Кальцій відіграє важливу роль у рості та розвитку рослин. Здоров'я клітинної мембрани дуже важливо для виживання та здоров'я рослинної клітини. Здоров'я клітинних мембран можна підтримувати лише за наявності достатньої кількості Са навколо мембран. Кальцій також є невід’ємною частиною клітинної стінки, де він забезпечує стабільні, але оборотні внутрішньомолекулярні зв’язки між молекулами пектину, що призводить до жорсткості клітинної стінки. Крім того, відомо, що Ca діє як гормон, таким чином регулюючи багато процесів росту та розвитку рослин.
Кальцій у рослинах переміщується з водою, а бульби мають природний дефіцит Ca
З ботанічної точки зору бульби є тканиною стебла. У порівнянні з надземною частиною стебла рослини бульби містять дуже мало Ca. Транспірація є основною рушійною силою транспорту кальцію в рослинах. Таким чином, кальцій рухається разом з водою в ксилемі. Відомо, що органи з низькою транспірацією, такі як фрукти та бульби, страждають від дефіциту кальцію. Бульби картоплі, будучи оточеними вологим ґрунтом, матимуть набагато меншу транспірацію, ніж надземні частини рослини.
Отже, бульби з низькою транспірацією накопичують набагато менше кальцію, ніж листя та надземні стебла. Дефіцит кальцію в тканинах бульб навіть більший для картоплі, вирощеної на піщаному ґрунті, через дуже низький рівень водорозчинного кальцію в цих ґрунтах. Крім того, при зрошенні та дощі розчинний у воді Ca часто вимивається з пагорба. Таким чином, ґрунт навколо бульб буде містити дуже низький вміст розчинного Ca, особливо в середині та наприкінці сезону, коли розвиваються бульби.
Бульби отримують Ca з навколишнього ґрунту через крихітні корінці на бульбах і столони
Оскільки бульби оточені відносно вологим ґрунтом, вони не можуть конкурувати з листям за транспіраційне поглинання води. Для транспортування води з ґрунту бульбам доводиться покладатися на коріння, які знаходяться в безпосередній близькості від них (коріння бульби, корені, що з’єднуються з бульбою та столоном, і корені столона). Оскільки Ca рухається в ксилемі разом з водою, то бульби картоплі повинні транспортувати Ca з ґрунту в безпосередній близькості від них. Це означає, що як розміщення, так і час внесення кальцієвих добрив важливі для підвищення рівня кальцію в бульбах.
Найефективніший спосіб підвищити вміст кальцію в бульбах – це внесення водорозчинного кальційового добрива шляхом подачі в зрошувальну лінію.
Оскільки бульби розвиваються в середині та пізній частині сезону, було б важливо додати додатковий кальцій під час наповнення бульб, що є дуже критичним у піщаних ґрунтах. Через низьку вологоємність піщані ґрунти часто зрошують 2–3 рази на тиждень. Таким чином, верхня частина пагорба постійно омивається зрошенням і дощем водою, переміщуючи розчинні поживні речовини в нижню частину пагорба. Ці поживні речовини залишаються доступними для вегетативного росту через основну кореневу систему. Однак бульби, що розвиваються в кінці сезону, не матимуть доступу до цих поживних речовин через бульби та / або коріння столону.
Таким чином, ефективним способом підвищити вміст розчинного кальцію в підгортанні є внесення рідких кальцієвих добрив через поливну воду в період нарощування бульб. Доступні рідкі добрива, що містять нітрат кальцію або хлорид кальцію як джерело кальцію. У більшості наших досліджень в Університеті Вісконсіна ми використовували приблизно 100-150 фунтів кальцію на акр, який вносили в три-чотири роздільні внесення (інтервали в 2-3 тижні), починаючи зі стадії появи бульб. Якщо джерело кальцію містить N, наприклад нітрат кальцію, застосування азоту слід скоригувати, щоб отримати бажаний загальний азот для сезону.
Які варіанти пропонуються в неполивних умовах?
Як зазначалося раніше, бульби поглинають кальцій із навколишнього ґрунту; таким чином, розміщення кальційових добрив у пагорбі є найкращим способом покращити поглинання кальцію бульбою. Якщо застосування кальцію за допомогою зрошувального обладнання не є варіантом, найкраще застосовувати кальцій під час останнього підгортання, змішуючи продукт із ґрунтом. У піщаних ґрунтах, через високий потенціал вимивання розчинного кальцію з вершини пагорба, може бути краще використовувати менш розчинні продукти, такі як гіпс. У більш важких ґрунтах розчинні продукти, такі як гранульований нітрат кальцію, можуть бути включені в пагорб.
Чи можемо ми використовувати аналізи ґрунту як орієнтир для визначення норми добрива Ca?
У наших дослідженнях картопля позитивно відреагувала на внесення розчинного кальцію в сезон, вирощену на ґрунтах з обмінним кальцієм 300-1300 ppm. Це становить 600-2600 фунтів обмінного Ca на акр. З цього широкого діапазону можна побачити, що аналізи ґрунту не є надійним заходом для визначення потреби бульб у кальції. Виявляється, більша частина кальцію в ґрунті нерозчинна у воді, а отже, недоступна для бульби. Звісно, що вищий показник Ca у ґрунті, то краще це для поглинання кальцію бульбою. Крім того, важливе значення має кальцій як частина загальної насиченості ґрунту основами. Хороший ґрунт повинен містити не менше 60% Ca від загальної кількості основ (Ca+Mg+K).
Ca може впливати на кількість стебел, зав’язування та розмір бульб
Загалом збільшення Ca у ґрунті призводить до зменшення кількості стебел, що призводить до зменшення кількості, але більших бульб. Це буде залежати від рівня кальцію в грунті. Якщо тест ґрунту показує вже високий рівень кальцію ґрунту, цей вплив може бути не таким значним.
Який бажаний рівень кальцію в тканині бульби, на яку ми націлені?
Концентрація кальцію в бульбах є генетичною ознакою і залежить від сорту. Загалом червоно-коричневі сорти, як правило, мають більшу концентрацію кальцію в бульбах, ніж сорти чипсів. Проте всі сорти позитивно реагують на підживлення кальцієм у сезон. Для багатьох сортів бажана концентрація кальцію близько 200 ppm у внутрішній тканині бульби.
Які переваги застосування Ca?
- Зниження гнилі зберігання
- Зниження частоти внутрішніх дефектів, включаючи порожнисте серце, коричневі плями, синці чорних плям
- Знижений вплив тепла та холодних стресів на рослину та зменшення частоти внутрішнього теплового некрозу бульби
- Покращена якість насіннєвого матеріалу та здоров’я паростків (більш міцна рослина). Паросток, що росте з насіннєвої бульби, отримує Са спочатку (до розвитку кореневої системи) з насіннєвої бульби. Якщо насіннєва бульба має дефіцит кальцію, кінчик паростка може бути пошкоджений, що призведе до зростання бічних гілок і збільшення кількості стебел. Це призведе до збільшення зав’язування бульб і зменшення розміру бульб.