Yhteenveto
Magnesium on klorofyllin ainesosa. Se on myös aktiivinen fosforin aineenvaihdunnassa. Puutos vaikuttaa harvoin satoon, mutta se voi heikentää viljelykasvien ravitsemuksellista laatua.
Kationinvaihto on ainoa keino, jolla magnesiumia voidaan pidättää maaperässä tapahtuvilta häviöiltä.
Magnesiumin lannoittaminen luonnostaan niukasti magnesiumia sisältävillä mailla edellyttää epäorgaanista lisäystä. Se on erityisen vaikeaa, jos sekä kalsiumia että kaliumia on paljon.
Taulukko 24. Lannoitteet magnesiumin saamiseksi luetellaan tyypillisten lannoitteiden magnesiumpitoisuudet.
Magnesium kasvissa
Magnesium tuo vihreyttä vihreisiin kasveihin. Se on ainoa metalli, jokaon klorofyllin ainesosa. Klorofylli on samanlainen kuin veren hemoglobiini, paitsi että klorofylli sisältää magnesiumia raudan sijasta. Ei ole liioiteltua väittää, että magnesiumin puute tuottaa aneemisia kasveja.
Kasvien magnesiumista kuitenkin vain noin 20 % on klorofylliä. Loput toimivat eri aineenvaihduntaprosessien säätelijöinä. Magnesiumia tarvitaan kaikissa toiminnoissa, joissa käytetään fosforia; ilmeistä fosforin puutetta voidaan joskus lieventää magnesiumlannoitteella. Lisäksi magnesium vaikuttaa typpiaineenvaihduntaan ja on tärkeä hiilidioksidin assimilaatiossa fotosynteesin aikana.
Magnesiumia ja rikkiä on laiminlyöty eniten pääravinteista, rikkiä epäilemättä siksi, että viime aikoihin asti lannoitteet sisälsivät riittävästi kasvien tarpeisiin. Magnesiumin osalta näyttää siltä, että ainoastaan kova puute vaikuttaa satoon, ellei myös fosforia ole liian vähän.
Tämä peittää kuitenkin magnesiumin vaikutuksen viljelykasvien ravintoarvoon. Rikin tavoin eräät aminohapot sisältävät magnesiumia; sen puute johtaa näitä aminohappoja tarvitsevien oikeiden proteiinien riittämättömään saantiin ja muiden aminohappojen määrän lisääntymiseen. Puuttuvat proteiinit heikentävät sekä eläin- että ihmisravinnoksi tarkoitettujen tuotteiden laatua.
Kalsiumin, magnesiumin ja kaliumin välillä on antagonistinen suhde: kaikki kolme ovat kationeja, ja kationien kokonaisimeytyminen kasvien juuriin on rajallista. Kasveilla on kuitenkin sisäänrakennettu mieltymys kaliumiin, jota maaperässä on yleensä riittävästi tai liikaa, ja kalsium on kalkin pääasiallinen ainesosa. Magnesium on harvoin näkyvästi esillä maanparannuksessa, ja se jää usein vajaaksi.
Lievästä magnesiumin puutteesta ei ole tyypillisiä oireita – keskivaikea puutos voi johtaa lehtien kellastumiseen lehtisuonten välissä – ehkä vain tietoisuus siitä, että kasvi ei toimi tai tuota hyvin. Hiilidioksidin heikentyneen assimilaation vuoksi kasvu hidastuu, ja kypsistä hedelmistä puuttuu makeus. Fosforin puute hidastaa fosforiaineenvaihduntaa ja valkuaistuotantoa.
Magnesium maaperässä
Magnesium käyttäytyy maaperässä samoin kuin kalsium. Molemmat huuhtoutuvat helposti kosteilla alueilla. Kummankin säilyminen riippuu maaperän kationinvaihto-ominaisuuksista.
Maaperän ikä ja sääolosuhteet vaikuttavat kationinvaihtokykyyn ja magnesiumin esiintymiseen. Koska monissa länsimaiden nuorissa, routimattomissa maalajeissa on erityisiä savia, vaihtokapasiteetti on yleensä suuri. Lisäksi näissä maaperissä on runsaasti magnesiumia. Kaikki länsimaat eivät ole näin siunattuja, mutta monet niistä ovat luonnollisia kationivarastoja ja hyvin täytettyjä.
