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一般植物体中含0.1%～0.5%的元素称中量元素。钙、镁、硫三种元素在植物体中的含量分别约为0.5%，0.2%，0.1%，因此，钙、镁、硫属于植物的中量元素。1860年前后，钙、镁、硫就被确认为植物的必需元素。我国农民很早就使用石灰、石膏、骨粉、草木灰等含钙、镁、硫的物质做肥料，至今我国南方一些地区仍有使用的习惯。近年来，由于大量元素氮、磷、钾化肥使用的不断增加，农业产量的不断提高，农作物对中量元素的需求越来越迫切，我国有关部门对中量元素的研究和应用已重视起来，部分地区使用中量元素在作物上已取得了增产效果。随着对中量元素研究的不断深入，使用中量元素将会取得越来越明显的效果。
植物含钙量在0.2%～1%，不同植物含钙量差异很大，通常，双子叶植物含钙高于单子叶植物，双子叶植物中又以豆科植物含钙量高。含钙量高的植物有三叶草、豌豆、花生以及蔬菜中的甘蓝、番茄、黄瓜、甜椒、胡萝卜、洋葱、马铃薯和烟草等。
（一）钙的生理功能
第一，以果胶酸钙的形态构成植物细胞壁的中胶层，使细胞与细胞能联结起来形成组织，并使植物的器官或个体具有一定的机械强度。缺钙引起染色体不正常。
第二，中和植物体内代谢过程产生过多且有毒的有机酸，特别是钙与草酸结合形成不溶性的草酸钙而消除有机酸的毒害。
第三，钙是植物体内一些酶的组分与活化剂。如钙是a-淀粉酶的组分，三磷酸腺苷酶中也含有钙等。
第四，有助于细胞膜的稳定性，促进钾离子（K+）的吸收，延缓细胞衰老。
此外，还有报道指出，钙还能减低原生质胶体的分散度，使原生质的粘性加强，与钾离子配合，能调节原生质的正常活动，使细胞的充水度、粘性、弹性及渗透性等维持在正常的生理状态，有利于作物的正常代谢。钙还能消除某些离子（如H+，Al3+，Na+）过多的毒害，为酸性土施石灰、碱性土施石膏提供了理论依据。
（二）钙肥施用的效果
我国南方酸性土（特加在红、黄壤地区）施用石灰有悠久的历史，广大农民已有使用的经验与习惯。在红壤旱地上对多种作物施用石灰已作为改土培肥的增产措施。据刘勋等人对江西省60～70年代红壤施石灰的总结表明，丘陵红壤大多数施石灰都有增产效果，其中每亩施石灰50千克，增产大平37.9%，大麦61.6%，棉花8.7%，紫云英71.3%，小麦16.9%，水稻9.7%，花生10.0%，油菜4.2%；而甘薯产生负效应。福建省农业厅总结了该省1963～1964年全省不同类型土壤和作物施石灰石粉的试验结果，除滨海盐渍土外，都有一定增产效果。其中烂泥田增产5.5%～57%，锈水田13.9%～27.2%，黄泥田5%～25.4%，黄砂泥田6.1%～17.9%，泥土田2.7%～10.4%，沙泥田4%～6.7%。另据陈家驹等人1990～1995年研究，施用石灰、牡蛎壳灰等含钙碱性物料，能起到治酸补钙的增交效果。三年来在滨海耕作风砂土和低丘赤砂土的试验结果表明，施钙可使用花生空秕率从34.1%～79.6%降为1.7%～13.3%，花生增产率达39%～232.8%。