بخشی از مقاله
چکیده
پتاسیم یک عنصر پر مصرف و ضروری برای گیاهان می باشد. اغلب خاک ها از منابع پتاسیمی بالایی برخوردارند اما تنها حدود % 2 از آن به راحتی در دسترس گیاه قرار می گیرد و حدود % 98 آن به شکل غیر قابل دسترس می باشد. تولید فشرده محصولات کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک ممکن است موجب تخلیه پتاسیم درخاک و کاهش کیفیت خاک و ایمنی غذایی گردد. دانش درباره جزء های مختلف شیمیایی پتاسیم برای پیش بینی چرخه پتاسیم و همچنین تعیین وضعیت و پتانسیل عرضه پتاسیم به گیاهان در خاک های کشاورزی در جهت مدیریت و استفاده صحیح از منابع خاکی به ویژه در خاک های حاوی کانی های پتاسیم، از اهمیت فوق العاده ای برخوردار می باشد . به همین منظور اجزاء مختلف پتاسیم در خاک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مطالعات نشان می دهد که به طور معمول جزء های شیمیایی پتاسیم خاک، به ترتیب قابل دسترس بودن برای گیاهان و میکروب ها عبارتند از : پتاسیم محلول، تبادلی، غیر تبادلی و ساختمانی.
کلمات کلیدی: جزء های پتاسیم، پتاسیم تبادلی، پتاسیم محلول
مقدمه
پتاسیم نقش حیاتی در در رشد گیاهان و تولید محصول پایدار ایفا می کند .[15] این عنصر پرمصرف، فعال کننده بیش از 50 گونه آنزیم می باشد [2] و به عنوان مهم ترین عنصر معدنی در تنظیم روابط آبی گیاه نقش دارد .[22] عوامل فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و آب و هوایی مختلفی مانند: نوع کانی های رسی، بافت، رطوبت، ظرفیت تبادل کاتیونی، غلظت یون های دیگر و PHبر روی اجزاء مختلف پتاسیم و تعادل آن درسیستم خاک موثر می باشند .[30] وضعیت یک عنصر در خاک را نمی توان تنها با اندازه گیری مقدار کل آن مشخص نمود چرا که عناصر در وضعیت و جزء های متفاوتی قرار دارند و تبدیل از یک جزء به جزء دیگر باعث ایجاد نظام پویایی در خاک می گردد .[18] تغییر در اجزاء مختلف پتاسیم روی قابلیت استفاده از آن تاثیر می گذارد از این رو مطالعه روی اجزاء مختلف پتاسیم امری ضروری به نظر می رسد. تقسیم بندی های مختلفی برای اجزاء شیمیایی پتاسیم در خاک صورت گرفته که منبای این تقسیم بندی ها قابل جذب بودن این اجزاء برای گیاهان می باشد. در یکتقسیم بندی اجزا پتاسیم به صورت پتاسیم به راحتی قابل دسترس، نسبتاً غیر قابل دسترس و به کندی قابل دسترس می باشد[9] اما به طور معمول آن را به چهار جزء پتاسیم محلول، تبادلی، غیرتبادلی و ساختمانی تقسیم بندی می نمایند .[7]
پتاسیم محلول:
پتاسیم موجود درمحلول خاک، پتاسیم محلول می باشدکه با پتاسیم تبادلی در تعادل است [30] و به آسانی توسط گیاهان جذب می شود و همواره در معرض آبشویی قرار دارد .[21] این جزء پتاسیم با آب مقطر عصاره گیری می شود .[25] غلظت آن در خاک بسته به ماهیت گیاه، ساختار خاک، سطح کود و میزان رطوبت بین 10 تا 60 میلی گرم بر کیلوگرم متغیر است .[1] پتاسیم درخاک برای قابل استفاده شدن برای گیاهان باید به شکل محلول درآید که این امر، اهمیت جزء محلول پتاسیم را در تغذیه گیاه نشان می دهد .[13] در خاک های تحت کشت فشرده در هند، پتاسیم محلول %2 از پتاسیم کل را شامل می شود .[29]
پتاسیم محلول دارای همبستگی مثبتی با بخش رس وسیلت و همبستگی منفی با بخش شن می باشد، از این رو خاک های حاوی میزان بالاتر رس، پتاسیم محلول بیشتری دارند . [4] جلالی [10] در خاک های سطحی آهکی همدان مقدار متوسط پتاسیم محلول را 37/5 میلی گرم در کیلوگرم برآورد نمود. در بررسی انجام شده توسط نجفی قیری و همکاران [20] بر روی عوامل مؤثر بر توزیع ذخایر پتاسیم در خاک های آهکی جنوبی ایران نشان داده شد که مقدار متوسط پتاسیم محلول در خاک های سطحی و زیر سطحی به ترتیب 20/3 و 9/0 میلی گرم در کیلو گرم می باشد.
