眾所周知，光照是作物生長所必需的。光能被轉(zhuǎn)換成一種能量，保障作物健壯生長和高產(chǎn)。

簡單的說，即是葉綠素通過光合作用，產(chǎn)生能量供作物生長利用。但是葉綠素的核心元素是什么呢？這個核心元素不僅僅確保高效的光合作用，而且在作物生長過程中扮演著非常重要的角色。

它就是：鎂！

今天的微課堂讓我們走進鎂元素，共同探求鎂元素的秘密。

“鎂是中量元素，我們在研究平衡作物營養(yǎng)時，并不會首要考慮”，美盛公司的高級農(nóng)學(xué)家Curt Woolfolk說，“但是我們發(fā)現(xiàn)，就像鉀一樣，土壤中的有效鎂含量，往往不能滿足作物的實際需求，我們需要找到最合適的方法來補充鎂營養(yǎng)，從而提高產(chǎn)量”。

作物光合作用的過程，鎂起到至關(guān)重要的功能，與其他元素協(xié)同發(fā)揮作用，實現(xiàn)作物高產(chǎn)。

鎂是葉綠素分子的中心原子。充足的作物營養(yǎng)，包含鎂在內(nèi)，可以維持高含量的葉綠素，以確保綠色、健康的葉片組織。

葉綠素中的鎂元素是光合作用所必需的，利用光能合成碳水化合物，以滿足作物生長的需求。

從葉片往根、莖、籽粒和果實中轉(zhuǎn)運碳水化合物，需要充足的鎂元素供應(yīng)。缺鎂會導(dǎo)致根、莖的生長受阻，并潛在影響籽粒的重量。

低、中、高鎂供應(yīng)水平下小麥根系及地上部的生長狀況（來源：Cakmak, 2013, Plant and Soil）

例如：最近的發(fā)表的一項研究表明，在缺鎂環(huán)境下小麥種子重量由正常的41毫克/粒下降到24毫克/粒

在鎂缺乏（左）和鎂充足（右）的土壤條件下種植收獲的小麥籽粒（來源：Ceylan,et al., 2016, Plant and Soil）

鎂或鉀的供應(yīng)不足時，會影響葉片的最佳光合作用水平，導(dǎo)致吸收的光能不能被有效轉(zhuǎn)換，在葉片中不斷累積，從而損害或灼傷作物葉片。

“充足的鎂與鉀的協(xié)同供應(yīng)，被證明可以有效保護作物，抵抗強光照、高溫和干旱脅迫” Woolfolk解釋說?！?/span>當(dāng)鎂供應(yīng)充足時，作物在炎炎夏日依然可以長勢更好、產(chǎn)量更高?！?/span>

鎂供應(yīng)及溫度（25℃和35℃）對玉米生長發(fā)育的影響（來源：Mengutay, et al., 2013, Plant and Soil）

鎂肥施用的主要考慮因素：

鎂在植物體內(nèi)容易移動，主要是從老組織向新生組織轉(zhuǎn)移，因此缺鎂往往首先表現(xiàn)在老葉中。對于缺素，不同的作物種類會有不同的癥狀，但相似之處就是作物顏色和外觀變化。

元素的缺乏通常發(fā)生在作物的特定位置，即這些癥狀主要是在老的或是新生組織中更容易被觀察到。隨著缺素癥狀的加重，這些癥狀的發(fā)生部位會擴大。隨著鎂缺乏的加重，葉片組織會發(fā)生變紅的現(xiàn)象。

大豆缺鎂

玉米缺鎂

棉花缺鎂

油棕櫚缺鎂

種植模式：

在北美有一些作物對鎂元素的需求量非常大，例如玉米、馬鈴薯、甘蔗和甜菜。對于這些作物而言，缺鎂是一個日益嚴重的問題，尤其是在密集種植模式下，大量鎂元素被作物吸收帶走。

然而，被移走的鎂并不能每年都被補充回土壤，隨著時間的推移，密集種植模式會逐漸耗竭土壤中的鎂庫存。

高密度種植需要更多的養(yǎng)分供應(yīng)，從而滿足作物正常生長的需求。作物產(chǎn)量不斷提高，而含鎂肥料的施用越來越少，導(dǎo)致土壤中鎂的凈虧缺越來越大。

土壤pH和質(zhì)地：

酸性或者砂質(zhì)土壤更容易出現(xiàn)鎂缺乏。砂土的陽離子交換能力低，容易導(dǎo)致土壤中的鎂離子流失，尤其是在大量降雨或灌溉的情況下。

土壤陽離子：

鎂以離子態(tài)（Mg2 ）被作物吸收。鎂離子存在于土壤溶液、粘粒表面和土層中間。土壤粘粒表面（陽離子交換位點）的鎂可以被土壤溶液中的其他陽離子替換，從而變成可溶有效態(tài)。研究表明，常年施用富含其他陽離子的肥料，會替換土壤交換位點上的鎂離子，從而可能導(dǎo)致缺鎂。