Análisis profundo de fertilizantes de magnesio
Resumen
El magnesio es un nutriente esencial en las plantas y juega un papel importante en los procesos fisiológicos y bioquímicos de las plantas.Sin embargo, el magnesio a menudo se descuida en la producción agrícola, lo que resulta en un fenómeno frecuente de deficiencia de magnesio, que está relacionado con la comprensión unilateral del magnesio en los profesionales agrícolas.Con el fin de proporcionar una guía para la producción agrícola, este documento presenta principalmente la demanda de magnesio y el proceso de absorción de las plantas y la aplicación de fertilizantes de magnesio.
prefacio
El crecimiento normal de las plantas requiere la absorción de una gran cantidad de elementos nutritivos, y la falta de elementos nutritivos esenciales limitará el potencial de crecimiento de las plantas.En las plantas superiores, excepto los tres elementos de carbono, hidrógeno y oxígeno provienen principalmente del agua y el dióxido de carbono, otros elementos nutrientes esenciales se obtienen del suelo en forma de iones inorgánicos, que se denominan nutrientes minerales.
La mayoría de los nutrientes en el suelo provienen originalmente de la meteorización de los minerales que forman el suelo y luego participan en el ciclo bioquímico de la tierra.Basado en el "teoría de la nutrición mineral" de las plantas, en la producción agrícola moderna, aumentar el suministro de nutrientes minerales aumentará el rendimiento de los cultivos en diversos grados.Sin embargo, en los sistemas agrícolas de alto rendimiento, donde la mayor parte de la biomasa de los cultivos abandona el área de labranza, la migración unidireccional de nutrientes del suelo a la planta hace que sea particularmente importante reponer los nutrientes del suelo mediante la fertilización.
En el área económica de siembra del sur, la cantidad de aplicación de nitrógeno, fósforo y potasio es generalmente muy suficiente, y los trastornos fisiológicos causados por la falta de elementos nutritivos son causados principalmente por la falta de medios y oligoelementos.Se descubrió que la deficiencia de magnesio en las plantas es común en los árboles frutales y en algunos cultivos de rápido crecimiento en la extensión del campo de la región agrícola del sur.El suelo ácido rojo y amarillo y el suelo arenoso en el sur de China tienen un bajo contenido de magnesio, y la pérdida por lixiviación es grave debido a la alta precipitación, lo que resulta en un bajo contenido de magnesio disponible en el suelo.Además, el alto índice de cultivos múltiples de las tierras del sur y la gran demanda de nutrientes, y el desequilibrio de la entrada de nutrientes también afectarán la disponibilidad de magnesio.Por lo tanto, comprender los requisitos de nutrientes y los procesos fisiológicos de absorción de nutrientes de las plantas es esencial para el manejo racional de nutrientes.
El magnesio tiene una gran demanda por parte de las plantas
Los nutrientes minerales esenciales generalmente se clasifican en elementos de gran cantidad, elementos de cantidad media y oligoelementos de acuerdo con su contenido relativo en los tejidos vegetales, que es la clasificación de los nutrientes minerales desde una perspectiva macroscópica.El contenido de diferentes nutrientes minerales en los tejidos vegetales varía mucho, pero todos los tipos de elementos minerales son igualmente importantes e insustituibles para las plantas.Como se puede ver en la Tabla 1, además de N, P y K, los contenidos de elementos medios como calcio y magnesio en los tejidos vegetales también son muy altos, e incluso superiores al contenido de una gran cantidad de elementos en algunos tejidos. .
Cuadro 1 Contenido promedio de nutrientes minerales necesarios para el crecimiento normal de las plantas
Los requisitos de fertilizantes y los niveles de rendimiento de un cultivo por rendimiento generalmente se tienen en cuenta en el desarrollo de planes de manejo de nutrientes de cultivos.En un sistema de producción agrícola de alto rendimiento, los nutrientes extraídos por los cultivos deben reponerse por completo para mantener la capacidad de suministro de nutrientes del suelo.Desde la implementación de "pruebas de suelo y fertilización con fórmula", el principio de gestión de nutrientes de "una gran cantidad de elementos regulación escalonada, elementos medios y micro por falta de suministro" Se ha cumplido y se ha realizado una fertilización racional de acuerdo con la capacidad de oferta del suelo y la demanda de nutrientes de las plantas.
