Растения потребляют разное количество кальция. Так, хозяйственный вынос СаО при урожайности зерна 2—3 т/га у зерновых колосовых составляет 20—40 кг/га, у зернобобовых — 40—60 кг/га. Картофель, сахарная свекла (20—30 т/га) выносят 60—120 кг СаО/га, клевер, люцерна (20—30 т/га), подсолнечник (2—3 т/га) — 120— 250 кг СаО/га, капуста (50—70 т/га) — 300—500 кг СаО/га. Потребность некоторых культур в кальции и устойчивость их к кислотности не всегда совпадают. Например, все зерновые колосовые потребляют кальция мало, хотя рожь и овес устойчивы, а пшеница и ячмень чувствительны к кислотности почвы.
Картофель и люпин еще более устойчивы к кислотности, но потребляют кальция значительно больше, чем зерновые культуры.
Потери кальция из почвы происходят и в результате вымывания осадками. В зависимости от гранулометрического состава почв, количества осадков, вида растительности, доз и форм извести и минеральных удобрений потери кальция из пахотного слоя колеблются от нескольких десятков до 200—400 кг/га и более. Фильтрующиеся через почву осадки обогащены продуктами постоянно протекающих в ней физико-химических, химических и биологических процессов, а также водорастворимыми солями удобрений и мелиорантов, причем на долю кальция приходится по эквивалентам 50—65 % и магния 30—35 % всех вымываемых катионов.
Обработка почвы изменяет ее водно-воздушный режим, приводит к ускорению окислительных процессов, повышению содержания органических кислот, увеличению содержания в почвенном растворе анионов SO^~~, Cl~, NO3 и уменьшению концентрации НСО3. Еще больше на состав и соотношение ионов в почвенном растворе влияют удобрения и мелиоранты. Известкование ускоряет процессы аммонификации и нитрификации азота почвы, органических и минеральных удобрений и, следовательно, концентрацию нитратов, а хлорсодержащие удобрения — и хлоридов. Эти одновалентные анионы не сорбируются почвой и мигрируют с вытесненными из ППК кальцием и магнием в эквивалентных соотношениях. Именно поэтому концентрация кальция и магния в почвенном растворе под влиянием высоких доз удобрений может возрастать в десятки раз.
Насыщенность фильтрационных вод кальцием и магнием возрастает в почвах с увеличением степени их окультуренности.
Вымывание кальция и магния уменьшается с увеличением глубины слоя почвы, причем часть вымытых из пахотного слоя почвы катионов в сухие периоды года возвращается с токами воды по капиллярам. По результатам опытов ВИУА с хроматографическими колонками, в пахотный слой поднималось 14—35% кальция и 22—34 % магния.
Максимальные потери кальция и магния наблюдаются в чистых парах, под посевами они снижаются, достигая минимума под многолетними культурами сплошного посева. При прочих равных условиях наиболее значительно (в 1,5—2,0 раза и более) возрастает вымывание кальция при переходе от тяжелых к легким почвам. Поэтому на легких песчаных и супесчаных почвах при возделывании капусты, люцерны, клевера иногда возникает потребность во внесении кальция для улучшения питания им этих культур.
Магний в растениях участвует в передвижении фосфора, активирует некоторые ферменты (фосфатазы), ускоряет синтез углеводов, регулирует окислительно-восстановительные процессы, усиливая восстановление эфирных масел, жиров и других соединений, повышает содержание аскорбиновой кислоты и снижает активность пероксидазы.
Хозяйственный вынос магния (MgO) разными культурами колеблется от 10 до 80 кг/га. Максимальное количество магния выносится с увеличением урожайности картофеля, сахарной и кормовой свеклы, табака, зернобобовых и бобовых трав. Чувствительны к недостатку магния конопля, просо и кукуруза.
Известкование кислых почв повышает обеспеченность растений кальцием и магнием, а благодаря устранению кислотности — дополнительно почвенным азотом, фосфором и молибденом. Практически нерастворимые в воде карбонаты кальция и магния при взаимодействии с угольной кислотой почвенного раствора постепенно превращаются в растворимые бикарбонаты, являющиеся гидролитически щелочными солями:
СаСОз + Н20 + СО, = Са(НСОз),;
Са(НСОз), + 2Н,0 = Са2+ + 20Н' + 2Н,0 + 2С02.
В почвенном растворе повышается концентрация катионов Са2+(Mg2+), которые вытесняют из ППК катионы водорода, алюминия, железа, марганца и нейтрализуют почву:
Са Са
А1 Са
[ППК] +ЗСа(ОН)2 —>[ППК] +А1(0Н)3!+ЗН20.
НН Cci
Н Са
Карбонаты кальция и магния непосредственно взаимодействуют с гуминовыми, фульвокислотами, аминокислотами и другими органическими и минеральными кислотами почвы и нейтрализуют их:
СаСОз + 2RCOOH -»(RCOO),Ca + Н,0 + СО,;
