镁和人体健康的关系及镁肥在农业中的应用

镁，这一被许多人忽视的元素，实际上在人体健康中扮演着至关重要的角色。从维持心血管健康、调节血糖到增强免疫系统功能，镁的作用几乎覆盖了人体的每一个生理过程。然而，随着现代农业和膳食习惯的变化，镁的摄入量却逐渐不足，这已经成为威胁我国居民健康的潜在因素。

在农业生产中，镁也是作物生长不可缺少的元素。但由于土壤中的镁利用率较低，加之长期忽视镁肥的施用，导致土壤中的镁元素逐年下降，进一步影响了农作物中镁的含量。事实上，通过适当施用镁肥，不仅能有效提高作物的产量和品质，还能改善作物中的镁含量，从而提升人们的膳食镁摄入量，缓解镁缺乏问题。

郝艳淑，张炎，侯佳玉等人发表的研究《镁和人体健康的关系及镁肥在农业中的应用》深入探讨了镁对人体健康的重要性，分析了我国镁营养状况及土壤镁含量的现状，并详细阐述了镁肥在农业中的潜力与应用前景。通过这一研究，作者们针对我国农业中镁的缺乏问题，提出了适合我国农业生产的镁肥产品开发路径。

• 促进酶活性与能量代谢：镁是人体内超过500种酶的活性调节因子，参与细胞能量代谢和核酸代谢，对细胞的生长、分化、衰老与死亡起着重要作用。

• 调节免疫与减少炎症：镁增强非特异性免疫系统功能，减少炎症因子，增强免疫力，从而减少疾病的发生。

• 维护心血管健康：镁有助于减少心血管疾病、动脉硬化和心律失常的发生，防止室性心律失常导致的猝死。

• 调节血压与防治高血压：镁含量低与高血压密切相关，补充镁有助于降低血压，尤其在顽固性高血压患者中有良好的疗效。

• 影响糖尿病控制：镁缺乏会导致胰岛素合成与分泌减少，从而影响血糖水平，糖尿病患者常出现低镁血症。

• 缓解偏头痛：低镁血症与偏头痛发作有关，补充镁有助于减轻偏头痛疼痛。

• 支持孕期健康：孕妇在不同妊娠阶段对镁的需求增加，补充镁有助于降低胎儿畸形风险。

中国疾病预防控制中心营养与健康所、中国营养学会《中国居民膳食营养素参考摄入量》修订专家委员会常量元素组在2022年分析了1991—2018年我国15个省的居民共12万余膳食镁摄入量的调查数据，发现我国居民膳食镁的摄入量普遍不足且呈明显的下降趋势。报告显示：2018年居民每日镁摄入量的中位数为238.9 mg/kg；从性别差异上来看，女性的每日镁摄入量的中位数为227.1 mg/kg，男性的为252 mg/kg，均低于WHO的推荐摄入量；从区域分布上来看，北方居民每日镁摄入量的中位数高于南方居民的；从变化趋势上来看，从1991—2018年，我国居民平均镁摄入不足率从38.5%上升至59.9%，且南方居民的镁摄入量不足率高于北方居民的，分别为64.2%和52.8%。报告同时指出了导致我国居民膳食镁摄入不足的原因与全谷物及深色蔬菜摄入不足和谷物加工精度提高有关。

由于不同矿物中镁的含量及风化程度不同，土壤中镁的质量分数为0.05%~0.5%，土壤中90%以上的镁存在于矿物晶格中无法被植物直接利用。土壤酸碱度影响土壤中镁在不同形态之间的转化，进而影响土壤中可交换性镁的含量以及作物对镁的吸收。目前全球有大概1/3的耕地为酸性土壤，酸性土壤中通常可交换性镁含量较低。谷物和果蔬中的镁主要来自土壤中镁的供应，近年来随着品种的改良和肥料工业的进步，农作物产量得到了较大的提升，镁作为植物生长必需的营养元素，在肥料中的应用却非常有限，因而镁也被称为“被遗忘的营养元素”。事实上，作物对镁的需求量非常大，与对磷的需求量一样，是植物生长必需的大量营养元素。在作物收获时会从土壤中带走大量的镁，对镁肥的忽视导致我国土壤中可交换性镁含量逐年下降。白由路等采用土壤养分系统研究法分析了我国31个省(市、自治区)的17 790个土壤样品，结果表明我国有54%的土壤需要不同程度地补充镁肥；根据土壤有效镁含量分析，我国潜在的含镁肥料年需求量为9 840 kt才能满足农业生产需求。

