镁在植株体中移动性强，植物中镁的 70% 可移动，与无机阴离子和苹果酸盐、柠檬酸盐等有机阴离子相结合。一般缺镁症状首先出现在低位衰老叶片上，症状为下位叶叶肉为黄色、青铜色或红色，但叶脉仍呈绿色。进而整个叶片组织全部淡黄，然后变褐直至最终坏死。症状大多发生在生育中后期，尤其以种子形成后多见。因为植株体内镁的再利用效率较高。症状常为脉间失绿，严重时叶缘死亡，叶片出现褐斑。双子叶植物褪绿形式有：叶片全面褪绿，主、侧脉及细脉均保留绿色，形成清晰网状花叶；沿主脉两侧呈斑块褪绿，叶缘不褪，叶片形成近似“肋骨”状黄斑；黄化从叶缘向中肋渐进，叶肉及细脉同时失绿，而主、侧脉褪绿较慢。严重时边缘变褐坏死，干枯脱落，呈“爪”状或“掌”状。单子叶植物多表现为黄绿相间的条纹花叶。各种作物表现的症状有差异。

　　镁，是人体不可缺少的矿物质元素之一。镁几乎参与人体所有的新陈代谢过程，在细胞内它的含量仅次于钾。镁影响钾、钠、钙离子细胞内外移动的“通道”，并有维持生物膜电位的作用。镁元素的缺乏，必然会对人体健康造成危害。

一、植物体内镁的含量与分布

　　植物体内镁的含量约 0.05-0.7% ，正常植物的成熟叶片中大约有 10% 的镁结合在叶绿素 a 和叶绿素 b 中， 75% 的镁结合在核糖体中，其余的 15% 呈游离态、或结合在各种酶或细胞的阳离子结合部位（如蛋白质的各种配位基团，有机酸，氨基酸和细胞壁自由空间的阳离子交换部位）上。在种子中，镁与植酸相结合。

二、镁的生理功能

叶绿素的中心原子 　镁的主要功能是作为叶绿素 a 和叶绿素 b 卟啉环的中心原子 ( 图 ) ，当镁原子同叶绿素分子结合后，才具备吸收光量子的必要结构，才能有效地吸收光量子进行光合碳同化反应。

多种酶的活化剂 　在 ATP 酶催化 ATP 水解的反应中，镁首先在 ATP 或 ADP 的焦磷酸盐结构和酶分子之间形成一个桥梁，形成稳定性较高的 Mg-ATP 复合体 ( 图 ) ，在然后在 ATP 酶的作用下，这个复合体能把高能磷酰基转移到肽链上去。同时，在 ATP 的合成过程中，也需要镁将 ADP 和酶进行桥接。

在 C 3 植物光合作用中，叶绿体基质中的 RUBP 羧化酶 (1,5- 二磷酸核酮糖羧化酶 ) 催化 CO 2 的同化反应 ( 图 ), 而该酶的活性取决于 pH 值和镁的浓度。当镁和该酶结合后，它对 CO 2 的亲和力增加，转化速率提高。

镁也能激活谷胱甘肽合成酶和 PEP 羧化酶。

调节蛋白质的合成 作为核糖体亚单位联结的桥接元素，镁可以稳定核糖体的结构，为蛋白质的合成提供场所。当镁的浓度低于 10mM 时 , 核糖体亚单位便失去稳定性 , 核糖体分解成小分子的失活颗粒。蛋白质合成中需要镁的过程还包括 RNA 聚合酶的活化、氨基酸的活化、多肽链的启动和多肽链的延长反应 ( 图 )。

三、缺镁典型症状

　　 缺镁突出表现是叶绿素含量下降，并出现失绿症。由于镁在韧皮部的移动性较强，缺镁症状常常首先表现在老叶上，如果得不到补充，则逐渐发展到新叶。

　　双子叶植物叶脉间失绿，并逐渐由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或条纹，严重缺镁时，整个叶片出现坏死现象。

　　禾本科植物缺镁时，叶基部叶绿素积累出现暗绿色斑点，其余部分呈淡黄色，严重缺镁时，叶片褪色而有条纹，叶尖出现坏死斑点。

　　硫是构成蛋白质和镁不可缺少的成分，含硫有机物参与植物的呼吸过程中的氧化还原作用，影响叶绿素的形成。植物缺硫时的症状与缺氮时的症状相似，变黄比较明显。一般症状是植株矮，叶细小，叶片向上卷曲，变硬易碎，提早脱落，开花迟，结果、结荚少。

