Alla jordar innehåller kalciumjoner (Ca2+) och magnesiumkatjoner (Mg2+) (positivt laddade joner) som attraheras av de negativa utbytesplatserna på leror och organiskt material (jordens katjonbyteskomplex). Mängden och det relativa förhållandet återspeglar vanligtvis jordens modermaterial. Kalcium (Ca) och Mg är växtnäringsämnen, och den joniska form av var och en av dem som hålls kvar på markens utbytesplatser är den form som tas upp av växterna. Den vanliga metoden för att avgöra om marktillgången är tillräcklig för att tillgodose grödornas behov är att extrahera jorden med 1 molär (M) ammoniumacetat (samma förfarande som används för att bestämma kalium i jordtestet) och utvärdera den uppmätta mängden i förhållande till de kritiska nivåerna. Eftersom Iowas jordar innehåller mer än tillräckliga nivåer av dessa näringsämnen har ingen kritisk nivå fastställts eller kan fastställas. Därför testas inte utbytbart Ca och Mg rutinmässigt, och det finns inte heller några publikationer från Iowa State University som ger tolkningar av jordtest Ca eller Mg. Om man inte är intresserad av markens katjonbyteskapacitet (CEC) – som i rutinmässiga markundersökningar bestäms genom att summera de dominerande utbytbara katjonerna (Ca2+, Mg2+, K+, H+) – behöver jordprover från de flesta fält i Iowa inte analyseras i laboratoriet med avseende på Ca och Mg. Dessutom har Iowas jordar stora mängder av båda näringsämnena och de fylls på genom kalkstenstillförsel.
Hur beräknas ett Ca:Mg-förhållande?
När utbytbart Ca och Mg har bestämts genom laboratorieanalys beräknas förhållandet med hjälp av meq-basis (elektrisk laddningsbasis). Om det till exempel finns 4,88 meq Ca/100 g jord och 1,72 meq Mg/100 g är förhållandet Ca:Mg 2,8:1. I tabell 1 anges utbytbart Ca, Mg och beräknat Ca:Mg-förhållande för flera jordar i Iowa. Dessa värden är typiska för Iowas jordar. Jordarnas Ca:Mg-förhållanden ligger naturligt över 1:1.
Varför intresset för Ca:Mg-förhållanden?
God fråga. Av det ovan nämnda uttalandet att Ca- och Mg-nivåerna är högre än vad som behövs för växtproduktion i Iowas jordar kan man lätt dra slutsatsen att det är helt okej att strunta i förhållandet. Forskningen bekräftar att denna slutsats är berättigad, men främjandet av förhållandekonceptet kvarstår i dag trots många års forskning som tyder på motsatsen. Ursprunget till detta koncept härrör från arbete av Bear och kollegor på 1940-talet. I deras arbete gjordes dock ingen åtskillnad mellan grödans respons (alfalfa) på grund av förbättrat pH-värde till följd av kalktillförsel på sura jordar och förändringen i Ca:Mg. Annan forskning under samma tid visade att förhållandena inte var viktiga. Många forskningsförsök sedan dess har inte visat att Ca:Mg-förhållandet påverkar växtproduktionen. Ett exempel är McLean och kollegors arbete 1983 där förhållandet manipulerades genom tillförsel av kalciumkalk, magnesiumoxid och magnesiumsulfat och där avkastningen mättes (tabell 2). Resultaten visar att de mest avkastande behandlingarna och de minst avkastande behandlingarna båda inträffade med Ca:Mg-förhållanden som låg inom samma intervall, vilket tyder på att Ca:Mg-förhållandet inte var orsaken till de uppmätta skillnaderna i avkastning. Forskarna drog följande slutsatser: ”Resultaten tyder starkt på att man för att uppnå maximal avkastning på grödor bör lägga tonvikten på att tillhandahålla tillräckliga, men inte överdrivna nivåer av varje baskatjon snarare än att försöka uppnå ett gynnsamt mättnadsförhållande för baskatjoner (BCSR), vilket uppenbarligen inte existerar”. Olika växthus- och fältförsök visar att produktiviteten hos grödor inte påverkas av förhållanden från mindre än 1:1 till mer än 25:1 – förhållanden som ligger utanför vad som normalt uppmäts i jordar. Växterna spelar också en roll i upptaget av Ca och Mg och utesluter överskott av Ca eller Mg vid rotytan.
Också applicering av Mg innebär inte att det kommer att uppstå markfysikaliska problem eller problem med skördeproduktionen; det vill säga, applicering av Mg är inte ”dåligt” för jordarna. I en studie utförd av Webb applicerades till exempel kaliumkalium och kalium-magnesiumsulfat (K-Mag) årligen på en Webster-jord (totalt 784 lb Mg/acre under en åttaårsperiod). Avkastningen i tabell 3 indikerar en reaktion på tillförd kalium, men ingen effekt av tillförd Mg.
Sammanfattningsvis är konceptet Ca:Mg-förhållande obeprövat och bör inte användas som grund för gödslings- eller kalkningsmetoder. Att ha tillräckliga nivåer av Ca och Mg är den rätta utvärderingsmetoden, snarare än att försöka manipulera förhållandena. Vi är lyckligt lottade i Iowa att Ca- och Mg-nivåerna i jorden normalt är tillräckliga, och upprätthållandet av växttillgängligt Ca och Mg sker antingen på grund av att jorden har ett stort förråd eller på grund av kalkning med lokal kalksten från stenbrottet för att bibehålla ett lämpligt pH-värde i jorden för växtodling.
Mer information om Ca:Mg-förhållanden finns i North Central Regional Extension publication Soil Cation Ratios for Crop Production,” som finns tillgänglig på ditt rådgivningskontor eller på webbplatsen http://www.extension.umn.edu/distribution/cropsystems/DC6437.html.
Tabell 1. Utbytbar Ca, Mg och Ca:Mg-förhållandet i flera jordar i Iowa.
| Jord | CEC | Ca | Mg | Ca:Mg-förhållande |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| Muscatin | 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, katjonbyteskapacitet.
Tabell 2. Variationer i Ca:Mg för de fem högsta och fem lägsta avkastningsnivåerna för sex skördeår och 12 behandlingar.
| Avkastningsnivå | Majs
1975 |
Majs
1976 |
Sojaböna
1977 |
Vete
1978 |
Alfalfa
1979 |
|
|---|---|---|---|---|---|---|
| De fem högsta | 5.7-26.8 | 5.7-14.2 | 5.7-14.9 | 5.7-14.0 | 5.7-26.8 | 6.8-26.8 |
| Lägsta fem | 5.8-21,5 | 5,0-16,1 | 2,3-16,1 | 6,8-21,5 | 8,2-21,5 | 5,7-21,5 |
Adpterat från: McLean, E.O., R.C. Hartwig, D.J. Eckert och G.B. Triplett. 1983. Basic cation saturation ratios as a basis for fertilizing and liming agronomic crops. II. Fältstudier. Agronomy Journal 75: 635-639.
Tabell 3. Effekten på majsavkastningen av kaliumkalium och kalium-magnesiumsulfat (K-Mag) som appliceras på en websterjord.
| År | Kontroll | Potash | 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-årsmedelvärde | 132 | 145 | 145 |
Kalium tillförs årligen med 160 lb K/ha. K-Mag gav 199 lb S/acre och 98 lb Mg/acre per år.