Kalcium i jorden

Kalcium finns i tillräckliga mängder i de flesta jordar. Kalcium är en komponent i flera primära och sekundära mineraler i jorden, som i huvudsak är olösliga för jordbruksändamål. Dessa material är de ursprungliga källorna till de lösliga eller tillgängliga formerna av Ca. Kalcium finns också i relativt lösliga former, som en katjon (positivt laddad Ca++) som adsorberas till jordens kolloidala komplex. Den joniska formen anses vara tillgänglig för grödorna.

Funktion

Calcium är viktigt för många växtfunktioner. Några av dem är

• Riktig celldelning och förlängning
• Riktig cellväggsutveckling
• Nitratupptag och metabolism
• Enzymaktivitet
• Stärkestocksmetabolism

Calcium transporteras i xylem via en jonbytesmekanism. Det fäster vid ligninmolekyler och utbytet måste ske med kalcium eller en annan liknande katjon (t.ex. Mg++, Na+, K+, NH4+ osv.). Kalcium är inte särskilt rörligt i jorden eller i växtvävnad, varför en kontinuerlig tillförsel är nödvändig.

Faktorer som påverkar tillgången på Ca

Kalcium finns i många av de primära eller sekundära mineralerna i jorden. I detta tillstånd är det relativt olösligt. Kalcium anses inte vara ett näringsämne som kan utlakas. Under hundratals år kommer det dock att förflytta sig djupare ner i jorden. På grund av detta, och det faktum att många jordar härstammar från kalkstensberggrund, har många jordar högre halter av Ca och ett högre pH i underjorden.

• pH i jorden: Sura jordar innehåller mindre Ca, medan jordar med högt pH normalt innehåller mer. När markens pH-värde ökar över pH 7,2, på grund av ytterligare Ca i marken, adsorberas inte det extra “fria” Ca på marken. En stor del av det fria Ca bildar nästan olösliga föreningar med andra grundämnen, t.ex. fosfor (P), vilket gör P mindre tillgängligt.
• CEC i jorden: Jordar med lägre CEC innehåller mindre Ca och jordar med hög CEC innehåller mer.
• Kationkonkurrens: Onormalt höga halter eller tillförsel av andra katjoner i närvaro av låga eller måttliga Ca-halter i marken tenderar att minska upptaget av Ca.
• Alkalisk natriumhaltig jord (hög natriumhalt): Överskott av natrium (Na) i jorden konkurrerar med Ca och andra katjoner och minskar deras tillgänglighet för grödorna.
• Underjord eller modermaterial: Jordar som härrör från kalksten, märgel eller andra mineraler med hög Ca-halt tenderar att ha höga Ca-halter, medan de som härrör från skiffer eller sandsten tenderar att ha lägre halter.

Interaktioner

• Andra katjoner: Eftersom kalcium är en viktig katjon är tillgången på kalcium relaterad till jordens CEC, och det konkurrerar med andra viktiga katjoner som natrium (Na+), kalium (K+), magnesium (Mg++), ammonium (NH4+), järn (Fe++) och aluminium (Al+++) när det gäller att tas upp av grödan. Hög K-tillförsel har visat sig minska Ca-upptaget i äpplen, som är extremt känsliga för dåligt Ca-upptag och translokation i trädet.
• Natrium (Na+): Höga halter av Na i marken tränger undan Ca och leder till Ca-utlakning. Detta kan leda till dålig markstruktur och möjlig Na-toxicitet för grödan. Omvänt används ofta tillämpningar av lösligt Ca, vanligtvis i form av gips, för att avsalta natriumhaltiga jordar genom den omvända förträngningsprincipen.
• Fosfor(P): När markens pH-värde höjs över pH 7,0 börjar fritt eller okombinerat Ca att ackumuleras i marken. Detta Ca är tillgängligt för att interagera med andra näringsämnen. Lösligt P är en anjon, vilket innebär att det har en negativ laddning. Allt fritt Ca reagerar med P för att bilda olösliga (eller mycket långsamt lösliga) Ca-P-föreningar som inte är lättillgängliga för växter. Eftersom det vanligtvis finns mycket mer tillgängligt Ca i jorden än P, resulterar denna växelverkan nästan alltid i mindre P-tillgänglighet.
• Järn(Fe++) och aluminium(Al+++): När pH-värdet i en jord sjunker blir fler av dessa grundämnen lösliga och kombineras med Ca för att bilda i huvudsak olösliga föreningar.
• Bor(B-): Höga kalciumhalter i jorden eller i växten kan hämma upptag och användning av bor. Kalciumsprayer och jordbehandlingar har använts på ett effektivt sätt för att hjälpa till att avgifta överdriven användning av B.

