بخشی از مقاله
مقدمه
فسفر یکی از عناصر غذایی ضروری برای تغذیه گیاهی است که قابلیت کم جذب فسفر، اصلی ترین عامل محدود کننده محصولات کشاورزی می باشد. گیاهان می توانند با استفاده از استراتژیهای مختلف بر کمبود فسفر فائق آیند که تشکیل همزیستی میکوریزی، اسیدی کردن ریزوسفر و ترشح فسفاتازها و اسیدهای آلی از مهمترین آنها می باشد و، اولین بار دریافتند سیترات ترشح شده از ریشه گیاه در آزادسازی فسفر از منابع نامحلول خاک و افزایش جذب فسفر مؤثر می باشد.
این اسیدها که شامل: اسید سالیسیلیک، مالیک، سیتریک، فوماریک، اگزالیک و غیره است توسط ریشه گیاهان، ریز موجودات خاک و یا در طی تجزیه مواد آلی خاک تولید می شوند. اسید سالیسیلیک یا اورتو هیدروکسی بنزوئیک اسید - SA - یکی از اسید های آلی با جرم مولکولی کم می باشد که به وسیله سلول های ریشه تولید و به عنوان ماده شبه هورمونی نقش مهمی در تنظیم رشد و نمو گیاهان دارد.
از طرفی اسید های آلی با جرم مولکولی کم در شرایط محدودیت عناصر غذایی مانند کمبود فسفر به ریزوسفر ترشح می شوند اسیدهای آلی خصوصیات شیمیایی سطح کلوئیدهای خاک های با بار متغیر را تحت تأثیر قرار داده و بر جذب سطحی K+، NO3- و Cl- مؤثر واقع می شوند این اسیدها گروه های کربوکسیل و هیدروکسیل فراوانی دارند که بار منفی ایجاد می کنند. بسته به تعداد گروه های کربوکسیل و هیدروکسیل، اسیدهای آلی شامل بارهای منفی متفاوت می باشند.
به این دلیل با کاتیون های فلزی محلول کمپلکس تشکیل داده و یا جایگزین آنیون ها در خاک می گردند بطوری که مولکول های اسید آلی با تغییر بار سطحی سطوح خاک بر جذب سطحی عناصر مؤثر بوده و سبب مسدود شدن مکان های سطحی و کاهش تثبیت فسفر می گردند در این مطالعه به منظور بررسی تاثیر اسید سالیسیلیک بر رفتار جذب فسفر توسط ذرات خاک در شرایط آهکی، غلظت های مختلفی از اسید سالیسیلیک بر روند جذب فسفر در یک خاک آهکی در شرایط آزمایشگاهی مورد بررسی قرارگرفت.
مواد و روشها
آزمایش به صورت دسته ای در چهار سطح اسید سالسیلیک 0 - ، 2، 5 و 10 میلی مول بر لیتر - و با هشت سطح فسفر 45 -0 میلی گرم بر لیتر از منبع در قدرت یونی 0/01 مولار انجام شد. بدین صورت 2/5 گرم از نمونه خاک را در داخل لوله سانتریفیوژ ریخته و 25 میلی لیتر مواد سالیسیلیکی افزوده شد و بعد از تعادل بمدت 24 ساعت در دمای 25 درجه سانتیگراد با سانتریفیوژ در دور 3000 دور در دقیقه به مدت 5 دقیقه محلول روئی جدا گردید و مقدار فسفر با استفاده از روش رنگ سنجی مولیبدات آمونیوم اندازه گیری شد و مقدار فسفر جذب شده از تفاوت غلظت فسفر در محلول های اولیه و تعادلی تعیین گردید. سپس نتایج بر روی معادلات لانگمویر و فروندلیچ برازش داده شدند.
