或緊密連鎖的基因簇。OTL的提出為研究數(shù)量性狀單基因作用及其互作效應，以及建立在此基礎上的遺傳分析模型的應用提供了理論依據(jù)，為動物育種方案的實施開辟了新途徑。借助分子標記－OTL的連鎖關系來實現(xiàn)真正的基因型選擇，可以提高對動物主要經(jīng)濟性狀的選育，從而提高選育的效率。理想的遺傳標記應具備的條件為：（1）高度多態(tài)，以保證個體或系在每一個基因位點上攜帶不同的等位基因。（2）種類豐富，以保證足夠多的標記覆蓋整個基因組。（3）對所研究的數(shù)量性狀，繁殖適應性都呈中性。（4）最好是共顯性，以保證標記基因位點上所有的基因型都可明顯區(qū)分。
QTL檢測的方法：目前借助分子生物學技術進行QTL檢測的方法主要有2類：一類是標記－OTL連鎖分析（mark－QTL linkage analysis），也稱為基因組掃描（genome scanning）；另一類是候選基因分析（candidate gene approach）。標記－OTL連鎖分析是基于遺傳標記座位等位基因與QTL等位基因之間的連鎖不平衡關系，通過對遺傳標記從親代到子代遺傳過程的追蹤以及它們在群體中的分離與數(shù)量性狀表現(xiàn)之間的關系的分析，來判斷是否有QTL存在，它們在染色體上相對位置以及它們的效應大小，因而這類方法的前提是：1）要有理想的遺傳標記。2）要有合適的群體用于進行分析。3）在該群體中存在分離的QTL。候選基因分析是根據(jù)已有的生理生化知識以及對復雜數(shù)量性狀的剖析，來推斷哪些基因可能參與了性狀的形成，預先選定一些基因（稱為候選基因），通過分子生物學實驗檢測這些基因及其分子標記對特定數(shù)量性狀的效應，篩選出對數(shù)量性狀有影響的基因和分子標記，并估計出它們對數(shù)量性狀的效應值，最后在分子生物學水平證實基因的變異能否帶來真實的表型變異。候選基因法費用低，操作簡單，便于在標記輔助選擇（MMS）中應用，但在無法預先確定候選基因的情況下，標記－OTL連鎖分析是最常用的方法。
QTL定位的策略：利用QTL與遺傳標記之間的連鎖關系。在一個大群體中進行標記基因型和被測數(shù)量性狀表型值記錄，通過統(tǒng)計方法進行連鎖分析，確定連鎖關系。其基本步驟為：1）選擇適宜的遺傳標記；2）選擇在所研究數(shù)量性狀上處于分離狀態(tài)的純系或高度近交系；3）進行系間雜交獲得分離世代的F2個體或者進行回交獲得BC個體；許多學者根據(jù)不同群體的遺傳特性，分別提出了相應的座位與QTL相互關聯(lián)的檢測方法，所涉及到的群體包括：近交系間分離群體、異交系間分離群體、加倍單倍體（DH）群體、2個近交系間的重組近交系（RIL）、一粒傳群體（SSD）、單倍體群體等。4）檢測各世代群個體的標記基因型并記錄其數(shù)量性狀表型值；5）分析標記基因型與數(shù)量性狀表型值之間是否存在連鎖關系，確定QTL連鎖群，估計QTL效應。
關鍵詞：硫酸鉀鎂；水稻；蔬菜；果樹；產(chǎn)量；品質(zhì)
中圖分類號：S143；S5 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）19-4577-05
