Tulevased rangema väetamismääruse raamtingimused nõuavad sularaha- ja söödakultuuride kasvatussüsteemide kõrgeimaid standardeid. Eelkõige on esiplaanil keskkonna seisukohalt oluliste toitainete lämmastiku ja fosfori tõhus kasutamine. Selleks on vaja tasakaalustatud taimede toitmist, mida põllumajandustootjatele soovitatakse väetamissoovituste abil, mis on saadud väljakujunenud mullaanalüüsimeetodite ja aastatepikkuste põllukatsete põhjal.

Christoph Weidemann, Prof. Dr. Karl H. Mühling, Kieli Ülikool, ja Dr. Lars Biernat, Schleswig-Holsteini Põllumajanduskoda.

Varem sai taimekasvatusprobleeme tõhusalt parandada taimekaitsevahendite ja "remondilämmastiku" abil. Tulevaste eesmärkide kohaselt on need võimalused siiski ainult väga piiratud ulatuses lubatud ja neid tuleb palju rohkem realiseerida optimeeritud tootmistehnoloogia abil. Selleks tuleb taas tähelepanu pöörata agronoomilistele põhimõtetele, sealhulgas eelkõige mullaanalüüsile, analüüsitulemuste tõlgendamisele ja vastavatele väetamissoovitustele. Lõppude lõpuks on turvalise saagikuse ja kõrge toitainete kättesaadavuse aluseks aktiivne mullaelu, optimaalne mulla pH-väärtus ja tasakaalustatud varustatus oluliste taimetoitainetega.

Sellega seoses on põllumajandustegevuse kasvavad väljakutsed viinud selleni, et ametliku nõuandeteenistuse poolt soovitatud mullakatsete meetodid, mis on piirkondlikult tüüpiliste väetamissoovituste aluseks, muutuvad palju kriitilisemaks. Põhimõtteliselt sõltuvad erinevate kultuuride väetusvajadused kasvatatavate viljade toitainete vajadusest ja toitainete omastamisvõimest, vastavatest saagikus- ja kvaliteediootustest ning mulla toitainetega varustatusest, võttes arvesse valitsevaid kliimatingimusi.

Mullakatsete standardid

Sellega seoses on maailmas uuritud ja välja töötatud palju erinevaid meetodeid, et registreerida toitainete koostist ja kättesaadavust muldades. Kuid ainult kalibreeritud põldkatsed tüüpilistes katsetingimustes viivad vastavate, kindlate asukohatüüpiliste väetamissoovituste koostamiseni. Sellest lähtuvalt on Saksamaa põllumajanduskontrolli- ja uurimisinstituutide ühendus (VDLUFA) standardiseerinud Saksamaal kasutatavad mullakatsemeetodid. Aastatepikkuste põldkatsete tulemusena on välja töötatud koguseline kontseptsioon, mis on liigitatud sisaldusklassidesse (A-E) ja sellest tuletatud väetamissoovitused.

Seevastu, peamiselt erainstitutsioonide mitmesuguste tegevuste tõttu, peetakse praegu sageli "kaasaegsemaks" või "arenenumaks" meetodit, mille abil määratakse kationivahetusvõime (CEC) väetamisotsuste tegemisel. Kuid selle päritolu ulatub tagasi 1940. aastatesse USAs. Ka Saksamaal tegid ülikoolid ja ametlikud nõuandeorganisatsioonid 1950. ja 1960. aastatel intensiivseid uuringuid. Seal saadud teadmised aitasid kaasa tänaste VDLUFA meetodite väljatöötamisele.

Sisaldusklasside süsteemi asemel määratlevad nn alternatiivsed meetodid muldade viljakust peamiselt positiivselt laetud toitainete (katioonide) omavahelise suhte alusel vahetusosakestes (savimineraalid, orgaaniline aine).

See ei võta aga arvesse lubjanõudeid ega toitainete selektiivset ja spetsiifilist sidumist erinevate mulla vahetusosakeste külge. Lisaks sellele ei peeta asjakohaseks piirkondlikke põldkatsetusi, mis põhinevad mulla- ja kliimatingimustel ning saagikuse tingimustel. See jätab täielikult tähelepanuta taime ja mulla koostoime. Põhimõtteliselt on katioonivahetus oluline mullaomadus, kuid analüüsimeetodite ja nendest tuletatud väetamissoovituste tõlgendamisel on põllumajandustootja sunnitud tulemusi kriitiliselt kahtluse alla seadma. Järgnev osa on mõeldud abiks oluliste parameetrite selgitamisel ja liigitamisel.