硫

一、植物体内硫的含量与分布

油菜苗期缺硫症状

　　 植物含硫量为 0.1%-0.5%, 十字花科植物种子含硫可高达 1.1%-1.7% 。植物开花前硫集中分布于叶片中，成熟时叶片中的硫逐渐减少并向其它器官转移。

半胱氨酸

　　 植物体内的硫有无机硫酸盐 (SO 4 2- ) 和有机硫化合物两种形态。 SO 4 2- 主要贮藏在液泡中，有机态的硫主要以含硫氨基酸及其化合物如胱氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸和谷胱甘肽等存在于植物体各器官中。

　　 同一植物蛋白质中硫和氮的含量基本上是恒定的。缺硫时则植物体 S/N 发生变化，因此，可以用 S ／ N 来诊断植物的硫营养状况。

二、硫吸收与同化

植物细胞主要吸收 SO 4 2- ，其吸收机理与 NO 3 - 相同，是通过 H + -SO 4 2- 共运载体来实现的主动运输过程。 SO 4 2- 进入根细胞后，可以运输到地上部或在根中同化 , 同化产物为半胱氨酸。

三、硫的生理功能

　　 硫是半胱氨酸和蛋氨酸的组分，因而是多种蛋白质和酶的组分。由于 -SH 可以氧化为 -S-S- ， -S-S- 又可被还原为 -SH ，因此，硫是许多酶的辅酶或辅基的结构组分，起电子传递作用。

1 、蛋白质合成和代谢

　　 在多肽链中，两种含 -SH 基的氨基酸可形成二硫化合键 (-S-S-) ，这对于蛋白质的三级结构和正常功能是十分重要的。在蛋白质脱水过程中，其分子中的硫氢基数量减少，而二硫键数量增加，这一变化与蛋白质的凝聚和变性密切相关。

2 、电子传递

　　 在氧化条件下，两个半胱氨酸氧化形成胱氨酸；而在还原条件下，胱氨酸可还原为半胱氨酸 , 从而构成氧化 - 还原体系。其中重要的化合物包括：

　　 谷胱甘肽 ：是植物体内重要的氧化还原系统，在消除活性氧过程中起重要作用。它还是植物螯合肽的前体。

　　 硫氧还蛋白： 在光合作用电子传递和叶绿体中酶的激活方面有重要作用。

　　 铁氧还蛋白(Fd) ： 在光合作用中氧化态的 Fd 接收光反应产生的电子而被还原，还原态的 Fd 通过电子传递参与光合作用暗反应中 CO 2 的还原、硫酸盐的还原、N 2 还原 ( 固氮 ) 和谷氨酸合成等重要生理过程。

3 、挥发性芳香化合物的结构成分

　　 如异硫氰酸盐和亚矾。这些成分使洋葱、大蒜、大葱和芥子等植物具有特殊的气味。在这些挥发性化合物中，芥子油具有特殊的农业价值。在完整细胞中累积的芥子油主要以非挥发性的糖苷 ( 葡萄糖芥苷 ) 形态存在，其中的硫则以矾基和磺基的形式存在。

　　此外，在 脲酶 、 APS 磺基转移酶 和 辅酶 A 等许多酶和辅酶中 ,-SH 基起着酶反应功能团的作用。

四、植物缺硫的典型症状

缺硫甜菜心叶表现黄化

缺硫油菜开花受阻

　　供氮不足时，老叶的衰老加速，促进硫从老叶向新叶再转移的数量，使缺硫症状发生在老叶。

　　硫对作物蛋白质、油脂、维生素以及某些酶的合成起重要作用；硫能促进根瘤菌和自生固氮菌的固氮作用。
在中国南方丘陵和山区，农民利用硫磺或石膏沾秧根，防止水稻僵苗，已有很久的历史。

缺硫的症状

　　作物缺硫时，叶片呈淡绿一黄色。缺氮者通常老叶首先变黄，而缺硫时大多数作物幼叶首先呈黄绿色。其它缺硫症状为植物矮小，茎干细弱，生长速率下降，延迟成熟。果树则果实不易充分成熟，呈淡绿色。

