李丹萍 劉敦一，2 張白鴿 楊 敏 李文麗 石孝均，2，4陳新平，2 張躍強，2，4?

（1 西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400716）

（2 西南大學(xué)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，重慶 400716）

（3 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，廣州 510640）

（4 國家紫色土肥力與肥料效益監(jiān)測基地，重慶 400716）

鎂是植物光合作用所必需的礦質(zhì)營養(yǎng)元素，約占植物干重的0.05%～0.7%。不同植物對鎂的需求量不同，水稻、小麥等禾本科作物需鎂較少，茶、煙等葉用作物需鎂較多［1］。同時，植物各器官中鎂含量高低也有差異，通常情況下，種子最高，莖、葉次之，根系最少［2］。作物缺鎂將導(dǎo)致作物的光合作用減弱甚至中斷，造成作物減產(chǎn)、品質(zhì)降低等后果［3］。

植物體中的鎂主要來源于土壤。白由路等［4］對全國土壤的有效鎂含量進行了調(diào)查，結(jié)果表明，我國土壤有效鎂含量基本上呈北高南低的趨勢，其中，有54%的土壤鎂含量偏低（低于120 mg·kg-1），需要施用鎂肥，并主要分布在我國南方。鎂在農(nóng)業(yè)土壤中的去向主要包括作物帶走、土壤固持、淋失損失［5］以及地表徑流［6］，但有關(guān)各去向的定量研究較少。從化學(xué)特性而言，與鉀、鈣及銨離子相比，鎂原子半徑小但水合半徑大，這導(dǎo)致土壤對鎂的結(jié)合能力相對較弱而在土壤中的移動性更強［5］。Ylaranta等［7］研究不同土地利用方式下不同質(zhì)地土壤鎂素淋失時發(fā)現(xiàn)，鎂淋失總量平均達(dá)136 kg·hm-2，而被植物吸收帶走的鎂量平均為40 kg·hm-2。在波蘭開展的研究監(jiān)測了農(nóng)田小流域徑流中鎂的周年排放，受降雨量、排灌系統(tǒng)和施肥強度的影響每年徑流排放的鎂有4.8～41.6 kg·hm-2［8］。盡管相關(guān)文獻較少，但這些結(jié)果足以說明作物鎂素營養(yǎng)管理必須考慮鎂在土壤中的遷移和淋洗特征。

不同類型的鎂肥在不同土壤中的遷移和淋洗特征不同。有研究結(jié)果表明，Mg2+的淋失量隨降雨量的增加而增加，降雨量大是造成熱帶地區(qū)紅壤鎂素貧乏的重要原因［9］。我國南方地區(qū)溫度高、雨熱同季，土壤長期受到強烈的風(fēng)化淋溶侵蝕，土壤溶液中的鹽基離子如鈣、鎂等極易發(fā)生淋失［10］，致使土壤中含鎂量嚴(yán)重不足，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分元素不平衡，影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)［11］。實際生產(chǎn)中，人們通過施用鎂肥來增加土壤有效鎂含量進而矯正作物缺鎂，然而不同鎂肥類型對鎂淋失也有很大影響。李延等［12］利用氯化鎂、硫酸鎂以及鈣鎂磷肥對山地龍眼園土壤鎂素淋失特點進行模擬研究，結(jié)果表明，三種鎂肥相比較，氯化鎂處理Mg2+的淋失量分別為鈣鎂磷肥和硫酸鎂的2.32倍和1.50倍。土壤鎂淋失除與降雨量、鎂肥施用［13］等因素有關(guān)外，不同類型的土壤質(zhì)地對土壤鎂淋失也有重要影響。陳海均等［14］在三種不同質(zhì)地的土壤上通過滴施不同濃度的硫酸鎂溶液研究土壤質(zhì)地對鎂移動分布的影響，發(fā)現(xiàn)黏粒含量較高的土壤具有較高的吸附量，而在通透性較好的壤土，滴施鎂肥后Mg2+容易隨灌溉水向下運動，淋失量增大［15］。由此看出，土壤質(zhì)地較輕，土壤交換性鎂容易淋失，而質(zhì)地黏重的土壤交換性鎂則易累積［16］。

