二、镁元素的缺乏症状及发生原因

（一）土壤离子间相互作用导致的缺镁

土壤各营养元素间存在相互作用，镁离子是阳离子，土壤中其它阳离子的含量过高会抑制镁离子的吸收，发生离子间的拮抗作用。在酸性土壤上，发生缺镁症状可能不仅仅是因为土壤镁含量低，还有可能是土壤中的H+、Al3+含量过高。在高产农业体系中，钾肥的大量投入是造成植物缺镁的重要原因。

表5 添加K+和Ca2+（0.25mM）对大麦苗吸收Mg2+的影响

Schimansky等(1981)用大麦做的一个培养实验，用28Mg做同位素标记，在培养液中添加钙离子和钾离子，一段时间后测定大麦根系和地上部的镁离子含量。结果显示（表5），相较于单独供应镁离子，增加钙离子后大麦根系和地上部的镁离子吸收量明显下降，同时增加钙离子和钾离子供应，极大地减少了大麦根系和地上部中镁离子的含量，表明Ca2+、K+等阳离子的存在抑制了根系对Mg2+的吸收。

图2 哈密瓜叶片缺镁早期症状

钾镁拮抗的现象在田间经常能观察到。在海南的哈密瓜种植中，从留坐果枝到顶部叶片完全展开，这期间能观察到植株的中下部叶片出现缺镁斑驳的症状，在授粉后逐渐由底部叶片向上部叶片症状逐渐减轻直到解除。这种现象发生的原因有可能是，从留坐果枝时，开始施用高钾的肥料，砂质土中镁离子含量本来就不高，大量钾的投入抑制了镁离子的吸收，而且这一时期植株没有摘顶，新叶的展开需要相当数量的镁，造成植株缺镁。而在植株摘顶后，顶部叶面全部展开，此时根系吸收的镁再分配到中下部叶片中，解除缺镁症状。

图3 哈密瓜正常叶片（左）和黄化斑驳叶片（右）

为了验证以上推断，在田间采集了三个哈密瓜品种的斑驳状叶片和正常叶片，测定叶片干物质中钾镁含量。从趋势上可以看出，出现斑驳的叶片钾的含量一般较高，而镁的含量均低于正常叶片中的含量，说明钾镁离子间的相互作用导致了叶片出现缺镁斑驳的症状。

表6 哈密瓜叶片诊断结果

除了钾和钙以外，土壤中过多的其它阳离子也会影响到镁的吸收，例如Mn2+、NH4+等，同样的同电荷的阴离子之间也存在类似的相互作用。其发生原因，与根系对养分离子的吸收机制有关。

根系对养分的吸收发生在根土界面上，养分离子的吸收实际上是穿透细胞膜的跨膜运输，离子的跨膜运输需要借助存在于生物膜上的转运蛋白完成。转运蛋白包括3种类型：通道（channel）、载体（carrier）和泵（pump）（如图4所示）。沿着电化学势梯度方向转运的称为被动运输，不需要消耗能量，通过通道和载体扩散的属于被动运输；逆电化学势梯度方向转运的称为主动运输，需要消耗能量（ATP），通过离子泵转运的属于主动运输。

图4 生物膜上的转运蛋白（示意图）

一般Ca2+、Mg2+、K+等阳离子进入细胞是沿它们的电化学梯度进行的被动运输（在外界离子浓度低时也可进行主动运输），但K+和Ca2+主要通过通道蛋白进入细胞，Mg2+通过载体蛋白进入细胞。通道是一种类膜蛋白，它们在膜上形成选择性的孔道，只要孔道开放，离子的跨膜运输非常迅速；而载体蛋白没有形成完全跨膜的孔道结构，需要先与被运输物质结合，再发生构象变化，最终将离子转运到膜的另一侧。载体运输相较于通道运输，速度很慢。

K+、Ca2+和NH4+等对Mg2+吸收的拮抗机理，在于竞争细胞内部的负电势，而Mn2+、Cu2+等离子对Mg2+的拮抗作用在于竞争结合位点，因此外界阳离子浓度较高时，会抑制根系对镁离子的吸收。

图5 植物细胞中质膜和液泡膜上的转运蛋白

综上所述，在施肥时偏施钾肥、铵态氮肥，以及施入大量的石灰调节土壤酸性，都有可能加剧植株缺镁的现象。但不是所有的情况下阳离子间都是拮抗作用，在低浓度下反而会促进相互吸收。因此，在田间管理上注重养分的均衡施入显得尤为重要。

三、植物镁的补充途径

镁元素的补充，要根据植物发生缺镁的原因采取针对性的措施。针对土壤缺镁或者作物需镁量大的情况，要适量补充镁肥；针对土壤养分不平衡造成的缺镁，除了要合理补充镁肥外，还要控制其它养分的投入。

（一）施用镁肥

镁肥按照溶解性可分为水溶性、微溶性和难溶性镁肥。水溶性镁肥溶解快、易被植物吸收，如硫酸镁、硫酸钾镁、氯化镁等；微溶性镁肥肥效慢，持效性长，如钙镁磷肥、白云石粉、磷酸镁铵等；难溶性镁肥，如蛇纹石、菱镁矿等，是加工镁肥和镁盐的原料，一般不做肥料直接施用。

选择镁肥的种类，要考虑作物的生育特征、土壤情况以及田间管理的便利性。对于长期作物或者作为基肥使用，可以选择微溶性的长效镁肥，如钙镁磷肥或磷酸镁铵等，钙镁磷肥是碱性的，对于调节土壤酸性有一定的作用；对于短期作物或者作为追肥使用，可以选择硫酸镁、氯化镁等，具有灌溉设施的地块，可以结合灌溉系统施用。短期缓解植物的缺镁症状，还可以通过根外追肥（叶面肥）补充镁肥，硫酸镁是常见的叶面镁肥，市售的叶面镁肥还有一些有机螯合/络合的产品，例如糖醇镁、LSA-镁（木质素磺酸络合镁）等，叶面吸收的效果更佳。

镁肥的施用量，要根据作物的需肥量、土壤的营养状况、养分利用率和阶段营养需求综合来决定。生产上，一般基肥亩施用1-1.5kg Mg即可，发生缺镁症状可每亩施用5-10公斤左右的硫酸镁，再观察效果。

（二）均衡施肥

鉴于K+、Ca2+、NH4+等多种土壤阳离子在浓度较高时对Mg2+的竞争性吸收抑制，在田间管理中要避免单次投入大量的上述养分，过量的养分不仅会加剧对其它营养元素的缺乏症状，而且过量施肥养分利用率低、易损失，对植株、土壤、环境以及生产成本都是负担。

对于一些速生性的瓜果类，短期需钾量高的作物，在补充大量钾肥的情况下，要同时补充镁等其它元素，或者叶面补充镁肥，保证镁元素供应充足。利用石灰调节土壤酸性的，也要考虑到大量钙的投入对其它营养元素的影响，适量增加镁肥的投入，以维持土壤均衡的养分供应。