'Gratis aluminium' kan u duizenden dollars kosten in opbrengst en kwaliteit

Dingen die onzichtbaar zijn, zijn niet noodzakelijkerwijs onbelangrijk:zuurstof, koolmonoxide en zwaartekracht, om er maar een paar te noemen. Dit geldt zowel in de grond als bovengronds. Hoewel we de neiging hebben om aan aarde te denken als 'zand, slib en klei', zitten er veel enorm belangrijke dingen in die onzichtbaar of nauwelijks zichtbaar zijn voor het blote oog. Dit geldt voor een groot deel van het bodemecosysteem:bacteriën, virussen, enorme netwerken van microscopische schimmels, angstaanjagende bodeminsecten, afschuwelijke mijten, uitgestrekte plantenwortels, rottend plantenmateriaal, allerlei soorten [van nature voorkomende] chemicaliën. Populaties van bodemorganismen schommelen enorm, afhankelijk van de omgevingsomstandigheden vinden overal complexe chemische reacties plaats - het is een oorlog waarin chemische en biologische wapens de norm zijn, en toch is er op de een of andere manier orde, schoonheid en een beetje voorspelbaarheid! En toch is het meeste ervan onzichtbaar.

Laten we inzoomen op een economisch belangrijk maar ondergewaardeerd element in de bodem:aluminium. Tenzij iemand eerder uw aandacht heeft gevestigd op bodemaluminium, heeft u er misschien nog niet veel over nagedacht. Het klinkt vreselijk oninteressant, nietwaar?! Lees alleen verder als u denkt dat gewasopbrengst, kwaliteit en winstgevendheid van de boerderij interessant zijn, want aluminium is bij allemaal betrokken.

Hoe is aluminium in mijn aarde terechtgekomen?

Een aantal jaren geleden had ik een gesprek met een persoon die verrast en niet een beetje verontrust was dat aluminium op de een of andere manier zijn weg naar hun bodem! Het was waarschijnlijk een troost voor hen om te horen dat aluminium natuurlijk is en overvloedig aanwezig in de aardkorst, en niet alleen het resultaat is van zwerfafval, samenzweringen van de overheid, industriële vervuiling of de Russische regering. In feite is aluminium goed voor maar liefst 8% van het gewicht van de aardkorst, waardoor het het op twee na meest voorkomende element op aarde is, na zuurstof en silicium.

Misschien vindt iemand ooit een uitzondering, maar voor zover ik weet, is aluminium geen essentiële voedingsstof voor alle levend organisme . Aluminium is voor het grootste deel een onderdeel van veel stabiele bodemmineralen die volkomen veilig zijn om te hanteren en voor planten om in te groeien. Aluminium in de bodem wordt problematisch in veel teeltsystemen wanneer de bodem zuur is (d.w.z. lage pH). Onder zure bodemomstandigheden verschuift aluminium in toenemende mate van de onoplosbare minerale fase naar oplosbare fasen die vaak worden aangeduid als 'vrij aluminium' en aangeduid als 'Al ³⁺ '. Gratis aluminium is een aantal kostbare agronomische problemen.

Als gratis aluminium echt een probleem is, waarom heb ik er dan nog nooit van gehoord?

Vrij aluminium is aanwezig op gewastoxische niveaus in 1,7 miljard hectare alleen al in de tropen, en kan, althans op een secundaire manier, betrokken zijn bij wijdverbreide armoede, ondervoeding en hongersnood in die regio's. In het noordoosten van de V.S. kunnen bodemvruchtbaarheidsproblemen waarbij aluminium betrokken is (schat ik) leiden tot opbrengstverliezen van meer dan 30% als ze niet op de juiste manier worden beheerd. Verdere verliezen ontstaan ​​door verminderde voerkwaliteit. Tussen verloren oogstopbrengst en verminderde voerkwaliteit, kan de totale economische impact van vrij aluminium in de bodem gemakkelijk meer dan $ 200/ac/jaar bedragen in melkveeteeltsystemen. Het is veilig om te zeggen dat gratis aluminium ertoe heeft geleid dat sommige boerderijen/velden erbarmelijk hebben gepresteerd en zelfs zijn gefaald.

