Роль кальция в системе минерального питания сельхозкультур

Кальций и магний играют важную роль в питании растений, оказывая влияние через почву, регулируя реакцию, состав поглощенных катионов, а также солевой и ионный состав почвенного раствора. Недостаток кальция приводит к нарушению физиологической уравновешенности почвенности раствора и исключает баланс потребления всех элементов.

В растениях кальций способствует усилению фотосинтеза и обмену веществ, регулирует кислотно-основное равновесие клеточного сока, влияет на построение оболочек клеток, передвижение углеводов, превращение азотистых веществ, в частности, ускоряет распад запасных белков семян при прорастании.

В растениях кальций может находиться в виде карбонатов, фосфатов, сульфатов, а также в форме солей пектиновой и щавелевой кислот. До 65 % кальция в растениях извлекается водой, а остальное количество можно извлечь обработкой слабой уксусной и соляной кислотами.

Эксперты компании «ЕвроХим» в рамках конференции «Мезоэлементы и их влияние на урожай» определили роль Ca в питании полевых культур. Мария Визирская, начальник отдела агрохимического сервиса АО МХК «ЕвроХим» в ходе своего выступления отметила, что в том же зерне сои содержится всего 25% кальция. Поэтому зачастую складывается неправильное мнение о том, что кальция и магния культурам необходимо немного. Запас кальция и магния в почвах достаточный, однако их вынос незначительный.

Кальций и магний играют важную роль не только для роста и развития растений, но и необходимы для поддержания плодородия почвы. Эти два макроэлемента входят в состав почвенно-поглощающего комплекса. При достаточном количестве CaО и MgO, почва хорошо пропускает воздух, воду и имеет благоприятный рН, - пояснила эксперт.

При недостатке этих двух макроэлементов в почвенно-поглощающем комплексе начинают доминировать водород, алюминий, железо, повышается кислотность, ухудшаются физические свойства почвы. «Зачастую проблема нехватки кальция связана именно с кислотностью почвы», —заметила специалист.

Если обратиться к данным агрохимического анализа почвы, то до 35% пахотных почв характеризуются повышенной кислотностью почвы. На таких почвах проблема с кальцием может быть актуальной еще и за счет того, что там будет наблюдаться антагонизм между кальцием и магнием и катионами алюминия, марганца и железа.

Кальций – один из немногих элементов питания, который не имеет механизма прочной фиксации в почве, на фоне чего занимает первое место по миграции из корнеобитаемого слоя. В зависимости от гранулометрического состава почв, количества осадков, доз и форм извести и минеральных удобрений потери кальция из пахотного слоя колеблются от нескольких десятков до 200-400 кг/га и более. На долю кальция приходится по эквивалентам 50-65% и магния 30-35% всех вымываемых катионов.

Недостаток кальция в ППК способствует формированию избыточной кислотности почвы. Суммарный вынос Ca+Mg с 1 гектара почвы в 70-х годах составлял в среднем 22 кг/га, в 2000-х годах этот показатель уже находится на уровне 54 кг/га.

Кальцийсодержащие препараты можно разделить на три группы: листовые подкормки, почвенные удобрения и мелиоранты.

К листовым подкормкам относятся:

• Нитрат кальция (N – 15%, CaO – 27%);
• Хелаты кальция (CaO 10-14%);
• Не хелатные органические соединения с кальцием в составе (20% CaO).

Почвенные удобрения:

• Нитрат кальция гранулированный (N – 15%, CaO – 27%);
• Удобрение азотно-известняковое ((N – 27%, CaO – 6%, MgO – 4%);
• Фосфоритная мука (CaO – до 30%)

Мелиоранты:

• Гипс (CaO – 33%);
• Фосфогипс (до 37% CaO);
• Известняк (до 56% CaO);
• Доломитовая мука (CaO – 30,41%, MgO – 21,86%).

Наиболее известным агрохимикатом, содержащим кальций является нитрат кальция, однако распространено использование хелатов и нехелатных органические соединения.

