بخشی از مقاله
مقدمه
آهن عنصر اصلی تشکیل دهنده لیتوسفر میباشد که تقریبا 5/1 درصد است و میانگین ان در خاکها 3/8 درصد تخمین زده شده است. بخش بزرگی از کانیهای اولیه را مینرالهای فرومنیزیم تشکیل دادهاند. در طی هوادیدگی این کانیها حل میشوند و رسوبات آهن همچون هیدروکسیدها و اکسیدهای فریک آزاد میگردند. حلالیت آهن در خاک عمدتا توسط اکسیدهای آهن فریک کنترل میشود و هیدرولیز، کمپلکس شدن و رداکس از مهمترین عوامل موثر میباشند.
تقریبا همه موجودات زنده برای بقای خود به آهن نیاز دارند. به دلیل توانایی آهن در تبادل الکترون، آهن به عنوان کوفاکتور برای بسیاری از آنزیمها که نقش مهمی در تنفس، بیوسنتز DNA و متابولیسم نیتروژن دارند، به کار گرفته میشود. در گیاهان نیز آهن برای فتوسنتز و بیوسنتز کلروفیل ضروریست. چالشی که گیاهان در خاکهای آهکی با آن مواجه هستند، محدودیت دسترسی به آهن میباشد. آهن ترکیبات نامحلولی را تشکیل میدهد که در pH طبیعی یا قلیایی درمحیط هوازی قابل استفاده نیست.
آهن چهارمین عنصر فراوان پوسته زمین است اما در خاکهای زراعی که عمدتا اکسیکی هستند و در pHهای سازگار با رشد گیاه، این عنصر در حالت اکسیدی Fe3+ یافت میشود و حلالیت آن در سطوح بسیار پایینی توسط هیدروکسیدها، اکسیهیدروکسیدها و اکسیدهای پایدار کنترل میشود در بیشتر نقاط کشور ما، مهمترین عاملی که موجب کمبود آهن میشود، زیادی بیکربنات در محلول خاک است. اغلب خاکهای ایران حاوی مقدار قابل توجهی آهک هستند، آبیاری سنگین، فشردگی و یا هر اقدامی که تهویه اینگونه خاکها را کاهش دهد منجر به افزایش غلظت دیاکسیدکربن در خاک و به دنبال آن افزایش بیکربنات میشود.
بیکربنات تولید شده خاصیت بافری دارد و در نتیجه از کاهش pH در اطراف ریشه تا حدی جلوگیری میکند با تعیین اشکال شیمیایی خاص عناصر در خاک میتوان وضعیت تحرک و قابلیت دسترسی به آنها را ارزیابی نمود درواقع، تغییر در شرایط محیطی مانند اسیدیشدن، تغییر در شرایط پتانسیل اکسیداسیون و احیا یا افزایش در غلظت لیگاندهای آلی میتواند منجر به انتقال فلزات از فاز جامد به فاز مایع گردد این پژوهش با هدف ارزیابی تاثیر کمپوست زباله شهری بر روی توزیع آهن درفراکشنهای مختلف یک خاک آهکی انجام گردیده است. روشی که به طور گسترده برای درک توزیع عناصر در فاز جامد مورد استفاده قرار می گیرد با عنوان جزءبندی شناخته شده است. با استفاده از این روش در خاکهای کشاورزی، اشکال محلول و قابل تبادل که نسبت به اجزای محبوس و باقیمانده، برای گیاه سریع تر قابل دسترس میباشند، جداسازی میگردند
مواد و روشها
به منظور بررسی سطوح مختلف کمپوست زباله شهری تهران بر نحوه توزیع آهن در خاک، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شاهد، به صورت طرح فاکتوریل در قالب بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار در سال زراعی 89-90 و 90-91 انجام شد. عامل اول چهار سطح تیمار کمپوست شامل شاهد، 15، 30 و 60 تن بر هکتار و عامل دوم کاربرد یک ساله و دو ساله در نظر گرفته شد. به این صورت که کرت اصلی در سال اول مشخص و سطوح مختلف تیمار به آن افزوده شد و در سال دوم هر کرت به دو قسمت مساوی تقسیم شد و تنها به یک قسمت آن همان تیمار سال قبل افزوده شد.
تعداد 24 نمونه از عمق 0-25 - cm - خاک درکرتهای مختلف برداشته و پس از انجام مراحل آمادهسازی، برخی خواص فیزیکی و شیمیایی خاک به روشهای استاندارد تعیین شد در نهایت جزءبندی آهن در خاک به 5 فرکشن : محلول+ تبادلی، پیوند یافته با کربناتها، پیوند یافته با اکسیدهای آهن و منگنز، پیوند یافته با مواد آلی و باقیمانده با استفاده از روش عصارهگیری دنبالهای بر مبنای روش تسیر و، صورت پذیرفت و با دستگاه جذب اتمی مدل قرائت شد. محاسبات آماری با نرم افزار SAS و نمودارها با Excel ترسیم شد.
نتایج حاصل از مقایسه میانگین اثر سطوح کمپوست زباله شهری بر غلظت آهن در فرآکشنهای مختلف نشان داد بین همه تیمارها از نظر غلظت آهن تبادلی، کربناتی، اکسیدهای آهن- منگنز و باقیمانده اختلاف معنیدار وجود داشت اثر دفعات مصرف بر اجزای تبادلی و پیوندیافته با اکسیدهای آهن-منگز در سطح و باقیمانده در سطح یک درصد و بر سایر اشکال در طح پنج درصد معنیدار شد. افزودن کمپوست زباله شهری طی دو سال به خاک به طور معنی دار غلظت آهن موجود در همه فرکشنها به جز بخش پیوندیافته با کربناتها را در خاک نسبت به یکبار اعمال آن افزایش داد.
به طوریکه غلظت آهن تبادلی، متصل به کربناتها، متصل به اکسیدهای آهن-منگنز و باقیمانده در سال دوم نسبت به سال اول به ترتیب 7/29، 4/16، 7/98 و 6/89 درصد افزایش یافت. براساس شکل یک و دو ترتیب فراکشنهای آهن در تمامی نمونهها تقریبا از روند یکسانی برخوردار بوده و به صورت زیر است: بر این اساس جزء باقیمانده - F5 - در سال اول و دوم به ترتیب با درصدی در محدوده 91/22-91/77 و 91/08 - 92/31، نسبت به سایر اجزا غالب میباشد.
بخش قابل توجهی - حدود 6 درصد - از آهن در هر دو سال مصرف کمپوست، در جزء مرتبط با اکسیدهای آهن-منگنز - F3 - بهدست آمد. از آنجایی که این عنصر در خاک، به طور عمده در اشکال اکسیدها و هیدروکسیدها یافت میشود، این مقدار قابل انتظار است در این بین سهم جزء تبادلی - F1 - ، در سالهای اول و دوم مصرف کمپوست در همه تیمارها بسیار ناچیز و حدودا صفر به دست آمد بنابراین میتوان گفت تحرک و زیستفراهمی آن نیز ناچیز است، همچنین سهم مربوط به جزء محبوس درکربناتها - F2 - در تمام تیمارها به جز تیمار 60 تن کمپوست در هکتار که در سال اول 0/02 درصد و در سال دوم 0/15 درصد محاسبه شد بسیار ناچیز بوده و با درصدی تقریبا برابر با صفر، سهم بسیارکمی از کل آهن را در خاکهای مورد مطالعه به خود اختصاص دادند.
