Calcium dans le sol

Le calcium est présent en quantité adéquate dans la plupart des sols. Le calcium est un composant de plusieurs minéraux primaires et secondaires du sol, qui sont essentiellement insolubles pour des considérations agricoles. Ces matériaux sont les sources originales des formes solubles ou disponibles du Ca. Le calcium est également présent sous des formes relativement solubles, en tant que cation (Ca++ chargé positivement) adsorbé au complexe colloïdal du sol. La forme ionique est considérée comme disponible pour les cultures.

Fonction

Le calcium est essentiel pour de nombreuses fonctions des plantes. Certaines d’entre elles sont

• Division et élongation cellulaires correctes
• Développement correct de la paroi cellulaire
• Acquisition et métabolisme du nitrate
• Activité enzymatique
• Métabolisme de l’amidon

Le calcium est transporté dans le xylème par un mécanisme d’échange d’ions. Il se fixe sur les molécules de lignine et l’échange doit se faire avec le calcium ou un autre cation similaire (par exemple Mg++, Na+, K+, NH4+, etc.). Le calcium n’est pas très mobile dans le sol, ou dans les tissus végétaux, c’est pourquoi un apport continu est essentiel.

Facteurs affectant la disponibilité du Ca

Le calcium se trouve dans de nombreux minéraux primaires ou secondaires du sol. Dans cet état, il est relativement insoluble. Le calcium n’est pas considéré comme un nutriment lixiviable. Cependant, au fil des centaines d’années, il s’enfonce plus profondément dans le sol. Pour cette raison, et du fait que de nombreux sols sont issus de la roche-mère calcaire, de nombreux sols ont des niveaux plus élevés de Ca, et un pH plus élevé dans le sous-sol.

• pH du sol : Les sols acides ont moins de Ca, et les sols à pH élevé en ont normalement plus. Lorsque le pH du sol augmente au-dessus de 7,2, en raison du Ca supplémentaire du sol, le Ca ” libre ” supplémentaire n’est pas adsorbé sur le sol. Une grande partie du Ca libre forme des composés presque insolubles avec d’autres éléments tels que le phosphore (P), rendant ainsi le P moins disponible.
• CEC du sol : Les sols à CEC faible retiennent moins de Ca, et les sols à CEC élevé en retiennent plus.
• Compétition cationique : Des niveaux anormalement élevés, ou des taux d’application d’autres cations, en présence de niveaux de Ca du sol faibles à modérés tendent à réduire l’absorption du Ca.
• Sol sodique alcalin (teneur élevée en sodium) : L’excès de sodium (Na) dans le sol entre en compétition avec le Ca, et d’autres cations pour réduire leur disponibilité pour les cultures.
• Sous-sol ou matériau parental : Les sols dérivés de calcaire, de marne ou d’autres minéraux à forte teneur en Ca auront tendance à avoir des niveaux élevés de Ca, tandis que ceux dérivés de schiste ou de grès auront tendance à avoir des niveaux plus faibles.

Interactions

• Autres cations : Étant un cation majeur, la disponibilité du calcium est liée à la CEC du sol, et il est en compétition avec d’autres cations majeurs tels que le sodium (Na+), le potassium (K+), le magnésium (Mg++), l’ammonium (NH4+), le fer (Fe++) et l’aluminium (Al+++) pour l’absorption par la culture. On sait que des applications élevées de K réduisent l’absorption de Ca dans les pommes, qui sont extrêmement sensibles à une mauvaise absorption et translocation de Ca dans l’arbre.
• Sodium(Na+) : des niveaux élevés de Na dans le sol déplacent le Ca et conduisent au lessivage du Ca. Cela peut entraîner une mauvaise structure du sol et une possible toxicité du Na pour la culture. Inversement, les applications de Ca soluble, généralement sous forme de gypse, sont couramment utilisées pour dessaler les sols sodiques par le principe de déplacement en sens inverse.
• Phosphore(P) : Lorsque le pH du sol est augmenté au-dessus de 7,0, le Ca libre ou non combiné commence à s’accumuler dans le sol. Ce Ca est disponible pour interagir avec d’autres nutriments. Le P soluble est un anion, c’est-à-dire qu’il a une charge négative. Tout Ca libre réagit avec le P pour former des composés Ca-P insolubles (ou très lentement solubles) qui ne sont pas facilement disponibles pour les plantes. Comme il y a généralement beaucoup plus de Ca disponible dans le sol que de P, ces interactions entraînent presque toujours une moindre disponibilité du P.
• Fer(Fe++) et aluminium(Al+++) : Lorsque le pH d’un sol diminue, un plus grand nombre de ces éléments deviennent solubles et se combinent avec le Ca pour des composés essentiellement insolubles.
• Bore(B-) : Des niveaux élevés de calcium dans le sol ou les plantes peuvent inhiber l’absorption et l’utilisation du B. Les pulvérisations de calcium et les applications au sol ont été utilisées efficacement pour aider à détoxifier les sur-applications de B.

