论文部分内容阅读
摘要[目的]明确镁肥对红壤饲用大豆产量和品质的影响。[方法]采用盆栽试验，研究原位红壤土不同的镁肥（碳酸镁）添加量对饲用大豆的叶绿素、株高、生物量、ADF和NDF含量、粗蛋白、可溶性糖及K、 Mg、Ca含量的影响。[结果]适量镁肥（100 mg/kg）可显著提高大豆植株的生物量、粗蛋白以及镁元素的含量，但对中性和酸性洗涤纤维均无显著影响；低量镁肥（20 mg/kg）的施用对生物量、粗蛋白以及镁元素的作用效率降低，过量镁肥（200 mg/kg）反而会抑制大豆叶片中钙元素的含量。[结论]在红壤上施用适量的镁肥可提高饲用大豆的产量和品质，为农田合理施肥和管理提供科学依据。
关键词 镁肥；饲用大豆；红壤；产量；品质
中图分类号 S54 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）02-0013-04
Abstract[Objective] To investigate the effects of different application amounts of Mg fertilizer on the yield and quality of forage soybean in red soil.[Method] Pot test was carried out to research the effects of different application amounts of Mg fertilizer on the chlorophyll，plant height，biomass，acid detergent fiber （ADF） and neutral detergent fiber （NDF） contents，crude protein，soluble sugar，K， Mg and Ca in forage soybean.[Result] Appropriate amount of Mg fertilizer （100 mg/kg） significantly enhanced the biomass crude protein content and Mg content of forage soybean，but had no significant impacts on ADF and NDF cotnents.Low Mg fertilizer （20 mg/kg） had relatively low effects on biomass，crude protein and Mg.Excessive Mg fertilizer （200 mg/kg） restricted the Ca content in forage soybean.[Conclusion] Application of appropriate amount of Mg fertilizer enhances the yield and quality of forage soybean，which provides scientific basis for the rational application and management of fertilizer in farmland.
Key words Mg fertilizer； Forage soybean； Red soil； Yield； Quality
镁是植物生长发育所必需的元素之一，在植物光合作用中起重要作用。镁元素是叶绿体的主要元素之一，而且还是碳固定过程中一些酶的活化剂[1-2]。因此，镁元素的缺乏会严重影响植物的光合作用， 导致叶片失绿，降低作物产量和质量[3-5]。例如，缺镁会导致菜豆叶片缩小且叶片厚度降低，镁元素缺乏对老叶光合能力的影响大于新叶[6-7]。因而，镁肥的使用可以缓解镁缺乏，降低其对植物产量和品质的影响。例如，Neuhaus 等[8]的研究表明，大豆叶面喷施硫酸镁可以缓解镁的缺乏，提高大豆的产量和品质。镁肥的施用还可以减缓植物病害，提高植物对逆境的适应[9-10]。另外，镁在植物光合产物从叶片向根部运输过程中也起着重要作用，因此缺镁会抑制光合产物从叶片到根部的运输，进而影响根系生长 [11-12]，降低其养分吸收。
