منیزیم خاک

منیزیم خاک

منیزیم خاک یکی از نیازهای ضروری برای رشد و نمو گیاهان محسوب می شود.  منیزیم جزء مرکزی کلروفیل، رنگ دانه سبز برگ ها که انرژی خورشیدی را جذب می کند، می باشد. بنابراین 15 الی 20 درصد کل منیزیم گیاه در بخش های سبز آن وجود دارد. منیزیم همچنین در فعالیت های آنزیمی که مربوط به انتقال انرژی در گیاه است مشارکت دارد. در آزمایشگاه آب و خاک تهران شرکت آب راهبر محاسب کلیه پارامترهای مربوط به خاک آزمایش می شود.

منیزیم در خاک

حدود 1.93 درصد پوسته سطح زمین را منیزیم تشکیل می دهد. مقدار منیزیم در انواع خاک ها و مناطق متفاوت است و مقدار آن در خاک های درشت بافت مناطق مرطوب تا 10 درصد و در خاک های ریز بافت مناطق خشک و نیمه خشک تا 4 درصد حاصل از مواد مادری دارای منیزیم بالا متغیر است. این عنصر از تجزیه کانی های اولیه مختلف مانند بیوتیت، الیومن، سرپنئین، هورنبلند، اینوسیلیکات های مختلف و میکای بیوتیت به دست می آید و در سنگ های رسوبی به صورت دولومیت وجود دارد. البته در آن دسته خاک هایی که از سرپنئین تشکیل می شود، منیزیم می تواند کاتیون غالب باشد. در اثر تجزیه و هوازدگی، کانی های حاوی منیزیم در خاک، کاتیون منیزیم را آزاد می کنند. منیزیم در کانی های ثانویه رس به آهستگی قابل استفاده بوده و می تواند به وسیلۀ آب شویی و یا ریشه گیاهان خارج بشود.

توزیع منیزیم در خاک را می توان به اشکال زیر تقسیم کرد:

کانی: بخش قابل توجهی از این عنصر، بخش غیر تبادلی است که در ساختمان شبکه کانی ها موجود است.

تبادلی: منیزیم تبادلی حدود 5 درصد کل منیزیم را تشکیل داده و حدود 4 تا 20 درصد ظرفیت تبادل کاتیونی را به خود اختصاص می دهد که جذب سطحی شده و به آسانی توسط پتاسیم (K⁺) و کلسیم (Ca²⁺) قابل جایگزینی می باشد.

محلول: منیزیم قابل استفاده گیاه از مجموع منیزیم محلول خاک و منیزیم تبادلی تشکیل می شود. منیزیم توسط گیاهان منحصراً از محلول خاک جذب می شود که به وسیله منیزیم تبادلی تأمین می شود. منیزیم تبادلی کمتر از کلسیم تبادلی ولی بیشتر از پتاسیم تبادلی می باشد. منیزیم محلول در خاک از کمتر از 0.4 تا بیشتر از 30 میلی مول در لیتر متغیر است. به عنوان یک تقریب، میزان منیزیم در خاک های آب شویی شده بین 0.5 تا 2 میلی مول در لیتر و در خاک های آب شویی نشده بین 2 تا 8 میلی مول در لیتر است.

البته میان این سه شکل کانی، تبادلی و محلول همیشه تعادل برقرار است. رابطه بین منیزیم محلول و تبادلی در یک خاک را می توان با ایزوترمهای جذب بررسی کرد. منیزیم تقریباً همیشه ضعیف تر از کلسیم بوده و توسط مکان های تبادلی نگهداری می شود. بنابراین نسبت کلسیم و منیزیم (Ca/Mg) محلول خاک معمولاً بیشتر از 3 در مکان های تبادلی خاک می باشد. در خاک های آهکی مناطق خشک و نیمه خشک منیزیم به صورت دولومیت، مکنزیت و کلسیت (1 تا 3 درصد) موجود است. در نواحی نیمه خشک تحت شرایط شوری، این عنصر ممکن است به صورت نمک های حل پذیر مانند سولفات منیزیم و یا کلرید منیزیم همراه با سایر نمک های محلول وجود داشته باشد و در ساختمان رس های ثانویه نیز مشاهده شود. در مناطق مرطوب و پر باران، ترکیبات محلول منیزیم توسط آب شسته شده و به احتمال زیاد از دسترس گیاه خارج شود.

یون منیزیم از نظر شیمیایی مشابه یون کلسیم می باشد. با وجود این، اختلاف هایی در رفتار این یون ها در کانی ها و گیاهان وجود دارد: یون منیزیم غیر هیدراته فضای کمی برای تثبیت شدن در داخل فضاهای اکتاهیدرال در ساختمان کانی نیاز دارد، درحالی که فضای بزرگ تری برای یون کلسیم  نیاز است. میزان منیزیم در مناطق مرطوب با خاک های درشت بافت و مناطق خشک و نیمه خشک که از مواد مادری منیزیم زیادی تشکیل شده متغیر است. مقدار آن در مناطق مرطوب تا 0.5 گرم در کیلو گرم و در مناطق خشک و نیمه خشک تا 5 گرم تا کیلوگرم می باشد.

