بخشی از مقاله
چکیده
بهمنظور بررسی تأثیر یون بیکربنات موجود در آب آبیاری بر تغییر شکلهای شیمیایی آهن در خاک تحت کشت گیاه ذرت آزمایش گلخانهای در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. تیمار بیکربنات سدیم در چهار سطح صفر، چهار، هشت و 12 میلیمولار بهصورت آب آبیاری در سه تکرار بر گلدانها اعمال شد و عصارهگیری از خاک به روش دنبالهای صورت پذیرفت. براساس نتایج به دست آمده افزایش غلظت بیکربنات سدیم در آب آبیاری در تمام سطوح سبب کاهش مقدار آهن جذب سطحی شده گردید. همچنین با افزایش غلظت بیکربنات سدیم در آب آبیاری در سطح هشت و 12 میلیمولار شکل کربناتی آهن در خاک به طور معنی داری کاهش پیدا کرد.
کلمات کلیدی: آهن جذب سطحی شده، بیکربنات سدیم، عصارهگیری دنبالهای
مقدمه
در بسیاری از نواحی کشاورزی آسیا، به ویژه ایران قلیائیت یک عامل مهم محدودکننده محصولات کشاورزی است.
تنش قلیائیت توسط کربنات - CO32- - و بیکربنات - HCO3- - ایجاد میشود همچنین از هیدروکسید، بورات، آمونیاک، بازهای آلی، فسفاتها و سیلیکاتها نیز به عنوان عوامل فرعی ایجادکننده تنش قلیائیت نام برده شده است . - 2 - تنش قلیائیت جذب یکسری یونهای غیر آلی مانند Cl- و NO3- را محدود کرده و بر جذب انتخابی K+ و Na+ به مقدار زیادی اثر گذاشته و توازن یونی را به هم میزند . - 16 - قلیائیت خاک نیز باعث کاهش جذب عناصری مثل آهن میشود.
بروز زردی ناشی از کمبود آهن در گیاهان روئیده در خاکهای قلیائی نشانه کمبود مطلق این عنصر نیست، بلکه با توجه به شرایط شیمیایی این خاکها، آهن موجود به صورت ترکیبهای غیر محلول درآمده، در نتیجه نیاز گیاه را از نظر آهن مرتفع نمیکند . - 11 - البته وقتی میزان یون کربنات در خاک در حال تعادل باشد افزایش فعالیت کلسیم خاک فعالیت بیکربنات را کاهش میدهد. آزمایشات بسیاری در رابطه با غلظت بیکربنات موجود درآب آبیاری و کمبود عناصر غذایی صورت گرفته است که نشان میدهد در شرایط افزایش بیکربنات و pH گونهFe2+ به گونه Fe3+ تبدیل میشود که گونه غیر فعالی است و درنتیجه به دنبال آن آهن از فرم قابل جذب خود خارج میشود و علائم کمبود آهن در گیاه دیده میشود . - 8 - روش عصارهگیری دنبالهای برای حل کردن انتخابی اجزای شیمیایی مختلف یک عنصر در نظر گرفته شده است و شامل استفاده پشت سر هم از عصارهگیرهای شیمیایی میباشد که بر روی یک نمونه انجام میشود . - 6 - روش عصارهگیری دنبالهای بر این اساس انجام میشود که بتوان با کاربرد عصارهگیرهای مختلف اشکال مختلف فلزات را و ارتباط آنها با شکل غالب را شناسایی کرد . - 5 - در عصاره گیری دنبالهای هر عصاره گیر باید به طور ویژه یک جز معین را در خود حل کند و جز بعدی عصاره گیری را حل نکند . - 13 - جز بندی فلزات سنگین توانایی تحرک، فرآهمی و سمیت فلزات سنگین را در خاک آلوده نشان میدهد . - 15 - در عصارهگیری متوالی، قابلیت دسترسی عناصر با هر مرحله از عصارهگیری متوالی کاهش مییابد. عصارهگیر دنبالهای قابلیت جداسازی شکلهای فلزات با پویایی و حلالیت مختلف در خاک را دارد، بنابراین میتواند اطلاعات مناسبی برای پیشبینی قابلیت دسترسی و سمیت فلزات برای گیاه، حرکت آنها در خاکرخ و انتقال بین شکلهای فلزات در خاک را در اختیار بگذارد . - 10 - در پژوهش حاضر با استفاده از عصارهگیری دنبالهای سعی شده ارتباط بین افزایش بیکربنات سدیم در آب آبیاری و تغییر شکلهای مختلف آهن در خاک بررسی شود است.