Balans och förhållanden

I många år har det funnits ett fåtal personer som hävdat att det finns ett “idealiskt” förhållande mellan de tre viktigaste katjonnäringsämnena i jorden (K, Ca och Mg). Detta begrepp har troligen sitt ursprung i ett arbete i New Jersey som utfördes av Bear 1945, som beräknade att en idealjord skulle ha följande mättnad av utbytbara katjoner: 65 % Ca, 10 % Mg, 5 % K och 20 % H. De katjonförhållanden som följer av dessa idealiserade koncentrationer är Ca:Mg på 6,5:1, Ca:K på 13:1 och Mg:K på 2:1.

Det är allmänt accepterat att det finns vissa föredragna allmänna relationer och balanser mellan näringsämnen i marken. Det finns också en betydande mängd arbete som tyder på att över- och underskott av vissa näringsämnen påverkar upptaget av andra näringsämnen (se senare avsnitt i detta dokument). Ingen tillförlitlig forskning har dock visat att det finns något särskilt förhållande mellan näringsämnen i jorden.

Under årens lopp har en betydande mängd samtal och försäljningsarbete kretsat kring begreppet idealiskt Ca:Mg-förhållande i jorden. De flesta påståenden om det idealiska förhållandet ligger mellan 5:1 och 8:1.

En del av påståendena är att rätt Ca:Mg-förhållande i jorden kommer att

• förbättra markstrukturen.
• minskande ogräspopulationer, särskilt rävstjärt och kvickrot, samt förbättra foderkvaliteten.
• Reducera utlakningen av andra växtnäringsämnen.
• Generellt sett förbättras balansen av de flesta marknäringsämnen.

Enligt dr Stanley Barber, Purdue Univ, “Det finns inget forskningsmässigt berättigande för den extra kostnaden för att uppnå ett bestämt Ca:Mg-förhållande i jordenForskningen visar att växternas avkastning eller kvalitet inte påverkas märkbart över ett brett spektrum av Ca:Mg-förhållanden i jorden.”

Förskning i Wisconsin visade att avkastningen av majs och alfalfa inte påverkades nämnvärt av Ca:Mg-förhållanden från 2,28:1 till 8,44:1 i alla fall, när inget av näringsämnena var otillräckligt, bibehölls grödans interna Ca:Mg-förhållande inom ett relativt snävt intervall som var förenligt med växtens behov. Dessa resultat stöds av de flesta andra auktoriteter. En jord med de tidigare angivna förhållandena skulle med största sannolikhet vara bördig. Detta betyder dock inte att en bördig jord kräver dessa specifika värden (eller något annat). En adekvat växtnäring är beroende av många andra faktorer än ett specifikt förhållande mellan näringsämnena. Det kommer sällan att vara lönsamt att justera förhållandet Ca:Mg i jorden.

I senare avsnitt i detta dokument kommer du att hitta hänvisningar till näringsförhållanden. I de flesta fall kommer det dock inte att finnas specifika numeriska förhållanden förknippade med dessa relationer. Avsikten är att ange att när den relativa förekomsten av näringsämnena förändras avsevärt kan det påverka tillgängligheten av det andra näringsämnet. Detta koncept är mycket mindre specifikt än att hävda att det finns ett värde i ett specifikt numeriskt förhållande.

Högresponsgrödor

Och även om Ca är ett viktigt grundämne för alla växter har följande grödor visat sig vara särskilt responsiva.

Äpplen, broccoli, brysselkål, kål, morötter, blomkål, selleri, körsbär, citrusfrukter, barrträd, bomull, curcurbits, meloner, vindruvor, baljväxter, sallat, persikor, jordnötter, päron, paprika, potatis, tobak och tomater.

Symtom på brist

Symtom på kalciumbrist kan vara ganska vaga eftersom situationen ofta åtföljs av ett lågt pH i jorden. Synliga bristsymptom ses sällan i agronomiska grödor men inkluderar vanligtvis att den nya tillväxten inte utvecklas ordentligt. Ettåriga gräsväxter som t.ex. majs har deformerade nya blad som inte rullar ut sig från virveln. De nya bladen är ofta klorotiska. Extremt sura jordar kan ge upphov till en helt ny uppsättning symtom, som ofta beror på olika gifter och brister. Många frukter och grönsaker uppvisar dramatiska symtom, t.ex. svart hjärta i selleri och broccoli, tipburn i sallad och kål, vit hjärta eller ihåligt hjärta i gurkor, blomröta i tomater och paprika och pops i jordnötter. Trädfrukter med lågt kalciuminnehåll kommer att uppvisa ökade lagringsproblem, t.ex. bitter pit i äpplen, korkfläckar i äpplen och päron, sprickbildning i körsbär och annan nedbrytning av frukten under lagring. Brist på kalcium i alla grödor försämrar ofta också rottillväxten och leder till ytterligare symptom som en sekundär effekt. Kalciumfattiga barrträd kommer att gulna och sedan dö och tappa nålarna på den nya tillväxten. Den nya tillväxten kan också vara deformerad.

