Exchangeable Soil Calcium May Not Reliably Predict In-season Calcium Requirements for Enhancing Potato Tuber Calcium Concentration

Abstract

Previous research has provided evidence that Ca is transported to the tuber along with water via the roots on stolons and tubers. Several studies have documented that in-season Ca application can increase tuber Ca concentration and reduce storage rot and internal defects such as hollow heart, brown center, and internal brown spot. The objective of the present study was to investigate the relationship between preplant soil test Ca levels and the tuber Ca concentration. Recommendation for Ca application in potato production guides are not necessarily geared towards tubers unique nutritional needs. In general, for potato production, Ca applications are recommended only if pre-plant soil exchangeable Ca is below 300 mg kg⁻¹. Studies were conducted in two soil types, namely loamy sand (Hancock location) and silt loam (Antigo location). The pre-plant soil Ca for the loamy sand tested at 285–563 mg kg⁻¹ and the silt loam tested at 530–1,340 mg kg⁻¹ of exchangeable Ca. Five cultivars were grown with or without in-season Ca applications of 168 kg ha⁻¹. At Hancock, 30 separate trials were conducted between the years 1999–2006, whereas at Antigo, 15 separate trials were conducted between the years 1995–1998. The tuber Ca concentration increased in 38 of the 45 total trials carried out in both locations. This increase in tuber Ca concentration varied among cultivars and seasons but had no relationship with soil Ca. This increase in tuber CA concentration occurred even when pre-season exchangeable Ca tested at over 1,000 mg kg⁻¹. These results suggest that testing for exchangeable Ca in these soils is not a good (or reliable) predictor of tuber Ca needs.

Resumen

Investigaciones recientes han proporcionado evidencias que calcio es transportado a los tubérculos junto con el agua mediante las raíces de los estolones y de los tubérculos. Varios estudios han documentado que aplicando calcio durante el período de crecimiento puede incrementar la concentración de calcio en el tubérculo y reducir los problemas de pudrición durante el almacenamiento, así como los defectos internos conocidos como corazón hueco (hollow heart), centro pardo (brown center) y mancha parda (internal brown spot). El objetivo del presente estudio fue investigar la relación entre los niveles de calcio del suelo antes de plantar y la concentración de calcio en el tubérculo. Las recomendaciones para la aplicación de calcio, encontradas en las guías de producción de papa, no son necesariamente hechas de acuerdo a las necesidades nutricionales de los tubérculos. En general, para la producción de papa, la aplicación de calcio es recomendable solamente si el calcio con naturaleza química intercambiable presente en el suelo antes de plantar, es menor de 300 mg kg⁻¹. Se llevaron a cabo estudios en dos tipos de suelo, arenoso (Hancock) y sedimentario (Antigo). El análisis del suelo arenoso antes de plantar arrojó un valor de 285 mg kg⁻¹ y, el suelo sedimentario de 530–1,340 mg kg⁻¹ de calcio intercambiable. Cinco variedades fueron cultivadas con y sin la aplicación de 168 kg ha⁻¹ de calcio durante su período de crecimiento. En Hancock, 30 ensayos diferentes se realizaron entre los años 1999–2006, mientras que en Antigo, 15 ensayos diferentes se realizaron entre los años 1995–1998. La concentración de calcio del tubérculo se incrementó en 38 de los 45 ensayos que se llevaron a cabo en los dos sitios. Este incremento en el contenido de calcio en el tubérculo fue variable entre los cultivares y los años, pero no tuvo ninguna relación con el contenido de calcio del suelo. Este incremento ocurrió aún cuando el análisis del contenido de calcio intercambiable, en el suelo antes de plantar, arrojó valores por encima de los 1,000 mg kg⁻¹. Estos resultados sugieren que los niveles de calcio intercambiable del suelo no son un buen indicador de las necesidades de calcio del tubérculo.