Se muestran en la tabla 2 para diferentes cultivos de acuerdo con el resumen de datos relevantes del consumo de fertilizantes por unidad de producción, se puede ver en la tabla, la planta a la demanda de calcio y magnesio, de hecho, el NPK es grande, solo por lo general, suelo o riego. el agua contiene magnesio puede satisfacer el crecimiento, pero en el sistema agrícola de alto rendimiento, si se lleva a cabo de acuerdo con la cantidad de elementos en la definición original para el manejo de la fertilización,La deficiencia de magnesio puede ocurrir fácilmente en algunos suelos y no es propicia para la formación de rendimiento.
Tabla 2 Fertilizante requerido por unidad de rendimiento de diferentes cultivos (kg / 1000kg)
La sensibilidad de diferentes cultivos al magnesio también varía (Tabla 3). Por ejemplo, los cultivos de cítricos y patatas son muy sensibles al magnesio. Cuando no hay suficiente magnesio en el suelo, los síntomas de la deficiencia de magnesio se pueden observar fácilmente en las hojas.El rendimiento y la calidad de los árboles de soja, uva y frutales sensibles al magnesio pueden mejorarse aplicando fertilizantes de magnesio.Los cultivos como el arroz y el trigo no son sensibles al magnesio.De hecho, la concentración crítica de magnesio en las plantas varía mucho según la especie vegetal, la variedad, el órgano y la etapa de desarrollo, y todos estos son factores a considerar en el manejo de la nutrición del magnesio.
Síntomas y causas de la deficiencia de magnesio.
El magnesio es fácil de mover en las plantas, y la deficiencia de magnesio en las plantas se muestra primero en las hojas viejas medias e inferiores.En las plantas dicotiledóneas se manifiesta como clorosis interveinal, que cambia gradualmente de verde claro a amarillo o blanco, con manchas marrones o rojo violáceas de distintos tamaños, pero las venas permanecen verdes, y en casos severos, senilidad prematura y desprendimiento de hojas.Las gramíneas muestran manchas verde oscuro en la base de las hojas y amarillo claro en el resto. En la deficiencia severa de magnesio, las hojas se decoloran y se rayan, y aparecen manchas necróticas en la punta de las hojas.
La deficiencia de magnesio en los cultivos tiende a ocurrir cuando las frutas o los órganos de almacenamiento están hinchados.El magnesio se transferirá a la fruta en el proceso de maduración, las hojas viejas y las hojas cercanas a la fruta se vuelven amarillas primero y los síntomas son obvios.Cuando la germinación de las semillas y el crecimiento de las plántulas, el magnesio se transporta a las partes necesarias, no es fácil que aparezcan síntomas de deficiencia de magnesio en la etapa inicial del desarrollo de la planta, la deficiencia de magnesio ocurre principalmente en la etapa media y tardía del crecimiento de la planta.Si ocurre en la etapa tardía, generalmente no afecta demasiado el rendimiento. Si ocurre en la etapa temprana, tanto el rendimiento como la calidad se verán seriamente afectados.
Fig.1 síntomas de deficiencia de magnesio en hojas de loto
La deficiencia de magnesio en las plantas generalmente es causada por dos factores: primero, el bajo contenido de magnesio en el suelo no puede satisfacer los requerimientos de nutrientes de las plantas;En segundo lugar, el contenido de magnesio en el suelo no es bajo, pero debido a la interacción de otros iones de nutrientes en el suelo, la absorción de magnesio por las raíces es baja.
Deficiencia de magnesio debido al bajo contenido de magnesio en el suelo.
Se informa que el 36% de la tierra cultivada en China tiene deficiencia de magnesio en el suelo (contenido de magnesio intercambiable inferior a 25 mg / kg), principalmente en el sur del río Yangtze, que cubre un área muy grande.El magnesio en el suelo se deriva originalmente de la meteorización de los minerales que contienen magnesio en el suelo, porque la capacidad de depósito de magnesio es diferente debido a los diferentes materiales parentales.El suelo del sur se desarrolla principalmente a partir de granito, arenisca roja y arcilla roja cuaternaria y tiene un bajo contenido de magnesio.Los suelos derivados de minerales que forman el suelo, como la serpentina y la dolomita, tienen un alto contenido de magnesio.
