علوم آب و خاک

---

تعداد 22 نمونه خاک (از عمق 0 تا 20 سانتیمتری) استان فارس با روشهای  0/05M Na₂ EDTA ،0/1 NH₃PO₄ ، 1/5M NH₄H₂PO₄ ، DTPA و %1Na₂EDTAعصاره‌گیری شده و در یک آزمایش گلخانه‌ای هفت هفته‌ای به کار رفت. طرح آزمایشی فاکتوریل 3 × 22 با 22 خاک (رس 16 تا 63 درصد، پ‌هاش 8/7 تا 2/8، قابلیت هدایت الکتریکی 32/0 تا 78/1 دسی زیمنس بر متر، کلسیم کربنات معادل 28 تا 63 درصد، ماده آلی 1/1 تا 9/4 درصد، ظرفیت تبادل کاتیونی 9 تا 27 سانتی‌مول در کیلوگرم و منگنز عصاره‌گیری‌شده با   4 DTPAتا 24 میلیگرم در کیلوگرم)، 3 سطح منگنز مصرفی (0، 10 و 20 میلیگرم در کیلوگرم به صورت منگنز سولفات)،‌ سه تکرار و گیاه سویا [Glycine max (L.) Merr] رقم ویلیامز بود. مصرف منگنز وزن خشک گیاه را از 4 تا 104% (میانگین 12% نسبت به شاهد) افزایش داد، اما بر غلظت منگنز گیاه تأثیر معنی‌داری نداشت. جذب کل منگنز به وسیله گیاه به طور معنی‌داری افزایش یافت ولی بازیابی ظاهری منگنز بسیار ناچیز (05/0%) بود. پ‌هاش، کلسیم کربنات معادل و رس خاک از خصوصیات مؤثر در عصاره‌پذیری منگنز تشخیص داده شد. منگنز عصاره‌گیری‌شده با DTPA، به تنهائی با سطح بحرانی 13 میلیگرم در کیلوگرم خاک) یا همراه با برخی خصوصیات خاک،‌ تنها شکل منگنزی بود که پیش‌بینی قابل قبولی از پاسخهای گیاهی به دست داد.

---

معمولاً کمبود نیتروژن بیش از دیگر عناصر غذایی عامل محدودکننده رشد گیاهان زراعی است. کمبود منگنز نیز در برخی از خاک‌های آهکی ایران گزارش شده است. هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر نیتروژن، منگنز و برهم‌کنش آنها بر رشد و ترکیب شیمیایی اسفناج (.Spinacia oleracea L) در شرایط گلخانه‌ای بود. آزمایش در یک خاک از سری چیتگر با نام تاکسونومی carbonatic، Fine-loamy، Typic Calcixerept، thermic، به صورت فاکتوریل در چارچوب طرح کاملاً تصادفی، شامل پنج سطح نیتروژن (صفر، 50، 100، 200 و 400 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک به صورت آمونیوم نیترات) و سه سطح منگنز (صفر، 15 و 30 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک به صورت منگنز سولفات)، در چهار تکرار انجام شد. مدت رشد گیاهان در گلخانه 60 روز بود، و در هنگام برداشت از یک کلروفیل‌متر دستی مدل SPAD-502 برای ارزیابی وضعیت کلروفیل برگ استفاده گردید.

 کاربرد نیتروژن و منگنز وزن خشک اندام هوایی، غلظت و جذب کل نیتروژن، غلظت و جذب کل منگنز، نسبت Mn:Fe و اعداد خوانده شده توسط کلروفیل‌متر دستی روی برگ را در گیاه اسفناج به طور معنی‌داری افزایش داد. کاربرد نیتروژن، غلظت و جذب کل روی، مس و جذب کل آهن را در گیاه به طور معنی‌داری افزایش، ولی غلظت آهن را کاهش داد. مصرف منگنز باعث کاهش غلظت آهن و روی، ولی افزایش معنی‌دار جذب کل آهن و مس در اسفناج گردید. هنگامی که حداکثر وزن ماده خشک به دست آمد، عدد خوانده شده توسط کلروفیل‌متر در حدود 40 بود. چنانچه نتایج حاصل از این پژوهش در شرایط مزرعه نیز تأیید گردد، می‌توان توصیه کودی مناسبی برای مصرف نیتروژن و منگنز در کشت اسفناج ارائه نمود.

