Kalcijam ir svarīga loma augu augšanā un attīstībā. Šūnu membrānas veselība ir ļoti svarīga augu šūnas izdzīvošanai un veselībai. Šūnu membrānu veselību var uzturēt tikai tad, ja ap membrānām ir pietiekami daudz Ca. Kalcijs ir arī neatņemama šūnu sienas sastāvdaļa, kur tas nodrošina stabilas, bet atgriezeniskas intramolekulāras saites starp pektīna molekulām, kā rezultātā rodas šūnu sienas stingrība. Turklāt ir zināms, ka Ca darbojas kā hormons, tādējādi regulējot daudzus augšanas un attīstības procesus augos.
Kalcijs augos pārvietojas ar ūdeni, un bumbuļos dabiski trūkst Ca
Botāniski bumbuļi ir stumbra audi. Salīdzinot ar auga virszemes stumbra daļu, bumbuļos ir ļoti maz Ca. Transpirācija ir galvenais Ca transportēšanas virzītājspēks augos. Tāpēc ksilemā kalcijs pārvietojas kopā ar ūdeni. Ir zināms, ka orgāni ar zemu transmisiju, piemēram, augļi un bumbuļi, cieš no Ca deficīta. Kartupeļu bumbuļos, ko ieskauj mitra augsne, būs daudz mazāk transpirācijas nekā augu virszemes daļām.
Līdz ar to bumbuļos, kas izdalās vāji, uzkrājas daudz mazāk kalcija nekā lapās un virszemes kātos. Ca deficīts bumbuļu audos ir vēl lielāks smilšainā augsnē audzētiem kartupeļiem, jo šajās augsnēs ir ļoti zems ūdenī šķīstošā Ca līmenis. Turklāt ar apūdeņošanu un lietus ūdenī šķīstošais Ca bieži tiek izskalots no kalna. Tādējādi augsne, kas ieskauj bumbuļus, saturēs ļoti zemu šķīstošo Ca, īpaši sezonas vidū un beigās, kad attīstās bumbuļi.
Bumbuļi iegūst Ca no apkārtējās augsnes, izmantojot sīkas saknes uz bumbuļiem un stoloniem
Tā kā bumbuļus ieskauj samērā mitra augsne, tie nevar konkurēt ar lapām par transpirācijas ūdens uzņemšanu. Bumbuļiem ir jāpaļaujas uz saknēm, kas atrodas to tiešā tuvumā (bumbuļu saknēm, bumbuļu-stolonu savienojuma saknēm un stolonu saknēm), lai transportētu ūdeni no augsnes. Tā kā Ca pārvietojas ksilemā kopā ar ūdeni, no tā izriet, ka kartupeļu bumbuļiem ir jātransportē Ca no augsnes tiešā tuvumā. Tas nozīmē, ka Ca mēslojuma ievietošana un laiks ir svarīgi, lai palielinātu bumbuļu kalciju.
Visefektīvākais veids, kā palielināt bumbuļu kalciju, ir piegādāt ūdenī šķīstošu Ca mēslojumu, ievadot to apūdeņošanas līnijā.
Tā kā bumbuļi attīstās sezonas vidū vai beigās, bumbuļu šķirošanas laikā būtu svarīgi pievienot papildu kalciju, kas ir ļoti kritisks smilšainās augsnēs. Zemas mitruma noturības dēļ smilšainās augsnes bieži apūdeņo 2–3 reizes nedēļā. Tādējādi kalna augšdaļu nepārtraukti mazgā apūdeņošana un lietus ar ūdeni, šķīstošās barības vielas pārvietojot uz kalna apakšējo daļu. Šīs barības vielas joprojām ir pieejamas veģetatīvai augšanai, izmantojot galveno sakņu sistēmu. Tomēr bumbuļiem, kas attīstās vēlīnā sezonā, nebūs piekļuves šīm barības vielām caur bumbuļu un / vai stolona saknēm.