南方红壤是我国主要土壤类型之一，由于土壤酸化引起大量镁离子从土壤胶粒上释放，而镁元素具有高的亲水半径，易受雨水淋溶作用[13]。因此，在高降雨量作用下，大量镁元素被淋溶，土壤中的含镁矿物已分解殆尽，导致土壤中有效镁含量较低[14-15]。综上所述，南方红壤供镁能力弱，许多地区的作物出现缺镁症状，致使红壤地区农作物产量和品质降低。此外，南方牧区缺少营养价值高的豆科牧草，而且由于南方主要是农区，土地利用方式主要是通过轮作或者复种种植牧草，因此不适合种植多年生豆科牧草。所以南方地区需要种植一年生饲用豆科牧草。其中，自贡冬豆含有较高的生物量和蛋白质含量，在南方具有一定的开发潜力。目前已有研究表明，缺镁会严重影响玉米、大豆和小麦等农作物产量和品质[16-18]，但对饲用大豆的产量和品质的影响尚不清楚。鉴于此，笔者以饲用大豆为试验材料，从湖南采集原位土（红壤），在温室进行盆栽试验，研究不同的镁肥添加量对豆科牧草产量和品质的影响，旨在选出对牧草产量和品质均有良好效果的镁肥施用量，为豆科牧草的优质高产生产提供理论依据和技术参考。
1 材料与方法
1.1 材料 试验于2015年6月15日在南京农业大学温室中进行。供试土壤为湖南永州市孟公山试验区的硅质红壤，土壤基本理化性状为pH 4.56，有机质12.10 g/kg，全氮1.10 g/kg，全磷0.70 g/kg，全鉀8.30 g/kg，全钙0.32 g/kg，全镁3.12 g/kg；有效钾42.30 mg/kg，有效镁7.60 mg/kg。土壤过筛去杂后混合3遍，然后装盆（24 cm× 28 cm），每盆装土4 kg。供试饲用大豆品种为中国农业科学院大豆产业体系提供的自贡冬豆，采用穴播，每盆播种10粒。待幼苗长到10 cm，根据总体状况进行建苗，每盆保留3株生长差异较小的苗。 1.2 方法 采用随机处理的试验设计。以碱式MgCO3为试验用肥，设5个处理（MgCO3使用量分别为0、20、50、100和200 mg/kg），每个处理5次重复。同时，对各个处理统一施用相同量的（NH4）3PO4（1.260 g/盆）和尿素（含氮量46.4%，0.097 g/盆）。试验期间，每隔3 d随机交换盆的位置，以降低环境异质性对试验的影响。各处理田间其他管理一致。
1.3 指标测定 播种后21 d开始，用卷尺测量各处理中所有植株高度。具体测定方法如下：从茎节基部到植株顶端的长度，以厘米为单位，每株每次测3次，取平均值。牧草产量和品质最佳收获期（开花后）时进行破坏性取样。收集地下生物量和地上生物量。地下生物量是3株地下总生物量，因为3株根系生长在一起，不易分离，求其平均值。将根系取出后清洗干净，吸干表面水分。地上部分和地下部分65 ℃烘干72 h至恒重，在干燥器里冷却至室温后称重。地上部分将叶片和茎分离。然后将烘干样粉碎并过60目筛。保存在4 ℃冰箱待化学分析。
叶绿素含量：将每个处理采集的植物鲜叶片分成2份。一份测定含水量，具体操作如下：称量鲜重，105 ℃杀青0.5 h后，65 ℃烘干至恒重，再次称重，根据含水量公式计算其含水量。同时取另一份剩余样0.05 g，剪成若干段放入25 mL提取液（1∶1的无水乙醇和丙酮）中，在室温黑暗条件下提取48 h，测定提取液在波长649和665 nm处的吸光值，叶绿素含量按公式计算。
可溶性糖含量：根据Yemm等[19]的方法，称取干样品0.01 g，采用80%酒精在100 ℃水浴锅提取3次。合并3次提取液，进行定容。采用蒽酮法测定可溶性糖含量。
蛋白质含量：采用凯氏定氮法测定蛋白质含量。样品在加催化剂消煮后，采用酸标准溶液滴定法测定总蛋白质含量。
元素测定：0.01 g植物干样品在优级纯的硝酸中消煮后，用超纯水定容至100 mL，采用ICP测定镁元素含量。
中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量：中性和酸性洗涤纤维采用福斯纤维仪进行测定。
1.4 数据处理 对数据采用巴特利特球形检验，来验证其是否符合方差分析条件。若数据满足方差分析条件，则采用单因素方差分析和多重比较来研究不同施肥量对生物量、蛋白含量和纤维素含量等影响。若数据不满足方差分析的条件，则采用非参数检验进行方差分析。所有统计分析均采用R 3.3.0 （R Development Core Team，2013）。