缺硫地区和缺硫程度日益增加的原因

　　缺硫常发生于雨量高，砂质土壤，有机质含量少的地区。中国缺硫地区主要分布在南方的这类土壤和冷浸田上。

　　 种植油菜、豆类和蔬菜等需硫多的作物，以及长期末施用含硫化肥和有机肥的土壤，皆易发生缺硫。

　　 当前缺硫地区和缺硫程度日益增加的主要原因为

• 作物产量增加，从土壤中取走的硫增多。
• 含硫多的化肥如硫铵、普钙和硫酸钾日益为不含硫或含硫少的尿素、碳铵、磷铵、重钙、钙镁磷、氯化钾等所取代。
• 有机肥的用量减少。

硫肥增加作物产量

　　在缺硫地区施用硫肥可以增加作物产量 10 一 30% 。试验证明在中国南方施硫肥对水稻、小麦、油菜、紫云英、花生、芝麻、甘蔗、烟草、黄麻、橡胶、荔枝和红薯等都有明显的增产作用。

　　 在缺硫地区，仅施用含硫少或不含硫的氮、磷、钾化肥，作物产量仍然下降。施用硫肥，均衡供应作物营养，产量可以持续上升。

　　 在复种指数大，产量高的情况下，如果常期不施用硫肥，即使肥沃的土壤，也会在短期内出现缺硫减产，为获取作物高产、稳产，需要补充土壤中硫的不足。

　　 硫常含于某些氮、磷、钾化肥中，在缺硫地区选用含硫化肥，增加较少的费用，即可满足作物对硫的需要。通常施用硫肥的投资低于氮、磷、钾化肥，而增产的效益往往高于硫肥价格的几倍。

硫酸镁的使用方法

　　镁肥应首先施用在缺镁的土壤和需镁较多的作物上。

　　土壤交换性镁的含量能较好地反应土壤供镁状况，对许多植物来说， 60mg/kg 为缺镁临界值。土壤交换性镁饱和度（ % ）也是衡量土壤供镁能力的指标，其数值依作物对镁的需求而异：需镁较多的一些牧草，可能要求 12% ～ 15% 以上，对于大多数作物为 6% ～ 10% ，豆科作物不小于 6% 一般作物不能低于 4% 。另外，土壤供镁状况还受其它阳离子的影响，当交换性 Ca/Mg 比值大于 20 时，易发生缺镁现象；交换性 K/Mg 比值，一般要求在 0.4 ～ 0.5 之间；故钾肥与石灰施用量过大会诱发作物缺镁。

　　我国红壤地区的土壤含镁量为 0.06% ～ 0.3% ，交换性镁为 60 ～ 120mg/kg ，往往不能满足作物的需要。在酸性土、高度淋溶的土壤、沼泽土、砂质土上施用镁肥，效果比较显著。

　　镁对多年生牧草、蔬菜、葡萄、烟草、果树及禾谷类作物中的黑麦，小麦等有良好的反应；对甜菜、橡胶、油橄榄、可可等也有效果。有资料报道，在福建省烟区，在交换性镁为 53+/-0.23mg/kg 的土壤上施用镁肥，烟草的产量和品质均有所提高。

　　由于 NH+4 对 Mg2+ 有拮抗作用，而硝酸盐能促进作物对 Mg2+ 的吸收，因此，施用的氮肥形态影响镁肥的效果，不良影响程度为：硫酸铵＞尿素＞硝酸铵＞硝酸钙。配合有机肥料、磷肥或硝态氮肥施用，有利于发挥镁肥的效果。

　　各种镁肥的酸碱性不同，对土壤酸度的影响不一，故在红壤上表现的效果不一致，肥效顺序为．碳酸镁＞硝酸镁＞氢化镁＞硫酸镁。

　　镁肥可作基肥、追肥和根外追肥。水溶性镁肥宜作追肥，微水溶性则宜作基肥。每亩用镁量为 1 ～ 1.5kg 、在作物生育早期追施效果好。采用 l% ～ 2%MgSO4 · 7H2O 溶液叶面喷施矫正缺镁症状，效果快，但不持久，应连续喷施多次。为克服苹果病害，可在开始落花前，每隔两周，连续 3 ～ 5 次喷 2.0% 硫酸镁溶液有良好效果。