„Kostenloses Aluminium“ könnte Sie Tausende von Dollar an Ertrag und Qualität kosten

Unsichtbare Dinge sind nicht unbedingt unwichtig:Sauerstoff, Kohlenmonoxid und Schwerkraft, um nur einige zu nennen. Das gilt im Boden genauso wie oberirdisch. Während wir dazu neigen, Boden als „Sand, Schlick und Ton“ zu betrachten, enthält er viele enorm wichtige Dinge, die für das bloße Auge unsichtbar oder kaum sichtbar sind. Dies gilt für einen Großteil des Bodenökosystems:Bakterien, Viren, riesige Netze mikroskopisch kleiner Pilze, schreckliche Bodeninsekten, scheußliche Milben, sich ausbreitende Pflanzenwurzeln, verrottendes Pflanzenmaterial, alle möglichen [natürlich vorkommenden] Chemikalien. Populationen von Bodenorganismen schwanken wild, je nach Umweltbedingungen finden überall komplexe chemische Reaktionen statt – es ist ein Krieg, in dem chemische und biologische Waffen die Norm sind, und doch hat er irgendwie Ordnung, Schönheit und ein wenig Vorhersehbarkeit! Und doch ist das meiste davon unsichtbar.

Lassen Sie uns einen Blick auf ein wirtschaftlich wichtiges, aber unterschätztes Element im Boden werfen:Aluminium. Es sei denn, jemand hat Ihre Aufmerksamkeit zuvor auf Bodenaluminium gelenkt, Sie haben vielleicht vorher nicht viel darüber nachgedacht. Klingt furchtbar uninteressant, nicht wahr?! Lesen Sie nur weiter, wenn Sie den Ernteertrag, die Qualität und die Rentabilität des Betriebs für interessant halten, da Aluminium an allen beteiligt ist.

Wie ist Aluminium in meinen Boden gelangt?

Vor einigen Jahren hatte ich ein Gespräch mit einer Person, die überrascht und nicht wenig beunruhigt war, dass Aluminium irgendwie entstanden war seinen Weg in ihre Böden! Es war wahrscheinlich ein Trost für sie zu erfahren, dass Aluminium natürlich und in der Erdkruste reichlich vorhanden ist und nicht nur das Ergebnis von Müll, Regierungsverschwörungen, industrieller Verschmutzung oder der russischen Regierung ist. Tatsächlich macht Aluminium solide 8 % des Gewichts der Erdkruste aus und ist damit nach Sauerstoff und Silizium das dritthäufigste Element auf der Erde.

Vielleicht findet jemand eines Tages eine Ausnahme, aber so viel ich weiß, ist Aluminium kein essentieller Nährstoff für jeden lebender Organismus . Aluminium ist größtenteils ein Bestandteil vieler stabiler Bodenmineralien, die absolut sicher zu handhaben sind und in denen Pflanzen wachsen können. Aluminium im Boden wird problematisch in vielen Anbausystemen, wenn die Böden sauer sind (d. h. niedriger pH-Wert). Unter sauren Bodenbedingungen verschiebt sich Aluminium zunehmend von der unlöslichen Mineralphase in lösliche Phasen, die oft als „freies Aluminium“ bezeichnet und mit „Al ³⁺ bezeichnet werden ’. Freies Aluminium ist oft teuer agronomische Probleme.

Wenn freies Aluminium wirklich ein Problem ist, warum habe ich noch nie davon gehört?

Freies Aluminium ist in erntetoxischen Mengen vorhanden auf 1,7 Milliarden Hektar allein in den Tropen und kann zumindest sekundär mit weit verbreiteter Armut, Unterernährung und Hunger in diesen Regionen in Verbindung gebracht werden. Im Nordosten der USA können Bodenfruchtbarkeitsprobleme im Zusammenhang mit Aluminium (schätze ich) zu Ertragsverlusten von mehr als 30 % führen, wenn sie nicht angemessen bewirtschaftet werden. Weitere Verluste entstehen durch verminderte Futterqualität. Zwischen verlorenem Ernteertrag und reduzierter Futterqualität kann die wirtschaftliche Gesamtauswirkung von freiem Aluminium im Boden in Milchanbausystemen leicht 200 $/AC/Jahr übersteigen. Man kann mit Sicherheit sagen, dass freies Aluminium dazu geführt hat, dass einige Farmen/Felder miserabel waren und sogar scheiterten.