Магний также как и кальций является важным мезоэлементом в питании растений, о котором наиболее часто говорят в «связке» с кальцием. Большинство сельхозтоваропроизводителей применяют магниевые удобрения в качестве листовых подкормок. Причем это характерно как для таких высокомаржинальных культур (овощные культуры и сады), так и для полевых культур, на которых наиболее часто применяют сульфат магния.

Каким образом это сделать? Эксперт предложила применять препараты для листовых подкормок (сульфат магния (S – 13,5%, MgO – 16,7%); нитрат магния (MgO – 15,5%, N – 11%); водорастворимые NPK с магнием в составе), почвенные удобрения (удобрение азотно-известняковое (N – 27%, CaO – 6%, MgO – 4%); NPK с магнием в составе; удобрения на основе минерала – брусит (АгроМаг); удобрения на основе минерала серпинтинит), мелиоранты (доломитовая мука (CaO – 30,41%, MgO – 21,86%)).

Ирина Гаспарян, главный сотрудник лаборатории географической сети опытов ВНИИ агрохимии Д.Н. Прянишникова, на примере плодовых и овощных культур объяснила важность кальция в питании, признаки его недостатка, последствия недостатка и переизбытка для растений.

Одним из самых важных элементов, на которые следует обратить внимание в самом начале сезона является кальций. Влияние кальция на качество и объем урожая чаще всего ассоциируется с нарушениями в период созревания и хранения плодов. Но между тем роль кальция в питании растений значительно шире и чаще всего она недооценивается. Как правило внесение этого кальцийсодержащего удобрения происходит только в ситуации острого дефицита. Снижение содержания в растениях и плодах макроэлемента влияет на продуктивность растений и качество плодов.

Потребность в кальции, который участвует во многих метаболических процессах, происходящих внутри растения, проявляется в самые ранние сроки развития растений. Он влияет на углеводный, белковый обмен, его недостаток приводит к подавлению переработки и усвоению запасных питательных веществ (крахмала и белков), которые используются проростками и молодыми листьями. Кальций необходим для формирования хорошей структуры клеточных стенок – приблизительно 90% всего кальция находится именно в клеточной стенке.

Недостаток макроэлемента приводит к:

• деформации клеток растений;
• слабому формированию покровных тканей;
• обильному развитию межклетников, которые проблематично заполняются лигнином.

Кальций регулирует водный баланс и помимо этого обеспечивает нормальные условия для развития корневой системы растений. При его недостатке у растения замедляется рост корневой системы: корневые волоски характеризуются плохим развитием, ослизнением, загниванием. Разложившиеся корни привлекают почвенных фитопатогенов и сапрофитов, для которых сгнивающие корневые волоски являются благоприятным субстратом.

Кальций поступает в течение всего периода активного роста растения. При наличии в растворе нитратного азота проникновение в растения увеличивается, при преобладании аммиачного азота проникновение снижается, - отметила эксперт.

Ионы водорода и катионы при их высокой концентрации в почвенном растворе препятствуют поступлению кальция. Переход кальция из почвы в растения происходит постепенно. Сам по себе данный макроэлемент обладает низкой подвижностью в почве, мобилизуясь в растительных тканях практически только за счёт транспирации, двигаясь исключительно по ксилеме.

Из почвы кальций поглощается корневыми волосками и после попадания в ток растения передвигается за счёт процессов испарения. Основной путь движения кальция – к зрелым плодам и листьям. В связи с ограниченной мобильностью кальций не перераспределяется по растению, именно поэтому он в основном содержится в старых листьях и переходить от них к молодым листьям, как, к примеру, другие элементы питания, кальций не может.

За счет того что молодые листья испаряют меньше воды, симптомы дефицита кальция проявляются в основном на них. При недостатке кальция новые листья у растения отличаются небольшими размерами, могут быть неправильной формы, с хлоротичной пятнистостью, на кончиках молодых листьев появляются белесые вкрапления. Характерным симптомом недостатка кальция является закручивание листьев. При высокой степени недостатка кальция верхушки растений и цветоносы отмирают, рост стеблей замедляется, а сами стебли выглядят ослабленными.

