土壌中のカルシウム

カルシウムはほとんどの土壌に十分な量が存在します。 カルシウムは土壌中のいくつかの一次および二次鉱物の成分であり、これらは農業的に考慮すると基本的に不溶性である。 これらの物質は、可溶性または利用可能な形態のカルシウムの本来の供給源である。 また、カルシウムは、土壌コロイド複合体に吸着した陽イオン（正電荷のCa++）として、比較的可溶性の形態で存在する。 イオン形態は作物に利用可能であると考えられている。

機能

カルシウムは多くの植物機能に必須である。 そのうちのいくつかは、

• 適切な細胞分裂と伸長
• 適切な細胞壁の発達
• 硝酸の取り込みと代謝
• 酵素活性
• デンプン代謝

カルシウムは木部でイオン交換機構を介して輸送されています。 リグニン分子に付着し、カルシウムまたは別の類似の陽イオン（Mg++、Na+、K+、NH4+など）と交換が行われなければならない。 カルシウムは土壌中や植物組織内ではあまり移動しないため、継続的な供給が不可欠です。

カルシウムの利用可能性に影響を与える要因

カルシウムは土壌中の一次または二次鉱物の多くに含まれています。 この状態では、比較的不溶性である。 カルシウムは溶出しやすい栄養素とは考えられていません。 しかし、何百年もかけて土の奥深くに移動していきます。 このことと、多くの土壌が石灰岩の岩盤に由来することから、多くの土壌はCa濃度が高く、下層土のpHが高い。

• 土壌pH。 酸性土壌はCaが少なく、高pHの土壌は通常Caが多い。 土壌pHがpH7.2より高くなると、土壌のCaが増えるため、追加の「遊離」Caは土壌に吸着されなくなる。 土壌CEC：CECの低い土壌はCaをあまり保持せず、CECの高い土壌はCaを多く保持する。
• カチオンの競合：土壌のCa濃度が低いか中程度で、他のカチオンの濃度が異常に高いか、または適用率が高いと、Caの取り込みが減少する傾向がある
• アルカリ性ソジウム土壌（高ナトリウム含有）。 土壌中の過剰なナトリウム（Na）は、Caや他のカチオンと競合し、作物への利用可能性を低下させる。

相互作用

• 他のカチオン：石灰岩、泥灰土、または他の高 Ca 鉱物に由来する土壌は高い Ca レベルを持つ傾向があり、頁岩または砂岩に由来するものは低いレベルを持つ傾向があります。 主要陽イオンであるカルシウムの利用可能性は土壌CECと関係があり、作物による取り込みをめぐってナトリウム（Na+）、カリウム（K+）、マグネシウム（Mg++）、アンモニウム（NH4+）、鉄（Fe++）、アルミニウム（Al+++）など他の主要陽イオンと競合している。 高濃度のKは、リンゴのCa吸収を低下させることが知られており、リンゴはCaの吸収と樹木内での転流に極めて弱い。
• ナトリウム（Na+）：土壌Naが多いと、Caを置換しCa溶出につながる。 その結果、土壌構造が悪くなり、作物にNa毒性を与える可能性がある。 逆に、可溶性Caを石膏として散布することで、置換の原理を逆手に取って、ソディック土壌の脱塩によく利用される。
• リン(P)。 土壌pHがpH7.0より高くなると、遊離または未結合のCaが土壌中に蓄積し始める。 このCaは他の栄養素と相互作用することが可能である。 可溶性リン酸は陰イオンであり、負の電荷を帯びている。 遊離のCaは、Pと反応して、植物が利用しにくい不溶性のCa-P化合物を形成する（あるいは非常にゆっくり溶ける）。 土壌中には通常、PよりもCaの方が多く存在するため、この相互作用によってPの利用可能量が少なくなることがほとんどである
• 鉄（Fe++）とアルミニウム（Al+++）。 土壌のpHが低下すると、これらの元素の多くが可溶性となり、Caと結合して本質的に不溶性の化合物を形成する。
• ホウ素(B-)：土壌または植物のカルシウムレベルが高いと、Bの取り込みと利用が阻害されることがある。 カルシウムの散布や土壌施用は、ホウ素の過剰施用を無害化するために効果的に使用されています。

