Minden talaj tartalmaz kalciumionokat (Ca2+) és magnézium (Mg2+) kationokat (pozitív töltésű ionok), amelyeket az agyagok és a szerves anyagok negatív cserehelyei (a talaj kationcserélő komplexe) vonzanak. A mennyiség és a relatív arány általában tükrözi a talaj alapanyagát. A kalcium (Ca) és a Mg a növények számára esszenciális tápanyagok, és mindkettőnek a talaj kationcserélő helyein tartott ionos formája az a forma, amelyet a növények felvesznek. A szokásos megközelítés annak meghatározására, hogy a talajellátottság elegendő-e a növények szükségleteinek kielégítésére, a talaj 1 mólos (M) ammónium-acetáttal történő kivonása (ugyanaz az eljárás, amelyet a talajvizsgálati kálium meghatározására használnak), és a mért mennyiség értékelése a kritikus szintekhez képest. Mivel az iowai talajok több mint megfelelő mennyiségben tartalmazzák ezeket a tápanyagokat, nem állapítottak meg és nem is állapíthatók meg kritikus szintek. Ezért a cserélhető Ca-t és Mg-ot nem vizsgálják rutinszerűen, és az Iowa Állami Egyetem kiadványai sem tartalmaznak talajvizsgálati Ca vagy Mg értelmezéseket. Hacsak nem érdekli a talaj kationcserélő kapacitása (CEC) – amelyet a rutinszerű talajvizsgálat során a domináns cserélhető kationok (Ca2+, Mg2+, K+, H+) összegzésével határoznak meg -, a legtöbb iowai szántóföldről származó talajmintákat nem kell laboratóriumban elemezni Ca és Mg tekintetében. Emellett az iowai talajok nagy mennyiségben tartalmaznak mindkét tápanyagot, és ezeket mészkő kijuttatásával pótolják.
Hogyan számítják ki a Ca:Mg arányt?
Amikor a cserélhető Ca és Mg mennyiségét laboratóriumi elemzéssel meghatározzák, az arányt a meq-alap (elektromos töltésalap) alapján számítják ki. Például, ha a talajban 4,88 meq Ca/100 g és 1,72 meq Mg/100 g van, akkor a Ca:Mg arány 2,8:1. Az 1. táblázat tartalmazza a cserélhető Ca, Mg és a számított Ca:Mg arányt több iowai talajra vonatkozóan. Ezek az értékek jellemzőek az iowai talajokra. A talajok Ca:Mg arányai természetesen 1:1 felett vannak.
Miért érdekel a Ca:Mg arány?
Jó kérdés. A fent említett állításból, miszerint az iowai talajokban a Ca és Mg szintje magasabb a növénytermesztéshez szükségesnél, könnyen arra lehet következtetni, hogy az arány figyelmen kívül hagyása teljesen rendben van. A kutatások megerősítik, hogy ez a következtetés jogos, azonban az aránykoncepció népszerűsítése ma is fennáll, annak ellenére, hogy sokéves kutatások mást mutatnak. E koncepció eredete Bear és munkatársai 1940-es években végzett munkájából származik. Munkájukban azonban nem tettek különbséget a savanyú talajokra kijuttatott mész hatására bekövetkező pH-javulás és a Ca:Mg arány változása miatti termésválasz (lucerna) között. Más, ugyanebben az időben végzett kutatások azt mutatták, hogy az arányok nem fontosak. Azóta számos kutatási kísérlet nem mutatta ki a Ca:Mg-arány hatását a növénytermesztésre. Erre példa McLean és munkatársai 1983-ban végzett munkája, amelyben az arányokat mészkő, magnézium-oxid és magnézium-szulfát kijuttatásával manipulálták, és a terméshozamra adott választ mérték (2. táblázat). Az eredmények azt mutatják, hogy a legmagasabb és a legalacsonyabb terméshozamú kezelések egyaránt olyan Ca:Mg-arányok mellett történtek, amelyek azonos tartományokat fedtek le, ami azt jelzi, hogy nem a Ca:Mg-arány volt az oka a mért terméskülönbségeknek. A kutatók következtetései a következők voltak: “Az eredmények határozottan azt sugallják, hogy a maximális terméshozam érdekében a hangsúlyt az egyes bázikus kationok elegendő, de nem túlzott szintjének biztosítására kell helyezni, ahelyett, hogy kedvező bázikus kationtelítettségi arány (BCSR) elérésére törekednénk, ami nyilvánvalóan nem létezik”. Különböző üvegházi és szántóföldi kísérletek azt mutatják, hogy a növények termelékenységét nem befolyásolják az 1:1-nél kisebb és 25:1-nél nagyobb arányok – a talajokban általában mért értékeken kívül eső arányok. A növények is szerepet játszanak a Ca és Mg felvételében, és a gyökérfelszínen kizárják a felesleges Ca-t vagy Mg-ot.
