Download - Kalcijum (CA)
KALCIJUM (Ca)
Fiziološka uloga:
Neophodan, makrohranljivi elemenat, nije konstitucioni, međutim otkriven je u Ca-pektinatima što ga čini konstitucionim.
ulazi u sastav svake zelene biljke komponenta je ćelije nađen je u jedru, mitohondrijama, hromozomima.
Utiče na stabilnost ćelijske membrane, što daje veću otpornost biljkama na bolesti i poleganje.
Utiče na neutralizaciju organskih kiselina koje se stvaraju u metabolizmu ćelija.
Nema sposobnost (reutilizacije) premeštanja i nedostatak se manifestuje na mlađem lišću, dolazi do nekroze rubnog dela liske.
Do njegovog nedostatka može doći usled antagonizma jona, a najčešće usled prisustva većih količina Mg, K, NH4 jona u zemljištu, koji u znatnoj meri smanjuju usvajanje Ca.
U suvišku Ca u zemljištu dolazi do pojave hloroze što je suprotno Fe i Mg kod kojih se hloroza javlja u njihovom nedostatku.
Međutim ta hloroza izazvana suviškom Ca vrlo često se javlja, ne zbog stvarnog suviška, već nedostatka pomenutih elemenata usled antagonizma Ca prema njima.
KALCIJUM U ZEMLJIŠTU
Ca se nalazi nejednako raspoređen u zemljištu Količine su mu varijabilne,a na tu varijabilnost utiče matični supstrat
na kome je zemljište formirano Krečne stene sadrže i do 80% Ca Bazaliti 7-18%; trahiti 2-10%; lave 5-10%; gnajs 0,5%; mikašist
0,2% i peščari u tragovima. Ca u proseku u zemljištu ima 1,37%. Biljke za potrebe ishrane
usvajaju Ca2+ iz zemljišnog rastvora. Ca povoljno utiče na fizičko-hemijske osobine zemljišta, te
unošenjem Ca u kiselim zemljištima popravljamo njegove fizičko-hemijske osobine (kalcifikacija) povećava pH zemljišta.
Ca je koagulator u zemljištu, poboljšava strukturu teških glinovitih zemljišta, učestvuje u obrazovanju Ca-humata, reguliše pH vrednost zemljišta i deluje na biološke procese u zemljištu.
Ca u zemljištu potiče iz primarnih minerala: feldspati, amfiboli, albit, apatit i dr. Njihovim raspadanjem nastaju: karbonati i niz drugih sekundarnih minerala, a Ca ulazi i u adsorptivni kompleks.
Ca primarnih minerala: silikata i alumosilikata predstavlja bogatstvo zemljišta, a iz njih se izdvaja Ca u obliku karbonata.
CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2
nerastvorljiv rastvorljiv pokretan Ca oblik
može se isprati drenažnim vodama
Od usitnjenosti čestica zavisi rastvorljivost i pokretljivost.
CaCl2; Ca(NO3)2; CaSO ..... su dobre rastvorljivosti i nakon disocijacije Ca prelazi u zemljišni rastvor odakle ga biljke usvajaju kao Ca2+.
Količina Ca2+ zavisi od: količine izmenjivog Ca kapaciteta adsorpcije katjona vrste zemljišnih koloida Zemljišta čiji je adsorptivni kompleks zasićen Ca2+ imaju dobre
fizičke osobine; vodno-vazdušni režim; bolje se iz njih koriste drugi elementi i veća je mikrobiološka aktivnost.
Ca ima veliku pufernu sposobnost, reguliše pH zemljišnog rastvora, učestvuje u neutralizaciji slobodnih kiselina nastalim u procesu: nitrifikacije, sulfofikacije ili unete đubrivima.
