Значение магния для почвы, растений, животных

11.01.2017

Магний является одним из главных компонентов почв; содержание его зависит в основном от состава исходного породного субстрата: по Т. Вест, почвы на основных породах содержат в среднем 1,4% Mg, а на кислых — только 0,14%. По А.П. Виноградову, кларк Mg в почвах равен 0,63%. Имея одно из самых высоких значений pH осаждения гидроксидов (10,5), Mg должен обладать наибольшей подвижностью в почвах, близкой к таковой Ca. Среди разных типов почв нашей страны наиболее высокие содержания Mg по отрывочным данным характерны для черноземов (1,5, до 2,2% MgO), а также каштановых почв (1,1, до 2,5%), красноземов (до 2,27%) и сероземов пустынь (0,8, до 2,2%); более низкие его содержания, нередко дефицитные для растений, установлены в легких подзолистых (0,23—1,74%) и тундровых (0,38—1,61% MgO) почвах.
Для почв европейской части страны, по более полным данным С.А. Кудрина, содержания следующие (%): для тундровой и лесной зон — перегнойная 1,83, серая лесная 1,02, тундровая 0,9, глинистая 0,70, торфяная 0,30, песчанистая 0,09—0,7; для южных районов — серозем 1,44, каштановая 1,09, бурая лесная 1,08, чернозем 0,95, коричневая 0,8, бурая пустынно-степная 0,18; черноземы в целом х = 0,9±0,1 (южный 1,19, выщелоченный 0,82); подзолистые х — 0,7±0,1. Распределение Mg по разрезу почв различается: в сероземах, каштановых почвах и черноземах его больше в горизонтах В и С, а в тундровых почвах и красноземах — в горизонте А.
Годовые потери Mg из почв при их эрозии, по П.С. Трегубову (1980 г.), составляют (кг/га): под зерновыми культурами 85, на парующих землях 230. Избыточным для растений считается содержание Mg≥2,5%.
Роль Mg в жизнедеятельности растений определяется его вхождением в состав хлорофилла и других сред.
В среднем показатель биогенности Mg имеет среднюю величину (0,28) по сравнению с остальными главными s-металлами. По природным зонам этот показатель меняется так: тундровая 0,18; лесная 0,35 (лес 0,29, травяная растительность 0,41); степная 0,32; пустынная 0,21.
Биохимическая активность Mg может подавляться Be2+, который способен замещать его в некоторых растениях. Особенно типично взаимодействие Mg—Zn; эти элементы, по-видимому, выполняют близкие функции, однако их конкурирующее значение в почвах не изучено. В растениях Mg взаимодействует со многими элементами — синергетически с Al и Zn, антагонистически с Al, Be, Ba, Cr, Mn, F, Ni, Co, Cu, Fe.
В растениях кларк Mg составляет 4200 мг/кг (с.) и довольно близок для морской (~5000 мт/кг) и континентальной (3200 мг/кг) флоры. В океаническом планктоне содержание Mg следующее (мг/кг с.): среднее 8000, тотальный 11000, фито-8000, 300-6000. В беспозвоночных организмах моря А.П. Виноградов впервые отметил снижение концентрации Mg в крови особей классов, стоящих на более высоких уровнях систематики, что впоследствии установлено и для неживой материи. В животных кларк Mg — 3000 мг/кг (с.) и в морских среднее значительно выше (5000 мг/кг), чем в наземных (1000 мг/кг). В процессе биохимической эволюции содержание Mg во времени, так же как и для пород, снижалось (%): бактерии 0,7, покрытосемянные растения 0,3, млекопитающие 0,1.
Средние содержания Mg в сельскохозяйственных культурах таковы (%): картофель 0,095±0,002, зерно пшеницы 0,14±0,01, злаковая смесь 0,03±0,01.
Для нашей страны приводятся следующие оценки содержаний в пищевых продуктах (мг/кг ж.): пшеница 1110, гречиха 2600, хлеб 140—620, сухое молоко 1200, молочные продукты 140—250, мясные 150—200, рыбные 350—600.
Для животных Mg является одним из важнейших активаторов различных ферментативных процессов. Он входит в состав нуклеиновых кислот, АТФ, щелочной фосфотазы и т.д. Дефицит Mg2+ резко тормозит процессы фосфорилирования в метахондриях клеток, образование оксидазы, фосфотазы и активность РНК, ингибирует миозин, AT фазу и действует на состояние нервной и костной мышечной систем. Этот элемент — незаменимый компонент костей, мягких тканей и биологических жидкостей.
С недостатком Mg связывается высокий уровень заболеваемости злокачественными опухолями, а его избыток уменьшает риск подобных заболеваний.
Суточое потребление Mg с пищей в разных странах, по Е. Хамильтон следующее (ммоль): США 11—14, Англия 10,3 ±0,8, Индия 30,4.
Наиболее высокое значение всасывания Mg характерно для молодых телят (до 0,9 — глюконат, лактат и др.), тогда как у коров — 0,2.
Для человека величина всасывания из желудочно-кишечного тракта составляет 0,3. Всасывание усиливается (до 0,4) под воздействием белков, алкоголя и антибиотиков. В организме взрослого человека содержится 21—28 г Mg (или около 430 мг/кг) при ежедневном поступлении 0,31—0,34 г (мужчины) и 0,272 г (женщины); 1/2 всего количества Mg находится в костях, 1/3 — в мышцах, остальное — в биологических жидкостях, в основном в плазме крови. Наибольшая концентрация Mg характерна для внутриклеточных сред — в 3—15 раз выше, чем во внеклеточной (например, для плазмы крови — интрацеллюлярная жидкость 13 ммоль/л, экстрацеллюлярная 1 ммоль/л).
Содержание Mg в плазме крови человека в норме строго постоянно и у взрослых составляет 17—28 мг/л, в среднем 21,2±1,0 мг/л; в эритроцитах его в 2,5 раза больше — х = 51,2±0,2, в сыворотке крови 21,7±0,5 мг/л. Самые высокие концентрации Mg в человеческих органах установлены (n*10в-6) в зубах (6180—8700) и костях (980—9370), повышенные — в волосах (19—163) и ногтях (16—125). В остальных органах содержания Mg следующие (n*10в-6): мозг 0,18—0,7 (ж.), 9—11 (з.); сердце 0,15—0,28 (ж.), 16 (з.); почка 0,17—0,22 (ж.), 0,6—1,4 (с.), 13 (з.); печень 0,1—0,2 (ж.), 0,5 (с.), 13 (з.): легкие 0,06—0,18 (ж.), 9,8 (з.); мускулы 0,19—0,27 (ж.), 1,16 (с.). 16 (з.); кожа 0,87 (з.); в молоке — 35 мг/л. Mg выводится с калом (~2/3) и мочой (~1/3), а также с потом и волосами (~1/20). Tб выведения для организма в целом 120 сут, из костей 180 сут., кратность накопления в организме ~56, с учетом доли всасывания — 186.