Az Mg alkalmazása továbbá nem jelenti azt, hogy talajfizikai vagy növénytermesztési problémák lépnének fel; vagyis az Mg alkalmazása nem “rossz” a talajoknak. Például egy Webb által végzett vizsgálatban káliumot és kálium-magnézium-szulfátot (K-Mag) alkalmaztak évente egy Webster-talajra (összesen 784 lb Mg/akár 8 év alatt). A 3. táblázatban szereplő hozamok a kijuttatott káliumra adott választ jelzik, de a kijuttatott Mg-nak nincs hatása.
Összefoglalva, a Ca:Mg arány koncepciója nem bizonyított, és nem szabad műtrágyázási vagy meszezési gyakorlatok alapjaként használni. A megfelelő Ca és Mg szintek megléte a megfelelő értékelési módszer, nem pedig az arányok manipulálása. Iowában szerencsések vagyunk, hogy a talaj Ca és Mg szintje általában megfelelő, és a növények számára elérhető Ca és Mg fenntartása vagy azért történik, mert a talaj nagy készlettel rendelkezik, vagy azért, mert a helyi kőbánya mészkővel meszezik a talaj pH-értékének a növénytermesztéshez szükséges megfelelő szinten tartása érdekében.
A Ca:Mg arányokkal kapcsolatos további információk az Észak-közép-európai regionális tanácsadási kiadványban találhatók: “Talaj kationarányok a növénytermesztéshez”, amely elérhető a tanácsadási irodában vagy a http://www.extension.umn.edu/distribution/cropsystems/DC6437.html weboldalon.
1. táblázat. Cserélhető Ca, Mg és Ca:Mg arány több iowai talajban.
| Talaj | CEC | Ca | Mg | Ca:Mg arány |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| Muszkatin | 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, kationcserélő kapacitás.
2. táblázat. Ca:Mg-tartományok az öt legmagasabb és az öt legalacsonyabb termésszinthez hat termésév és 12 kezelés esetében.
| Termésszint | Kukorica
1975 |
Búza
1978 |
Lúza
1979 |
|||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Magasabb öt | 5.7-26.8 | 5.7-14.2 | 5.7-14.9 | 5.7-14.0 | 5.7-26.8 | 6.8-26.8 |
| Legalacsonyabb öt | 5.8-21.5 | 5.0-16.1 | 2.3-16.1 | 6.8-21.5 | 8.2-21.5 | 5.7-21.5 |
Adapted from: McLean, E.O., R.C. Hartwig, D.J. Eckert és G.B. Triplett. 1983. Alapvető kationtelítettségi arányok, mint a trágyázás és meszezés alapja az agronómiai kultúrákban. II. Szabadföldi vizsgálatok. Agronomy Journal 75: 635-639.
Táblázat 3. Webster talajra kijuttatott kálium és kálium-magnézium-szulfát (K-Mag) hatása a kukorica terméshozamára.
| Év | Kontroll | Kálium | K-Mag |
|---|---|---|---|
| bu/akár | |||
| 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-Éves átlag | 132 | 145 | 145 |
Kálium kijuttatása 160 lb K/ha évente. A K-Mag évente 199 lb S/ha és 98 lb Mg/ha-t adott.