Taimed omastavad toitaineid mullalahuse keskkonnas eri protsesside teel. Veidike lihtsustatult jagatakse nad kolmeks – massiline toitainete liikumine (mass flow), difusioon (diffusion) ja kapseldumine (interceptive). Neist protsessidest aru saamine on oluline põllumeestele, kes soovivad optimeerida väetamist ja parandada saagikust. Selles postituses uurime, kuidas need toitumisprotsessid toimivad ja millised tegurid nende efektiivsust mõjutavad.
Toitainete massiline liikumine
Toitainete massiline liikumine (mass flow) on protsess, mille käigus taim imeb transpiratsiooni käigus mullavett koos selles lahustunud toitainetega. Selle protsessi teel omastatakse 99% taimele vajalikust lämmastikust kergelt liikuva NO3- ioonina, kuid vaid umbes 20% kaaliumist. Kuna NO3 ioonid on negatiivse laenguga, siis ta ei ole mõjutatud mullapinna negatiivsest elektrilisest laengust ning on täiel määral lahustunud ning kergesti liikuv mullavees.
Difusioon
Difusioon on protsess, kus taime toitained liiguvad (väga aeglaselt) taimejuurte piirkonda kontsentratsioonide erinevuse kaudu. Difusiooni teel omandatakse oluline osa taimedele vajalikust kaaliumist (K) ning ka enamus mikroelementidest. Toitainete katioonid on seotud elektriliste jõududega mullas leiduvate kolloidosakeste (saviosakesed, mulla orgaanika) negatiivse pinnalaenguga ning katioonide liikumise dünaamika mulla osakeste eripinna, mullavee ja taime vahel on oluliselt mõjutatud mulla lõimisest, CEC väärtusest, mullavee sisaldusest ja temperatuurist. Diffusiooni teel omandatakse ka enamus fosforist, kuna ta on väga vähe liikuv ning vees üldjuhul ei lahustu ning tema omastamine on seotud keemiliste reaktsioonidega ning mulla pH väärtusega.
Kapseldumine
Kapseldumine (interception) on vorm, kus taime juured liiguvad ise vahetusse kontakti mulla toiteelementidega. Selle protsessi osatähtsus kogu toitumises on väike, kuna taime juurte kontakti osa mulla pinnaga on vaid 1-2% kogu mullaosakeste pinnast.
Sekundaarsete toiteelementide omandamine
Sekundaarsete toiteelementidest magneesiumi (Mg) ja kaltsiumi (Ca) omandamine ja liikumine sõltub oluliselt määral mulla niiskusest – suure niiskuse juures on põhiliseks omandamise mehhanismiks massi liikumine, väikese niiskuse juures difusioon. Mg ja Ca on olulised vahetatavad katioonid ning nende olek mullas kas mullalahuses või elektriliselt seotuna mullapinnaga on määratud mulla lõimisega, CEC väärtusega, mulla niiskusega ning temperatuuriga. Nende nähtuste tulemusena on Mg ja Ca kontsentratsioon mulla lahuses suhteliselt konstantne, andes küll olulise osa toitainete algtaseme näidust (TAAT), kuid ei muutu oluliselt kasvuperioodi jooksul. Võib öelda, et mullavesi toimib vahetatavate katioonide osas puhvrina hoides ioonide kontsentratsiooni lahuses enam-vähem konstantsena ega põhjusta mullalahuse elektrijuhtivuse kiireid muutusi.
K, Mg ja Ca leostumise oht on seotud mulla lõimisega, mulla orgaanika sisaldusega ja väikese CEC väärtusega – kergematel liivmuldadel lihtsalt ei ole piisavalt mulla osakeste negatiivselt laetud eripinda, et elektriliste jõududega kinni hoida toitainete katioone ning seetõttu on liivmuldadel ka suurem nende katioonide leostumine.
Lämmastiku omandamine taimede poolt
Taimedele kõige tähtsam toiteelement lämmastik omandatakse taimede poolt mineraalses vormis nitraatiooni NO3-kujul. NO3-N on väga liikuv ja n-ö kiire käibega toiteelement – see kas tarbitakse taimiku poolt või leostub koos mullavee liikumisega. Kasvuperioodil väetamisega seotud Paul-Techi (PT) toitainete näitajate muutus TAATi suhtes on tekitatud peamiselt NO3-N mõjul ning selle dünaamika võimaldab meil ka kvantitatiivselt hinnata mullas lahustunud ja taimedele kättesaadavaks muutunud, ära tarbitud või leostunud NO3-N koguseid kvantitatiivselt mg/kg või kg/ha kogu kasvuperioodi vältel.
Ammooniumlämmastik mullas
Ammooniumlämmastik esineb mullas NH4+ iooni kujul, mis on väga vähe liikuv, seotud mulla struktuuridega ning seega suurt mõju mulla elektrijuhtivusele ei anna. Ammooniumlämmastik (aga ka mullas sisalduv orgaaniline lämmastik) muutub taimedele kättesaadavaks alles siis, kui ta on läbinud mullabakterite tegevuse tulemusena nitrifikatsiooni protsessi ning muutunud NO3- iooniks. Sel juhul kajastub ta juba otse PT toitainete näitajates ning seda protsessi, sh arvuliselt NO3-N tekkimist kg/ha, on võimalik jälgida PT toitainete graafikutel.
Elektrilised näitajad mullast
Sekundaarsetest toiteelementidest mõjutab elektrilisi mõõtmisi oluliselt ka väävel sulfaatioonide SO4²⁻ kujul. Kuna tegu on analoogselt NO3- anioonidega, siis mulla elektriliselt laetud pindade mõju neile ei ole ning anioonid on mulla lahuses liikuvad. NO3 ja SO4 mõju Paul-Techi toitainete näidus saab hinnata teades kasutatud väetisi ning agrotehnikat.
Fosfor
Fosfor on väga väheliikuv ning vees mittelahustuv toiteelement ning tema (väga aeglane) liikumine mullas ja omastamine taimede poolt ei kajastu otseselt mullavee elektrijuhtivuses ning PT toitainete näidus.
Kokkuvõte
Paul-Techi toitainete näit sisaldab kõiki hetkel mullalahuses olevaid toitaineid. Eri elementide mõju toitainete näidule on kirjeldatav nende osakaaluga mass flow omastamise mehhanismis. Toitainete algtase (TAAT) iseloomustab mulla viljakust ehk üldist toitainete sisaldust ilma lisatud mineraalse nitraatlämmastikuta (NO3) ning on mulda iseloomustav suurus ega muutu oluliselt kasvuperioodi vältel.
Toitainete näidu dünaamika kasvuperioodi vältel on suures osas tingitud NO3-N sisalduse muutusest, väetiste lahustumisest mullas, tarbimisest või leostumisest. Paul-Techi toitainete näitude ja graafikute alusel saab määrata NO3-N sisalduse mullas kvantitatiivselt kogustena mg/kg või kg/ha. SO4 sisaldavate väetiste korral kajastub ka sulfaatioon ning tema sisalduse muutus toitainete näidus.