綜合國內(nèi)外文獻可知，目前國內(nèi)外關(guān)于鎂素研究主要集中在鎂的營養(yǎng)生理、鎂肥效應(yīng)以及各淋失因素對鎂素在土壤中遷移的影響，而有關(guān)不同鎂肥在不同土壤中的淋溶特征研究較少，不利于生產(chǎn)實踐中鎂肥類型的正確選擇。我國南方地區(qū)高溫多雨，土壤淋溶是土壤和作物缺鎂的關(guān)鍵因素之一［17］。因此，明確我國南方典型缺鎂土壤上常用鎂肥的淋溶特征，對合理選擇鎂肥種類及科學(xué)施用具有重要的指導(dǎo)意義。為此，本文通過室內(nèi)土柱模擬實驗，探究了4種不同類型鎂肥在我國南方地區(qū)廣泛分布的黃壤、酸性紫色土和紅壤中的遷移和淋洗特征，以期為鎂肥在南方缺鎂土壤上的合理施用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

根據(jù)我國主要土壤類型及分布選取了南方三種典型的酸性缺鎂土壤（表1）。其中，黃壤采自重慶市涪陵區(qū)，依據(jù)國際制土壤質(zhì)地與我國質(zhì)地分類，該黃壤質(zhì)地為粉砂質(zhì)壤土；紫色土采自重慶市南川區(qū)，土壤質(zhì)地為黏壤土；紅壤采自廣東省湛江市，土壤質(zhì)地為壤質(zhì)黏土。土壤樣品風(fēng)干后，過1 mm篩備用。三種土壤的主要化學(xué)性質(zhì)如表1所示。

1.2 試驗設(shè)計及方法

試驗選用3種土壤，每種土壤分別設(shè)5個處理：處理1，正常施肥但不添加鎂肥（CK），氮肥（N）、磷肥（P2O5）和鉀肥（K2O）施用量分別為150、100和150 mg·kg-1，氮肥由尿素提供，磷肥為過磷酸鈣，鉀肥由硫酸鉀提供；處理2，在處理1的基礎(chǔ)上添加氧化鎂（MgO）；處理3，在處理1的基礎(chǔ)上添加改性硫酸鎂（MgSO4）（產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)號：Q/HKS 02.01-2017，肥料pH為8～10，含部分氧化鎂，德國鉀鹽公司生產(chǎn)）；處理4，在處理1的基礎(chǔ)上添加鈣鎂磷肥（CaMgP）；處理5，在處理1的基礎(chǔ)上添加硫酸鉀鎂（KMgS）（硫酸鉀鎂肥中鉀（K2O）、鎂（MgO）含量分別為140 g·kg-1和60 g·kg-1）。處理2～5中鎂肥施用量以氧化鎂含量計算，均為100 mg·kg-1，施用總量基于整個土柱土壤總量計算，但按施肥習(xí)慣僅施在0～15 cm土層。每個處理設(shè)3次重復(fù)，試驗總計45個土柱。

室內(nèi)模擬土柱［18］裝置采用內(nèi)徑7.5 cm，高55 cm的硬質(zhì)聚氯乙烯管（PVC），并按如下過程設(shè)置：首先，在土柱管底部鋪2 cm厚的粒徑為0.5～1.0 cm、經(jīng)2.0 mol·L-1鹽酸浸泡過夜并用蒸餾水洗凈的干燥石英砂，并在底部管口處和砂粒與土壤接觸面分別鋪上一層200目的尼龍網(wǎng)；然后，分3層標(biāo)記并裝土，即0～15、15～30和30～50 cm各一層，土壤容重1.3 g·cm-3，每個土柱總共裝土2 000 g；最后，土樣上端再鋪一層約2 cm的石英砂，壓實土柱壁邊緣的土壤，以保證溶液能夠均勻地流入土柱。各處理土柱肥料的加入方法是將所需肥料與0～15 cm土層的土壤混合均勻后，填裝在土柱上層。淋洗液用大漏斗承接于250 mL塑料瓶中。

