بخشی از مقاله
چکیده
آگاهی از وضعیت فراهمی روی در خاک از نقطه نظر تغذیه گیاهان و انسان بسیار حائز اهمیت است. امروزه استفاده از اسیدهای آلی به عنوان یکی از راهکارهای افزایش فراهمی روی در خاک مورد توجه قرار گرفته است. مطالعه رهاسازی روی یک راهکار ضروری برای ارزیابی تغییرات قابلیت جذب روی با زمان مورد نیاز میباشد.
این پژوهش با هدف بررسی تاثیر و توانایی اسید هیومیک در سه سطح - 100، 200 و 300 میلیگرم بر کیلوگرم - بر مقدار و سینتیک رهاسازی روی از چند خاک آهکی استان کرمان انجام شد. نمونههای مرکب از دو خاک سطحی - 0 تا 30 سانتیمتری - مربوط به مناطق کشاورزی استان کرمان، جمعآوری گردیدند. 1/3 گرم از هر نمونه خاک در دو تکرار توزین و به لولههای سانتریفیوژ 15 میلیلیتری انتقال و عصارهگیری با افزودن 13 میلیلیتر محلول 100، 200 و 300 میلیگرم بر کیلوگرم اسیدهیومیک به صورت جداگانه با شیکر افقی و در بازههای زمانی 1، 2، 6، 12، 24، 36 ، 48 و 72 ساعت تکان دادهشدند. سپس محلولها سانتریفیوژ و از کاغذ صافی عبور داده شدند. غلظت روی موجود در عصارهها توسط دستگاه جذب اتمی قرائت گردید.
الگوی رهاسازی روی در خاکهای مختلف متفاوت و در کلیه خاکها با گذشت زمان افزایش یافت. الگوهای بدست آمده رهاسازی حاکی از سرعت اولیه نسبتا بالای رهاسازی روی و کاهش تدریجی آن تا رسیدن به یک تعادل نسبی تا زمان 72 ساعت بود. نتایج نشان داد که میزان روی رهاسازی شده در محدوده 13/6 تا 18 میلیگرم بر کیلو گرم بوده که با تغییر سطوح مورد استفاده برای اسیدهیومیک تفاوت معناداری در میزان رهاسازی روی ایجاد نکرد. به طور کلی میتوان چنین بیان کرد که کاربرد اسیدهای آلی از جمله اسید هیومیک منجر به افزایش رهاسازی و همچنین افزایش فراهمی روی در خاک میگردد.
مقدمه
روی به عنوان عنصری ریزمغذی هنگامی که به مقدار بهینه در دسترس باشد با توجه به غیرپویا بودن این عنصر رشد ریشه و اندام هوایی افزایش مییابد - 11 - و همچنین رشد اندام هوایی در شرایط کمبود روی بسیار بیشتر از ریشهها تحت تاثیر قرار میگیرد. در این راستا تاثیر قابل توجه اسیدهای آلی بر فراهمی و جذب روی بسیار قابل توجه میباشد.
مواد هیومیکی محصول نهایی تجزیه ماده آلی میباشد. ایجاد کمپلکس هومیکی با فلزات بر تحرک آنها اثرگذار بوده ومنجر به افزایش یا کاهش جذب سطحی برروی کانیها میگردد. در میان لیگاندهای آلی، موادهیومیکی نظیر اسیدهای هومیک و فولویک از مهمترین ترکیبات طبیعی در خاک، آب و رسوبات محسوب میشوند . - 21 - در میان گروههای عامل متعدد در موادهیومیکی، گروههای عامل اسیدی، کربوکسیلی و فنولی، دارای ظرفیتهای بالایی جهت ایجاد کمپلکس با یونهای فلزی میباشند.