Idän ja etelän kosteilla alueilla sijaitsevat vanhemmat, sään muokkaamat maat eivät kuitenkaan ole yhtä suotuisia. Joitakin maita lukuun ottamatta (esimerkiksi Pennsylvaniassa) vanhat maat ovat erityisen magnesiumin suhteen huuhtoutuneita, ja savet osallistuvat huonosti kationinvaihtokapasiteetin lisäämiseen.Orgaaninen aines on hallitseva tekijä vaihtokapasiteetin määrittämisessä. Lisäksi huuhtoutuminen on johtanut siihen, että nämä maaperät ovat happamia, joten vaihtosäiliö täyttyy pääasiassa ei-nutriittisillä happo-ioneilla.
Magnesiumtasapaino
Seuraava keskustelu on merkityksellinen vain silloin, kun magnesiumia on maaperässä vähän. Kationitasapaino ei ole kriittinen silloin, kun magnesiumpitoisuus on kohtalainen tai korkea, ellei se ala lähestyä 70 %:n suuruista tasoa kationivarastosta. Ja jos tämä ääritilanne on olemassa, minulla ei ole apua tarjottavana.
Lähes kaikki kosteiden alueiden maaperät on kalkittava ajoittain. Tällöin herää kysymys, millainen kalkki on sopivaa. On perusteltua olettaa, että ravinteiden (kalsiumin, magnesiumin ja kaliumin) välillä on oltava tasapaino.
Me tiedämme, että liiallinen kalium voi johtaa magnesiumin puutteeseen ja joskus kalsiumin puutteeseen. Liiallinen kalsiumin saanti on aiheuttanut sekä magnesiumin että kaliumin puutoksia. Kokeissa on päädytty siihen, että monien viljelykasvien osalta maaperän tulisi sisältää vähintään yhtä paljon magnesium- kuin kaliumioneja1.
Viime aikoina useat maaperätutkimuslaboratoriot ovat ottaneet käyttöön yhden kationitasapainoa koskevan kriteerin. Tämän kriteerin mukaan 60-70 prosenttia maaperän säiliöstä olisi täytettävä kalsiumilla, 10-15 prosenttia magnesiumilla, 2-5 prosenttia kaliumilla ja loput happamilla ioneilla. Viime vuosina kationitasapainoa koskeva hypoteesi on kuitenkin kyseenalaistettu, ja kokeet ovat osoittaneet, että sato on olennaisesti riippumaton näistä tai muista vastaavista ohjeista, jotka perustuvat ionien prosenttiosuuteen kationivarastossa. Asiasta käydään edelleen kiistaa.
Yksi ongelma on se, että tämän kriteerin testaamiseen käytetyt kokeet on järjestetty siten, että kaikki muut ravinteet ovat hyvin saatavilla. Tämä peittää fosforin ja magnesiumin välisen suhteen, koska magnesiumin merkitys vähenee, jos fosforia on runsaasti.
Lisäksi pelkkään sadon määrään perustuvat kokeet vääristävät lisäksi magnesiumia, joka on tärkeämpi määriteltäessä sadon laatua kuin sen määrää.
Kationisäiliön muodostavien ravinteiden tarkoituksenmukaisen jakautumisen käsitteellä on kaksi käyttötarkoitusta. Toinen on määrittää kalkin määrä, joka tarvitaan pH:n nostamiseksi haluttuun pisteeseen, ja toinen on magnesiumin vähimmäistason asettaminen. Seuraavassa esitetään alustavasti hyödyllinen ohje: Maaperän tulisi sisältää vähintään kymmenesosa magnesiumia yhtä paljon kuin kalsiumia ja vähintään 60 % magnesiumia yhtä paljon kuin kaliumia. 3.
Kaliumin vähimmäismäärän asettamisessa olisi otettava huomioon tarve tasapainottaa typpitasapainoa, mutta se ei saisi olla niin korkea, että se ylittäisi magnesiumin tai kalsiumin määrän.Asianmukainen typen ja kaliumin välinen tasapaino määräytyy viljelykasvien tarpeiden mukaan; taulukot3. Arvioitu lannoitevaatimus – peltokasvit – 5. Keskimääräiset ravinnetarpeet vihanneksille voivat olla hyödyllisiä.
Käytännössä ristiriita typen tasapainottamisen ja magnesiumin käytön välttämisen välillä pitäisi esiintyä vain silloin, kun kyseessä on köyhdytetty, sään vaikutuksesta pilaama maa, jossa on alhainen orgaaninen pitoisuus; tällaisella maalla on alhainen kationinvaihtokapasiteetti ja vähäinen kyky varastoida magnesiumia. Jotta magnesium- ja kaliumtasapaino säilyisi tällaisessa tapauksessa oikeana, kaliumia ja siten myös typpeä olisi rajoitettava, mikä luonnollisesti vaikuttaa satoon. Taulukko 2. Ravinnehäiriön vaikutukset sadon laatuun sisältää esimerkkejä, joissa runsas kaliumlannoitus kaliumlannoitteilla ottamatta huomioon magnesiumin ja kalsiumin tasapainon välttämättömyyttä vaikuttaa hedelmä- ja vihanneskasvien ulkonäköön.
