Вивчення біогеохімічного циклу магнію

Вступ.

З хімічних елементів, що зустрічаються в природі в істотних кількостях (~ 50), приблизно половину складають біогенні елементи. Вони життєво необхідні організмам. У свою чергу біогенні елементи поділяють на макро-і мікроелементи. Макроелементи (в організмі - на постійному рівні і випадкові істотні відхилення від цього рівня не викликають серйозних ускладнень для життя): основні - С, Н, N, O, S, Р, та інші - Са, Mg, Na, K, СІ. Мікроелементи (їх недолік або надлишок призводить до захворювань): доведені - Cu, Mn, Fe, Zn, Mo, F, I, Se - і ймовірні - Cr, Ni, V, Sn, As, Si.

Біогенні елементи є сполучною ланкою між живими і неживою компонентами екосистем. Практично всі хімічні елементи (не тільки біогенні) у екосистемах циркулюють із зовнішнього середовища в організми і знову в зовнішнє середовище. Ці більш менш замкнуті шляхи називають біогеохімічнімі циклами (термін ввів В. І. Вернадський). Неповна замкнутість цих циклів (тобто неповна збалансованість) є їх найважливішою властивістю. Завдяки їй відбулося накопичення кисню й азоту в атмосфері, а також різноманітних хімічних елементів і їхніх з'єднань у літосфері. Проте варто мати на увазі, що частка речовини, що виходить з біосферного циклу (тривалість від десятків до декількох тисяч років) у геологічний цикл (тривалість у мільйони років) у рік дуже невелика.

У кожному біогеохімічному циклі розрізняють два фонди елемента: резервний і обмінний (рухливий).

Резервний - Малорухліва велика маса речовин, що містить даний елемент у складі, в основному, абіотічного компонента. Фонд розміщений за межами живих організмів -- у зовнішньому середовищі.

Обмінний (рухливий) - менша маса речовини (у порівнянні з масою резервного фонду), для якого характерний швидкий обмін між організмами і їхнім безпосереднім оточенням.

Іноді резервний фонд називають "недоступним" фондом, а фонд, що активно циркулює - "доступним".

Якщо говорити про біосферу в цілому, то Біогеохімічні цикли можна розділити на два основних типи: кругообіг газоподібних речовин із резервним фондом в атмосфері або гідросфері (океан) і осадових цикл із резервним фондом у земній корі. Поділ біогеохімічніх циклів на кругообігі газоподібних речовин і осадові цикли заснований на тому, що деякі кругообігі, наприклад ті, у яких беруть участь вуглець, азот і кисень, завдяки наявності значних атмосферних або океанічних (або ж і тих і інших) фондів досить швидко компенсують різноманітні порушення. Наприклад, надлишок CO2, що накопичився в будь-якому місці в зв'язку з посиленим окислення або горінням, зазвичай швидко розсіюється атмосферними потоками. Крім того, посилене утворення вуглекислоти компенсується її споживанням рослинами і перетворенням у карбонат - у морях. Тому, цикли газоподібних речовин із їх величезними атмосферними фондами можна вважати в глобальному масштабі добре "забуференімі", тому що їхня спроможність повертатися до вихідного стану велика.

Саморегуляція циклів із резервним фондом у літосфері утруднена - вони легко порушуються в результаті місцевих флуктуацій, це пов'язано з малою рухлівістю резервного фонду. Явище "забуференості" у цьому випадку не виражене.

Цикли функціонують під дією біологічних і геологічних факторів. Існування біогеохімічніх циклів створює можливість для саморегуляції системи, що, надає їй стійкість -- постійний кількісний склад по різноманітних хімічних елементах. [7]

Отже, в даній роботі розглядаються основні питання,, пов'язані з кругообігом магнію в природі. Зокрема у даній роботі висвітлюються: основні форми знаходження магнію у різних геооболонках, значення і роль магнію для живих організмів, основні ланки біогеохімічного циклу магнію та вплив на нього антропогенної діяльності.