Hay tres formas de iones de magnesio en el suelo, a saber, magnesio mineral (magnesio en la red mineral), magnesio intercambiable (magnesio adsorbido en la superficie de la carga estática del suelo) y magnesio soluble en agua (magnesio disuelto en una solución del suelo).El magnesio mineral es el componente principal del magnesio del suelo, representa aproximadamente el 70% -90% del magnesio del suelo, el magnesio mineral solo se puede convertir en magnesio absorbible a través de la meteorización, pero la meteorización es un proceso muy largo, por lo que el magnesio mineral es básicamente incapaz para ser absorbido y utilizado por las plantas.El magnesio intercambiable y el magnesio soluble en agua son móviles y fácilmente absorbidos por las plantas, y se denominan magnesio efectivo.
La capacidad de adsorción de los iones de magnesio y magnesio intercambiables en el suelo y el coloide del suelo es débil, y son fáciles de reemplazar en la solución del suelo y convertirse en magnesio soluble en agua, especialmente en el suelo ácido del sur, donde la actividad del suelo catión es muy alto. Los iones de magnesio que ingresan a la solución del suelo son fáciles de lavar y perder en condiciones de lluvia.En suelos arenosos, no solo el contenido de nutrientes es bajo, sino que es más probable que se produzcan pérdidas por lixiviación.
Cuadro 4 Índices de referencia de la abundancia de nutrientes del suelo (mg / kg)
Para las parcelas con bajo valor de fondo de magnesio en el suelo y propensas a la pérdida, el estado de los nutrientes del suelo se puede determinar mediante la detección del suelo y la fertilización racional.Según el índice de abundancia de nutrientes del suelo (Cuadro 4), cuando el contenido de magnesio intercambiable del suelo es inferior a 25 mg / kg, el contenido de magnesio del suelo es bajo, lo que afectará el crecimiento normal de los cultivos.Para algunos cultivos con alta demanda de magnesio, se necesita magnesio suplementario cuando el contenido de magnesio intercambiable en el suelo es inferior a 50 mg / kg.El diagnóstico de la nutrición del suelo se puede utilizar como una referencia importante para guiar el manejo de nutrientes en el campo.
Deficiencia de magnesio debido a interacciones de iones del suelo.
Existen interacciones entre los elementos nutritivos del suelo. Los iones de magnesio son cationes. El contenido excesivo de otros cationes en el suelo inhibirá la absorción de iones de magnesio y se producirá un antagonismo entre los iones.En suelos ácidos, los síntomas de deficiencia de magnesio pueden ocurrir no solo por el bajo contenido de magnesio del suelo, sino también por el alto contenido de H + y Al3 + del suelo.En los sistemas agrícolas de alto rendimiento, una gran cantidad de fertilizante de potasio es una causa importante de deficiencia de magnesio en las plantas.
Cuadro 5 Efectos de K + y Ca2 + (0,25 mm) sobre la absorción de Mg2 + en plántulas de cebada
En un experimento de cultivo con cebada, se midió el contenido de iones magnesio en raíces y brotes de cebada después de un período de tiempo con la adición de iones calcio y potasio en el medio de cultivo marcado con 28Mg como isótopos.Los resultados mostraron que (tabla 5), en comparación con iones de magnesio de suministro único, el aumento de iones de calcio después de que la raíz de cebada y la absorción de iones de magnesio en la superficie disminuyeron obviamente, y el aumento de suministro de iones de calcio y potasio, reducen en gran medida el sistema radicular de la cebada y en la superficie, el contenido de Los iones de magnesio en indican que la presencia de cationes Ca2 +, K + inhibe la absorción de la raíz del magnesio 2 +.
