Gips: et gammelt produkt med en ny anvendelse
Gips er calciumsulfat (CaSO4). Raffineret gips i anhydritform (ingen vand) er 29,4 procent calcium (Ca) og 23,5 procent svovl (S). Normalt har gips vand forbundet i den molekylære struktur (CaSO4·2H2O) og er ca. 23,3 procent Ca og 18,5 procent S (gips). Gipsgødning har normalt andre urenheder, så kvaliteterne er ca. 22 procent Ca og 17 procent S. Gips er tungt opløseligt (grunden til, at vægplader bliver bløde, men ikke straks opløses, når de bliver våde, i det mindste hvis de kun er fugtige lejlighedsvis). Gips er det neutrale salt af en stærk syre og stærk base og hverken øger eller mindsker surhedsgraden. Opløsning af gips i vand eller jord resulterer i følgende reaktion: CaSO4·2H2O=Ca2plus plus SO42- plus 2H2O. Det tilføjer calciumioner (Ca2plus) og sulfationer (SO42-), men tilføjer eller fjerner ikke hydrogenioner (H plus ). Derfor virker det ikke som et kalkende eller forsurende materiale. Den Ca2plus-ioner vekselvirker simpelthen med udvekslingssteder i jorden, og sulfat forbliver opløst i jordvand.
Gips som gødning?
Gips er et gødningsprodukt og leverer den afgrødetilgængelige form for calcium (Ca2plus ) og svovl (SO42-). Hvis disse former er mangelfulde i jord, vil afgrødeproduktiviteten drage fordel, hvis der påføres gips. Dette er et stort "hvis" for jord i Iowa. Forskning har ikke vist mangel på Ca, og normalt løses ethvert potentielt problem med lave Ca-niveauer med påføring af kalksten (CaCO3). Surhedsproblemer vil opstå før en mangel på Ca, så kalkning tager sig effektivt af Ca også. Tabel 1 viser typiske udskiftelige Ca-niveauer i flere Iowa-jorde, og de er meget høje. For kalkholdige jorde (indeholdende fri kalk) er jordsystemet mættet med Ca, og Ca-tilførsel og jordens pH styres af den frie kalk.
For S er det stort set det samme. Forskning udført i mere end 35 år i adskillige feltforsøg på tværs af Iowa har kun vist isoleret og meget lille majs- eller sojabønneudbytterespons på S-befrugtning (to positive og en negativ). Tabel 2 viser resultater for nylige S-forsøg på majs og sojabønner udført i 2000 og 2001 på seks steder i Iowa. Disse resultater er typiske for forskning udført i mange år, idet der ikke var nogen udbyttestigning til påført S, gips eller Ca. Så hvis der ikke er behov for gødningspåføring af Ca eller S, så er gipspåføring simpelthen ikke nødvendig af gødningsårsager.
Gips som jordforbedring
Jordstrukturen påvirkes af udskiftelige kationer (positivt ladede ioner). Multivalente kationer (mere end én positiv ladning) hjælper med at holde jordpartikler sammen, fordi de kan have elektrostatisk (magnetisk) tiltrækning mellem to eller flere negative ladningssteder (jordler og organisk materiale har en netto negativ ladning). Multivalente kationer omfatter Ca2plus, Mg2plus, Zn2plus og Al3plus. Monovalente kationer (kun én positiv ladning) kan ikke hjælpe med jordstrukturen på grund af kun én positiv ladning, og med natrium (Na plus) kan for eksempel nedbryde jordstrukturen, når store mængder optager jordudvekslingsstederne (også påvirket af stor ionstørrelse af Na); således har jord med lavt saltindhold, men høje niveauer af udskifteligt natrium (Na plus ) dårlig jordstruktur. Bortset fra et meget lille areal af Napa-jord i Missouri River-dalen, er overskydende Na ikke et problem på Iowa-jord, inklusive dem med høj pH. I tørre områder, hvor salt og Na akkumuleres (saltvand-natriumjord), kan genvinding omfatte brug af gips. Gips bruges til at tilføje store mængder Ca2plus-ioner, der fortrænger Na plus-ionerne fra udvekslingsstederne, og når de skylles med rent vand, fjernes både salte og Na fra jorden (gips bruges i stedet for kalksten på grund af højere opløselighed og ingen stigning i jordens pH). Men selv på disse steder er denne praksis ikke effektiv, når undergrunden har lav permeabilitet for vand. Hvis en jord kun har højt opløseligt salt, så bruges gips ikke, fordi det ville øge saltproblemet.
Jordstrukturen er også meget forbedret af jordens organiske materiale, som hjælper med at "lime" jordpartikler sammen. Iowa-jord har et højt indhold af organisk stof, hvilket er lige så vigtigt for en god jordstruktur som udskiftelige multivalente kationer. Den mest skadelige effekt på overfladens jordstruktur kommer fra den fysiske påvirkning af regndråber. Overfladerester er det bedste forsvar mod denne påvirkning, og det kommer uden omkostninger fra afgrøderester. Forbedring af vandindtrængning kan således bedst opnås ved at begrænse jordbearbejdningen for at efterlade flest mulige afgrøderester i stedet for at anvende gips. Tabel 2 viser manglen på majs- og sojabønneudbytterespons på påført gips.
Sammenfattende er gips en fremragende gødningskilde til Ca og S. Hvis der er behov for påføring af disse plante-essentielle næringsstoffer, så fungerer det godt. Men for Iowa-jord er både Ca eller S i god forsyning. Iowa-jord har i sagens natur en kapacitet til at give tilstrækkelige niveauer af udskifteligt Ca og S til afgrødeproduktion. Mere er således ikke nødvendigvis bedre.
