بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش تأثیر گوگرد بر جزبندی شیمیایی فسفر خاک با کاربرد گوگرد در سطوح 0، 400، 800 ، 1200 میلیگرم گوگرد بر کیلوگرم خاک در دو زمان پس از اولین آبیاری و پس از برداشت در یک طرح پژوهشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با کشت گیاه سویا، در یک دورهی هفتاد روزه مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج تجزیه واریانس نشان دهنده اثر معنیدار فاکتور زمان بر تمام شکلهای فسفر به جز فسفر پیوند یافته با اکسیدهای آهن - CBD-P - و همچنین نشان دهنده معنیداری فاکتور گوگرد و اثر متقابل زمان و گوگرد بر تمام شکلهای فسفر به جز فسفر پیوند یافته با اکسیدهای آهن - CBD-P - و آپاتیت - Ca10-P - میباشد که با گذشت زمان میزان دیکلسیم فسفات - Ca2-P - ، اکتاکلسیم فسفات - Ca8-P - نسبت به زمان نمونهبرداری اولیه در سطح یک درصد به صورت معنیدار کاهش و میزان فسفاتهای آلومینیوم - Al-P - و در فسفاتهای آهن - Fe-P - با گذشت زمان افزایش مییابد.
مقدمه
بسیاری از خاکهای ایران آهکی است و میزان کربنات کلسیم معادل در این خاکها حتی تا بیش از 650 گرم در کیلوگرم خاک نیز گزارش شده است از طرف دیگر کودهای فسفری در سطح وسیعی در این خاکها استفاده میشوند که به افزایش فسفر در خاک به صورت ترکیبات گوناگون فسفر میانجامد .
بزرگترین مسئله در خاکهای آهکی در رابطه با فسفر، اینکه عنصری مهم در تغذیه گیاه و بسیار موثر در عملکرد کمی و کیفی محصول است، این است که قسمت اعظم کود فسفری و فسفر موجود خاک به شکل نامحلول در آمده و تثبیت میشود .
بدیهی است که گیاه توسط غلظتهای بالای دیاکسیدکربن در اطراف ریشه توانایی جذب مقداری از این فسفر ذخیره و تثبیت شده را دارد، ولی همواره ناکافی بودن آن را با علائمی نظیر کمبود محصول ظاهر میسازد و کشاورز ناچار به کود شیمیایی بیشتری متوسل میشود، هرچند به نتیجه مطلوب و مورد نظر نمیرسد چون این کودها که همگی فسفر محلول و قابل جذب دارند در بهترین شرایط خاکهای آهکی هم بخش قابل توجهی از فسفر محلول خود را توسط مقدار زیاد یونهای کلسیم فعال در محیط از دست میدهند و راندمان آنها کاهش مییابد
اساسا حلالیت فسفر در ارتباط با پهاش و اسیدیته خاک دستخوش تغییرات زیادی است در این خاکها هرچه پهاش بالاتر باشد یونهای کلسیم فعال فراوانتر و هجوم آنها به آنیون فسفات بیشتر است و فسفات منو، دی و تری کلسیک تشکیل میشود که به ترتیب حلالیت آنها و قابلیت جذبشان برای گیاه کمتر میشود .
اضافه نمودن گوگرد به خاک نیز یکی از روشهای معمول تعدیل پهاش خاکهای آهکی است. که در شرایط محیطی مناسب از نظر رطوبت، حرارت و حضور ماده آلی به وسیله گروههای میکروبی ویژه، اکسید شده و به اسید سولفوریک تبدیل میگردد . - Mahler and Maples, 1987 - طبیعی است که در این شرایط اگر پهاش در یک نقطه کاهش یابد جذب فسفر یا سایر عناصر غذایی در آن نقطه افزایش مییابد. قابلیت دسترسی فسفر برای گیاه به شکلهای فسفر و مقدار فسفر در خاک بستگی دارد.
