Calciu în sol

Calciul este prezent în cantități adecvate în majoritatea solurilor. Calciul este o componentă a mai multor minerale primare și secundare din sol, care sunt în esență insolubile pentru considerente agricole. Aceste materiale sunt sursele originale ale formelor solubile sau disponibile de Ca. Calciul este, de asemenea, prezent în forme relativ solubile, sub formă de cation (Ca++ încărcat pozitiv) adsorbit în complexul coloidal al solului. Forma ionică este considerată a fi disponibilă pentru culturi.

Funcția

Calciul este esențial pentru multe funcții ale plantelor. Unele dintre acestea sunt

• Diviziune și alungire celulară corespunzătoare
• Dezvoltarea corespunzătoare a peretelui celular
• Absorbția și metabolismul nitraților
• Activitatea enzimatică
• Metabolismul amidonului

Calciul este transportat în xilem printr-un mecanism de schimb de ioni. Acesta se atașează de moleculele de lignină și schimbul trebuie să aibă loc cu calciu sau cu un alt cation similar (de exemplu Mg++, Na+, K+, NH4+ etc.). Calciul nu este foarte mobil în sol, sau în țesuturile plantelor, de aceea este esențială o aprovizionare continuă.

Factori care afectează disponibilitatea Ca

Calciul se găsește în multe dintre mineralele primare sau secundare din sol. În această stare este relativ insolubil. Calciul nu este considerat un nutrient levigabil. Cu toate acestea, de-a lungul a sute de ani, acesta se va deplasa mai adânc în sol. Din această cauză și din cauza faptului că multe soluri provin din roca de bază calcaroasă, multe soluri au niveluri mai ridicate de Ca și un pH mai ridicat în subsol.

• pH-ul solului: Solurile acide au mai puțin Ca, iar solurile cu pH ridicat au în mod normal mai mult. Pe măsură ce pH-ul solului crește peste pH 7,2, din cauza cantității suplimentare de Ca din sol, Ca “liber” suplimentar nu este adsorbit pe sol. O mare parte din Ca liber formează compuși aproape insolubili cu alte elemente, cum ar fi fosforul (P), făcând astfel ca P să fie mai puțin disponibil.
• CEC a solului: Solurile cu CEC mai mică rețin mai puțin Ca, iar solurile cu CEC mare rețin mai mult.
• Concurența cationică: Nivelurile anormal de ridicate, sau ratele de aplicare a altor cationi, în prezența unor niveluri scăzute sau moderate de Ca în sol, tind să reducă absorbția de Ca.
• Sol alcalin sodic (conținut ridicat de sodiu): Excesul de sodiu (Na) din sol concurează cu Ca și cu alți cationi pentru a reduce disponibilitatea acestora pentru culturi.
• Subsol sau material parental: Solurile derivate din calcar, marne sau alte minerale cu conținut ridicat de Ca vor avea tendința de a avea niveluri ridicate de Ca, în timp ce cele derivate din șisturi sau gresie vor avea tendința de a avea niveluri mai scăzute.

Interacțiuni

• Alți cationi: Fiind un cation major, disponibilitatea calciului este legată de CEC a solului și se află în competiție cu alți cationi majori, cum ar fi sodiul (Na+), potasiul (K+), magneziul (Mg++), amoniul (NH4+), fierul (Fe++) și aluminiul (Al+++) pentru absorbția de către cultură. Se știe că aplicațiile mari de K reduc absorbția de Ca la mere, care sunt extrem de sensibile la absorbția și translocarea slabă a Ca în interiorul pomului.
• Sodiu (Na+): Nivelurile ridicate de Na din sol vor deplasa Ca și vor duce la levigarea Ca. Acest lucru poate duce la o structură slabă a solului și la o posibilă toxicitate a Na pentru cultură. Dimpotrivă, aplicațiile de Ca solubil, de obicei sub formă de gips, sunt utilizate în mod obișnuit pentru a desaliniza solurile sodice prin principiul deplasării în sens invers.
• Fosfor (P): Pe măsură ce pH-ul solului crește peste pH 7,0, Ca liber sau necombinat începe să se acumuleze în sol. Acest Ca este disponibil pentru a interacționa cu alți nutrienți. P solubil este un anion, ceea ce înseamnă că are o sarcină negativă. Orice Ca liber reacționează cu P pentru a forma compuși Ca-P insolubili (sau foarte greu solubili) care nu sunt ușor disponibili pentru plante. Deoarece în mod obișnuit există mult mai mult Ca disponibil în sol decât P, aceste interacțiuni au ca rezultat aproape întotdeauna o disponibilitate mai mică de P.
• Fier(Fe++) și aluminiu(Al+++): Pe măsură ce pH-ul unui sol scade, mai multe dintre aceste elemente devin solubile și se combină cu Ca pentru a forma compuși esențialmente insolubili.
• Bor(B-): Nivelurile ridicate de calciu din sol sau din plante pot inhiba absorbția și utilizarea B. Pulverizările cu calciu și aplicațiile în sol au fost utilizate în mod eficient pentru a ajuta la detoxifierea supraaplicațiilor de B.

