烟草在线专稿
3 烟草镁素缺乏、吸收与利用
3.1 缺镁症状表现
镁是维持叶绿素结构的重要元素之一。缺镁时，植物叶片叶绿素合成受阻，表现为失绿现象。缺镁首先在叶尖、叶缘的脉间失绿，叶肉由淡绿转为黄绿或白色，但叶脉仍呈绿色，失绿部分逐渐扩展到整叶，使叶片形成清晰的网状脉纹，同时在光照较强时，叶片上的失绿、坏死等缺镁症状更易出现[42]。
由于镁是植物体内可再利用元素，缺镁症多先出现于下部老叶。烟株缺镁时，底部叶片先失绿，首先是叶尖及叶缘处发黄，然后扩至整个叶脉间，严重时叶片呈白色，叶片少而小，茎缩短，植株矮小，生长发育缓慢，根系发育不良[15]。严重缺镁时，下部叶几乎变成黄色和白色，叶间、叶缘枯萎，向下翻卷[43]。
3.2镁营养临界值
临界浓度（临界值）是营养诊断的一个基本参数。多数研究表明，植株内镁含量与供镁水平之间的关系均达到了显著或极显著相关[19，21]，因此植株内含镁量常用来反应镁素供应的丰缺状况。不同作物对镁素的需求量不同，因此临界值也不同[44~47]。一般认为植株叶片含镁量在0.20%（干基）以上，若低于0.20%，就有镁素缺乏的可能[48]。
烟草是典型的叶用型经济作物，对镁的需要量较高[49]。在烟叶的矿质营养元素组成中，镁的含量一般为0.4～1.0，仅次于磷[18]。Huber等人[4]研究认为，镁在烟叶中占0.4%～1.5%（干重）属正常，0.2%～0.4%为轻度缺镁，小于0.2%为缺镁，而小于0.15%则明显缺镁。国内学者研究结果与此基本吻合，当烟叶镁含量低于0.38%时，烟株在团颗期就开始表现出缺镁症状：下部烟叶尖、叶缘失绿，黄化叶肉呈黄褐色，叶脉仍保持绿色而呈网络状[15]。陈星峰[50]通过盆栽试验提出烤烟缺镁临界值分别是：团棵期下部叶为镁含量0.31%，旺长期下部叶为0.25%。
烟叶中K/Mg值和Ca/Mg值也能反应烟草镁素营养状况。烟叶的K/Mg值在4～5间较合适，在5～10范围内缺镁不显著，在15～20之间则出现缺镁症状[48]。当烟叶中Ca/Mg值大于8时亦会出现缺镁症状[51]。
土壤的供镁能力与土壤交换性镁含量高低密切相关[52]，因此土壤交换性镁含量也是衡量土壤中镁素丰缺程度的重要指标。但各地研究结果不一。多数研究[48，53]认为，土壤交换性镁的临界值为50mg/kg-1，当土壤交换性镁含量低于50mg/kg-1时，表明土壤镁素缺乏，施用镁肥效果较明显。何祖念等[54]认为土壤交换性镁低于40mg/kg-1时一些作物就会出现镁缺乏症状。陈星峰[50]提出福建烟区土壤镁素的临界值为交换性镁60mg/kg-1。而大量研究表明当土壤交换镁含量分别为69.3、67.2和134.0mg/kg-1时施用镁肥均对提高烟叶产量、改善烟叶品质均起到明显的作用[16，28，56]。国内部分学者也把土壤有效镁的含量作为指标评定土壤镁素供应能力，土壤有效镁的含量＜20mg/kg-1为供镁能力低，20～50mg/kg-1为供镁能力中等，＞50mg/kg-1为供镁能力高[55]。白由路等人[1]将土壤有效镁含量分为5级，即土壤有效镁含量小于60mg/L-1的为严重缺乏，60～120mg/L-1为缺乏，120～300mg/L-1为中等，300～600mg/L-1为丰富，大于600mg/L-1的为极丰富。
