بخشی از مقاله
چکیده
این مطالعه به منظور بررسی تاثیر مواد هومیکی بر تغییر شکلهای شیمیایی آهن در برخی از خاکهای ارومیه انجام شد. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاکهای زراعی اندازه گیری شده و سپس با غلظت 50 میلی گرم در کیلوگرم آهن تیمار و به مدت دو ماه در دمای ظرفیت مزرعه ای نگهداری شدند. بعد از انکوباسیون سطوح مختلفی از لئوناردیت - 0، 2 و 4 درصد - اضافه شد. شکلهای شیمیایی آهن پس از گذشت 90 روز با استفاده از روش تیسر - Tessier - اندازه گیری شد. بررسی های آزمایشگاهی بصورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که بخش بسیار اندکی از آهن در خاک به شکل قابل استفاده است. لئوناردیت باعث افزایش معنی دار مقادیر شکلهای تبادلی - %42 - ، کربناته - 51/3% - و آلی - 60/6% - آهن گردید. همچنین کاهش معنی داری در بخش آهن وابسته به اکسیدهای - 13/8% - Fe-Mn مشاهده شد. بنابراین رفتار خاکها نسبت به کاربرد لئوناردیت در افزایش آهن قابل استخراج متفاوت بود. نتیجتا لئوناردیت برای افزایش آهن قابل استفاده برای گیاهان مناسب بوده و میتوان بعنوان ماده تحریک کننده آهن در خاک استفاده کرد.
واژه های کلیدی: شکلهای شیمیایی آهن، مواد هومیکی، لئوناردیت
مقدمه
تامین عناصر غذایی گیاه در خاک جهت حصول عملکرد و کیفیت مطلوب گیاهان ضروری میباشد. محدودیتهای شدید تحرک پذیری و قابل استفاده بودن این عناصر برای گیاه، تحت تاثیر آهکی بودن خاکها، کاهش مواد آلی، وجود یون های کربنات و بیکربنات در آبهای آبیاری و مصرف بالای فسفر، کمبود عناصر غذایی کم مصرف در اغلب مزارع و باغها را سبب می شود. تغییر شکلهای شیمیایی عناصر سنگین میتواند تحرک پذیری فلزات جذب شده به ذرات خاک و مواد آلی را افزایش و یا کاهش داده و یا مقادیر فلزات قابل جذب در محلول خاک را تغییر دهند. از طرف دیگر زیست فراهمی عناصر در خاک علاوه بر مقدار کل، به تغییر شکلهای شیمیایی آنها نیز بستگی دارد.
چرا که اندازهگیری غلظت کل عناصر غذایی اطلاعات مفیدی در رابطه با زیست فراهمی عناصر در فاز جامد خاک را نمیدهد . - Azeez, et al., 2006 - لذا شکلهای شیمیایی عناصر جذب شده در فازهای مختلف خاک، تحرک و قابلیت استفاده زیستی عناصر را کنترل کرده و رابطه مستقیم با تغذیه گیاه و همینطور با شدت آلودگی خاک و آب دارند. از این رو، عصارهگیری دنبالهای علاوه بر تعیین غلظت فلزات جذب شده در فازهای مختلف خاک، قابلیت استفاده نسبت به گیاه و حرکت آنها در پروفیل خاک را بیان می کند - Chlopecka, A &. - Adriano, DC. 1996. روشهای مختلف کنترل جذب و واجذب عناصر غذایی در محیط های متفاوت توسط محققان بررسی شده است . - Lao et al., 2005., Zalidis G & Barbauiarinis Matsi T, 1999 -
گونهای از لینیت هوا دیده شده به نام لئوناردیت - leonardite - حاوی مقادیر زیادی از کربن و گروههای عاملی - کربوکسیل، هیدروکسیل، فنلی و کربونیل - بوده و بعنوان حاصلخیز کننده خاک و جذب فلزات در محیطهای آبی بسیار موثر میباشند . - Machovic et al., 2000 - دولتی - 1394 - نشان داد که کارایی مواد هومیکی در تغییر شکلهای شیمیایی کادمیم - Cd - و سرب - Pb - در خاکهایی با مواد مادری مختلف، متفاوت است. همچنین گزارش داد که لئوناردیت باعث کاهش مقادیر Cd و Pb در بخش باقیمانده و وابسته به اکسیدهای Fe وMn و افزایش آنها در بخش کربن آلی شده است. لذا این تحقیق بمنظور بررسی وضعیت تغذیه ای آهن و تاثیر لئوناردیت در تغییر مقادیر شکلهای آهن در خاکهای منطقه ارومیه انجام شد.
مواد و روشها
چهار نوع خاک از عمق 0- 30 سانتیمتری از مزارع شهرستان ارومیه برداشت شد. خواص فیزیکو شیمیایی با استفاده از روشهای استاندارد اندازه گیری شد. غلظت کل و قابل استفاده آهن در خاکهای مورد مطالعه اندازه گیری شد - Soon YK . - and Abboud S, 1993 آزمایش بصورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با دو فاکتور لئوناردیت - 0، 2 و 4 درصد وزنی - و چهار نوع خاک در سه تکرار انجام گردید. خاکها با غلظت 100 میلی گرم در کیلوگرم با استفاده از FeSO4 تیمار شدند . به منظور ایجاد تعادل، خاکها به مدت دو ماه به صورت خشک و مرطوب در محیط آزمایشگاه نگهداری و پس از اتمام دوره، سطوح مختلفی از لئوناردیت اضافه گردید. نمونهها در دمای 25±1 درجه سلسیوس و رطوبت ظرفیت مزرعهای نگهداری و پس از گذشت 60 روز نمونه برداری شد. شکلهای شیمیایی فلزات بر اساس روش تیسیر - 1979 - 1 انجام شد. غلظت شکلهای تبادلی و محلول، جذب شده توسط کربناتها، جذب شده توسط اکسیدهای آهن و آلومینیم، جذب شده توسط مواد آلی و مقادیر باقیمانده توسط دستگاه جذب اتمی تعیین گردید. داده¬های حاصله با استفاده از نرم افزار GenStat, v12 انجام شد.