واکنش کود فسفره در خاکهای آهکی شامل واکنشهایی است که فرآیندهای جذب و رسوب را در بر میگیرند. جذب میتواند فرآیند غالب در مقادیر کاربرد کم فسفر و رسوب فرآیند غالب در مقادیر زیاد کاربرد فسفر باشد. اطلاع از شکلهای غالب فسفر ناشی از جذب و رسوب میتواند یک شاخص خوب از کارایی کود و پتانسیل آلودگی خاکهای کود داده شده فراهم نماید . - Delgado et al., 2000 - آگاهی از شکلهای فسفر میتواند برای پیشبینی مقدار فسفر قابل جذب و احتمال انتقال آنها به آبها مورد استفاده قرار گیرد .
طی پنجاه سال گذشته محققین به منظور ارزیابی فسفر قابل استفاده گیاه در خاک روشهای متعددی را پیشنهاد کرده و مواد گوناگونی از جمله اسیدها، بازها و نمکهای مختلف را مورد آزمایش قرار دادهاند و تحقیقات زیادی در این زمینه انجام گرفته که نشانگر اهمیت انتخاب ترکیب مناسب جهت استخراج فسفر قابل استفاده از خاک است.
جیانگ و گو - 1989 - روش جدیدی را برای عصارهگیری دنبالهای فسفر از خاکهای آهکی پیشنهاد نمودند. براساس این روش فسفر معدنی در خاک به 6 گروه اصلی دیکلسیم فسفات - Ca2-P - ، اکتاکلسیم فسفات - Ca8-P - ، آپاتیت - Ca10-P - ، آلومینیوم فسفات - Al-P - ، فسفات آهن - Fe-P - و فسفر محبوس - OC-P - تقسیم میشود. آنها این روش را برای خاکهای آهکی دشتهای لسی شمال چین با میزان آهک 4/2 و 7/1 درصد بهکار بردند و متوجه شدند که مجموع سه بخش متمایز فسفات کلسیم Ca2-P - ، Ca8-P، - Ca10-P در این خاکها تقریبأ با فسفاتکلسیمی که در روش چنگ و جکسون - - 1957 عصارهگیری میشود برابر است. شارپلی و اسمیت - 1983 - نشان دادند که در اثر کاربرد کودهای فسفاتی و کشت و کار، تمامی مقادیر فسفر معدنی افزایش و فسفر آلی در افق سطحی خاک 0 - تا 30 سانتیمتر - کاهش یافته است.
سویا یکی از مهمترین گیاهان زراعی محسوب میشود. طبق تحقیقات انجام شده گوگرد گرهزایی را در این گیاه افزایش داده و همچنین مقدار نیتروژن، فسفر و گوگرد جذب شده را نیز افزایش میدهد - - Tabatabai, 1976 این احتمال وجود دارد که افزایش گوگرد و تأثیر آن بر افزایش گونههای همزیست و غیرهمزیست میکروارگانیسم سبب تغییر در گونهبندی فسفر خاک و میزان انحلال فسفر در خاک شود.
مواد و روشها
در این پژوهش، اثر گوگرد بر توزیع شکلهای مختلف فسفر در خاک آهکی تحت کشت سویا بررسی گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرحکاملاً تصادفی، با دو فاکتور، زمان در دو سطح شامل نمونه برداری ابتدای کاشت و نمونه برداری پس از برداشت گیاه و گوگرد در سطوح 0، 400، 800 و 1200 میلیگرم بر کیلوگرم در 4 تکرار انجام شد و 100 گرم ماده آلی هنگام تهیه بستر برای افزایش فعالیت میکروبی و ازت از منبع اوره طی دوره رشد و برحسب نیاز گیاه به خاک گلدانها افزوده شد.
