Rapporti calcio:magnesio nel suolo

Tutti i terreni contengono ioni calcio (Ca2+) e magnesio (Mg2+) cationi (ioni caricati positivamente) attratti dai siti di scambio negativo su argille e materia organica (complesso di scambio cationico del suolo). La quantità e la proporzione relativa di solito riflettono i materiali parentali del suolo. Il calcio (Ca) e il Mg sono sostanze nutritive essenziali per le piante, e la forma ionica di ciascuna tenuta sui siti di scambio del suolo è la forma assunta dalle piante. L’approccio usuale per determinare se il rifornimento del suolo è sufficiente a soddisfare i bisogni delle colture è di estrarre il suolo con 1 molare (M) di acetato di ammonio (la stessa procedura usata per determinare il potassio della prova del suolo) e valutare la quantità misurata contro i livelli critici. Poiché i suoli dell’Iowa contengono livelli più che adeguati di questi nutrienti, non è stato o può essere stabilito alcun livello critico. Pertanto, il Ca e il Mg scambiabili non vengono testati di routine, né esistono pubblicazioni dell’Iowa State University che forniscono interpretazioni del Ca o del Mg del test del suolo. A meno che non siate interessati alla capacità di scambio cationico del suolo (CEC) – nei test di routine del suolo determinata sommando i cationi scambiabili dominanti (Ca2+, Mg2+, K+, H+) – i campioni di suolo non hanno bisogno di essere analizzati in laboratorio per Ca e Mg dalla maggior parte dei campi dello Iowa. Inoltre, i terreni dell’Iowa hanno grandi quantità di entrambi i nutrienti e sono reintegrati dall’applicazione di calcare.

Come si calcola il rapporto Ca:Mg?

Una volta che il Ca e il Mg scambiabili sono determinati dall’analisi di laboratorio, il rapporto è calcolato usando la base meq (base della carica elettrica). Per esempio, se ci sono 4,88 meq Ca/100 g di suolo e 1,72 meq Mg/100 g, allora il rapporto Ca:Mg è 2,8:1. La tabella 1 fornisce il Ca scambiabile, il Mg e il rapporto Ca:Mg calcolato per diversi terreni dello Iowa. Questi valori sono tipici per i suoli dello Iowa. I rapporti Ca:Mg del suolo sono naturalmente superiori a 1:1.

Perché l’interesse nei rapporti Ca:Mg?

Buona domanda. Dalla suddetta affermazione che i livelli di Ca e Mg sono più alti del necessario per la produzione di colture nei terreni dell’Iowa, si può facilmente concludere che ignorare il rapporto va bene. La ricerca conferma che questa conclusione è giustificata; tuttavia, la promozione del concetto di rapporto persiste oggi nonostante molti anni di ricerca che indica il contrario. L’origine di questo concetto deriva dal lavoro di Bear e colleghi negli anni ’40. Tuttavia, il loro lavoro non distingueva tra la risposta della coltura (erba medica) dovuta al miglioramento del pH dall’applicazione della calce ai suoli acidi e il cambiamento di Ca:Mg. Altre ricerche nello stesso periodo indicavano che i rapporti non erano importanti. Molte prove di ricerca da allora non hanno mostrato un’influenza del rapporto Ca:Mg sulla produzione delle colture. Un esempio è il lavoro di McLean e colleghi nel 1983 in cui i rapporti sono stati manipolati con l’applicazione di calce calcarea, ossido di magnesio e solfato di magnesio e la risposta della resa è stata misurata (Tabella 2). I risultati indicano che i trattamenti a più alta resa e quelli a più bassa resa si sono verificati entrambi con rapporti Ca:Mg che coprivano gli stessi intervalli, indicando così che il rapporto Ca:Mg non era la ragione delle differenze di resa misurate. Le conclusioni dei ricercatori sono state: “I risultati suggeriscono fortemente che per la massima resa delle colture, l’enfasi dovrebbe essere posta sulla fornitura di livelli sufficienti, ma non eccessivi di ogni catione di base, piuttosto che cercare di raggiungere un rapporto favorevole di saturazione dei cationi di base (BCSR), che evidentemente non esiste”. Varie prove in serra e sul campo indicano che la produttività delle colture non è influenzata da intervalli da meno di 1:1 a più di 25:1 – rapporti al di fuori di ciò che è normalmente misurato nei terreni. Le piante svolgono anche un ruolo nell’assorbimento di Ca e Mg ed escludono l’eccesso di Ca o Mg alla superficie delle radici.

Inoltre, l’applicazione di Mg non implica che ci saranno problemi fisici del suolo o di produzione delle colture; cioè, l’applicazione di Mg non è “male” per i terreni. Per esempio, in uno studio condotto da Webb, potassa e solfato di potassio e magnesio (K-Mag) sono stati applicati annualmente a un terreno Webster (totale di 784 lb Mg/acro per un periodo di 8 anni). I rendimenti nella tabella 3 indicano una risposta al potassio applicato, ma nessun effetto del Mg applicato.

In sintesi, il concetto di rapporto Ca:Mg non è provato e non dovrebbe essere usato come base per le pratiche di fertilizzazione o calcinazione. Avere livelli sufficienti di Ca e Mg è il metodo corretto di valutazione, piuttosto che cercare di manipolare i rapporti. Siamo fortunati in Iowa che i livelli di Ca e Mg del suolo sono normalmente adeguati, e il mantenimento del Ca e Mg disponibile per le piante avviene o perché il suolo ha una grande fornitura o a causa della calcinazione con calcare di cava locale per mantenere il pH del suolo adeguato per la produzione di colture.

Più informazioni sui rapporti Ca:Mg può essere trovato in North Central Regional Extension pubblicazione Soil Cation Ratios for Crop Production,” che è disponibile presso il vostro ufficio estensione o al sito web http://www.extension.umn.edu/distribution/cropsystems/DC6437.html.

Tabella 1. Ca scambiabile, Mg e rapporto Ca:Mg di diversi terreni dello Iowa.

Suolo	CEC	Ca	Mg	Ca:Rapporto Mg
	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, capacità di scambio cationico.

Tabella 2. Intervalli di Ca:Mg per i cinque livelli di rendimento più alti e cinque più bassi per sei anni di raccolto e 12 trattamenti.

Livello di rendimento	Corn 1975	Corn 1976	Soybean 1977	Grano 1978	Elfalfa 1979	Elfalfa 1980
Il più alto cinque	5.7-26.8	5.7-14.2	5.7-14.9	5.7-14.0	5.7-26.8	6.8-26.8
Il più basso dei cinque	5.8-21.5	5.0-16.1	2.3-16.1	6.8-21.5	8.2-21.5	5.7-21.5

Adattato da: McLean, E.O, R.C. Hartwig, D.J. Eckert, e G.B. Triplett. 1983. Rapporti di saturazione dei cationi di base come base per la concimazione e la calcinazione delle colture agronomiche. II. Studi di campo. Agronomy Journal 75: 635-639.

Tabella 3. Effetto di potassio broadcast e solfato di potassio-magnesio (K-Mag) applicato a un terreno Webster sulla resa del mais.

Anno	Controllo	Potassio	K-Mag
	bu/acro
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-media annuale	132	145	145

Potassio applicato a 160 lb K/acro annualmente. K-Mag ha fornito 199 lb S/acro e 98 lb Mg/acro annualmente.