一、植物体内镁的含量和分布
植物体内镁的含量约为0.05%-0.7%。其分布规律为:
1、豆科植物地上部分的含镁量是禾本科植物的2-3倍;
2、种子含镁较多,茎、叶次之,而根系很少;
3、生长初期,镁大多存在于叶片中,结实期则以植酸盐的形式贮存在种子中;
由于镁在韧皮部中的移动性很强,储存在营养体或其它器官中的镁可以被重新分配和再利用。
在正常的成熟叶片中,大约有10%的镁结合在叶绿素和叶绿素中,75%的镁结合在核糖体中,其余的15%或呈游离态或结合在各种需Mg2+激化的酶或细胞中可被Mg2+置换的阳离子结合部位上。当植物叶片中的镁含量低于0.2%时则可能缺镁。
(一)合成叶绿素并促进光合作用
镁的主要功能是作为叶绿素a和叶绿素b合成卟啉环的中心原子,在叶绿素合成和光合作用中起重要作用。镁也参与叶绿体中CO2的同化作用。镁对叶绿体中的光合磷酸化和羧化反应都有影响。镁参与叶绿体基质中1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(RuBP羧化酶)催化的羧化反应,而RuBP羧化酶的活性完全取决于pH值和Mg2+的浓度。
二、镁的营养功能
(一)合成蛋白质
镁的功能是作为核糖体亚单位联结的桥接元素,保证核糖体结构的稳定,为蛋白质合成提供场所。
另外,活化RNA聚合酶也需要镁。
(二)活化和调节酶促反应
植物体中一系列的酶促反应都需要镁或依赖于镁进行调节:
1、镁在或的焦磷酸盐结构和酶分子之间形成一个桥梁,大多数酶的底物是Mg-ATP;
2、镁在叶绿体基质中对RuBP羧化酶起调控作用,
3、果糖-1,6-二磷酸酶也是一个需镁较多,而且也需要较高pH的酶类;
4、镁也能激活谷氨酰胺合成酶。
三、植物对镁的需求与缺镁症状
农作物对镁的吸收量平均为10-25kg/ha。植物体镁的临界浓度因植物种类、品种、器官和发育时期不同而有很大差异。单子叶植物镁临界值比双子叶植物低。一般来说,当叶片含镁量大于0.4%时,表明供镁充足。
由于镁在韧皮部中的移动性较强,缺镁症状首先出现在老叶上。当植物缺镁时,其突出表现是叶绿素含量下降,并出现失绿症。
1、植株矮小,生长缓慢,双子叶植物脉间失绿,并逐渐有淡绿色转变为黄色或白色,还会出现大小不一的褐色或紫红色斑点严重时整个叶片坏死。
禾本科植物缺镁时,叶基部叶绿素积累出现暗绿色斑点,严重缺镁时,叶尖出现坏死斑点。
2、叶绿体数目减少,片层结构变形,质体基粒数减少,形状不规则,分隔减少或不存在。缺镁叶片中蛋白态氮的比例降低。
3、缺镁对光合作用本身影响较小,但明显影响叶绿体中淀粉的降解、糖的运输和韧皮部蔗糖的卸载,因而降低光合产物从“源”(如叶)到“库”的运输速率。缺镁会导致根冠比降低。
4、贮藏组织的淀粉含量和谷物的单穗粒重均下降。豆科植物根瘤中碳水化合物供应量下降,从而降低固氮率。
5、沙质土壤(淋失)、酸性土壤(淋失、H+、Al3+拮抗)、K+和NH4含量较高的土壤+(拮抗)容易出现缺镁;
Mg缺乏症
在中下部叶片有较明显的症状叶色褪淡,脉间失绿,呈清晰的绿色网状脉纹
单子叶植物叶脉上有间断串珠状绿色斑块,
双子叶植物叶片上有紫红色斑块。
含镁肥料的种类、性质与施用
水溶性镁肥:硫酸镁、硝酸镁
微水溶性镁肥:白云石、蛇纹石、磷酸镁
施用镁肥效果较好的作物有:花生、紫云英、马铃薯、烟草。
含镁肥料的施用
可作基肥(1-1.5 kg Mg/亩)、追肥和根外追肥(MgSO4?7H2O 1-2%).
酸性土、高度淋溶的土壤、沼泽土、砂质土上施用效果比较显著。