Wapń odgrywa ważną rolę we wzroście i rozwoju roślin. Zdrowie błony komórkowej jest bardzo istotne dla przetrwania i zdrowia komórki roślinnej. Zdrowie błon komórkowych można utrzymać jedynie w obecności wystarczającej ilości Ca wokół błon. Wapń jest również integralną częścią ściany komórkowej, gdzie zapewnia stabilne, ale odwracalne wiązania wewnątrzcząsteczkowe pomiędzy cząsteczkami pektyny, co powoduje sztywność ściany komórkowej. Ponadto wiadomo, że Ca działa jak hormon, regulując w ten sposób wiele procesów wzrostu i rozwoju roślin.
Wapń w roślinach przemieszcza się wraz z wodą, a bulwy mają naturalny niedobór Ca
Z botanicznego punktu widzenia bulwy są tkanką łodygi. W porównaniu z nadziemną częścią łodygi bulwy zawierają bardzo mało Ca. Główną siłą napędową transportu Ca w roślinach jest transpiracja. Dlatego wapń przemieszcza się wraz z wodą w ksylemie. Wiadomo, że narządy o niskiej transpiracji, takie jak owoce i bulwy, cierpią na niedobór Ca. Bulwy ziemniaka otoczone wilgotną glebą będą miały znacznie mniejszą transpirację niż nadziemne części rośliny.
W rezultacie bulwy o niskiej transpiracji gromadzą znacznie mniej wapnia niż liście i łodygi nadziemne. Niedobory Ca w tkance bulw są jeszcze większe w przypadku ziemniaków uprawianych na glebach piaszczystych ze względu na bardzo niski poziom Ca rozpuszczalnego w wodzie w tych glebach. Co więcej, podczas nawadniania i deszczu rozpuszczalny w wodzie Ca jest często wypłukiwany ze wzgórza. Zatem gleba otaczająca bulwy będzie zawierać bardzo mało rozpuszczalnego Ca, zwłaszcza w środkowej i późnej części sezonu, kiedy rozwijają się bulwy.
Bulwy pobierają Ca z otaczającej gleby poprzez drobne korzenie na bulwach i rozłogach
Ponieważ bulwy otoczone są stosunkowo wilgotną glebą, nie mogą konkurować z liśćmi w pobieraniu wody transpiracyjnej. Transport wody z gleby musi polegać na korzeniach znajdujących się w ich bliskim sąsiedztwie (korzenie bulw, korzenie łączące bulwę z rozłogiem i korzenie rozłogów). Ponieważ Ca przemieszcza się w ksylemie wraz z wodą, bulwy ziemniaka muszą transportować Ca z pobliskiej gleby. Oznacza to, że zarówno rozmieszczenie, jak i czas nawozu Ca jest ważne dla zwiększenia zawartości wapnia w bulwach.
Najskuteczniejszym sposobem wzbogacenia wapnia w bulwach jest dostarczenie rozpuszczalnego w wodzie nawozu Ca poprzez wprowadzenie go do linii nawadniającej
Ponieważ bulwy rozwijają się w połowie lub późnej części sezonu, ważne jest, aby uzupełniać wapń podczas pęcznienia bulw, co jest bardzo ważne w glebach piaszczystych. Ze względu na niską zdolność zatrzymywania wilgoci gleby piaszczyste są często nawadniane 2-3 razy w tygodniu. W ten sposób górna część wzgórza jest stale myta przez nawadnianie i deszcz wodą, przenosząc rozpuszczalne składniki odżywcze do dolnej części wzgórza. Te składniki odżywcze pozostają dostępne dla wzrostu wegetatywnego poprzez główny system korzeniowy. Jednak bulwy rozwijające się w późnym sezonie nie będą miały dostępu do tych składników odżywczych poprzez korzenie bulw i / lub stolonu.