2 HNO3 + Ca(HCO3)2 → Ca(NO3)2 + 2 H2O + 2 CO2
Ca značajan za ishranu životinja posebno mladunaca Ca je antagonista sa K; Mg; B; Fe; Zn. Manje Ca manje usvajanje. CaCN2 →18-25% CaO; Ca(NO3)2 → ~25%CaO; KAN → 40%
CaCO3
GUBICI Ca IZ ZEMLJIŠTA
1. Prinosima zavisi od : klime zemljišta, kulture, ostvarenog prinosa,
2. Gubici Ca ispiranjem su promenljivi i zavise od tipa zemljišta (mehanički sastav) i humidnosti rejona. Npr. u Nemačkoj sa 650 mm padavina gubici su od 300-500 kg CaCO3·ha-1.
3. Erozijom:• Hidro• Eolska – značajna za uslove Vojvodine
KALCIFIKACIJA
Količina krečnih đubriva koja se unose u zemljište radi neutralisanja kiselosti treba da odgovara količini vodonika koja se nalazi u zemljištu.
Znači, potrebno je utvrditi količinu H+ u zemljištu i na bazi toga izračunati ekvivalentnu količinu Ca2+ u obliku CaCO3; CaO i Ca(OH)2.
Potrebna količina krečnih đubriva može se izračunati:
a) Određivanjem pH u KCl (supstituciona kiselost)
pH<4,5 potreba za krečnim đubrivima je velika
pH 4,6-5,5 potrebna je osrednja neutralizacija
pH 5,6-5,8 nije potrebna neutralizacija
b) Određivanjem pH u vodi (aktivna kiselost)
Zemljišta čiji je pH < 5,5 treba neutralisati
c) Određivanje stepena zasićenosti bazama
V % = S/T·100
S=suma adsorbovanih baznih katjona
T=kapacitet adsorpcije katjona• Zasićenost bazama <50%; potreba za unošenjem kreča je velika• Zasićenost bazama 50-70% potreba je osrednja• Zasićenost bazama > 70%; nije potrebno unošenje kreča
PROMENE KREČNIH ĐUBRIVA NA KISELIM ZEMLJIŠTIMA
1.Unošenje CaCO3
CaCO3 + H2CO3 = Ca(HCO3)2
unet nastala razlaganjem nastali reaguje sa H+ vezanim
organske materije za koloide gline
H+
AK + Ca(HCO3)2 = AK)Ca2+ + 2 H2CO3
H+ rastvara nove količine kreča
Unošenje CaO (pečeni kreč) u kisela zemljišta
2. CaO + HOH → Ca(OH)2
H+
AK) + Ca(OH)2 → AK)Ca2+ + 2 H2O
H+
3. Ca(OH)2 + 2 CO2 → Ca(HCO3)2
H+
AK) +Ca(HCO3)2 → AK)Ca2+ + 2H2CO3
H+
POZITIVNI EFEKAT KALCIFIKACIJE
1. Unošenjem krečnih đubriva u kisela zemljišta uklanja se suvišna kiselost, jer Ca2+ iz krečnih đubriva neutrališe supstitucionu kiselost, a pri tome se smanjuje i hidrolitička kiselost zemljišta.
CaCO3 + H2CO3 → Ca(HCO3)2
H+
AK) + Ca(HCO3)2 = AK)Ca2+ + 2 H2CO3
H+
2. Kalcifikacijom se smanjuje štetno dejstvo Al a time se povećava količina pristupačnog fosfora za ishranu biljaka.
Krečna đubriva prevode Al-fosfate u lakše ratsvorljive Ca-fosfate ili fosfate sa drugim katjonima koji su pristupačni za ishranu biljaka. Količina teže rastvorljivih fosfata u zemljištu smanjuje se posle kalcifikacije jer se smanjuje i količina rastvorljivog Al.
Kalcifikacijom se poboljšava mikrobiološka aktivnost zemljišta (u kiselom zemljištu nema nitrifikatora)
Kalcifikacija povoljno utiče na fiksaciju azota bilo simbioznim bilo slobodnim azotofiksatorima (pH < 6 nama azotobaktera) (Ca utiče na mobilnost P; Mo).
Ubrzava se mineralizacija i humifikacija organskih materija pri unošenju kreča i potencijalna plodnost prelazi u efektivnu plodnost povećavajući mobilnost N, S, P i dr.
