光合作用是指绿色植物（包括藻类）利用光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。
光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。因此，光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。
镁元素是叶绿体的重要组成成分，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，所以说，在光合作用的进程中，作为三大中量元素之一的镁元素起着至关重要的作用，被称作“光合元素”。
镁在植物体内的分布
植物体内镁的含量为0.05%~0.7%。不同植物的含镁量各异，豆科植物地上部分镁的含量是禾本科植物的2～3倍。镁在植物器官和组织中的含量不仅受植物种类和品种的影响，而且受植物生育时期和许多生态条件的影响。
一般来说，种子含镁较多，茎、叶次之，而根系较少；作物生长初期，镁大多存在于叶片中，到了结实期，则转移到种子中，以植酸盐的形态储存。当镁的供应量较少时，它首先累积在子粒中，而且生殖器官能优先得到镁的供应。当镁供应充分时，镁首先累积在营养体中，此时，营养体成为镁的储存库。由于镁在韧皮部中的移动性强，储存在营养体或其他器官中的镁可以被重新分配和再利用。
在正常生长的植物成熟叶片中，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%或呈游离态或结合在各种镁可活化的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、氨基酸和细胞质外体空间的阳离子交换部位）上。植物叶片中的镁含量低于0.2%时则可能出现缺镁。
镁的营养功能
1、参与叶绿素的合成及光合作用
镁的主要功能是作为叶绿素a和叶绿素b吓啉环的中心原子，在叶绿素合成和光合作用中起重要作用。
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。与叶绿素分子吸收光有关的镁元素形态不是Mg2 ，而是MgO和Mg 。镁也参与叶绿体中CO2的同化反应。镁对叶绿体中的光合磷酸化和羧化反应都有影响。
2、参与蛋白质的合成
镁的另一重要生理功能是作为核糖体亚单位联结的桥接元素，能保证核糖体结构的稳定，为蛋白质的合成提供场所。叶片细胞中有大约75%的镁是通过上述作用直接或间接参与蛋白质合成的。镁是稳定核糖体颗粒、特别是多核糖体所必需的，又是功能RNA蛋白颗粒进行氨基酸与其他代谢组分按顺序合成蛋白质所必需的。另外，活化RNA聚合酶也需要镁，因此，镁参与细胞核中RNA 的合成。RNA分子与镁的结合部位是磷酰基团。
3、参与酶的活化
植物体中一系列的酶促反应都需要镁或依赖于镁进行调节。镁在ATP或ADP的焦磷酸盐结构和酶分子之间形成一个桥梁，大多数ATP酶的底物是Mg-ATP。镁首先与含氮碱基和磷酰基结合，而ATP在pH值为6以上形成稳定性较高的Mg-ATP复合物，其中大部分负电荷已被中和，靠ATP酶的活化点，这个复合体能把高能磷酰基转移到肽链上去。在活化磷酸激酶方面，镁比其他离子（如锰）更为有效。此外，镁也能激活谷氨酰胺合成酶，因此，对植物体氮代谢也有重要的作用。
植物对镁的需求与缺镁症状
作物对镁的吸收量平均为10-25 kg-hm-2。块根作物的吸收量通常是禾谷类作物的2倍，甜菜、马铃薯、水果和设施栽培的作物特别容易缺镁。植物体镁的临界浓度因植物品种、器官和发育时期不同而有很大差异。单子叶植物镁临界值比双子叶植物低。一般来说，当叶片含镁量大于0.4%时，镁是充足的。
但是在农业生产过程中，由于复种指数的增加，作物缺镁的概率越来越高。当植株缺镁时，叶绿素合成就会减少，导致叶绿素含量下降，植株叶片表现出缺率黄化症状。由于镁在韧皮部中移动性强，失绿症一般从老叶开始，然后逐步向上蔓延，发展到新叶。
缺镁时，植株矮小，生长缓慢。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，叶片退色而有条纹，特别典型的是在叶尖出现坏死斑点。
由于镁在植物体内的移动性较好，镁肥既可做底肥，亦可做根外追肥。在补充镁肥的同时，可以选择性的复配一些功能性的肥料（玛斯肽），加速缺镁症状的缓解，及时恢复作物健康活力。
在大多数情况下，提高镁的含量能改善植物的营养品质。
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