鉀、鎂、硫均是作物生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素，同時鉀也是肥料三要素之一[1]。鉀在作物生長過程中參與許多重要的生理代謝活動[2]，缺鉀會導致作物病害發(fā)生，植株矮小，對惡劣環(huán)境的抵抗力下降[3]。鎂既是作物體內(nèi)某些有機物質(zhì)的組成成分，又參與許多酶的合成，對植物正常生長具有重要意義[4，5]。據(jù)報道，目前全國約有54%的土壤不同程度缺鎂[6]。作物缺鎂時可能導致枯萎病的發(fā)生，鎂吸收量過大時可能會增加番茄細菌性斑點病的發(fā)病率以及胡椒或花生的莢果腐爛[7]，施用鎂肥可減少植物對土壤重金屬的吸收，降低重金屬對植物的不利影響[8]。硫對提高作物的耐寒、抗旱能力有積極作用[1]。含有硫和鎂的肥料對提高土豆產(chǎn)量和品質(zhì)有明顯作用，可增加土豆對鏈霉菌感染的抵抗力[9]。還有研究證明，硫和農(nóng)家肥配施可增強大豆根瘤菌的活性，提高大豆產(chǎn)量[10]。但是硫卻并不為農(nóng)民所重視，所以很多地區(qū)土壤存在缺硫現(xiàn)象。
作物從土壤中吸收大量的鉀、硫、鎂，所以每年應向土壤中通過施肥等方式補充這些營養(yǎng)元素，以促進作物生長健壯[2]。事實上，中國農(nóng)業(yè)耕地普遍缺鎂少硫，不重視鉀肥的施用，尤其在南方地區(qū)。導致作物發(fā)病的一個常見因素就是養(yǎng)分變化導致營養(yǎng)收支不平衡，所以均衡施肥對作物的正常生長具有重大意義。硫酸鉀鎂含有大量鉀元素，又含有硫、鎂兩種中量元素，與傳統(tǒng)的氯化鉀和硫酸鉀相比，更符合均衡施肥的需求[11]。
被稱為“黃金搭檔”的硫酸鉀鎂在國外應用已有近60年的歷史[13]，一系列研究表明：硫酸鉀鎂是含有重要營養(yǎng)元素的優(yōu)質(zhì)肥料，其應用和推廣可以改善土壤環(huán)境，為促進作物豐產(chǎn)提供有利條件[15-18]；硫酸鉀鎂可增加甜菜的含糖量，增幅高達16.5%[19]；因為鉀鎂鹽不含氯，所以成為煙草、馬鈴薯和柑橘這類對氯敏感作物的最佳選擇[20]。在中國雖然應用硫酸鉀鎂較晚，但自2006年以來，一些大型硫酸鉀鎂生產(chǎn)公司與中國科學院、農(nóng)業(yè)科研單位、農(nóng)業(yè)院校合作的關于硫酸鉀鎂效應研究的項目，有許多研究證實了硫酸鉀鎂的良好功效，施用后使水稻產(chǎn)量明顯提高，營養(yǎng)品質(zhì)有所改善[21-33]。盡管如此，硫酸鉀鎂并沒有在中國得到推廣運用，有關硫酸鉀鎂對水稻、蔬菜、果樹等糧食與經(jīng)濟作物施用效果以及相關分析的總結也不多。為此，筆者查閱了近年來的相關文獻，主要分析了硫酸鉀鎂施用對水稻、蔬菜、果樹等作物的效果，旨在為該肥料的推廣應用提供科學依據(jù)。
1 硫酸鉀鎂在水稻上的應用效果
1.1 硫酸鉀鎂對水稻生長性狀的影響
硫酸鉀鎂所含的鎂、硫元素是構成葉綠素的主要成分之一，且鎂是組成葉綠素分子的惟一礦質(zhì)元素。施用硫酸鉀鎂有助于促進葉片葉綠素的合成，防止葉片早衰，從而增強水稻葉片的光合強度，促進水稻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。根系活力是衡量植株是否早衰的一個重要指標，作物養(yǎng)分的吸收主要依靠根系，根系活力強則可保證作物后期同化產(chǎn)物的積累、運輸及子粒的充實，從而提高產(chǎn)量。在施用氮、磷的基礎上增施鉀肥可以提高根系活力，而硫酸鉀鎂延緩根系衰老的效果更加明顯。
