بخشی از مقاله
مقدمه
اطلاع و تخمین سرعت رهاسازی نیتروژن از مواد آلی برای حفظ حاصلخیزی خاک و مدیرت صحیح خاک ضروری است. پیشبینی فراهمی نیتروژن برای دوره رشد گیاه از منابع مختلف کودی در ارتقاء کارایی کودها و همچنین کاهش خطرات یا آلودگیهای زیست محیطی نقش مهمی دارد - رینگولیت وباچمیر،. - 2002 فرآیند معدنی شدن نیتروژن در خاک باتوجه به شرایط محیطی - دما و رطوبت - و ویژگی های شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی خاک - تهویه، بافت، pH، ظرفیت تبادل کاتیونی و جمعیت میکروبی - و نیز نوع کود آلی اضافه شده اتفاق میافتد - برنال و کایرچمن، . - 1992 عوامل محیطی مانند دما و رطوبت مهمترین عواملی هستند که بر روی فرآیندهای رهاسازی نیتروژن اثر میگذارند. رطوبت خاک میزان فراهمی اکسیژن را در خاک تنظیم میکند و حداکثر فعالیت هوازی ریز جاندارن در محدوده رطوبتی 50 تا 70 درصد ظرفیت زارعی خاک اتفاق میافتد رطوبت کمتر باعث کاهش حلالیت ماده تجزیه شونده و نیز باعث کاهش پخشیدگی و تحرک میکروبها می شود - گیل و همکاران، . - 2012
یکی از مباحث مهم در علم شیمی بررسی و مطالعه سینتیک شیمیایی است و امروزه نیز از آن در شیمی خاک استفادههای زیادی میشود. ابتدائیترین مطالعه سینتیک شیمیایی در خاک در سال 1850 توسط توماسوی بر روی تبادل یونی صورت گرفت و او دریافت که سرعت تبادل کلسیم و آمونیم در خاک بریتانیا خیلی سریع و آنی است استانفورد و اسمیت - 1972 - از مدل مرتبه اول - - Nm=N0[1-e - -kt - ] برای تخمین پتانسیل بالقوه رهاسازی - N0 - نیتروژن خاک استفاده کردند. در این مدل Nm مقدار نیتروژن آزاد شده - میلیگرم بر کیلوگرم - در زمان t، N0 پتانسیل بالقوه معدنی شدن نیتروژن - میلیگرم بر کیلوگرم - ، k ثابت سرعت - week-1 - و t زمان آزمایش - هفته - است.
البته زمان بصورت روز نیز گزارش و استفاده شده است. این محققین مقدار N0 را در دمای 35 درجه سانتیگراد برای 39 خاک ایالات متحده آمریکا بین 18 تا 305 میلیگرم بر کیلوگرم گزارش نمودند و مقدار k را نیز در محدوده 0/035 تا - week-1 - 0/095 بیان کردند. سودایی و همکاران - - 1386 نیز از مدلهای سنتیکی از جمله مدل مرتبه اول برای تخمین پتانسیل معدنی شدن نیتروژن کودهای الی استفاده کردند. هدف از این تحقیق تخمین پتانسیل معدنی شدن نیتروژن کودهای آلی و همچنین تاثیر رطوبت به عنوان یک عامل مهم محیطی در سرعت تجزیه نیتروژن کودهای آلی مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روشها
نمونههای خاک از عمق 0 تا 30 سانتیمتری از مزرعه دانشگاه فردوسی مشهد تهیه و ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی آن با روشهای استاندارد اندازهگیری شدند سپس کودهای آلی - لجن فاضلاب، کود مرغی، کود گاوی و کاه و کلش گندم - به طور یکنواخت به میزان 50 تن در هکتار به خاک اضافه شدند. پس از تعیین ظرفیت زراعی خاک - اشباع از پایین - ، دو سطح رطوبتی 40 - کم - و 75 - زیاد - درصد ظرفیت زراعی به همه تیمارهای کودی اعمال گردید و نمونهها 30 - گرمی - در دمای 25 درجه سانتیگراد به مدت 60 روز در انکوباتور نگهداری شدند. به منظور فراهمی اکسیژن مورد نیاز ریزجاندران خاک، درب ظروف هر روز به مدت چند دقیقه باز و بسته شد و رطوبت خاک به صورت هفتگی از طریق وزنی کنترل گردید.
برای اندازهگیری نیترات خاک، پنج گرم خاک با اضافه کردن50 میلیلیتر از عصاره گیر K2SO4 یک درصد به مدت یک ساعت با سرعت 200 دور در دقیقه شیک شد و پس از عبور از کاغذ صافی مقدار نیترات آن به روش اسید سالسیلیک با اسپکتروفتومتر در طول موج 410 نانومتر قرائت گردید - آلف و نانیپایری، . - 1995 برای اندازهگیری مقدار آمونیم نیز هشت گرم از نمونههای خاک با اضافه کردن 40 میلیلیتر از عصاره گیرKCL دو مولار به مدت یک ساعت با سرعت 200 دور در دقیقه شیک و پس از عبور کاغذ صافی مقدار آمونیم آن به روش اندو فنل با اسپکتروفتومتر در طول موج 636 نانومتر تعیین گردید - پاگ و همکاران،. - 1982 سپس مجموع آمونیم و نیترات به عنوان نیتروژن آزاد شده در نظر گرفته شد. به دلیل غیر متحرک شدن نیتروژن در تیمار کاه و کلش گندم مقدار نیتروژن معدنی شده در تمامی تیمارها از تیمار شاهد کسر نگردید.
به عبارتی دیگر در زمان صفر مقدار نیتروژن معدنی برابر با مقدار نیتروژن معدنی خاک در نظر گرفته شد. و سپس مدل مرتبه اول به روش حداقل مربعات خطا با مقادیر اندازه گیری شده برازش داده شد و از روابط آماری زیر نیز برخی از شاخص های مهم آماری مانند ضریب تبیین - R2 - ، ریشه میانگین مربعات خطا - RMSE - و میانگین خطا - ME - نیز محاسبه شد و تمامی پامترهای مدل مرتبه اول محاسبه شد.در این روابط Xi وYi به ترتیب مقدار تجمعی نیتروژن برآورد شده با مدل و اندازهگیری شده در آزمایشات انکوباسیون و n تعداد اندازه گیریها است. هرچه ریشه میانگین مربعات خطا کمتر و ضریب تبیین بیشتر باشد بیانگردقت بیشتر مدل است.
