1、水稻及黄瓜镁水稻及黄瓜镁营养研究进展与计划营养研究进展与计划20192019年年8 8月月6 6日日汇报汇报内容内容一、水稻及黄瓜对缺镁胁迫一、水稻及黄瓜对缺镁胁迫的生理响应的生理响应二二、水稻及黄瓜镁调研、水稻及黄瓜镁调研三、田间三、田间镁肥镁肥效应效应四、主要进展及存在问题四、主要进展及存在问题五、下一步工作计划五、下一步工作计划不同镁供应浓度对不同镁供应浓度对水稻及黄瓜生长水稻及黄瓜生长的影响的影响研究进展一：水稻及黄瓜对缺镁胁迫的响应水稻缺镁的临界浓度为0.02mM，黄瓜缺镁的临界浓度为0.2mM；黄瓜缺镁症状主要表现在中部叶片。不同镁供应浓度对水稻及黄瓜生物量的影响不同镁供应浓度对水
2、稻及黄瓜生物量的影响研究进展一：水稻及黄瓜对缺镁胁迫的响应水稻生物量受镁供应量影响较大，而黄瓜受镁供应量影响较小。水稻临界镁含量：1.423mg/g水稻及黄瓜不同叶位镁含量水稻及黄瓜不同叶位镁含量研究进展一：水稻及黄瓜对缺镁胁迫的响应与黄瓜相比，水稻对镁具有更强的吸收和利用能力；镁供应充足条件下，水稻上部叶片镁含量显著低于中部及下部叶片；镁缺乏条件下，黄瓜中部叶片镁含量显著低于上部及下部叶片。水稻黄瓜不同镁供应浓度对水稻及黄瓜叶绿素含量的影响不同镁供应浓度对水稻及黄瓜叶绿素含量的影响研究进展一：水稻及黄瓜对缺镁胁迫的响应叶绿素含量受影响的临界镁含量：水稻0.98mg/g，黄瓜2.88mg/g镁
3、缺乏条件下，水稻叶片叶绿素a/b比值增加；黄瓜叶片叶绿素a/b比值不受叶片镁浓度影响。缺镁胁迫对水稻及黄瓜生长的影响缺镁胁迫对水稻及黄瓜生长的影响研究进展一：水稻及黄瓜对缺镁胁迫的响应重度缺镁轻度缺镁适度供镁缺镁胁迫对水稻及黄瓜光合特性的影响缺镁胁迫对水稻及黄瓜光合特性的影响研究进展一：水稻及黄瓜对缺镁胁迫的响应缺镁胁迫下，水稻和黄瓜光合作用受到抑制，净光合速率、气孔导度、叶肉导度、叶绿体内CO2均显著降低。COCO2 2响应曲线及光响应曲线响应曲线及光响应曲线研究进展一：水稻及黄瓜对缺镁胁迫的响应水稻黄瓜水稻和黄瓜CO2饱和点无差异；缺镁胁迫下，水稻的光补偿点及量子效率均高于黄瓜。缺镁胁迫下
4、光合限制因子缺镁胁迫下光合限制因子研究进展一：水稻及黄瓜对缺镁胁迫的响应光合限制值（%）0.1mM0.01mM水稻14.4 c61.4 a黄瓜25.9 b65.9 a0.1mM0.01mM0.1mM0.01mM水稻黄瓜水稻黄瓜研究进展一：水稻及黄瓜对缺镁胁迫的响应Morph-physiologyGas exchangeChlorophyll fluorescenceBiochemical traits水稻及黄瓜对轻度缺镁胁迫的响应水稻及黄瓜对轻度缺镁胁迫的响应RiceCucumber轻度缺镁胁迫下，黄瓜比水稻更加敏感，黄瓜的叶绿素和类胡萝卜素含量显著降低；黄瓜的气体交换参数变化更显著，但水稻的
5、叶绿素荧光参数变化更显著。研究进展一：水稻及黄瓜对缺镁胁迫的响应Morph-physiologyGas exchangeChlorophyll fluorescenceBiochemical traits水稻及黄瓜对重度缺镁胁迫的响应水稻及黄瓜对重度缺镁胁迫的响应RiceCucumber重度缺镁胁迫下，水稻和黄瓜整体变化趋势一致，但黄瓜相比水稻更敏感；水稻叶绿素、类胡萝卜素含量降低较少，Fv/Fm未受影响，NPQ显著增高。江苏水稻及黄瓜镁调研基本信息江苏水稻及黄瓜镁调研基本信息研究进展二：水稻及黄瓜镁调研水稻调研：江苏省15个市(县),n=53调研时间：2018年10月-11月黄瓜调研：江苏省