表1 三種南方典型缺鎂土壤的基本理化性狀Table 1 Basic physical and chemical properties of the three types of Mg-deficient soils typical of South China

淋溶試驗開始前，用去離子水調(diào)節(jié)土柱水分含量至65%田間持水量，于25℃下恒溫預(yù)培養(yǎng)7 d。隨后，采用間歇淋溶法進行土柱淋溶試驗，每次加入去離子水400 mL（以土柱面積及降水量計算，相當(dāng)于模擬降雨量90 mm），共淋溶11次，持續(xù)60 d，總計模擬降雨量約1 000 mm，接近我國南方各省市年均降雨量的下限。

試驗期間，每6天收集一次滲漏液，量取其體積，水樣用作溶液pH及鎂含量測定。根據(jù)滲漏液體積和滲漏液鎂濃度計算土柱鎂元素的淋失量。試驗結(jié)束后，按標(biāo)記的0～15、15～30 和30～50 cm土層采樣，風(fēng)干后測定土壤交換性鎂含量及土壤pH。

1.3 分析測定

土壤pH用酸度計（pHS-3C，方舟科技，成都）（水∶土=2.5∶1）測定；土壤有機質(zhì)用重鉻酸鉀-硫酸外加熱氧化法測定；土壤交換性鎂用醋酸銨浸提—原子吸收光譜法（TAS-990，普析通用，北京）測定；陽離子交換量用醋酸銨方法測定。淋洗液鎂濃度用原子吸收分光光度法測定，pH用酸度計測定［19］。采用如下公式計算施鎂處理中鎂肥淋失率和鎂肥固定率：

鎂肥淋失率=（施鎂處理的鎂淋失量 - CK處理的鎂淋失量）÷施鎂量×100%

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鎂肥固定率=（施鎂量 - 土壤交換性鎂增量 -鎂淋失量）÷施鎂量×100%

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010、SigmaPlot 12. 5軟件對數(shù)據(jù)進行處理和繪圖，采用 SAS V8統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進行差異顯著性檢驗（最小顯著差異（LSD）法）。

2 結(jié) 果

2.1 淋洗結(jié)束后土壤pH及交換性鎂含量變化

三種土壤淋溶2個月后，不同鎂肥處理對土壤pH的影響不同（圖1）。與CK相比，改性硫酸鎂與鈣鎂磷肥處理顯著提高了三種土壤0～15 cm土層的pH，其余鎂肥處理與CK無顯著差異。本試驗中改性硫酸鎂和鈣鎂磷肥均呈堿性，施入土壤后可提高土壤pH進而改善土壤酸化狀況，起到與施用石灰類似的作用［20］。改性硫酸鎂與鈣鎂磷肥阻控土壤酸化的作用在15～30、30～50 cm土層也有體現(xiàn)，但程度遠(yuǎn)小于施鎂的表層土壤。

氧化鎂對三種土壤不同土層的土壤pH影響不顯著（圖1），可能與氧化鎂微溶于水，淋洗周期內(nèi)未能對土壤pH產(chǎn)生顯著影響。硫酸鉀鎂處理有降低紫色土0～15、15～30 cm土層pH的趨勢，主要原因是硫酸鉀鎂肥本身是一種強酸中堿性鹽［21］的肥料，施入土壤后會使土壤中積累較多的H+，使土壤向酸性發(fā)展［22］。

圖1 不同鎂肥處理對三種土壤不同土層土壤pH的影響Fig. 1 Effects of application of magnesium fertilizers on soil pH relative to type of fertilizer, soil layers and type of soil

