Chemiese vereistes vir landboukalk

Fertasa se grondsuurheidswerkgroep* in same­werking met Graan SA, kyk in hierdie reeks artikels na die oorsake, slaggate, invloed van en oplossing vir grondsuurheid. Die reeks sal uiteindelik uit twaalf artikels bestaan. Hierdie is die sesde artikel in die reeks en is een van twee artikels wat handel oor die vereistes van Wet Nr. 36 van 1947 vir landboukalk. Die tweede deel, naamlik die fisiese vereistes, sal opvolgend verskyn.

Bekalkingsprodukte moet in staat wees om grondsuurheid te neutraliseer en word in Wet Nr. 36 van 1947 geklassifiseer as landboukalk met sekere vereistes daaraan gekoppel.

Basiese chemiese beginsels
Alvorens die regulasies bespreek kan word, is daar enkele chemiese aspekte wat uitgeklaar moet word:

Kwantifisering van grondversuring
In die Fertasa-bemestingshandleiding (2016) word die versuring van gronde met toediening van ammoniumbevattende misstowwe gegee soos bepaal deur Sumner (2001). Volgens hierdie wetenskaplike kan 3,57 kg tot 7,14 kg suiwer CaCO₃ (100% KKE) benodig word om die suurheid geproduseer met die toedie­ning van 1 kg NH₄⁺ te neutraliseer. Indien 100 kg NH₄⁺ per hektaar toegedien word, kan dus van 357 kg tot 714 kg suiwer CaCO₃ (100% KKE) per hektaar nodig wees om die geproduseerde suurheid te neutraliseer.

Al die versuringshoeveelhede is direk eweredig aan die hoeveelheid nitraat wat nie deur die plant opgeneem word nie en as basiese nitraatsoute uitgeloog word. Goeie bestuur van ammoniumbemes­ting kan hierdie versuring minimaliseer.

Neutralisasie van grondsuurheid
Die chemiese vergelykings waarvolgens grondsuurheid geneutraliseer word, is breedvoerig uiteengesit in hoofstuk 4.8.1 van die Fertasa-bemestingshandleiding (2016).

Vanuit dié vergelykings kan die volgende afgelei word:

• CaCO₃ + 2H⁺ → Ca²⁺ + H₂O + CO₂
• CaCO₃ (100% KKE) neutraliseer 2 H⁺-ione om water, koolsuurgas en ’n kalsiumioon te vorm.
• Suiwer CaCO₃ (kalsiet) het ’n molekulêre massa van 100 g (40 g vir een mol kalsium, 12 g vir een mol koolstof en 48 g vir drie mol suurstof).
• 100 g suiwer CaCO₃ is nodig om twee mol H⁺ te neutraliseer.
• 50 g suiwer CaCO₃ is nodig om een mol H⁺ te neutraliseer.
• Dus word 50 mg suiwer CaCO₃ (100% KKE) benodig om een mg H⁺ te neutraliseer.

Die relatiewe effektiwiteit van ander kalksoorte word in tabel 4.8.1.1 in hoofstuk 4.8.1 in die Fertasa-bemes­tingshandleiding gegee.

Hoeveelheid grondsuurheid teenwoordig in die grond
Die hoeveelheid bekalkingsproduk benodig om die suurheid in een hektaar sanderige leemgrond 20 cm diep met ’n brutodigtheid van 1,3 ton m³ te neutraliseer, kan soos volg bereken word:

• Die massa grond is 2 600 000 kg. (Let daarop dat die hoeveelheid grondsuurheid wat geneutraliseer moet word, deur ’n gekwalifiseerde landboukundige bepaal moet word.)
• Vir hierdie illustrasie word aanvaar dat dit 1 cmolc/kg is. (Dit is dieselfde as 1 mg per 100 g grond.)
• Die totale hoeveelheid wat per 20 cm geneutraliseer moet word, is dus: 2 600 000 kg x 10 x 1.
• 26 000 000 g = 26 miljoen mg suur/ha wat geneutraliseer word.
• Soos bo bepaal word 50 mg suiwer kalsiumkarbonaat benodig om een mg suur te neutraliseer. Om dus 26 miljoen mg suur te neutraliseer, word 26 000 000 x 50 = 1 300 000 000 mg suiwer CaCO₃ benodig (= 1 300 000 g = 1 300 kg suiwer CaCO₃/ha = 1,3 ton suiwer [100% KKE] CaCO₃/ha).

Chemiese vereistes van Wet Nr. 36 van 1947 vir bekalkingsprodukte
KKE (HCl)
Hierdie eienskap gee ’n aanduiding van die suiwerheid en samestelling van ’n landboukalk. Die kal­siumkarbonaat-ekwivalent (KKE) in sterk suur vir alle kalksoorte moet minstens 70% wees. Voorsiening word dus vir ’n maksimum van 30% onsuiwerhede soos silika en so meer gemaak. Dit is belangrik dat hierdie waarde deur middel van werklike oormaat neutrali­sasie van die produk deur HCl en terugtitrasie met NaOH bepaal word en nie slegs deur ’n berekening volgens Ca- en Mg-inhoud nie.

Mg- en Ca-inhoud
Dolomitiese landboukalk: minimum van 4,3% Mg (15% MgCO₃).

Kalsitiese landboukalk: minder as 4,3% Mg (15% MgCO₃). Die werklike Ca- en Mg-inhoud van die landboukalk moet geregistreer word.