Kalcifikacijom se poboljšavaju fizičke osobine zemljišta (Ca koaguliše zemljišne koloide i stvaraju se strukturni agregati i olakšava se proceđivanje vode kroz zemljište, i bolja je obrada zemljišta).
NEGATIVNI EFEKTI KALCIFIKACIJE
Kalcifikacijom se može smanjiti pokretljivost a time i pristupačnost B, Mn, Fe, Cu, Zn jer se stvaraju teško rastvorljiva jedinjenja nedostupna biljkama
Suvišak CaCO3 dovodi do oslobađanja i preovladavanja Ca2+ u zemljišnom rastvoru, što može biti štetno zbog antagonističkog odnosa Ca2+: Mg2+ i K+ jona za ishranu biljaka.
KALCIFIKACIJA Količina krečnjaka (t/ha) prema podacima iz
Rusije
pH u KCl
Mehanički sastav
zemljišta
< 4,5 4,6 4,8 5,0 5,2 5,4-5,5
Peskovita i lakša
glinovita zemljišta
4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 2,0
Srednje i teže
glinovita zemljišta
6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5
Prema literaturnim podacima na 1 t krečnjaka treba uneti 10 t stajnjaka.
Materijal za kalcifikaciju treba da bude fino samleven sa česticama od 0,05 – 1,0 mm za glinovita, odnosno 0,05-0,5 mm za peskovita zemljišta.
Trajanja kalcifikacije zavisi od: Vrste unetog materijala: negašeni i gašeni kreč traju kraće
(energičnije deluju u poređenju sa krečnjakom) Količine unetog materijala (više uneto duže traje i obrnuto) Na peskovitim zemljištima kraće delovanje u odnosu na glinovita U vlažnijim klimatskim uslovima veće ispiranje Ca2+ te je efekat
kalcifikacije kraći.
Mera kalcifikacije u zavisnosti od nevedenih faktora ograničena je na 4-6 godina na lakim peskovitim zemljištima i 8-10 godina na srednje teškim zemljištima.
Dejstvo unetog Ca-kalcifikacijom na osobine zemljišta ispoljava se tek u trećoj godini
KALCIFIKACIJA KREČNIM ĐUBRIVIMA
Primenjuje se radi poboljšanja strukture i neutralisanja kiselih zemljišta.Vrste krečnih đubriva:Dobijaju se iz prirodnih naslaga (ležišta): (krečnjak, kreda, lapor, dolomit) i otpadaka industrije (saturacioni mulj, pepeo)
• Krečnjak CaCO3 (80-90%), mek ne traži sitnjenje (ako je stena mora se usitniti), polako deluje u zemljištu jer mora preći u Ca(HCO3)2.
• Lapor 40-75% CaCO3, to je meki krečnjak sa primesama peska i gline
• Saturacioni mulj 45-75% CaCO3; N=0,5%; P2O5=0,4-2%; K2O=0,1-0,8%; i organske materije. Međutim pristupačnost ovih elemenata je niža nego u stajnjaku.
• Pečeni kreč (negašen) CaO(75-90%+Mg). Dobija se pečenjem CaCO3 na t=900ºC. Deluje brzo, ali je skup za meliorativnu meru-kalcizaciju.
• Ca-silikati CaSiO3 su otpadni materijali u željezarama i čeličanama, sadrže 47% CaO; 2-6% Mg i 1-2% Mn. Pre upotrebe se melju i sporo deluju.
• Pepo od drveta sadrži oko 30% CaO• Neka mineralna đubriva sadrže Ca ili CaCO3
• 100 kg CaCN2 odgovara količini od 100 kg CaCO3
• 100 kg termofosfata (Ca4P2O9) odgovara količini od 80 kg CaCO3
• 100 kg renanija fosfata odgovara 70 kg CaCO3
• 100 kg KAN (27%) odgovara količini od 20 kg CaCO3
U zemljištu CaCO3 + H2CO3 → Ca(HCO3)2
H
R +Ca(HCO3)2 ↔ R = Ca + 2 H2CO3
H rastvara nove količine CaCO3