Yksi syy siihen, miksi kalsiumin, magnesiumin ja kaliumin välinen suhde voi olla niin löysä, on se, että laajalla arvojen vaihteluvälialueella liiallinen magnesium ei ole huolenaihe.Joillakin Kalifornian mailla on niin paljon magnesiumia, että magnesium riittää täyttämään 40 %:ia kationinvarastostaan, ja ne tuottavat silti suuria satoja. Maaperässä, jossa on 70 % magnesiumia, ei varmuuden vuoksi voida kasvattaa satoa, mutta tämä jättää silti tilaa vaihtelulle.
Magnesiumlannoitteet
Taulukko 24. Lannoitteet magnesiumin saamiseksi luetellaan tyypillisten orgaanisten aineiden ja tärkeimpien lannoitteiden magnesiumpitoisuudet.
Useimmissa orgaanisissa jäämissä on pieni mutta merkittävä määrä magnesiumia. Noin 20-30 naulaa magnesiumia hehtaarilta saadaan tuoreesta siipikarjanlannasta, jota levitetään 5 tonnia hehtaarille ja muita lannoitteita 10 tonnia hehtaarille, tai heinämulchista, joka on tehty paaleista, jotka on jaettu yhden tuuman kerroksiin.4 Tämä määrä riittää antamaan useimmille viljelykasveille riittävästi magnesiumia, vaikkakin osa magnesiumista todennäköisesti häviää huuhtoutumalla.Komposti on erinomainen magnesiumin lähde, mutta siitä ei ole riittävästi tietoa tyypillisten määrien ilmoittamiseksi.
Nämä jäännökset lisäävät kuitenkin paljon enemmän kaliumia kuin magnesiumia. Esimerkiksi taulukko 24. Lannoitteet magnesiumin saamiseksi ehdottaa, että 10 tonnin levitys hehtaarille muuta kuin siipikarjanlantaa antaisi noin 25 naulaa magnesiumia. Taulukossa 9. Lannan ravinnepitoisuus osoittaa, että muu kuin siipikarjanlanta voi sisältää noin 10 naulaa kaliumia/tonni, joten 10 tonnin määrä hehtaaria kohti lisää 100 naulaa kaliumia eli neljä kertaa enemmän kaliumia kuin magnesiumia. Vastaavasti heinämulta lisää yli kymmenen kertaa enemmän kaliumia kuin magnesiumia.
Soijajauho (ja luultavasti puuvillansiemenjauho ja siemenkakkujen jäännökset) on hyvä magnesiumin lähde, mutta se sisältää todennäköisesti noin neljä kertaa enemmän kaliumia kuin magnesiumia. Ainoastaan siipikarjanlannassa näyttää olevan kohtuullinen tasapaino, sillä se sisältää hieman alle kaksi kertaa enemmän kaliumia kuin magnesiumia.
Useimmat orgaaniset jätteet ovat parempia magnesiumin kuin kalsiumin lähteitä, mutta ne eivät ole ihanteellinen lannoite magnesiumille. Jos maan magnesiumin ja kaliumin suhde on alhainen, useimmat orgaaniset jätteet eivät paranna suhdetta, vaan saattavat jopa huonontaa sitä.
Kaksi yleisintä epäorgaanista magnesiumlannoitetta ovat dolomiittinen kalkkikivi ja kalimagnesiasulfaatti.Dolomiittinen kalkkikivi on edullisin epäorgaanisista magnesiumlannoitteista, ja se on looginen valinta happamille maille. Kalimagnesiumsulfaatti on kuitenkin käyttökelpoinen, jos myös kaliumpitoisuus on alhainen.
Usein maaperässä voi kuitenkin olla runsaasti sekä kalsiumia että kaliumia, mikä voi johtua lannoitevirheestä, jolloin kumpikaan näistä lisäyksistä ei ole asianmukainen. Vaihtoehtoina ovat emäksiset suolat ja magnesiumoksidi, jotka molemmat ovat liukoisia. Kumpikaan niistä ei ole tyydyttävä jäljempänä esitettävistä syistä, ja molempia käytetään tavallisesti pieniä määriä, jotka riittävät ehkä tilapäisesti lievittämään magnesiumin puutetta, mutta eivät nostamaan maaperän varantoja. Niitä on parasta käyttää vain hätätilanteessa tai sen jälkeen, kun niiden tehokkuus on kokeiltu.
