بخشی از مقاله
چکیده:
این تحقیق به منظور ارزیابی تأثیر خصوصیات خاک بر فرآیند جذب و واجذب بور در چند خاک جنوب کرمان و بررسی برگشت پذیر بودن فرآیند واجذب و ارتباط بین پارامترهای جذب و واجذب در خاک با پاسخهای گیاهی اجرا شد. شش نمونه خاک که بویژه از لحاظ بور محلول حداکثر دامنه را داشتند انتخاب شدند. این خاک ها تحت آزمایش کشت گلخانه ای با دو رقم گندم قرار گرفتند. منحنی های جذب و واجذب بور در این خاک ها تهیه شد. نتایج نشان داد همه خاکهای مورد آزمایش تمایل به جذب بور داشتند اما میزان جذب در آنها متفاوت بود. ارزیابی فرآیند واجذب پسماند را نشان داد که بسته به نوع خاک بین -81 %57 متغیر بود. ضریب K فروندلیچ با غلظت بور در اندام هوایی و ریشه هر دو رقم گندم همبستگی منفی و معنیداری را نشان داد، بنا براین در تعیین میزان بور قابل استفاده گیاه استفاده عملی دارد.
مقدمه:
بور عنصری ضروری برای کلیه گیاهان آوندی است که کمبود یا سمیت آن باعث خسارات متابولیکی و فیزیولوژیک میشود. فرآیندهای جذب و واجذب بور نقش اساسی در مدیریت حلالیت بور در محلول خاک و قابلیت استفاده آن برای گیاه را دارند. با توجه به اینکه محدوده بین کمبود و سمیت بور اندک است بنابراین واکنشهای جذب و واجذب در مدیریت و زیست فراهمی بور مهم میباشند . - Sharma et al., 2006 - اکسیدهای آهن و آلومینیوم، کانیهای رس، کربنات کلسیم، ماده آلی و هیدروکسید منیزیم مکانهای اولیه جذب بور در خاک هستند.
در فرآیندهای جذب، آنیون بورات B - OH - 4- جایگزین گروههای هیدرکسیل اکسیدهای آهن و آلومینیوم، ماده آلی و رسها میشود . - Schnurbusch et al., 2010 - طی دهههای اخیر جذب و واجذب بور به طور وسیع در خاکها و مواد معدنی مطالعه شده است. در بررسی جذب و واجذب بور در 10 خاک نیومکزیکو Elrashidi and O,Connor - 1982 - گزارش کردند جذب بور در هفت خاک از 10 خاک مورد آزمایش - در غلظتهای محدود - با معادلات جذب لانگمویر قابل برازش بود. اما منحنی جذب فروندلیچ در محدوده غلظتهای به کار رفته 0-100 - میکروگرم در میلیلیتر - در هر 10 خاک قابل برازش بود. Majidi et al. - 2010 - به این نتیجه رسیدند که رابطه آماری معنیداری بین خواص خاک و پارامترهای مدلهای جذب فروندلیچ و لانگمویر در خاک های آهکی وجود نداشت.
در ارزیابی همدماهای جذب سطحی چهار خاک مناطق خشک و نیمهخشک هند Arora and Chahal - 2010 - همبستگی معنیداری بین حداکثر میزان جذب در معادله لانگمویر و میزان رس، ماده آلی و ظرفیت تبادل کاتیونی گزارش کردند. دادههای جذب با منحنی فروندلیچ در محدوده وسیعتر غلظت قابل برازش بود. خاکهایی که تمایل بیشتری به جذب بور داشتند، تمایل کمتری به واجذب بور نشان دادند.
مطالعه فرآیندهای جذب و واجذب بور در شش خاک مختلف توسط Goldberg and Suarez - 2012 - نشان داد رفتار جذب و واجذب بور بدون توجه به میزان ماده آلی پدیده پسماند را نشان نداد. نتایج بدست آمده در این بررسی افزایش پدیده پسماند با افزایش میزان ماده آلی را تأیید نکرد. این تحقیق به منظورارزیابی تأثیر خصوصیات خاک بر فرآیند جذب و واجذب بور در چند خاک آهکی جنوب کرمان و بررسی برگشت پذیر بودن فرآیند واجذب آن و بررسی ارتباط بین پارامترهای جذب و واجذب بور در خاک با پاسخهای گیاهی اجرا شد.