Велике значення для з'ясування основних шляхів надходження магнію, його міграція, має вивчення процесів обміну між грунтом і рослинами. Тому в роботі проводиться розрахунок балансу магнію у фітоценозі.

І. Форми перебування магнію в природі.

Магній - Сріблісто-білий блискучий метал, порівняно м'який і пластичний, гарний провідник тепла й електрики. На повітрі він покривається тонкою оксидної плівкою, що надає йому матовий колір. Кристалічна гратка магнію відноситься до гексагональної типу.

У природі магній зустрічається у виді трьох стабільних ізотопів: 24Mg (78,60%), 25Mg (10,11%) і 26Mg (11,29%). Штучно були отримані потопи з масами 23, 27 і 28.

Магній - Один із найпоширеніших у земній корі елементів, він займає б місце після кисню, кремнію, алюмінію, залоза і кальцію. У літосфері (по А. П. Виноградову) вміст магнію складає 2,1%. У природі магній зустрічається тільки у виді сполук. Він входить до складу багатьох мінералів: карбонатів, сілікатів та ін. До числа найважливіших із таких мінералів відносяться вуглекіслі карбонатні породи, що утворюють величезні масиви на суші і навіть цілі гірські хребти - магнезит MgCO3 і доломіт MgCO3 · CaCO3. Під відкладамі різноманітних осадових порід разом із кам'яною сіллю зустрічаються колосальні поклади іншого легкорозчинних мінералу, що містить магній - карналіту MgCl2 · · KCl 6H2O (у Солікамську, наприклад, шари карналіту досягають потужності до 100 м). Крім того, у багатьох мінералах магній тісно пов'язаний із кремнеземом, утворюючи Олівін [(Mg, Fe) 2SiO4] і рідше Форстер (Mg2SiO4). Інші мінерали, що містять магній - це бруціт Mg (OH) 2, кізеріт MgSO4, епсоміт MgSO4 · 7H2O, каїніт MgSO4 · KCl · 3H20. На поверхні Землі магній легко утворює водяні сілікаті (тальк, азбест і ін.), прикладом яких може служити серпентини 3Mg · 2SiO2 · 2H2O. З відомих науці 1500 мінералів біля 200 (більш 13%) містять магній. [4]

Природні з'єднання магнію широко зустрічаються й у розчиненого вигляді. Крім різноманітних мінералів і гірських порід, 0,13% магнію у виді MgCl2 постійно знаходиться у водах океану (його запаси тут невичерпні - біля 6-1016 т), в солоних озерах і джерелах.

У рослинних і тваринних організмах магній міститься в кількостях близько 0,01%, а до складу хлорофілу входить до 2% Mg. Загальний вміст цього елемента в живій речовині Землі оцінюється величиною приблизно 1011 тонн. При нестачі магнію припиняється ріст і розвиток рослин. Накопичується він переважно в насіннях. Введення магнієвих з'єднань у грунт помітно підвищує врожайність деяких культурних рослин (наприклад, буряки).

Рослини засвоюють магній в процесі мінерального живлення, тому важливе має вміст цього елемента в грунті. Магній у грунті знаходиться в різноманітних формах:

а) у складі ряду грунтових мінералів (анортіт, біотіт, рогові обманки й ін .);

б) у складі карбонатів і бікарбонатів: MgCO3, Mg (HCO3) 2;

в) у поглинення (обмінному) стані;

г) у формі водорозчинних солей: хлоридів, сульфатів, нітратів і фосфатів магнію.

Різноманітні грунтові мінерали містять таку кількість магнію:

Первинні мінерали Mg (у%)

Олівін 27-51

Рогова обманка 2-26

Біотіт 2 - 20

Авгіт 6 - 20

Мусковіт 0 - З

Вторинні мінерали

хлорит 35 - 38

Ілліт 1 - 4

Монтморіллоніт 0 - 25

При вівітрюванні мінералів в присутності вугільної кислоти утворюються карбонат і бікарбонаті магнію, які також є джерелом утворення його водорозчинних солей. Це спостерігається при взаємодії карбонатів магнію із сильними кислотами або розчинами солями цих кислот.