غلظت فسفر محلول تعادلی: مقدار فسفر جذب شده بر واحد وزن خاک ؛ KL: ضریب لانگمویر و نشانگر انرژی پیوند و: حداکثر جذب تک لایه ای معادله فروندلیچ Ce و eقبلاََq تعریف شد. Kf و n ضرایب معادله فروندلیچ که به ترتیب نمایانگر ظرفیت و شدت جذب می باشند. با استفاده از هم دماهای جذب، شماری از شاخص های جذب سطحی و بافری فسفر خاک به صورت زیر محاسبه گردید: ظرفیت بافری حداکثر : از حاصلضرب شدت و حداکثر مقدار جذب محاسبه شد عبارت است از شیب حداکثر معادله لانگمویر ظرفیت بافری استاندارد : شیب همدماهای جذب در غلظت 0/3 میلی گرم فسفر در لیتر نیاز استاندارد فسفر : مقدار فسفر جذب شده به وسیله خاک در غلظت 0/3 میلی گرم فسفر در لیتر محلول خاک از همدماهای جذب استخراج شد. برای آنالیز آماری داده ها از نرم افزار SAS و برای رسم نمودارها از نرم افزار EXCEl استفاده شد.
نتایج و بحث
تأثیر اسید سالسیلیک بر ضرایب معادلات جذب پارامترهای همدماهای جذب که نشانگر ویژگی های جذب فسفر در خاک مورد مطالعه می باشد در گزارش شد. مقدار ضریب تبیین - R2 - معادلات نشان داد که این معادلات توانستند ارتباط بین مقدار فسفر جذب سطحی شده با غلظت تعادلی فسفر را به خوبی توصیف نمایند حداکثر جذب فسفر لانگمویر - qmax - با افزایش غلظت اسید سالیسیلیک از 326 به 246 میلی گرم در کیلوگرم کاهش یافت که بیانگر اشغال مکان های تثبیت فسفر توسط اسید آلی و افزایش فراهمی فسفر می باشد و می تواند دلیلی بر اهمیت اسیدهای آلی در کاهش مصرف کودهای فسفاته باشد.
غلظت اسید سالیسیلیک، : q max حداکثر جذب فسفر لانگمویر، :KL انرژی جذب لانگمویر، RL2 : ضریب تبیین معادله لانگمویر، : SPR L نیاز استاندارد فسفر محاسبه شده بر اساس معادله لانگمویر، :1/n شدت جذب فسفر فروندلیچ، :Kf ظرفیت جذب فروندلیچ، : Rf2 ضریب تبیین معادله فروندلیچ،: نیاز استاندارد فسفر محاسبه شده بر اساس معادله فروندلیچ ظرفیت جذب فروندلیچ - Kf - که میزان جذب فسفر در غلظت تعادلی یک میلی گرم فسفر بر لیتر می باشد، در حضور اسید آلی از 59 به 46 لیتر در کیلوگرم کاهش یافت که بیانگر افزایش تحرک فسفر و کاهش تعداد مکان های جذب فسفر در حضور اسید سالیسیلیک می باشد که این نتایج در راستای نتایج Moradi و همکاران - 2012a - می باشد.
محاسبه شاخص های بافری و نیاز استاندارد فسفر
از مهمترین کاربردهای هم دماهای جذب فسفر، تعیین شاخص های ظرفیت بافری و نیاز کودی خاک ها می باشد. با افزایش غلظت اسید سالیسیلیک گنجایش بافری فسفر - PBC - از 58/3 به 22/2 میلی لیتر بر گرم کاهش یافت - جدول - 2 از آنجایی که ظرفیت بافری بیانگر تغییرات فاکتور کمیت - فسفر قابل جذب و ذخیره شده در خاک - به ازاء واحد تغییرات در فاکتور شدت - فعالیت فسفر در فاز محلول که به وسیله آب یا کلرید کلسیم تعیین می شود Fox - و Kamprath، - 1970 است بنابراین کاهش این شاخص بیانگر کاهش مقدار جذب سطحی فسفر می باشد.
ظرفیت بافری حداکثر - MBCL - با افزایش غلظت اسید سالیسیلیک از 57/6 به 46/5 میلی لیتر بر گرم خاک کاهش یافت که این نتایج در توافق با نتایج می باشد. ظرفیت بافری استاندارد - SBC - که نشان دهنده شیب معادلات جذب فسفر در غلظت تعادلی 0/3 میلی گرم فسفر در لیتر می باشد با افزایش غلظت اسید سالیسیلیک بطور معنی دار کاهش یافت.