Tāpēc efektīvs veids, kā uzlabot šķīstošo Ca kalnā, ir piegādāt šķidro kalcija mēslojumu cauri apūdeņošanas ūdenim bumbuļu pildīšanas periodā. Ir pieejami šķidrie mēslošanas līdzekļi, kas satur Ca nitrātu vai kalcija hlorīdu kā Ca avotu. Lielākajā daļā mūsu pētījumu Viskonsinas Universitātē mēs izmantojām apmēram 100–150 mārciņas kalcija uz akru, kas tika lietots trīs vai četros dalītos lietojumos (ar 2–3 nedēļu intervālu), sākot ar bumbuļu sākuma stadiju. Ja Ca avots satur N, piemēram, kalcija nitrātu, N pielietojums ir jāpielāgo, lai iegūtu sezonai vēlamo kopējo N.
Kādas ir iespējas neapūdeņotos apstākļos?
Kā minēts iepriekš, bumbuļi uzņem kalciju no apkārtējās augsnes; tādējādi Ca mēslojuma ievietošana kalnā ir labākais veids, kā uzlabot bumbuļu kalcija uzņemšanu. Ja Ca uzklāšana ar apūdeņošanas iekārtām nav iespējama, kalciju vislabāk ir uzklāt pēdējā nokalšanas laikā, sajaucot produktu augsnē. Smilšainās augsnēs, jo ir liels šķīstošā kalcija izskalošanās potenciāls no kalna virsotnes, var būt labāk izmantot mazāk šķīstošus produktus, piemēram, ģipsi. Smagākās augsnēs kalnā var iestrādāt šķīstošus produktus, piemēram, granulētu Ca nitrātu.
Vai mēs varam izmantot augsnes testus kā ceļvedi, lai noteiktu Ca mēslojuma normu?
Mūsu pētījumos kartupeļi pozitīvi reaģēja uz sezonas šķīstošā Ca lietošanu, kas audzēta augsnēs ar maināmu kalciju 300–1300 ppm. Tas ir 600–2600 mārciņas maināmā Ca uz akru. No šī plašā diapazona var redzēt, ka augsnes testi nav uzticams pasākums, lai noteiktu bumbuļu vajadzību pēc kalcija. Šķiet, ka lielākā daļa augsnes kalcija nav viegli šķīst ūdenī un tāpēc nav pieejama bumbuļiem. Protams, jo augstāks ir augsnes tests Ca, jo labāk tas ir bumbuļu kalcija uzņemšanai. Turklāt kalcijs kā daļa no kopējā augsnes bāzes piesātinājuma ir svarīgs. Labā augsnē jāsatur vismaz 60% Ca no kopējās bāzes (Ca+Mg+K).
Ca var ietekmēt stublāju skaitu, bumbuļu komplektu un izmēru
Kopumā Ca palielināšanās augsnē samazina stublāju skaitu, kas nozīmē mazāk, bet lielākos bumbuļus. Tas būs atkarīgs no augsnes testa kalcija. Ja augsnes pārbaude uzrāda jau augstu augsnes Ca, šī ietekme var nebūt tik nozīmīga.
Kāds ir vēlamais kalcija līmenis bumbuļu audos, uz kuriem esam vērsti?
Bumbuļu kalcija koncentrācija ir ģenētiska iezīme un atšķiras dažādās šķirnēs. Kopumā rūsganu šķirņu Ca koncentrācija bumbuļos parasti ir augstāka nekā skaidu šķirnēm. Tomēr visas šķirnes pozitīvi reaģē uz sezonas kalcija mēslojumu. Daudzās šķirnēs tiek uzskatīts, ka kalcija koncentrācija iekšējos bumbuļu audos ir aptuveni 200 ppm.
Kādas ir Ca lietošanas priekšrocības?
- Samazināta uzglabāšanas puve
- Samazināts iekšējo defektu, tostarp dobu sirds, brūnu plankumu, melnu plankumu sasitumu skaits
- Samazināta siltuma un aukstuma spriedzes ietekme uz augiem un samazināta bumbuļu iekšējās siltuma nekrozes sastopamība
- Uzlabota sēklu gabalu kvalitāte un asnu veselība (izturīgāks augs). Augošais asns no sēklas bumbuļa sākotnēji (pirms sakņu sistēmas izveidošanās) saņem Ca no sēklas bumbuļa. Ja sēklas bumbuļos ir Ca deficīts, var tikt bojāts asnu gals, izraisot sānu zaru augšanu un stumbra skaita palielināšanos. Tā rezultātā palielināsies bumbuļu komplekts un samazināsies bumbuļu izmērs.