глинисті грунти, а також грунти, що утворилися на доломітах, містять, як правило, достатні кількості засвоювання рослинами магнію, а в піщаних грунтах його порівняно мало - 0,03-0,08%. На таких грунтах високу ефективність дає використання магнезіальніх добрив. Важливу роль у жівленні рослин відіграє поглинення магній, що засвоюється рослинами, і разом із кальцієм впливає на фізико-хімічні властивості грунту. При цьому велике значення має співвідношення між поглинути кальцієм і магнієм. У різноманітних грунтах містяться різні кількості поглинення форм магнію і кальцію. У дерново-підзолистих, чорноземних і каштанових грунтах поглинення магнію міститься значно менше, ніж кальцію. У солонцях поглинення Mg частіше буває більше, ніж кальцію.

Кількість рухливою магнію в різноманітних грунтах (у мг на 1 кг) (за К. П. Магніцькім):

дерново-підзолисті: піщані і супіщані 5 - 25

суглінні 45 - 90

чорноземи 300 - 500

У кислого середовищі надходження магнію в рослину сповільнюється. Найкращі умови для засвоєння магнію створюються при нейтральній або слабокіслій реакції грунтового розчину.

Магній відрізняється більшою рухлівістю в грунті, чим кальцій, тому, особливо на легких грунтах, він може віміватіся і рослини будуть відчувати нестачу магнію. У такому випадку дуже ефективним є застосування спеціальних магнієвих добрив або доломітізованного вапняку. Магній у грунті може переходити також у необмінні важкозасвоювані форми, наприклад, він може входити до складу монтморілоніту. На грунтах, які багаті на цей мінерал, необхідно застосовувати більш високі дози магнієвих добрив.

На сільнокісліх грунтах, збідненіх розчинами формами магнію, магнієві добрива дають високі прибавки врожаю. Магній необхідний рослинам елемент мінерального харчування. Крім того, внесення його послаблює шкідливу дію на рослини надмірної кислої реакції середовища. Найкраще вносити Са і Mg у формі доломітізованного вапняку. Значення магнію в складі вапнякових добрив було чітко встановлено акад. О. К. Кедровим - Зіхманом. Магній усуває негативну дію надлишкових доз вапна на картоплю, люпин і інші культури. Завдяки наявності цього елемента доломітова мука краще впливає на врожай сільськогосподарських культур, ніж вуглекислий вапно. Позитивно впливає на врожай сільськогосподарських культур також додавання до вапна розчинних солей магнію, наприклад сірчанокіслого магнію.

З досліду К. П. Магніцького сірчанокіслій магній у кількості 60 кг на гектар на бідних піщаних грунтах Люберецького дослідного поля більш ніж подвоював врожаї жита і картоплі.

Різноманітні рослини характеризуються неоднаково потребою в Mg. Високою потребою в цьому елементі відрізняються такі культури, як цукровий буряк, Конюшина, люцерна й інші бобові культури. Менше потребують магнію зернові культури. [3]

Отже,, магній є одним із найпоширеніших елементів у природі і зустрічається лише у вигляді сполук. Він входить до складу багатьох мінералів: карбонатів, сілікатів. Магній міститься в усіх геооболонках. Найбільше його у літосфері. Крім різноманітних мінералів і гірських порід, магній у виді MgCl2 постійно знаходиться у водах океану, в солоних озерах і джерелах. Велике значення він має і для живих організмів, де міститься в значних кількостях.

II. Роль магнію для живих організмів.

В даний час не підлягає сумніву важлива біохімічна роль магнію в житті рослин. Магній бере участь в утворенні хлорофілу, нестача його в жівленні рослин знижує активність усіх біохімічних процесів. Викликана нестачею магнію затримка в синтезі хлорофілу є причиною пожовтіння рослин. Крім хлорофілу, магній у всіх тканинах рослин бере участь також в утворенні жирів, у перетворенні фосфорних сполук. Особливо багато магнію в соку каучуконосних рослин.