Equilibres et ratios

Depuis de nombreuses années, quelques personnes prétendent qu’il existe un ratio “idéal” des trois principaux nutriments cationiques du sol (K, Ca et Mg). Ce concept trouve probablement son origine dans les travaux de Bear, dans le New Jersey, en 1945, qui projetait un sol idéal comme étant celui qui avait les saturations suivantes de cations échangeables 65% Ca, 10% Mg, 5% K, et 20% H. Les rapports cationiques résultant de ces concentrations idéales sont un Ca:Mg de 6,5:1, Ca:K de 13:1, et Mg:K de 2:1.

Il est généralement admis qu’il existe des relations et des équilibres généraux privilégiés entre les nutriments du sol. Il existe également une quantité importante de travaux indiquant que les excès et les pénuries de certains éléments nutritifs affecteront l’absorption d’autres éléments nutritifs (voir les sections ultérieures de ce document). Cependant, aucune recherche fiable n’a indiqué qu’il existe un ratio particulier de nutriments dans le sol.

Au fil des ans, une quantité importante de conversations et de ventes a tourné autour du concept du ratio idéal Ca:Mg du sol. La plupart des revendications concernant le ratio idéal se situent entre 5:1 et 8:1.

Certaines des affirmations sont que le bon rapport Ca:Mg du sol va

• Améliorer la structure du sol.
• Réduire les populations de mauvaises herbes, en particulier la sétaire et le chiendent, plus améliorer la qualité du fourrage.
• Réduire le lessivage d’autres éléments nutritifs des plantes.
• Généralement, améliorer l’équilibre de la plupart des éléments nutritifs du sol.

Selon le Dr Stanley Barber, Purdue Univ, “Il n’y a aucune justification de recherche pour la dépense supplémentaire pour obtenir un rapport Ca:Mg défini dans le solLa recherche indique que le rendement ou la qualité des plantes n’est pas sensiblement affecté sur une large gamme de rapports Ca:Mg dans le sol.”

Des recherches menées au Wisconsin ont révélé que les rendements du maïs et de la luzerne n’étaient pas sensiblement affectés par des rapports Ca:Mg allant de 2,28:1 à 8,44:1dans tous les cas, lorsqu’aucun des deux éléments nutritifs n’était déficient, le rapport interne Ca:Mg des cultures était maintenu dans une fourchette relativement étroite conforme aux besoins de la plante. Ces résultats sont confirmés par la plupart des autres autorités. Un sol présentant les rapports énumérés précédemment serait très probablement fertile. Cependant, cela ne signifie pas qu’un sol fertile nécessite ces valeurs spécifiques (ou toute autre). Une nutrition adéquate des cultures dépend de nombreux facteurs autres qu’un ratio spécifique d’éléments nutritifs. Il sera rarement rentable d’ajuster le ratio Ca:Mg du sol.

Dans les sections ultérieures de ce document, vous trouverez des références aux ratios de nutriments. Cependant, dans la plupart des cas, il n’y aura pas de ratios numériques spécifiques associés à ces relations. L’intention est d’indiquer que lorsque l’abondance relative des nutriments change de manière significative, cela pourrait affecter la disponibilité de l’autre nutriment. Ce concept est beaucoup moins spécifique que de prétendre qu’il y a une valeur à un ratio numérique spécifique.

Cultures à forte réponse

Bien que le Ca soit un élément essentiel pour toutes les plantes, les cultures suivantes se sont avérées particulièrement réactives.

pommes, brocoli, choux de Bruxelles, choux, carottes, choux-fleurs, céleri, cerises, agrumes, conifères, coton, curcurbitacées, melons, raisins, légumineuses, laitue, pêches, arachides, poires, poivrons, pommes de terre, tabac et tomates.

Symptômes de carence

Les symptômes de carence en calcium peuvent être assez vagues puisque la situation s’accompagne souvent d’un faible pH du sol. Les symptômes de carence visibles sont rarement observés dans les cultures agronomiques, mais comprendront généralement une incapacité de la nouvelle croissance à se développer correctement. Les graminées annuelles comme le maïs ont des feuilles émergentes déformées qui ne se déroulent pas du verticille. Les nouvelles feuilles sont souvent chlorotiques. Les sols extrêmement acides peuvent introduire une toute nouvelle série de symptômes, souvent dus à des toxicités et des carences différentes. De nombreux fruits et légumes présentent des symptômes spectaculaires, tels que le cœur noir du céleri et du brocoli, la brûlure de la pointe de la laitue et du chou, le cœur blanc ou le cœur creux des cucurbitacées, la pourriture apicale des tomates et des poivrons, et les boutons dans les arachides. Les fruits de verger ayant une faible teneur en calcium présenteront des problèmes de stockage accrus, comme le bitter-pit chez les pommes, le cerne chez les pommes et les poires, le cracking chez les cerises et d’autres dégradations des fruits pendant le stockage. Dans toutes les cultures, la carence en calcium nuit souvent aussi à la croissance des racines et entraîne des symptômes supplémentaires comme effet secondaire. Les conifères déficients en calcium présentent un jaunissement, puis la mort et la chute des aiguilles de la nouvelle croissance. La nouvelle croissance peut également être déformée.

