Sammanfattning
Magnesium är en beståndsdel i klorofyll. Det är också aktivt i metabolismen av fosfor. Brist påverkar sällan avkastningen men kan minska grödornas näringskvalitet.
Kationbyte är det enda sättet att hålla kvar magnesium mot förluster i jorden.
Gödsling med magnesium i jordar som av naturliga skäl har låg magnesiumhalt kräver ett oorganiskt tillägg. Det är särskilt svårt om både kalcium och kalium är höga.
Tabell 24. Gödselmedel för tillförsel av magnesium listar magnesiuminnehållet i typiska gödselmedel.
Magnesium i växten
Magnesium sätter det gröna i gröna växter. Det är den enda metall somär en beståndsdel av klorofyll. Klorofyll är identiskt med hemoglobinet i blodet, förutom att klorofyll innehåller magnesium istället för järn. Det är inte för överdrivet att påstå att brist på magnesium ger anemiska växter.
Bara cirka 20 procent av magnesiumet i växter ingår dock i klorofyll. Resten fungerar som en regulator för olika metaboliska processer. Magnesium är nödvändigt i varje verksamhet som involverar fosfor; en uppenbar fosforbrist kan ibland mildras med magnesiumgödsel. Dessutom påverkar magnesium kväveomsättningen och är viktigt vid assimilering av koldioxid under fotosyntesen.
Magnesium och svavel är de mest försummade av de viktigaste näringsämnena, svavel utan tvekan på grund av att gödselmedel tills helt nyligen innehöll tillräckligt mycket för att tillgodose växternas behov. När det gäller magnesium verkar inget annat än grov brist påverka skördarna, om inte fosfor också är låg.
Detta döljer dock effekten av magnesium på grödornas näringsvärde. Liksom svavel innehåller vissa aminosyror magnesium. Brist kommer att resultera i en otillräcklig tillförsel av riktiga proteiner som kräver dessa aminosyror och en utökad pool av fria aminosyror. De proteiner som saknas minskar kvaliteten på produkter för både djur och människor.
Det finns ett antagonistiskt förhållande mellan kalcium, magnesium och kalium: alla tre är katjoner, och det totala upptaget av katjoner genom växtrötter är begränsat. Växterna har dock en inbyggd preferens för kalium, vars tillgång i marken vanligtvis är tillräcklig till överdriven, och kalcium är den dominerande komponenten i kalk. Magnesium är sällan framträdande i en jordförbättring, och den hamnar ofta i underskott.
Det finns inga karakteristiska symtom på mild magnesiumbrist – en måttlig brist kan resultera i gulfärgning av bladen mellan bladnerverna – kanske bara en medvetenhet om att växten inte fungerar eller producerar bra. På grund av den minskade assimileringen av koldioxid är tillväxten hämmad och mogna frukter saknar sötma. Brist på fosfor försenar fosformetabolismen och proteinproduktionen.
Magnesium i jorden
Magnesium beter sig ungefär som kalcium i jorden. Båda är lätt urlakade i fuktiga områden. Bevarandet av båda beror på markens katjonbytesegenskaper.
Markens ålder och väderförhållanden påverkar katjonbyteskapaciteten och förekomsten av magnesium. På grund av den särskilda leran i många av de unga, ovädrade jordarna i västvärlden är utbyteskapaciteten vanligtvis hög. Dessutom har dessa jordar också en hög halt av magnesium. Inte alla jordar i väst är så välsignade, men många av dem är naturliga katjonreservoarer och mycket välfyllda.
Äldre, vittrade jordar i de fuktiga områdena i öst och syd är dock mindre gynnade. Med undantag för vissa jordar (t.ex. i Pennsylvania) är gamla jordar särskilt urlakade på magnesium, och lerorna är dåliga på att bidra till utbyteskapaciteten för katjoner.Organiskt material är det dominerande inflytandet när det gäller att bestämma utbyteskapaciteten. Dessutom har utlakningen gjort dessa jordar sura, vilket gör att utbytesbehållaren huvudsakligen fylls med icke-nutritiva syrajoner.
Magnesiumbalans
Den följande diskussionen är endast relevant när magnesiumet är lågt i jorden. Kationbalansen är inte kritisk när magnesiumhalten är måttlig till hög, såvida den inte börjar närma sig nivåer i storleksordningen 70 % av kationreservoaren. När denna extrema situation föreligger har jag ingen hjälp att erbjuda.
Nästan alla jordar i fuktiga områden måste kalkas med jämna mellanrum. Frågan är då vilken typ av kalk som är lämplig. Det är rimligt att anta att det bör finnas en balans mellan näringsämnena (kalcium, magnesium och kalium).
Vi vet att för mycket kalium kan leda till magnesiumbrist och ibland till kalciumbrist. Ett överskott av kalcium har varit ansvarigt för brist på både magnesium och kalium. Försök har lett till slutsatsen att jorden för många grödor bör innehålla minst lika många magnesiumjoner som kaliumjoner1.