خصوصیات و طبیعت کمپلکسهای آلی، ثبات و پایداری آنها و برهمکنش آنها با سایر اجزای خاک تعیینکننده میزان تحرک یونهای فلزی در محیط میباشد. در سالهای اخیر استفاده از مواد هیومیکی به عنوان لیگاند جهت پیوند با فلزات یک گزینه قابل اعتماد محسوب میگردد . - 15 - در پژوهشی که توسط سپهر و زبردست - 1392 - در ارتباط با تاثیر اسید هومیک بر رفتار جذبی فسفر در خاکهای آهکی انجام گرفت، جذب رقابتی اسیدهیومیک با فسفر سبب کاهش جذب فسفر توسط اجزای خاک و افزایش فراهمی این عنصر برای گیاهان گردید . - 1 -
مواد و روشها
نمونه خاکهای سطحی از عمق 0 - تا 30 سانتیمتری - از دو منطقه روستای گلشن و شهربابک جمعآوری گردیدند. پس از خشک شدن در هوا، کوبیده شده و از الک 2 میلیمتری عبور داده شدند. سپس برخی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی آنها مورد آزمایش قرار گرفت. جهت اندازهگیری pH و EC عصاره 1:5 آنها - حاوی ده گرم خاک و پنجاه میلیلیتر آب - تهیه شد
- 14 - و pH نمونهها توسط pH متر مدل JENWAY3000 و هدایت الکتریکی توسط هدایت سنج مدل JENWAY3000 اندازهگیری شد. مقدار کربنآلی با استفاده از روش والکلیبلک - 22 - ، کربناتکلسیم معادل به روش خنثیسازی با اسیدکلریدریک - 3 - ، بافت خاک به روش هیدرومتر - 7 - و ظرفیت تبادل کاتیونی به روش استات سدیم - 6 - اندازهگیری شد. همچنین غلظت روی کل با عصارهگیری توسط اسیدنیتریک و روی قابل جذب به وسیله عصارهگیری با DTPA انجام و توسط دستگاه جذب اتمی ASS Vario 6 قرائت شد . - 10 -
مطالعات رهاسازی روی
برای تهیه محلول مادر، یک گرم از اسیدهومیک به بالن 1000 میلیلیتری منتقل و با آب مقطر دیونیزه شده به حجم یک لیتر رسانده شد. سپس محلولهای با غلظت 100، 200 و 300 میلیگرم بر لیتر از محلول مادر ساخته شدند. مقدار 1/3 گرم از نمونه خاکها در دو تکرار توزین و به لولههای پلیاتیلنی انتقال یافتند. سپس 13 میلیلیتر محلول اسید هومیک در سه سطح100، 200 و 300 میلیگرم بر لیتر به صورت جداگانه به لولهها منتقل و دو قطره تولوئن - برای جلوگیری از هرگونه فعالیت میکروبی - به نمونهها اضافه گردید. سوسپانسیونها در بازههای زمانی 1،2،6،12،24،48،72 ساعت تکان داده شدند.
غلظت روی در عصارهها پس از سانتریفیوژ و عبور از کاغذ صافی با استفاده از دستگاه جذب اتمی مدل AAS Vario 6 تعیین شد.
نتیجهگیری و بحث
برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی نمونه خاکها در جدول 1 ارائه شدهاست. خاکها دارای مقدار ماده آلی کم، آهکی و بافت لوم شنی میباشند.
جدول .1 برخی ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک
بررسی رهاسازی روی از خاکها و سازوکار تاثیر اسیدهیومیک
الگوی رهاسازی روی از دو نمونه خاک مورد آزمایش که با اسید هیومیک در سه سطح 100، 200 و 300 میلیگرم بر لیتر تیمار شدند مورد سنجش قرار گرفتند. همانگونه که در شکلهای 1 - و - 2 مشاهده میگردد، که مقدار رهاسازی در محدوده 13/6 تا 18 میلیگرم بر کیلوگرم متغیر بود. رهاسازی در ابتدا با سرعت زیادی صورت گرفته، با گذشت زمان به مرور کاهش یافته، در برخی از نمودارها به یک مقدار ثابت رسیده و در برخی هم حالت تعادل حاصل نشده و هنوز روند رهاسازی ادامه دارد.
در این نمودارها دو شیب قابل رؤیت است. شیب اولیه که تند است و 8 تا 10 ساعت اولیه را شامل میگردد. در این شرایط با توجه به روند مشاهده شده احتمال میرود عمده روی موجود در فاز محلول و تبادلی آزاد شده باشد. برخی پژوهشگران این گونه اظهار نظر کردهاند که وجود شکستگیها - تغییرات ناگهانی شیب - یا قسمتهای خطی چندگانه میتواند نشاندهنده تغییر از یک نوع مکان پیوندی به مکان پیوندی دیگر باشد . - 2 - منتها اینگونه اظهار نظرها که به مکانیسم واکنشها مربوط میشوند، ممکن است نادرست باشند .
کاهش تدریجی سرعت رهاسازی روی تابع زمان، ممکن است در اثر کاهش پوشش سطحی، کاهش میزان بار سطحی و افزایش میزان انرژی فعالسازی مورد نیاز به منظور واجذب عنصر اتفاق بیافتد .9 - - این دو مرحله در فرآیند رهاسازی معمولاً در فرآیند واجذب طبیعی نیز مشاهده میگردد که با نتایج Yu و همکاران، - 1994 - ؛ Shariatmadari و همکاران، - 2006 - مطابقت دارد 16 - و . - 24 اینگونه به نظر میرسد که ابتدا روی از خاکدانههای درشت و سپس از سطوح خارجی خاکدانههای ریز در زمانهای اولیه و سپس توسط مکانیسم واجذب و پخشیدگی از درون خاکدانهها آزاد میشود، که این نظریه بر پایه مدل پخشیدگی خاطر و زاگلل - 2002 - استوار میباشد .
رهاسازی از مکانیسمهای مختلفی پیروی میکند که این امر را میتوان ناشی از: تفاوت در قدرت پیوندها ، قرار گیری عنصر در فازهای مختلف خاک و میزان انرژی فعالسازی متفاوت دانست که با گذشت زمان انرژی مورد نیاز برای فعالیت و گسسته شدن پیوندها افزایش مییابد. به همین دلیل واکنشهای متعددی در طول رهاسازی از جمله - واجذب، تبادل یونی، کمپلکس، حلالیت، پخشیدگی و.... - اتفاق میافتد
