Кальций является химическим элементом 2-й группы и принадлежит к щелочноземельным металлам. В нормальных условиях имеет серебристо-белый цвет. Вещество относится к числу элементов, без которых нельзя представить нормальную жизнедеятельность большинства организмов. Несмотря на высокую химическую активность, кальций не так активен, как более тяжелые металлы. Он вступает в реакции с кислородом и влагой, находящейся в воздухе, в результате чего его поверхность становится более тусклой.
Роль кальция в жизни растений
Как и для человеческого организма, кальций играет важнейшую роль для растений, так как непосредственно участвует в их развитии, обеспечивая сбалансированное питание и рост. В частности, вещество задействовано в метаболических процессах, обмене углеводов и белковых компонентов. Также без него не добиться правильной структуры клеточных стенок. Дефицит кальция приводит к снижению усвоения крахмала и белков, которые важны для молодых листьев и растущих побегов. При этом его высокий уровень повышает устойчивость к различным болезням.
Среди других важных свойств кальция:
- Регулировка водного баланса.
- Обеспечение связи между кислотами почвы.
- Создание оптимальных условий для развития корневой системы.
- Помощь в поглощении важных элементов питания.
Дефицит кальция чреват сразу несколькими последствиями – во-первых, деформируются клетки растений, во-вторых, нарушается формирование покровных тканей. Также наблюдается замедление роста корней, которые даже могут покрываться слизью и в последствии загнивать. Решить проблему недостатка кальция отчасти помогает известкование.
Нетрудно догадаться, насколько важен кальция для растений, и как сильно может нанести вред значительное снижение его концентрации. Если уровень вещества будет близок к критически низким отметкам, запустится процесс, при котором количество ионов аммония и молибдена снизится, а подвижность цинка и марганца наоборот повысится. Свою роль играет и ограниченная мобильность самого кальция, которая прогрессирует при высоком содержании ионов водорода и других катионов в почвенном растворе.
Концентрация кальция в разных видах почв
Как правило, почвы обеспечены кальцием в достаточной степени, чтобы не применять каких-либо мер по устранению переизбытка или дефицита. Это также связано с тем, что большая часть вещества находится в вегетативной части растений, из-за чего выводится с урожаем в малом количестве. Потери кальция преимущественно связаны с осадками, которые постепенно вымывают его из почвы. Степень потери зависит от множества факторов, а именно:
- Гранулометрического состава.
- Интенсивности и продолжительности осадков.
- Вида растений.
- Форм и количества используемых удобрений.
С учетом перечисленных факторов, вывод кальция из пахотного слоя может достигать от 30-50 до 200-400 кг/га и выше. ПДК вещества при этом не установлена.
Базовое содержание кальция определяется принадлежностью почвы к определенному типу. Так, в подзолистых почвах содержится 0,73% кальция, в серых лесных – 0,9%, черноземах – 1,44%. Больше всего вещества можно обнаружить в сероземах – до 6,04%. Щелочноземельный металл присутствует в грунте как в виде простых солей, таких как хлориды, нитраты, карбонаты и сульфаты, так и в обменно-поглощенном состоянии.
Определение кальция в почве
Чтобы определить содержание кальция в почве, проводятся лабораторные исследования. Они начинаются с отбора проб – для точности анализа образцы берутся с несколько мест на участке. Это также позволит получить более полную картину. Далее пробы доставляются в лабораторию, где готовятся почвенные вытяжки. Именно они станут основой дальнейшего исследования. Для анализа используется один из двух методов – атомно-абсорбционный или комплексонометрический.
Определение кальция атомно-абсорбционным методом
Атомно-абсорбционное определение кальция в почве подразумевает извлечение обменного вещества при помощи раствора хлористого калия, а также последующий замер поглощения света атомами тестируемых элементов, которые образуются в пламени. Для достижения такого эффекта в процессе вводится анализируемый раствор. Чтобы избежать погрешностей, возникающих из-за влияния инородных компонентов, в атомизируемые растворы добавляется избыток стронция.
В рамках анализа содержание кальция определяют двумя путями – с использованием газовой смеси пропан-бутан-воздух или ацетилен-воздух. Также учитывается факт насыщения основания почвенных горизонтов.
- Первый тип анализа подразумевает отбор 2-5 см3 фильтратов и растворов сравнения, а также добавление рабочего раствора стронция – в каждую колбу вливается по 50 см3. Полученный раствор проходит обработку пламенем, в рамках которой измеряется степень поглощения света – в случае с кальцием используется аналитическая линия 422,7 нм.
- Анализ с применением смеси ацетилен-воздух выделяется меньшим объемом фильтратов – от 0,2 до 1 см3. В остальном порядок проведения процедур идентичный, в том числе добавление 50 см3 раствора в емкости с фильтратами.
Для обработки результатов фотометрирования строится градуировочный график, в который вносятся показания атомно-абсорбционного спектрофотометра. Концентрацию кальция получают путем вычитания результата холостого хода из значения, полученного во время построения градуировочного графика. Результатом считается значение, полученное при единичном определении вещества.
Комплексонометрическое определение кальция
Основным этапом комплексонометрического анализа почвы является титрование кальция трилоном Б. В роли индикатора выступает кислотный темно-синий хром или мурексид. Данный метод используется только в том случае, если pH в вытяжках находится выше значения 4,5.
В начале анализа в колбу конической формы (также подойдет химический стакан) добавляется 5 или 10 см3 фильтрата – количество зависит от того, насыщенны или не насыщенны основаниями почвенные горизонты. После этого в пробу вносится около 50 см3 очищенной воды, а также 0,5 см3 раствора гидроксиламина гидрохлорида. При добавлении последнего происходит непрерывное помешивание.
Далее кальций титруется раствором трилона Б до момента, пока розовая окраска не приобретет сиреневый оттенок. Также титруют и холостой образец. После завершения процедуры регистрируется расход трилона Б по бюретке. Концентрацию кальция также определяют путем построения градуировочной шкалы.
Проведение анализов в аккредитованной лаборатории
Московская лаборатория «НОРТЕСТ» обладает необходимыми возможностями и разрешениями для проведения исследования почвы и воды с целью определения точного состава проб, а также концентрации отельных веществ и соединений. Чтобы установить содержание кальция, мы используем современные методы, которые утверждены государственными стандартами. Наши отчеты могут использоваться для анализа текущего состояния грунта, а также разработки решений по оптимизации его состава.