بخشی از مقاله
مقدمه
اغلب خاکهای مناطق خشک و نیمه خشک، آهکی و دارای واکنش قلیایی هستند. این شرایط همراه با فقر این خاکها از نظر مواد آلی باعث میشود که بسیاری از گیاهان در این خاکها با کمبود عناصر غذایی کممصرف به ویژه روی روبرو شوند. استفاده از کودهای شیمیایی، یکی از روشهای رایج در برطرف کردن کمبود عناصر کم-مصرف برای گیاه است. اما استفاده از این کودها مشکلاتی را به همراه دارد که از مهمترین آنها میتوان به درصد پایین عناصر کممصرف در این کودها، هزینه به نسبت بالا و کارایی زراعی کم با درجه بالای ناخالصی اشاره نمود. از دیگر روشهای برطرف کردن کمبود روی در خاک، کاربرد کودهای آلی میباشد.
مطالعات مختلف نشان داده است که کودهای آلی مانند لجن فاضلاب و کود گاوی به طور طبیعی حاوی مقدار قابل ملاحظهای از عناصر غذایی کممصرف است که به علت وجود مواد آلی زیاد به صورت کلاتهای آلی درآمده و باعث افزایش حلالیت و قابلیت جذب این عناصر در خاک میشوند
بنابراین با توجه به کمبود مواد آلی و شرایط نامطلوب در اکثر مناطق کشور، لازم است از همه منابع آلی استفاده شود تا ضمن بهبود باروری و حاصلخیزی خاکهای کشاورزی و بدنبال آن افزایش کمی و کیفی تولیدات زراعی، توسعه پایدار در کشاورزی ممکن شود. از اینرو، برای درک بهتر تأثیر ضایعات آلی بر قابلیت جذب روی در خاک لازم است تغییرات شکلهای شیمیایی این عنصر مورد مطالعه قرار گیرد.
قابلیت دسترسی فلزات سنگین در خاک وابسته به غلظت کل آنها در محلول خاک است، اما در غلظتهای مساوی این فلزات در محلول خاک هم ممکن است قابلیتهای جذب گیاهی متفاوتی مشاهده نمائیم که این امر به دلیل تفاوت در توزیع گونههای فلزات در محلول خاک است - هلم و همکاران . - 1995 بنابراین هدف از این مطالعه بررسی تأثیر کودهای آلی بر توزیع شکلهای مختلف روی در فاز محلول خاک و ارتباط آنها با جذب کل روی در گندم میباشد.
مواد و روشها
این مطالعه در دوسال پی در پی 1388-1389 - و - 1389-1390 در دو مزرعه آزمایشی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی رودشت که در شرق اصفهان واقع شده است، انجام شد. خاک مزارع مورد آزمایش بر اساس حد بحرانی کمبود روی در خاک 1/0 - میلیگرم بر کیلوگرم - ، دچار کمبود شدید روی قابل عصارهگیری با DTPA بود.
پس از آمادهسازی کرت های آزمایش، لجن فاضلاب در دو سطح 5 و 10 تن در هکتار، کود گاوی در دو سطح 5 و10 تن در هکتار وکود شیمیایی سولفات روی به مقدار 40 کیلوگرم در هکتار به خاک اضافه شده و تا عمق 30 سانتیمتری مخلوط گردید. همچنین یک تیمار شاهد - بدون افزودن هر گونه تیمار آلی و شیمیایی - در نظر گرفته شد.
پس از گذشت سه هفته از اعمال تیمارهای کودی، گندم - Triticum aestivum L. - رقم بک-کراس روشن در کرتهای آزمایشی کشت گردید. در طول دوره رشد، مراقبتهای زراعی لازم نظیر آبیاری به صورت کرتی و بر اساس مقدار تبخیر و تعرق اندازهگیری شده در ایستگاه هواشناسی رودشت تا حدود 70 درصد ظرفیت مزرعه انجام شد. شوری آب آبیاری حدود 1 دسیزیمنس بر متر بود. در مرحله برداشت گندم، نمونه-برداری از خاک جهت تعیین شکلهای مختلف شیمیایی عنصر روی در فاز محلول خاک انجام شد.
مقادیر پ.هاش، هدایت الکتریکی، کربن آلی محلول، کلسیم، منیزیم، سدیم، پتاسیم، کلر سولفات، بیکربنات و روی محلول، در عصاره اشباع خاک اندازهگیری شدند. سپس با استفاده از نرم افزار Visual MINTEQ گونه های روی در محلول خاک پیشبینی شد. هر کدام از آزمایشها در قالب طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی در 3 تکرار انجام گردید. مقایسه میانگینها به وسیله آزمون توکی در سطح یک درصد با استفاده از نرمافزار SAS انجام شد.
نتایج و بحث
در این مطالعه تأثیر تیمارهای کودی بر درصد دو گونه غالب روی در محلول خاک Zn2+ - و - Zn-DOM بررسی شده است. درصد هرگونه از تقسیم غلظت آن بر غلظت کل روی محلول خاک به دست آمده است. این دو گونه بیش از 80 درصد کل روی محلول را تشکیل داده اند و غلظت سایر گونهها ناچیز بود. تمامی تیمارهای کودی، درصد گونه روی آزاد در محلول خاک را به طور معنیداری در مقایسه با تیمار شاهد افزایش دادند - شکل . - 1
شکل -1 تأثیر تیمارهای کودی بر درصد گونه Zn2+ محلول خاک. :CM10 کود گاوی سطح 10 تن در هکتار،
:CM5 کود گاوی سطح 5 تن در هکتار، :SS10 لجن فاضلاب سطح 10 تن در هکتار،:SS5 لجن فاضلاب سطح 5 تن در هکتار، :ZnSO4 کود شیمیایی سولفات روی و : Ctrl شاهد میباشند. حروف یکسان نشان دهنده عدم وجود تفاوت معنیدار در سطح 5 درصد آزمون توکی میباشد. با توجه به عدم معنیدار بودن تأثیر سال، میانگین نتایج دو سال آورده شده است.