نتایج و بحث
برخی از ویژگیهای فیزیکوشیمیایی خاکهای مورد مطالعه در جدول 1 نشان داده شده است. جدول -1 برخی ویژگیهای فیزیکو شیمیایی خاکهای مورد مطالعه مقادیر شکلهای شیمیایی آهن جذب شده در خاکهای مورد مطالعه متفاوت بود و رفتار جذبی خاکها نسبت به توزیع آهن تحت تاثیر لئوناردیت یکسان نبود. تجزیه واریانس نشان داد که اثرات اصلی خاک و لئوناردیت و همچنین اثرات متقابل آنها در توزیع شکلهای شیمیایی آهن معنی دار بودند - p<0.001 - - جدول . - 2نتایج نشان داد که بخش بسیار کمتری از آهن کل مربوط به شکل قابل استفاده می باشد. لئوناردیت باعث افزایش مقادیر تبادلی آهن در خاکها شد بطوریکه تیمار 4 درصد تاثیر بیشتری نسبت به شاهد در مقایسه با 2 درصد لئوناردیت داشت بعبارتی تیمار 2 و 4 درصد لئوناردیت بترتیب باعث افزایش 22 و %41/4 آهن تبادلی خاکها نسبت به شاهد شدند.
بیشترین مقدار Fe قابل استفاده در خاکهای 3 و 2 و کمترین مقدار در خاک های 1 و 4 بترتیب 1/23 و 1/09، 0/85 و 0/81 میلی گرم در کیلوگرم تعیین شد - شکل -1الف - .
آهن جذب شده در بخش کربناتی خاکهای مختلف به لحاظ تفاوت در مقدار کربنات کلسیم خاک اختلاف معنی داری داشتند. کاربرد لئوناردیت باعث افزایش مقادیر جذب آهن در بخش کربناتی خاکها شد - شکل - 1 ب - . تجزیه واریانس نشان داد که اثرات اصلی و متقابل فاکتورها در جذب آهن معنی دار شدند . - P<0.001 - همچنین خاک 1 با بیشترین مقدار کربنات کلسیم اولیه بیشترین مقدار آهن جذب شده را در خاکهای مورد مطالعه داشت.
لازم به ذکر است که کارایی لئوناردیت در افزایش جذب آهن در بخش کربناتی خاکها متفاوت بود و بیشترین تاثیر در خاک - 49/3% - 2 و کمترین تاثیر در خاک 1 - 33% - مشاهده شد. محققان نشان دادند که پیوند بین فلزات و کربناتها سست بوده و می تواند تحت تاثیر تغییر شرایط محیطی به سایر شکلها تبدیل شوند . - Yang, et al., 2010 - مقدار آهن کمپلکس شده در بخش آلی رابطه مستقیم با مقدار کربن آلی خاک دارد. بیشترین مقدار کربن آلی اولیه در خاک 2 و 3 و کمترین مقدار آن در خاک 1 و 4 بود لذا با افزایش لئوناردیت به عنوان منبع کربن مقدار آهن جذب شده نیز افزایش معنی داری را نشان داد . - P<0.001 -
بر این اساس بیشترین مقدار Fe جذب شده در بخش آلی خاک مربوط به خاک های 2 و 3 و کمترین مقدار بترتیب مربوط به خاک های 1 و 4 مشاهده شد - شکل -2ج - .نتایج نشان داد که خاک 3 با بیشترین مقدار 1378 - میلی گرم در کیلوگرم - و خاک 2 با کمترین - 810 میلی گرم در کیلوگرم - مقدار آهن جذب شده در بخش اکسیدها تعیین شد. کاربرد لئوناردیت باعث کاهش معنی دار آهن وابسته به اکسیدهای Fe, Mn شد . - P<0.001 - مقایسه میانگین داده ها نشان داد که تاثیر L4 نسبت به L2 در کاهش آهن بخش اکسیدی بیشتر بود - شکل -2د - . محتملا منبع افزایش آهن جذب شده در بخش آلی و قابل استفاده از شکل اکسیدهای Fe, Mn تامین شده باشند.
وی و همکاران - 2010 - گزارش کردند که آهن متصل شده در بخش اکسیدها بعنوان منبع غیرمستقیم آهن قابل استفاده می باشد.مقادیر آهن کل خاکهای مورد مطالعه یکسان نبود بطوریکه خاک 3 با بیشترین مقدار 32480 - میلیگرم در کیلوگرم - و خاک 1 با کمترین مقدار کل آهن 24876 - میلیگرم در کیلوگرم - تعیین شدند . بر این اساس مجموع چهار شکل استخراج شده آهن شامل قابل تبادل، کربناتی، کربن آلی و اکسیدهای Fe-Mn سهم بسیار اندکی از مقدار کل آهن را به خود اختصاص
