Kalcium a talajban

A kalcium a legtöbb talajban megfelelő mennyiségben van jelen. A kalcium a talajban található számos elsődleges és másodlagos ásványi anyag alkotórésze, amelyek mezőgazdasági szempontból lényegében oldhatatlanok. Ezek az anyagok a Ca oldható vagy rendelkezésre álló formáinak eredeti forrásai. A kalcium viszonylag oldható formában, kationként (pozitív töltésű Ca++) a talaj kolloid komplexéhez adszorbeálódva is jelen van. Az ionos formát a növények számára elérhetőnek tekintik.

Funkció

A kalcium számos növényi funkcióhoz nélkülözhetetlen. Néhány ezek közül

• A sejtek megfelelő osztódása és megnyúlása
• A sejtfal megfelelő fejlődése
• Nitrátfelvétel és anyagcsere
• Enzimaktivitás
• Keményítőanyagcsere

A kalcium a xilémben ioncsere-mechanizmuson keresztül szállítódik. A ligninmolekulákhoz kötődik, és a cserének kalciummal vagy más hasonló kationnal (pl. Mg++, Na+, K+, NH4+ stb.) kell megtörténnie. A kalcium nem túl mobil a talajban, illetve a növényi szövetekben, ezért a folyamatos ellátás elengedhetetlen.

A Ca elérhetőségét befolyásoló tényezők

A kalcium a talaj számos elsődleges vagy másodlagos ásványi anyagában megtalálható. Ebben az állapotban viszonylag oldhatatlan. A kalcium nem tekinthető kioldódó tápanyagnak. Több száz év alatt azonban mélyebbre kerül a talajba. Emiatt, valamint amiatt, hogy sok talaj mészkő alapkőzetből származik, sok talajban magasabb a Ca-tartalom, és magasabb a talaj alatti pH.

• A talaj pH-ja: A savanyú talajokban kevesebb Ca van, a magas pH-jú talajokban pedig általában több. Ahogy a talaj pH-ja a pH 7,2 fölé emelkedik, a további talaj-Ca miatt a további “szabad” Ca nem adszorbeálódik a talajba. A szabad Ca nagy része más elemekkel, például a foszforral (P) szinte oldhatatlan vegyületeket képez, így a P kevésbé lesz elérhető.
• Talaj CEC: Az alacsonyabb CEC-tartalmú talajok kevesebb Ca-t, a magas CEC-tartalmú talajok pedig többet tartanak meg.
• Kationverseny:
• Lúgos nátriumtartalmú talaj (magas nátriumtartalom): alacsony vagy közepes Ca-tartalom mellett más kationok szokatlanul magas szintje vagy alkalmazási mennyisége csökkenti a Ca felvételét: A talajban lévő felesleges nátrium (Na) versenyez a Ca-val és más kationokkal, csökkentve azok hozzáférhetőségét a növények számára.
• Talaj alatti vagy alapanyag: A mészkőből, márgából vagy más magas Ca-tartalmú ásványokból származó talajok általában magas Ca-tartalommal rendelkeznek, míg a palából vagy homokkőből származó talajok általában alacsonyabbak.

