Bodem calcium:magnesium verhoudingen

Alle bodems bevatten calciumionen (Ca2+) en magnesium (Mg2+) kationen (positief geladen ionen) die worden aangetrokken door de negatieve uitwisselingsplaatsen op klei en organisch materiaal (kationenuitwisselingscomplex van de bodem). De hoeveelheid en de relatieve verhouding weerspiegelen meestal het uitgangsmateriaal van de bodem. Calcium (Ca) en Mg zijn voedingsstoffen die essentieel zijn voor planten, en de ionische vorm van elk van beide die wordt vastgehouden op de uitwisselingsplaatsen in de bodem is de vorm die door planten wordt opgenomen. De gebruikelijke aanpak om te bepalen of de bodemvoorraad toereikend is om in de behoeften van de gewassen te voorzien, bestaat erin de bodem te extraheren met 1 molair (M) ammoniumacetaat (dezelfde procedure die wordt gebruikt om het kaliumgehalte van de bodemtest te bepalen) en de gemeten hoeveelheid te toetsen aan de kritische niveaus. Omdat de bodem in Iowa meer dan voldoende van deze nutriënten bevat, is er geen kritisch niveau vastgesteld of kan er geen worden vastgesteld. Daarom worden uitwisselbaar Ca en Mg niet routinematig getest, en zijn er ook geen publicaties van de Iowa State University waarin bodemtests voor Ca of Mg worden geïnterpreteerd. Tenzij u geïnteresseerd bent in de kationenuitwisselingscapaciteit (CEC) van de bodem – die bij routinematige bodemtests wordt bepaald door de som te maken van de belangrijkste uitwisselbare kationen (Ca2+, Mg2+, K+, H+) – hoeven bodemmonsters van de meeste Iowa-velden niet in het laboratorium te worden geanalyseerd op Ca en Mg. Bovendien bevatten de bodems in Iowa grote hoeveelheden van beide nutriënten en worden ze aangevuld door kalksteen aan te brengen.

Hoe wordt een Ca:Mg-verhouding berekend?

Als uitwisselbaar Ca en Mg eenmaal door laboratoriumanalyse zijn bepaald, wordt de verhouding berekend met behulp van de meq-basis (elektrische ladingsbasis). Bijvoorbeeld, als er 4,88 meq Ca/100 g grond is en 1,72 meq Mg/100 g, dan is de Ca:Mg-verhouding 2,8:1. Tabel 1 geeft de uitwisselbare Ca, Mg, en berekende Ca:Mg verhouding voor verschillende Iowa bodems. Deze waarden zijn typisch voor bodems in Iowa. De Ca:Mg-verhoudingen in de bodem zijn van nature hoger dan 1:1.

Waarom die belangstelling voor Ca:Mg-verhoudingen?

Goede vraag. Uit de bovengenoemde constatering dat de Ca- en Mg-gehalten in de bodem van Iowa hoger zijn dan nodig is voor de productie van gewassen, kun je gemakkelijk concluderen dat het negeren van de verhouding gewoon goed is. Onderzoek bevestigt dat deze conclusie gerechtvaardigd is; toch wordt het concept van de verhouding nog steeds gepromoot, ondanks vele jaren van onderzoek dat op het tegendeel wijst. De oorsprong van dit concept ligt in het werk van Bear en collega’s in de jaren veertig van de vorige eeuw. In hun werk werd echter geen onderscheid gemaakt tussen de respons van gewassen (alfalfa) als gevolg van de verbetering van de pH-waarde door toepassing van kalk op zure bodems en de verandering in Ca:Mg. Ander onderzoek in dezelfde periode wees uit dat de verhoudingen niet belangrijk waren. Vele onderzoeksproeven sedertdien hebben geen invloed aangetoond van de Ca:Mg-verhouding op de gewasproductie. Een voorbeeld is het werk van McLean en collega’s in 1983, waarbij de verhoudingen werden gemanipuleerd door toepassing van kalk, magnesiumoxide en magnesiumsulfaat en de opbrengst werd gemeten (tabel 2). De resultaten geven aan dat de behandelingen met de hoogste opbrengst en de behandelingen met de laagste opbrengst zich beide voordeden bij Ca:Mg-verhoudingen die hetzelfde bereik hadden, hetgeen erop wijst dat de Ca:Mg-verhouding niet de reden was voor de gemeten opbrengstverschillen. Conclusies van de onderzoekers waren: “De resultaten suggereren sterk dat voor maximale gewasopbrengsten de nadruk moet worden gelegd op het leveren van voldoende, maar niet te hoge niveaus van elk basisch kation, in plaats van te proberen een gunstige basische kationenverzadigingsratio (BCSR) te bereiken, die blijkbaar niet bestaat.” Uit diverse proeven in kassen en op het veld blijkt dat de produktiviteit van de gewassen niet wordt beïnvloed door verhoudingen van minder dan 1:1 tot meer dan 25:1 – verhoudingen die buiten het bereik liggen van wat gewoonlijk in de bodem wordt gemeten. Planten spelen ook een rol bij de Ca- en Mg-opname en sluiten een teveel aan Ca of Mg aan het worteloppervlak uit.

