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鈣在元素週期表中屬第二主族鹼土金屬元素,對植物有效的形態是陽離子形態,而且是主要土壤交換性鹽基陽離子。

地殼中含鈣量約為3.64%,較其它植物養分更多。常以鈣離子(Ca2+)形態被吸收,它在葉片中大量存在。其正常濃度為0.2~1.0%。細胞液中鈣以游離Ca2+形態存在,也與一些非移動性有機離子如羧酸、磷酰胺、酚羥基離子相連接。它可以草酸鈣、碳酸鈣和磷酸鈣沉澱出現在液泡中。許多種子中有肌醇六磷酸鈣鎂。

目前專門施鈣的不多,主要還是施石灰改良酸性土壤時帶入的鈣。如果酸性土壤上種植耐酸作物馬鈴薯、茶樹、蕎麥、煙草、花生等一般不施石灰;種植水稻、蠶豆、豌豆、甜菜、油菜等少量施用石灰;種植耐酸性差的棉花、大豆、大麥、小麥、玉米、苜蓿是才施大量石灰。

土壤含鈣量差異極大,濕潤地區土壤鈣含量低、砂質土壤含鈣量低,石灰性土壤含鈣量高。含鈣量大於3%時一般表示土壤中存在碳酸鈣。

土壤鈣的來源形成於土壤岩石中。鈣長石(CaAl2Si2O8)是鈣最主要的原生礦物。其它一些礦物也提供少量鈣,包括鈉長石、輝石、閃石(角閃石)、黑云母、綠簾石礦物、磷灰石和一些硼硅酸鹽。

方解石(CaCO3)常是半乾旱、乾旱地區土壤的主要鈣源。白雲石[Ca,Mg(CO3)2]也可與方解石共生。一些旱區土壤中也有石膏(CaSO4·2H2O),分解時釋放出鈣。

釋出的鈣在土壤溶液中去向比較簡單:(1)隨排水損失;(2)被生物吸收;(3)吸附在粘土顆粒上;(4)作為鈣次生化合物再沉澱,尤其是干旱氣候下如此。

鈣極易從土壤中損失。鈣的淋失量比鈉還多。鈣是滲漏水、泉水、河水、湖水中最多的離子。濕潤地區土壤因過度淋洗移走鈣和其它鹽基陽離子,常使表層土壤呈酸性,在濕潤地區即使是石灰岩生成的土壤也難免呈酸性。土壤溶液中溶有二氧化碳(CO2), 通過土壤下滲時,形成的碳酸置換出交換性複合體上的鈣及其它鹽基陽離子,土壤會逐漸變酸。乾旱地區土壤含鈣量一般較高,許多干旱地區土壤剖面中都有碳酸鈣 或硫酸鈣次生沉積物。農業土壤很少因缺鈣而減產,大多數酸性土壤所含鈣量也足以滿足植物生長。較常見的是果實和儲存器官間接缺鈣。原因是生長迅速而內部供 鈣受到限制。

植物以鈣離子(Ca2+) 形態吸收土壤溶液中的鈣,可能通過根系截獲接觸交換來吸收。除高度淋溶的土壤外,大多數植物所需的大量鈣通過質流運到根表面。在富含鈣的土壤中,根系附近 可能積累大量鈣,出現比植物生長所需更高濃度的鈣時一般不影響植物吸收。因為植物吸收鈣受遺傳因素控制。雖然土壤溶液中Ca2+濃度常10倍於K+濃度,但其吸收量卻遠不及K+,因為鈣只能被內皮層細胞壁尚未栓化的幼嫩根尖吸收,所以植物吸鈣能力有限。

濕 潤地區酸性土壤中的鈣主要以交換態和未分解原生礦物存在。土壤中大量鈣、鋁和氫離子存在於交換性複合體上。交換態和溶解態處於動態平衡中。如果溶液中的鈣 離子淋失或被植物移取後,就從交換性複合體上交換出一些鈣進入溶液,如果因施用鈣肥土壤溶液中鈣濃度(或活度)增大,交換性複合體便吸附一些鈣。在不含方 解石、白雲石或石膏的土壤中,交換性鈣量決定土壤溶液中鈣的含量。鈣、鎂、鉀三種交換性陽離子常爭奪交換位點。三者和適當比例相當重要。這個問題已在「土 壤和肥料中的鉀」一節中討論過。NH4+K+Mg2+Mn2+Al3+降低吸收Ca2+,而NO3增加Ca2+吸收。

鈣常在施用過磷酸鈣、重過磷酸鈣等磷肥時施入土壤。

早在希臘和羅馬時代石膏已被用作肥料,對硫對鈣都有價值,又是鹼性土壤改良劑。鈣置換出土壤粘粒上的鈉,硫酸鈉隨水排出,可使土壤絮凝、透水性更好。

酸性土壤上施用的石灰材料中也有鈣,既能降低土壤酸度,又為作物提供鈣養分。

最近也有使用硝酸鈣肥的。這是一種既含氮又含鈣的肥料,溶解性好,可配製葉面噴施溶液。但吸濕性較大。

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