1.2 硫酸鉀鎂對水稻產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的影響
硫酸鉀鎂對水稻增產(chǎn)有明顯的效果。鮑賽紅[21]的試驗表明，水稻施用硫酸鉀鎂比當?shù)爻Ｒ?guī)施肥增產(chǎn)10.7%，與各處理差異達極顯著水平。在水稻試驗田施用不同用量的硫酸鉀鎂，隨著施用量的增加，水稻產(chǎn)量呈先增加后下降的趨勢[23，29，30]，說明硫酸鉀鎂的施用要結合實際選擇最佳用量。根據(jù)文獻報道，施肥量以652.00～1 023.00 kg/hm2比較適宜[21-29]。
1.3 施用硫酸鉀鎂對稻米品質(zhì)的影響
鎂是植物生長的必需元素，與光合作用、碳水化合物合成及運轉、蛋白質(zhì)合成、酶活性有密切的關系[30，31]。施用硫酸鉀鎂可以提高糙米率、精米率、粗蛋白質(zhì)、粗淀粉、VC、總必需氨基酸、賴氨酸、蘇氨酸等的含量，降低堊白率和堊白度[23，29，31，32]。另有研究表明，硫酸鉀處理的稻米品質(zhì)比硫酸鉀鎂好，如整精米率、糙米率更高[33]，可能與試驗田養(yǎng)分狀況有關，在不缺鎂的田塊施用硫酸鉀鎂效果并不明顯。
稻谷的碾米品質(zhì)（出糙率和精米率）隨硫酸鉀鎂施用量的增加而改善，但變幅不大，而不施硫酸鉀鎂的稻米堊白率和堊白度均高于施用硫酸鉀鎂的處理[23]。有研究表明，在低鉀條件下施用適量的鎂可以促進鉀的吸收，高鎂量在一定程度上抑制鉀的吸收，大量施鉀會誘導作物發(fā)生缺鎂癥狀[30]。所以在大田生產(chǎn)上提倡合理施用鉀肥的同時，要重視鎂元素的補充，以避免發(fā)生鎂的缺乏，同時有利于改善稻米品質(zhì)。
2 硫酸鉀鎂在蔬菜上的應用效果
2.1 硫酸鉀鎂對蔬菜生長性狀的影響
施用硫酸鉀鎂可使蔬菜株高有不同程度的增加，例如萵筍株高比常規(guī)施肥處理平均增加0.50～3.10 cm[34]，芹菜株高增加1.35 cm[35]；可使黃瓜、番茄、青椒、結球生菜等單果重增加，提高單株結果數(shù)[36-41]；增加萵苣、芹菜等莖葉類蔬菜的胸徑、葉長和葉寬[34，35]；使蘿卜和胡蘿卜的根狀莖長度增加，胸徑增粗，地上部生物量增加[40，42]；施用硫酸鉀鎂后的蔬菜葉色濃綠、葉片肥厚、莖稈粗壯，長勢良好；尤其使大蔥色白葉長，干尖程度輕[43]。硫酸鉀鎂可使蔬菜增加葉綠素含量、增強光合作用、增強營養(yǎng)物質(zhì)的轉化和積累[37]。相對于不施肥或其他鉀肥處理，施用硫酸鉀鎂對蔬菜的生長具有明顯的促進作用。
2.2 硫酸鉀鎂對蔬菜產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的影響
盡管不同作物和土地類型表現(xiàn)出一定的差異性，但多數(shù)研究證明，施用硫酸鉀鎂可增加蔬菜產(chǎn)量，可使萵苣增產(chǎn)9.57%[34]，大蔥增產(chǎn)17.00%[43]，芹菜增產(chǎn)7.88%[35]，番茄增產(chǎn)0.50%～18.00%[36-38，41]，黃瓜增產(chǎn)14.65%[36]，青椒增產(chǎn)16.27%～24.90%[36，44]，生菜增產(chǎn)17.05%[45]，蘿卜增產(chǎn)11.00%[42]，增產(chǎn)幅度均較大。從獲得的經(jīng)濟效益來看，雖然施用硫酸鉀鎂的成本增加，但是總體上獲得了更高的產(chǎn)投比，其中最高的產(chǎn)投比可達1.8[44]。陳俊[38]的研究表明，番茄施用硫酸鉀鎂相對于硫酸鉀處理增加收入高達4 710.00元/hm2，具有良好的經(jīng)濟效益（表3）。