Ook impliceert de toepassing van Mg niet dat er zich bodemfysische of gewasproduktieproblemen zullen voordoen; met andere woorden, de toepassing van Mg is niet “slecht” voor de bodem. In een studie van Webb bijvoorbeeld werden kalium en kalium-magnesiumsulfaat (K-Mag) jaarlijks toegepast op een Webster-bodem (totaal 784 lb Mg/acre over een periode van 8 jaar). De opbrengsten in tabel 3 wijzen op een reactie op het toegediende kalium, maar niet op een effect van het toegediende Mg.

Samenvattend kan worden gesteld dat het Ca:Mg-verhoudingsconcept niet is bewezen en niet mag worden gebruikt als basis voor bemestings- of bekalkingspraktijken. Een voldoende Ca- en Mg-gehalte is de juiste evaluatiemethode, in plaats van te proberen de verhoudingen te manipuleren. We hebben het geluk in Iowa dat de Ca- en Mg-gehalten in de bodem normaal gesproken voldoende zijn, en dat de voor planten beschikbare Ca en Mg worden gehandhaafd omdat de bodem een grote voorraad heeft of omdat de bodem wordt gekalkt met plaatselijke steengroevekalk om de pH-waarde van de bodem voldoende te houden voor de productie van gewassen.

Meer informatie over Ca:Mg-verhoudingen is te vinden in de North Central Regional Extension-publicatie “Soil Cation Ratios for Crop Production”, die verkrijgbaar is bij uw voorlichtingsbureau of op de website http://www.extension.umn.edu/distribution/cropsystems/DC6437.html.

Tabel 1. Verwisselbaar Ca, Mg, en Ca:Mg-verhouding van verschillende bodems in Iowa.

Bodem	CEC	Ca	Mg	Ca:Mg-verhouding
	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, kationenuitwisselingscapaciteit.

Tabel 2. Variëteiten in Ca:Mg voor de vijf hoogste en vijf laagste opbrengstniveaus voor zes oogstjaren en 12 behandelingen.

opbrengst	maïs 1975	maïs 1976	sojabonen 1977	Wit 1978	Alfalfa 1979	Alfalfa 1980
Hoogste vijf	5.7-26.8	5.7-14.2	5.7-14.9	5.7-14.0	5.7-26.8	6.8-26.8
Laagste vijf	5.8-21.5	5.0-16.1	2.3-16.1	6.8-21.5	8.2-21.5	5.7-21.5

Opgenomen van: McLean, E.O., R.C. Hartwig, D.J. Eckert, and G.B. Triplett. 1983. Basic cation saturation ratios as a basis for fertilizing and liming agronomic crops. II. Veldstudies. Agronomy Journal 75: 635-639.

Tabel 3. Effect van uitgezonden kali en kalium-magnesiumsulfaat (K-Mag) toegepast op een Webster bodem op de maïsopbrengst.

Jaar	Controle	Kalium	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-jaargemiddelde	132	145	145

Kalium toegediend aan 160 lb K/acre per jaar. K-Mag leverde 199 lb S/acre en 98 lb Mg/acre per jaar.