Без калций почвата и растенията не биха могли да съществуват

Без калций почвата и растенията не биха могли да съществуват толкоз хармонично. Използването на калций в селското стопанство може да донесе редица изгоди и за климата. Фермери и градинари обичайно прибавят калций към почвата по доста аргументи, свързани с възстановяване на здравето на почвата, понижаване на почвената ерозия и възстановяване на усвояването на питателните субстанции. От друга страна, в световен проект, почвите съдържат обилни количества въглерод, повече от растенията и атмосферата взети дружно, тъй че задържането на въглерода в почвите може да помогне за справяне с изменението на климата. Последните научни открития разкриват и нови изгоди при приложимост на калций в почвите – става известно, че той може да е и инструмент за поддържане и възстановяване на органичната материя в обработваемите почви, а с това и фиксирането на въглероден диоксид от атмосферата. Изводът до който стигат учените е, че в случай че можем да увеличим въглерода в почвата, евентуално можем да понижим нарастването на атмосферния въглероден диоксид. Това изобретение може да се превърни във значим детайл в битката с климатичните промени.

Каква са изгодите от калция за растенията и почвите?

Растенията интензивно получават вода и хранителни субстанции от почвата. Но с течение на времето даже най-плодородните почви се изчерпват, стават по-кисели и несъответствуващи за развъждане на другите култури. Каква е повода за това? Много просто – на почвата стартира да ѝ липсва калций. Катионите (положително заредени йони) на този жизненоважен макроелемент играят огромна роля в образуването на почвата, дружно с магнезия, калия и натрия.

Калцият (Ca) играе значима роля в обменните процеси на растенията, като контролира пропускливостта на клетъчните мембрани и надлежно способства за поддържането на киселинно-алкалния баланс в клетката. Този детайл дефинира еластичността на клетъчната цитоплазма, което е значимо за зимната резистентност на растенията. В същото време доста типове, които порастват в богати на калций почви, с несъразмерна консумация, са в положение да го натрупат в своя протопласт (живото наличие на растителната клетка) без щета за себе си, т.е. без да бъдат отровени от него.

По-конкретно калцият извършва следните функционалности:

• контролира водния баланс в почвата, свързва киселините;
• основава удобна среда за развиване на потребна микрофлора, форсира разграждането на органичните субстанции и предизвиква образуването на хумус;
• понижава количеството на желязо, манган и алуминий в почвата, като обезврежда токсичното им действие;
• покачва разтворимостта на питателните субстанции, като по този метод ги прави налични за растенията;
• основава оптимални условия за напредък и действие на кореновата система;
• взе участие в метаболизма на растенията, укрепва клетъчните стени, оказва помощ за превозването на хранителни субстанции, усъвършенства имунитета;
• с помощта на калция почвата има рохкава конструкция и се характеризира с добра въздухо- и водопропускливост.

Списъкът може да продължи, само че евентуално към този момент сте уверени, че без калция почвата и растенията не биха могли да съществуват толкоз хармонично. 

Какво се случва, когато количеството калций в почвата намалее?

Калцият контролира киселинния баланс, само че в случай че макроелементът не е задоволителен, концентрацията на киселина в почвата стартира да се усилва, нарушавайки храненето на корените.

Растежът на кореновата система стопира, протеиновият синтез и метаболизмът са отслабени, а имунитетът на растенията понижава. Но патогенните микроорганизми са “щастливи ” в този миг, защото тяхното интензивно размножаване стартира. Разбира се, всичко това не се случва незабавно, тъй че постоянно има опция да се добави калций към почвата, с цел да спре разрушителния резултат на киселините.

Съществува понятието “катионен обменен потенциал ” (капацитет на абсорбция) – относителната дарба на почвата да всмуква и задържа несъмнено хранително вещество под формата на катиони (магнезий, калций и др.). Плодородната почва има висока абсорбционна дарба и е наситена с макро- и микроелементи, които растенията елементарно усвояват.

Земеделските стопани прибавят калций към почвата си по доста аргументи, свързани с увеличение на добивите – в това число за контролиране на pH и възстановяване на структурата на почвата.

Ново изобретение обвързвано с калция може да докара до по-стратегическото му потребление в селското стопанство

Учени от американските университети Корнел и Пърдю са разпознали неоткрит до момента механизъм, който се задейства, когато се добави калций към почвата. Изследователите към този момент са знаели, че калцият въздейства върху метода, по който органичната материя се стабилизира в почвата. Това, което не им е било известно, е дали калцият има резултат върху това кои микроорганизми (бактерии и гъби) са включени и по какъв начин работят. Микроорганизмите са микроскопични организми, които живеят във въздуха, почвата и водата; в почвата те преработват почвената органична материя и подкрепят растежа на растенията.