施用鎂肥顯著提高了三種土壤的交換性鎂含量，經(jīng)過60 d的淋洗，不同鎂肥在三種土壤剖面中的固持和遷移特征不同（表2）。三種土壤施鎂土層（0～15 cm）交換性鎂含量從20.0～96.3 mg·kg-1提高至97.5～511.3 mg·kg-1。其中，改性硫酸鎂在三種土壤0～15 cm土層中的有效性最高，并促進了一部分緩效鎂的釋放，淋洗實驗結(jié)束后黃壤、紫色土和紅壤0～15 cm土層的交換性鎂含量分別占總土柱土壤的53.5%、61.9%和47.8%；其次是鈣鎂磷肥、氧化鎂和硫酸鉀鎂，這可能與四種鎂肥中改性硫酸鎂溶解性最好有關(guān)。根據(jù)表2中各土層土壤交換性鎂的變化量可知，氧化鎂、改性硫酸鎂和硫酸鉀鎂在三種土壤中均表現(xiàn)出較強的遷移能力，經(jīng)過60 d淋洗，未施用鎂肥土層（15～50 cm）中有效鎂含量均較對照顯著增加，增加幅度在17.9～105.4 mg·kg-1。鈣鎂磷肥能增加黃壤和紅壤中未施用鎂肥土層的有效鎂含量，但降低了紫色土中未施用鎂肥土層的有效鎂含量。

2.2 不同鎂肥處理對淋洗液體積和鎂濃度的影響

不同鎂肥處理在同一土壤上同一時間的淋洗量差異不大，而同一鎂肥處理在三種土壤上同一時間的淋洗液體積大小依次為：紫色土（黃壤）、紅壤。紫色土的淋洗量在第一次淋洗即達(dá)到淋洗量峰值；而黃壤和紅壤上的淋洗量均在第二次達(dá)到淋洗峰值，且均隨著時間的推移逐漸降低并趨于平緩。方差分析結(jié)果也表明，在整個淋洗實驗期間，土柱淋洗液的淋洗量與土壤類型具有極顯著的相關(guān)關(guān)系。

圖2是不同時間土柱淋洗液中Mg2+濃度變化曲線，可以看出，不同鎂肥處理在整個淋洗實驗期間均存在Mg2+的淋失。不同鎂肥處理淋洗液中Mg2+的濃度因淋洗天數(shù)及土壤類型不同而有顯著差異，這與前人的研究結(jié)果類似［23］。其中，鈣鎂磷肥處理與CK處理淋洗液Mg2+濃度差異不顯著。氧化鎂與改性硫酸鎂處理在黃壤及紫色土上有較大的淋洗潛力，紅壤上硫酸鉀鎂肥淋洗Mg2+濃度顯著高于其他處理。結(jié)合表3可知在黃壤上，CK處理淋洗液Mg2+濃度在第7天達(dá)到峰值；而紫色土上CK處理淋洗液Mg2+濃度達(dá)到峰值需19 d，紅壤最遲為39 d。

表2 不同鎂肥處理對三種土壤不同土層中交換性鎂分布的影響Table 2 Effects of application of magnesium fertilizers on distribution of exchangeable magnesium relative to type of fertilizer, soil layers and type of soil

圖2 三種土壤上不同施鎂處理淋洗液鎂濃度曲線Fig. 2 Mg2+ concentration curves of the leachates from repacked soil columns relative to treatment

三種土壤上不同鎂肥處理對淋洗液pH無顯著影響（數(shù)據(jù)略）。總體而言，淋洗液的pH基本上為中性或堿性，這可能是土壤膠體上吸附的鹽基離子與淋洗液中的H+發(fā)生交換反應(yīng)，使H+被土壤膠體所吸附，淋洗液中H+減少而鹽基離子增加導(dǎo)致淋洗液pH較原土壤升高［24］。

2.3 不同鎂肥處理對三種土壤鎂累積淋失量的影響

隨著淋洗實驗的進行，各施肥處理的鎂累積淋失量呈現(xiàn)增加的趨勢，鎂累積淋失速率表現(xiàn)為先快而后趨于平緩（圖3）。方程y=a(1–e(-b×x))能擬合三種土壤中鎂累積淋失動態(tài)，相關(guān)系數(shù)均大于0.990，達(dá)到了極顯著水平。因此，可利用上述方程得到具有物理學(xué)意義的不同鎂肥處理下三種土壤上的最大鎂累積淋失量。等量施鎂條件下，黃壤上不同鎂肥處理鎂累積淋失量由高到低依次為：KMgS ＞ MgSO4＞ MgO ＞ CK ＞ CaMgP，通過計算得到黃壤上各處理鎂累積淋失量為104.9～243.8 kg·hm-2。本試驗條件下，鈣鎂磷肥處理的鎂淋失量最少，甚至低于CK處理，而方程擬合表明，淋洗實驗進行到第94天時鈣鎂磷肥處理的鎂累積淋失量將高于CK處理，但達(dá)到最大淋洗量所需的時間需要1 640 d左右，有效期在黃壤上最長，也證明鈣鎂磷肥中的鎂不易淋失［12］。紫色土各處理的鎂累積淋失量與黃壤接近，不同鎂肥處理鎂累