2.3 硫酸鉀鎂對蔬菜品質(zhì)的影響
施用硫酸鉀鎂可以在一定程度上改善蔬菜的品質(zhì)。施用硫酸鉀鎂后蔬菜可食用部分VC含量明顯增加，增幅為16.3%～29.3%[36，37，41，44]，尤其以青椒的VC含量增幅最明顯，可溶性蛋白增加34.9%～87.4%[36]。施用硫酸鉀鎂的大蔥辣味大，口感好，較抗紫斑病和霜霉病，且耐干旱[43]。施用硫酸鉀鎂能提高番茄果的糖酸比，且對其硝酸鹽有一定的抑制作用[37，41]，在合理施肥的基礎上均可有效降低蔬菜中的硝酸鹽含量[37，38，46]。需要注意的是，3 硫酸鉀鎂在果樹上的應用效果
3.1 硫酸鉀鎂對果樹生長性狀的影響
硫酸鉀鎂可明顯促進果樹生長。施用硫酸鉀鎂后柑橘秋梢生長比對照旺盛，枝條也較粗壯[47]；施用硫酸鉀鎂還可促進香蕉生長，使其莖稈更加粗壯，葉片增厚，葉色更濃綠，生長勢更強，可使香蕉徑圍增加9.8%，從而使香蕉抗寒力增強[48]；柑橘、蘋果、葡萄、香蕉等施用硫酸鉀鎂均可促進果實膨大，減少小果數(shù)而增加大果數(shù)，增加單穗果數(shù)、單穗重及單果重，單穗果數(shù)增幅達5.0%～10.5%、單穗重增加13.6%～47.3%、單果重增加8.1%～19.9%。此外，可促進果實大小均勻，果皮色澤更好，著色率提高，成熟度一致，商品率提高[47-53]。
3.2 硫酸鉀鎂對果樹產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的影響
相對于不施肥或其他肥料處理，硫酸鉀鎂處理對水果均有增產(chǎn)趨勢，其增產(chǎn)效果明顯。施用硫酸鉀鎂可增加葡萄的單穗果數(shù)、單穗重及單果重，增產(chǎn)效果較明顯，增幅達16.0%[51]，蘋果增產(chǎn)率高達35.1%[50]，香蕉增產(chǎn)率為11.6%～51.5%[48，49]。硫酸鉀鎂的增產(chǎn)效果有明顯的累積作用，連續(xù)施用2年的投肥效益以施硫酸鉀鎂肥最高， 比未施硫酸鉀鎂的增加純收益43.05%。柑橘施用硫酸鉀鎂第一年增產(chǎn)率為24.3%，連續(xù)施用增產(chǎn)率則達到51.9%，遠高于其他施肥處理[47]；蜜柚積累效果也較明顯[49]。施用硫酸鉀鎂可帶來更高的經(jīng)濟回報，如香蕉增加經(jīng)濟收入9 441.00元/hm2以上，增幅最高可達47.9%，產(chǎn)投比為2.2[48，54]。
3.3 硫酸鉀鎂對果樹品質(zhì)的影響
