水稻及黄瓜镁营养研究进展与计划课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/2/25,#,水稻及黄瓜镁,营养研究进展与计划,2019,年,8,月,6,日,水稻及黄瓜镁营养研究进展与计划2019年8月6日,1,汇报,内容,一、水稻及黄瓜对缺镁胁迫,的生理响应,二,、水稻及黄瓜镁调研,三、田间,镁肥,效应,四、主要进展及存在问题,五、下一步工作计划,汇报内容一、水稻及黄瓜对缺镁胁迫的生理响应,2,不同镁供应浓度对,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,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长的影响研究进展一：水稻及黄瓜对,3,不同镁供应浓度对水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,不同镁供应浓度对水稻及黄瓜生物量的影响研究进展一：水稻及黄瓜,4,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,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,5,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,0.98,mg/g,，,黄瓜,2.88,mg/g,镁缺乏条件下，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。,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,6,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生长的影响研究进展一：水稻及黄瓜对缺镁胁,7,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,CO,2,均显著,降低,。,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,8,CO,2,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,CO,2,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。,CO2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,9,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（,%,）,0.1mM,0.01mM,水稻,14.4 c,61.4 a,黄瓜,25.9 b,65.9 a,0.1mM,0.01mM,0.1mM,0.01mM,水稻,黄瓜,水稻,黄瓜,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,10,研究进展一：,水稻及黄瓜对缺镁胁迫的响应,Morph-physiology,Gas exchange,Chlorophyll fluorescence,Biochemical traits,水稻及黄瓜对轻度缺镁胁迫的响应,Rice,Cucumber,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-physi,11,研究进展一：,水稻及黄瓜对缺镁胁迫的响应,Morph-physiology,Gas exchange,Chlorophyll fluorescence,Biochemical traits,水稻及黄瓜对重度缺镁胁迫的响应,Rice,Cucumber,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。,研究进展一：水稻及黄瓜对缺镁胁迫的响应Morph-physi,12,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,22,个,市,(,县,),n=116,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,13,研究进展二：水稻及黄瓜镁,调研,施肥,状况,研究进展二：水稻及黄瓜镁调研施肥状况,14,土壤养分状况,研究,进展二：,水稻及黄瓜镁,调研,土壤养分状况研究进展二：水稻及黄瓜镁调研,15,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,(,32,22,N, 12029,E),如皋农业科学,研究所,。