積淋失量表現(xiàn)為：MgO ＞ KMgS ＞ MgSO4＞ CK ＞CaMgP，通過計算得到各處理鎂累積淋失量范圍在119.3～205.5 kg·hm-2，且硫酸鉀鎂處理在紫色土上有效期最長約為1 330 d。紅壤上各鎂肥處理累積淋失量均較少，其中，硫酸鉀鎂肥累積淋失量顯著高于其他處理，利用擬合方程計算得到硫酸鉀鎂肥的最大累積淋失量可達(dá)到181.5 kg·hm-2，但達(dá)到最大值需要11 604 d左右。

表3 不同鎂肥處理淋洗液鎂濃度與施肥后天數(shù)間的回歸方程Table 3 Regression equations expressing relationship between Mg2+ concentration of the leachates and days after the treatment

圖3 不同鎂肥處理在三種土壤上的鎂累積淋失量Fig. 3 Accumulated leaching of magnesium in three soils relative to type of magnesium fertilizer applied

2.4 不同鎂肥處理對三種土壤鎂淋失率的影響

圖4 不同鎂肥處理在三種土壤上的鎂淋失率Fig. 4 Mg2+ leaching rate in the three types of soils relative to type of magnesium fertilizer applied

如圖4所示，三種土壤上淋洗60 d后鎂肥淋失率在-7.4%～55.6%之間。同時，結(jié)合主體間效應(yīng)檢驗的方差分析表得知，鎂淋失率與土壤類型及鎂肥種類存在極顯著的相關(guān)關(guān)系。黃壤上施用氧化鎂、改性硫酸鎂和硫酸鉀鎂的淋失率分別達(dá)到33.1%、42.2%和55.6%，而施用鈣鎂磷肥的淋失率為-6.1%，說明鈣鎂磷肥增加了土壤對鎂的固持。紫色土與黃壤上的結(jié)果類似，但兩者均顯著高于紅壤中的鎂淋失率。

根據(jù)施鎂量、土壤交換性鎂含量增量（含水溶態(tài)鎂）及鎂淋失量，可得到鎂肥固定率（表4）。氧化鎂在黃壤和紅壤上的鎂固定率相似，為30%左右，兩者均明顯大于紫色土的固定率。通過表4可知，鈣鎂磷肥在紫色土中的鎂固定率最高，其次是紅壤和黃壤。三種土壤中紫色土對硫酸鉀鎂肥的固定率最低（表4）。改性硫酸鎂在三種土壤上的鎂固定率均為負(fù)值。

3 討 論

3.1 不同鎂肥在三種土壤上的遷移

施用鎂肥顯著提高了三種土壤各土層的交換性鎂含量，經(jīng)過60 d的淋洗，不同鎂肥在三種土壤剖面中的固持和遷移特征不同。三種土壤類型中，紫色土0～15 cm土層的交換性鎂含量提高幅度最大，這與紫色土黏土礦物中含有對鎂結(jié)合能力較高的蒙脫石、陽離子交換量大、對鎂有較強的吸附能力［25］有關(guān)。根據(jù)各土層土壤交換性鎂的變化量可知，氧化鎂、改性硫酸鎂和硫酸鉀鎂在三種土壤中均表現(xiàn)出較強的遷移能力，這是因為改性硫酸鎂溶解性較好，相比其他三種鎂肥更易在土壤中遷移淋失；而硫酸鉀鎂肥由于肥料中含有鉀元素，K+與Mg2+置換，減少了Mg2+被土壤吸附［26］進而加速了鎂的遷移。鈣鎂磷肥能增加黃壤和紅壤中未施用鎂肥土層的有效鎂含量，但降低了紫色土中未施用鎂肥土層的有效鎂含量?？赡艿脑蚴氢}鎂磷肥中鎂雖以非水溶態(tài)的Mg3(PO4)2形式存在，溶解度較低［27］，但施用在酸性土壤上有利于肥料中鎂素的釋放，而紫色土本身CEC較大，膠體吸附位點多［28］，致使鎂在紫色土中遷移較慢，因此，對紫色土中未施用鎂肥土層的有效鎂含量無顯著影響。

