Maasikapõllu lupjamine
Väike maasikakasvataja soovib 0,40 ha suurusel maatükil mulda lupjata. Mulla pH (KCl-meetod) on 4,6 ja mullauuringu soovitus on tõsta pH 6,0-ni, kasutades normi 4,0 t puhast kaltsiumkarbonaati hektari kohta. Turul pakutakse kahte toodet: lubiväetist, mis sisaldab 90% CaCO₃ (hind 180 eurot tonn), ja kustutamata lupja CaO, mis sisaldab 80% CaO (hind 240 eurot tonn). Lisaks on tal garaažis järele jäänud pool kotti kustutamata lupja, mida ta kavatseb käsitsi laiali puistata. Mulla pH 4,6 juures on mullalahuses märkimisväärne kogus Al³⁺ ioone ja taimede juurestik on nõrgalt arenenud. Kasvataja küsib nõu: kas lupjamine on üldse vajalik, kui palju ja millist toodet osta ning kas garaažis leiduvat lupja võib niisama põllule viia. Mullaproov võeti 15 cm sügavuselt ja labor märkis, et orgaanilise aine sisaldus on madal. Tema eelarve on 500 eurot.
1. Selgita keemiliselt, miks pH 4,6 muld taimi kahjustab ja kuidas lubi mulla pH-d tõstab. Kirjuta vastavad reaktsioonivõrrandid.
Read the worked answer
Miks happeline muld kahjustab: pH 4,6 tähendab, et mullalahuses on palju H⁺-ioone. Happelises keskkonnas lahustuvad mulla mineraalidest Al³⁺-ioonid, mis on taimedele mürgised: need kahjustavad juurekarvu, takistavad vee ja toitainete omastamist ning pidurdavad juurekasvu – see seletab nõrka juurestikku. Lisaks seotakse fosfor Fe- ja Al-ühenditega raskesti omastatavaks ning mullaorganismide ja mikroobide tegevus aeglustub.
Neutraliseerimine: CaCO₃ + 2H⁺ → Ca²⁺ + H₂O + CO₂↑
Kaltsiumkarbonaat Neutraliseerib mullalahuse happe, vesinikioonid kaovad ja pH tõuseb. Samaaegselt sadeneb toksiline alumiinium hüdroksiidina välja: 2Al³⁺ + 3CaCO₃ + 3H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 3Ca²⁺ + 3CO₂↑
Seega lupjamine ei tõsta mitte ainult pH-d, vaid kõrvaldab ka alumiiniumimürgistuse ja paraneb toitainete kättesaadavus. Kuna orgaanilist ainet on vähe, paraneb ka mulla puhverdusvõime lubjamise järel.
2. Arvuta, kui palju tuleb 0,40 ha jaoks osta 90%-list lubiväetist ja kui palju 80%-list kustutamata lupja, ning võrdle nende hinda. Millist toodet soovitaksid?
Read the worked answer
Vajalik puhas CaCO₃: 4,0 t/ha · 0,40 ha = 1,6 t.
Lubiväetis (90% CaCO₃):
- tootekogus: 1,6 t / 0,90 = 1,78 t ≈ 1,8 t
- hind: 1,78 t · 180 €/t ≈ 320 €
Kustutamata lubi (80% CaO): CaCO₃ molaarmass on 100 g/mol, CaO oma 56 g/mol, seega 1,6 t CaCO₃-le vastab 1,6 · 56/100 = 0,896 t puhast CaO.
- tootekogus: 0,896 t / 0,80 = 1,12 t
- hind: 1,12 t · 240 €/t ≈ 269 €
Järeldus: mõlemad mahuvad 500-eurose eelarvesse, CaO tuleb umbes 51 € odavam. Odavus ei ole aga ainus kriteerium: CaO on söövitav ja tugevalt hügroskoopne, seda on väga raske ühtlaselt puistata ja üledoseerimise oht on suur, sest toime on palju kiirem. Ühtlase tulemuse huvides on 0,4 ha suurusele krundile mõistlikum osta lubiväetist, mida saab doseerida täpsemalt.
3. Miks ei tohi lupjata üle (näiteks pH 7,5-ni) ja milliseid ohutusnõudeid tuleb järgida garaažis leiduva kustutamata lubjaga töötades?
Read the worked answer
Ülelubjamise oht: kui pH tõuseb üle 7, tõmmatakse raud, mangaan, tsink ja boor mullas rasklahustuvateks ühenditeks ja taimed jäävad neist ilma – tekib lehtede kollasus ehk kloroos. Lisaks tõrjub suur kaltsiumikogus mullast välja kaaliumi ja magneesiumi ning muudab mulla struktuuri. Seepärast on sihiks pH 6,0 ja mõne aasta pärast tuleb mulla pH uuesti mõõta, mitte lubjata „igaks juhuks“.
Ohutus CaO-ga: CaO + H₂O → Ca(OH)₂, reaktsioon on tugevalt eksotermiline ja võib vee keema ajada.
- kanda kaitseprille, kemikaalikindlaid kindaid ja tolmu- maski, sest tolm kahjustab silmi ja hingamisteid;
- mitte kunagi lisada vett lubja peale kinnises anumas ega katta niisutatud lupja õhukindlalt;
- hoida lubi kuivalt, sest niiskuses kattub see koorikuks ja muutub doseerimisel ettearvamatuks;
- puistata tuulevaikse ilmaga, hoida eemale lastest ja loomadest. Garaažis seisnud lahtine lubi on osaliselt hüdraatunud, seega tuleb selle sisaldust kontrollida enne põllule viimist.