---

به منظور شناخت اثر مصرف نیتروژن و منگنز بر قابلیت استفاده برخی از عناصر غذایی در سه کشت گندم (Triticum aestivum L)، ذرت (Zea mays L) و اسفناج (Spinacia oleracea L)، آزمایشی در شرایط گلخانه‌ای به صورت فاکتوریل در چارچوب طرح کاملاً تصادفی انجام شد. تیمارها شامل پنج سطح نیتروژن (صفر، 50، 100، 200 و 400 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک به صورت آمونیوم نیترات) و سه سطح منگنز (صفر، 15 و 30 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک به صورت منگنز سولفات) و در چهار تکرار بود. این آزمایش در سه گیاه عمده زراعی و باغی، یعنی ذرت از رقم سینگل کراس 704، گندم از رقم فلات و اسفناج از رقم .Spinacea s انجام پذیرفت. پس از هشت هفته، میزان ازت کل خاک و مقدار منگنز، آهن، روی و مس قابل عصاره‌گیری خاک با عصاره‌گیر DTPA اندازه‌گیری شد.

نتایج نشان داد که کاربرد نیتروژن و منگنز به طرز معنی‌داری غلظت منگنز عصاره‌گیری شده خاک را در هر سه کشت افزایش داد، ولی در مقدار ازت کل خاک تأثیر چندانی نداشت. مصرف ازت باعث افزایش مقدار آهن قابل استفاده خاک در کشت ذرت شد. هم‌چنین، کاربرد منگنز غلظت روی و مس قابل عصاره‌گیری خاک با DTPA را در کشت گندم و مس خاک را در کشت ذرت کاهش داد.

---

آلودگی خاک و تجمع فلزات سنگین در محصولات کشاورزی در مناطق صنعتی یکی از مهم‌ترین مسایل زیست محیطی است که زندگی گیاهان، حیوانات و انسان را تهدیـد می‌نماید. هدف از این پژوهش بررسی پراکنش نیکل، منگنز و کادمیوم در خاک و محصولات کشاورزی در منطقه اطراف مجتمع فولاد مبارکه بوده است. در این بررسی بر اساس نقشه‌های رده‌بندی و قابلیت خاک و با در نظر گرفتن جهت باد غالب در منطقه (جنوب غربی- شمال شرقی)، 50 منطقه مجزا گردید. در هر منطقه از 4 عمق( 5-0 ، 10- 5 ، 20- 10 و 40- 20 سانتی‌متری) نمونه‌برداری گردید و در مجموع تعداد 200 نمـونـه خاک تهیه شد. ‌غلظت نیکل، منگنز و کادمیوم قابل استخراج با DTPA در نمونه‌های خاک، اندازه‌گیری شد. هم‌چنین غلظت کل نیکل، منگنز و کادمیوم در اندام‌های هوایی36 نمونه از هجده نوع محصول کشاورزی عمده در این مناطق اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که، حداکثر غلظت نیکل و منگنز قابل استخراج با DTPA در شمال شرق منطقه و در لایه 5-0 سانتی‌متری خاک بوده است ( به ترتیب 2/4 و 312 میلی گرم در کیلوگرم خاک). غلظت این دو عنصر در لایه‌های 10- 5‏‏‏، 20-10 و 40-20 سانتی‌متری خاک کاهش یافته است ( به ترتیب 7/2 ، 7/2 ،1/2 و 200 ،212 ،146 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک). غلظت نیکل و کادمیوم در اندام‌های هوایی محصولات کشاورزی منطقه در حد تشخیص دستگاه جذب اتمی نبود ولی غلظت منگنز در اندام هوایی برنج 6/716 میلی‌گرم در کیلوگرم ماده خشک گیاهی بود که در مقایسه با استاندارد آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا (حدود 100- 15 میلی‌گرم در کیلوگرم ماده خشک گیاهی) بالا بوده است(24).