表4 三種土壤上不同鎂肥處理的鎂肥固定率Table 4 Mg fixation rate of in the three types of soils relative to type of Mg fertilizer applied/%

3.2 不同鎂肥在三種土壤上的淋失

影響土壤中鎂淋失的因素很多，不同質(zhì)地的土壤之間理化性質(zhì)存在差異，對外源鎂肥淋失的影響也不同。經(jīng)過60 d間歇淋洗，發(fā)現(xiàn)同一鎂肥處理在三種土壤上同一時間的淋洗液體積大小依次為：紫色土（黃壤）、紅壤，即在質(zhì)地較輕的紫色土和黃壤上易發(fā)生淋失（表1）。以淋洗天數(shù)為橫坐標(biāo)，淋洗液鎂濃度為縱坐標(biāo)擬合曲線建立方程，并通過擬合方程進行計算也證明了這一點（圖2）。在黃壤上，CK處理淋洗液Mg2+濃度在第7天達(dá)到峰值，說明Mg2+在黃壤中很容易淋失；而紫色土上CK處理淋洗液Mg2+濃度達(dá)到峰值需19 d，紅壤最遲為39 d。在三種土壤中鈣鎂磷肥處理與CK處理淋洗液Mg2+濃度差異不顯著，可見鈣鎂磷肥中的鎂不易淋失，這與前人的研究一致［12］；而氧化鎂與改性硫酸鎂處理在黃壤及紫色土上有較大的淋洗潛力，紅壤上硫酸鉀鎂肥淋洗Mg2+濃度顯著高于其他處理。試驗中的黃壤為粉砂質(zhì)壤土，紫色土為黏壤土，紅壤為壤質(zhì)黏土，而物理性黏粒的多少決定了土壤的吸附強弱［29］，黏粒含量較高的土壤具有較高的吸附量，鎂淋失易發(fā)生在具有高滲透率的疏松結(jié)構(gòu)的砂質(zhì)土壤和堿基含量低的酸性土壤中［30］，這可能是導(dǎo)致CK處理在三種土壤上淋洗液Mg2+濃度達(dá)到峰值時間出現(xiàn)差異的原因。

利用方程y=a(1–e(-b×x))能擬合三種土壤中鎂累積淋失動態(tài)，可得到具有物理學(xué)意義的不同鎂肥處理下三種土壤上的最大鎂累積淋失量。等量施鎂條件下，通過計算得到黃壤上各處理鎂累積淋失量為104.9～243.8 kg·hm-2；紫色土上各處理的鎂累積淋失量略低于黃壤；紅壤上各鎂肥處理累積淋失量均較少。這是由于紫色土的土壤陽離子交換能力強于紅壤和黃壤，由于在土壤陽離子交換能力較弱時，淋失更為嚴(yán)重［31］，因此，各鎂肥處理在黃壤上淋失最多。三種土壤上淋洗60 d后鎂肥淋失率在-7.4%～55.6%之間。紫色土與黃壤上的結(jié)果類似，兩者均顯著高于紅壤中的鎂淋失率，這是由于紅壤中黏粒含量明顯高于其他兩類土壤（表1），而黏粒含量較高的土壤具有較高的吸附量［29］。一方面，紅壤未施用鎂肥土層中的交換性鎂變化量顯著高于其他土壤，即紅壤中鎂的有效性較高，但其淋溶液鎂含量較低，可見紅壤中的鎂被吸附在土壤表面，減緩了鎂的淋失（表2），另一方面，紅壤質(zhì)地黏重、水分運移慢，減緩了養(yǎng)分的遷移［15］。此外，紅壤的陽離子交換量為中等水平，鹽基飽和度較低；鎂肥施用后可能提高了紅壤的鹽基飽和度，進而提高了土壤的pH（圖1），增加了土壤對鎂的吸附。因此，紅壤質(zhì)地黏重對鎂吸附能力強并減緩水分和養(yǎng)分遷移，可能是鎂淋失率低的主要原因，但同時施入過多的鉀素（硫酸鉀鎂肥）仍可能加劇紅壤中鎂的淋失（圖3）。

