Tous les sols contiennent des ions calcium (Ca2+) et des cations magnésium (Mg2+) (ions chargés positivement) attirés par les sites d’échange négatifs sur les argiles et la matière organique (complexe d’échange cationique du sol). La quantité et la proportion relative reflètent généralement les matériaux parentaux du sol. Le calcium (Ca) et le magnésium (Mg) sont des éléments nutritifs essentiels aux plantes, et la forme ionique de chacun d’entre eux retenue par les sites d’échange du sol est la forme absorbée par les plantes. L’approche habituelle pour déterminer si l’approvisionnement du sol est suffisant pour répondre aux besoins des cultures est d’extraire le sol avec de l’acétate d’ammonium 1 molaire (M) (la même procédure utilisée pour déterminer le test de potassium du sol) et d’évaluer la quantité mesurée par rapport aux niveaux critiques. Comme les sols de l’Iowa contiennent des niveaux plus qu’adéquats de ces éléments nutritifs, aucun niveau critique n’a été ou ne peut être établi. Par conséquent, le Ca et le Mg échangeables ne sont pas testés de façon routinière, et il n’existe pas de publications de l’Université d’État de l’Iowa qui donnent des interprétations des analyses de sol pour le Ca ou le Mg. À moins que vous ne soyez intéressé par la capacité d’échange cationique du sol (CEC) – déterminée dans les analyses de sol de routine par la somme des cations échangeables dominants (Ca2+, Mg2+, K+, H+) – il n’est pas nécessaire d’analyser en laboratoire les échantillons de sol de la plupart des champs de l’Iowa pour déterminer le Ca et le Mg. En outre, les sols de l’Iowa ont de grandes quantités de ces deux nutriments et ils sont réapprovisionnés par l’application de calcaire.
Comment calcule-t-on un rapport Ca:Mg ?
Une fois que le Ca et le Mg échangeables sont déterminés par une analyse en laboratoire, le rapport est calculé en utilisant la base meq (base de charge électrique). Par exemple, s’il y a 4,88 meq Ca/100 g de sol et 1,72 meq Mg/100 g, alors le rapport Ca:Mg est de 2,8:1. Le tableau 1 donne le Ca échangeable, le Mg, et le rapport Ca:Mg calculé pour plusieurs sols de l’Iowa. Ces valeurs sont typiques des sols de l’Iowa. Les rapports Ca:Mg des sols sont naturellement supérieurs à 1:1.
Pourquoi s’intéresser aux rapports Ca:Mg ?
Bonne question. À partir de l’affirmation susmentionnée selon laquelle les niveaux de Ca et de Mg sont plus élevés que nécessaire pour la production de cultures dans les sols de l’Iowa, vous pouvez facilement conclure qu’ignorer le ratio est tout à fait correct. La recherche confirme que cette conclusion est justifiée ; cependant, la promotion du concept de ratio persiste aujourd’hui malgré de nombreuses années de recherche qui indiquent le contraire. L’origine de ce concept provient des travaux de Bear et de ses collègues dans les années 1940. Cependant, leurs travaux ne faisaient pas la distinction entre la réponse de la culture (luzerne) due à l’amélioration du pH par l’application de chaux sur des sols acides et la modification du rapport Ca:Mg. D’autres recherches menées à la même époque ont indiqué que les ratios n’étaient pas importants. Depuis, de nombreux essais de recherche n’ont pas montré l’influence du rapport Ca:Mg sur la production végétale. Un exemple est le travail de McLean et ses collègues en 1983 dans lequel les ratios ont été manipulés par l’application de chaux calcitique, d’oxyde de magnésium et de sulfate de magnésium et la réponse du rendement a été mesurée (Tableau 2). Les résultats indiquent que les traitements ayant le rendement le plus élevé et les traitements ayant le rendement le plus faible sont survenus avec des rapports Ca:Mg qui couvraient les mêmes plages, indiquant ainsi que le rapport Ca:Mg n’était pas la raison des différences de rendement mesurées. Les conclusions des chercheurs sont les suivantes : » Les résultats suggèrent fortement que pour obtenir un rendement maximal des cultures, il faut mettre l’accent sur l’apport de niveaux suffisants, mais non excessifs, de chaque cation de base plutôt que d’essayer d’atteindre un rapport de saturation en cations de base (RSCB) favorable, ce qui n’existe manifestement pas « . Divers essais en serre et sur le terrain indiquent que la productivité des cultures n’est pas influencée par des gammes allant de moins de 1:1 à plus de 25:1–ratios en dehors de ce qui est normalement mesuré dans les sols. Les plantes jouent également un rôle dans l’absorption du Ca et du Mg et excluent l’excès de Ca ou de Mg à la surface des racines.