2 结果与分析
2.1 不同镁肥浓度对豆科牧草叶绿素和产量的影响
2.1.1 株高。由图1可知，大豆株高呈稳定增长趋势。在生长初期，
镁肥对植物生长无显著影响；在生长后期，不同的镁肥浓度对饲用大豆的生长有显著影响。这可能是由于后期大豆生长对镁需求量增加，导致低镁土壤中的大豆由于受镁元素的限制，生长受到抑制。但不同的镁肥处理间无显著差异。
2.1.2 叶绿素。大豆叶片叶绿素含量可反映其光合作用的强弱。由图2可知，低量镁肥（20 mg/kg）显著提高大豆叶片叶绿素总量，其增加主要是由于叶绿素a 的增加，而叶绿素b无显著影响。随着镁肥施加量的增加，总叶绿素含量增加明显，但叶绿素a和b虽有增加的趋势，却在各处理间无显著差异。
2.1.3 生物量。由图3可知，添加低量镁肥对地上生物量无显著影响，但能显著提高地下生物量。地上和地下生物量在50 mg/kg镁肥浓度处理中较对照显著增加，100和200 mg/kg镁肥浓度对地上生物量无进一步提高的作用，但是导致地下生物量比低量和适量处理显著降低。
2.2 不同镁浓度对豆科牧草品质的影响
2.2.1 ADF和NDF含量。由图4可知，大豆刈割后，不同镁肥浓度处理对大豆的ADF和NDF含量均无显著影响。
2.2.2 不同镁浓度对豆科牧草粗蛋白和可溶性糖的影响。
由图5可知，添加低量镁肥对大豆可溶性总糖和粗蛋白含量无显著影响。但是随着镁肥施加量的增加，可溶性总糖和粗蛋白含量显著增加，但添加高量镁肥对两者均无进一步提高作用。
2.2.3 不同镁浓度对豆科牧草钾、镁和钙浓度的影响。
由图6可知，添加镁肥对K元素无显著影响，只有当镁肥使用量为50 mg/kg时可显著提高K元素含量。随着镁肥施加量的增加，Mg元素含量显著增加。添加低量镁肥对Ca元素无显著影响，但是添加过量镁肥会降低Ca含量。
3 结论与讨论
3.1 不同镁肥添加量对豆科牧草产量的影响
添加镁肥在大豆生长初期对大豆株高无显著影响，但中后期适量的镁肥添加量能显著提高大豆株高。这一现象的产生可能是由于在早期生长过程中，土壤镁肥能满足大豆生长需求，但中后期（旺盛生长期）由于可利用镁的降低和植物需求量的增加，导致植物生长受镁元素的限制。镁肥的施用显著提高叶绿素的含量，说明适量添加镁肥能提高植物的光合作用。由此可见，适量的镁肥添加有利于牧草生长和光合作用。该结论与镁肥添加能明显提高饲用大豆产量及其他一些研究结果一致[17]。其原因可能是由于增加镁肥可缓解大豆旺盛生长期的镁限制，解决镁缺乏条件下光合物质的向地下运输受阻的问题，提高根的生长和养分吸收能力。在提高饲用大豆产量的同时，适量的镁肥添加量也显著提高地下生物量，表明适量添加镁肥有利于生物固碳。
3.2 不同镁肥添加量对豆科牧草品质的影响
镁是各种酶反应的辅助因子，参与植物的蛋白质和核酸的合成过程[1]。因此，镁肥可能会影响大豆的品质。有研究表明，施镁可以明显提升大豆叶片內的蛋白质含量[16，20]。该试验也发现施加饲用镁肥能显著提高大豆粗蛋白含量（增加约1.2倍）。其原因可能是施用镁肥提高光化合物质向地下运输，增加根系分泌物，进而提高大豆和根瘤菌之间的共生和根瘤菌固氮效率[21]。牧草中的NDF与ADF含量作为评定饲料纤维类物质的指标，同样影响着牧草的品质。但该研究发现镁肥的施用对NDF和ADF含量无显著影响，而添加适量镁肥可提高饲用大豆可溶性糖的含量。这可能是由于镁肥的施用提高了饲用大豆的光合能力。 缺镁会导致家畜出现“低镁症”，严重的会导致家畜死亡[22]。因此，牧草中镁元素的含量至关重要。研究结果表明，镁肥添加显著提高饲用大豆中镁元素的含量，添加适量镁肥提高钾元素的含量。但是添加过量镁肥会降低饲用大豆中钙元素的含量，这可能是由于生物量增加的“稀释作用”或者是土壤中镁元素和钙元素的竞争作用。因此，该试验结果表明，合理的镁肥施用量可提高豆科牧草的产量和品质。
参考文献
[1] FARHAT N，ELKHOUNI A，ZORRIG W，et al.Effects of magnesium deficiency on photosynthesis and carbohydrate partitioning[J].Acta physiologiae plantarum，2016，38（6）：1-10.
