Магний (Mg) является одним из жизненно важных макроэлементов, участвующих во множестве физиологических и биохимических процессов. Он играет центральную роль в фотосинтезе, является структурным компонентом хлорофилла, активатором ферментов и регулятором обмена энергии в клетках. Недостаток магния приводит к снижению фотосинтетической активности, нарушению транспорта углеводов и задержке роста растений.
Основная функция магния заключается в формировании хлорофилла — пигмента, обеспечивающего поглощение света и синтез органических веществ. Каждый молекула хлорофилла содержит центральный атом магния, вокруг которого расположены азотсодержащие кольца. Этот атом обеспечивает стабильность молекулы и участвует в перенаправлении энергии фотонов, что критически важно для эффективного фотосинтеза.
Магний участвует в активации ферментов, ответственных за синтез и транспорт углеводов, включая АТФ-зависимые реакции. Он обеспечивает стабильность ионов АТФ в клетке, что необходимо для энергоёмких процессов, таких как синтез сахаров, аминокислот и нуклеотидов. При недостатке магния наблюдается накопление сахаров в листьях и снижение их транспортировки к точкам роста, что ведет к угнетению развития корней и генеративных органов.
Магний обеспечивает оптимальное функционирование фотосистем и ферментов цикла Кальвина. Он участвует в переносе электронов в хлоропластах и стабилизации рибулозо-1,5-бисфосфата карбоксилазы/оксигеназы (RuBisCO). Недостаток магния вызывает хлороз листьев, снижение интенсивности фотосинтеза и накопление перекиси водорода, что ведет к окислительному стрессу и повреждению клеточных мембран.
Магний регулирует транспорт катионов, особенно калия и кальция, участвует в поддержании осмотического давления и активности стом. Он способствует эффективной транспирации, регулируя водный баланс и снабжение тканей водой. При дефиците магния нарушается баланс ионов, что приводит к задержке роста и повышенной восприимчивости к засухе.
Магний поступает в растения главным образом через корневую систему в виде ионов Mg²⁺. Основными источниками являются минеральные удобрения, органические вещества и растворимые соли магния в почве. Эффективность усвоения зависит от рН почвы, содержания кальция, калия и аммония, а также от структуры почвенного раствора.
Магний взаимодействует с другими макро- и микроэлементами. Он усиливает усвоение фосфора и калия, стабилизирует работу ферментов, содержащих металлы (например, Zn и Mn). В сочетании с кальцием магний регулирует кислотно-щелочной баланс в цитоплазме и вакуолях, что влияет на активность множества биохимических процессов.
Адекватное содержание магния обеспечивает интенсивное фотосинтезирование, высокий уровень ассимиляции углеводов и нормальное формирование генеративных органов. Дефицит магния снижает урожайность, ухудшает качество продукции, вызывает деформацию плодов и накопление несбалансированных соединений азота.
Потребность растений в магнии увеличивается при высоких урожайных нагрузках, щелочных и песчаных почвах, а также при обильном внесении азотных удобрений. Пониженное содержание магния в почве ведет к ослаблению устойчивости растений к засухе, холодам и патогенам.
Магний является незаменимым элементом для роста и развития растений, интегрируя процессы фотосинтеза, метаболизма и минерального обмена, а его дефицит приводит к серьёзным физиологическим нарушениям и снижению продуктивности.