Zusammenfassung
Magnesium ist ein Bestandteil des Chlorophylls. Es ist auch am Stoffwechsel von Phosphor beteiligt. Ein Mangel wirkt sich selten auf den Ertrag aus, kann aber die Nährstoffqualität der Pflanzen verringern.
Der Kationenaustausch ist das einzige Mittel, um Magnesium gegen Verluste im Boden zu halten.
Die Düngung mit Magnesium in Böden, die von Natur aus arm an Magnesium sind, erfordert eine anorganische Ergänzung. Es ist besonders schwierig, wenn sowohl Kalium als auch Kalium hoch sind.
Tabelle 24. Düngemittel zur Versorgung mit Magnesium listet den Magnesiumgehalt typischer Düngemittel auf.
Magnesium in der Pflanze
Magnesium ist das Grün in grünen Pflanzen. Es ist das einzige Metall, das ein Bestandteil des Chlorophylls ist. Chlorophyll ist identisch mit dem Hämoglobin im Blut, nur dass Chlorophyll Magnesium anstelle von Eisen enthält. Es ist nicht übertrieben zu behaupten, dass ein Mangel an Magnesium zu blutarmen Pflanzen führt.
Nur etwa 20 % des Magnesiums in Pflanzen ist jedoch Bestandteil des Chlorophylls. Der Rest fungiert als Regulator für verschiedene Stoffwechselvorgänge. Magnesium ist bei allen phosphorhaltigen Vorgängen notwendig; ein offensichtlicher Phosphormangel kann manchmal mit Magnesiumdünger ausgeglichen werden. Darüber hinaus beeinflusst Magnesium den Stickstoffstoffstoffwechsel und ist wichtig für die Assimilation von Kohlendioxid während der Photosynthese.
Magnesium und Schwefel sind die am meisten vernachlässigten Hauptnährstoffe, Schwefel zweifellos deshalb, weil bis vor kurzem Düngemittel genug enthielten, um den Bedarf der Pflanzen zu decken. Bei Magnesium scheint nur ein grober Mangel die Erträge zu beeinträchtigen, es sei denn, der Phosphorgehalt ist ebenfalls niedrig.
Dahinter verbirgt sich jedoch die Wirkung von Magnesium auf den Nährwert der Pflanzen. Wie Schwefel enthalten auch einige Aminosäuren Magnesium; ein Mangel führt zu einer unzureichenden Versorgung mit echten Proteinen, die diese Aminosäuren benötigen, und zu einem vergrößerten Pool an freien Aminosäuren. Die fehlenden Proteine vermindern die Qualität der Erzeugnisse für den tierischen und menschlichen Verzehr.
Eine antagonistische Beziehung besteht zwischen Kalzium, Magnesium und Kalium: alle drei sind Kationen, und die Gesamtaufnahme von Kationen durch Pflanzenwurzeln ist begrenzt. Die Pflanzen haben jedoch eine eingebaute Vorliebe für Kalium, das in der Regel in ausreichender bis übermäßiger Menge im Boden vorhanden ist, und Kalzium ist der wichtigste Bestandteil von Kalk. Magnesium spielt bei der Bodenverbesserung nur selten eine wichtige Rolle und kommt oft zu kurz.
Es gibt keine charakteristischen Symptome eines leichten Magnesiummangels – ein mittelschwerer Mangel kann zu einer Gelbfärbung der Blätter zwischen den Blattadern führen – vielleicht nur das Bewusstsein, dass die Pflanze nicht gut funktioniert oder produziert. Aufgrund der verminderten Assimilation von Kohlendioxid ist das Wachstum gehemmt, und reifen Früchten fehlt es an Süße. Ein Mangel verzögert den Phosphorstoffwechsel und die Proteinproduktion.
Magnesium im Boden
Magnesium verhält sich im Boden ähnlich wie Kalzium. Beide sind in feuchten Gebieten leicht auswaschbar. Der Erhalt beider hängt von den Kationenaustauscheigenschaften des Bodens ab.
Das Alter des Bodens und die Wetterbedingungen beeinflussen die Kationenaustauschkapazität und das Vorhandensein von Magnesium. Aufgrund der partikulären Tone in vielen der jungen, unverwitterten Westböden ist die Austauschkapazität in der Regel hoch. Außerdem sind diese Böden auch reich an Magnesium. Nicht alle Böden im Westen sind so gesegnet, aber viele von ihnen sind natürliche Kationenreserven und sehr gut gefüllt.