[2] VERBRUGGEN N，HERMANS C.Physiological and molecular responses to magnesium nutritional imbalance in plants[J].Plant and soil，2013，368（1/2）：87-99.
[3] DECHEN A R，CARMELLO Q A C，MONTEIRO F A，et al.Role of magnesium in food production： An overview[J].Crop & pasture science，2015，66（12）：1213-1218.
[4] CAKMAK I.Magnesium in crop production，food quality and human health[J].Plant and soil，2013，368（1）：1-4.
[5]SENBAYRAM M，GRANSEE A，WAHLE V，et al.Role of magnesium fertilisers in agriculture： Plantsoil continuum[J].Crop & pasture science，2015，66（12）：1219-1229.
[6] 凌丽俐，彭良志，王男麒，等.缺镁胁迫对纽荷尔脐橙叶绿素荧光特性的影响[J].生态学报，2013.33（1）：71-78.
[7] 汪洪，褚天铎，刘新保.缺镁与正常供镁的菜豆组织结构比较研究[J].中国农业科学，1999，32（4）：63-67.
[8] NEUHAUS C，GEILFUS CM，MHLING KH.Increasing root and leaf growth and yield in Mgdeficient faba beans （Vicia faba） by MgSO4 foliar fertilization[J].Journal of plant nutrition and soil science，2014，177（5）：741-747.
[9] HUBER D M，JONES J B.The role of magnesium in plant disease[J].Plant and soil，2013，368（1/2）：73-85.
[10] MENGUTAY M，CEYLAN Y，KUTMAN U B，et al.Adequate magnesium nutrition mitigates adverse effects of heat stress on maize and wheat[J].Plant and soil，2013，368（1/2）：57-72.
[11] CAKMAK I，ENGELER C H，MARSCHNER H.Partitioning of shoot and root dry matter and carbohydrates in bean plants suffering from phosphorus，potassium and magnesium deficiency[J].Journal of experimental botany，1994，45（9）：1245-1250.
[12] HERMANS C，BOURGIS F，FAUCHER M，et al.Magnesium deficiency in sugar beets alters sugar partitioning and phloem loading in young mature leaves[J].Planta，2005，220（4）：541-549.
[13] GUO W L，NAZIM H，LIANG Z S，et al.Magnesium deficiency in plants： An urgent realistic problem[J].The crop journal，2016，4（2）：83-91.
[14] 白由路，金继运，杨俐苹.我国土壤有效镁含量及分布状况与含镁肥料的应用前景研究[J].中国土壤与肥料，2004（2）：3-5.
[15] 徐明岗.镁肥南方红壤不可缺[J].农村实用技术，2005（7）：34.
[16] 吴英.镁在大豆营养中的作用[J].大豆科学，1998（2）：162-165.
[17] 黄鸿翔，陈福兴，徐明岗，等.红壤地区土壤镁素状况及镁肥施用技术的研究[J].中国土壤与肥料，2000（5）：19-23.
[18] CEYLAN Y，KUTMAN U B，MENGUTAY M，et al.Magnesium applications to growth medium and foliage affect the starch distribution，increase the grain size and improve the seed germination in wheat[J].Plant and soil，2016，406（1）：1-12.
[19] YEMM E W，WILLIS A J.The estimation of carbohydrates in plant extracts by anthrone[J].Biochemical journal，1954，57（3）：508-514.
[20] 郎漫，劉元英，彭显龙，等.不同氮肥用量下镁对大豆碳氮代谢的影响[J].大豆科学，2006，25（1）：48-52.