Figura 2. Síntomas tempranos de deficiencia de magnesio en hojas de melón Hami
El antagonismo de potasio y magnesio se observa a menudo en el campo.Durante el cultivo del melón Hami en Hainan, se observaron síntomas de deficiencia de magnesio en las hojas medias e inferiores de la planta desde el momento en que se dejaron las ramas de la fruta hasta el momento en que las hojas superiores se expandieron por completo. Después de la polinización, los síntomas se redujeron gradualmente desde las hojas inferiores hasta las hojas superiores hasta que se aliviaron.La razón de este fenómeno puede ser que el contenido de iones de magnesio en el suelo arenoso no era alto cuando se aplicó fertilizante con alto contenido de potasio cuando se dejaron las ramas de la fruta, por lo que la absorción de iones de magnesio fue inhibida por una gran cantidad de entrada de potasio. Además, la planta no quitó la parte superior en este período y la expansión de nuevas hojas requirió una cantidad considerable de magnesio, lo que provocó la deficiencia de magnesio en la planta.Sin embargo, una vez que se quita la parte superior de la planta, las hojas superiores se despliegan por completo. En este momento, el magnesio absorbido por el sistema radicular se redistribuye a las hojas medias e inferiores para aliviar los síntomas de la deficiencia de magnesio.
Fig.3 Hojas normales de melón Hami (izquierda) y hojas moteadas amarillentas (derecha)
Para verificar la inferencia anterior, se recolectaron en el campo las hojas en forma de motas y las hojas normales de tres variedades de melón Hami y se determinaron los contenidos de K y Mg en la materia seca de las hojas.Como puede verse en la tendencia, el contenido de potasio de las hojas moteadas es generalmente más alto, mientras que el contenido de magnesio es menor que el de las hojas normales, lo que indica que la interacción entre los iones de potasio y magnesio conduce a los síntomas de deficiencia de magnesio y hojas moteadas.
Tabla 6 Resultados diagnósticos de hojas de melón Hami
Además del potasio y el calcio, muchos otros cationes en el suelo también afectarán la absorción de magnesio, como Mn2 +, NH4 +, etc. De manera similar, existen interacciones similares entre aniones con la misma carga.La razón de su aparición está relacionada con el mecanismo de absorción de iones nutrientes del sistema radicular.
La absorción de nutrientes por las raíces ocurre en la interfaz de la raíz y el suelo. La absorción de iones de nutrientes es en realidad el transporte transmembrana a través de la membrana celular, y el transporte transmembrana de iones necesita la ayuda de los transportadores existentes en la biopelícula.Hay tres tipos de transportadores: canal, portador y bomba (como se muestra en la Figura 4).El transporte a lo largo de la dirección del gradiente de potencial electroquímico se denomina transporte pasivo y no necesita consumir energía. La difusión a través de canales y portadores es un transporte pasivo.El transporte en la dirección del gradiente de potencial electroquímico inverso se denomina transporte activo, que requiere consumo de energía (ATP), y el transporte a través de la bomba de iones es transporte activo.
Fig.4 Transportadores en biopelícula (diagrama esquemático)
Generalmente, Ca2 +, Mg2 +, K + y otros cationes ingresan a las células a través del transporte pasivo a lo largo de su gradiente electroquímico (el transporte activo también se puede realizar cuando la concentración de iones externos es baja), pero K + y Ca2 + ingresan principalmente a las células a través de las proteínas del canal, mientras que el Mg2 + entra en las células a través de las proteínas transportadoras.Los canales son un tipo de proteínas de membrana que forman canales selectivos en la membrana. Mientras los canales estén abiertos, el transporte de iones a través de la membrana es muy rápido.Sin embargo, la proteína transportadora no forma una estructura de poros completamente transmembrana. Primero debe unirse con el material transportado, luego sufrir cambios conformacionales y finalmente transportar los iones al otro lado de la membrana.El transporte de portadores es lento en comparación con el transporte por canales.
El mecanismo antagonista de K +, Ca2 + y NH4 + sobre la absorción de Mg2 + radica en la competencia del potencial negativo dentro de las células, mientras que el efecto antagonista del plasma de Mn2 + y Cu2 + sobre Mg2 + radica en la competencia de los sitios de unión. Por tanto, cuando la concentración de cationes externos es alta, se inhibirá la absorción de Mg2 + por las raíces.
Fig.5 Transportadores en el plasma y las membranas vacuolares de las células vegetales
En conclusión, la aplicación parcial de fertilizantes nitrogenados de potasio y amonio durante la fertilización, así como la aplicación de una gran cantidad de cal para regular la acidez del suelo, pueden agravar el fenómeno de deficiencia de magnesio en las plantas.Pero no todos los cationes son antagónicos, a bajas concentraciones promoverán la absorción mutua.Por tanto, es muy importante prestar atención a la aplicación equilibrada de nutrientes en el manejo del campo.