Ältere, verwitterte Böden in den feuchten Gebieten des Ostens und des Südens sind jedoch weniger begünstigt. Mit Ausnahme einiger Böden (z. B. in Pennsylvania) sind die alten Böden besonders stark ausgelaugt, und die Tone tragen nur wenig zur Kationenaustauschkapazität bei, wobei die organische Substanz den größten Einfluss auf die Austauschkapazität hat. Außerdem sind diese Böden durch die Auslaugung sauer geworden, so dass das Austauschreservoir hauptsächlich mit nährstofflosen sauren Ionen gefüllt ist.
Magnesiumbilanz
Die folgende Diskussion ist nur relevant, wenn der Boden magnesiumarm ist. Der Kationenhaushalt ist nicht kritisch, wenn der Magnesiumgehalt mäßig bis hoch ist, es sei denn, er nähert sich Werten in der Größenordnung von 70 % des Kationenreservoirs. Und wo diese Extremsituation vorliegt, kann ich keine Hilfe anbieten.
Fast alle Böden in feuchten Gebieten müssen regelmäßig gekalkt werden. Es stellt sich dann die Frage, welche Art von Kalk geeignet ist. Es ist vernünftig anzunehmen, dass ein Gleichgewicht zwischen den Nährstoffen (Kalzium, Magnesium und Kalium) bestehen sollte.
Wir wissen, dass ein Kaliumüberschuss zu einem Magnesiummangel und manchmal zu einem Kalziummangel führen kann. Ein Überschuss an Kalzium ist für einen Mangel an Magnesium und Kalium verantwortlich. Experimente haben zu der Schlussfolgerung geführt, dass der Boden für viele Kulturen mindestens so viele Magnesiumionen wie Kaliumionen enthalten sollte1.
In jüngster Zeit wurde ein Kriterium für das Kationengleichgewicht von mehreren Bodenuntersuchungslabors übernommen. Nach diesem Kriterium sollten 60-70% des Bodenreservoirs mit Kalzium, 10-15% mit Magnesium, 2-5% mit Kalium und der Rest mit sauren Ionen gefüllt sein. In den letzten Jahren wurde die Hypothese des Kationengleichgewichts jedoch in Frage gestellt, und Versuche haben gezeigt, dass die Erträge im Wesentlichen unabhängig von diesen oder ähnlichen Richtlinien sind, die auf dem prozentualen Anteil der Ionen im Kationenspeicher basieren. Eine Kontroverse zu diesem Thema besteht nach wie vor.
Ein Problem besteht darin, dass die Versuche, die zur Prüfung dieses Kriteriums verwendet werden, so angelegt sind, dass alle anderen Nährstoffe gut versorgt sind. Dadurch wird die Beziehung zwischen Phosphor und Magnesium verschleiert, da Magnesium weniger wichtig ist, wenn der Phosphorgehalt hoch ist.
Außerdem sind Versuche, die sich nur auf den Ertrag stützen, eine zusätzliche Verzerrung zuungunsten von Magnesium, das bei der Bestimmung der Qualität einer Ernte wichtiger ist als ihre Menge.
Das Konzept einer angemessenen Verteilung der Nährstoffe, aus denen sich das Kationenreservoir zusammensetzt, hat zwei Funktionen. Zum einen kann die Kalkmenge bestimmt werden, die erforderlich ist, um den pH-Wert auf einen gewünschten Wert anzuheben, und zum anderen kann ein Mindestwert für Magnesium festgelegt werden. Vorläufig kann das Folgende ein nützlicher Leitfaden sein: In Pfund pro Hektar sollte der Boden mindestens ein Zehntel so viel Magnesium wie Kalzium und mindestens 60 % so viel Magnesium wie Kalium enthalten.3.
Eine Richtlinie für die Festlegung von Mindestmengen an Kalium sollte die Notwendigkeit berücksichtigen, den Stickstoffgehalt auszugleichen, jedoch nicht so hoch, dass Magnesium oder Kalzium überwiegen.Das richtige Stickstoff-Kalium-Gleichgewicht wird durch die Anforderungen der Kultur bestimmt; Tabellen3. Geschätzter Düngemittelbedarf – Feldfrüchte – 5. Average Nutrient Requirements For Vegetables may be useful for thepurpose.
In practice, aconflict between balancing nitrogen and not overpowering magnesiumshould occur only with a depleted, weathered soil possess a loworganic content; such a soil has a lowcation exchange capacity and little ability to store magnesium. Um in diesem Fall das richtige Magnesium-Kalium-Gleichgewicht zu erhalten, sollten Kalium und folglich Stickstoff begrenzt werden, was sich natürlich auf den Ertrag auswirkt. Tabelle 2. Auswirkungen einer Nährstoffstörung auf die Pflanzenqualität enthält Beispiele, bei denen eine starke Düngung mit Kaliumdüngern ohne Berücksichtigung der Notwendigkeit eines ausgewogenen Verhältnisses zwischen Magnesium und Kalzium das Erscheinungsbild von Obst- und Gemüsekulturen beeinträchtigt.