Der Hauptgrund, warum wir in den USA nicht mehr über freies Aluminium im Boden hören, ist, dass wir dazu neigen, mehr über den pH-Wert des Bodens zu sprechen als über Aluminium. Der pH-Wert des Bodens hat einen starken Einfluss auf die Bodenchemie. Ein zunehmender Säuregehalt führt dazu, dass freies Aluminium viel häufiger vorhanden ist, und dies führt zu vielen „nachgelagerten“ agronomischen Effekten.

Zum größten Teil ist der Fokus eher auf den pH-Wert als auf Aluminium angemessen, weil 1) wir Aluminium nicht physikalisch aus dem Boden entfernen können; 2) Probleme im Zusammenhang mit Aluminium sind stark mit dem pH-Wert des Bodens korreliert; 3) die mit Aluminium zusammenhängenden Probleme können im Allgemeinen im Laufe der Zeit durch Einstellen des pH-Werts gemildert werden; und 4) Der pH-Wert beeinflusst mehr als nur die Aluminiumfähigkeit:Während alle essentielle Pflanzennährstoffe sind, können Eisen, Mangan und Kalzium in bestimmten pH-Bereichen des Bodens nährstoffbezogene Probleme verursachen.

Bei einem mäßig niedrigen pH-Wert (4,5-6,2) sind die Hauptprobleme, die freies Aluminium für den Anbau von Pflanzen darstellt:

• Bindung (Immobilisierung) von löslichem Phosphat, wodurch es für die Ernte nicht mehr verfügbar ist Aufnahme . So viel Aufhebens wir um das Phosphormanagement machen, wo ich in Vermont lebe, VIELE Morgen Ackerland im Bundesstaat weisen einen ernsthaften Phosphormangel auf. Dieses Problem wird zu einem großen Teil durch den Säuregehalt des Bodens verursacht. Das durch die Bodensäure freigesetzte freie Aluminium bindet gerne und stark lösliches Phosphat, wodurch es für die Aufnahme durch die Pflanzen nicht verfügbar ist.

• Verdrängung anderer positiv geladener Pflanzennährstoffe, die im Gegensatz zu Aluminium essentiell SIND . Die „Kationenaustauschkapazität“ (CEC auf Ihrem Bodentestbericht) ist ein Hinweis auf die Fähigkeit eines bestimmten Bodens, positiv geladene Atome (Ionen) wie Kalzium (Ca ²⁺ ) zu speichern ), Kalium (K ⁺ ) und Magnesium (Mg ²⁺ ). Betrachten Sie CEC als die „Speisekammer“ des Bodens . Typische CEC-Werte in landwirtschaftlichen Böden in Vermont-Böden reichen von 4 bis 25 meq/100 g. Ton und organische Bodensubstanz erhöhen die CEC und sind im Wesentlichen die Regale in der Speisekammer. Unter sauren Bedingungen besetzt freies Aluminium entschlossen mehr der CEC-Positionen und verdrängt einen variablen Anteil dieser anderen Nährstoffe, die sich sonst an diesen Positionen befinden würden.

Gute Nachrichten und schlechte Nachrichten

Angesichts der Tatsache, dass freies Aluminium immer vorhanden ist und war:1) reichlich vorhanden; 2) nicht wesentlich; 3) biologisch problematisch, ist es nicht verwunderlich, dass viele Organismen Möglichkeiten haben, ihre Anwesenheit in ihrer Umgebung zu verwalten. Einer der am besten verstandenen Abwehrmechanismen von Pflanzenwurzeln ist die Sekretion organischer Säuren (wie Zitronen- und Äpfelsäure), die freies Aluminium „chelieren“ (d. h. binden). Das ist die gute Nachricht .