De belangrijkste reden waarom we in de VS niet meer horen over vrij aluminium in de bodem, is omdat we de neiging hebben om meer te praten over de pH van de bodem dan over aluminium. De pH van de bodem heeft een krachtige invloed op de bodemchemie. Toenemende zuurgraad zorgt ervoor dat vrij aluminium veel overvloediger aanwezig is, en dit veroorzaakt veel 'stroomafwaartse' agronomische effecten.

Voor het grootste deel is de focus op pH in plaats van aluminium gepast omdat 1) we aluminium niet fysiek uit de bodem kunnen verwijderen; 2) problemen met aluminium zijn sterk gecorreleerd met de pH van de bodem; 3) de aluminiumgerelateerde problemen kunnen over het algemeen in de loop van de tijd worden verminderd door de pH aan te passen; en 4) pH beïnvloedt meer dan alleen het vermogen van aluminium:hoewel het allemaal essentiële voedingsstoffen voor planten zijn, kunnen ijzer, mangaan en calcium allemaal problemen met voedingsstoffen veroorzaken bij bepaalde pH-bereiken van de bodem.

Bij een matig lage pH (4,5-6,2) zijn de belangrijkste problemen die vrij aluminium oplevert voor groeiende gewassen:

• Bindt (immobiliseert) oplosbaar fosfaat, waardoor het niet beschikbaar is voor gewassen opname . Hoeveel ophef we ook maken over fosforbeheer waar ik woon in Vermont, VELE hectaren landbouwgrond in de staat hebben een ernstig tekort aan fosfor. Dit probleem wordt voor een groot deel veroorzaakt door de zuurgraad van de bodem. Het vrije aluminium dat vrijkomt als gevolg van de zuurgraad van de bodem bindt graag en sterk oplosbaar fosfaat, waardoor het niet beschikbaar is voor opname in het gewas.

• Verdringing van andere positief geladen plantenvoedingsstoffen die, in tegenstelling tot aluminium, essentieel zijn . ‘Kationenuitwisselingscapaciteit’ (CEC op uw bodemtestrapport) is een indicatie van het vermogen van een bepaalde bodem om positief geladen atomen (ionen) op te slaan, zoals calcium (Ca ²⁺ ), kalium (K ⁺ ), en magnesium (Mg ²⁺ ). Zie CEC als de 'voorraadkast' van de bodem . Typische CEC-niveaus in landbouwbodems in Vermont-bodems variëren van 4 tot 25 meq/100g. Klei en organische stof in de bodem verhogen de CEC en zijn in wezen de planken in de voorraadkast. Onder zure omstandigheden neemt vrij aluminium resoluut meer van de CEC-posities in en verdringt het een variabel deel van die andere voedingsstoffen die anders op die posities zouden zitten.

Goed nieuws en slecht nieuws

Gezien het feit dat gratis aluminium 1) overvloedig is en altijd is geweest; 2) niet-essentieel; 3) biologisch problematisch, het is niet verwonderlijk dat veel organismen manieren hebben om hun aanwezigheid in hun omgeving te beheersen. Een van de best begrepen afweermechanismen van plantenwortels is de afscheiding van organische zuren (zoals citroenzuur en appelzuur) die vrij aluminium 'cheleren' (d.w.z. binden). Dat is het goede nieuws .

Het slechte nieuws is dat 1) alle verdedigingen grenzen hebben; en 2) bepaalde plantensoorten hebben een betere afweer tegen aluminiumtoxiciteit dan andere. Onder een pH van 4,5 is de overvloed aan vrij aluminium voor veel plantensoorten zo overweldigend dat de normale afweermechanismen van planten vaak niet voldoende zijn. In deze situaties omvatten directe en indirecte toxiciteit voor plantenwortels en -systemen gewoonlijk:

• Ondergroeide primaire wortelgroei door remming van celdeling en verlenging
• Remming van de vorming van zijwortels.
• Verminderde worteldiameter en grotere broosheid van de wortels.
• Vermindering van wortelhaarontwikkeling.
• Beschadigde structuur en verstoorde functie van celmembraan nes.
• Meer willekeurige wortelvertakkingspatronen.
• Verstoorde signaal-/communicatieroutes binnen en tussen plantencellen.
• Interferentie met de opname en het metabolisme van essentiële voedingsstoffen (op moleculair niveau) niveau, niet alleen vanwege een slechte wortelontwikkeling).
• Verhoogde gevoeligheid voor secundaire (opportunistische) ziekten.
• Niet verrassend, verminderde opname van water en voedingsstoffen, en uiteindelijk verminderde gewasopbrengst.

