Calcium i jorden

Calcium er til stede i tilstrækkelige mængder i de fleste jorde. Calcium er en bestanddel af flere primære og sekundære mineraler i jorden, som i det væsentlige er uopløselige af hensyn til landbruget. Disse materialer er de oprindelige kilder til de opløselige eller tilgængelige former af Ca. Calcium findes også i relativt opløselige former som et kation (positivt ladet Ca++), der er adsorberet til jordens kolloidale kompleks. Den ioniske form anses for at være tilgængelig for afgrøderne.

Funktion

Calcium er afgørende for mange plantefunktioner. Nogle af dem er

• Den korrekte celledeling og forlængelse
• Den korrekte udvikling af cellevæggen
• Nitratoptagelse og metabolisme
• Enzymaktivitet
• Stivelsesmetabolisme

Calcium transporteres i xylem via en ionbyttemekanisme. Det binder sig til ligninmolekyler, og udvekslingen skal ske med calcium eller et andet lignende kation (f.eks. Mg++, Na+, K+, NH4+ osv.). Calcium er ikke særlig mobilt i jorden eller i plantevævet, og derfor er det vigtigt med en kontinuerlig tilførsel.

Faktorer, der påvirker Ca-tilgængeligheden

Calcium findes i mange af de primære eller sekundære mineraler i jorden. I denne tilstand er det relativt uopløseligt. Calcium anses ikke for at være et næringsstof, der kan udvaskes. I løbet af hundreder af år vil det dog bevæge sig dybere ned i jorden. På grund af dette og det faktum, at mange jorde stammer fra kalksten, har mange jorde et højere indhold af Ca og en højere pH-værdi i undergrunden.

• Jord pH: Sure jorde har mindre Ca, og jorde med høj pH har normalt mere. Når jordens pH-værdi stiger over pH 7,2 på grund af ekstra Ca i jorden, bliver det ekstra “frie” Ca ikke adsorberet på jorden. En stor del af det frie Ca danner næsten uopløselige forbindelser med andre grundstoffer som f.eks. fosfor (P), hvilket gør P mindre tilgængeligt.
• Jord CEC: Jord med lavere CEC indeholder mindre Ca, og jord med høj CEC indeholder mere.
• Kationkonkurrence: Abnormt høje niveauer eller tilførselsmængder af andre kationer i tilstedeværelse af lave til moderate Ca-niveauer i jorden har tendens til at reducere optagelsen af Ca.
• Alkalisk natriumholdig jord (højt natriumindhold): Overskud af natrium (Na) i jorden konkurrerer med Ca og andre kationer og reducerer deres tilgængelighed for afgrøderne.
• Underjord eller grundmateriale: Jord, der stammer fra kalksten, mergel eller andre mineraler med højt Ca-indhold, vil have tendens til at have et højt Ca-indhold, mens jord, der stammer fra skifer eller sandsten, vil have tendens til at have et lavere indhold.

Interaktioner

• Andre kationer: Da calcium er et af de vigtigste kationer, er tilgængeligheden af calcium relateret til jordens CEC, og det konkurrerer med andre vigtige kationer såsom natrium (Na+), kalium (K+), magnesium (Mg++), ammonium (NH4+), jern (Fe++) og aluminium (Al+++) om afgrødens optagelse. Det er kendt, at høje K-tilførsler reducerer Ca-optagelsen i æbler, som er ekstremt modtagelige for dårlig Ca-optagelse og translokation i træet.
• Natrium(Na+): Høje niveauer af Na i jorden vil fortrænge Ca og føre til Ca-udvaskning. Dette kan resultere i dårlig jordstruktur og mulig Na-toksicitet for afgrøden. Omvendt anvendes anvendelse af opløseligt Ca, typisk i form af gips, almindeligvis til at afsalte sodholdige jorde ved hjælp af det omvendte fortrængningsprincip.
• Phosphor(P): Når pH-værdien i jorden øges til over pH 7,0, begynder frit eller ukombineret Ca at ophobes i jorden. Dette Ca er tilgængeligt til at interagere med andre næringsstoffer. Opløseligt P er en anion, hvilket betyder, at det har en negativ ladning. Alt frit Ca reagerer med P og danner uopløselige (eller meget langsomt opløselige) Ca-P-forbindelser, som ikke er let tilgængelige for planter. Da der typisk er meget mere tilgængeligt Ca i jorden end P, resulterer denne vekselvirkning næsten altid i mindre tilgængelighed af P.
• Jern(Fe++) og aluminium(Al+++): Når pH-værdien i en jord falder, bliver flere af disse grundstoffer opløselige og kombineres med Ca til stort set uopløselige forbindelser.
• Bor(B-): Et højt kalciumindhold i jorden eller i planterne kan hæmme optagelsen og udnyttelsen af B. Calciumsprøjter og jordbehandlinger er blevet anvendt effektivt til at hjælpe med at afgifte overdreven anvendelse af B.