Магній, зв'язаний з органічними речовинами рослин, бере участь у ферментативних біохімічних процесів, що протікають у рослинах. Особливо велика його роль у фотосинтезі і пов'язаних із ним реакціях. У насінні магній зв'язується з фітіном. Особливо багато його в насінній оболонці і зародку. Магній у фітіні зв'язаний з фосфорною кислотою. Магнезіальні добрива сприяють збільшенню вмісту фосфору в зерні злаків. Магній бере участь також у ферментативних реакціях, пов'язаних з утворенням вуглеводів і інших органічних сполук. Є дані, що магній впливає на синтез і транспорт білків у рослинах. Нестача його викликає не тільки зменшення вмісту хлорофілу, каротину і ксантофілу, але і білків. Магній може впливати також на колоїді цитоплазми і на діяльність клітинної протоплазми.

Фізіологічний зв'язок між магнієм і фосфорною кислотою полягає в тому, що він підвищує її рухливість у рослинах. Проте для нормального ходу фізіологічних процесів у рослинах потрібно оптимальне співвідношення кальцію і магнію, що залежить від виду рослини і зовнішніх чинників. Магній має меншу коагуляційну здатність, ніж кальцій. Надходження магнію в рослини затримуються при надлишку кальцію, а надлишок магнію зменшує вміст кальцію у вегетативних частинах рослини.

Незначні кількості магнію, внесені під сільськогосподарські культури на бідних магнієм грунтах, сприяють збільшенню надходження в рослини не тільки магнію, але й кальцію й Інших елементів внаслідок поліпшення умов росту кореневої системи і збільшення їх активної поглінаючої поверхні. Антагонізм між магнієм і іншими іонами проявляється лише при великих кількостях, коли є надлишок того чи іншого елемента. Щорічне споживання магнію сільськогосподарськими культурами коливається в середньому біля 20-30 кг із гектара. Більше усього виносить магнію цукровий буряк: при врожаї 400 ц. із гектара 53 кг. Зернові культури виносять щорічно 10-20 кг магнію з гектара, у залежності від виду рослин і вмісту магнію в грунті; із зернових найбільша кількість магнію забирає із грунту пшениця.

грунтові мікроорганізми - бактерії і гриби - також споживають магній. На цьому базуються мікробіологічні методи визначення потреби грунтів у цьому елементі з використанням переважно грибів Aspergillus niger. У грибів магній збільшує інтенсивність дихання, споживання цукру і розпаду лимонної кислоти.

У людському організмі в міст магнію складає усього декілька десятих або сотих часток відсотка, проте він відіграє важливу роль у процесах життєдіяльності. Магній - життєво важливий макроелементи. Доведено, що нестача магнію в організмі збільшує ймовірність захворювання інфарктом міокарда. Недостатня кількість магнію в крові - ознака перевтоми або стресового стану.

Магній - Є будівельним матеріалом для кісткової тканини (приблизно 70% усього магнію). Крім цього він приймає участь у багатьох процесах клітинного метаболізму і необхідний для правильного функціонування різноманітних ферментів. Нестача магнію зумовлює тремор, зведення м'язів і конвульсії. Магній - основна складова клітини. Зловживання алкоголем знижує спроможність до абсорбції магнію.

Добова потреба людини в магнію - 0.3г

Основні джерела надходження магнію е організм людини:

Темно-зелені листкові овочі, горіхи, насіння, боби, соєві продукти, зерно, просо, коричневий рис, авокадо, сушені морелі, жорстка вода, доломіт, кістяна борошно.

Головні функції:

Відомий як "антістресовій" мінерал. Натуральний транквілізатор, тому що розслаблює м'язи. Необхідний для всіх основних біологічних процесів в організмі. Використовується в лікуванні гіпертонії, перешкоджає утворенню каменів у нирках і виникненню серцевих хвороб; допомагає при бронхіальній астмі, епілепсії, грудній жабі, арітміях, перед менструальному синдромі, безсонні, алкоголізмі.