为探究在全球范围内农业生产中施用镁肥对作物的影响，Wang等收集了全球截止到2019年所有公开发表的镁肥肥效试验文献99篇，试验地点分别在中国、孟加拉国、加拿大、智利、伊朗、新西兰、尼日利亚、波兰、土耳其及英国等10个国家，共570组对比试验，meta分析结果表明，施用镁肥提高了作物产量，平均增产8.5%。从2017年开始，国际镁营养研究所及全国镁营养协作网在全国13个省(主要是南方地区)开展了大量镁肥施用的田间试验，试验作物包括茶叶、油菜、水稻、大白菜、黄瓜、辣椒、甜椒、番茄、冬瓜、脐橙、葡萄、橙子、菠萝、蜜柚和糖蔗等10多种，结果表明不同作物及其区域对施镁响应不同，施用镁肥可使作物增产5.5%~40.6%，作物品质也得到相应提高。

从全球看，镁肥的生产主要集中在我国和德国，我国主要利用菱镁矿资源生产一水硫酸镁肥。根据我国海关2024年的数据，我国生产的一水硫酸镁肥80%以上出口到东南亚等地区，2023年出口量约为900 kt。德国通过开采形成于两亿三千万年前的海水沉积和蒸发形成的固体盐床，利用物理分离的方法生产钾肥和镁肥，其中镁肥产品主要为天然一水硫酸镁，可以单独施用，也可以作为复合肥生产的原料。对我国肥料加镁情况的调查发现，加镁肥料的占比不足10%，远不能满足我国农业生产对镁的需求。

复合(混)肥料

从我国肥料消费来看，复合肥的消费占比近年快速增长。化肥的复合化率从2015年的36%提高到2023年的48%，肥料的复合化程度加强(见图1)，氮、磷、钾三大养分的平均复合化率分别为69.5%、92.1%、84.4%，复合(混)肥料已成为当前农业生产中消费量最大的化肥品种。可见，在复合肥中添加镁是解决我国农业生产中缺镁问题的重要途径之一。

氮肥

在氮、磷、钾三大养分中，我国氮肥的施用量最大。在单质氮肥中，尿素是举足轻重的品类，提高尿素的利用率对提升我国氮肥效率有重要影响。基于国际镁营养研究所关于镁对氮效率提升的研究，在氮肥中添加镁是提高镁肥施用量的途径之一。

水溶肥料

我国水溶肥经历了从无到有、从进口到以国产为主的发展历程，水溶肥产量和施用量都出现了飞跃式的提升。然而我国加镁水溶肥料并不多，我国加镁的水溶肥料占比仅为5.4%，而进口水溶肥料加镁的占比为50.6%，我国加镁水溶肥料占比远低于进口水溶肥料的。随着水溶肥料市场的发展，在水溶肥料中添加镁也是解决农业生产中缺镁问题的有效途径。

有机肥及生物有机肥

在我国农业绿色发展目标的指引下，施用有机肥不仅能够提升耕地质量，还能带入大量氮磷钾养分，助力氮磷钾传统化肥的减量增效。2021年我国有机肥产量为16 200 kt，随着有机肥产业的发展，我国现有有机肥生产企业近4 000家，产能超过35 000 kt/a。在国家有关政策的支持下，有机肥产业还有很大的发展空间。有机肥通常在农业生产中作为基肥施入，镁肥也常推荐作为基肥，因此镁肥与有机肥的复合化，将推动缺镁问题的解决。