3.3 不同鎂肥在三種土壤上的固持

氧化鎂在黃壤和紅壤上的鎂固定率相似，為30%左右，兩者均明顯大于紫色土上的固定率。氧化鎂在紫色土上的有效性較高，這可能是因為三種土壤中紫色土的pH較低，有利于氧化鎂中鎂素的釋放，因而其鎂固定率較低。鈣鎂磷肥呈堿性并含有鈣元素，施用在酸性土壤后有利于提高土壤陽離子交換量，增加對鎂的吸附，因此其在紫色土中的鎂固定率最高，其次是紅壤和黃壤。三種土壤中紫色土對硫酸鉀鎂肥的固定率最低，這是由于紫色土中交換性鉀含量最高且陽離子交換量最大，加上硫酸鉀鎂肥料中含有鉀元素，土壤中鉀鎂的拮抗作用使得鉀鎂肥施入土壤后土壤膠體對鎂的吸附減弱，進而導(dǎo)致紫色土中硫酸鉀鎂肥固定率降低［32］。

施用改性硫酸鎂提高了三種土壤中鎂的有效性（表2），這可能與土壤pH升高而導(dǎo)致交換性鎂增加有關(guān)。當(dāng)土壤pH下降時，H+的交換作用可導(dǎo)致鎂的有效性上升，此時土壤鎂形態(tài)主要以水溶態(tài)存在，但極易被淋失，逐漸導(dǎo)致土壤有效鎂降低；當(dāng)土壤pH升高（pH為6.0～8.0）時，有利于Mg2+水解成羥基離子且土壤表面負(fù)電荷密度增大，土壤對鎂的吸附增加，土壤中鎂形態(tài)主要以交換態(tài)存在，可減少其隨水淋失的風(fēng)險，即可供植物直接吸收利用，因而土壤鎂有效性提高［33］。同時，改性硫酸鎂肥在三種土壤上的固定率均為負(fù)值，表明部分礦物態(tài)或非交換態(tài)鎂被釋放。這可能因為改性硫酸鎂呈堿性且溶解度高，施用于酸性土壤后土壤pH達(dá)6.0以上（圖1），而土壤pH在6.0～8.0時，有利于礦物態(tài)或非交換態(tài)鎂向交換態(tài)鎂的轉(zhuǎn)化，使土壤中鎂的有效性提高［25］；另一方面，土壤有效鎂與其他形態(tài)鎂之間存在著平衡，隨著淋洗實驗的進行，鎂素淋失量逐漸增加，使得土壤中的一部分非交換態(tài)鎂釋放出來。但是，改性硫酸鎂促進礦物態(tài)或非交換態(tài)鎂轉(zhuǎn)化為交換性鎂（水溶態(tài)鎂）的具體機制仍需深入研究。

4 結(jié) 論

在三種南方典型酸性缺鎂土壤中施用不同鎂肥均可提高施鎂土層交換性鎂含量，但不同鎂肥在三種土壤中的有效性存在顯著差異。鎂素在三種強酸性土壤中具有較強的遷移能力并極易淋失，尤其是在質(zhì)地較輕的黃壤和紫色土上。與氧化鎂、改性硫酸鎂和硫酸鉀鎂肥相比，鈣鎂磷肥增強了土壤對鎂的固持，能減緩鎂素淋失。綜合四種鎂肥在土壤中的有效性及其遷移淋洗特征，鈣鎂磷肥在三種酸性缺鎂土壤中施用效果均較好。但上述結(jié)論基于室內(nèi)土柱模擬試驗，未來需進一步通過盆栽或大田試驗驗證其生物有效性才能進一步推廣至農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。