Ein Grund, warum das Verhältnis zwischen Kalzium, Magnesium und Kalium so locker sein kann, ist, dass innerhalb eines breiten Wertebereichs ein übermäßiger Magnesiumgehalt kein Problem darstellt.Einige Böden in Kalifornien haben genug Magnesium, um 40 % der Kationenreserve aufzufüllen und dennoch hohe Erträge zu erzielen. Böden mit einem Magnesiumgehalt von 70 % können zwar nicht gedeihen, aber auch hier gibt es noch Spielraum für Abweichungen.
Magnesiumdünger
Tabelle 24. Düngemittel zur Magnesiumversorgung listet den Magnesiumgehalt typischer organischer Materialien und der wichtigsten Düngemittel auf.
Die meisten organischen Rückstände enthalten eine kleine, aber signifikante Menge an Magnesium. Etwa 20 bis 30 Pfund Magnesium pro Hektar können von frischem Geflügelmist geliefert werden, der in einer Menge von 5 Tonnen pro Hektar und anderen Düngemitteln in einer Menge von 10 Tonnen pro Hektar ausgebracht wird, oder von einer Heumulch aus Ballen, die in 1-Zoll-Schichten aufgeteilt sind.4 Diese Menge reicht aus, um die meisten Pflanzen mit ausreichend Magnesium zu versorgen, obwohl ein Teil des Magnesiums wahrscheinlich durch Auswaschung verloren geht.Kompost ist eine ausgezeichnete Magnesiumquelle, aber es liegen nicht genügend Informationen vor, um typische Mengen anzugeben.
Diese Rückstände würden jedoch eine viel größere Menge an Kalium als Magnesium hinzufügen. Zum Beispiel,Tabelle 24. Düngemittel für die Versorgung mit Magnesium schlägt eine Anwendung von 10 t/acre Nicht-Geflügelmist für etwa 25 lbs Magnesium vor. Allerdings zeigt Tabelle 9. Nährstoffgehalt von Dung zeigt jedoch, dass Nicht-Geflügelmist etwa 10 Pfund Kali pro Tonne enthalten kann; eine Menge von 10 Tonnen pro Hektar führt also 100 Pfund Kali zu, also viermal so viel Kalium wie Magnesium. In ähnlicher Weise fügt eine Heumulch mehr als zehnmal so viel Kalium wie Magnesium hinzu.
Sojaschrot (und wahrscheinlich auch Baumwollsamenschrot und Saatkuchenrückstände) ist eine gute Magnesiumquelle, aber es enthält wahrscheinlich etwa viermal so viel Kalium wie Magnesium. Nur Geflügelmist scheint ein vernünftiges Gleichgewicht zu haben, da er etwas weniger als doppelt so viel Kalium wie Magnesium enthält.
Die meisten organischen Rückstände sind bessere Magnesium- als Kalziumquellen, aber sie sind kein idealer Magnesiumdünger. Wenn ein Boden ein niedriges Verhältnis von Magnesium zu Kalium aufweist, verbessern die meisten organischen Rückstände das Verhältnis nicht, sondern können es sogar verschlechtern.
Die beiden gängigsten anorganischen Magnesiumdünger sind dolomitischer Kalkstein und Kalisulfatmagnesia.dolomitischer Kalkstein ist der billigste anorganische Magnesiumdünger und die logische Wahl für saure Böden. Kaliumsulfatmagnesia ist jedoch nützlich, wenn der Kaliumgehalt ebenfalls niedrig ist.
Oft kann ein Boden jedoch sowohl einen hohen Kalzium- als auch einen hohen Kaliumgehalt aufweisen, was auf einen Fehler bei der Düngung zurückzuführen ist. Die beiden Alternativen sind Bittersalz und Magnesia, die beide löslich sind. Beide sind aus Gründen, die im Folgenden erläutert werden, nicht zufriedenstellend und werden üblicherweise in kleinen Mengen verwendet, die vielleicht ausreichen, um einen Magnesiummangel vorübergehend zu beheben, aber nicht ausreichen, um die Bodenreserve zu erhöhen. Sie werden am besten nur in Notfällen oder nach einem Test verwendet, um ihre Wirksamkeit festzustellen.