Milline on õige viis pH väärtuse hindamiseks?

pH väärtus näitab happeliste positiivsete vesinikioonide (W) kontsentratsiooni. Seda saab mõõta erinevate meetoditega. Varem kasutati põllumajanduslike muldade seeriakatsete tegemiseks kunstlikku mullalahust, mis sisaldas kaaliumkloriidi. Tänapäeval kasutatakse selleks tunnustatud standardmenetluses siiski kaltsiumkloriidi. Kaltsiumkloriidi sisaldava lahuse eriline eelis põhineb mõõtmismeetodi püsivusel võrreldes suspensioonivedeliku kontsentratsiooni ja mahu kõikumistega ning iga konkreetse pinnase lubjapotentsiaaliga. Kui seevastu kasutatakse ainult vett, nagu näiteks Kinsey meetodi puhul, on mõõdetud väärtused umbes 0,3-1,0 ühikut kõrgemad. Ainult muldade puhul, mille pH on 7 ja kõrgem, ei ole kahe meetodi vahel erinevusi. Need, kes seda arvesse ei võta, hindavad happeliste muldade pH väärtust üle. Lisaks sellele määrati standardmenetluses arvukate põllukatsete põhjal kindlaks pinnase tüübi ja huumusesisalduse pH sihtväärtused ning nende saavutamiseks vajalikud lubjakogused.

Mida ütleb katioonivahetusvõime?

Katioonivahetusvõime (CEC) on mulla võime adsorptiivselt siduda katioone ja seega vältida nende väljapestumist, hoides neid samal ajal taimedele kättesaadaval kujul. CACi määramist kasutatakse eelkõige ala iseloomustamiseks või mullaviljakuse hindamiseks. Eristatakse potentsiaalset ja efektiivset katioonivahetusvõimet. Potentsiaalne CEC määrab mulla maksimaalse võimaliku vahetusvõime pH väärtuse 7 juures. Kuna paljude kergemate või orgaaniliste muldade optimaalne pH väärtus on oluliselt alla pH 7, ei saa seda võimsust seal ammendada ega kasutada väetamissoovituste arvutamise alusena.

Võimaliku KAKi määramiseks on umbes kaheksa erinevat meetodit, millest igaüks annab erinevaid tulemusi ja ei ole otseselt võrreldav. Efektiivne KAK määrab positiivselt laetud toitained, mida saab vahetada praeguse pH väärtuse juures. Kui mulla pH muutub, siis muutub ka efektiivne CAC, sest kui pH tõuseb, siis tõuseb ka efektiivne vahetusvõime ja vastupidi. Magneesiumi ja kaaliumi kogus, mis võib mullaosakestele kinnituda, sõltub otseselt efektiivsest CAC-arvust. Seega saab seda arvutada standarduuringu käigus määratud K- ja Mg-sisalduse kaudu. Seetõttu ei ole tavaliselt vaja aeganõudvat CAC määramist. Nii potentsiaalset kui ka efektiivset CECi saab hinnata väga täpselt, kui on teada mulla savi-, muda- ja huumusesisaldus ning pH-väärtus. (tabel 1).

Mis on katioonivahetus?

Mullalahus sisaldab katioone (positiivse laenguga toitained), millel on üks või kaks positiivset laengut. Iga neist, olenemata sellest, kas tegemist on ammooniumi, kaaliumi, magneesiumi, kaltsiumi või naatriumiga, on ümbritsetud veemolekulide kihiga. Selleks, et vahetusosakese külge kinnituda, tuleb see veekest lahti võtta. Kuna nii positiivsete laengute arv (valentsus) kui ka veekihi suurus mängivad selle kinnitumise ulatust, on see protsess äärmiselt keeruline ja seda saab arvutada ainult teoreetilistes mudelites. Seetõttu ei ole võimalik vahetajate täituvust kaaliumi, kaltsiumi või magneesiumiga väetamise teel meelevaldselt muuta, arvutades lihtsalt koguse.

Kui siiski püütakse arvutada vajalikke toitainete koguseid, siis saab kiiresti aru, milliseid ülemääraseid suurusjärke toob kaasa üleminek väetussoovitusele, et teoreetiliselt muuta vaid üks ühik (cmol/kg mulla kohta) vastavat katiivi asendaja hõivatuses (tabel 2). Seega ei saa näiteks kaaliumi võimalik ülepakkumine põhjustada mõne muu katiooni väljatõrjumist asendaja poolt ja selle tagajärjel võib-olla ka mulla struktuuri halvenemist. Halva mullastruktuuri põhjused peituvad sageli liiga ühekülgsetes viljelusmeetodites ja põllumaa liiga aeglases harimises või koristamises ning neid on tavaliselt võimalik tõhusalt lahendada teadaolevate agronoomiliste meetmetega (mullaharimine, külvikord, lupjamine, kohandatud rehvid ja õhurõhk jne).

Katioonide suhtarvud

Katioonide suhtarvud annavad teavet ainult mulla praeguse ökoloogilise seisundi kohta, kuid ei esinda kasvu ja tulu tegureid. Need on arvutatud väärtused, mis varieeruvad laiades piirides, ilma et see oleks taimedele kasulik või kahjulik. On piisavalt muldasid, mis kalduvad ideaalseks peetavast suhtarvust (60-70 protsenti kaltsiumi, 10-20 protsenti magneesiumi, 2-5 protsenti kaaliumi ja 0,5-3 protsenti naatriumi) vahetajas üsna palju kõrvale ja annavad siiski optimaalse saagikuse. Vale arusaam katioonivahetusest võib seega viia ebatõhusa väetiste kasutamiseni.