,土壤基础理化指标,pH,交换性镁,mgkg,-1,速效磷,mgkg,-1,速效钾,mgkg,-1,全氮,gkg,-1,有机质,gkg,-1,7.27,449,25.3,70.1,1.52,20.2,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,肥料,(,kg/ha),MgO,N,P,2,O,5,K,2,O,习惯施肥,0,300,75,90,优化施肥,-,Mg0,0,240,75,90,优化施肥,-,Mg1,10,240,75,90,优化施肥,-,Mg2,25,240,75,90,优化施肥,-,Mg3,40,240,75,90,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,16,水稻田间镁肥效应,产量,研究,进展三：田间镁肥,效应,水稻,施镁量,实际产量,镁累积量,镁肥吸收利用率,(,kg/h,a,),(,kg/h,a,),(kg/ha,),(%),习惯施肥,0,10116,a,30 a,OPT-Mg0,0,10250,a,27.6 a,OPT-Mg1,15,10466,a,29.1 a,14.4 a,OPT-Mg2,25,10223,a,29.8 a,8.8 a,OPT-Mg3,40,10283,a,29.8 a,5.5 a,习惯施肥,OPT-Mg0,OPT-Mg1,OPT-Mg2,OPT-Mg3,水稻田间镁肥效应产量研究进展三：田间镁肥效应水稻,17,水稻田间镁肥效应,土壤养分,研究进展三：田间镁肥,效应,水稻,铵态氮,mg/kg,硝态氮,mg/kg,速效磷,mg/kg,速效钾,mg/kg,交换镁,mg/kg,交换钙,mg/kg,pH,习惯施肥,1.06 a,9.3 a,19.6 a,71.2 a,363 a,1948 a,7.03 a,优化施肥,Mg0,1.01 a,9.8 a,14.5 a,74.8 a,383 a,1825 a,7.05 a,优化施肥,Mg1,1.04 a,9.5 a,17.0 a,73.2 a,382 a,2100 a,7.15 a,优化施肥,Mg2,1.03 a,9.2 a,15.8 a,71.0 a,400 a,1864 a,7.31 a,优化施肥,Mg3,1.02 a,10.0 a,18.7 a,79.0 a,403 a,1821 a,7.1 a,水稻收获期土壤理化指标,水稻田间镁肥效应土壤养分研究进展三：田间镁肥效应水稻,18,水稻田间镁肥效应,植株养分含量,研究进展三：田间镁肥,效应,水稻,水稻田间镁肥效应植株养分含量研究进展三：田间镁肥效应,19,水稻田间镁肥效应,植株养分累积量,研究进展三：田间镁肥,效应,水稻,水稻田间镁肥效应植株养分累积量研究进展三：田间镁肥效应,20,镁营养需求规律,研究进展三：田间镁肥,效应,水稻,镁营养需求规律研究进展三：田间镁肥效应水稻,21,试验,地,点,:,江苏省,如皋市袁桥镇,(,32,22,N, 12029,E),如皋农业科学,研究所,。,小麦,田间镁肥效应,试验方案,处理,肥料,(,kg/h,a,),Mg,N,P,2,O,5,K,2,O,习惯施肥,0,240,90,90,优化施肥,-,Mg0,0,200,90,90,优化施肥,-,Mg1,10,200,90,90,优化施肥,-,Mg2,25,200,90,90,优化施肥,-,Mg3,40,200,90,90,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,试验地点:江苏省如皋市袁桥镇(3222N, 12029,22,施镁对小麦生长的影响,习惯施肥,OPT-Mg0,OPT-Mg1,OPT-Mg2,OPT-Mg3,研究进展三：田间镁肥,效应,小麦,施镁对小麦生长的影响习惯施肥OPT-Mg0OPT-Mg1OP,23,小麦产量,穗数,穗粒数,千粒重,实际产量,（10,4,/ha）,(g),(,kg/ha),习惯施肥,36514,43.82.4,48.91.5,7057521,OPT-Mg0,34310,43.41.9,51.91.9,6990155,OPT-Mg1,35614,45.81.7,50.32.5,7036170,OPT-Mg2,36021,44.23.9,51.41.4,7184545,OPT-Mg3,35612,46.21.9,51.21.9,7548380,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,小麦产量穗数穗粒数千粒重实际产量（104/ha）,24,黄瓜田间镁肥效应,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,施肥量（,kg/ha),N,P,2,O,5,K,2,O,MgO,农民习惯,600,150,210,0,优化,350,150,210,0,优化,+,Mg1,350,150,210,60,优化,+,Mg2,350,150,210,120,优化,+,Mg3,350,150,210,180,研究进展三：田间镁肥,效应,黄瓜,黄瓜田间镁肥效应试验方案时间：2018年8月中旬处理施肥,25,黄瓜田间镁肥效应,植株,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,0,29.11.5b,-,优化,+Mg1,60,32.82.0a,3.82.1a,优化,+Mg2,120,23.30.9c,1.641.8b,优化,+Mg3,180,24.72.4c,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。