Interakciók

• Egyéb kationok: Mivel a kalcium egy fő kation, a kalcium elérhetősége összefügg a talaj CEC-értékével, és versenyben van más fő kationokkal, mint a nátrium (Na+), kálium (K+), magnézium (Mg++), ammónium (NH4+), vas (Fe++) és alumínium (Al+++) a növény által történő felvételért. Ismert, hogy a nagy mennyiségű K alkalmazása csökkenti a Ca felvételét az almában, amely rendkívül érzékeny a gyenge Ca felvételre és a fán belüli transzlokációra.
• Nátrium (Na+): A talaj magas Na-szintje kiszorítja a Ca-t és a Ca kimosódásához vezet. Ez rossz talajszerkezetet és esetleges Na-toxicitást eredményezhet a növény számára. Ezzel szemben az oldható Ca alkalmazását, jellemzően gipsz formájában, általában a nátriumtartalmú talajok sótalanítására használják a kiszorítás elvének fordított alkalmazásával.
• Foszfor(P): Ahogy a talaj pH-értéke 7,0 pH fölé emelkedik, a szabad vagy nem kombinált Ca elkezd felhalmozódni a talajban. Ez a Ca elérhetővé válik más tápanyagokkal való kölcsönhatásra. Az oldható P anion, ami azt jelenti, hogy negatív töltéssel rendelkezik. A szabad Ca a P-vel reakcióba lépve oldhatatlan (vagy nagyon lassan oldódó) Ca-P vegyületeket képez, amelyek a növények számára nem könnyen hozzáférhetőek. Mivel a talajban általában sokkal több Ca áll rendelkezésre, mint P, ez a kölcsönhatás szinte mindig kevesebb P elérhetőségét eredményezi.
• Vas(Fe++) és alumínium(Al+++): A talaj pH-értékének csökkenésével ezekből az elemekből több válik oldhatóvá, és a Ca-val lényegében oldhatatlan vegyületeket alkotva egyesülnek.
• Bór(B-): A talaj vagy a növények magas kalciumszintje gátolhatja a B felvételét és felhasználását. A kalcium permetezéseket és a talajban történő alkalmazásokat hatékonyan használják a B túladagolásának méregtelenítésére.

Egyensúlyok és arányok

Sok éven át voltak néhányan, akik azt állították, hogy létezik a három fő talajkation-tápanyag (K, Ca és Mg) “ideális” aránya. Ez az elképzelés valószínűleg Bear 1945-ös New Jersey-i munkájából származik, aki az ideális talajt úgy vetítette előre, hogy a cserélhető kationok telítettsége a következő: 65% Ca, 10% Mg, 5% K és 20% H. Az ezekből az idealizált koncentrációkból adódó kationarányok a következők: Ca:Mg 6,5:1, Ca:K 13:1 és Mg:K 2:1 között.

Az általánosan elfogadott, hogy a talaj tápanyagai között van néhány előnyös általános kapcsolat és egyensúly. Jelentős mennyiségű munka utal arra is, hogy egyes tápanyagok többlete és hiánya befolyásolja más tápanyagok felvételét (lásd e dokumentum későbbi szakaszait). Azonban semmilyen megbízható kutatás nem jelezte, hogy a tápanyagoknak van valamilyen meghatározott talajaránya.

Az évek során jelentős mennyiségű beszélgetés és adásvétel forgott az ideális talaj Ca:Mg arányának fogalma körül. Az ideális arányra vonatkozó állítások többsége 5:1 és 8:1 között mozog.

Az állítások egy része szerint a megfelelő talaj Ca:Mg arány

• javítja a talaj szerkezetét.
• csökkenti a gyomnövények, különösen a rókafark és a kurtafű állományát, valamint javítja a takarmány minőségét.
• csökkenti más növényi tápanyagok kimosódását.
• általában javítja a talaj legtöbb tápanyagának egyensúlyát.

Dr. Stanley Barber, Purdue Univ. szerint, “A kutatás nem indokolja a talajban a meghatározott Ca:Mg-arány elérésének többletköltségétKutatások azt mutatják, hogy a talajban a Ca:Mg-arányok széles tartományában a növények terméshozamát vagy minőségét nem befolyásolja számottevően.”

Wisconsini kutatások megállapították, hogy a kukorica és lucerna terméshozamát nem befolyásolta jelentősen a 2,28:1 és 8,44:1 közötti Ca:Mg arány minden esetben, amikor egyik tápanyag sem volt hiányos, a növények belső Ca:Mg arányát a növény szükségleteinek megfelelő, viszonylag szűk tartományon belül tartották. Ezeket a megállapításokat a legtöbb más hatóság is alátámasztja. A korábban felsorolt arányokkal rendelkező talaj nagy valószínűséggel termékeny lenne. Ez azonban nem jelenti azt, hogy a termékeny talajnak ezekre a konkrét értékekre (vagy bármely másra) van szüksége. A növények megfelelő táplálása a tápanyagok meghatározott arányán kívül számos más tényezőtől is függ. Ritkán lesz kifizetődő a talaj Ca:Mg arányának beállítása.