也有不少报道认为可利用土壤K/Mg值和Ca/Mg值（交换态）作为土壤有效镁诊断指标。Haby等人[57]认为适于作物生长的土壤中交换态K/Mg值一般为0.8～20。但该指标范围较广，邹邦基等[58]提出土壤交换性K/Mg值的临界值在0.67～1.40，大于1.40植物则易出现缺镁症状。土壤中交换态Ca/Mg比一般在5～10之间[59]，当土壤中该值超过20时，易出现缺镁现象[48]。
Besfird等人还提出可把丙酮酸激酶活性作为镁营养缺乏诊断指标[60]。
3.3镁素的吸收利用及其影响因素
土壤镁形态中交换态镁和水溶态镁对植物是有效的，二者合称有效镁[61]，其中交换态镁占绝大部分。植物对镁素的吸收利用主要取决于土壤有效镁的供应状况和介质环境条件。土壤的全镁量、土壤质地和代换量、土壤酸度和阳离子交换量、土壤胶体的种类及土壤中的其他元素（如Al、Ca、K、Na、F、N、P、Fe等）与镁之间的相互作用对镁素的吸收利用影响较大，其中土壤酸度、交换性钙、铝的影响最大[62]。
土壤全镁量是有效镁供应的重要基础。据研究，土壤含镁量与交换态镁之间呈正相关关系[63]。一般认为，粘土交换态镁含量高于砂土，有机质含量高的土壤大于有机质含量低的土壤[64]。以蒙脱石、蛭石等粘土矿物为主的土壤，吸附、保存镁能力强，这类土壤不易缺镁，以高岭石、无定形氧化铁铝胶体为主的土壤，对镁保存力较差，土壤易缺镁[48]。
强酸性土壤条件下，一方面由于H+、Al3+等阳离子的增加加大了土壤胶体吸附Mg2+和代换性阳离子之间的竞争，镁的有效性降低，一方面Al3+的溶出造成植物根系的伤害，使根系吸收能力下降，因此在强酸性土壤上，植物极易发生缺镁现象。在pH6.5以上的土壤中一般很少出现缺镁现象[48]。梁颁捷等人[65]研究表明，pH值在4.6～7.5范围内，土壤pH值交换态镁含量之间有极显著的相关性，土壤pH值过低，对镁的释放有明显的抑制作用，同时由于土壤pH值低，镁淋失严重，土壤交换态镁平均含量低于临界水平，造成镁营养供应不足。
另外钙与镁之间存在着离子间的拮抗作用，土壤中钙含量过高或者钙的施用能降低植物对镁的吸收。钾对镁的吸收也有着明显的拮抗作用，它不仅抑制根系对镁的吸收，而且还阻碍Mg2+由根系向地上部分运输[66]。晋艳等[67]通过水培试验指出，当Ca2+＞1000 mg/L-1时，烟叶中镁的含量不及对照的1/3；培养液K+时，烟株吸收Mg2+受到抑制。李娟[68]、阮妙鸿[69]等人通过大田试验也证实，过量的钾、钙供应导致烤烟镁素吸收量减少。
NH4+也对镁的吸收产生拮抗作用[70]，可能原因是植物吸收NH4+后，根际pH值降低，H+拮抗了镁的吸收[54]。因此肥料形态中NH4+比例过大也容易导致镁素的缺乏。
在南方多雨地区，土壤有效镁容易淋失，尤其在土壤容易镁的淋失pH值较低的地方，淋失现象较为严重，土壤容易缺镁。长期种植喜镁作物（如甘蔗、芝麻、咖啡橡胶树、烟草、玉米等）的土壤也容易造成土壤镁素的匮乏。
4 镁肥施用技术研究
烟草上常用的镁肥种类主要有硫酸镁、氧化镁、白云石粉、菱镁矿、蛇纹石粉和硫酸钾镁等。一些新型含镁肥料也在生产上得到了应用，并表现出了增产效果[71，72]。镁还可作为一些肥料的副成分，如钙镁磷肥、硅镁钾肥、农家肥等。