[21] KISS S A，STEFANOVITS-BNYAI，AKCSHJOS M.Magnesiumcontent of Rhizobium nodules in different plants： The importance of magnesium in nitrogen-fixation of nodules[J].Journal of the american college of nutrition，2004，23（6）：751-753.
[22] MAYLAND H F，GRUNES D L.Soil-climate-plant relationships in the etiology of grass tetany[J].ASA special publication，grass tetany，1979，35：123-175.
关键词 镁肥；饲用大豆；红壤；产量；品质
中图分类号 S54 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）02-0013-04
Abstract[Objective] To investigate the effects of different application amounts of Mg fertilizer on the yield and quality of forage soybean in red soil.[Method] Pot test was carried out to research the effects of different application amounts of Mg fertilizer on the chlorophyll，plant height，biomass，acid detergent fiber （ADF） and neutral detergent fiber （NDF） contents，crude protein，soluble sugar，K， Mg and Ca in forage soybean.[Result] Appropriate amount of Mg fertilizer （100 mg/kg） significantly enhanced the biomass crude protein content and Mg content of forage soybean，but had no significant impacts on ADF and NDF cotnents.Low Mg fertilizer （20 mg/kg） had relatively low effects on biomass，crude protein and Mg.Excessive Mg fertilizer （200 mg/kg） restricted the Ca content in forage soybean.[Conclusion] Application of appropriate amount of Mg fertilizer enhances the yield and quality of forage soybean，which provides scientific basis for the rational application and management of fertilizer in farmland.
Key words Mg fertilizer； Forage soybean； Red soil； Yield； Quality
镁是植物生长发育所必需的元素之一，在植物光合作用中起重要作用。镁元素是叶绿体的主要元素之一，而且还是碳固定过程中一些酶的活化剂[1-2]。因此，镁元素的缺乏会严重影响植物的光合作用， 导致叶片失绿，降低作物产量和质量[3-5]。例如，缺镁会导致菜豆叶片缩小且叶片厚度降低，镁元素缺乏对老叶光合能力的影响大于新叶[6-7]。因而，镁肥的使用可以缓解镁缺乏，降低其对植物产量和品质的影响。例如，Neuhaus 等[8]的研究表明，大豆叶面喷施硫酸镁可以缓解镁的缺乏，提高大豆的产量和品质。镁肥的施用还可以减缓植物病害，提高植物对逆境的适应[9-10]。另外，镁在植物光合产物从叶片向根部运输过程中也起着重要作用，因此缺镁会抑制光合产物从叶片到根部的运输，进而影响根系生长 [11-12]，降低其养分吸收。
