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