Toxicitet

Kalcium anses av praktiska skäl inte ha någon direkt toxisk effekt på växter. De flesta problem som orsakas av ett överskott av Ca i jorden är resultatet av sekundära effekter av ett högt pH-värde i jorden. Ett annat problem till följd av överskott av Ca kan vara minskat upptag av andra katjonnäringsämnen. Innan giftiga nivåer närmar sig i växten kommer grödorna ofta att drabbas av brist på andra näringsämnen, t.ex. fosfor, kalium, magnesium, bor, koppar, järn eller zink.

Användning av kalcium i ett fertilitetsprogram

Kalciumkällor kan tjäna antingen eller båda två funktioner.

• Som näringskälla
• Som kalk (CaCO3), för att neutralisera jordens surhet

Korrigera kalciumproblem är vanligtvis inte svårt. Att kalka till rätt pH-värde är den första åtgärden för att tillföra Ca till grödan. Om ytterligare Ca behövs, och markens pH redan är korrekt, finns neutrala tillägg som gips (CaSO4.7H2O) eller andra gödselprodukter att tillgå. Gips kan också användas för att korrigera höga salthalter i jorden. Sådana förhållanden kan vara ett naturligt tillstånd i marken, ett resultat av saltvatten runt nuvarande eller tidigare oljekällor, eller bero på användning av salt för avisning på vintern.

Rekommenderade mängder kalcium: (följ rekommendationerna från jordprov eller växtanalys)
Kalkmaterial	Att cirka % Ca*.	Rekommendation Kvantitet
Kalksten	32	1 000 till 15 000lb./A
Dolomitisk kalksten	22	1 000 till 15 000 lb./A
Hydratkalksten	46	750 till 10 000 lb./A
Fälld kalk	60	500 till 10 000 lb./A
Slagg från masugn	29	100 till 2 000 lb./A
Gödselmedel	Omkring. % Ca.	Rekommenderad produktmängd
Gips	22	500 till 1500 lb./A
CaCI2	36	5-8 lb./A Bladverk
Ca(NO3)2	19	10-15 lb./A Foliar
Ca-Chelates	3-5	0.25-3 gal/A Foliar

* Kalciuminnehållet är inte detsamma som neutraliseringsvärdet. Neutraliseringsvärdet bestäms av de kombinerade mängderna kalciumkarbonat (CaCO3), magnesiumkarbonat (MgCO3) och andra neutraliserande beståndsdelar i kalkningsmaterialet.

Beräkning av gipsbehov

Det finns olika syften med att applicera gips och var och en har en specifik metod för att ta fram en rekommendation. Det kan också finnas mer än en legitim metod som används för att ta fram rekommendationer för varje ändamål. Följande är några av dessa metoder.

Gips rekommenderas för två primära ändamål. De är

1. För att avlägsna överskott av natrium (Na)
2. För att bygga upp kalciumnivåerna (Ca) i jorden när en pH-förändring inte är önskvärd.

Reduktion av natrium (Na)

1. Reduktion av Na till en allmänt acceptabel nivå: Lb. gips/acre = C.E.C. x (%Na sat. – 5) x 18
2. Reduktion av Na till en viss mättnadsprocent:
3. Exempel: Anta att markens CEC är 20 (meq/100 gram) och Na-koncentrationen är 40 %. Du vill sänka Na-koncentrationen till 10 % eller eliminera 30 % av Na-mättnaden (30 % av 20 meq/100 gram = 6 meq utbytbar Na/100 gram jord). Multiplicera milliekvivalenterna av utbytbart Na med 0,85 ton gips för att få fram den erforderliga gipstillförseln (6 x 0,85 = 5,1 ton gips per hektar). Typiskt sett är kommersiell gips inte 100 % effektiv när det gäller att ersätta Na, och vissa myndigheter föreslår att man använder en effektivitetsfaktor på 80 %. Detta resulterar i att vårt exempel ändras på följande sätt… 5,1 dividerat med 0,80 = 6,38 ton per hektar. Om ditt bevattningsvatten innehåller gips eller om din jord innehåller gips kan du dra av dessa mängder från den mängd gips som krävs för att applicera.
4. Beräkning av gips för att kompensera Na i bevattningsvattnet: Behovet av gips kan beräknas utifrån bevattningsvattnets restnatriumkarbonatvärde (RSC) med hjälp av följande ekvation.
5. RSC x 234 = pounds av gips som krävs för att kompensera överskottet av natrium i 1 acre foot (325 852 gallon) bevattningsvatten

Håll dig i minnet att enbart gips inte löser ett problem med hög Na, du måste använda tillräckligt med bevattningsvatten för att laka ut den fördrivna Na ur rotzonen.

Öka kalciummättnaden i marken

Lb gips/hektar = C.E.C. x (önskad %Ca sat. – nuvarande %Ca sat.) x 18