De plus, l’application de Mg n’implique pas qu’il y aura des problèmes physiques du sol ou de production des cultures ; c’est-à-dire que l’application de Mg n’est pas « mauvaise » pour les sols. Par exemple, dans une étude menée par Webb, de la potasse et du sulfate de potassium-magnésium (K-Mag) ont été appliqués annuellement sur un sol de Webster (total de 784 lb Mg/acre sur une période de 8 ans). Les rendements du tableau 3 indiquent une réponse au potassium appliqué, mais aucun effet du Mg appliqué.
En résumé, le concept du ratio Ca:Mg n’est pas prouvé et ne devrait pas être utilisé comme base pour les pratiques de fertilisation ou de chaulage. Avoir des niveaux suffisants de Ca et Mg est la bonne méthode d’évaluation, plutôt que d’essayer de manipuler les ratios. Nous avons la chance en Iowa que les niveaux de Ca et de Mg du sol sont normalement adéquats, et le maintien du Ca et du Mg disponibles pour les plantes se produit soit parce que le sol a un grand approvisionnement, soit en raison du chaulage avec le calcaire de la carrière locale pour maintenir un pH du sol adéquat pour la production de cultures.
Plus d’informations sur les ratios Ca:Mg peuvent être trouvées dans la publication North Central Regional Extension Soil Cation Ratios for Crop Production », qui est disponible auprès de votre bureau de vulgarisation ou sur le site Web http://www.extension.umn.edu/distribution/cropsystems/DC6437.html.
Tableau 1. Ca échangeable, Mg, et rapport Ca:Mg de plusieurs sols de l’Iowa.
| Sol | CEC | Ca | Mg | Ca :Mg Ratio |
|---|---|---|---|---|
| meq/100 g | ||||
| Kenyon | 14.0 | 8.5 | 2.6 | 3.3 |
| Readlyn | 19.5 | 14.5 | 4.2 | 3.5 |
| Klinger | 26.2 | 20.0 | 5,2 | 3,8 |
| Dinsdale | 20.5 | 14,6 | 4,2 | 3,5 |
| Tama | 20.6 | 13.9 | 3.4 | 4.1 |
| Muscatine | 28.3 | 20,4 | 7,1 | 2,9 |
| Primghar | 32,7 | 22,4 | 7,4 | 3.0 |
| Sac | 29.8 | 20.6 | 5.5 | 3.7 |
| Marcus | 43.9 | 37.5 | 11.9 | 3.2 |
| Ida | 22,4 | 16,9 | 5,3 | 3.2 |
| Monona | 22.4 | 18 | 6.2 | 2.9 |
| Napier | 27,6 | 23,5 | 3,2 | 7.3 |
CEC, capacité d’échange cationique.
Tableau 2. Fourchettes de Ca:Mg pour les cinq niveaux de rendement les plus élevés et les cinq plus bas pour six campagnes agricoles et 12 traitements.
| Niveau de rendement | Corn
1975 |
Corn
1976 |
Soybean
1977 |
Blé
1978 |
Alfalfa
1979 |
Alfalfa
1980 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Les cinq plus élevés | 5.7-26.8 | 5.7-14.2 | 5.7-14.9 | 5.7-14.0 | 5.7-26.8 | 6.8-26.8 |
| Les cinq plus basses | 5.8-21,5 | 5,0-16,1 | 2,3-16,1 | 6,8-21,5 | 8,2-21,5 | 5,7-21,5 |
Adapté de : McLean, E.O., R.C. Hartwig, D.J. Eckert, et G.B. Triplett. 1983. Rapports de saturation des cations de base comme base pour la fertilisation et le chaulage des cultures agronomiques. II. Field studies. Agronomy Journal 75 : 635-639.
Tableau 3. Effet de la potasse et du sulfate de potassium-magnésium (K-Mag) appliqués à la volée sur un sol de Webster sur le rendement du maïs.
| Année | Contrôle | Potasse | K-Mag |
|---|---|---|---|
| bu/acre | |||
| 1967 | 146 | 160 | 161 |
| 1968 | 148 | 161 | 160 |
| 1969 | 144 | 139 | 144 |
| 1970 | 108 | 130 | 124 |
| 1971 | 147 | 157 | 160 |
| 1972 | 129 | 150 | 152 |
| 1973 | 115 | 129 | 129 |
| 1974 | 120 | 133 | 130 |
| 8-moyenne annuelle | 132 | 145 | 145 |
Potassium appliqué à 160 lb K/acre annuellement. Le K-Mag a fourni 199 lb S/acre et 98 lb Mg/acre annuellement.