Nyligen har ett kriterium för katjonbalans antagits av flera laboratorier för jordprovning. Enligt detta kriterium bör 60-70 % av jordbehållaren fyllas med kalcium, 10-15 % med magnesium, 2-5 % med kalium och resten med syrajoner. Under de senaste åren har emellertid hypotesen om katjonbalans ifrågasatts, och experiment har visat att avkastningen är i stort sett oberoende av dessa eller liknande riktlinjer baserade på den procentuella andelen joner i katjonreservoaren. En kontrovers råder fortfarande i frågan.
Ett problem är att de experiment som används för att testa detta kriterium är upplagda så att alla andra näringsämnen är välförsedda. Detta döljer förhållandet mellan fosfor och magnesium, eftersom magnesium har mindre betydelse om fosforn är hög.
För övrigt utgör tester som enbart baseras på avkastning en ytterligare bias till nackdel för magnesium, som är viktigare för att avgöra skördens kvalitet än dess kvantitet2.
Begreppet lämplig fördelning av de näringsämnen som ingår i katjonreservoaren har två användningsområden. Den ena är att bestämma den mängd kalk som krävs för att höja pH-värdet till en önskad nivå och den andra är att fastställa en miniminivå för magnesium. Följande kan preliminärt vara en användbar vägledning: I termer av pund per hektar bör jorden innehålla minst en tiondel så mycket magnesium som kalcium och minst 60 % så mycket magnesium som kalium 3.
En riktlinje för fastställande av miniminivåer av kalium bör ta hänsyn till behovet av att balansera kväve, men inte så högt att magnesium eller kalcium överväldigas.Den korrekta kväve/kaliumbalansen bestäms av grödans krav; tabellerna3. Beräknat gödselbehov – fältgrödor – 5. Genomsnittliga näringsbehov för grönsaker kan vara användbara för ändamålet.
I praktiken bör en konflikt mellan att balansera kväve och inte överväldiga magnesium endast uppstå i en utarmad, vittrad jord med lågt organiskt innehåll; en sådan jord har en låg kapacitet för utbyte av katjoner och liten förmåga att lagra magnesium. För att bevara den rätta balansen mellan magnesium och kalium i det fallet bör kalium och därmed kväve begränsas, vilket naturligtvis påverkar avkastningen. Tabell 2. Effekter av en näringsämnesstörning på grödans kvalitet har exempel där kraftig gödsling med kaliumgödsel utan att ta hänsyn till behovet av att balansera magnesium och kalcium påverkar utseendet på frukt- och grönsaksgrödor.
En anledning till att förhållandet mellan kalcium, magnesium och kalium kan vara så löst är att inom ett brett värdeintervall är för mycket magnesium inte ett problem.Vissa jordar i Kalifornien har tillräckligt med magnesium för att fylla 40 % av kationreserven och ändå ge höga skördar. Förvisso kan jordar med 70 % magnesium inte ge grödor, men detta ger fortfarande utrymme för variation.
Magnesiumgödselmedel
Tabell 24. Gödselmedel för tillförsel av magnesium listar magnesiuminnehållet i typiska organiska material och i de viktigaste gödselmedlen.
De flesta organiska restprodukter har en liten men betydande mängd magnesium. Ungefär 20-30 pund magnesium per hektar kan tillföras genom färsk fjäderfägödsel som sprids med 5 ton per hektar och andra gödselmedel med 10 ton per hektar, eller en hömull av balar som delas upp i ett tums lager.4 Denna mängd räcker för att förse de flesta grödor med tillräckligt med magnesium, även om en del av magnesiumet troligen går förlorat genom urlakning.Kompost är en utmärkt källa till magnesium, men det finns inte tillräckligt med information för att ange typiska mängder.
Dessa rester skulle dock tillföra en mycket större mängd kalium än magnesium. Exempelvis tabell 24. Gödselmedel för tillförsel av magnesium föreslår en användning av 10 ton/hektar av annan gödsel än fjäderfägödsel för cirka 25 pund magnesium. I tabell 9. Näringsinnehållet i stallgödsel visar att stallgödsel från andra djur än fjäderfä kan innehålla cirka 10 pund kalium per ton, vilket innebär att en dosering på 10 ton per hektar ger ett tillskott av 100 pund kalium eller fyra gånger så mycket kalium som magnesium. På samma sätt kommer en hömull att tillföra mer än tio gånger så mycket kalium som magnesium.
Sojabönemjöl (och troligen bomullsfrömjöl och rester av frökakor) är en bra källa till magnesium, men det är troligt att det innehåller ungefär fyra gånger så mycket kalium som magnesium. Endast fjäderfägödsel tycks ha en rimlig balans och innehåller lite mindre än dubbelt så mycket kalium som magnesium.
