Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Framtidens klimat kommer bli mer extremt. För lite nederbörd samt värmeböljor under odlingssäsongen kommer troligen ske oftare vilket påverkar avkastningen för de flesta lantbruksgrödor negativt. Samtidigt kommer världens befolkning öka och det kommer behövas produceras mer mat för den ökande befolkningen. Det blir viktigare att hitta strategier hur vi gör lantbruksgrödor mer torktåliga och att säkerställa en hög skördenivå. Denna litteraturstudie handlar om i vilken omfattning näringsämnen kalium och magnesium påverkar torktåligheten hos lantbruksgrödorna på ett positivt sätt.

Kalium behövs framförallt för att upprätthålla det osmotiska trycket inuti cellerna. Det osmotiska trycket behövs för att växterna ska kunna ta upp vatten och fortsätta med sin metabolism även om vatten börjar bli mindre tillgängligt under växtsäsongen. Växtens vattenanvändningseffektivitet ökar med ökad tillgång på kalium.
Magnesium spelar en viktig roll för rottillväxten då detta näringsämne är grundläggande för transporten av kolhydrater till rötterna vilka är beroende av en bra försörjning med kolhydrater. Ett väl utvecklat rotsystem är fundamentalt för växtens överlevnad under torra förhållanden då vatten kan tas upp från djupare jordlager.
Dessutom ingår magnesium i klorofyllet i bladen och behövs för att fotosyntesen ska kunna ske utan problem.
Både magnesium och kalium behövs för transporten av fotosyntesprodukter inuti växten. Denna transport är viktig
för utvecklingen och tillväxten av hela plantan.
Båda näringsämnena har också en positiv inverkan på
markstrukturen. Fältkapaciteten ökar signifikant vid ökande mängder av magnesium och kalium vilket innebär att mer vatten finns växttillgängligt.

Gödslingsbehovet är störst i jordar med låg kalium- och magnesiumstatus i marken vilket ofta hittas på lätta
jordar. Kvoten mellan kalium och magnesium bör ligga mellan 1,5–2,5 för att undvika brist på magnesium då båda
näringsämnen konkurrerar vid upptaget. Effekten av en adekvat kalium- och magnesiumgödsling är stor bl.a. i
potatisodlingen, speciell under torra förhållanden. Skördeökningar på 30% har kunnat visas.

Att ta extra hänsyn till näringsämnena kalium och magnesium speciellt under extrema väderförhållanden kommer bli viktigare i framtiden. Näringsämnena hjälper grödor att klara stressituationer, framförallt torkstress,
bättre och det finns en stor potential. Kunskapen om kaliums och magnesiums funktioner i växten framförallt under
icke optimala väderförhållanden måste öka! I framtiden kommer vi behöva kombinera olika odlingsåtgärder med
en adekvat gödsling för att säkerställa en stabilare skörd trots vattenbrist och höga temperaturer.

Nyckelord: gödsling, potatis, näringsämnen, vattenanvändningseffektivitet, vattenbrist

The climate will be more extreme in the future. Too little rainfall and heat waves during the growing season are likely to occur more often, which negatively affect the yield for most agricultural crops. At the same time, the
world´s population will increase, and it will be necessary to produce more food for the increasing population. It becomes more important to find strategies how to make agricultural crops more drought resistant. This literature
study investigates how the fertilization with potassium and magnesium affects the drought stress tolerance of
agricultural crops. Both nutrients have a positive impact on the crop´s ability to withstand drought stress.

Potassium is needed primarily to maintain the osmotic pressure inside the cells. The osmotic pressure is needed
for the plants to be able to take up water and continue their metabolism even if water would start to decrease during the plant season. Several plant parts, which are central to the plant’s metabolism are affected by potassium and its influence on the osmotic pressure. Magnesium plays an important role in root growth, as this nutrient is
fundamental in the transport of carbohydrates to the roots, which are dependent on an adequate supply of carbohydrates. In addition, magnesium is included in the chlorophyll in the leaves and is needed for photosynthesis.
Furthermore, both potassium and magnesium are needed for the transport of photosynthesis products within the
plant. The transport is important for the development and growth of the entire plant. Besides that, both nutrients
have a positive impact on the soil structure and an increased fertilization significantly increases field capacity. An increased field capacity implies more available water. All these parameters are crucial for the plant´s ability to become more tolerant of drying stress.

The requirement of potassium and magnesium fertilizer is greatest on soils with low potassium and magnesium
status in the soil, often soils with low clay content. The ratio between the two nutrients should be between 1.5-2.5
to avoid magnesium deficiency as the nutrients compete at uptake. The effect of an adequate potassium and magnesium fertilization is great in e.g. potato cultivation especially under dry conditions. Studies have shown harvest increases of up to 30% compared to the control.

Taking extra consideration of these nutrients, especially during extreme weather conditions, will become more
important in the future. The nutrients help crops to cope with stress situations, especially drought stress. I see a
great potential. The knowledge of the functions of potassium and magnesium in the crop, especially under nonoptimal weather conditions, must increase! In the future, we will need to combine different cultivation measures with an adequate fertilization to ensure a more stable harvest despite water shortages and high temperatures.

Keywords: fertilization, potatoes, plant nutrients, water use efficiency, water scarcity