---

سمیت منگنز در خاک‌های کشاورزی و زیستگاه‌های طبیعی به دلایل مختلف از جمله ماهیت سنگ بستر، اسیدی بودن خاک، غرقاب شدن و یا مجاورت با معادن فعال ایجاد می‌شود. این پژوهش با هدف مطالعه تأثیر غلظت‌های مسموم کننده این عنصر روی سه گیاه مهم زراعی انجام شده است. گیاهان در محیط کشت هیدروپونیک (آبکشتی) و در شرایط کنترل شده اتاق رشد به مدت 12 روز تحت تیمارهای صفر (شاهد)، 25، 50، 75 و 100 میکرومول منگنز رشد داده شدند و پس از برداشت، وزن خشک اندام هوایی و ریشه، اثر غلظت‌های مختلف کلسیم و منیزیم بر ظهور سمیت، تنفس ریشه و نشت پتاسیم از بافت‌های ریشه و اندام هوایی بررسی گردید. به منظور بررسی تأثیر شدت‌های مختلف نور روی ظهور مسمومیت، گیاهان در شدت‌های متفاوت نور رویانده شده و علاوه بر رشد، جذب و انتقال منگنز نیز در آنها بررسی شد. گیاه آفتابگردان که با غلظت‌های 50 میکرو مول منگنز و بالاتر مسموم شده بود، خال‌های قهوه‌ای رنگی در قاعده کرک‌های برگ و دم‌برگ نشان داد، در حالی که علائم مسمومیت در ذرت به صورت کلروز شدید بین رگبرگی بوده و در برنج علائم خاصی مشاهده نشد. هر سه گیاه بخش اعظم منگنز جذب شده را به اندام هوایی انتقال دادند و بیشترین انتقال متعلق به آفتابگردان و کمترین متعلق به ذرت بود. در هیچ‌کدام از سه گیاه بررسی شده، ارتباطی بین شدت مسمومیت با منگنز و مقدار انباشتگی آن مشاهده نگردید. بررسی اثر شدت نور بر ظهور علایم مسمومیت نشان داد که رشد در نور ضعیف هرچند تولید ماده خشک را به شدت کاهش داد، ولی بسته به گیاه بررسی شده، این عامل باعث افزایش یا کاهش حساسیت به مسمومیت بوده است. بررسی اثر مسمومیت منگنز بر تنفس ریشه نشان داد که بر خلاف انتظار، تغییرات القایی مسمومیت منگنز بر تنفس ریشه در هم‌بستگی با حساسیت یا تحمل گیاهان نبوده است. بر عکس، تأثیر پذیری نشت پتاسیم از بافت‌های ریشه و اندام هوایی با مقدار تحمل یا حساسیت گیاهان به مسمومیت منگنز انطباق داشت.

---

در یک آزمایش کشت گلخانه‌ای به منظور بررسی شکل‌های شیمیایی منگنز معدنی و ارتباط آنها با پاسخ‌های گیاهی تعداد 22 نمونه از خاک‌های آهکی استان فارس (عمق20- 0 سانتی‌متری) در گلدان‌های سه کیلویی ریخته شد و گیاه سویا از رقم ویلیامز در سه تکرا به مدت هفت هفته پرورانده شد. میزان شکل‌های شیمیایی منگنز در خاک گلدان‌‌ها پس از برداشت، به روش عصاره‌گیری دنباله‌ای واردن و ریزوناور اندازه‌گیری شد. در این روش منگنز به اشکال کاملاً محلول (عصاره‌گیری با Ca(N0₃)₂)، به طور ضعیف جذب شده (عصاره‌گیری با CaDTPA + Na₂B₄O₇) ، کربناتی (عصاره‌گیری با HNO₃) و اکسیدی (عصاره‌گیری با NH₂OH . HCl) جداسازی می‌شود. نتایج نشان داد بیشترین میزان منگنز به ترتیب در اشکال کربناتی، اکسیدی، به طور ضعیف جذب شده و محلول وجود داشت. روابط رگرسیون بین خواص فیزیکی و شیمیایی خاک‌ها و شکل‌های شیمیایی منگنز حاکی از هم‌بستگی کربنات کلسیم معادل خاک‌ها و منگنز کربناتی بود. هم‌چنین هم‌بستگی معنی‌دار بین جزء کربناتی و غلظت منگنز در اندام هوایی سویا حاکی از آن نقش فعال این جزء در تغذیه گیاه می‌باشد.