Die schlechte Nachricht ist dass 1) alle Verteidigungen Grenzen haben; und 2) bestimmte Pflanzenarten haben eine bessere Abwehr gegen Aluminiumtoxizität als andere. Unterhalb eines pH-Wertes von 4,5 ist die Fülle an freiem Aluminium für viele Pflanzenarten so überwältigend, dass die normalen pflanzlichen Abwehrmechanismen oft nicht ausreichen. In diesen Situationen umfasst die direkte und indirekte Toxizität für Pflanzenwurzeln und -systeme üblicherweise :

• Gebremstes Primärwurzelwachstum durch Hemmung der Zellteilung und Verlängerung
• Hemmung der seitlichen Wurzelbildung.
• Verringerter Wurzeldurchmesser und erhöhte Wurzelsprödigkeit.
• Verringerung der Wurzelhaarentwicklung.
• Beschädigte Struktur und gestörte Funktion von Zellmembran ne.
• Mehr zufällige Wurzelverzweigungsmuster.
• Gestörte Signal-/Kommunikationswege innerhalb und zwischen Pflanzenzellen.
• Störung der Aufnahme und des Metabolismus essentieller Nährstoffe (im molekularen Bereich). Niveau, nicht nur aufgrund schlechter Wurzelentwicklung).
• Erhöhte Anfälligkeit für sekundäre (opportunistische) Krankheiten.
• Nicht überraschend, verringerte Wasser- und Nährstoffaufnahme und letztendlich verringerter Ernteertrag.

Der pH-Wert meines Bodens beträgt 5,6, was hoch genug ist, dass die Toxizität von freiem Aluminium kein Problem darstellen sollte.

Es gibt zwei Dinge, die Sie beachten sollten, bevor Sie zu dem Schluss kommen, dass Ihr mäßiger Säuregehalt kein agronomisches und wirtschaftliches Problem für Sie darstellt Bauernhof. Zuerst Unter solchen Bedingungen wird die Verfügbarkeit von Phosphor durch freies Aluminium negativ beeinflusst. Während hohe Phosphorwerte auf einigen Feldern in Vermont ein Problem darstellen, viele der Bodentestberichte, die ich aus dem östlichen Vermont sehe, sind auf der niedrigen Seite. Einige sind extrem niedrig. Da es eine sehr starke Beziehung zwischen verfügbarem Bodenphosphat und Ernteertrag gibt, sollten Landwirte alarmiert sein, wenn ihre Bodentestberichte darauf hindeuten, dass extrahierbares Phosphat unter dem optimalen Wert liegt. Zweitens , wenn der DURCHSCHNITTLICHE pH-Wert des Bodens 5,6 beträgt, haben Sie wahrscheinlich viele Zonen (große und kleine), in denen der pH-Wert viel niedriger ist und in denen agronomische Probleme im Zusammenhang mit Aluminium offensichtlicher sind. Einige dieser Zonen haben toxische Auswirkungen auf die Wurzeln – wodurch die Nährstoffe und das Wasser in diesen Zonen für die Aufnahme durch die betroffene Pflanze weniger verfügbar sind. Das Bild unten zeigt ein Feld, das im Durchschnitt über 6,2 lag, aber die abgebildete Ecke reichte von pH 4,0 (der Weizen, der fast tot ist) bis 4,4 (der gesünder aussehende Weizen).

Für viele Felder im Nordosten der USA sollte die Milderung und Verhinderung der Entwicklung einer starken Bodenversauerung oberste Priorität haben. Wenn kein Kalk in den Boden eingearbeitet wird, kann es Jahre dauern, bis der Kalk in die obersten mehrere Zentimeter des Bodens eindringt und den pH-Wert neutralisiert. Wenn Sie also eine schwere Bodensäuresituation haben und die Bodenbedingungen dafür gut geeignet sind, sollten Sie erwägen, den Kalk einzuarbeiten, um die Wirkung zu beschleunigen.

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