石膏：新しい用途を持つ古い製品

石膏は硫酸カルシウム（CaSO₄）。無水石膏 (水なし) の精製石膏は、29.4% のカルシウム (Ca) と 23.5% の硫黄 (S) です。通常、石膏は分子構造に水が結合しています (CaSO₄·2H2O) で、約 23.3% の Ca と 18.5% の S (パリの石膏) です。石膏肥料には通常、他の不純物が含まれているため、等級は約 22% の Ca と 17% の S です。石膏は、強酸と強塩基の中性塩であり、酸性度を上げたり下げたりしません。石膏を水または土壌に溶解すると、次の反応が起こります。₄·2H₂O=Ca₂プラスプラス SO₄2-プラス2H₂O. カルシウムイオン (Ca₂plus ) および硫酸イオン (SO₄2-) ですが、水素イオン (H plus ) を追加または削除しません。したがって、それは石灰化または酸性化材料として機能しません。 Ca₂プラスイオンは土壌中の交換部位と相互作用するだけで、硫酸塩は土壌水に溶解したままです。

石膏を肥料に？

石膏は肥料製品であり、作物が利用可能な形態のカルシウム (Ca) を供給します。₂プラス）および硫黄（SO₄2-)。これらの形態が土壌に不足している場合、石膏を適用すると作物の生産性が向上します. これは、アイオワの土壌にとって大きな「もし」です。研究では Ca の欠乏は示されておらず、通常、Ca レベルが低い場合の潜在的な問題は、石灰岩 (CaCO3) の適用で対処されます。酸度の問題は Ca の欠乏の前に発生するため、石灰処理は Ca も効果的に処理します。表 1 は、いくつかのアイオワ州の土壌の典型的な交換可能な Ca レベルを示しており、それらは非常に高くなっています。石灰質土壌 (遊離石灰を含む) の場合、土壌系は Ca で飽和され、Ca の供給と土壌の pH は遊離石灰によって制御されます。

Sの場合も基本的には同じです。アイオワ州全体で 35 年以上にわたって行われた多数の野外試験で実施された研究では、S 施肥に対するトウモロコシまたは大豆の収量の反応は、孤立しており、非常に小さいことが示されています (2 つの陽性と 1 つの陰性)。表 2 は、アイオワ州の 6 つのサイトで 2000 年と 2001 年に実施されたとうもろこしと大豆に関する最近の S 試験の結果を示しています。これらの結果は、適用された S、石膏、または Ca に対する収量の増加がなかったという点で、長年にわたって行われた研究の典型です。したがって、Ca または S の施肥が必要ない場合は、施肥の理由から石膏の施用は必要ありません。

土壌改良剤としての石膏

土壌構造は、交換可能な陽イオン (正電荷を帯びたイオン) の影響を受けます。多価陽イオン (複数の正電荷) は、2 つ以上の負電荷サイト間で静電 (磁気) 引力を持つことができるため、土壌粒子を一緒に保持するのに役立ちます (土壌粘土と有機物は正味の負電荷を持っています)。多価陽イオンにはCaが含まれます₂プラス、Mg₂プラス、亜鉛₂プラス、およびアル₃プラス。一価陽イオン (正電荷が 1 つだけ) は、正電荷が 1 つしかないため土壌構造に役立ちません。たとえば、ナトリウム (Na + ) では、大量の陽イオンが土壌交換部位を占有すると (大きなイオンサイズの影響も受けます)、土壌構造を劣化させる可能性があります。 Naの); したがって、塩分が低いが交換可能なナトリウム (Na + ) のレベルが高い土壌は、土壌構造が貧弱です。ミズーリ川渓谷のナパ土壌の非常に小さな面積を除いて、過剰な Na はアイオワ州の土壌 (pH が高い土壌を含む) では問題になりません。塩分と Na が蓄積する乾燥地域 (塩類ナトリウム土壌) では、埋め立てに石膏の使用が含まれる場合があります。大量の Ca を添加するために石膏が使用されます₂プラスイオンは、交換サイトから Na プラスイオンを置換し、きれいな水で洗い流すと、塩と Na の両方が土壌から除去されます (溶解度が高く、土壌 pH が上昇しないため、石灰石の代わりに石膏が使用されます)。ただし、これらのサイトでも、下層土の透水性が低い場合、この方法は効果的ではありません。土壌に高溶解性塩しか含まれていない場合、石膏は使用されません。塩分の問題が増えるからです.

土壌の構造も、土壌粒子を「接着」するのに役立つ土壌有機物によって大幅に改善されます。アイオワ州の土壌は有機物含有量が高く、交換可能な多価陽イオンと同様に良好な土壌構造にとって重要です。表面の土壌構造に対する最も有害な影響は、雨滴の物理的な影響によるものです。表面残留物は、この影響に対する最善の防御策であり、作物残留物から無料で提供されます. したがって、水の浸透を改善するには、石膏を使用するのではなく、できるだけ多くの作物残渣を残すように耕作を制限することによって最も効果的に達成できます。表 2 は、適用された石膏に対するトウモロコシと大豆の収量応答の欠如を示しています。

要約すると、石膏は Ca と S の優れた肥料源です。これらの植物に不可欠な栄養素の適用が必要な場合は、うまく機能します。ただし、アイオワ州の土壌では、Ca と S の両方が十分に供給されています。アイオワ州の土壌は、作物生産のために十分なレベルの交換可能な Ca と S を提供する能力を本質的に持っています。したがって、多ければ多いほど良いとは限りません。