Kalsiyum, bitkiler için önemli bir besin maddesidir ve toprak asitliğini nötralize eder. Ayrıca, toprak yapısının stabilitesini etkileyen bir topaklaştırıcı madde görevi görür. Çoğu toprakta sınırlayıcı bir besin maddesi değildir, ancak bazı bitkiler için bitki içinde üreme organlarına taşınması zordur.
Kalsiyum, hücre duvarlarının inşası için olmazsa olmaz bir elementtir. Özellikle meyvelerin sağlam kalması ve depolama süresinin uzaması açısından büyük rol oynar. Çoğu toprakta kalsiyum arzı genellikle sorun değildir; asıl problem, kalsiyumun bitki içinde ihtiyaç duyulan bölgelere taşınması ve bu bölgelerde kullanılabilir halde bulunmasıdır.
Kalsiyum, azot ve potasyum gibi diğer ana besin elementlerine kıyasla bitki tarafından daha zor alınır. Yüksek gereksinim duyulan bölgelere, özellikle depo organlarına (örneğin meyve ve genç dokulara) taşınması sınırlıdır; bu yüzden bu organlarda kalsiyum noksanlığı daha kolay ortaya çıkabilir.
Toprakta kalsiyum, asit–baz dengesinde temel belirleyici bir rol oynar. Kil–humus kompleksinin değişim yüzeylerinde doğru şekilde yer alarak, toprakta biyolojik aktivite için uygun bir ortam yaratır. Selülozu parçalayan (selülolitik) ve nitrifikasyon yapan bakteriler gibi mikroorganizmalar için elverişli koşullar oluşturur ve iyi parçalı, iyi havalanan bir toprak yapısının korunmasına yardımcı olur.
Kireçsiz (kalsiyum karbonat içermeyen) topraklar zamanla doğal olarak asitleşir; bu nedenle düzenli fakat aşırıya kaçmayan kireçleme uygulamaları gereklidir. Tipik kalsiyum kayıpları hektar başına yılda 100–400 kg CaO düzeyindedir. Buna karşılık kireçli topraklar kalsiyum fazlası içerir ve bu fazlalığı ortadan kaldırmak mümkün değildir. Bu koşullarda, özellikle iz elementlerin (mikro besinler) bağlanması ve bitkiye kapanması riskine dikkat edilmelidir.
1. Hayvansal gübre, bitki artıkları ve insan faaliyetlerinden kaynaklanan organik yan ürünlerdeki besin maddelerinin geri dönüşümü, kalsiyum dahil olmak üzere önemli bir gübre kaynağıdır.
2. Kalsiyum, ocaklardan kalsiyum karbonat (kireçtaşı) formunda elde edilir. Kırılıp öğütülerek tarımda kullanılan temel kireç gübrelerine dönüştürülür. Ayrıca fırınlarda yakılarak sönmemiş kireç (kalsiyum oksit) haline getirilebilir ve bu form da tarımda kullanılır.
3. Toprakta kalsiyum; sabit, adsorbe olmuş ve çözünmüş formlar arasında sürekli dönüşüm içindedir.
4. Çözünmüş kalsiyumun, fazla toprak suyuyla derin katmanlara taşınması (yıkanma) besin maddesi bilançosu çıkarılırken mutlaka dikkate alınmalıdır.
5. Yüzey akışı ve erozyon sonucu, katı parçacıklara bağlı kalsiyum da tarla dışına taşınabilir.
6. Bitki kökleri kalsiyumu yalnızca toprak çözeltisinde çözünmüş Ca²⁺ iyonu formunda alabilir.
Toprak analizlerinde kalsiyum, benzer ekstraksiyon yöntemleriyle ölçülen değişebilir (exchangeable) kalsiyum olarak belirlenir. Yorumlama, analiz edilen kalsiyum miktarının toprak katyon değişim kapasitesine (CEC) göre değerlendirilmesiyle yapılır. İyonik formda optimum düzey, CEC’in en az %68’inin Ca²⁺ ile dolu olmasıdır. Bu stok, bitki gereksinimlerine kıyasla oldukça yüksektir ve toprakta iyi bir kalsiyum rezervi anlamına gelir.
Bitkilerde kalsiyum eksikliği nispeten nadir görülür; genellikle kalsiyumca fakir, asidik topraklarda ortaya çıkar. Genç yapraklarda ve meyvelerde kloroz (sararma) ile kendini gösterir. Örneğin elmalarda görülen acı benek (bitter pit), meyve yüzeyinde acı, mantarlaşmış lekeler şeklinde tipik bir kalsiyum yetersizliği belirtisidir.
Kalsiyum fazlalığı nadirdir; ancak kireçli (yüksek kalsiyumlu) topraklarda görülebilir. Alkali pH, fosfor ve bazı mikro besin elementlerinin alınabilirliğini azaltır. Kalsiyum aynı zamanda çözünmeyen kalsiyum fosfat bileşikleri oluşturarak fosforun bitkiye kullanılabilir miktarını da düşürebilir.
Kalsiyum bakımından zengin pek çok toprak, jeolojik olarak eski deniz tabanlarından oluşmuştur. Kalsiyum karbonat, ya kireçtaşı kayası olarak çıkarılır ve sönmemiş kireç üretmek üzere yüksek sıcaklıkta yakılır ya da yeterince ince boyutta (<150 μm) mikronize edilerek Ca²⁺ iyonlarının kil–humus kompleksine difüze olup bu kompleksi doyurması sağlanır.
Jeolojik olarak kalsiyum çoğu zaman magnezyumla birlikte bulunur. Kireç bileşeni olarak kalsiyum, hem toprak düzenleyici (soil conditioner) görevi görür hem de mineral gübrelerin (örneğin NAC 27 N) önemli bir besin bileşenidir.
Topraktaki kalsiyum içeriği (EDTA ekstraksiyonu) CEC değeriyle birlikte değerlendirilir; kompleksin %60’tan fazlasının Ca²⁺ ile dolu olması istenir. Genel olarak 2300–3300 ppm arası kalsiyum seviyesi tatmin edicidir. 1600 ppm’in altındaki değerler çok düşük, 5000–8000 ppm üzeri değerler ise antagonizmanın yönetilmesi gereken kalsiyum fazlalığına işaret eder.
Tınlı (loamy) topraklarda kalsiyum eksikliği, hem toprak yapısını hem de toprak verimliliğini bozarak gevşek, iyi yapılandırılmış agregatların kaybına neden olur.
Toprak pH’sı (ve olası düzeltmeleri) doğrudan kalsiyum tarafından belirlenmez; ancak kalsiyum, iyi bir toprak verimliliğini sürdürmek için en sık kullanılan değişebilir bazdır. Nötralizasyon değeri genellikle “CaO eşdeğeri” olarak hesaplanır ve pH düzeltmesi için gereken CaO miktarı, hem hedeflenen nötr pH’a yaklaşmaya hem de kil–humus kompleksinin büyüklüğüne göre belirlenir.
Nemli koşullarda kalsiyum, kuru koşullara göre toprak çözeltisinde daha az bulunur. Yani fazla yağışlı dönemlerde Ca²⁺, toprak çözeltisinde daha seyrek; kurak dönemlerde ise daha yoğun görülebilir ve bu durum kalsiyumun bitkiye sunuluş şeklini etkiler.