Echilibre și rapoarte

De mai mulți ani, au existat câteva persoane care susțin că există un raport “Ideal” al celor trei nutrienți cationici principali din sol (K, Ca și Mg). Acest concept își are probabil originea în lucrările efectuate în New Jersey de către Bear în 1945, care a proiectat un sol ideal ca fiind unul care are următoarele saturații de cationi schimbabili: 65% Ca, 10% Mg, 5% K și 20% H. Rapoartele de cationi care rezultă din aceste concentrații idealizate sunt un Ca:Mg de 6,5:1, Ca:K de 13:1 și Mg:K de 2:1.

Este în general acceptat faptul că există unele relații și echilibre generale preferate între nutrienții din sol. Există, de asemenea, o cantitate semnificativă de lucrări care indică faptul că excesele și lipsurile de anumiți nutrienți vor afecta absorbția altor nutrienți (a se vedea secțiunile ulterioare ale acestui document). Cu toate acestea, nicio cercetare fiabilă nu a indicat că există un anumit raport de nutrienți în sol.

De-a lungul anilor, o cantitate semnificativă de conversații și de vânzări s-a învârtit în jurul conceptului de raport ideal Ca:Mg în sol. Cele mai multe dintre afirmațiile privind raportul ideal variază între 5:1 și 8:1.

Câteva dintre afirmații sunt că un raport corect Ca:Mg în sol va

• îmbunătăți structura solului.
• Reduce populațiile de buruieni, în special coada vulpii și quackgrass, plus îmbunătățește calitatea furajului.
• Reduce levigarea altor nutrienți pentru plante.
• Îmbunătățește, în general, echilibrul majorității nutrienților din sol.

Potrivit Dr. Stanley Barber, Purdue Univ.., “Nu există nicio justificare din punct de vedere al cercetării pentru cheltuielile suplimentare legate de obținerea unui raport Ca:Mg definit în solCercetarea indică faptul că randamentul sau calitatea plantelor nu este afectată în mod apreciabil pe o gamă largă de rapoarte Ca:Mg în sol.”

Cercetarea din Wisconsin a constatat că randamentele porumbului și lucernei nu au fost afectate în mod semnificativ de rapoarte Ca:Mg variind de la 2,28:1 la 8,44:1în toate cazurile, atunci când nici unul dintre nutrienți nu a fost deficitar, raportul Ca:Mg intern al culturilor a fost menținut într-un interval relativ îngust, în concordanță cu nevoile plantei. Aceste constatări sunt susținute de majoritatea celorlalte autorități. Un sol cu raporturile enumerate anterior ar fi cel mai probabil fertil. Totuși, acest lucru nu înseamnă că un sol fertil necesită aceste valori specifice (sau oricare altele). O nutriție adecvată a culturilor depinde de mulți alți factori decât un raport specific de nutrienți. Rareori va fi profitabil să se ajusteze raportul Ca:Mg din sol.

În secțiunile ulterioare ale acestui document, veți găsi referiri la rapoartele de nutrienți. Cu toate acestea, în cele mai multe cazuri nu vor exista rapoarte numerice specifice asociate cu aceste relații. Intenția este de a indica faptul că, pe măsură ce abundența relativă a nutrienților se modifică semnificativ, aceasta ar putea afecta disponibilitatea celuilalt nutrient. Acest concept este mult mai puțin specific decât afirmația că există o valoare pentru un anumit raport numeric.

Culturi cu răspuns ridicat

În timp ce Ca este un element esențial pentru toate plantele, următoarele culturi s-au dovedit a fi deosebit de receptive.

meri, broccoli, varză de Bruxelles, varză, morcovi, conopidă, țelină, cireșe, citrice, conifere, bumbac, curcurbitacee, pepeni, struguri, leguminoase, salată verde, piersici, alune, arahide, pere, ardei, cartofi, tutun și roșii.

Simptomele carenței

Simptomele carenței de calciu pot fi destul de vagi, deoarece situația este adesea însoțită de un pH scăzut al solului. Simptomele vizibile ale deficienței sunt rareori observate la culturile agronomice, dar vor include, de obicei, o incapacitate a noii creșteri de a se dezvolta corespunzător. Gramineele anuale, cum ar fi porumbul, vor avea frunze emergente deformate, care nu reușesc să se deruleze din verticilă. Frunzele noi sunt adesea clorotice. Solurile extrem de acide pot introduce un set complet nou de simptome, adesea cauzate de diferite toxicități și deficiențe. Multe fructe și legume prezintă simptome dramatice, cum ar fi: inima neagră la țelină și broccoli, arsura de vârf la salată și varză, inima albă sau inima goală la cucurbitacee, putregaiul de la capătul florii la roșii și ardei și pocniturile la alune. Fructele de pomi cu un nivel scăzut de calciu vor prezenta mai multe probleme de depozitare, cum ar fi “bitter-pit” la mere, “cork-spot” la mere și pere, crăpături la cireșe și alte degradări ale fructelor în timpul depozitării. Deficiența la toate culturile afectează adesea și creșterea rădăcinilor și duce la simptome suplimentare ca efect secundar. Pomii de conifere cu deficit de calciu vor prezenta îngălbenirea, apoi moartea și căderea acelor de pe noile creșteri. Noua creștere poate fi, de asemenea, deformată.