6、22个市(县),n=116研究进展二：水稻及黄瓜镁调研施肥施肥状况状况土壤养分状况土壤养分状况研究进展二：水稻及黄瓜镁调研水稻田间镁肥效应水稻田间镁肥效应研究进展三：田间镁肥效应水稻试验地点:江苏省如皋市袁桥镇(3222N, 12029E)如皋农业科学研究所。土壤基础理化指标土壤基础理化指标pH交换性镁交换性镁mgkg-1速效磷速效磷mgkg-1速效钾速效钾mgkg-1全氮全氮gkg-1有机质有机质gkg-17.2744925.370.11.5220.2试验方案试验方案注：习惯施肥氮肥运筹为4:4:2，优化施肥氮肥运筹为4:2:2:2。处理处理肥料肥料(kg/ha)MgONP2O5K2O习惯施
7、肥习惯施肥03007590优化施肥优化施肥-Mg002407590优化施肥优化施肥-Mg1102407590优化施肥优化施肥-Mg2252407590优化施肥优化施肥-Mg3402407590水稻田间镁肥效应水稻田间镁肥效应产量产量研究进展三：田间镁肥效应水稻施镁量施镁量实际产量实际产量镁累积量镁累积量镁肥吸收利用率镁肥吸收利用率(kg/ha)(kg/ha)(kg/ha)(%)习惯施肥习惯施肥010116 a30 aOPT-Mg0010250 a27.6 aOPT-Mg1 1510466 a29.1 a14.4 aOPT-Mg22510223 a29.8 a8.8 aOPT-Mg3401028
8、3 a29.8 a5.5 a习惯施肥习惯施肥OPT-Mg0OPT-Mg0OPT-Mg1OPT-Mg1OPT-Mg2OPT-Mg2OPT-Mg3OPT-Mg3水稻田间镁肥效应水稻田间镁肥效应土壤养分土壤养分研究进展三：田间镁肥效应水稻铵态氮铵态氮mg/kg硝态氮硝态氮mg/kg速效磷速效磷mg/kg速效钾速效钾mg/kg交换镁交换镁mg/kg交换钙交换钙mg/kgpH习惯施肥1.06 a9.3 a19.6 a71.2 a363 a1948 a7.03 a优化施肥Mg01.01 a9.8 a14.5 a74.8 a383 a1825 a7.05 a优化施肥Mg11.04 a9.5 a17.0 a7
9、3.2 a382 a2100 a7.15 a优化施肥Mg21.03 a9.2 a15.8 a71.0 a400 a1864 a7.31 a优化施肥Mg31.02 a10.0 a18.7 a79.0 a403 a1821 a7.1 a水稻收获期土壤理化指标水稻收获期土壤理化指标水稻田间镁肥效应水稻田间镁肥效应植株养分含量植株养分含量研究进展三：田间镁肥效应水稻水稻田间镁肥效应水稻田间镁肥效应植株养分累积量植株养分累积量研究进展三：田间镁肥效应水稻镁营养需求规律镁营养需求规律研究进展三：田间镁肥效应水稻试验地点:江苏省如皋市袁桥镇(3222N, 12029E)如皋农业科学研究所。小麦小麦田间镁肥效
10、应田间镁肥效应试验方案试验方案处理处理肥料肥料(kg/ha)MgNP2O5K2O习惯施肥习惯施肥02409090优化施肥优化施肥-Mg002009090优化施肥优化施肥-Mg1102009090优化施肥优化施肥-Mg2252009090优化施肥优化施肥-Mg3402009090注：优化施肥-Mg1，Mg2，Mg3处理开花期分别喷施1%，2.5%，4%浓度硫酸镁叶面肥。习惯施肥氮肥运筹为7:3，优化施肥氮肥运筹为4:3:3。研究进展三：田间镁肥效应小麦施镁对小麦生长的影响施镁对小麦生长的影响习惯施肥习惯施肥OPT-Mg0OPT-Mg1OPT-Mg2OPT-Mg303000600090001200
11、01500018000返青期拔节期开花期成熟期地上部生物量地上部生物量(kghm-2)小麦生育期小麦生育期习惯施肥OPT-Mg0OPT-Mg1OPT-Mg2OPT-Mg3研究进展三：田间镁肥效应小麦小麦产量小麦产量穗数穗数穗粒数穗粒数千粒重千粒重实际产量实际产量（104/ha）(g)(kg/ha)习惯施肥习惯施肥3651443.82.448.91.57057521OPT-Mg03431043.41.951.91.96990155OPT-Mg13561445.81.750.32.57036170OPT-Mg23602144.23.951.41.47184545OPT-Mg3OPT-Mg33561