,黄瓜田间镁肥效应植株养分研究进展三：田间镁肥效应黄瓜,26,黄瓜田间镁肥效应,试验,方案,调整,研究进展三：田间镁肥效应,黄瓜,土壤基础理化指标,pH,速效磷,mgkg,-1,速效钾,mgkg,-1,交换性镁,mgkg,-1,交换性钙,mgkg,-1,有机质,gkg,-1,5.64,39.42,199,328,2417,22.3,试验方案,处理,肥料（,kg/ha）,N,P,2,O,5,K,2,O,MgO,（土施）,MgSO,4,.7H,2,O,（喷施）,不施氮,600,150,210,0,0,农民习惯,350,150,210,0,0,优化,350,150,210,0,0,优化,+,Mg1,350,150,210,30,0,优化,+,Mg2,350,150,210,60,0,优化,+,Mg3,350,150,210,90,0,优化,+,叶面肥,1,350,150,210,0,2%,优化,+,叶面肥,2,350,150,210,0,4%,优化,+,叶面肥,3,350,150,210,0,6%,优化,+,Mg1+,叶面肥,350,150,210,30,4%,优化,+,Mg1+,叶面肥,350,150,210,60,4%,优化,+,Mg1+,叶面肥,350,150,210,90,4%,注：,叶面肥初果期开始喷施，每个小区每次喷施,1L,，喷施,3,次。,黄瓜田间镁肥效应试验方案调整研究进展三：田间镁肥效应,27,黄瓜果实生长,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,黄瓜果实生长动态变化PS：横坐标为黄瓜生长天数，纵坐标为黄瓜,28,黄瓜果实生长,动态变化,研究进展三：田间镁肥效应,黄瓜,黄瓜果实生长动态变化研究进展三：田间镁肥效应黄瓜,29,土壤养分含量,研究进展三：田间镁肥效应,黄瓜,黄瓜成熟期,耕层,土壤理化指标,土壤养分含量研究进展三：田间镁肥效应黄瓜黄瓜成熟期耕层土,30,黄瓜产量,、,生物量及品质,研究进展三：田间镁肥效应,黄瓜,黄瓜产量、生物量及品质研究进展三：田间镁肥效应黄瓜,31,黄瓜植株,养分含量,研究进展三：田间镁肥效应,黄瓜,黄瓜植株养分含量研究进展三：田间镁肥效应黄瓜,32,黄瓜植株,养分累积量,研究进展三：田间镁肥效应,黄瓜,黄瓜植株养分累积量研究进展三：田间镁肥效应黄瓜,33,镁研究工作进展,一、镁营养生理研究,1,.,比较了水稻及黄瓜对缺镁胁迫响应的差异,2.,发现了水稻及黄瓜缺镁胁迫临界值,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,二、镁调研工作,1.,已完成江苏省水稻及黄瓜调研工作,2.,完成调研土壤及植株样品采集及测定,3.,已提交报告及土样,三、田间镁肥效应,1.,已开展一季水稻、一季小麦、两季黄瓜田间实验,2.,已,完成土壤及植株样品基本指标测定,镁研究工作进展一、镁营养生理研究,34,镁研究工作进展,农资导报,1,篇；提交,3,篇英文年度进展报告,3rd International Symposium on,Magnesium,2018.11.25-28,广州,青土会镁专场,2019.5.24-27,安徽 蚌埠,英国利兹大学,Les G.,Firbank,教授田间参观,2019.4.18,江苏 如皋,(,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. Kailiu,Xie, Xusheng Meng, Min Wang, Shiwei Guo*. Different physiological responses of monocots and dicots plants to magnesium. (in preparation),论文,情况,镁研究工作进展农资导报1篇；提交3篇英文年度进展报告3rd,35,存在问题及解决方案,存在问题：,1,.,江苏省黄瓜种植区域比较少，黄瓜调研结果缺乏代表性；,2.,江苏土壤,不缺镁,，施,镁增产效果不,明显，效果不稳定。,解决方案：,1.,重点关注江苏省,代表性的作物，以水稻和小麦,为主；,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。,存在问题及解决方案存在问题：,36,下一步工作,计划,一、水稻及黄瓜对缺镁胁迫的响应,1,.,比较老叶与新叶镁,的再利用能力及转运效率；,2,.,从组织,及细胞水平揭示不同形态镁的分配能力；,3.,进一步揭示水稻及黄瓜对,缺镁胁迫的光合响应,机制；,4.,揭示植物中镁与其他元素（氮）的相互关系。,二、,水稻及,黄瓜田间,镁肥效应,1.,关注镁对作物品质的影响（正在开展）；,2.,研究镁对水稻及黄瓜影响的内在机制。,下一步工作计划一、水稻及黄瓜对缺镁胁迫的响应,37,谢谢！,敬请批评,指正！,谢谢！敬请批评指正！,38,