镁肥的施用应根据不同的土壤状况合理选择。硫酸镁、硫酸钾镁等都是水溶性肥料，容易被作物吸收，在中性或碱性土壤施用效果较好。白云石、菱镁矿、蛇纹石等含镁肥料，较难溶于水，肥效较慢。这些镁肥适于酸性土壤中施用，不仅能改善土壤酸碱状况，同时土壤酸又可促进溶性镁肥溶解，增加土壤有效镁含量。酸性土壤施用白云石粉能有效地促进油菜、玉米、小麦等作物的生长发育，明显提高作物产量[74，75]。当白云石粉施用量为1g/kg-1烟田土壤时，土壤pH值从4.98提高到6.08，烤烟氯含量降低34.0%，还原糖含量提高31.3%，钾/氯比值提高69.8%，烤烟化学成分协调性得到了较大的改善[76]。钙镁磷肥是烟叶生产中常用的肥料品种，它除了能供应磷素外，还能补充红黄壤中不足的镁、钙等元素，利于改善作物的营养条件。
不同镁肥品种对烟草生长和品质的改良作用不同。洪火奇等人[35]通过研究提出，在福建部分烟区施用氢氧化镁或氧化镁效果优于硫酸镁，因此建议将氢氧化镁或氧化镁作为烟区镁肥使用。李娟等人[77]研究也表明，不同镁肥施人土壤后，土壤交换性镁含量显著提高，土壤交换性镁含量大小顺序是硫酸镁＞氧化镁＞白云石粉＞钙镁磷肥，在相同的供镁水平下，氧化镁处理烟株长势最好，烤烟镁含量和吸收量最高，总生物量和烟叶产量也最高。李永忠等人[34]研究了蛇纹石、氯化镁、磷酸铵镁和硫酸镁对烤烟产质量的影响，结果表明，不同镁肥对产质量的改善效果为：磷酸铵镁优于硫酸镁和氯化镁，蛇纹石由于肥效较为缓慢，当季效果较差。新型钾镁肥中钾和镁以氧化物形态存在于玻璃状晶体内，施入土壤后靠土壤中微生物和根际分泌出的弱酸降解后才被植物吸收，因此不易被土壤胶体固定，因此肥效较为稳定，烟田施用效果优于硫酸镁[72]。
镁肥施用方法分为为土壤施用和叶面喷施。水溶性较差的镁肥一般做土壤施用效果较好。叶面喷施水溶性镁肥，也是常用的一种纠正作物缺镁的有效措施。叶面喷施常用水溶性镁肥，如硫酸镁、硝酸镁、醋酸镁等。对出现缺镁症状的柑桔，喷施0.5%～1.0%硫酸镁溶液，能显著提高叶片含镁量[78]。在镁素比较缺乏的烟田土壤上，镁肥作基肥施比叶面喷施的效果好，基肥施镁结合叶面喷镁的效果最佳[23]。李延等人[79]研究认为相对于土壤施用镁肥和叶面喷施镁肥相比，土壤施用钙镁磷肥结合叶面喷施硝酸镁处理对于调控龙眼镁素缺乏更有效。罗光楠等人[80]认为硫酸镁在烟草中的使用以50%作基肥和50%团颗期喷施效果较好。
作物生长需要各种养分的均衡供应，土壤镁素与钾、钙、NH4+等元素和养分之间存在着拮抗作用[81，82]。镁肥与其它肥料配施能使烟草等作物增产效果更为显著[83~86]。当土壤中钾和镁含量过低时，只施用镁肥不施用钾肥，作物并不增产[87]。镁过量时，将影响植物对氮、磷、钾、钙等离子的吸收[88]。
5 研究展望
综上所述，近年来镁素营养研究得到了越来越多的重视，取得了大量的研究成果。但相对于其他作物而言，烟草镁素营养研究仍在一个较低水平。烟草镁素营养生理、镁素与烟草香气质量的关系及镁肥施用长效和后效缺乏研究，如何提高土壤镁素有效性和镁肥肥效也是有待深入研究的问题。镁素临界指标研究结果各异，指标临界值差异较大，这些也需要进行更进一步的研究。
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