据辽宁省农业科学院汪仁研究花生施钙的结果，施钙50～100毫克/千克，增产19.3%～33.3%；施钙200～800毫克/千克，增产50.7%～59.2%；施钙1600毫克/千克不增产，施钙3200毫克/千克则有减产作用。据华中农业大学土化系（1984）试验，在强酸性土壤氢离子浓度12590纳摩/升（pH4.9）的条件下，亩施石灰50千克，花生产量大大提高。碱性土壤通常以石膏作钙肥施用，据张德鹏（1986）报道，用湖北应城的青石膏施于水田，在湖北、江西13个县117点上试验的结果，一般增产稻谷5%～15%。据中国科学院南京土壤所（1970～1972）在河南封丘县及江苏铜山县试验，每亩施石膏175～200千克，小麦、大豆取得明显增产效果。据中国农业科学院土肥所微肥组初步研究结果，北方地区菜豆和花椰菜施钙也有一定增产作用，钙与硼钼配合施用有明显增产效果。
酸性土施石灰改土的增产效果是肯定的，然而也有些报道施石灰未取得效果，说明施石灰也要因地制宜。北方石灰性土壤含钙较多，施钙试验只是刚刚开始，施用的有效条件和机理有待进一步研究。
作物缺钙时首先在新根、顶芽、果实等生长旺盛而幼嫩的部位表现出症状，轻则凋萎，重则坏死。典型缺钙症状有：白菜心腐病和番茄蒂腐病；包心大白菜包心叶片边缘开始由水浸状逐渐变为果酱色，心叶萎缩，直至腐烂，类似的还有芹菜、洋葱、甘蓝的心腐病，都是缺钙造成的。番茄缺钙时，花蒂附近果皮内侧出现水浸状病斑，继而黑化，果腐，同时生长点、子房表现凋枯或萎缩，叶扭曲，茎软弱，枝下垂。
根据刘芷宇等（1982）、仝月澳等（1982）及其他一些作者的资料，一些大田作物及果树缺钙的形态症状与钙素营养诊断指标如下：
小稻 植株矮化，组织老化，心叶干枯。定型的心叶前端及叶缘枯黄，老叶仍保持绿色，但叶形弯卷，结实少，秕谷多。根少而短，新根尖端变褐色坏死。
小麦 植株矮或簇生状，根系短，分枝很多，根尖分泌粘液似球状粘附在根尖。叶片常出现缺绿，幼叶往往不能展开。
大麦 前期生长正常，拔节期出现心叶凋萎枯死，根极少分枝，老根短，新根不能生长。
玉米 植株矮，新叶生长受阻，新叶尖端几乎完全失绿，分泌透明胶汁，使相近幼叶尖端胶粘在一起不能伸长。心叶不能伸长，萎缩黄化，老叶的叶缘呈白色透明锯齿状不规则破裂。根少而短，老根多棕褐色。
棉花 顶芽生长受阻，生长点呈弯钩状。节间缩短，叶片向下弯卷，老叶提前脱落，植株矮，果枝少，结铃少。根少色褐，主根基部出现胼胝状组织。
油菜 老叶枯黄，新叶凋萎。
花生 第一片真叶出现畸形，老叶边缘和叶面有不规则白色小斑点，叶柄变弱，植株生长缓慢，根细弱，荚果空秕。
甘蔗 生长缓慢，幼叶柔弱不能伸长，生长点很快死亡，老叶初绿并有棕红色斑点，继而斑点间出现枯腐，逐渐扩展至整叶枯腐。
豌豆 叶片中脉周围发生红色斑点，后扩展至支脉周围和叶边缘，全叶干燥卷缩，叶片基部最早褪色，叶片色由淡绿转为黄色。根尖死亡，幼叶及花梗枯萎，卷须萎缩。
苹果 根尖停止生长，附近又长出许多幼根，枯死后又在上边长出，使根系变短，但又似膨大状。幼苗长不到30厘米高就形成封顶芽，叶片减少。成龄树新生小枝的嫩叶先褪色并出现坏死斑，叶缘、叶尖有时向下卷曲，老叶组织枯死，果实发生苦豆病。