De flesta organiska restprodukter är bättre källor till magnesium än till kalcium, men de är inte ett idealiskt magnesiumgödselmedel. Om en jord har ett lågt förhållande mellan magnesium och kalium kommer de flesta organiska restprodukter inte att förbättra förhållandet, utan kan till och med förvärra det.
De två vanligaste oorganiska gödselmedlen för magnesium är dolomitkalksten och kaliummagnesiumsulfat.Dolomitkalksten är det billigaste av de oorganiska magnesiumgödselmedlen och är det logiska valet för sura jordar. Kaliumsulfatmagnesia är användbart om kaliumhalten också är låg.
Ofta kan dock en jord ha en hög halt av både kalcium och kalium, kanske på grund av en felaktig gödselanvändning, och i så fall är ingen av dessa kompletteringar lämplig. De två alternativen är salt och magnesium, som båda är lösliga. Ingen av dem är tillfredsställande, av skäl som kommer att nämnas senare, och båda används vanligen i små mängder, kanske tillräckligt för att tillfälligt avhjälpa en magnesiumbrist, men inte tillräckligt för att höja markreserven. De används bäst endast i en nödsituation eller efter ett testförsök för att fastställa deras effektivitet.
Epsomsalt är ett naturligt mineral, även om det också syntetiseras. Magnesia framställs vanligen genom upphettning av magnesit, ett naturligt förekommande magnesiumkarbonat, för att driva bort koldioxiden, en process som liknar den som används vid framställningen av bränd kalk från kalcitisk kalksten. Magnesia är en vanlig beståndsdel i handelsgödselmedel som är berikade med magnesium.
Epsom-salt är dyrt och opraktiskt att sprida i stora mängder; mängder i storleksordningen 150-200 lbs/hektar är vanliga, men detta ger endast en liten mängd magnesium. Alternativet är att applicera epsomsalt som en bladspray flera gånger under säsongen, i en mängd av ca 10-15 lbs/100 gallon vatten, så att växterna blir mättade.
Magnesia är billigare att tillsätta i större mängder, men det kommer att höja pH-värdet. Det kan vara möjligt att sprida magnesia i små mängder där en liten pH-höjning kan tolereras. Den maximala tillåtna spridningsmängden varierar med enskilda jordar, eftersom den beror på den tillåtna höjningen av pH-värdet och på katjonbyteskapaciteten.Magnesians kalkningsvärde beräknas i bilaga C. Sura och basiska gödselmedel – magnesia. En annan nackdel med magnesia är att den är uttorkande och kan påverka marklivet.
Sammanfattningsvis är det svårt att tillföra tillräckligt med magnesium samtidigt som man upprätthåller en god balans med kalcium och kalium i magnesiumfattiga jordar med lågt organiskt innehåll. Det kräver tillräcklig planering.
1 det vill säga det totala antalet i lösning och i katjonbytesbehållaren
2 Detta argument är beroende av en definition av kvalitet som inte bara omfattar produkternas utseende utan även näringsvärdet.
3 Dessa förslag bygger på följande resonemang: Omräkningsfaktorn mellan pund av ett näringsämne och antalet atomer, eller joner, varierar med näringsämnet. Så ett förhållande mellan magnesium och kalcium på 10/100 i termer av pund/acka motsvarar ett förhållande på 10/60 i termer av joner/acka. Detta idealiserade 10/60-förhållande är en extrapolering av det tidigare kriteriet (10 % magnesium och 60 % kalcium). På samma sätt motsvarar ett förhållande mellan magnesium och kalium på 60/100 i pund per hektar ett förhållande på 1 i joner per hektar. Som tidigare nämnts har förhållandet mellan magnesium och kalium en experimentell grund för vissa grödor.
Termen joner/acre är inte en standardiserad måttenhet. Det vanliga måttet inom markvetenskap är milliekvivalenter/100 gram jord, förkortat meq/100 g (även om denna enhet nu håller på att ersättas i vissa tekniska tidskrifter). Utbytbara katjoner och katjonbyteskapaciteten rapporteras i denna enhet. Omvandlingen mellan lbs/acre och meq/100 g sker med formeln (lbs/A) = F * (meq/100 g), där F = 20 * (FW)/(V) (FW är formelns vikt och V är jonens valens). Det idealiserade förhållandet mellan magnesium och kalcium som anges ovan är detsamma i båda fallen, men ett förhållande mellan magnesium och kalium på 1/1 i termer av joner/acre är 2/1 i termer av meq/100 g.
4 Om man utgår från att en balle har storleken 11 x 18 x 30 tum och väger 35 pund, kan man konstatera att en balle som delas upp i lager på en tum kommer att uppta ett utrymme på cirka 56 kvadratmeter. 774 balar skulle således krävas för att täcka en hektar, och den totala vikten av balarna skulle vara cirka 13-1/2 ton. Om varje ton innehåller två pund magnesium, skulle mulchen tillföra cirka 27 pund magnesium per hektar.