مواد و روش ها:
با توجه به مطالعات خاکشناسی انجام گرفته در منطقه جنوب استان کرمان و نقشه خاکها تعداد 30 نمونه خاک از سری-های خاک منطقه انتخاب و برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی طبق روش های استاندارد اندازه گیری شد. سپس شش نمونه خاک که حداکثر تنوع از نظر خواص فوق بهویژه میزان بور عصاره اشباع را داشتند انتخاب شد - جدول . - 1 خاک های انتخاب شده تحت آزمایش کشت گلخانه ای با دو رقم گندم ارگ - مقاوم به سمیت بور - و چمران - حساس به سمیت بور - - Ghaffari NeJad et al., 2015 - قرار گرفتند.
برای تهیه منحنیهای جذب پس از تعیین زمان تعادل 10 - ساعت - 2 گرم از خاک هوا خشک به 10 لوله سانتریفوژ پلیاتیلنی در دو تکرار اضافه شد و با 20 میلیلیتر محلول 0/01 مولار کلرید کلسیم - Elrashidi and O,Connor 1982 - که حاوی - صفر،1، 2/5، 5،7/5، 10، 15، 20، 30 و40 میلیگرم بور در لیتر - بود، به مدت 10 ساعت دردمای 25 درجه سانتیگراد با دستگاه تکان دهنده رفت و برگشتی با سرعت 110 دور در دقیقه در دمای 25 درجه سانتیگراد تکان داده شد.
سپس نمونهها به مدت 15 دقیقه در دور4500 ×g سانتریفوژ شدند و محلول صاف رویی توسط کاغذ صافی واتمن 42 صاف شد و غلظت بور در آن اندازهگیری شد میزان بور جذب شده در هر تیمار از تفاوت بین بور اولیه اضافه شده و غلظت بور باقیمانده در محلول بدست آمد. آزمایش واجذب بور فقط در سه غلظت اولیه 2/5، 7/5 و 15 میلیگرم در لیتر انجام شد. بور واجذبی به صورت اختلاف بین غلظت بور تعادلی در مرحله واجذب و غلظت تعادلی بور قبل از مرحله واجذب تعریف میشود. مقدار بور باقیمانده در هر خاک طی فرآیند واجذب به صورت تفاوت بین مقدار بور نگهداری شده در مرحله قبلی و بور واجذبی در این مرحله تعریف میشود.
نتایج و بحث
نتایج بررسی جذب بور نشان داد همه خاکهای مورد آزمایش تمایل به جذب بور دارند اما میزان جذب بور در آنها متفاوت بود. معمولاً میزان جذب بور توسط خاکها با افزایش غلظت بور در محلول تعادلی افزایش یافت . برای توصیف دادههای مربوط به جذب و واجذب بور از همدماهای جذب سطحی فروندلیچ و لانگمویر و همچنین شکل خطی این معادلات استفاده شد - جدول 2 و شکل های 1 و. - 2 اطلاعات مربوط به جذب در این خاکها قابل برازش با همدمای جذب فروندلیچ بود.
حداکثر جذب بور در خاک یک اتفاق افتاد که دارای بیشترین میزان رس و ماده آلی در بین خاکهای مورد آزمایش بود. میزان کربنات کلسیم نیز در این خاک زیاد بود . - %13 - حداقل جذب بور در خاکهای دو و چهار مشاهده شد که دارای کمترین مقدار رس، ماده آلی و کربنات کلسیم در بین خاکهای مورد آزمایش بودند. همبستگی بالای بین غلظت تعادلی بور و میزان جذب آن در معادله فروندلیچ نشان داد که این معادله به خوبی قادر است جذب بور بر روی خاکهای مورد آزمایش را توصیف کند.