کمبود Mg در خاک های شنی و خاک های مناطق مرطوب بیشتر اتفاق می افتد. این خاک ها به طور طبیعی شامل مقادیر کمی منیزیم قابل استفاده در خاک ها می باشند. مقادیر بالای Mg در خاک های رسی به این دلیل می باشد که در ساختمان کانی های رسی مانند ورمیکولیت، ایلیت و مونتموریلویت منیزیم، وجود دارد. وضعیت این عنصر (Mg) تحت تأثیر فرایندهای دینامیکی نظیر آب و هوا، pH، درجه حرارت، رطوبت خاک و کانی های دیگر است. هوازدگی کانی ها به نوع کانی ها و مقدار تبادلی نیز بستگی دارد. در مقادیر یکسان از بخش غیر تبادلی، غلظت منیزیم محلول در خاک های شنی بیشتر از خاک های رسی می باشد. این امر بیانگر این حقیقت است که خاک های رسی ظرفیت تامپونی بالایی دارند. به هر حال، سرعت آزاد شدن منیزیم از کمپلکس تبادلی خاک های رسی معمولاً خیلی کمتر از نیاز گیاه می باشد، بنابراین خاک هایی که بافت سنگین دارند، باید مقدار منیزیم بیشتری دریافت کنند تا بتوانند نیاز گیاه برای رشد مطلوب را فراهم آورند.

قابلیت آزاد سازی منیزیم برای تأمین نیاز گیاه ممکن است به دلیل تفاوتهای زیاد در ظرفیت تبادلی (CEC) کانی ها با وجود مشابه بودن کانی ها از خاکی به خاک دیگر متغیر باشد. در سرعت تخریب کانی ها شرایط آب و هوایی به عنوان نیروی محرکه این آزادسازی اثر می گذارد. خاک های مناطق معتدل و خاک های رسوبی جوان حاوی مقادیر قابل توجهی از کانی های ایلیت، ورمیکولیت و اسمکنیت ها بوده، در نتیجه ظرفیت بالایی برای منیزیم هستند.  در خاک های مناطق حاره با مقادیر کائولینیت زیاد قابلیت ذخیره و آزادسازی منیزیم پایین می باشد. اما در مدیریت تغذیه ای منیزیم، باید تمامی این عوامل در نظر گرفته شده، به طوری که در خاک های شنی با مواد آلی کم و رس غالب کائولینیت مصرف کودهای منیزیمی باید به دفعات زیاد استفاده شود. درحالی که در خاک های سنگین با رس های غالب اسمکنیت یا ورمی کولیت (دارای CEC زیاد)، معمولاً مقادیر زیادی کودهای منیزیمی ولی به دفعات کمتر نیاز است.

راه های گوناگون اتلاف منیزیم

مقدار اتلاف این عنصر منیزیم بستگی به عوامل متعددی بستگی دارد این عوامل عبارتند از:

• مقدار Mg در خاک،
• شدت هوازدگی،
• شدت آب شویی رس،
• فرسایش خاک و
• مقدار جذب به وسیله گیاهان

افزایش سطوح پتاسیم در خاک یا محلول منجر به کاهش جذب منیزیم و کلسیم می شود. غالباً منیزیم بیش از کلسیم تحت تأثیر قرار می گیرد.

تأثیر منیزیم در سلامتی انسان

• منیزیم برای سوخت و ساز کلسیم، پتاسیم و ویتامین C ضروری می باشد.
• این ماده در بدن انسان به عنوان یک ماده معدنی ضد استرس شناخته شده و در مبارزه با افسترگی، کاهش تب و به عنوان ملین از آن استفاده می شود.
• منیزیم با ایجاد سیستم رگ های خونی و قلب سالم، در جلوگیری از حمله قلبی مؤثر است.
• منیزیم دندان ها را سالم نگه داشته و از رسوب کلسیم در کیسه صفرا جلوگیری می نماید.
• بر طبق نظریات پزشکان متخصص، یکی از علل ظهور سنگ کلیه در انسان، کمبود نسبی منیزیم در مواد غذایی مصرفی است.
• امروزه از هیدروکسید منیزیم، به عنوان مسهل و کاهش دهنده تب انسان در سطح وسیعی استفاده می شود.
• همچنین افرادی که برای جلوگیری از پوکی استخوان از کلسیم استفاده می کنند، برای جلوگیری از تشکیل سنگ کلیه، به نسبت یک به سه منیزیم مصرف می نمایند؛ یعنی یک قرص که 600 میلی گرم کلسیم در آن هست، در شرایط مطلوب حداقل 200 میلی گرم منیزم به علاوه ویتامین D به ترتیب فوق اضافه شده است.

نقش منیزیم در گیاهان

منیزیم به عنوان عنصر پر کننده دانه نقش بسیار مهمی در پر شدن دانه گیاه و افزایش وزن هزار دانه ایفا می کند. از دیگر نقش های منیزیم در گیاه می توان به ساخت کلروفیل و فتوسنتز، سنتز پروتئین، توزیع هیدروکربن ها، جذب و انتقال فسفات و فعال سازی آنزیم ها اشاره کرد. اگر گیاه به اندازه کافی منیزیم دریافت کند از یک طرف طول عمر قسمت های سبز گیاه افزایش می یابد و از طرف دیگر با فتوسنتز کامل در طول دوره ساخته شدن مواد آلی، هم تشکیل دانه و هم پر شدن آن به خوبی تحقق می یابد.

کمبود منیزیم در خاک

کمبود منیزیم در خاک موجب رنگ پردگی و زردی در بین رگ برگ های (کلروز نوری مشخص، منیزیم جزئی از رنگ دانه سبز گیاه یعنی کلروفیل، که برای فتوسنتز اهمیت دارد)، در نهایت لکه های بزرگ و نکروز شدن (مرگ بافت)، که از برگ های پایین گیاه شروع می شود.