Ugrás a tartalomhoz

Talajtan

Stefanovits Pál, Filep György, Füleky György

Mezőgazda Kiadó

Kálium a talajban

Kálium a talajban

A talaj kálium-körforgalma

A kőzetekben általában sok kálium van. A talaj összes káliumtartalma 0,2–3,3%. A talajoldat káliumtartalma 1–100 mg/liter között mozog. Csapadékkal 2–6 kg K/ha/év jut a talajba. A káliumellátás természetes körülmények között nem korlátozó tényező a növények fejlődésében (9.9. ábra).

9.9. ábra - A kálium körforgalma a talajban

kepek/9-9-abra.png


A kálium forrásai

A kálium eredete a földkéreg egyik leggyakoribb ásványával, a földpáttal kapcsolatos. A másik bőséges forrást a csillámok, főleg a biotit és a muszkovit jelentik. A K-Al-szilikátokból hidrolízissel válik szabaddá a kálium. A káliumnak a természetben kloridja, szulfátja és borátja is ismert. A másodlagos ásványok közül az illit a legfontosabb káliumtartalmú agyagásvány.

A homok-, vályog- és az agyagfrakcióból egyaránt felszabadul kálium, de a kisebb talajrészecskék adják le az egységnyi tömegre számított legtöbb káliumot.

A mikroorganizmusok által megkötött kálium mennyisége csekély: 25–50 kg/ha, ehhez járul a mikroorganizmusok biomasszatömege, ami 3000 kg/ha káliumot tartalmaz.

A talaj káliumformái

A kálium a talajoldatban ion formájában, a kolloidok felületén adszorbeált ionként (kicserélhető formában), az agyagásványok kevéssé hozzáférhető töltéshelyein megkötve (nem kicserélhető formában) és a primer káliumásványok kristályrácsaiban található (9.10. ábra).

9.10. ábra - A kálium körforgalma a talajban

kepek/9-10-abra.png


A kicserélhető kálium a szervetlen agyagásványok és a szerves anyag negatív töltésű helyeihez kötött hidratált ion alakban fordul elő. Ezen hidratált K-ionok mérete azonos az ammóniumionokéval, és ugyanakkora erővel kapcsolódnak a felülethez is, de ez a kapcsolódás nem olyan erős, mint a többi makrotápelem kationjáé (Ca, Mg). Ezért a hidratált K-ionok könnyen kicserélhetők.

A kálium sohasem képez kovalens kötést a szerves anyaggal. Ionok formájában marad a növényekben is, és elhalásuk után kimosódik a szerves anyagból. Ezért a talajban zömében csak szervetlen kálium előfordulásával kell számolni.

A káliumtartalmú ásványok mállási sebessége megegyezik a legtöbb talajásvány mállási sebességével.

A talajoldatban lévő kicserélhető és nem kicserélhető K+-tartalom között egyensúly áll fenn.

A növények káliumellátása

A talajokban található összes kálium mennyisége általában több évtizedre (sőt évszázadokra) is elegendő lehet, de a talajban lévő csillámok és földpátok kismértékű oldhatósága következtében csak igen kis káliummennyiség kerül oldatba egy vegetációs periódus alatt. A talaj humusza is csak igen kis mértékben szolgáltat káliumot a növények számára.

Egy adott vegetációs periódusban a növények által felhasznált K+ legnagyobb része – gyakran azonos mértékben – a kicserélhető K+-ból és az oldat-K+-ból származik.

A nem kicserélhető kálium jelentőségét például az mutatja, hogy egy lucernatermés kb. 150 kg/ha káliumot vesz fel a talajból, a kicserélhetőkálium-tartalom pedig csak 100–400 kg/ha. Tehát csak rövid ideig lehetne termelni, ha nem lenne utánpótlás a nem kicserélhető készletből.

A növényi felvétel mellett a kálium más módon is immobilizálódhat: a mikróbák szervezetébe beépülve vagy az agyagásványok rácsába záródva fixálódhat.