12、246.21.951.21.97548380小麦产量及产量构成因子小麦产量及产量构成因子OPT-Mg3处理产量最高，相比习惯施肥处理增产7%，相比OPT-Mg0处理增产8%。施用镁肥在优化施肥的基础上通过提高穗数和穗粒数提高产量。研究进展三：田间镁肥效应小麦黄瓜田间镁肥效应黄瓜田间镁肥效应试验方案试验方案时间：2018年8月中旬地点：江苏省常州市溧阳市南渡镇旧县村处理处理施肥量（施肥量（kg/ha)kg/ha)N NP P2 2O O5 5K K2 2O OMgOMgO农民习惯6001502100优化3501502100优化+Mg135015021060优化+Mg2350150210120优化
13、+Mg3350150210180研究进展三：田间镁肥效应黄瓜黄瓜田间镁肥效应黄瓜田间镁肥效应植株植株养分养分研究进展三：田间镁肥效应黄瓜处理施Mg量（kg/ha）产量(t/ha)镁肥吸收利用率（%）农民习惯 0 24.41.1c-优化029.11.5b-优化+Mg16032.82.0a 3.82.1a 优化+Mg212023.30.9c 1.641.8b 优化+Mg3 18024.72.4c 0.461.1b 高投入的镁抑制了其他养分（如钾）的吸收，从而导致产量下降。黄瓜田间镁肥效应黄瓜田间镁肥效应试验试验方案方案调整调整研究进展三：田间镁肥效应黄瓜土壤基础理化指标土壤基础理化指标pH速效磷速
14、效磷mgkg-1速效钾速效钾mgkg-1交换性镁交换性镁mgkg-1交换性钙交换性钙mgkg-1有机质有机质gkg-15.6439.42199328241722.3试验方案试验方案处理处理肥料（肥料（kg/hakg/ha）N NP P2 2O O5 5K K2 2O OMgOMgO（土施）（土施）MgSOMgSO4 4.7H.7H2 2O O（喷施）（喷施）不施氮不施氮6006001501502102100 00 0农民习惯农民习惯3503501501502102100 00 0优化优化3503501501502102100 00 0优化优化+ +Mg1Mg135035015015021021
15、030300 0优化优化+ +Mg2Mg235035015015021021060600 0优化优化+ +Mg3Mg335035015015021021090900 0优化优化+ +叶面肥叶面肥1 13503501501502102100 02%2%优化优化+ +叶面肥叶面肥2 23503501501502102100 04%4%优化优化+ +叶面肥叶面肥3 33503501501502102100 06%6%优化优化+ +Mg1+Mg1+叶面肥叶面肥35035015015021021030304%4%优化优化+ +Mg1+Mg1+叶面肥叶面肥35035015015021021060604%4
16、%优化优化+ +Mg1+Mg1+叶面肥叶面肥35035015015021021090904%4%注：叶面肥初果期开始喷施，每个小区每次喷施1L，喷施3次。黄瓜果实生长黄瓜果实生长动态变化动态变化PS：横坐标为黄瓜生长天数，纵坐标为黄瓜长度（cm）。研究进展三：田间镁肥效应黄瓜黄瓜果实生长黄瓜果实生长动态变化动态变化研究进展三：田间镁肥效应黄瓜土壤养分含量土壤养分含量研究进展三：田间镁肥效应黄瓜黄瓜成熟期黄瓜成熟期耕层耕层土壤理化指标土壤理化指标黄瓜产量黄瓜产量、生物量及品质生物量及品质研究进展三：田间镁肥效应黄瓜黄瓜植株黄瓜植株养分含量养分含量研究进展三：田间镁肥效应黄瓜黄瓜植株黄瓜植株养分累