Toleransie vir laboratoriumwaardes
Laboratoriums kan nie waarborg dat hulle ontledingsmetodes presiese waardes vir ontledings gee nie. Om hierdie rede word toleransiewaardes in ag geneem. Wanneer kunsmis- en bekalkingsprodukte gemonster en ontleed word vir kwaliteitsdoeleindes word die volgende in ag geneem vir chemies-verbinde stowwe:

• Die aanvaarde toleransie vir 15% word in tabel 17 van die ge­publiseerde regulasies as 0,64% gegee.
• Dit wil sê ’n MgCO₃-ontleding van 14,36% sal steeds aan die vereistes voldoen. Dit stem ooreen met 4,1% Mg.
• Die aanvaarde toleransie vir 70% word dan volgens tabel 17 aangedui as 1,6%.
• ’n KKE-waarde van 68,4% sal dus steeds aan die regulatoriese vereistes voldoen.

Harswaarde
Gestandaardiseerdesuurhars word gebruik om ’n suurgrond na te boots.

’n Ontleding wat die KKE-harswaarde van die bekalkingsproduk aandui, moet ’n aansoek vir registrasie vergesel. Hierdie waarde gee ’n aanduiding van die relatiewe neutralisasievermoë uitgedruk as Rh (relatiewe harswaarde) as persentasie van ’n verteenwoor­digende landboukalkmonster teenoor suiwer herpresipiteerde kal­siumkarbonaat (CaCO₃) in ’n ongebufferde suurgrond na inkubasie vir ’n tydperk van drie maande.

Daar word geen vereiste waarde vir die harswaarde gegee nie. Hoe nader die harswaarde aan die KKE(HCl)-waarde is, dui daarop hoe reaktief die kalk in die grond sal wees.

Potensieel skadelike elemente
In tabel 12 van die regulasies word die volgende maksimum toelaatbare vlakke van die volgende elemente vereis: kadmium (20 mg/kg), chroom (1 750 mg/kg), koper (750 mg/kg), kwik (10 mg/kg), nikkel (200 mg/kg), lood (400 mg/kg), sink (2 750 mg/kg), arseen (50 mg/kg) en selenium (15 mg/kg).

Toleransiewaardes vir hierdie elemente is nie beskikbaar nie, daarom moet daar sorg gedra word dat daar stiptelik aan hierdie waardes voldoen word wanneer produkte vir registrasie aangebied word.

Voginhoud
Die maksimum toelaatbare voginhoud van gewone landboukalk is 15% en dié van mikrofyn landboukalk 20%.

Chemiese suiwerheid
Die verskillende soorte landboukalk wat in Suid-Afrika geregistreer is, word breedvoerig uiteengesit in hoofstuk 4.8.1 van die Fertasa-bemestingshandleiding en gaan nie hier herhaal word nie.

Wanneer egter na die verskillende kalkverbindings se reaksies gekyk word, is dit duidelik dat hoewel sommige van hulle toegedien word in die vorm van oksied of hidroksied, hulle relatief vinnig in die grond na die karbonaatvorm verander. Dit kan wel aangeneem word dat daar ’n verskil in die aktiwiteit van die verskillende vorms sal plaasvind voor hulle na die karbonaatvorm verander. Die hidroksiede sal tot tyd en wyl dit gebeur meer aktief wees as karbonate. Die tempo van neutralisasie sal egter afneem namate die grond­suurheid verminder en die vorming van karbonate sal bevorder word met verloop van tyd.

Onder veldtoestande oor ’n periode van etlike jare is die verskil in effektiwiteit van die verskillende vorms landboukalk van weinig praktiese waarde. Alle bekalkingsprodukte reageer hoofsaaklik in die karbonaatvorm in die grond (Barber, 1984). In hierdie opsig sal chemiese suiwerheid (KKE) egter altyd baie belangrik wees.

Soorte landboukalk
Dit is belangrik om te besef dat hierdie landboukalkprodukte slegs kan bestaan uit karbonate, oksiede of hidroksiede. As sodanig moet hulle neutralisasievermoë uitgedruk word in terme van KKE.

Ekwivalente waardes beteken dat hoewel hierdie produkte as baie reaktief beskou word (uiters fyn of nanofyn), hulle nie teen peile van enkele kilogram per hektaar toegedien kan word om dieselfde reaksie of beter te lewer as toedienings van 500 kg/ha tot 1 300 kg/ha van die produkte gegee in hoofstuk 4.8.1 van die Fertasa-bemestingshandleiding (2016) nie.

Hoewel die chemiese eienskappe van bekalkingsprodukte uiters belangrik is, is die produkte swak oplosbaar in water en in die grond. Die deurslaggewende invloed van fynheid word in die volgende artikel uiteengesit.

Die regulasies vir bogenoemde wet is beskikbaar op die Fertasa-webblad by www.fertasa.co.za onder Legislations and Regulations of klik op die QR-kode.

Bronne

1. Barber, S.A. 1984. Hoofstuk 4 in: Soil acidity and liming. Nommer 12 in die reeks: Agronomy. Red: Adams, F. Uitgewer: Madison, Wisconsin. VSA.
2. Bemestingshandleiding. 2016. Agtste hersiene uitgawe. Fertasa. Posbus 75510, Lynnwoodrif, 0040, Suid-Afrika.
3. Sumner, M.E. 2001. Global extent, development and economic impact of acid soils. In: Plant-soil interactions at low pH: Symposium: integrated management and use of acid soils for sustainable production. 5de Internasionale Simposium. LNR-IGKW, Pretoria, Suid-Afrika.