葡萄 叶淡绿色，幼叶脉间和边缘褪绿，脉间有灰褐色斑点，边缘接着出现针头大小的坏死斑，茎蔓先端枯死。
桃 新根生长1.5～7.5厘米从根尖向后枯死，上部又长出新根，使根系短而密，有些膨大、弯曲。嫩叶沿中脉及叶尖产生红棕色或深褐色坏死区，坏死区扩大后，枝条基部及顶端开始落叶，更严重时枝条尖端及嫩叶似火烧状，小枝死亡。
此外，苜蓿缺钙生长缓慢，新根生长受抑制；西瓜、黄瓜缺钙时顶部生长点腐烂或坏死。形态症状只是作物反应的一个方面，科学的诊断还应结合植株分析和田间试验，才能做出比较可靠的结论。植株含钙量分析是诊断钙营养状况的重要手段之一，但植株不同部位含钙量差异也颇大，一般都是叶片含钙量最高，分析叶片钙能较好地反映作物的钙营养状况。含钙量还与作物的生育阶段、取样时期与部位等有关，进行植株营养诊断时要考虑到这些因素的近似性，才能使诊断分析结果有可比性。一些作物钙素的营养状况指标见表。
表1：一些作物钙素营养指标
作物缺钙会引起钙营养失调症，作物钙过剩是否会引起钙营养失调症呢？这方面目前报道甚少，一般土壤不易引起钙过剩，但大量施用石灰于某些高碳酸盐土壤可能引起其他元素（如磷、镁、锌、锰等）的失调症。根据汪仁新近研究结果，当花生施钙3200毫克/千克以上时，花生植株生长缓慢，表现株矮、叶小、叶色黄绿；施钙达到6400毫克/千克时，出苗后15天左右出现受害症状，植株下部叶片呈烧焦状，根系不发达，比正常株矮10厘米左右，结荚少，荚果产量低。
农业上常用的钙肥主要有石灰和石膏等。石灰是指由石灰岩、泥灰岩和白云岩等含碳酸钙（CaCO3）的岩石，经高温烧制而成的生石灰。沿海地区还普遍烧螺、蚌、牡蛎制成“壳灰”，它们的主要成分都是氧化钙（CaO）。一些化学氮肥如硝酸钙、硝酸铵钙、石灰氮等都含有钙。石膏是主要钙肥之一，既含钙又含硫，对缺钙缺硫的土壤更适宜使用。一些磷肥中常有含钙的成分，如普通过磷酸钙、钙镁磷肥、重过磷酸钙也都是重要钙肥来源。一些工矿的副产品或下脚废渣中，如炼铁的高炉渣，炼钢的炉渣，热电厂燃煤的粉煤灰，小氨厂的碳化煤球渣，磷肥厂的副产品磷石膏等都含有钙的成分。此外，各种农家肥中也含有一定量的钙，用量大，使用面积广，是不可忽视的钙源。其中骨粉、草木灰则是含钙丰富的农家肥。一些常用含钙肥料见表2。
表2：常用钙肥品种成分含量
（一）石灰施用技术 酸性土壤施用石灰能起到治酸增钙的双重效果，但是确定石灰需要量是个复杂问题。据中国科学院南京土壤所（1958）研究结果，依据我国土壤酸碱度划分等级，对不同质地的酸性土壤第一年的石灰需要量提出的经验标准（表3）很有参考价值。
一般每亩施用40～80千克石灰较适宜，旱地红壤及冷烂田、锈水田等酸性强的土壤施用石灰效果较好，用量多一些，酸性小的土壤石灰用量宜适当减少。质地粘的酸性土应适当多施石灰，砂质土应少施。此外，随着土壤熟化程度的提高，土壤酸性减小，石灰用量亦应减少，基本熟化的土壤亩施石灰50千克即可，初步熟化的土壤亩施75～100千克。从作物来说，对棉花、小麦、大麦、苜蓿等不耐酸的作物应多施；蚕豆、豌豆、水稻等中等耐酸作物可以少施；茶、马铃薯、荞麦、烟草等耐酸力强的作物可不施。