Epsom-suola on luonnollinen kivennäisaine, mutta sitä valmistetaan myös synteettisesti. Magnesiumoksidia valmistetaan yleensä kuumentamalla magnesiittia, luonnossa esiintyvää magnesiumkarbonaattia, hiilidioksidin poistamiseksi, mikä on samankaltainen prosessi kuin poltetun kalkin valmistuksessa kalsiittisesta kalkkikivestä. Magnesia on yleinen ainesosa kaupallisissa lannoitteissa, joihin on lisätty magnesiumia.
Epsom-suola on kallista ja sitä on epäkäytännöllistä levittää suuria määriä; tavallisia ovat määrät, jotka ovat suuruusluokkaa 150-200 paunaa hehtaaria kohti, mutta tämä antaa vain pienen määrän magnesiumia. Vaihtoehtona on levittää epsomisuolaa lehtisuihkeena useita kertoja kauden aikana noin 10-15 lbs/100 gallonaa vettä, jolloin kasvit kyllästyvät.
Magnesiumia on halvempaa lisätä suurempina määrinä, mutta se nostaa pH:ta. Magnesiumoksidin levittäminen voi olla mahdollista pienissä määrissä, joissa pieni pH:n nousu on siedettävissä. Suurin sallittu levitysmäärä vaihtelee maaperäkohtaisesti, koska se riippuu pH:n sallitusta noususta ja kationinvaihtokapasiteetista.Magnesiumoksidin kalkitusarvo on laskettu liitteessä C. Happamat ja emäksiset lannoitteet – magnesiumoksidi. Toinen magnesiumin haittapuoli on se, että se kuivattaa vettä ja saattaa vaikuttaa maaperän elinkykyyn.
Yhteenvetona voidaan todeta, että magnesiumin riittävä saanti ja samalla hyvä tasapaino kalsiumin ja kaliumin kanssa on hankalaa magnesiumpuutteisilla ja vähän orgaanisia aineita sisältävillä mailla. Se edellyttää riittävää suunnittelua.
1 eli kokonaismäärää liuoksessa ja kationinvaihtosäiliössä
2 Tämä väite riippuu laadun määritelmästä, joka käsittää tuotteiden ulkonäön lisäksi myös ravintoarvon.
3 Nämä ehdotukset perustuvat seuraavaan päättelyyn: Ravintoaineen kilojen ja atomien eli ionien lukumäärän välinen muuntokerroin vaihtelee ravintoaineen mukaan. Niinpä magnesiumin ja kalsiumin suhde 10/100 kiloa hehtaaria kohti vastaa suhdetta 10/60 ionia hehtaaria kohti. Tämä idealisoitu 10/60-suhde on ekstrapolointi aiemmasta kriteeristä (10 % magnesiumia ja 60 % kalsiumia). Vastaavasti magnesiumin ja kaliumin suhde 60/100 paunaa hehtaaria kohti vastaa suhdetta 1 ionia hehtaaria kohti. Kuten aiemmin todettiin, magnesiumin ja kaliumin välisellä suhteella on kokeellinen perusta joidenkin viljelykasvien osalta.
Termi ioneja/ha ei ole vakiintunut mittayksikkö. Maaperätieteissä tavanomainen mittayksikkö on milliekvivalentti/100 grammaa maata, lyhennettynä meq/100 g (vaikka tämä yksikkö on nyt korvattu joissakin teknisissä lehdissä). Vaihdettavat kationit ja kationinvaihtokapasiteetti ilmoitetaan tässä yksikössä. Muunnos lbs/ha ja meq/100 g välillä saadaan kaavalla (lbs/A) = F * (meq/100 g), jossa F = 20 * (FW)/(V) (FW on kaavan paino ja V on ionin valenssi). Edellä mainittu idealisoitu magnesium/kalsium-suhde on sama kummassakin tapauksessa, mutta magnesium/kalium-suhde, joka on 1/1 ioneina / aari, on 2/1 meq/100 g:na ilmaistuna.
4 Jos oletetaan, että paalin koko on 11 x 18 x 30 tuumaa ja paino 35 lbs, havaitaan, että yksi paali, joka on jaettu yhden tuuman kerroksiin, vie tilaa noin 56 neliöjalkaa. Yhden hehtaarin peittämiseen tarvitaan siis 774 paalia, ja paalien kokonaispaino on noin 13-1/2 tonnia. Jos jokaisesta tonnista saadaan kaksi naulaa magnesiumia, mullan lisäys olisi noin 27 naulaa magnesiumia hehtaaria kohti.