Добавяйки калций се подтиква почвената микрофлора, която улавя въглероден диоксид

Учените съумяват да потвърдят, че посредством прибавяне на калций към почвата се трансформира общността на микробите в почвата и методът, по който те обработват органичната материя. Те стартират да го обработват по-ефективно – задържат повече въглерод в почвата и доста по-малки количества се отделят в атмосферата като въглероден диоксид.

Въглеродът, който съставлява към половината от органичната материя в почвата, е необикновено значим за съвсем всички свойства на почвата. Почвите, които съдържат повече въглерод, като цяло са по-здрави и са по-способни да задържат вода в условия на засушаване. Почвите с по-високи количества органически въглерод също са в положение да доставят хранителни субстанции по-ефективно на растенията и да предизвикват растежа им. Същевременно тези почви са и по-устойчиви на ерозия.

От световна позиция почвите съдържат обилни количества въглерод, повече от растенията и атмосферата взети дружно , тъй че задържането на този въглерод може да помогне за справяне с изменението на климата. Изводът до който доближават учените е, че в случай че можем да увеличим въглерода в почвата, евентуално можем да понижим нарастването на атмосферния въглероден диоксид. Изследването сочи, че увеличавайки наличието на калций в почвата води до стимулиращо развиване на почвената микрофлора и фауна (различни типове микроскопични гъби, бактерии и водорасли), като в следствие от тяхната витална активност се усилва количеството обхванат от почвата въглероден диоксид до 4%.

Това изобретение може евентуално да бъде от изгода за земеделските производители, като им даде още един инструмент за поддържане и възстановяване на органичната материя в почвите. Имайки по-добро схващане по какъв начин калцият може да повлияе на микроорганизмите да покачват наличието на въглерод в почвата, можем да използваме това като практикуваме към този момент познати способи за повишение на наличието на калций, за увеличение на органичната материя в нашите почви.

Защо е толкоз значимо, че можем да използваме почвите като естествени поглътители? 

„ Поглътител на въглерод “ (carbon sink) е всеки развой, способ или обект, в който се извлича повече въглероден диоксид, в сравнение с се отделя в атмосферата. Тези поглътители се срещат в природата като съставни елементи на кръговрата на въглерода и са познати като естествени поглътители. Най-простият образец за това са растенията, които посредством фотосинтезата гълтам въглероден диоксид от атмосферата. 

Като част от естествения въглероден цикъл на сушата, въглеродният диоксид се поема от растенията и микроорганизмите, съхранява се в биомаса, мъртва дървесина и почви и в последна сметка се освобождава назад в атмосферата посредством дишане. В допълнение, въглеродният диоксид се поема и освобождава от океана посредством композиция от биологични и абиотични процеси. Казано най-просто, въглероден поглътител е всичко, което всмуква повече въглерод, в сравнение с създава, изключително, в случай че може да съхранява уловения въглерод за неопределен срок. В природата това са океаните, горите, почвите, разнообразни типове гъби и микроорганизми. 

През март 2023 година Европейския парламент одобри нова цел за въглеродни поглътители, която ускорява климатичните упоритости на Съюза за 2030 г. 

С този нов закон, задачата на Европейския съюз (ЕС) за 2030 година за чисти поглъщания на парникови газове в бранша на земеползването, измененията в земеползването и горското стопанство (ЗПЗГС) ще бъде избрана на 310 млн. тона еквивалент на въглероден диоксид, което е с към 15% повече, в сравнение с преди закона. Целта би трябвало да подсигурява в допълнение понижаване на излъчванията на парникови газове в Европейски Съюз през 2030 година от 55% на към 57% спрямо равнищата от 1990 година Всички страни членки, ще имат национално обвързващи цели за 2030 година за поглъщанията и излъчванията от ЗПЗГС въз основа на последните нива на поглъщания и капацитета за по-нататъшни поглъщания. За България е планувано до 2030 година това да бъде 9718 килотона еквивалент на въглероден диоксид. 

Разбира се, естествените поглътители не са сурогат на намаляването на антропогенните излъчвания, само че могат да да подкрепят задачите за въглеродан индиферентност. Въглеродните поглътители съществуват в голямо многообразие от форми. И всички те би трябвало да бъдат предпазени, в случай че желаеме да продължат да извършват тази си жизненоважна функционалност, тъй като, в случай че бъдат повредени – както в тази ситуация с тропическите гори – тяхното заличаване освобождава насъбрания въглерод назад в атмосферата.

Някои елементарни агротехнически практики за повишение наличието на калций в почвите

Варуването сполучливо понижава киселинността на почвата. Не се позволява по едно и също време варуване и внасяне на оборски тор, защото вследствие на това хранителната стойност на почвата понижава. Най-често за повишение равнищата на калций се употребява надробен варовик: 250 – 300 гр. на 1 кв.м при едва кисели почви и 500 гр. и повече при мощно подкислени почви.