Az írás későbbi részeiben a tápanyagarányokra vonatkozó hivatkozásokat talál. A legtöbb esetben azonban ezekhez az összefüggésekhez nem fognak konkrét számszerű arányszámok kapcsolódni. A szándék az, hogy jelezzük, hogy amint a tápanyagok relatív mennyisége jelentősen változik, az befolyásolhatja a másik tápanyag elérhetőségét. Ez a koncepció sokkal kevésbé konkrét, mint az az állítás, hogy egy konkrét számszerű aránynak van értéke.

Nagyon érzékeny növények

Míg a Ca minden növény számára alapvető fontosságú elem, a következő növények különösen érzékenynek bizonyultak.

alma, brokkoli, kelbimbó, káposzta, sárgarépa, karfiol, zeller, cseresznye, citrusfélék, tűlevelűek, gyapot, ribiszke, dinnye, szőlő, hüvelyesek, saláta, őszibarack, földimogyoró, körte, paprika, burgonya, dohány és paradicsom.

Hiánytünetek

A kalciumhiány tünetei meglehetősen homályosak lehetnek, mivel a helyzetet gyakran alacsony talaj-pH kíséri. A látható hiánytünetek ritkán jelentkeznek az agronómiai növényeknél, de jellemzően az új növekedés nem fejlődik megfelelően. Az egynyári fűfélék, mint például a kukorica, torz leveleket növesztenek, amelyek nem tudnak kitekeredni a fonalból. Az új levelek gyakran klorotikusak. A rendkívül savas talajok teljesen új tüneteket okozhatnak, gyakran különböző mérgező anyagok és hiányosságok miatt. Számos gyümölcs és zöldség drámai tüneteket mutat, mint például a zeller és a brokkoli fekete szíve, a fejes saláta és a káposzta tipburnje, az uborka fehér szíve vagy üreges szíve, a paradicsom és a paprika virágvégrothadása, valamint a földimogyoró pattanása. Az alacsony kalciumtartalmú fák gyümölcseinél fokozott tárolási problémák jelentkeznek, mint például az alma keserű magja, az alma és a körte dugófoltossága, a cseresznye repedezése és a gyümölcs egyéb romlása a tárolás során. A kalciumhiány minden növény esetében gyakran a gyökérnövekedést is károsítja, és másodlagos hatásként további tünetekhez vezet. A kalciumhiányos tűlevelű fák sárgulást, majd elhalást és a tűlevelek lehullását mutatják az új hajtásokon. Az új hajtás is deformálódhat.

Toxicitás

A kalciumnak minden gyakorlati szempontból nincs közvetlenül mérgező hatása a növényekre. A legtöbb probléma, amelyet a túlzott Ca-tartalom okoz a talajban, a talaj magas pH-értékének másodlagos hatásaiból ered. A Ca-túlsúlyból eredő másik probléma lehet a többi kationtápanyag csökkent felvehetősége. Mielőtt a növényben a toxikus szintet megközelítenék, a növények gyakran szenvednek más tápanyagok, például foszfor, kálium, magnézium, bór, réz, vas vagy cink hiányától.

A kalcium használata a termékenységi programban

A kalciumforrások kétféle funkciót tölthetnek be.

• Tápanyagforrásként
• Mészként (CaCO3), a talaj savasságának semlegesítésére

A kalciumproblémák orvoslása általában nem nehéz. A megfelelő pH-értékre való meszezés az első szempont a növény Ca-val való ellátásához. Ha további Ca-ra van szükség, és a talaj pH-ja már megfelelő, semleges módosítások, például gipsz (CaSO4.7H2O) vagy más műtrágya termékek állnak rendelkezésre. A gipsz a talajban lévő magas sótartalom korrigálására is használható. Ezek az állapotok lehetnek a talaj természetes állapotai, a jelenlegi vagy korábbi olajkutak körüli sós víz, vagy a téli jégtelenítő só használata miatt.