大部分果樹施用硫酸鉀鎂后果實品質(zhì)得到改善，主要表現(xiàn)在總糖量、可滴定酸、糖酸比、VC、可溶性固形物含量增加。不同的果樹施用硫酸鉀鎂后營養(yǎng)品質(zhì)變化有細微的不同，但是改善品質(zhì)的總趨勢不變。柑橘施用硫酸鉀鎂后總糖量、VC、可溶性固形物含量增加，糖酸比反而降低。臍橙施用硫酸鉀鎂后香氣較對照組也有明顯增強[53]。施用硫酸鉀鎂可明顯提高葡萄的內(nèi)在品質(zhì)，改善其風味和商品價值，提高葡萄果實中的可溶性固形物含量，降低硝酸鹽含量，但對VC含量的影響不明顯[51]。施用硫酸鉀鎂可以提高蘋果VC、總糖、可滴定酸、可溶性固形物含量和糖酸比，從而提高蘋果的營養(yǎng)品質(zhì)，改善其風味[50]，連續(xù)幾年施用硫酸鉀鎂效果比單施一年效果更好。施用硫酸鉀鎂可使香蕉可溶性固形物含量增加21.3%，VC含量增加30.4%，總糖量增加15.4%[54]。但硫酸鉀鎂對某些果樹葉片的礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量有影響，在一定范圍內(nèi)，增施硫酸鉀鎂會降低蘋果葉片中的鈣含量[50]，導致苦痘病，降低果實品質(zhì)[16]。
4 問題與展望
水稻、蔬菜、果樹等作物施用硫酸鉀鎂后在促進作物生長、提高營養(yǎng)品質(zhì)、增加產(chǎn)量方面表現(xiàn)出較好的效果。研究表明，硫酸鉀鎂還對西瓜、百合、茶葉、甘蔗、油菜、棉花、烤煙的生長具有促進作用，使其產(chǎn)量增加、品質(zhì)改善和經(jīng)濟效益提高[17，46，56-58]，相對于其他肥料，硫酸鉀鎂具有更高的經(jīng)濟效益，值得推廣，尤其是缺鉀少鎂需硫的地區(qū)。但并不是所有的作物或土壤施用硫酸鉀鎂都可以獲得好的經(jīng)濟效益，也有研究表明，在玉米和大豆試驗中施用硫酸鉀鎂的處理與其他硫肥處理的產(chǎn)量并沒有顯著差異，增加的產(chǎn)量可能還不夠支付投入肥料的成本，因此在施肥時應將土壤養(yǎng)分狀況、產(chǎn)品與肥料價格以及農(nóng)用工具價格進行綜合考慮，也需要廣大基層農(nóng)技部門與農(nóng)戶合作進行更多的基礎性試驗，掌握土壤養(yǎng)分情況，以便于有針對性地合理施肥。
另外，硫酸鉀鎂在國外應用早已普遍，在中國卻少有應用。其中一個原因是中國鉀資源缺乏，大部分硫酸鉀鎂供應都要依靠國外進口，因而農(nóng)民自然不會優(yōu)先選擇價格偏貴的硫酸鉀鎂；二是中國現(xiàn)有的生產(chǎn)硫酸鉀鎂的公司不多，生產(chǎn)水平不及國外先進，產(chǎn)量不高，產(chǎn)品質(zhì)量不優(yōu)，一些中小肥料企業(yè)以摻混方法生產(chǎn)硫酸鉀鎂，有效成分低，質(zhì)量難以保證，降低了硫酸鉀鎂的施用效果；三是長期以來部分農(nóng)民的科學知識沒有得到提高，對中量元素增產(chǎn)的重要作用認識不足，也很少有相關的技術培訓與推廣，從而導致中國應用硫酸鉀鎂相對較少；四是生產(chǎn)企業(yè)多位于交通不便的西部，產(chǎn)品難以及時外運，運輸成本的增加使價格成為制約硫酸鉀鎂發(fā)展的一個重要因素。目前國內(nèi)對硫酸鉀鎂在肥效、品質(zhì)、品牌、知名度等方面的認知度還比較低，隨著國內(nèi)硫酸鉀鎂產(chǎn)能的增長及生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量的增加，如何使其形成一條連通硫酸鉀鎂上游和下游的農(nóng)資循環(huán)經(jīng)濟鏈條，還需要相關行業(yè)做大量工作，并爭取國家政策的支持。
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