バランスと比率

長年にわたり、3つの主要な土壌陽イオン栄養素（K、Ca、Mg）の「理想的な」比率があると主張する人々が何人かいる。 この概念は、おそらく1945年にベアーが行ったニュージャージー州の研究に由来するもので、交換性陽イオンの飽和度を次のように予測したもので、Ca：Mg 65%, Mg 10%, K 5%, H 20% とした。

土壌栄養素の間には、好ましい一般的な関係やバランスがあることは一般に受け入れられている。 また、ある栄養素の過不足が他の栄養素の吸収に影響を与えることを示す研究もかなりある（本論文の後段を参照）。 しかし、信頼できる研究によって、特定の土壌栄養素の比率が存在することが示されたことはない。

長年にわたり、理想的な土壌のCa：Mg比という概念をめぐって、かなりの量の会話と売り込みが行われてきた。 理想的な比率は、5:1から8:1の間で主張されることがほとんどです。

いくつかの主張は、正しい土壌のCa：Mg比は、

• 土壌構造を向上させる。
• 他の植物栄養素の浸出を減らす。
• 一般的に、ほとんどの土壌栄養素のバランスを改善する。 「土壌のCa:Mg比を明確にするために追加される費用に対する研究上の正当性はない。研究結果は、植物の収量または品質が土壌のCa:Mg比の広い範囲にわたって顕著な影響を受けないことを示している。「

  ウィスコンシン州の研究では、トウモロコシとアルファルファの収量は、2.28:1から8.44:1までのCa:Mg比に大きな影響を受けないことが判明しました。 これらの知見は、他のほとんどの権威者によって支持されている。 先に挙げた比率の土壌は、ほとんどの場合、肥沃である。 しかし、これは、肥沃な土壌がこれらの特定の値（または他の値）を必要とすることを意味するものではありません。 作物に十分な栄養が行き渡るかどうかは、特定の養分比以外の多くの要因に左右される。 土壌のCa：Mg比を調整することが有益であることはほとんどないであろう。

  この論文の後の節で、養分比についての言及を見つけることができる。 しかし、ほとんどの場合、これらの関係に関連する具体的な数値の比率はない。 その意図は、栄養素の相対的な存在量が大きく変化すると、もう一方の栄養素の利用可能性に影響を与える可能性があることを示すことである。 この概念は、特定の数値比に価値があると主張するよりもはるかに具体的ではありません。

  高反応性作物

  Caはすべての植物にとって必須元素であるが、次の作物は特に反応性が高いことが分かっている。

  りんご、ブロッコリー、芽キャベツ、にんじん、カリフラワー、セロリ、さくらんぼ、かんきつ類、針葉樹、綿、ウリ類、メロン、ぶどう、豆類、レタス、桃、ピーナッツ、ナシ、ピーマン、ジャガイモ、タバコ、トマトなど。

  欠乏症状

  カルシウム欠乏症状は、土壌pHの低下を伴うことが多いので、かなり漠然としたものになります。 目に見える欠乏症状は農作物ではめったに見られませんが、一般的には新芽が適切に発育しないことが挙げられます。 トウモロコシのような一年草の場合、出てきた葉が変形し、渦巻きから展開できなくなります。 新葉はしばしば葉緑素を帯びています。 極端に酸性な土壌では、しばしば異なる毒性や欠乏症から、まったく新しい症状が引き起こされることがあります。 セロリやブロッコリーのブラックハート、レタスやキャベツのティップバーン、キュウリのホワイトハートまたはホローハート、トマトやピーマンのブロッサムエンドロット、ピーナッツのポップなど、多くの果物や野菜で劇的な症状が見られます。 樹木の果実では、カルシウムが少ないと、リンゴのビターピット、リンゴと洋梨のコルクスポット、チェリーの割れ、貯蔵中の果実の劣化など、貯蔵中の問題が増加します。 すべての作物で欠乏すると、しばしば根の成長が損なわれ、二次的な症状としてさらに悪化する。 カルシウム不足の針葉樹は、新梢が黄色くなり、その後枯れて針葉が落ちるという症状が現れます。 新芽が変形することもある。

  

  毒性

  カルシウムは、実用上は、植物に直接毒性を及ぼすとは考えられていない。 土壌の過剰なCaによる問題のほとんどは、高い土壌pHによる二次的な影響の結果である。 また、過剰なCaによる問題は、他の陽イオン栄養塩の吸収を低下させることであると考えられる。 植物が毒性レベルに達する前に、リン、カリウム、マグネシウム、ホウ素、銅、鉄、亜鉛など他の栄養素が欠乏することが多い。