مواد و روشها
بهمنظور بررسی تأثیر یون بیکربنات بر تغییر شکلهای شیمیایی آهن در خاک تحت کشت گیاه ذرت آزمایش گلخانهای در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. تیمار بیکربنات سدیم در چهار سطح صفر، چهار، هشت و 12 میلیمولار بهصورت آب آبیاری در سه تکرار بر گلدانها اعمال شد. برای تعیین شکلهای شیمیایی آهن در خاک پس از برداشت گیاهان و هوا خشک شدن نمونههای خاک از روش عصارهگیری دنبالهای - 14 - استفاده گردید. در این روش آهن به شکلهای قابل تبادل با استفاده از نیترات پتاسیم، جذب سطحی با استفاده از آب مقطر، آلی با استفاده از هیدروکسید سدیم، کربناتی با استفاده از Na2EDTA و در نهایت شکل باقیمانده به کمک نیتریک اسید عصارهگیری و بهوسیله دستگاه جذب اتمی اندازهگیری شدند. نتایج بهدست آمده به وسیله نرم افزار آماری SAS تجزیه و تحلیل شد.
نتایج و بحث
نتایج حاصل از تجزیه واریانس دادهها نشان داد اثر بیکربنات سدیم بر غلظت آهن جذب سطحی شده و آهن کربناتی در سطح احتمال یک درصد آزمون توکی معنی دار شده است. این در حالی است که اثر بیکربنات سدیم بر میزان آهن آلی و تتمه معنی دار نشده است - جدول . - 1
جدول -1 نتایج تجزیه واریانس مربوط به شکلهای شیمیایی آهن در خاک
مقدار آهن تبادلی در این آزمایش، سهمی را به خود اختصاص نداد و مقدار عصاره گیری شده بسیار ناچیز و غیر قابل اندازهگیری با دستگاه جذب اتمی بود. دبیٌ و همکاران - 4 - مقدار آهن تبادلی در خاکهای آهکی را ناچیز گزارش
کردند آنان عدم وجود شکل تبادلی آهن در خاکهای آهکی را ناشی از pH بالای این خاک ها گزارش کردند زیرا pH بالای خاکهای آهکی، منجر به تبدیل Fe2+ به Fe3+ شده، که متعاقبا با کاهش آهن تبادلی همراه است. مادوٍر و همکاران
- 12 - شکل آهن تبادلی عصارهگیری با نمک کلرور پتاسیم را کمتر از شکل آهن محلول درآب - عصارهگیری با آب مقطر - گزارش کردند. آنان یکی از عوامل موثر بر کاهش آهن تبادلی را بالا بودن pH خاکهای آهکی دانستند بهطوریکه
آهن هیدروکسیلی با اشغال سایتهای تبادلی خاک، قابل جایگزینی به وسیله محلول کلرور پتاسیم - عصاره گیر - نمیباشد.
براساس نتایج شکل 1 با افزایش غلظت بیکربنات سدیم در آب آبیاری در همه سطوح مقدار آهن جذب سطحی شده بهطور معنی داری نسبت به سطح آبیاری فاقد بیکربنات سدیم کاهش پیدا کرده که بر این اساس کاهش ایجاد شده در سطح چهار و هشت میلیمولار بیکربنات سدیم بیشتر بوده است. کاهش آهن جذب سطحی شده در خاک با افزایش غلظت بیکربنات سدیم در آب آبیاری را میتوان به افزایش یون OH در خاک و افزایش pH خاک نسبت داد. با افزایش OH در محلول خاک این یون به صورت یک لیگاند عمل کرده و سبب رسوب آهن در خاک و غیر قابل دسترس شدن آن میشود. محققان بیان کردند از دلایل اصلی کمبود و غیر قابل دسترس شدن آهن برای گیاهان در خاک سیمانی شدن و جذب شدن این عنصر توسط اجزا خاک است که به pH و پتانسیل ریداکس بستگی دارد . - 7 - مادور و همکاران - 12 - یکی عوامل موثر بر کاهش شکل آهن محلول در آب را ناشی از تشکیل و رسوب ترکیبات اکسیدها و هیدروکسیدهای آهن غیر محلول بیان کردند. بخشی - 1 - گزارش کرد آهن عصاره گیری شده با آب با pH رابطه منفی دارد.