南方红壤是我国主要土壤类型之一，由于土壤酸化引起大量镁离子从土壤胶粒上释放，而镁元素具有高的亲水半径，易受雨水淋溶作用[13]。因此，在高降雨量作用下，大量镁元素被淋溶，土壤中的含镁矿物已分解殆尽，导致土壤中有效镁含量较低[14-15]。综上所述，南方红壤供镁能力弱，许多地区的作物出现缺镁症状，致使红壤地区农作物产量和品质降低。此外，南方牧区缺少营养价值高的豆科牧草，而且由于南方主要是农区，土地利用方式主要是通过轮作或者复种种植牧草，因此不适合种植多年生豆科牧草。所以南方地区需要种植一年生饲用豆科牧草。其中，自贡冬豆含有较高的生物量和蛋白质含量，在南方具有一定的开发潜力。目前已有研究表明，缺镁会严重影响玉米、大豆和小麦等农作物产量和品质[16-18]，但对饲用大豆的产量和品质的影响尚不清楚。鉴于此，笔者以饲用大豆为试验材料，从湖南采集原位土（红壤），在温室进行盆栽试验，研究不同的镁肥添加量对豆科牧草产量和品质的影响，旨在选出对牧草产量和品质均有良好效果的镁肥施用量，为豆科牧草的优质高产生产提供理论依据和技术参考。
1 材料与方法
1.1 材料 试验于2015年6月15日在南京农业大学温室中进行。供试土壤为湖南永州市孟公山试验区的硅质红壤，土壤基本理化性状为pH 4.56，有机质12.10 g/kg，全氮1.10 g/kg，全磷0.70 g/kg，全鉀8.30 g/kg，全钙0.32 g/kg，全镁3.12 g/kg；有效钾42.30 mg/kg，有效镁7.60 mg/kg。土壤过筛去杂后混合3遍，然后装盆（24 cm× 28 cm），每盆装土4 kg。供试饲用大豆品种为中国农业科学院大豆产业体系提供的自贡冬豆，采用穴播，每盆播种10粒。待幼苗长到10 cm，根据总体状况进行建苗，每盆保留3株生长差异较小的苗。 1.2 方法 采用随机处理的试验设计。以碱式MgCO3为试验用肥，设5个处理（MgCO3使用量分别为0、20、50、100和200 mg/kg），每个处理5次重复。同时，对各个处理统一施用相同量的（NH4）3PO4（1.260 g/盆）和尿素（含氮量46.4%，0.097 g/盆）。试验期间，每隔3 d随机交换盆的位置，以降低环境异质性对试验的影响。各处理田间其他管理一致。
1.3 指标测定 播种后21 d开始，用卷尺测量各处理中所有植株高度。具体测定方法如下：从茎节基部到植株顶端的长度，以厘米为单位，每株每次测3次，取平均值。牧草产量和品质最佳收获期（开花后）时进行破坏性取样。收集地下生物量和地上生物量。地下生物量是3株地下总生物量，因为3株根系生长在一起，不易分离，求其平均值。将根系取出后清洗干净，吸干表面水分。地上部分和地下部分65 ℃烘干72 h至恒重，在干燥器里冷却至室温后称重。地上部分将叶片和茎分离。然后将烘干样粉碎并过60目筛。保存在4 ℃冰箱待化学分析。
叶绿素含量：将每个处理采集的植物鲜叶片分成2份。一份测定含水量，具体操作如下：称量鲜重，105 ℃杀青0.5 h后，65 ℃烘干至恒重，再次称重，根据含水量公式计算其含水量。同时取另一份剩余样0.05 g，剪成若干段放入25 mL提取液（1∶1的无水乙醇和丙酮）中，在室温黑暗条件下提取48 h，测定提取液在波长649和665 nm处的吸光值，叶绿素含量按公式计算。
可溶性糖含量：根据Yemm等[19]的方法，称取干样品0.01 g，采用80%酒精在100 ℃水浴锅提取3次。合并3次提取液，进行定容。采用蒽酮法测定可溶性糖含量。
蛋白质含量：采用凯氏定氮法测定蛋白质含量。样品在加催化剂消煮后，采用酸标准溶液滴定法测定总蛋白质含量。
元素测定：0.01 g植物干样品在优级纯的硝酸中消煮后，用超纯水定容至100 mL，采用ICP测定镁元素含量。
中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量：中性和酸性洗涤纤维采用福斯纤维仪进行测定。
1.4 数据处理 对数据采用巴特利特球形检验，来验证其是否符合方差分析条件。若数据满足方差分析条件，则采用单因素方差分析和多重比较来研究不同施肥量对生物量、蛋白含量和纤维素含量等影响。若数据不满足方差分析的条件，则采用非参数检验进行方差分析。所有统计分析均采用R 3.3.0 （R Development Core Team，2013）。
