Magnesium as a nutritional tool of nitrogen efficient management - plant production and environment

Nowadays, the main objectives of plant crop growers aim at two targets (i) increasing food production and (ii) simultaneously, reducing the environmental impact of increasing fertilizer nitrogen consumption. On a global scale, fertilizer nitrogen recovery ranges from 33 to 50%. The required efforts stimulating production but protecting the environment focus on increasing unit productivity of fertilizer N. Magnesium, owing to its biological functions in plants, should play a much more important role In modern agriculture controlling N economy of crop plants and, consequently, nitrogen dispersion in the environment. In Poland, arable soils are generally poor in total and available magnesium. This state can be considered as indicating the necessity of applying magnesium and then maintaining a wellfeed plant nutritional status of growing crops. Crops well supplied with magnesium since the beginning of their growth, as seen from studies on the response of sugar beets and maize, are in a position to increase nitrogen unit productivity. Cereals respond to Mg supply when a dressing treatment takes place just before the onset of flowering. Another factor significantly affecting fertilizer nitrogen recovery in Poland is soil pH. Acid soils fertilized with Mg contain increased soil exchangeable Mg levels, which in turn depress the pressure of toxic aluminum on growing crops. Improvement of the plant Mg nutritional status enables plants to incorporate some of potentially residual N into biomass, increasing biomass yield. It can therefore be concluded that magnesium, owing to its ameliorating function in arable soils, meets the main requirement of sustainable nitrogen management, both in agriculture and in the environment.

Główne zadania stawiane współcześnie producentom roślin uprawnych skupiają się na dwóch celach: (i) zwiększeniu produkcji żywności, i (ii) jednocześnie zmniejszeniu ujemnego wpływu wzrastającego poziomu nawożenia azotem na środowisko. W skali globalnej wykorzystanie azotu szacuje się od 33 do 50%. Wymagane działania proprodukcyjne i proekologiczne skupiają się na zwiększeniu jednostkowej produkcji azotu stosowanego w nawozach. W nowoczesnym rolnictwie magnez, ze względu na funkcje biologiczne w roślinie, powinien odgrywać dużo większą rolę w kontroli gospodarki azotowej rośliny, a tym samym rozproszenia azotu w środowisku. W Polsce gleby uprawne są ogólnie ubogie w całkowity i przyswajalny magnez, co stwarza konieczność stosowania nawozów magnezowych w sposób zabezpieczający odpowiedni poziom odżywienia rośliny. Rośliny dobrze zaopatrzone w magnez od początkowych faz rozwoju, jak wynika z reakcji buraków lub kukurydzy, są w stanie istotnie zwiększyć jednostkową produktywność azotu. Zboża reagują na nawożenie magnezem wówczas, gdy zabieg odbywa się tuż przed kwitnieniem. Drugim istotnym czynnikiem ograniczającym wykorzystanie azotu przez rośliny uprawiane w Polsce jest odczyn gleb. Traktowanie gleb kwaśnych nawozami magnezowymi, w następstwie wzrostu koncentracji wymiennego magnezu w glebie, istotnie zmniejsza presję toksycznego glinu na rosnącą roślinę. Poprawa stanu odżywienia roślin magnezem umożliwia włączenie części potencjalnie niewykorzystanego N (azot rezydualny) w biomasę, co zwiększa jej plon użytkowy. Można zatem stwierdzić, że stosowanie magnezu, mającego wpływ na poprawę funkcjonowania gleb uprawnych, wypełnia tym samym zadania związane z realizacją zrównoważonej gospodarki azotowej w rolnictwie i środowisku.