17、积量养分累积量研究进展三：田间镁肥效应黄瓜镁研究工作进展镁研究工作进展一、镁营养生理研究一、镁营养生理研究1 1. .比较了水稻及黄瓜对缺镁胁迫响应的差异比较了水稻及黄瓜对缺镁胁迫响应的差异2.2.发现了水稻及黄瓜缺镁胁迫临界值发现了水稻及黄瓜缺镁胁迫临界值3.3.初步揭示了水稻及黄瓜对缺镁胁迫响应的光合生理机制初步揭示了水稻及黄瓜对缺镁胁迫响应的光合生理机制二、镁调研工作二、镁调研工作1.1.已完成江苏省水稻及黄瓜调研工作已完成江苏省水稻及黄瓜调研工作2.2.完成调研土壤及植株样品采集及测定完成调研土壤及植株样品采集及测定3.3.已提交报告及土样已提交报告及土样三、田间镁肥效应三、田间镁肥效
18、应1.1.已开展一季水稻、一季小麦、两季黄瓜田间实验已开展一季水稻、一季小麦、两季黄瓜田间实验2.2.已已完成土壤及植株样品基本指标测定完成土壤及植株样品基本指标测定镁研究工作进展镁研究工作进展农资导报农资导报1 1篇；篇；提交提交3 3篇英文篇英文年度进展报告年度进展报告3rd International Symposium on 3rd International Symposium on MagnesiumMagnesium2018.11.25-28 2018.11.25-28 广州广州青土会镁专场青土会镁专场2019.5.24-272019.5.24-27安徽安徽 蚌埠蚌埠英国利兹大学
19、英国利兹大学Les G. Les G. FirbankFirbank教授田间参观教授田间参观2019.4.182019.4.18江苏江苏 如皋如皋( (水稻水稻) )1. Kailiu Xie, Ismail Cakmak, Shiyu Wang, Fusuo Zhang, Shiwei Guo*. Synergistic and antagonistic interactions between potassium and magnesium in higher plants. (Archives of Agronomy and Soil Science, minor revision)2.
20、 Kailiu Xie, Xusheng Meng, Min Wang, Shiwei Guo*. Different physiological responses of monocots and dicots plants to magnesium. (in preparation)论文论文情况情况存在问题及解决方案存在问题及解决方案存在问题：存在问题：1 1. .江苏省黄瓜种植区域比较少，黄瓜调研结果缺乏代表性；江苏省黄瓜种植区域比较少，黄瓜调研结果缺乏代表性； 2.2.江苏土壤江苏土壤不缺镁不缺镁，施，施镁增产效果不镁增产效果不明显，效果不稳定。明显，效果不稳定。解决方案：解决方案：1
21、.1.重点关注江苏省重点关注江苏省代表性的作物，以水稻和小麦代表性的作物，以水稻和小麦为主；为主；2.2.采用叶片喷施镁肥的方式，研究镁肥对水稻及黄瓜产量及品质的影响。采用叶片喷施镁肥的方式，研究镁肥对水稻及黄瓜产量及品质的影响。下一步工作下一步工作计划计划一、水稻及黄瓜对缺镁胁迫的响应一、水稻及黄瓜对缺镁胁迫的响应 1 1. .比较老叶与新叶镁比较老叶与新叶镁的再利用能力及转运效率；的再利用能力及转运效率； 2 2. .从组织从组织及细胞水平揭示不同形态镁的分配能力；及细胞水平揭示不同形态镁的分配能力； 3. 3.进一步揭示水稻及黄瓜对进一步揭示水稻及黄瓜对缺镁胁迫的光合响应缺镁胁迫的光合响应机制；机制； 4. 4.揭示植物中镁与其他元素（氮）的相互关系。揭示植物中镁与其他元素（氮）的相互关系。二、二、水稻及水稻及黄瓜田间黄瓜田间镁肥效应镁肥效应 1.1.关注镁对作物品质的影响（正在开展）；关注镁对作物品质的影响（正在开展）； 2.2.研究镁对水稻及黄瓜影响的内在机制。研究镁对水稻及黄瓜影响的内在机制。谢谢！谢谢！敬请批评敬请批评指正！指正！