پتاسیم تبادلی:
پتاسیمی که توسط مواد آلی و کانی های رسی جذب می شود و به راحتی می تواند با سایر کاتیون ها تبادل شود .[30] این جزء پتاسیم تشکیل دهنده حدود %90 از پتاسیم در دسترس می باشد و معمولا کمتر از %2 از پتاسیم کل خاک را شامل می شود .[23] محلول های نمکی خنثی مانند استات آمونیوم، کلرید منیزیم و کلرید کلسیم می توانند در زمان هاینسبتاً کوتاهی پتاسیم تبادلی خاک را عصاره گیری کنند .[17] پتاسیم تبادلی یک ذخیره طبیعی در خاک تشکیل می دهد که می تواند برای گیاهان در کوتاه مدت قابل دسترس باشد و نیاز چند سال کشت فشرده را فراهم سازد، اندازه این ذخیره ممکن است چند صد میلی گرم بر کیلو گرم باشد.[27] پتاسیم تبادلی می تواند نشان دهنده ی بهتری از وضعیت پتانسیل تامین پتاسیم خاک برای توصیه کودی محصولات کشاورزی باشد [25] ولی نمی توان آن را به عنوان تنها معیار لازم در نظر گرفت، به ویژه در گیاهان تک لپه ای که به علت مورفولوژی ریشه، قادر به استفاده از منابع غیر تبادلی پتاسیم نیز می باشد .[11]
پتاسیم تبادلی دارای همبستگی نزدیکی با محتوای رس، کربن آلی، کربنات کلسیم، ظرفیت تبادل کاتیونی و PH دارد .[3] سینگ و همکاران [28] نشان دادند که پتاسیم تبادلی همبستگی مثبتی با درصد رس و سیلت و همبستگی منفی با درصد شن دارد. جلالی [14] مقدار متوسط پتاسیم تبادلی در خاک های سطحی آهکی همدان را 363 میلی گرم در کیلو گرم گزارش نمود. نجفی قیری و همکاران [20] مقدار متوسط پتاسیم تبادلی در خاک های سطحی و زیر سطحی را به ترتیب 244 و 162 میلی گرم در کیلو گرم محاسبه نمودند و مقدار بیشتر در خاک های سطحی را به علت هوازدگی بیشتر کانی های پتاسیم دار و رها سازی پتاسیم از آنها، همچنین مصرف کودهای پتاسه در خاک های سطحی و مواد آلی بالا برای جذب یونهای پتاسیم بیان نمودند.
پتاسیم غیر تبادلی:
پتاسیم غیر تبادلی،پتاسیمی است که به آسانی قابل تبادل نبوده و با استات آمونیوم قابل استخراج نمی باشد .[17] به طورکلی پتاسیم غیرتبادلی غالبا برای بخشی از پتاسیم که با استفاده از اسید نیتریک یک مولار جوشان استخراج می شود، به کار می رود .[16] تولید فشرده محصولات کشاورزی و استفاده کم از کودهای پتاسیمی، ممکن است پتاسیم تبادلی تخلیه شود در این صورت پتاسیم غیرتبادلی می تواند یک منبع مهم برای تأمین پتاسیم برای گیاهان باشد [19] .مقدار پتاسیم تثبیت شده در خاک بستگی به یک سری عوامل مانند: اندازه ذرات، نوع و مقدار کانی های رسی و حذف پتاسیم از کانی است که به طور قابل توجهی با بخش سیلت و رس خاک همبستگی دارد .[8]جلالی[14] مقدارمتوسط پتاسیم غیرتبادلی در خاک های آهکی همدان را 2102 میلی گرم در کیلوگرم محاسبه نمود. نجفی قیری و همکاران [20] نیز در بررسی خاک های آهکی، مقدار متوسط پتاسیم غیرتبادلی را در خاکهای سطحی و زیرسطحی به ترتیب 763 و 598 میلی گرم در کیلوگرم گزارش کردند و بالا بودن پتاسیم غیر تبادلی در خاک های سطحی را به مقدار بالای ایلیت، مقدار کم کربنات و هوازدگی بیشتر نسبت دادند.
پتاسیم ساختمانی:
پتاسیم ساختمانی جزئی از شبکه تبلور کانی ها می باشد .[2] تفاوت آن با پتاسیم غیرتبادلی در واکنش های آن ها هست. رها سازی پتاسیم غیرتبادلی واکنشی برگشت پذیر است، در حالی که در پتاسیم ساختمانی این واکنش برگشت ناپذیر است . [10] این جزء پتاسیم معمولا به عنوان ذخیره پتاسیم خاک محسوب می شود و شامل پتاسیم تثبیت شده و ساختمانی داخل کانی های اولیه ای مثل میکاها و فلدسپارها است و 90 تا % 98 از پتاسیم کل خاک را تشکیل می دهد.[26]مهم ترین کانی های حاوی پتاسیم عبارتند از: ایلیت 4 - تا 7٪ - ، ارتوکلاز 9 - تا 15٪ - ، البیت - حدود 4٪ - ، مسکویت 8 - تا 11٪ - ، بیوتیت 6 - تا 9٪ - ، هورنبلند 1 - تا 3٪ - و مونت موریلونیت - حدود 0/5٪ - .[5] نجفی قیری و همکاران [20] با بررسی خاک های آهکی، مقدار متوسط پتاسیم ساختمانی در خاک های سطحی و زیر سطحی را به ترتیب 5300 و 5000 میلی گرم در کیلوگرم گزارش کردند.
حسینی فرد و همکاران [12] مقدار پتاسیم ساختمانی را در خاک های پسته کاری رفسنجان در دامنه 9182 تا 15231 میلی گرم در کیلوگرم برآورد نمودند.پتاسیم کل: معمولا مقدار پتاسیم کل خاک را در تحقیقات زراعی برآورد نمی کنند. با این حال، برآورد مقدار پتاسیم کل خاک به منظور بررسی قدرت تأمین پتاسیم در خاک در مقیاس های زمانی مختلف تولید محصول، که از طریق جزء بندی پتاسیم انجام می شود، مورد نیاز است. پتاسیم کل، پس از هضم مرطوب نمونه خاک در مخلوطی از اسید نیتریک و اسید هیدروکلریک - تیزاب سلطانی - اندازه گیری می شود .[6]
نتیجه گیری
اطلاع از جزء های مختلف پتاسیم می تواند در جهت بهبود اقتصادی و مصرف کودهای پتاسیمی مفید باشد.
منابع