Suplementación de magnesio en plantas
Para complementar el magnesio, debemos tomar medidas específicas de acuerdo con las causas de la deficiencia de magnesio en las plantas.En vista de la deficiencia de magnesio en el suelo o el cultivo necesita una gran cantidad de magnesio, se debe agregar una cantidad adecuada de fertilizante de magnesio;En vista de la deficiencia de magnesio causada por el desequilibrio de los nutrientes del suelo, es necesario complementar racionalmente el fertilizante de magnesio y controlar la entrada de otros nutrientes.
El uso de fertilizante de magnesio.
Los fertilizantes de magnesio se pueden dividir en fertilizantes de magnesio solubles en agua, ligeramente solubles e insolubles según la solubilidad.El fertilizante de magnesio soluble en agua se disuelve rápidamente y es fácilmente absorbido por las plantas, como el sulfato de magnesio, el sulfato de potasio y magnesio, el cloruro de magnesio, etc.El fertilizante de magnesio microsoluble, como el fertilizante de fosfato de calcio y magnesio, polvo de dolomita, fosfato de magnesio y amonio, etc., tiene un efecto fertilizante lento y un efecto duradero.El fertilizante de magnesio insoluble, como la serpentina y la magnesita, es la materia prima para procesar el fertilizante de magnesio y la sal de magnesio. Generalmente, no se aplica directamente como fertilizante.
La selección del fertilizante de magnesio debe considerar las características de crecimiento de los cultivos, las condiciones del suelo y la conveniencia del manejo del campo.Para cultivos a largo plazo o como fertilizante base, se puede seleccionar un fertilizante de magnesio de acción prolongada con una ligera solubilidad, como el fosfato de calcio y magnesio o el fosfato de magnesio y amonio. El fosfato de calcio y magnesio es alcalino y desempeña un papel determinado en la regulación de la acidez del suelo.Para cultivos a corto plazo o como aderezo, se pueden seleccionar sulfato de magnesio y cloruro de magnesio. Las parcelas con instalaciones de riego se pueden aplicar en combinación con el sistema de riego.Para el alivio a corto plazo de los síntomas de deficiencia de magnesio en las plantas, también es posible complementar el fertilizante de magnesio a través de un fertilizante superior externo (fertilizante foliar). El sulfato de magnesio es un fertilizante de magnesio foliar común, y existen algunos productos orgánicos quelantes / complejantes del fertilizante de magnesio foliar en el mercado, como el alcohol de azúcar de magnesio, LSA-magnesio (magnesio complejado con lignosulfonato), etc., que tienen un mejor efecto de absorción foliar. .
La cantidad de aplicación de fertilizante de magnesio debe determinarse de acuerdo con el requerimiento de fertilizante del cultivo, el estado de nutrientes del suelo, la tasa de utilización de nutrientes y la demanda de nutrientes de la etapa.Producción, la aplicación general de fertilizante base mu 1-1.5 kg Mg, los síntomas de deficiencia de magnesio se pueden aplicar a 5-10 kg de sulfato de magnesio por mu, y luego observar el efecto.
Fertilización equilibrada
En vista de la inhibición competitiva de la absorción de Mg2 + por K +, Ca2 +, NH4 + y otros cationes del suelo en altas concentraciones, se debe evitar una gran cantidad de los nutrientes mencionados en el manejo de campo. Los nutrientes excesivos no solo agravarán la deficiencia de otros nutrientes, sino que también causarán una baja tasa de utilización de nutrientes y una fácil pérdida debido a la fertilización excesiva.Es una carga para la planta, el suelo, el medio ambiente y el costo de producción.
Para algunas frutas y melones de crecimiento rápido y cultivos con alta demanda de potasio a corto plazo, el magnesio y otros elementos deben complementarse al mismo tiempo, o el fertilizante de magnesio debe complementarse en el follaje para asegurar un suministro suficiente de magnesio cuando hay una gran cantidad de potasio. se agrega fertilizante.Cuando se usa cal para regular la acidez del suelo, es necesario considerar la influencia de una gran cantidad de calcio aportado sobre otros nutrientes y aumentar el aporte de fertilizante de magnesio de manera apropiada para mantener un suministro equilibrado de nutrientes en el suelo.