Balancer og forhold

I mange år har der været nogle få personer, der har hævdet, at der findes et “ideelt” forhold mellem de tre vigtigste jordkationernæringsstoffer (K, Ca og Mg). Dette begreb stammer sandsynligvis fra Bear’s arbejde i New Jersey i 1945, hvor han fremskrev en ideel jord som en jord, der havde følgende mætninger af udskiftelige kationer: 65% Ca, 10% Mg, 5% K og 20% H. De kationforhold, der følger af disse idealiserede koncentrationer, er et Ca:Mg-forhold på 6,5:1, Ca:K på 13:1 og Mg:K på 2:1.

Det er generelt accepteret, at der er nogle foretrukne generelle forhold og balancer mellem jordnæringsstoffer. Der er også en betydelig mængde arbejde, der tyder på, at over- og underskud af nogle næringsstoffer vil påvirke optagelsen af andre næringsstoffer (se senere afsnit i denne artikel). Ingen pålidelige undersøgelser har imidlertid vist, at der findes et bestemt forhold mellem næringsstoffer i jorden.

I årenes løb har en betydelig mængde samtaler og salgstalerier drejet sig om begrebet det ideelle Ca:Mg-forhold i jorden. De fleste af påstandene om det ideelle forhold ligger mellem 5:1 og 8:1.

Nogle af påstandene er, at det korrekte Ca:Mg-forhold i jorden vil

• forbedre jordens struktur.
• formindske ukrudtspopulationer, især rævehale og kvickly, og forbedre foderkvaliteten.
• Reducerer udvaskning af andre plantenæringsstoffer.
• Generelt set forbedrer balancen af de fleste jordnæringsstoffer.

Iflg. dr. Stanley Barber, Purdue Univ, “Der er ingen forskningsmæssig begrundelse for de ekstra omkostninger ved at opnå et bestemt Ca:Mg-forhold i jordenForskningen viser, at planteudbyttet eller -kvaliteten ikke påvirkes mærkbart over et bredt spektrum af Ca:Mg-forholdet i jorden.”

Forsøg i Wisconsin viste, at udbyttet af majs og lucerne ikke blev væsentligt påvirket af Ca:Mg-forhold fra 2,28:1 til 8,44:1I alle tilfælde, hvor ingen af næringsstofferne var mangelfulde, blev afgrødernes interne Ca:Mg-forhold opretholdt inden for et relativt snævert interval, der var i overensstemmelse med plantens behov. Disse resultater støttes af de fleste andre autoriteter. En jord med de tidligere nævnte forhold vil højst sandsynligt være frugtbar. Det betyder dog ikke, at en frugtbar jord kræver disse specifikke værdier (eller andre). En passende ernæring af afgrøderne afhænger af mange andre faktorer end et bestemt forhold mellem næringsstoffer. Det vil sjældent være rentabelt at justere jordens Ca:Mg-forhold.

I senere afsnit i dette dokument vil du finde henvisninger til næringsstofforhold. I de fleste tilfælde vil der dog ikke være specifikke numeriske forhold forbundet med disse relationer. Hensigten er at angive, at når den relative forekomst af næringsstofferne ændrer sig væsentligt, kan det påvirke tilgængeligheden af det andet næringsstof. Dette begreb er langt mindre specifikt end at hævde, at der er en værdi til et bestemt numerisk forhold.

Højresponsafgrøder

Selv om Ca er et vigtigt grundstof for alle planter, har følgende afgrøder vist sig at være særligt responsive.

æbler, broccoli, rosenkål, kål, gulerødder, blomkål, selleri, kirsebær, citrusfrugter, nåletræer, bomuld, curcurbits, meloner, druer, bælgfrugter, salat, ferskner, jordnødder, pærer, peberfrugter, kartofler, tobak og tomater.

Symptomer på mangel

Symptomer på kalciummangel kan være ret vage, da situationen ofte er ledsaget af en lav pH-værdi i jorden. Synlige mangelsymptomer ses sjældent i agronomiske afgrøder, men vil typisk omfatte en manglende udvikling af den nye vækst. Enårige græsser som f.eks. majs vil have deforme blade, der kommer frem, og som ikke kan rulles ud af hvirvlerne. De nye blade er ofte klorotiske. Ekstremt sure jordtyper kan give et helt nyt sæt symptomer, ofte som følge af forskellige toksiciteter og mangler. Mange frugter og grøntsager viser dramatiske symptomer som f.eks. sort hjerte i selleri og broccoli, spidskål i salat og kål, hvidt hjerte eller hul hjerte i cucurbits, blomsterbortfald i tomater og peberfrugter og Pops i jordnødder. Træfrugter med lavt kalciumindhold vil få øgede opbevaringsproblemer som f.eks. bitter-pit i æbler, korkpletter i æbler og pærer, revner i kirsebær og anden nedbrydning af frugten under opbevaring. Mangel på calcium i alle afgrøderne forringer ofte også rodvæksten og fører til yderligere symptomer som en sekundær virkning. Nåletræer med kalcummangel vil få gulfarvning og derefter døden og nedfald af nålene på den nye vækst. Den nye vækst kan også være deformeret.