Väetiste vormid

Kuigi väetamissoovitused tehakse standardse mullaproovi tulemuste põhjal vastavalt VDLUFA-le toitainekogustes, täpsustavad mõned alternatiivsete mullaproovide pakkujad, mis sisaldavad ka KAKi, ka väetise vormi. Seda tuleks kahtluse alla seada, kuna põllukultuurid reageerivad toitainete vormidele erinevalt (nt kloriidide taluvus) ning kuna toitainete kättesaadavus ja pH-väärtus võivad pärast väetamist muutuda. Näiteks põhjustab väävli väetamine elementaarse väävliga mulla tugevat hapestumist (100 kg 90% elementaarse väävli vastab 162 kg CaO lubjakadusele), samas kui väävli väetamine kieseriidi kaudu on pH-neutraalne. Lisaks muutub elementaarne väävel taimede jaoks kättesaadavaks alles pärast selle muundamist sulfaat-väävliks. See muundamisprotsess sõltub mulla temperatuurist, mis tähendab, et põllukultuuride sihipärast väävlitoitlustamist ja tõhusat lämmastiku kasutamist ei saavutata.

Sõltuvalt kaltsiumi ja magneesiumi suhtest ja sageli sõltumata pH väärtusest, soovitatakse mõnikord märkimisväärses koguses kaltsiumi- (süsihappeline lubi) või magneesiumväetisi (dolomiit , kieseriit). Geoloogiliselt määratud suur Mg sisaldus savimuldades (nt soomuldades) või ka suur Ca sisaldus karbonaatmuldades ja nende mõju mullaomadustele on väetamisega väga piiratud määral või üldse mitte mõjutatav. Lisaks sellele näitavad teaduslikud uuringud, et Ca-Mg suhe võib varieeruda väga suurtes piirides, ilma et see mõjutaks taimede kasvu ja saagikust. Näiteks võib ka kitsamaid Ca-Mg-suhteid liigitada probleemivabaks. Kõrge pH väärtuse ja/või kõrge magneesiumisisalduse korral soovitavad alternatiivsete mullaproovide pakkujad sageli kipsväetamist (CaSO). Kuigi see ei mõjuta pH-d, võib see suure kaltsiumikoguse tõttu tähendada taimele konkurentsi magneesiumi omastamisel. Samuti võib suurem kogus puhast kaaliumi põhjustada kaalium-magneesium antagonismi, st konkurentsi taimede omastamisel.

Kõrge kaltsiumi- või kaaliumväetamine võib seega põhjustada magneesiumipuudust. Seevastu suurem magneesiumisisaldus mullas ei avalda otsest mõju taimedele, sest taimed ei võta magneesiumi valikuliselt ega üle oma vajaduste. Vahepeal on ka tõestatud, et magneesiumil ei ole negatiivset mõju mulla struktuurile. Kui kalduda kõrvale kohaspetsiifilistest katioonisuhetest, siis on väetiste kasutamine, mis on vajalik ideaalsete toitainesuhete seadmiseks mullas, alternatiivsete meetodite ideede kohaselt tavaliselt ebasäästlikult suur. Eesmärk on siinkohal reguleerida toitainete sisaldus C-klassi vastavalt põllukultuurispetsiifilistele väetamissoovitustele külvikorras - siis ei ole negatiivseid mõjusid karta.

Selle asemel, et viia läbi mõned kallid uuringud, mis ei esinda kõiki alasid, on lubja- ja toitainetega varustamise optimeerimiseks palju edukam võtta konkreetselt proovid ja uurida erinevaid pinnasetüüpe, eriti erinevatel põldudel. Lisaks sellele on ainult Schleswig-Holsteini liidumaal kasutatav CAL- või DL-meetod heaks kiidetud P-mullaanalüüsi dokumenteerimiseks vastavalt väetamismäärusele.

Saksamaal VDLUFA kohaselt kehtestatud mullakatsemeetodid põhinevad aastakümnete pikkustel uuringutel, neid tuleb pidevalt kvaliteedikontrollile allutada ja neist tuletatud väetamissoovitused on kalibreeritud arvukates piirkondlikes põllukatsetes. Kõik erinevused katioonide jaotuses kajastuvad adekvaatselt sisalduse klassifikatsioonides (A-E) ja sellest tulenevates väetamissoovitustes. Väetisevajaduse määramiseks, mis on aluseks kõrge toitainete tõhususe saavutamisele heade erialaste tavade alusel, võib reservatsioonideta soovitada ametlike asutuste poolt soovitatud odavaid analüüsimeetodeid. Väga kasulikuks võib osutuda mulla tüübi (muda analüüs), huumusesisalduse ja mikrotoitainete analüüside põhjalikum analüüsimine haritavatel aladel. Väetiste tarnimise ja eemaldamise tulemusel saadud piirkonnapõhised toitainete bilansid võivad anda väärtuslikku teavet väetiste kasutamise kohta vastavalt nõuetele.