  Using Calcium in A Fertility Program

  Calcium sources can serve either or both of two functions.カルシウム源は2つの機能のどちらか、または両方を果たすことができます。

  • 栄養源として
  • 石灰（CaCO3）として土壌の酸性を中和する

  カルシウムの問題を修正することは通常難しいことではありません。 適切なpHに石灰化することは、作物にCaを供給するために最初に考慮すべきことです。 追加のCaが必要で、土壌pHがすでに適正であれば、石膏（CaSO4.7H2O）などの中性改良剤やその他の肥料を利用することが可能である。 石膏は、土壌の高塩分状態を改善するために用いることもできる。 このような状態は、土壌の自然状態、現在または過去の油井周辺の塩水の結果、または冬季の除氷塩の使用によるものである可能性があります。

  約2.4L/日

  約2.4L/日

  カルシウムの推奨使用量。 (土壌試験または植物分析の推奨値に従ってください)
  制限材料	約 % Ca*.	推奨レート
  珪灰石	32	1,000～15,000lb./A
  ドロマイト石灰岩	22	1,000～15,000 lb.以下。/A
  水和石灰石	46	750 ～ 10,000 lb.以下。/A
  生石灰	60	500～10,000 lb.以下。高炉スラグ
  100～2,000 lb./A
  肥料	肥料約0.5L/日 Ca.	製品の推奨レート
  石膏	22	500～1500 lb.を推奨する。/A
  CaCI2	36	5-8 lb.を使用。/A Foliar
  Ca(NO3) 2	19	10-15 lb.を生成する。/A Foliar
  カルシウムキレート	3-5	0.25-3 gal/A Foliar

  ※カルシウム含有率と中和価とは同じものではありません。 中和価は、石灰化資材に含まれる炭酸カルシウム（CaCO3）、炭酸マグネシウム（MgCO3）、およびその他の中和成分の合計量によって決定されます

  石膏必要量の計算

  石膏を適用する目的はさまざまで、それぞれ推奨事項を策定するための特定の方法を持っています。 また、それぞれの目的に対して推奨を行うための正当な方法が複数存在する場合もあります。 以下は、そのような方法の一部です。

  石膏は主に2つの目的で推奨されています。 それらは

  1. 過剰なナトリウム（Na）を除去するため
  2. pH変化が望まれない場合に土壌カルシウム（Ca）レベルを構築するためである。

  土壌のナトリウム（Na）を減少させる

  1. 一般的に許容されるレベルまでNaを減少させること。 Lb.石膏/エーカー = C.E.C. x (%Na sat. – 5) x 18
  2. 特定の飽和パーセントまでNaを削減すること。
  3. 例． 土壌のCECが20（meq/100g）、Na濃度が40％であるとする。 Na濃度を10%に下げたい、つまりNa飽和率の30%をなくしたい（20meq/100gの30%=交換性Na6meq/100gの土壌）。 交換性Naのミリ当量に石膏の0.85トンを掛ければ、必要な石膏の施用量がわかる（6×0.85＝5.1トン/エーカー）。 一般に、市販の石膏はNa置換効率が100%ではなく、80%の効率で使用することを提案する機関もある。 このようにすると、今回の例では以下のように変化します… 5.1÷0.80=6.38ton/acre となります。 灌漑用水に石膏が含まれている場合、または土壌に石膏が含まれている場合は、必要な石膏の散布量からこれらの量を差し引くことができます。
  4. 灌漑用水中のNaを相殺する石膏の計算：石膏は、灌漑用水の残留炭酸ナトリウム（RSC）値から以下の式で必要量を算出することができます。
  5. RSC x 234 = 1エーカーフィート（325,852ガロン）の灌漑用水中の過剰ナトリウムを相殺するために必要な石膏のポンド

  石膏だけでは高ナトリウム問題を解決できないことを覚えておいてください、根域から排出されたナトリウムを溶かし出すために十分な灌漑水を与える必要があります。

  土壌のカルシウム（Ca）飽和度を上げる

  Lb. 石膏/エーカー = C.E.C. x （望ましいCa飽和度 – 現在のCa飽和度） x 18

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