دوره رشد گیاه 70 روز و آبیاری گلدانها بهصورت روزانه و براساس ظرفیت زراعی خاک انجام گردید. نمونه برداری از خاک در دو نوبت - ابتدای کاشت و پس از برداشت گیاه - انجام شد. برخی پارامترهای فیزیکی و شیمیایی شامل میزان آهک خاک به روش تیترمتری، فسفر قابل استفاده - عصار هگیری به روش اولسن - ، پتاسیم به روش فلیمفتومتری، pH نمونه خاک در سوسپانسیون 2 به1 ، قابلیت هدایت الکتریکی در عصاره گلاشباع و بافت خاک به روش هیدرومتری قبل از کاشت تعیین گردید
شکلهای مختلف فسفر در خاک مورد آزمایش با استفاده از عصارهگیری متوالی فسفر براساس روش جیانگ و گو - 1989 - شامل 6 مرحله عصارهگیری تعیین شد. دیکلسیم فسفات با استفاده از بیکربنات سدیم 0/25 مولار در pH= 7/5، اکتاکلسیم فسفات توسط محلول 0/5 مولار استات آمونیوم با PH= 4/2، فسفر پیوندیافته با اکسیدهای آلومینیوم با محلول 0/5 نرمال آمونیوم فلوراید با pH= 8/2، فسفر پیوند یافته با اکسیدهای آهن با استفاده از مخلوط محلول 0/1 مولار سود و 0/1 مولار بیکربنات سدیم، فسفر محبوس در داخل اکسیدهای آهن با استفاده از محلول 0/3 مولار سیترات سدیم دهیدرات و پودر سدیم دیتیونات و محلول 0/5 مولار سود - CBD-P - ، آپاتایت توسط محلول 0/25 مولار اسید سولفوریک استخراج گردید. میزان فسفر در عصاره های حاصله به روش مورفی و رایلی - 1962 - با دستگاه اسپکتروفتومتر اندازهگیری شد.
نتایج به دست آمده به وسیله نرم افزار آماری SPSS آنالیز شد و مقایسه میانگینها به روش آزمون توکی و در سطح 5 درصد صورت گرفت.
جدول -1 برخی از خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک مورد مطالعه
نتایج و بحث
نتایج تجزیه واریانس نشان داد که فاکتور زمان اثر معنیداری در سطح یک درصد بر کلیه شکلهای معدنی فسفر دارد و سطوح گوگرد در سطح یک درصد اثر معنیداری بر پارامترهای فوق به غیر از فسفر محبوس شده در اکسیدهای آهن و آپاتیت دارند، همچنین برهکنش دو فاکتور زمان و گوگرد بر پارامترهای دیکلسیم فسفات، اکتاکلسیم فسفات، فسفاتهای آلومینیوم و فسفاتهای آهن، اثر معنیداری در سطح یک درصد را نشان میدهد
جدول -2 نتایج تجزیه واریانس
:Ca2P دیکلسیم فسفات؛ :Ca8P اکتاکلسیم فسفات؛ :Al-P فسفات آلومینیوم؛ :Fe-P فسفات آهن؛ :CBD-P فسفر محبوس شده در اکسیدهای آهن؛ :Ca10-P آپاتیت.
دیکلسیم فسفات - Ca2P -
مقایسه میانگینها نشان دهنده اختلاف معنیداری در سطح پنج درصد بین سطوح مختلف گوگرد و دفعات نمونه برداری است
مقایسه میانگین در سطح پنج درصد در زمان اولیه نمونهبرداری بین سطح 800 و 1200 میلیگرم گوگرد در کیلوگرم خاک اختلاف معنیداری با شاهد نشان میدهد و بیشترین اختلاف مربوط به سطح 1200 میلیگرم در کیلوگرم میباشد اما در زمان نمونه برداری نهایی بین سطح شاهد با سطح 400 و800 میلیگرم در کیلوگرم اختلاف معنی داری وجود ندارد و تنها با سطح 1200 میلیگرم در کیلوگرم اختلاف معنیدار در سطح پنج درصد مشاهده گردید .
صدیق و رابینسون - 2004 - افزایش دیکلسیم فسفات را در خاکهای تیمار شده با لجن فاضلاب ذکر کردهاند. در زمان نمونه برداری نهایی نسبت به زمان اولیه روند کاهشی در میزان دیکلسیم فسفات در بین سطوح گوگرد مشاهده میشود که بیشترین میزان کاهش مربوط به سطح 800 میلیگرم در کیلوگرم گوگرد میباشد. فسفر محلولی که از طریق گوگرد به خاک اضافه میشود در ابتدا به دیکلسیم فسفات و با گذشت زمان به سایرشکلهای پایدارتر فسفر تبدیل میشود - Yaobing et al., 1999; . - Zhang et al., 2004 این احتمال وجود دارد که با افزایش سطوح گوگرد به میزان دیکلسیم فسفات افزوده و با گذر زمان از مقدار آن کاسته شود.