A kalcium ajánlott mennyisége: (kövesse a talajvizsgálati vagy növényelemzési ajánlásokat)
Limitáló anyag	Kb. % Ca*.	Javasolt mennyiség
Kalcitikus mészkő	32	1,000-15,000lb./A
Dolomit mészkő	22	1,000-15,000 lb./A
hidratált mészkő	46	750-10,000 lb./A
Kicsapott mész	60	500-tól 10,000 lb./A
Gyújtósalak	29	100 – 2,000 lb./A
Trágyák	Kb. % Ca.	A termék ajánlott mennyisége
Gypsum	22	500-1500 lb./A
CaCI2	36	5-8 lb./A Lombos
Ca(NO3) 2	19	10-15 lb./A lombozat
Ca-Chelátok	3-5	0,25-3 gal/A lombozat

* A kalciumtartalom nem azonos a semlegesítő értékkel. A semlegesítő értéket a kalcium-karbonát (CaCO3), a magnézium-karbonát (MgCO3) és más semlegesítő összetevők együttes mennyisége határozza meg a meszezőanyagban.

A gipszszükséglet kiszámítása

A gipsz alkalmazásának különböző céljai vannak, és mindegyiknek sajátos módszere van az ajánlás kidolgozására. Az egyes célokra vonatkozó ajánlások elkészítéséhez egynél több törvényes módszer is használható. Az alábbiakban néhány ilyen módszert mutatunk be.

A gipszet két elsődleges célra ajánlják. Ezek a következők

1. A felesleges nátrium (Na) eltávolítására
2. A talaj kalcium (Ca) szintjének növelésére, ha nem kívánatos a pH-változás.

A talaj nátriumtartalmának (Na)

1. csökkentése általánosan elfogadható szintre:
2. A Na csökkentése egy adott telítettségi százalékra: Lb. gipsz/akár = C.E.C. x (%Na sat. – 5) x 18
3. A Na csökkentése egy adott telítettségi százalékra:
4. Példa:
5. Példa:
6. Szén-dioxid-koncentráció (Nátrium): a Nátrium-szintet a következő arányban csökkentve:
7. pld: Tegyük fel, hogy a talaj CEC értéke 20 (meq/100 gramm) és a Na koncentráció 40%. A Na-koncentrációt 10%-ra szeretnénk csökkenteni, vagy a Na-telítettség 30%-át megszüntetni (20 meq/100 gramm 30%-a = 6 meq cserélhető Na/100 gramm talaj). A cserélhető Na milliekvivalensét szorozza meg 0,85 tonna gipsszel, hogy megkapja a szükséges gipszmennyiséget ( 6 x 0,85 = 5,1 tonna gipsz/hektár). A kereskedelmi forgalomban kapható gipsz általában nem 100%-os hatékonyságú a Na kiszorításában, és egyes hatóságok 80%-os hatékonysági tényezőt javasolnak. Ez azt eredményezi, hogy a példánk a következőképpen változik… 5,1 osztva 0,80-cal = 6,38 tonna/hektár. Ha az öntözővíz gipsztartalmú, vagy a talaj gipszet tartalmaz, akkor ezeket a mennyiségeket levonhatja a kijuttatandó gipsz szükséges mennyiségéből.
8. A gipsz kiszámítása az öntözővízben lévő Na ellensúlyozására: A gipszszükséglet kiszámítható az öntözővíz maradék nátrium-karbonát (RSC) értékéből a következő egyenlet alapján.
9. RSC x 234 = az 1 acre foot (325,852 gallon) öntözővízben lévő nátriumfelesleg ellensúlyozásához szükséges font gipsz

Ne feledje, a gipsz önmagában nem oldja meg a magas Na-problémát, megfelelő öntözővizet kell kijuttatnia, hogy a kiszorított Na kimosódjon a gyökérzónából.

A talaj kalcium (Ca) telítettségének növelése

Lb. gipsz/akár = C.E.C. x (kívánt %Ca sat. – jelenlegi %Ca sat.) x 18

.