Toksicitet

Calcium anses for alle praktiske formål ikke for at have en direkte giftig virkning på planter. De fleste af de problemer, der skyldes overskud af Ca i jorden, er resultatet af sekundære virkninger af en høj pH-værdi i jorden. Et andet problem som følge af overskud af Ca kan være den reducerede optagelse af andre kationnæringsstoffer. Inden giftige niveauer nærmer sig i planten, vil afgrøderne ofte lide under mangel på andre næringsstoffer som f.eks. fosfor, kalium, magnesium, bor, kobber, jern eller zink.

Anvendelse af calcium i et frugtbarhedsprogram

Calciumkilder kan tjene enten en af eller begge to funktioner.

• Som næringsstofkilde
• Som kalk (CaCO3) for at neutralisere jordens surhedsgrad

Det er normalt ikke vanskeligt at korrigere kalkproblemer. Kalkning til den rette pH-værdi er det første, der skal tages i betragtning for at tilføre afgrøden Ca. Hvis der er behov for yderligere Ca, og jordens pH-værdi allerede er korrekt, kan man anvende neutrale tilføjelser som f.eks. gips (CaSO4.7H2O) eller andre gødningsprodukter. Gips kan også anvendes til at korrigere for høje saltforhold i jorden. Sådanne forhold kan være en naturlig tilstand i jorden, et resultat af saltvand omkring nuværende eller tidligere oliekilder eller skyldes brugen af vintertøsalt.

Anbefalede doser af Calcium: (følg anbefalingerne fra jordprøver eller planteanalyser)
Kalkningsmateriale	Af ca. % Ca*.	Anbefalet mængde
Kalcitisk kalksten	32	1.000 til 15.000lb./A
Dolomitisk kalksten	22	1.000 til 15.000 lb./A
Hydratkalksten	46	750 til 10.000 lb./A
Fældet kalk	60	500 til 10.000 lb./A
Slagge fra højovn	29	100 til 2.000 lb./A
Gødningsstoffer	Omtrentlig. % Ca.	Anbefalede produktmængder
Gypsum	22	500 til 1500 lb./A
CaCI2	36	5-8 lb./A Bladform
Ca(NO3) 2	19	10-15 lb./A Foliar
Ca-Chelater	3-5	0,25-3 gal/A Foliar

* Calciumindholdet er ikke det samme som den neutraliserende værdi. Neutraliseringsværdien bestemmes af de kombinerede mængder af calciumcarbonat (CaCO3), magnesiumcarbonat (MgCO3) og andre neutraliserende bestanddele i kalkningsmaterialet.

Beregning af gipsbehovet

Der er forskellige formål med at anvende gips, og der findes en specifik metode til udarbejdelse af en anbefaling for hvert formål. Der kan også være mere end én lovlig metode, der anvendes til at udarbejde anbefalinger for hvert formål. Nedenstående er nogle af disse metoder.

Gips anbefales til to primære formål. De er

1. Til at fjerne overskydende natrium (Na)
2. Til at opbygge jordens calciumniveau (Ca), når en pH-ændring ikke er ønsket.

Reduktion af jordnatrium (Na)

1. Reduktion af Na til et generelt acceptabelt niveau: Lb. gips/acre = C.E.C. x (%Na sat. – 5) x 18
2. Reduktion af Na til en bestemt mætningsprocent:
3. Eksempel: Antag, at jordens CEC er 20 (meq/100 g), og at Na-koncentrationen er 40 %. Du ønsker at sænke Na-koncentrationen til 10 % eller fjerne 30 % af Na-mætningen (30 % af 20 meq/100 g = 6 meq ombyttelig Na/100 g jord). Multiplicer milliækvivalenterne af udskifteligt Na med 0,85 tons gips for at få den nødvendige tilførsel af gips ( 6 x 0,85 = 5,1 tons gips/acre). Typisk er kommercielt gips ikke 100 % effektivt til at fortrænge Na, og nogle myndigheder foreslår, at der anvendes en effektivitetsfaktor på 80 %. Dette resulterer i, at vores eksempel ændres som følger… 5,1 divideret med 0,80 = 6,38 tons pr. acre. Hvis dit vandingsvand har et gipsindhold, eller hvis din jord indeholder gips, kan du fratrække disse mængder fra den nødvendige mængde gips, du skal anvende.
4. Beregning af gips til udligning af Na i vandingsvand:Gipsbehovet kan beregnes ud fra vandingsvandets restnatriumkarbonatværdi (RSC-værdi) ud fra følgende ligning.
5. RSC x 234 = pund gips, der kræves for at opveje det overskydende natrium i 1 acre fod (325,852 gallon) vandingsvand

Husk, at gips alene ikke løser et problem med højt Na, du skal anvende tilstrækkeligt vandingsvand til at udvande det fortrængte Na fra rodzonen.

Hævelse af jordens kalcium (Ca)-mætning

Lb. gips/acre = C.E.C. x (ønsket %Ca sat. – nuværende %Ca sat.) x 18