Результат дефіциту в раціоні:

Втрата апетиту, нудота, блювота, запори, утома, анорексія, збудливість, порушення координації, м'язові спазми, запаморочення, апатія, депресія, нерегулярний серцевий ритм.

Дозування і рівень токсичності:

Концентрація для чоловіків - 350 мг, для жінок - 250-300 мг; 450 мг у період вагітності і годівлі. Багато спеціалістів вважають, що концентрацію варто подвоїти. Токсичність практично відсутня, тому що надлишки магнію виводяться із сечею і екскременти.

Примітки:

Рівень магнію знижений при алкоголізмі. Часто корисний при алкогольному сп'янінні, послаблюючий або навіть запобігаючи синдрому похмілля.

Ознаки дефіциту магнію

Втрата апетиту. Хворобливі і холодні руки і ступні. Нерегулярний серцевий ритм. Занепокоєння, сум'яття, дратівливість. Погана координація. М'язові спазми і приступи. Високий кров'яний тиск. Розшатування або чутливість зубів. Нудота або запаморочення. Підвищена чутливість до шуму. Безсоння; гіперактивність. Сильний запах від тіла. Зниження концентрації Са і відкладення Са у тканинах, тремор, м'язова слабість, серцеві спазми, знервованість, трофічні виразки, камені в нирках. Якщо в організмі порушена рівновага "магній-кальцій", то майже весь магній включається до складу кісткових тканин, вітісняючі кальцій. Це веде до захворювання рахітом.

Магній відіграє важливу роль у регуляції нервово-м'язової активності серця, зміцнює нормальний серцевий ритм, необхідний для метаболізму кальцію і вітаміну С, приймає участь у перетворенні вуглеводів в енергію. Відтворюючи?? ідносній дефіцит допаміну, полегшує такі симптоми нервової напруги, як занепокоєння і дратівливість.

Магній нормалізує діяльність нервової системи, бере участь як кофактор в багатьох ферментативних реакціях, є антістресовім макроелементи, знижує збудливість нейронів і передачу нервового імпульсу; необхідний для нормального формування кісток, функціонування м'язової тканини; сприяє передачі нервового імпульсу; бере участь у багатьох метаболічних процесах як складова частина більш ніж 300 ферментів; регулює реакції фосфорних, вуглеводний, білкового обмінів, стимулює розпад нуклеїнових кислот.

Усього в організмі міститься біля 20 г Mg, в основному в кістках.

Магній нормалізує артеріальний і внутрішньочерепний тиск, перистальтику кишечнику і скорочення жовчного міхура, жовчовіділення, запобігає скороченню судорожному м'язів, заспокоює і нормалізує активність передачі нервових імпульсів. Знімає спазми судин, хронічну втому. Допомагає підтримувати кислотно-лужний баланс. Знижує холестерин крові. Має судінорозшірювальну і спазмолітичну дію. Позитивно впливає на нервову систему, "антістресовій елемент", на серцево-судинну систему. Дає бадьорість і заряд енергії для активної діяльності.

У нервовій системі також міститься велика кількість магнію, особливо в спинному мозку. Велике значення магнію для діяльності нервової системи підтверджується тим, що при ін'єкції магнію в кров людина або тварина впадає в стан, близький до наркотичного. Ця властивість магнію використовується в медицині.

У організмах деяких тварин вміст магнію порівняно великий. Так, наприклад, в організмі вапняної губки міститься 4% магнію, у водоростей - більше 3%.

Магній сприяє здоров'ю різними способами. Разом із кальцієм і фосфором він є головним складовим елементом кісток. Правильний баланс кальцію і магнію - умова здоров'я кісток і зубів, зниження ризику розвитку остеопорозу. Кальцій і магній допомагають також регулювати м'язову активність: у той час як кальцій стимулює скорочення м'язів, магній забезпечує їх релаксацію. Магній необхідний для метаболізму - перетворення їжі в енергію - і для побудови білків. Достатні рівні вмісту магнію в крові захищають організм від серцево-судинних захворювань, серцевої аритмії і, можливо, інсульту, який викликаний тромбозом судин мозку. Звичайно магній у достатній кількості надходить із їжею, його нестачу простіше поповнити, спожіваючі мінеральну воду. У організмі засвоюється менше 40% магнію, тому що його сполуки погано всмоктуються кишечником. Антациди, проносні й анальгетики, що знаходяться в широкому продажі також містять магній, але не варто їх використовувати в якості джерела магнію. Полівітамінні добавки - відносно безпечний спосіб збільшити споживання магнію. Проте приймати їх варто тільки з дозволу лікаря. З усіх добавок найбільше засвоюваний є магнію цітратомалат, у той час як магнію гліцінат у високих дозах може викликати діарею.