De pH van mijn grond is 5,6, wat hoog genoeg is om de toxiciteit van vrij aluminium geen probleem te laten zijn.

Er zijn twee dingen die u in gedachten moet houden voordat u concludeert dat uw matige zuurgraad geen agronomisch en economisch probleem is voor uw boerderij. Eerst , onder dergelijke omstandigheden wordt de beschikbaarheid van fosfor negatief beïnvloed door vrij aluminium. Hoewel hoge fosforgehaltes op sommige velden in Vermont een probleem vormen, veel van de rapporten van de grondtest die ik van Oostelijk Vermont zie zijn aan de lage kant. Sommige zijn extreem laag. Omdat er een zeer sterke relatie bestaat tussen het beschikbare bodemfosfaat en de gewasopbrengst, moeten boeren gealarmeerd zijn als hun bodemonderzoeksrapporten aangeven dat het winbare fosfaat onder het optimale niveau ligt. Ten tweede Als de GEMIDDELDE pH van de bodem 5,6 is, hebt u waarschijnlijk veel zones (grote en kleine) waar de pH veel lager is en waar aluminiumgerelateerde agronomische problemen meer voor de hand liggen. Sommige van die zones hebben toxische effecten op de wortels, waardoor de voedingsstoffen en het water in die zones minder beschikbaar zijn voor opname door de aangetaste plant. De onderstaande afbeelding toont een veld dat gemiddeld hoger was dan 6,2, maar de afgebeelde hoek varieerde van pH 4,0 (de tarwe die bijna dood is) tot 4,4 (de gezonder uitziende tarwe).

Voor veel velden in het noordoosten van de VS zou het verminderen en voorkomen van de ontwikkeling van ernstige bodemverzuring een topprioriteit moeten zijn. Tenzij er kalk in de grond wordt opgenomen, kan het jaren duren voordat de kalk in de bovenste enkele centimeters grond is getrokken en de pH heeft geneutraliseerd. Dus als je een ernstige bodemzuurgraad hebt en de bodemcondities zijn er goed geschikt voor, overweeg dan om de kalk toe te voegen om het effect te bespoedigen.

Referentiemateriaal:

Delhaize, E. en P. Ryan. Aluminiumtoxiciteit en tolerantie in planten. Plantaardige fysiol. (1995) 107:315-321. Online.

Dragana Krstic, Ivica Djalovic, Dragoslav Nikezic en Dragana Bjelic (2012). Aluminium in zure bodems:chemie, toxiciteit en impact op maïsplanten. Voedselproductie - benaderingen, uitdagingen en taken, prof. Anna Aladjadjiyan (red.), ISBN:978-953-307-887-8, InTech. Online beschikbaar.

Harter, RD, zure bodems van de tropen. ECHO technische noot. 2007.  Online.

Universiteit van Hawaï in Manoa. Sterk verweerde tropische bodems. Online

Universiteit van Hawaï in Manoa. Bodemmineralogie. Online

Panda, SK, Baluska, F. en H. Matsumoto. Aluminium stresssignalering in planten. in plantsignaalgedrag. juli 2009; 4(7):592-597.

Scheffer-Basso, S., B. Prior. Aluminiumtoxiciteit in wortels van peulvruchtzaailingen beoordeeld door topologische analyse. Acta Sci., Agron. vol.37 nr.1. jan./mrt. 2015. Online.

Schulte, E.E., en K.A. Kelling. A2520 – Bodem en toegepaste fosfor. Plantvoedingsstoffen begrijpen. 1996. Uitbreiding van de Universiteit van Wisconsin. Online.

Victoria Landbouw. Zure bodems. April 2005. Nootnummer:AG1182. Online.

Opslaan