Плоды с низким уровнем испарения недостаточно снабжаются кальцием. Эксперт отметила, что только 15% всего потребляемого растением кальция попадает плодам. Поэтому зачастую именно в плодах возникает дефицит кальция, особенно в периоды быстрого роста, что приводит к различным физиологическим расстройствам. Среди наиболее частых физиологических расстройств Ирина Гаспарян выделила:

• отмирание кончика плода;
• уменьшение размеров плода;
• отсутствие ярко выраженного цвета;
• изменения вкуса.

Кальций содержится в значительных количествах в старых тканях, при этом больше всего его содержится в листьях и стеблях, меньше – в семенах. Растения потребляют разное количество кальция. Вынос CaO при урожайности 2-3 т/га:

• у зерновых колосовых составляет 20-40 кг/га;
• у зернобобовых – 40-60 кг/га;
• подсолнечника – 120-250 кг/га;
• картофеля, сахарной свеклы – 6-12 кг/га;
• клевера, люцерны, капусты (50-70 т/га) – 30-50 кг CaO/га.

Потребность в кальции и устойчивость их к кислотности не всегда совпадают (все зерновые колосовые потребляют мало кальция, рожь и овес устойчивы, а пшеница и ячмень чувствительны к кислотности почвы, картофель и люпин более устойчивы к кислотности, но потребляют кальция значительно больше, чем зерновые культуры).

Потери CaO из почвы за счет осадков (колеблются от нескольких десятков до 200-400 кг/га и более). Максимальные потери кальция – на чистых парах, под посевами они снижаются, достигая минимума под многолетними культурами сплошного посева.

На легких песчаных и супесчаных почвах при возделывании капусты, люцерны, клевера иногда возникает потребность во внесении кальция для улучшения питания им этих культур.

Ионы кальция не реутилизируются, не перемещаются из одних частей в другие. Усвоение кальция растением зависит:

• от количества выпавших осадков;
• количества солнечных и пасмурных дней;
• нагрузки растений урожаем;
• сортовых особенностей;
• характера плодоношения прошлого сезона;
• внесения органических удобрений;
• характера предыдущей зимы и т.д.

Кальцийсодержащие удобрения совместно с органикой вносят осенью или весной в почву. Листовые подкормки выполняют в конце цветения (плодовые и овощные культуры) и после образования завязи.

Дефицит или избыток кальция: что опаснее?

И то и другое одинаково плохо. Дефицит кальция может проявляться как на щелочных, так и на кислых почвах, независимо от реакции почвенного раствора. Особенно болезненно реагируют на недостаток этого элемента питания тыквенные культуры.

Особенно опасно кальциевое голодание в первую половину лета. Нередко оно приводит к гибели овощей, в отличие от позднелетних нарушений кальциевого баланса в почве.

Избыток кальция намного вреднее его недостатка. Переизбыток данного макроэлемента:

• связывает соединения железа и делает их недоступными для растения;
• приводит к нарушению усвоения азота, калия и бора;
• приводит к отмиранию корневой системы.

Избыток кальция вызывает ненормальное развитие семени, может возникнуть хлороз, связанный с искусственно вызываемым дефицитом железа, которое связывает в почве кальций, превращая его в недоступные для растений формы. В первую очередь дефицит кальция проявляется обычно в низинах с переувлажненной почвой, и даже при высоком содержании кальция в почве на таких участках, бедных, как правило, калием, растения сильно угнетены.

Меры борьбы

Следует постоянно вести борьбу с избыточным увлажнением почвы, производить умеренные поливы. Рекомендуется осушение бывших торфяников, соблюдение оптимального водного режима. Все эти мероприятия помогут ослабить неблагоприятное воздействие нарушения кальциевого питания корней.

Внесение агрохимически обоснованных доз органических удобрений для повышения плодородия почвы восстановит дефицит элементов питания и кальциевый обмен веществ.

Удобрение кальцием только после агрохимических обследований почвы даст возможность точно установить, какие нормы кальция следует вносить на том или ином участке.