Bittersalz ist ein natürliches Mineral, obwohl es auch synthetisch hergestellt wird. Magnesia wird in der Regel durch Erhitzen von Magnesit, einem natürlich vorkommenden Magnesiumcarbonat, hergestellt, um das Kohlendioxid auszutreiben, ein Verfahren, das dem bei der Herstellung von Branntkalk aus Kalkstein ähnelt. Magnesia ist ein üblicher Bestandteil von Handelsdüngern, die mit Magnesium angereichert sind.
Bittersalz ist teuer und kann nicht in großen Mengen ausgebracht werden; Mengen in der Größenordnung von 150-200 lbs/ac sind üblich, aber dies liefert nur eine geringe Menge an Magnesium. Eine Alternative besteht darin, Bittersalz mehrmals während der Saison als Blattspray auszubringen, und zwar in einer Menge von etwa 10-15 lbs/100 Gallonen Wasser, wodurch die Pflanzen gesättigt werden.
Magnesia ist billiger, wenn es in größeren Mengen ausgebracht wird, aber es erhöht den pH-Wert. Die Ausbringung von Magnesia kann in kleinen Mengen möglich sein, wenn ein leichter pH-Anstieg tolerierbar ist. Die maximal zulässige Ausbringungsmenge variiert bei den einzelnen Böden, da sie von der zulässigen Erhöhung des pH-Wertes und der Kationenaustauschkapazität abhängt.Der Kalkungswert von Magnesia wird in Anhang C berechnet. Saure und basische Düngemittel – Magnesia. Ein weiterer Nachteil von Magnesia ist, dass es entwässernd wirkt und das Bodenleben beeinträchtigen kann.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine ausreichende Magnesiumversorgung bei gleichzeitigem Gleichgewicht mit Kalzium und Kalium auf magnesiumarmen Böden mit geringem organischen Anteil schwierig ist. Es bedarf einer ausreichenden Planung.
1 d.h. die Gesamtzahl in Lösung und im Kationenaustauschreservoir
2 Dieses Argument hängt von einer Definition der Qualität ab, die nicht nur das Aussehen der Erzeugnisse, sondern auch den Nährwert umfasst.
3 Diese Vorschläge beruhen auf der folgenden Überlegung: Der Umrechnungsfaktor zwischen den Pfunden eines Nährstoffs und der Anzahl der Atome oder Ionen variiert mit dem Nährstoff. So entspricht ein Magnesium/Calcium-Verhältnis von 10/100 in Bezug auf lbs/acre einem Verhältnis von 10/60 in Bezug auf Ionen/acre. Dieses idealisierte 10/60-Verhältnis ist eine Extrapolation des früheren Kriteriums (10 % Magnesium und 60 % Kalzium). In ähnlicher Weise entspricht ein Magnesium/Kalium-Verhältnis von 60/100 in Bezug auf lbs/acre einem Verhältnis von 1 in Bezug auf Ionen/acre. Wie bereits erwähnt, gibt es für das Verhältnis zwischen Magnesium und Kalium bei einigen Kulturen eine experimentelle Grundlage.
Der Begriff Ionen/acre ist keine Standardmaßeinheit. Die übliche Maßeinheit in der Bodenkunde ist Milliäquivalent/100 Gramm Boden, abgekürzt als meq/100 g (obwohl diese Einheit jetzt in einigen Fachzeitschriften ersetzt wird). Austauschbare Kationen und die Kationenaustauschkapazität werden in dieser Einheit angegeben. Die Umrechnung zwischen lbs/acre und meq/100 g erfolgt nach der Formel (lbs/A) = F * (meq/100 g), wobei F = 20 * (FW)/(V) (FW ist das Formelgewicht und V ist die Wertigkeit des Ions). Das oben angegebene idealisierte Magnesium/Calcium-Verhältnis ist in beiden Fällen gleich, aber ein Magnesium/Kalium-Verhältnis von 1/1 in Bezug auf Ionen/acre ist 2/1 in Bezug auf meq/100 g.
4 Geht man von einer Ballengröße von 11 x 18 x 30 Inch und einem Gewicht von 35 lbs aus, so ergibt sich, dass ein Ballen, der in 1-Inch-Schichten aufgeteilt ist, eine Fläche von etwa 56 sq. ft. einnimmt. 774 Ballen wären also erforderlich, um einen Acre zu bedecken, und das Gesamtgewicht der Ballen würde etwa 13-1/2 Tonnen betragen. Wenn jede Tonne zwei Pfund Magnesium liefert, würde der Mulch etwa 27 Pfund Magnesium pro Hektar hinzufügen.