2 结果与分析
2.1 不同镁肥浓度对豆科牧草叶绿素和产量的影响
2.1.1 株高。由图1可知，大豆株高呈稳定增长趋势。在生长初期，
镁肥对植物生长无显著影响；在生长后期，不同的镁肥浓度对饲用大豆的生长有显著影响。这可能是由于后期大豆生长对镁需求量增加，导致低镁土壤中的大豆由于受镁元素的限制，生长受到抑制。但不同的镁肥处理间无显著差异。
2.1.2 叶绿素。大豆叶片叶绿素含量可反映其光合作用的强弱。由图2可知，低量镁肥（20 mg/kg）显著提高大豆叶片叶绿素总量，其增加主要是由于叶绿素a 的增加，而叶绿素b无显著影响。随着镁肥施加量的增加，总叶绿素含量增加明显，但叶绿素a和b虽有增加的趋势，却在各处理间无显著差异。
2.1.3 生物量。由图3可知，添加低量镁肥对地上生物量无显著影响，但能显著提高地下生物量。地上和地下生物量在50 mg/kg镁肥浓度处理中较对照显著增加，100和200 mg/kg镁肥浓度对地上生物量无进一步提高的作用，但是导致地下生物量比低量和适量处理显著降低。
2.2 不同镁浓度对豆科牧草品质的影响
2.2.1 ADF和NDF含量。由图4可知，大豆刈割后，不同镁肥浓度处理对大豆的ADF和NDF含量均无显著影响。
2.2.2 不同镁浓度对豆科牧草粗蛋白和可溶性糖的影响。
由图5可知，添加低量镁肥对大豆可溶性总糖和粗蛋白含量无显著影响。但是随着镁肥施加量的增加，可溶性总糖和粗蛋白含量显著增加，但添加高量镁肥对两者均无进一步提高作用。
2.2.3 不同镁浓度对豆科牧草钾、镁和钙浓度的影响。
由图6可知，添加镁肥对K元素无显著影响，只有当镁肥使用量为50 mg/kg时可显著提高K元素含量。随着镁肥施加量的增加，Mg元素含量显著增加。添加低量镁肥对Ca元素无显著影响，但是添加过量镁肥会降低Ca含量。
3 结论与讨论
3.1 不同镁肥添加量对豆科牧草产量的影响
添加镁肥在大豆生长初期对大豆株高无显著影响，但中后期适量的镁肥添加量能显著提高大豆株高。这一现象的产生可能是由于在早期生长过程中，土壤镁肥能满足大豆生长需求，但中后期（旺盛生长期）由于可利用镁的降低和植物需求量的增加，导致植物生长受镁元素的限制。镁肥的施用显著提高叶绿素的含量，说明适量添加镁肥能提高植物的光合作用。由此可见，适量的镁肥添加有利于牧草生长和光合作用。该结论与镁肥添加能明显提高饲用大豆产量及其他一些研究结果一致[17]。其原因可能是由于增加镁肥可缓解大豆旺盛生长期的镁限制，解决镁缺乏条件下光合物质的向地下运输受阻的问题，提高根的生长和养分吸收能力。在提高饲用大豆产量的同时，适量的镁肥添加量也显著提高地下生物量，表明适量添加镁肥有利于生物固碳。
3.2 不同镁肥添加量对豆科牧草品质的影响
镁是各种酶反应的辅助因子，参与植物的蛋白质和核酸的合成过程[1]。因此，镁肥可能会影响大豆的品质。有研究表明，施镁可以明显提升大豆叶片內的蛋白质含量[16，20]。该试验也发现施加饲用镁肥能显著提高大豆粗蛋白含量（增加约1.2倍）。其原因可能是施用镁肥提高光化合物质向地下运输，增加根系分泌物，进而提高大豆和根瘤菌之间的共生和根瘤菌固氮效率[21]。牧草中的NDF与ADF含量作为评定饲料纤维类物质的指标，同样影响着牧草的品质。但该研究发现镁肥的施用对NDF和ADF含量无显著影响，而添加适量镁肥可提高饲用大豆可溶性糖的含量。这可能是由于镁肥的施用提高了饲用大豆的光合能力。 缺镁会导致家畜出现“低镁症”，严重的会导致家畜死亡[22]。因此，牧草中镁元素的含量至关重要。研究结果表明，镁肥添加显著提高饲用大豆中镁元素的含量，添加适量镁肥提高钾元素的含量。但是添加过量镁肥会降低饲用大豆中钙元素的含量，这可能是由于生物量增加的“稀释作用”或者是土壤中镁元素和钙元素的竞争作用。因此，该试验结果表明，合理的镁肥施用量可提高豆科牧草的产量和品质。
参考文献
[1] FARHAT N，ELKHOUNI A，ZORRIG W，et al.Effects of magnesium deficiency on photosynthesis and carbohydrate partitioning[J].Acta physiologiae plantarum，2016，38（6）：1-10.