Toxicitate

Calciul, în toate scopurile practice, nu este considerat a avea un efect toxic direct asupra plantelor. Majoritatea problemelor cauzate de excesul de Ca din sol sunt rezultatul unor efecte secundare ale pH-ului ridicat al solului. O altă problemă cauzată de excesul de Ca poate fi absorbția redusă a altor nutrienți cationici. Înainte ca plantele să se apropie de nivelurile toxice, culturile vor suferi adesea deficiențe de alți nutrienți, cum ar fi fosforul, potasiul, magneziul, borul, cuprul, fierul sau zincul.

Utilizarea calciului într-un program de fertilitate

Sursele de calciu pot îndeplini fie una, fie ambele funcții.

• Ca sursă de nutrienți
• Ca var (CaCO3), pentru a neutraliza aciditatea solului

Corectarea problemelor de calciu nu este, de obicei, dificilă. Calcarea la pH-ul adecvat este primul aspect de luat în considerare pentru a furniza Ca culturii. Dacă este nevoie de Ca suplimentar, iar pH-ul solului este deja corect, sunt disponibile amendamente neutre, cum ar fi gipsul (CaSO4.7H2O) sau alte produse fertilizante. Gipsul poate fi, de asemenea, utilizat pentru a corecta condițiile de salinitate ridicată din sol. Astfel de condiții pot fi o condiție naturală a solului, rezultatul apei sărate din jurul puțurilor de petrol prezente sau trecute sau din cauza utilizării de sare de degivrare pe timp de iarnă.

Ratele recomandate de calciu: (urmați recomandările testului de sol sau ale analizei plantelor)
Materialul de limpezire	Aprox. % Ca*.	Recomandă Rata
Calcar calcaros calcaros	32	1.000 până la 15.000lb./A
Calcar dolomitic	22	1.000 până la 15.000 lb./A
Calcar hidratant	46	750 până la 10.000 lb./A
Calcar precipitat	60	500 până la 10.000 lb./A
Scorie de furnal	29	100 până la 2.000 lb./A
Fertilizatori	Aprox. % Ca.	Ratele recomandate de produs
Gipsum	22	500 la 1500 lb./A
CaCI2	36	5-8 lb./A Foliar
Ca(NO3) 2	19	10-15 lb./A foliar
Ca-Chelați	3-5	0,25-3 gal/A foliar

* Conținutul de calciu nu este același cu valoarea de neutralizare. Valoarea neutralizantă este determinată de cantitățile combinate de carbonat de calciu (CaCO3), carbonat de magneziu (MgCO3) și alți constituenți neutralizanți din materialul de calcar.

Calcularea necesarului de gips

Există diverse scopuri pentru aplicarea gipsului și fiecare are o metodă specifică pentru elaborarea unei recomandări. De asemenea, pot exista mai multe metode legitime utilizate pentru a face recomandări pentru fiecare scop. Următoarele sunt câteva dintre aceste metode.

Gipsul este recomandat pentru două scopuri principale. Acestea sunt

1. Pentru a elimina excesul de sodiu (Na)
2. Pentru a crește nivelul de calciu (Ca) din sol atunci când nu se dorește o modificare a pH-ului.

Reducerea sodiului din sol (Na)

1. Reducerea Na la un nivel general acceptabil: Lb. gips/acre = C.E.C. x (%Na sat. – 5) x 18
2. Reducerea Na la un anumit procent de saturație:
3. Exemplu: Să presupunem că CCE a solului este de 20 (meq/100 grame) și concentrația de Na este de 40%. Doriți să reduceți concentrația de Na la 10%, sau să eliminați 30% din saturația de Na (30% din 20 meq/100 grame = 6 meq de Na schimbabil/100 grame de sol). Înmulțiți miliequivalenții de Na schimbabil cu 0,85 tone de gips pentru a obține aplicarea necesară de gips ( 6 x 0,85 = 5,1 tone de gips/acre). În mod obișnuit, gipsul comercial nu este 100% eficient în deplasarea Na, iar unele autorități sugerează utilizarea unui factor de eficiență de 80%. Astfel, exemplul nostru se modifică după cum urmează… 5,1 împărțit la 0,80 = 6,38 tone pe acru. Dacă apa de irigare are un conținut de gips sau dacă solul dvs. conține gips, puteți deduce aceste cantități din doza necesară de gips care trebuie aplicată.
4. Calcularea gipsului pentru a compensa Na din apa de irigare: Necesarul de gips poate fi calculat din valoarea reziduală a carbonatului de sodiu (RSC) din apa de irigare din următoarea ecuație.
5. RSC x 234 = kilograme de gips necesare pentru a compensa excesul de sodiu din 1 acru picior (325.852 galoane) de apă de irigare

Rețineți, gipsul singur nu rezolvă o problemă de nivel ridicat de Na, trebuie să aplicați apă de irigare adecvată pentru a leșia Na deplasat din zona rădăcinilor.

Creșterea saturației de calciu (Ca) a solului

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

.