Потреба організму в магнії підвищується під час стресу або хвороби. Як добавки магній може застосовуватися для лікування безсоння, м'язових судом, передменструальним синдрому і серцево-судинних захворювань, включаючи гіпертонію, ангіну, викликану спазмом коронарної артерії, і болем в ногах, а також судом, які зумовлені недостатнім кровопостачання. Дослідження показали, що введення магнію при серцево приступі значно підвищує шанси пацієнта на виживання.

Організм ефективно використовує магній. Нирки накопичують його, якщо необхідно, і виводять будь-які надлишки, тому і нестача, і надлишок магнію в організмі - явище достатньо рідкісне. Проте, коли таке трапляється, виникають дуже небезпечні захворювання. Дефіцит магнію може викликати нудоту, млявість, м'язову слабість, тремор, втрату орієнтації і прискорене серцебиття. Отруєння ж магнієм може стати причиною діареї, утоми, м'язової слабості і, у крайньому випадку, серйозного пригнічення серцевої діяльності і зниження кров'яного тиску, поверхневого дихання, утрати рефлексів, коми і, можливо, смерті. Люди, що зловживають проносне засобами або переживають відмову нирок, найбільше схильні до отруєння магнієм.

Магній бере участь у формуванні кісток, регуляції роботи нервової тканини, обміні вуглеводів і енергетичному обміні. За даними Інституту харчування РАМН, потреба в магнії для дорослих - 400 мг у день. Майже половина цієї норми задовольняється хлібом і круп'яних виробами. У хлібі міститься 85 мг магнію, вівсяній крупі - 116, ячної - 96, квасолі - 103 мг. З інших джерел харчування слід зазначити горіхи - 170-230 мг і більшість овочів -10-40 мг магнію. У молоці і сирі міститься відносно мало магнію - 14 і 23 мг відповідно. Проте на відміну від рослинних продуктів магній знаходиться в них у легко засвоюваній формі - у виді цитрату магнію (магнієвої солі лимонної кислоти). У зв'язку з цим молочні продукти є істотним джерелом магнію для організму людини. [7]

Звідси видно, що значення магнію для живих організмів дуже велике. У рослинах магній бере участь в утворенні хлорофілу, жирів, у перетворенні фосфорних сполук.

Так у людському організмі вміст магнію дуже малий, проте він відіграє важливу роль у процесах життєдіяльності. Нирки накопичують його, якщо необхідно, і виводять будь-які надлишки, тому і нестача, і надлишок магнію в організмі - явище достатньо рідкісне, але коли таке трапляється, виникають дуже небезпечні захворювання.

III. Схема біогеохімічного циклу магнію.

Кругообіг макроелементів.

Калій, кальцій, натрій і магній НЕ зв'язані з органічними сполуками хімічно, хоча вони містяться у великих кількостях у клітинних і позаклітінніх рідинах у вигляді заряджених іонів, які називають катіонамі. Кругообіг катіонів у біогеоценозах мало пов'язаний із асиміляцією і вівільненням енергії, але відіграє важливу роль у функціонуванні організмів.

Розглянемо кругообіг катіонів в лісовому біогеоценозі, який є відкритою системою (рис.1) з її можливостями вільно обмінюватися мінеральними речовинами з іншими частинами середовища. Мінеральні речовини надходять у систему із атмосферними опадами, приносять вітром у вигляді пилу і органічних решток, а також вносяться в неї внаслідок вивітрювання материнської породи. [1]

Кругообіг магнію.