---

سیب‌زمینی یکی از مهم‌ترین محصولات غده‌ای است که دستیابی به حداکثر عملکرد در آن علاوه بر استفاده از رقم مناسب، مستلزم وجود مقدار کافی و متعادل عناصر غذایی در خاک است. به منظور مطالعه تأثیر روی، منگنز و مس بر عملکرد و غلظت فسفر و آهن در برگ و غده سیب‌زمینی رقم آگریا، آزمایشی گلخانه‌ای با 32 تیمار و سه تکرار به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در گلخانه گروه خاک‌شناسی دانشگاه زنجان به اجرا درآمد. فاکتورهای مورد بررسی شامل چهار سطح روی(14/1، 5، 10 و 15 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک)، چهار سطح منگنز(4/1، 5، 10 و 20 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک) و دو سطح مس(22/0 و 2 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک) بودند. نتایج نشان داد که با افزایش سطوح روی، منگنز و مس قابل جذب خاک تا حد معینی، عملکرد سیب‌زمینی به‌طور معنی‌داری افزایش می‌یابد. کاربرد روی و منگنز سبب کاهش معنی‌دار غلظت فسفر و آهن در برگ و غده سیب‌زمینی شد. کاربرد مس غلظت آهن برگ را به‌طور معنی‌داری نسبت به شاهد کاهش داد. بیشترین عملکرد سیب‌زمینی در تیمار کودی به‌ترتیب 15، 10 و 2 میلی‌گرم در کیلوگرم روی، منگنز و مس به‌دست آمد.

---

اکسیدها و هیدروکسیدهای آهن و منگنز از ترکیبات بسیار فعال در خاک هستند. این ترکیبات نسبت به تغییر شرایط محیطی خاک حساس بوده و اغلب در طول خاکرخ حرکت می‌نمایند. از این‌رو مقدار شکل‌های مختلف شیمیایی این ترکیبات و نسبت میان آنها به‌عنوان شاخصی در مطالعات تکامل خاک به‌کار می‌رود. این مطالعه به منظور بررسی آثار پستی و بلندی و شرایط زه‌کشی بر شکل‌های شیمیایی آهن و منگنز در طول یک کاتنا در منطقه دشت روم در استان کهگیلویه صورت گرفت. نتایج نشان داد که حداکثر مقدار آهن و منگنز پدوژنیک (Fed و Mnd) در سطوح پایدارتر ژئومورفیک بوده و میزان آن با افزایش عمق عمدتاً کاهش می‌یابد. هم‌چنین خاکرخ‌های دارای شرایط اکوییک دارای مقادیر بیشتر آهن با تبلور ضعیف (Mno و Feo) و مقادیر کمتر Fed و Mnd هستند. روابط مثبت و معنی‌داری میان Feo، Mno، Fet، Mnt و میزان رس در خاک‌ها دیده شد. نتایج نشان داد که شرایط اکوییک موجب افزایش نسبت‌های Feo/Fed ، Mno/Mnd و Mnd/Fed به‌ترتیب به میزان 1/3، 3/4 و 9/1 برابر و کاهش 6/2 برابری در شاخص تبلور آهن گردید. بالاتر بودن مقدار میانگین Mnd/Fed در خاک اکوییک نسبت به خاک غیر اکوییک احتمالاً نشان‌دهنده افزایش بیشتر میزان منگنز پدوژنیک نسبت به آهن پدوژنیک در شرایط اکوییک بوده است.

---