Dlatego skutecznym sposobem zwiększenia zawartości rozpuszczalnego Ca w wzgórzu jest dostarczanie płynnych nawozów wapniowych przez wodę do nawadniania w okresie pęcznienia bulw. Dostępne są nawozy płynne zawierające azotan wapnia lub chlorek wapnia jako źródło Ca. W większości naszych badań na Uniwersytecie Wisconsin zużyliśmy około 100–150 funtów wapnia na akr, aplikowano go w trzech lub czterech podzielonych aplikacjach (w odstępach 2–3 tygodni), zaczynając od etapu zawiązywania bulw. Jeśli źródło Ca zawiera N, np. azotan wapnia, dawkę N należy dostosować, aby uzyskać pożądaną całkowitą ilość N w sezonie.
Jakie są możliwości w warunkach nienawadnianych?
Jak wspomniano wcześniej, bulwy pobierają wapń z otaczającej gleby; dlatego najlepszym sposobem na zwiększenie pobierania wapnia przez bulwę jest umieszczenie nawozu Ca na wzgórzu. Jeśli nie ma możliwości zastosowania Ca za pomocą sprzętu do nawadniania, najlepiej zastosować wapń w czasie ostatniego sadzenia, mieszając produkt z glebą. Na glebach piaszczystych, ze względu na duży potencjał wymywania rozpuszczalnego wapnia ze szczytu wzniesienia, lepszym rozwiązaniem może być użycie produktów mniej rozpuszczalnych, takich jak gips. W przypadku gleb cięższych do wzgórza można dodać produkty rozpuszczalne, takie jak granulowany azotan Ca.
Czy możemy wykorzystać badania gleby jako wskazówkę przy ustalaniu dawki nawozu Ca?
W naszych badaniach ziemniaki pozytywnie reagowały na sezonowe stosowanie Ca rozpuszczalnego, uprawiane na glebach zasobnych w wapń wymienny w ilości 300-1300 ppm. Daje to 600-2600 funtów wymiennego Ca na akr. Z tak szerokiego zakresu można zauważyć, że badania gleby nie są wiarygodną metodą określenia zapotrzebowania bulw na wapń. Wygląda na to, że większość wapnia w glebie nie jest łatwo rozpuszczalna w wodzie i dlatego nie jest dostępna dla bulwy. Oczywiście im wyższy poziom Ca w glebie, tym lepsze pobieranie wapnia przez bulwy. Ponadto ważny jest wapń wchodzący w skład całkowitego nasycenia gleby zasadą. Dobra gleba powinna zawierać co najmniej 60% Ca w stosunku do wszystkich zasad (Ca+Mg+K).
Ca może wpływać na liczbę łodyg, zawiązywanie bulw i wielkość
Ogólnie rzecz biorąc, wzrost zawartości Ca w glebie powoduje zmniejszenie liczby łodyg, co przekłada się na mniejszą liczbę, ale większych bulw. Będzie to zależeć od zawartości wapnia w glebie. Jeśli badanie gleby wykaże już wysoki poziom Ca w glebie, efekt ten może nie być tak znaczący.
Jaki jest pożądany poziom wapnia w docelowej tkance bulw?
Stężenie wapnia w bulwach jest cechą genetyczną i różni się w zależności od odmiany. Ogólnie rzecz biorąc, odmiany rdzawe mają zwykle wyższe stężenie Ca w bulwach niż odmiany chipowe. Jednakże wszystkie odmiany pozytywnie reagują na sezonowe nawożenie wapniem. U wielu odmian za pożądaną uważa się zawartość wapnia w wewnętrznej tkance bulwy na poziomie około 200 ppm.
Jakie są korzyści ze stosowania Ca?
- Zmniejszona zgnilizna magazynowa
- Zmniejszona częstość występowania wad wewnętrznych, w tym wklęsłości serca, brązowych plam, siniaków z czarną plamką
- Zmniejszony wpływ stresów cieplnych i zimna na roślinę oraz zmniejszona częstość występowania wewnętrznej martwicy cieplnej bulw
- Poprawiona jakość nasion i zdrowie kiełków (silniejsza roślina). Kieł rosnący z bulwy nasiennej pobiera Ca początkowo (zanim rozwinie się system korzeniowy) z bulwy nasiennej. Jeśli w bulwie nasiennej brakuje Ca, wierzchołek pędu może zostać uszkodzony, co może skutkować wzrostem gałęzi bocznych i zwiększeniem liczby łodyg. Spowodowałoby to zwiększenie zawiązywania bulw i zmniejszenie rozmiaru bulw.