A nem hidratált K+-ion majdnem akkora, mint egy oxigénion. Tökéletesen beleillik az agyagásvány tetraéderes felszínének mélyedéseibe. Az ily módon fixált kálium ugyanazokat a helyeket foglalja el, mint a csillám rétegeit összetartó K+-ionok. Mindezek mellett a fixált káliumot inkább elraktározottnak, mint elveszettnek kell tekinteni. Így például az illit esetében fixált K+-ion könnyebben válik szabaddá, mint az eredeti ásványi kálium.

Káliumkötő és káliumszolgáltató agyagásványok

A talajok káliumháztartásának jellemzésére vezette be Stefanovits a káliumhordozó és káliumkötő ásványok fogalmát. Káliumhordozónak tekinthető a csillám, az illit és a káliföldpát, amelyek szerkezetükben jelentős mennyiségű káliumot tartalmaznak. A káliumhordozó ásványok biztosítják a talaj kálium-utánpótlást. Káliumkötő ásványnak elsősorban a szmektitek tekinthetők, hiszen a talajoldatból a rétegközökben könnyen megkötik a káliumot. A műtrágyázási szaktanácsadásban közvetlenül hasznosítható az agyagtartalom és a káliumkötő ásványok %-os értékének szorzatából adódó K-kötési értékszám. Amennyiben ez az értékszám kisebb mint 8, a műtrágyakálium talajoldatból történő megkötődésének mértéke elhanyagolható, 8–16 között a káliumtartás mértéke mérsékelt, 16–32 között jelentős, 32 felett pedig igen jelentős.

Káliumegyensúly a talaj és a talajoldat között

A kicserélhető kálium és a talajoldat káliumkoncentrációja közötti egyensúlyt a talajkolloidok káliumtelítettsége, a káliummegkötés erőssége és mindenekelőtt a megkötőhelyekért versengő kationok (elsősorban a Ca2+ és a Mg2+) befolyásolják. Ez jut kifejezésre a Q/I-görbénél is, ahol a kicserélhetőkálium-tartalom változását az aktivitási aránnyal (K/(Ca+Mg)1/2 szemben ábrázolják.

A Q/I-görbék meredeksége a kálium-pufferkapacitás, amely megadja, hogy a talajoldat káliumaktivitása milyen mértékben képes a K+- és Ca2+-kicserélődés következtében fellépő változásnak ellenállni. Azonos agyagásvány-összetétel esetén az agyagtartalommal nő a pufferkapacitás. Nagy rétegtöltéssel rendelkező agyagásványok nagy káliumfixáló képesség mellett nagy pufferkapacitással is rendelkeznek. Ilyen talajokon akkor is nagyok a terméseredmények, ha a talajoldatban kicsi a káliumkoncentráció. Ezzel szemben a kis pufferkapacitású talajoknál ehhez nagy káliumkoncentrációk szükségesek a talajoldatban.

Környezeti vonatkozások

A káliumkimosódás a gyökérzónából a kálium-műtrágyázás mértékétől, a káliumfixálástól, a talajok káliumtelítettségétől és az átszivárgó víz mennyiségétől függ.

Jelentős lehet a kimosódás agyagban szegény homoktalajok és művelés alatt álló felláptalajok esetében, mert a K-ionok csak gyengén kötődnek a szerves anyaghoz. Ilyen talajoknál 20–50 kg K/ha/év kimosódásokat is mértek, de nagy mennyiségű híg trágya alkalmazásakor ez még több is lehet.

A mélyebb talajrétegek, amelyek az erózió során felszínre kerülnek, gyakran ugyanolyan vagy nagyobb káliumtartalmúak, mint a felső talajrétegek, ezért erózió hatására a talaj káliumszolgáltató képessége nem változik. Mégis számolhatunk erózió okozta káliumveszteséggel, ugyanis ha 1% a talaj összes káliumtartalma, akkor az eróziónak kitett területekre vonatkoztatva a talajból évente átlagosan 653 kg/ha kálium veszhet el.