Toxicité

Le calcium, à toutes fins pratiques, n’est pas considéré comme ayant un effet toxique direct sur les plantes. La plupart des problèmes causés par un excès de Ca dans le sol sont le résultat d’effets secondaires d’un pH élevé du sol. Un autre problème lié à l’excès de Ca peut être la réduction de l’absorption d’autres nutriments cationiques. Avant que les niveaux toxiques soient approchés dans la plante, les cultures souffriront souvent de carences en d’autres nutriments, tels que le phosphore, le potassium, le magnésium, le bore, le cuivre, le fer ou le zinc.

Utiliser le calcium dans un programme de fertilité

Les sources de calcium peuvent remplir l’une ou l’autre de deux fonctions, ou les deux.

• Comme source de nutriments
• Comme chaux (CaCO3), pour neutraliser l’acidité du sol

Corriger les problèmes de calcium n’est généralement pas difficile. Le chaulage au pH approprié est la première considération pour fournir du Ca à la culture. Si un supplément de Ca est nécessaire, et que le pH du sol est déjà correct, des amendements neutres comme le gypse (CaSO4.7H2O) ou d’autres produits fertilisants sont disponibles. Le gypse peut également être utilisé pour corriger des conditions de forte salinité dans le sol. Ces conditions peuvent être une condition naturelle du sol, le résultat de l’eau saumâtre autour des puits de pétrole actuels ou passés, ou dues à l’utilisation de sel de déglaçage en hiver.

Doses recommandées de calcium : (suivre les recommandations de l’analyse du sol ou de l’analyse des plantes)
Matériau de couverture	Approximativement % Ca*.	Taux de recommandation
Calcaire calcique	32	1 000 à 15 000lb./A
Calcaire dolomitique	22	1 000 à 15 000 lb./A
Calcaire hydraté	46	750 à 10 000 lb./A
Chaux précipitée	60	500 à 10 000 lb./A
Les scories de haut fourneau	29	100 à 2 000 lb./A
Engrais	Approx. % Ca.	Doses recommandées de produit
Gypsum	22	500 à 1500 lb./A
CaCI2	36	5 à 8 lb./A Foliaire
Ca(NO3) 2	19	10-15 lb./A Foliaire
Ca-Chelates	3-5	0,25-3 gal/A Foliaire

* La teneur en calcium est différente de la valeur neutralisante. La valeur neutralisante est déterminée par les quantités combinées de carbonate de calcium (CaCO3), de carbonate de magnésium (MgCO3) et d’autres constituants neutralisants dans le matériau de chaulage.

Calcul des besoins en gypse

Il existe diverses fins pour l’application de gypse et chacune a une méthode spécifique pour élaborer une recommandation. Il peut également y avoir plus d’une méthode légitime utilisée pour faire des recommandations pour chaque but. Les méthodes suivantes sont quelques-unes de ces méthodes.

Le gypse est recommandé pour deux fins principales. Ils sont

1. Pour éliminer l’excès de sodium (Na)
2. Pour construire les niveaux de calcium du sol (Ca) quand un changement de pH n’est pas souhaité.

Réduire le sodium (Na)

1. Réduire le Na à un niveau généralement acceptable : Lb. de gypse/acre = C.E.C. x (%Na sat. – 5) x 18
2. Réduire le Na à un pourcentage de saturation particulier :
3. Exemple : Supposons que la CEC du sol est de 20 (meq/100 grammes) et que la concentration en Na est de 40 %. Vous voulez abaisser la concentration de Na à 10%, ou éliminer 30% de la saturation en Na (30% de 20 meq/100 grammes = 6 meq de Na échangeable/100 grammes de sol). Multipliez les milliéquivalents de Na échangeable par 0,85 tonne de gypse pour obtenir l’application de gypse requise ( 6 x 0,85 = 5,1 tonnes de gypse/acre). En général, le gypse commercial n’est pas efficace à 100 % pour déplacer le Na, et certaines autorités suggèrent d’utiliser un facteur d’efficacité de 80 %. En procédant ainsi, notre exemple change comme suit… 5,1 divisé par 0,80 = 6,38 tonnes par acre. Si votre eau d’irrigation a une teneur en gypse, ou si votre sol contient du gypse, vous pouvez déduire ces montants du taux requis de gypse à appliquer.
4. Calcul du gypse pour compenser le Na dans l’eau d’irrigation:Les besoins en gypse peuvent être calculés à partir de la valeur de carbonate de sodium résiduel (CSR) de l’eau d’irrigation à partir de l’équation suivante.
5. RSC x 234 = livres de gypse nécessaires pour compenser l’excès de sodium dans 1 pied carré (325 852 gallons) d’eau d’irrigation

Rappellez-vous que le gypse seul ne résout pas un problème de Na élevé, vous devez appliquer une eau d’irrigation adéquate pour lixivier le Na déplacé hors de la zone racinaire.

Augmentation de la saturation en calcium (Ca) du sol

Lb de gypse/acre = C.E.C. x (%Ca sat. souhaité – %Ca sat. actuel) x 18

.