以各种形态存在于土壤中的镁。是植物必需营养元素镁的给源。

主要来源于成土母质。岩浆岩平均含镁2.11%，其中基性岩比酸性岩含镁多，基性岩石中的橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等矿物均含有较多的镁。沉积岩平均含镁1.52%，其中石灰岩含镁量最高，砂岩最少。母质中的镁含量直接影响土壤的镁含量，但后者还取决于成土条件。在多雨湿润地区淋溶强烈的土壤里，镁含量可能很低；而干旱、半干旱地区的石灰性土壤则可能很高。除母质和成土过程外，海水、河水、地下水也可影响土壤镁含量。海水含镁较多（0.13%），河水含镁很少，地下水随不同地区来源差异很大，因而受不同水源影响的土壤含镁量必然不同。土壤中镁的全量变动在0.1%～4.0%的范围内，大多为0.3%～2.5%，世界土壤平均约为0.6%。中国南方土壤含镁量为0.05%～1.08%，低于北方土壤（0.5%～2.0%），但南方发育于紫色砂页岩的紫色土含镁量可高达2.2%。

有机态镁

占全量镁的比例很小，一般在10%以下，主要存在于腐殖质和动植物残体及其分解产物中。腐殖质中胡敏酸的镁含量较高，其灰分含镁4.78%；植物残体镁含量一般不过0.1%～1%，在有机态镁中，有些结合在有机质结构中，有些则络合或吸附在有机质表面。某些低分子有机络合态镁是可溶的，存在于土壤溶液中。

无机态镁

包括3种形态：①水溶态镁，存在于土壤溶液中，主要是Mg^2＋和络离子或离子对，它们和吸附态镁或固相镁盐保持平衡，其浓度一般只有几个至几十个毫克/千克，并与土壤性质有关。②交换态镁，吸附在土壤胶体表面，一般含量为0.1～5.0厘摩尔/千克，仅次于Ca^2＋，是土壤交换性阳离子的重要组成，占交换性阳离子总量的30%左右。在中国南方，发育于石灰岩和紫色砂页岩上的土壤交换性镁含量高于0.80厘摩尔（＋）/千克，花岗片麻岩和花岗岩上的土壤低于0.33厘摩尔（＋）/千克，玄武岩、第四纪红土、砂页岩和第三纪红砂岩上的土壤介于二者之间。北方土壤的交换性镁含量显著高于南方土壤的，多在1～5厘摩尔（＋）/千克之间。交换性镁与溶液中镁保持平衡，是最容易释放的固相镁。③矿物态镁，土壤镁的主体，存在于原生和次生矿物中，约占全量的70%～90%。土壤含镁矿物主要是硅酸盐，常见的有橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、蛇纹石、滑石、绿泥石、电气石等原生矿物和蒙脱石、伊利石、蛭石等次生矿物。原生矿物中的大多数含镁矿物都容易风化，并且矿物态镁大多能在浓酸中溶解。较低浓度的酸（如1摩尔/升HNO₃）溶解出来的矿物态镁常作为潜在有效态或缓效态镁看待，也称为非交换性镁，一般占全镁的10%以下。

植物可从土壤中直接吸收溶液中的镁离子（Mg^2＋），后者与交换态镁保持动态平衡。因此，水溶态和交换态镁都是有效的。土壤供镁能力主要决定于有效态镁的贮量和其他形态镁的转化补给速率。交换态镁虽然是有效的，但能否供给植物吸收，还受其饱和度和陪补离子种类的影响。一般认为，饱和度最好不低于10%，因为不同植物对镁饱和度的低限要求多变动在4%～15%之间，低于此值，交换态镁就不易被植物利用。至于陪补离子种类，主要以其它交换性阳离子对镁的比值来衡量。通常钙镁比和钾镁比应分别小于6.5和0.5。大多数土壤交换性钠不会过多，但盐土中的交换性钠也会对镁的有效性有明显影响。在土壤pH和植物根系分泌物的作用下，部分矿物态镁（即上述稀酸溶解态镁）也能被植物利用。因此，在诊断土壤有效镁的供给量时，除采用中性盐（1摩尔/升NH₄OAc、1摩尔/升NaOAc等）提取交换态镁以外，也常用0.05摩尔/升或0.2摩尔/升HCl、1摩尔/升HNO₃等提取酸溶态镁。交换性镁的临界值常取50毫克/千克，酸溶态镁的含量则作为土壤镁潜在供给能力的参考。

中国南方许多酸性土壤和北方淋溶性土壤交换态镁含量一般都低于50毫克/千克，而且其中许多土壤交换性镁的饱和度低于10%，甚至在5%以下。还有一些土壤的钙镁比值过高，或钠的饱和度过大（如盐土）。在这些土壤上，作物可能出现明显的缺镁症状，说明土壤镁供给不足。随着作物产量提高和氮、磷、钾肥料的大量施用，镁的亏缺将扩大，因此需要重视施用镁肥来补充。在中国南方一些缺镁土壤上，对多种作物施用镁肥显示出提高产量和改善品质的良好效果。常用的镁肥有硫酸镁和钙镁磷肥，后者虽为一种磷肥，但因含镁4.8%～12.1%，故在缺镁地区推广施用十分有益。