در این مطالعه گونه Zn2+ حدود 71 تا 83/5 درصد از کل روی محلول را به خود اختصاص داده است. مک براید و هندرشات - 1997 - نیز گزارش کردند که گونه Zn2+ بین 47-99 درصد کل روی محلول را تشکیل میدهد. آنها دلیل این امر را تمایل کم این گونه به ترکیب شدن با لیگاندهای آلی و معدنی دانستهاند. به نظر میآید که در خاکهای تیمار شده با لجن فاضلاب و کود گاوی در اثر شوری ناشی از این کودها، کاتیونهای محلول افزایش یافته و جایگزین روی در سطح کلوییدها شدهاند و در نتیجه غلظت این فلز در محلول خاک افزایش یافته است. در خاکهای تیمار شده با لجن فاضلاب چنانچه آنتونیادیس و آلووی - 2000 - گزارش نمودند، تجزیه ماکرومولکولهای هیومیک و آزاد کردن روی پیوند یافته با آنها نیز یکی دیگر از دلایل احتمالی افزایش غلظت این فلز در محلول میباشد.
به نظر میرسد کاهش پ. هاش خاک در تیمارهای کودی در مقایسه با تیمار شاهد و بدنبال آن افزایش آزادسازی روی از فاز جامد خاک سبب افزایش درصد گونههای روی در محلول خاک شده است. به علاوه غلظت گونهها نیز در تیمارهای کودی بیشتر از تیمار شاهد میباشد - دادهها نشان داده نشدند - .
در این مطالعه کود گاوی در سطح 10 تن در هکتار بیشترین درصد گونه روی آزاد را به خود اختصاص داد. در همین راستا، فتوت و نادو - 1998 - نشان داد که کاربرد کود گاوی باعث افزایش غلظت کل روی محلول میشود. تأثیر تیمارهای کودی بر درصد گونه Zn-DOM معنیدار و در دو سال مورد مطالعه یکسان بود. تمامی تیمارهای کودی، درصد گونه Zn-DOM در محلول خاک را به طور معنیداری در مقایسه با تیمار شاهد افزایش دادند - شکل . - 2 تیمار لجن فاضلاب در سطح 10 تن در هکتار و کود شیمیایی سولفات روی، به ترتیب بیشترین و کمترین تأثیر را بر افزایش درصد گونه Zn-DOM در محلول خاک داشتند - شکل . - 2
شکل -2 تأثیر تیمارهای کودی بر درصد گونه Zn-DOM محلول خاک. :CM10 کود گاوی سطح 10 تن در
هکتار، :CM5 کود گاوی سطح 5 تن در هکتار، :SS10 لجن فاضلاب سطح 10 تن در هکتار،:SS5 لجن فاضلاب سطح 5 تن در هکتار، :ZnSO4 کود شیمیایی سولفات روی و : Ctrl شاهد میباشند. حروف یکسان نشان دهنده عدم وجود تفاوت معنیدار در سطح 5 درصد آزمون توکی می-باشد. با توجه به عدم معنیدار بودن تأثیر سال، میانگین نتایج دو سال آورده شده است.
به نظر میرسد که ترشحات ریشهای گندم و ترکیبات حاصل از تجزیه کودها سبب شده تا فلز روی با ترکیبات آلی موجود در خاک کمپلکس تشکیل دهند. چنانچه غلظت کربن آلی محلول خاک نیز در تیمارهای کودی به طور معنیداری بیشتر از تیمار شاهد بود.
از سویی دیگر روند تغییرات کربن آلی محلول خاکتقریباً شبیه روند تغییرات گونه روی کمپلکس شده با ترکیبات آلی در محلول خاک بود. در مطالعهای که توسط آنتونیادیس و آلووی - 2000 - انجام گرفت، مشاهده شد که با افزایش مقدار کاربرد لجن فاضلاب فراهمی فلزات افزایش یافت.
این محققان عنوان کردند که گذشت زمان و تجزیه ماده آلی و به دنبال آن شکستن ماکرومولکولهای هیومیک میتوانند فلزات پیوند یافته با مواد آلی را به فرم پویا درآورده ودر نتیجه قابلیت دسترسی آنها را برای گیاهان افزایش دهد. آنتونیادیس و آلووی - 2002 - دریافتندکه مواد آلی با جذب عناصر سنگین بر سطوح فعال خود مانع تثبیت آن به وسیله ذرات رس میشود. این پژوهشگران عنوان نمودند که بخش محلول مواد آلی خاک بر فراهمی عناصر روی، نیکل و کادمیم در محلول خاک موثر است.
بنابراین میتوان نتیجه گرفت که با افزایش کربن آلی محلول، انحلالپذیری فلزات افزایش پیدا میکند. کربن آلی محلول خاک بیشترین مقدار را در تیمار لجن فاضلاب در سطح 10 تن در هکتار داشته است که این موضوع سبب افزایش احتمال تشکیل کمپلکس روی-کربن آلی شد.