Як ми вже з'ясували магній є одним з найпоширеніших елементів. У землі магній присутній головним чином у мінералах, таких, як Олівін, авгіт, біотін, серпентини, тальк, доломіт, магнезит та ін. Певна кількість магнію міститься в живих організмах та органічних рештки рослин і тварин. Вміст цього Елементал органічній матерії невеликий і здебільшого не перевищує 1% загальної кількості грунтового магнію.

Рослини одержують магній у формі іона М2 +. Кількість взятого магнію залежить від віку і частини рослини. Питома вага магнію в рослинах найчастіше коливається у межах 0,1-1,0% MgO у сухій масі, деколи ж буває нижчою або вищою.

Рис. 1. Загальна схема кругообігу катіонів у наземній екосистемі.

Якщо система перебуває в стаціонарному стані, то втрати катіонів внаслідок поверхневого стоку і просочування в грунтові води врівноважується надходженням їх з атмосферними опадами внаслідок вивітрювання материнської породи.

В процесі кореневого живлення магній надходить в рослину і переміщується до її надземної частини. У випадку нормального забезпечення рослин магнієм його переміщення від старого до молодого листя невелике. Коли ж у грунті не вистачає магнію, відбувається його помітний перехід із старих листків до молодих. Тому магнієвій дефіцит найчастіше трапляється в старому листі. Рухомість магнію значно вища, ніж кальцію. В період формування насіння частина магнію переміщується з вегетативних до генеративних органів і там нагромаджується. Про це свідчить приклад насіння зернових, в яких магнію у 2-3 рази більше, ніж у стеблі (табл.1).

Магній у рослинних організмах присутній у вигляді іонів, які утворюють солі (наприклад, солі щавелевої, яблучної, лимонної, пектінової, хітінової кислот). Він пов'язаний з хлорофілом, який містить 4,5% MgO. [L]

Магній бере активну участь у життєдіяльності тваринних організмів. Він міститься в червоних кров'яних тільцях (еритроцитах) тварин. Після смерті рослинних і тваринних організмів присутній в них магній переходить в грунт і за допомогою мікроорганізмів переводиться з детриту в доступну рослинам іонну форму.

Таким чином магній може мігрувати шляхом вивітрювання і вільно обмінюватися мінеральними речовинами з іншими частинами середовища. Велике значення має також Світовий океан, де магній присутній у великих кількостях.

Таблиця 1.

Середній вміст магнію в найважливіших сільськогосподарських рослинах.        

Рослина         

Вміст,% сухої маси MgO             

Жито         

Зерно, солома         

0,19   

0,12             

Пшениця         

Зерно, солома         

0,21   

0,16             

Ячмінь         

Зерно, солома         

0,23   

0,21             

Овес         

Зерно, солома         

0,25   

0,20             

Картопля         

Бульба, картоплини         

0,22   

0,59             

Буряк цукровий         

Коренеплоди, гичка         

0,41   

1,09             

Ріпак         

Коріння, солома         

0,44   

0,22             

Конюшина         

Сіно         

0,41             

Люцерна         

Сіно         

0,36             

Сіно лучне                  

0,34     

IV. Розрахунок балансу хімічного елементу у фітоценозі.

При математичному моделюванні обмінних процесів застосовують поняття блок і потік.

Блок - Це будь-яке природне тіло, в яке надходить речовина або енергія і після перероблення (або без нього) виходить.

Під потоком розуміють речовину або енергію, яка знаходиться в стані переміщення із блоку в блок.

Визначивши динаміку зміни запасів, приросту та відмирання наземної та підземної фітомасі можна скласти баланс хімічного елементу в біогеоценозі.

Позначення:

живі підземні органи;

мертві підземні органи;

живі надземні органи;

вєтош;

підстилка;

грунт.

Схема обмінних процесів хімічних елементів між грунтом і рослинами.

Розрахунок балансу магнію у фітоценозі

Розрахунок проводимо зарівняннямі: