Samenvatting
Magnesium is een bestanddeel van chlorofyl. Het is ook actief in het metabolisme van fosfor. Een tekort beïnvloedt zelden de opbrengst, maar kan de voedingskwaliteit van de gewassen verminderen.
Kationenuitwisseling is het enige middel om magnesium vast te houden tegen verliezen in de bodem.
Magnesiumbemesting in bodems die van nature magnesiumarm zijn, vereist een anorganische aanvulling. Het is vooral moeilijk als zowel calcium als kalium hoog zijn.
Tabel 24. Fertilizers For Supplying Magnesium noemt het magnesiumgehalte van typische meststoffen.
Magnesium In De Plant
Magnesium zet het Groen in groene planten. Het is het enige metaal dat een bestanddeel van chlorofyl is. Chlorofyl is identiek aan dehemoglobine in het bloed, behalve dat chlorofyl magnesium bevat in plaats van ijzer. Het is niet overdreven te beweren dat een gebrek aan magnesium bloedarmoede veroorzaakt bij planten.
Nauwelijks 20% van het magnesium in planten zit echter in chlorofyl. De rest functioneert als regulator voor diverse stofwisselingsprocessen. Magnesium is nodig bij alle processen waarbij fosfor betrokken is; een schijnbaar fosfortekort kan soms worden opgevangen met magnesiummeststof. Bovendien beïnvloedt magnesium de stikstofstofstofstofwisseling en speelt het een belangrijke rol bij de assimilatie van kooldioxide tijdens de fotosynthese.
Magnesium en zwavel zijn de meest verwaarloosde van de majornutriënten, zwavel ongetwijfeld omdat tot voor kort kunstmest voldoende bevatte om in de behoefte van de plant te voorzien. In het geval van magnesium, niets minder dan een grove tekort lijkt te beïnvloeden opbrengsten, tenzij fosfor is ook laag.
Dit maskeert, echter, het effect van magnesium op de voedingswaarde van gewassen. Net als zwavel bevatten sommige aminozuren magnesium; een tekort leidt tot een onvoldoende aanvoer van de echte eiwitten die deze aminozuren nodig hebben en tot een vergrote pool van andere aminozuren. De ontbrekende proteïnen verminderen de kwaliteit van de produkten voor zowel dierlijke als menselijke consumptie.
Een antagonistische relatie bestaat tussen calcium, magnesium en kalium: alle drie zijn kationen, en de totale absorptie van kationen door plantenwortels is beperkt. Planten hebben echter een ingebouwde voorkeur voor kalium, waarvan de bodemvoorraad gewoonlijk voldoende tot overmatig is; en calcium is het overheersende bestanddeel van kalk. Magnesium is zelden prominent aanwezig in een bodemaanvulling, en het komt vaak tekort.
Er zijn geen karakteristieke symptomen van een licht magnesiumtekort – een matig tekort kan leiden tot een vergeling van de bladeren tussen de bladnerven – misschien alleen een besef dat de plant niet goed functioneert of produceert. Als gevolg van de verminderde assimilatie van kooldioxide wordt de groei belemmerd, en rijpe vruchten zijn niet zoet genoeg. Een tekort vertraagt het fosformetabolisme en de eiwitproductie.
Magnesium in de bodem
Magnesium gedraagt zich in de bodem ongeveer zoals calcium. Beide zijn gemakkelijk uit te spoelen in vochtige gebieden. Het behoud van beide is afhankelijk van de kationenuitwisselingscapaciteit van de bodem.
De ouderdom van de bodem en de weersomstandigheden zijn van invloed op de kationenuitwisselingscapaciteit en de aanwezigheid van magnesium. Door de bijzondere klei in veel van de jonge, onverweerde westelijke bodems is de uitwisselingscapaciteit gewoonlijk hoog. Bovendien bevatten deze bodems ook veel magnesium. Niet alle westerse bodems zijn zo gezegend, maar vele ervan zijn natuurlijke kationenreservoirs en zeer goed gevuld.
Lagere, verweerde bodems in de vochtige gebieden van het oosten en zuiden zijn echter minder gunstig. Op enkele bodems na (bijvoorbeeld in Pennsylvania) zijn oude bodems bijzonder magnesiumarm, en de klei levert een slechte bijdrage aan de kationenuitwisselingscapaciteit. Organisch materiaal is van overheersende invloed bij het bepalen van de uitwisselingscapaciteit. Bovendien zijn deze bodems door uitloging zuur geworden, zodat het uitwisselingsreservoir voornamelijk met niet-nutritieve zure ionen is gevuld.
Magnesiumbalans
De volgende discussie is alleen relevant als de magnesiumconcentratie in de bodem laag is. De kationenbalans is niet kritisch bij een matig tot hoog magnesiumgehalte, tenzij het in de buurt komt van niveaus in de orde van 70% van het kationenreservoir. En waar die extreme situatie bestaat, heb ik geen hulp te bieden.
Nagenoeg alle bodems in vochtige gebieden moeten periodiek worden bekalkt. De vraag rijst dan, welk soort kalk geschikt is. Het is redelijk te veronderstellen dat er een evenwicht moet bestaan tussen de voedingsstoffen (calcium, magnesium en kalium).
We weten dat een teveel aan kalium kan leiden tot een magnesiumtekort en soms tot een calciumtekort. Een overmaat aan calcium is verantwoordelijk gebleken voor tekorten aan zowel magnesium als kalium. Experimenten hebben geleid tot de conclusie dat voor veel gewassen de bodem ten minste evenveel magnesium- als kaliumionen moet bevatten1.
Nu is door verschillende laboratoria voor bodemonderzoek één criterium voor de kationenbalans vastgesteld. Volgens dit criterium zou 60-70% van het grondreservoir gevuld moeten zijn met calcium, 10-15% met magnesium, 2-5% met kalium en de rest met zure ionen. De laatste jaren is de hypothese van de kationenbalans echter in twijfel getrokken en is uit experimenten gebleken dat de opbrengst in belangrijke mate onafhankelijk is van deze of andere soortgelijke richtlijnen die gebaseerd zijn op het percentage ionen in het kationenreservoir. Over deze kwestie bestaat nog steeds onenigheid.
Een van de problemen is dat de experimenten die worden gebruikt om dit criterium te testen, zo worden opgezet dat alle andere voedingsstoffen goed worden aangevoerd. Dit maskeert het verband tussen fosfor en magnesium, omdat magnesium minder belangrijk is als het fosforgehalte hoog is.
Daarnaast vormen proeven die alleen op de opbrengst zijn gebaseerd een extra vertekening ten nadele van magnesium, dat belangrijker is voor het bepalen van de kwaliteit van een oogst dan van de hoeveelheid2.
Het concept van een juiste verdeling van de voedingsstoffen waaruit het kationenreservoir is opgebouwd, heeft twee toepassingen. Enerzijds om de hoeveelheid kalk te bepalen die nodig is om de pH op een gewenst punt te brengen, en anderzijds om een minimumgehalte aan magnesium vast te stellen. Voorlopig kan het volgende een nuttige leidraad zijn: In termen van lbs/acre moet de bodem ten minste een tiende van het magnesiumgehalte aan calcium bevatten, en ten minste 60% van het magnesiumgehalte aan kalium 3.
Een richtlijn voor het vaststellen van minimumniveaus voor kalium moet rekening houden met de noodzaak om stikstof in evenwicht te brengen, maar niet zo hoog dat magnesium of calcium worden overweldigd.De juiste stikstof-kaliumbalans wordt bepaald door de behoeften van de gewassen; tabellen 3. Geschatte behoeften aan meststoffen – Veldgewassen – 5. In de praktijk zou een conflict tussen het in evenwicht brengen van stikstof en het niet overheersen van magnesium alleen mogen voorkomen bij een verarmde, verweerde bodem met een laag anorganisch gehalte; een dergelijke bodem heeft een lage kationenuitwisselingscapaciteit en weinig vermogen om magnesium op te slaan. Om in dat geval het juiste evenwicht tussen magnesium en kalium in stand te houden, moeten kalium en bijgevolg ook stikstof worden beperkt, wat uiteraard gevolgen heeft voor de opbrengst. Tabel 2. Tabel 2. Effecten van een voedingsstoornis op de kwaliteit van het gewas bevat voorbeelden van zware bemesting met kaliummeststoffen zonder rekening te houden met de noodzaak magnesium en calcium in evenwicht te houden, hetgeen van invloed is op het uiterlijk van fruit- en groentegewassen.
Een van de redenen waarom de verhouding tussen calcium, magnesium en kalium zo los kan zijn, is dat binnen een breed scala van waarden een teveel aan magnesium geen probleem is.Sommige bodems in Californië hebben genoeg magnesium om 40% van de kationenreserve op te vullen en toch hoge opbrengsten te produceren. Op gronden met 70% magnesium kunnen geen gewassen groeien, maar dit laat nog ruimte voor variatie.
Magnesiummeststoffen
Tabel 24. Fertilizers For Supplying Magnesium lists the magnesium content of typicalorganic materials and of the principal fertilizers.
De meeste organische reststoffen bevatten een kleine maar significante hoeveelheid magnesium. Ongeveer 20 – 30 pond magnesium/acre kan worden geleverd door verse pluimveemest uit te strooien in een verhouding van 5 ton/acre en de andere mest in een verhouding van 10 ton/acre, of een hooimulch van balen die in lagen van 1 inch zijn verdeeld.4 Deze hoeveelheid is voldoende om de meeste gewassen van voldoende magnesium te voorzien, hoewel een deel van het magnesium waarschijnlijk door uitspoeling verloren zal gaan.Compost is een uitstekende bron van magnesium, maar er is niet genoeg informatie beschikbaar om typische hoeveelheden aan te geven.
Deze residuen zouden echter een veel grotere hoeveelheid kalium dan magnesium toevoegen. Bijvoorbeeld, tabel 24. Fertilizers For Supplying Magnesium suggereert een toepassing van 10 ton per hectare van andere mest dan pluimveemest voor ongeveer 25 pond magnesium. Tabel 9. Uit tabel 9. Nutrient Content of Manure blijkt echter dat andere mest dan pluimveemest ongeveer 10 pond kalium per ton kan bevatten; bij een gebruik van 10 ton per hectare wordt dus 100 pond kalium toegevoegd, d.w.z. vier keer zoveel kalium als magnesium. Evenzo zal een hooimulch meer dan driemaal zoveel kalium als magnesium toevoegen.
Sojameel (en waarschijnlijk ook katoenzaadmeel en zaadkoekresten) is een goede bron van magnesium, maar het zal waarschijnlijk ongeveer viermaal zoveel kalium als magnesium bevatten. Alleen pluimveemest lijkt een redelijk evenwicht te hebben en levert iets minder dan tweemaal zoveel kalium als magnesium.
De meeste organische residuen zijn betere bronnen van magnesium dan van calcium, maar ze zijn geen ideale magnesiummeststof. Als een bodem een lage magnesium-tot-kaliumverhouding heeft, zullen de meeste organische residuen de verhouding niet verbeteren, en kunnen ze die zelfs verslechteren.
De twee meest gebruikte anorganische meststoffen voor magnesium zijn dolomitische kalksteen en kaliumsulfaatmagnesia.Dolomitische kalksteen is de goedkoopste van de anorganische magnesiummeststoffen en is de logische keuze voor zure bodems. Maar kaliumsulfaatmagnesia is nuttig als ook het kaliumgehalte laag is.
Vaak echter, misschien door een fout in het kunstmestgebruik, kan een bodem zowel rijk aan calcium als aan kalium zijn, in welk geval geen van beide meststoffen geschikt is. De twee alternatieven zijn pekomzouten en magnesium, beide oplosbaar. Geen van beide is bevredigend, om redenen die hierna zullen worden uiteengezet, en beide worden gewoonlijk in kleine hoeveelheden gebruikt, misschien genoeg om een tijdelijk magnesiumtekort te verhelpen, maar niet genoeg om het bodemreservoir te verhogen. Zij kunnen het best alleen in noodgevallen worden gebruikt of na een proef om hun doeltreffendheid vast te stellen.
Epsomzouten zijn een natuurlijk mineraal, hoewel zij ook worden gesynthetiseerd. Magnesia wordt gewoonlijk gemaakt door magnesiet, een natuurlijk voorkomend magnesiumcarbonaat, te verhitten om het koolstofdioxide te verdrijven, een proces dat vergelijkbaar is met dat bij de produktie van gebrande kalk uit kalksteen. Magnesia is een veel voorkomend bestanddeel van commerciële, met magnesium verrijkte meststoffen.
Epsomzouten zijn duur en onpraktisch om in grote hoeveelheden te strooien; hoeveelheden in de orde van grootte van 150-200 pond per hectare zijn gebruikelijk, maar dit levert slechts een kleine hoeveelheid magnesium. Een alternatief is de toepassing van epsomzouten als bladbespuiting gedurende het seizoen, in een verhouding van ongeveer 10 – 15 pond/100 gallon water, waarbij de planten worden verzadigd.
Magnesia is goedkoper om in grotere hoeveelheden toe te voegen, maar verhoogt de pH. Magnesia kan in kleine hoeveelheden worden toegediend, waarbij een geringe pH-verhoging aanvaardbaar is. De maximaal toelaatbare dosering varieert per bodem, omdat deze afhankelijk is van de toelaatbare pH-verhoging en de kationenuitwisselingscapaciteit. De kalkwaarde van magnesia wordt berekend in bijlage C. Zure en basische meststoffen – magnesia. Een ander nadeel van magnesia is dat het een uitdrogend middel is en het bodemleven kan aantasten.
Samenvattend is het leveren van voldoende magnesium met behoud van een goed evenwicht met calcium en kalium moeilijk in magnesiumarme bodems met een laag anorganisch gehalte. Het vereist voldoende planning.
1 dat wil zeggen het totale aantal in oplossing en in het kationenuitwisselingsreservoir
2 Dit argument hangt af van een definitie van kwaliteit die niet alleen het uiterlijk van de produkten omvat, maar ook de voedingswaarde.
3 Deze suggesties zijn gebaseerd op de volgende redenering: De omrekeningsfactor tussen het aantal kilo’s van een voedingsstof en het aantal atomen, of ionen, varieert met de voedingsstof. Zo komt een magnesium/calcium-verhouding van 10/100 in termen van pond/areaal overeen met een verhouding van 10/60 in termen van ionen/areaal. Deze ideale verhouding van 10/60 is een extrapolatie van het eerdere criterium (10% magnesium en 60% calcium). Evenzo komt een magnesium/kalium-verhouding van 60/100 in termen van lbs/are overeen met een verhouding van 1 in termen van ionen/are. Zoals eerder opgemerkt, heeft de verhouding tussen magnesium en kalium voor sommige gewassen een experimentele basis.
De term ionen/are is geen standaard maateenheid. De gebruikelijke maat in de bodemkunde is milli-equivalent/100 gram grond, afgekort als meq/100 g (hoewel deze eenheid nu in sommige vaktijdschriften wordt vervangen). Uitwisselbare kationen en de kationenuitwisselingscapaciteit worden in termen van deze eenheid gerapporteerd. De omrekening tussen lbs per hectare en meq/100 g wordt gegeven door de formule (lbs/A) = F * (meq/100 g), waarbij F = 20 * (FW)/(V) (FW is het formulegewicht, en V is de valentie van het ion). De ideale magnesium/calcium-verhouding die hierboven is vermeld, is in beide gevallen gelijk, maar een magnesium/kalium-verhouding van 1/1 in termen van ionen per hectare is 2/1 in termen van meq/100 g.
4 Uitgaande van een baal van 11 bij 18 bij 30 duim en een gewicht van 35 pond, zou men kunnen zeggen dat een baal verdeeld in lagen van een duim een ruimte van ongeveer 56 vierkante voet in beslag neemt. Er zouden dus 774 balen nodig zijn om een acre te bedekken, en het totale gewicht van de balen zou ongeveer 13-1/2 ton bedragen. Als elke ton 2 pond magnesium levert, zou de mulch ongeveer 27 pond magnesium per acre toevoegen.