Доломитовата вар съвършено дезинфекцира почвата и я насища с калций. Усвоява се елементарно от растенията и усъвършенства имунитета им. Не се предлага да се употребява върху почви с остатък на магнезий. На едва кисели почви би трябвало да се прибавят 200 гр. на 1 кв.м, на почви с високо равнище на киселинност – 500 гр. на 1 кв.м.

Доломитово брашно . За разлика от варта, доломитовото брашно е по-удобно за внасяне в почвата. Брашното не изгаря корените, тъй че може да се употребява когато и да е на годината. Води до по-доброто асимилиране на фосфорните торове от растенията. Пропорциите са следните: при почви със слаба киселинност се прибавят 300 – 400 гр. брашно на 1 кв.м, при кисели почви – 500 гр. на 1 кв.м.

Креда. Кредата е едва разтворима в почвата, тъй че последователно ще понижи киселинността в продължение на няколко години. Ако почвата е едва кисела, задоволително е да добавите 200 – 300 гр. на 1 кв.м, при доста кисели почви ще са нужни 500 – 700 гр. на 1 кв.м.

Дървесна пепел. Тя е по-малко ефикасна от варовика, само че има по-лек резултат и при вярна приложимост е изцяло безвредна за растенията. Важно е да се употребява единствено пепел от широколистни дървета за прибавяне на калций. За да добавите калций в почвата благодарение на дървесна пепел, ще ви би трябвало 1 – 1,5 кг от веществото на 1 кв.м.

Фосфатни скали. Фосфатната канара съдържа 30% калций, който постепенно се освобождава в почвата. Особено се предлага за потребление върху торфени почви. Неразтворима е във вода и е едва разтворима в слаби киселини. Подходяща е при компостиране. Използвайте 40 – 70 гр. фосфорит на 1 кв.м.

Костно брашно . Костното брашно освобождава калций по-бавно от варовика и няма добра разтворимост. Но е отличен фактор за умерено понижаване на киселинността, както и за попълване на недостига на фосфор. Особено потребен за разсад, луковици и кореноплодни култури. За едва кисели почви би трябвало да добавите 200 гр. брашно на 1 кв.м, за почви с висока киселинност – 500 гр. на 1 кв.м.

Яйчени черупки. Те не са в положение да предотвратят върховото изгниване, както имат вяра някои градинари, само че въпреки всичко ще донесат огромни изгоди за насажденията. Черупката се разлага постепенно, заради което калцият ще продължи да се отделя в почвата за дълго време. Добавя се по време на прекопаване в количество от 500 гр. на 1 кв.м.

И въпреки всичко – за какво калцият е толкоз значим за почвата?

Наличието на калций в почвата трансформира нейната конструкция, обезпечава по-добра аерация и водопропускливост на почвата. В резултат на това той е потребен както за растенията (корените се развиват свободно в рохкавия субстрат), по този начин и за градинаря (лехите се обработват по-лесно). Калцият също по този начин покачва биологичната интензивност на почвата: форсира разлагането на органичната материя, пренасочва химичните процеси към окислителните и трансформира трудноразтворимите съединения на калция и фосфора в по-подвижни. Това задейства азотфиксиращи и нитрифициращи бактерии, което води до възстановяване на храненето на растенията. И не на последно място, настоящите открития на учените през днешния ден потвърждават капацитета му да усъвършенства и форсира процесите на съгласуваност на въглероден диоксид във въглерод, трайно „ затворен “ в почвата, с което го трансформира във значим фактор и за битката с климатичните промени.

Като цяло, посредством поощряване на здравето на почвите, понижаване на ерозията, повишение на успеваемостта на асимилиране на питателните субстанции и понижаване на излъчванията на парникови газове, потреблението на калций в селското стопанство може да способства за напъните за намаляване на последствията от изменението на климата и за адаптиране към него.

Автор: Роман Рачков / Климатека

Роман Рачков е част от авторския екип на Климатека, той е агроном, експерт по тропично и субтропично земеделие, дълготраен специалист по интегрирана и биологична растителна отбрана. Председател е на Българската асоциация по биологична растителна отбрана, има ползи в региона на инвазивните типове инсекти в Европа.

В публикацията са употребявани материали от:

1. Itamar A. Shabtai et al, Calcium promotes persistent soil organic matter by altering microbial transformation of plant litter, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-42291-6
2. Почвознание: Учебник за агрономическите специалности на ВУЗ, 2015 година Проф. Гюро Ф. Гюров, доцент Недялка Артинова
3. Растениевъдство, А.Попов, К. Павлов, П. Попов, Земиздат
4. Европейски парламент, Екологичен потенциал одобри нова цел за въглеродни поглътители, която ускорява климатичните упоритости на Европейски Съюз за 2030 година