作物施石灰的效果，不仅取决于土壤酸度和作物种类，还与施用时期有关。一般来说，旱地雨季施用效果优于旱季。例如，江西省红壤所的试验结果，在小麦、大豆、芝麻三熟制中，石灰的肥效以雨季（春季）大豆为好。在水田，石灰施于晚稻优于早稻。石灰的施用方法，可以基施，也可追施。基施石灰，在整地时将石灰与农家肥一起施入土壤，也可结合绿肥压青和稻草还田进行，水稻秧田每亩施熟石灰15～25千克即可，本田每亩施石灰50～100千克；旱地每亩施石灰50～70千克。如用作改土，可适当增加用量，每亩施石灰150～250千克。在缺钙土壤上种植大豆、花生以及块根作物等喜钙的作物，每亩用石灰15～25千克，沟施或穴施；对白菜和甘薯可在幼苗移栽时用石灰与农家肥混匀穴施，均有良好效果。如果整地时没能施用石灰作基肥，可在作物生育期间追施。水稻一般在分蘖和幼穗分化始期结合中耕每亩追施石灰25千克左右。旱地追施石灰可以条施或穴施，以每亩15千克左右为宜。施用石灰应注意不要过量，否则会使土壤肥力下降，并易引起土壤结构变化。除施用量适当外，还应注意施用均匀，否则会造成局部土壤石灰过多，影响作物正常生长。沟施、穴施时应避免与种子或植物根系接触。为了充分发挥石灰改土的增产效果，必须配合农家肥及氮、磷、钾化肥施用。石灰施用后有2～3年的效果，不要年年施用。
（二）石膏施用技术 石膏是改善土壤钙营养状况的另一种重要钙肥，它不但提供26%～32.6%的钙素，还可提供15%～18%的硫素。在我国“三北”地区，干旱半干旱地区分布许多碱化土壤，这类土壤需石膏来中和碱性，改善土壤物理结构。石膏的施用技术视目的不同而有所区别：
1.改碱施用
一般在土壤氢离子浓度1纳摩/升以下（pH9以上）时需要施石膏中和碱性，其用量视土壤代换性钠的含量来确定，代换性钠占土壤阳离子总量5%以下时，不必施用石膏；占10%～20%时，适量施用石膏；大于20%时，石膏施用量要增大。为了改良碱土，石膏多作基肥施用，结合灌溉排水施用石膏。由于一次施用难以撒匀，可结合大小秋及麦播耕翻整地，分期分次施用，以每次亩施150～200千克为宜。同时结合粮棉和绿肥间套作或轮作，不断培肥土壤，效果较好。施用的石膏要尽可能研细，才能提高效果。石膏的溶解度小，后效长，除当年见效外，第二年、第三年也有较好效果，不必年年施用。如果碱呈斑状分布，其碱班面积不足15%时，石膏最好撒在碱斑面上。为了提高改土效果，应与种植绿肥或与农家肥和磷肥配合施用。
磷石膏是生产磷铵的副产品，含氧化钙略少于石膏，但价格便宜，并含有少量磷素，也是较好的钙肥及碱土的改良剂。用量以比石膏多施一倍左右为宜。
2.作为钙、硫营养施用
我国华南地区的中性或微酸性土壤上，农民也有施用石膏的习惯，在低山丘陵谷地的翻浆田、发僵田，每亩用石膏1.5～2千克，与其他农家肥混合给水稻蘸秧根，或苗期第一次耙草耘田时，每亩用2.5～5千克混合农家肥给水稻做塞蔸肥，能起到促进返青、提早分蘖的效果。
旱地施石膏，应先将石膏粉碎，撒于土壤表面，再结合耕耙作种肥每亩用4～5千作基肥，也可作为种肥条或穴施。石膏基施时每亩用量15～25千克。