[2] VERBRUGGEN N，HERMANS C.Physiological and molecular responses to magnesium nutritional imbalance in plants[J].Plant and soil，2013，368（1/2）：87-99.
[3] DECHEN A R，CARMELLO Q A C，MONTEIRO F A，et al.Role of magnesium in food production： An overview[J].Crop & pasture science，2015，66（12）：1213-1218.
[4] CAKMAK I.Magnesium in crop production，food quality and human health[J].Plant and soil，2013，368（1）：1-4.
[5]SENBAYRAM M，GRANSEE A，WAHLE V，et al.Role of magnesium fertilisers in agriculture： Plantsoil continuum[J].Crop & pasture science，2015，66（12）：1219-1229.
[6] 凌丽俐，彭良志，王男麒，等.缺镁胁迫对纽荷尔脐橙叶绿素荧光特性的影响[J].生态学报，2013.33（1）：71-78.
[7] 汪洪，褚天铎，刘新保.缺镁与正常供镁的菜豆组织结构比较研究[J].中国农业科学，1999，32（4）：63-67.
[8] NEUHAUS C，GEILFUS CM，MHLING KH.Increasing root and leaf growth and yield in Mgdeficient faba beans （Vicia faba） by MgSO4 foliar fertilization[J].Journal of plant nutrition and soil science，2014，177（5）：741-747.
[9] HUBER D M，JONES J B.The role of magnesium in plant disease[J].Plant and soil，2013，368（1/2）：73-85.
[10] MENGUTAY M，CEYLAN Y，KUTMAN U B，et al.Adequate magnesium nutrition mitigates adverse effects of heat stress on maize and wheat[J].Plant and soil，2013，368（1/2）：57-72.
[11] CAKMAK I，ENGELER C H，MARSCHNER H.Partitioning of shoot and root dry matter and carbohydrates in bean plants suffering from phosphorus，potassium and magnesium deficiency[J].Journal of experimental botany，1994，45（9）：1245-1250.
[12] HERMANS C，BOURGIS F，FAUCHER M，et al.Magnesium deficiency in sugar beets alters sugar partitioning and phloem loading in young mature leaves[J].Planta，2005，220（4）：541-549.
[13] GUO W L，NAZIM H，LIANG Z S，et al.Magnesium deficiency in plants： An urgent realistic problem[J].The crop journal，2016，4（2）：83-91.
[14] 白由路，金继运，杨俐苹.我国土壤有效镁含量及分布状况与含镁肥料的应用前景研究[J].中国土壤与肥料，2004（2）：3-5.
[15] 徐明岗.镁肥南方红壤不可缺[J].农村实用技术，2005（7）：34.
[16] 吴英.镁在大豆营养中的作用[J].大豆科学，1998（2）：162-165.
[17] 黄鸿翔，陈福兴，徐明岗，等.红壤地区土壤镁素状况及镁肥施用技术的研究[J].中国土壤与肥料，2000（5）：19-23.
[18] CEYLAN Y，KUTMAN U B，MENGUTAY M，et al.Magnesium applications to growth medium and foliage affect the starch distribution，increase the grain size and improve the seed germination in wheat[J].Plant and soil，2016，406（1）：1-12.
[19] YEMM E W，WILLIS A J.The estimation of carbohydrates in plant extracts by anthrone[J].Biochemical journal，1954，57（3）：508-514.
[20] 郎漫，劉元英，彭显龙，等.不同氮肥用量下镁对大豆碳氮代谢的影响[J].大豆科学，2006，25（1）：48-52.
[21] KISS S A，STEFANOVITS-BNYAI，AKCSHJOS M.Magnesiumcontent of Rhizobium nodules in different plants： The importance of magnesium in nitrogen-fixation of nodules[J].Journal of the american college of nutrition，2004，23（6）：751-753.
[22] MAYLAND H F，GRUNES D L.Soil-climate-plant relationships in the etiology of grass tetany[J].ASA special publication，grass tetany，1979，35：123-175.