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.

---

استان گیلان از عمده‌ترین مناطق تولید برنج در سطح کشور است که استفاده از ارقام پرمحصول برنج در آن هر روز رونق بیشتری می‌یابد. با این وجود مطالعات اندکی در مورد وضعیت پتاسیم در مزارع برنج آن صورت گرفته و حتی تاکنون عصاره‌گیر مناسبی برای استخراج پتاسیم قابل جذب معرفی نگردیده است. لذا این تحقیق با هدف ارزیابی 15 روش عصاره‌گیری به منظور تعیین عصاره‌گیر یا عصاره‌گیرهای مناسب جهت تعیین پتاسیم قابل دسترسی خاک و سطح بحرانی پتاسیم برای برنج رقم سپیدرود در تعدادی از خاکهای استان گیلان به اجرا درآمد. این آزمایش در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی و به صورت فاکتوریل شامل 23 نمونه خاک و دو سطح صفر و 300 میلیگرم پتاسیم در کیلوگرم خاک انجام گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از کود پتاسیم در اکثر خاکها باعث افزایش عملکرد دانه، کاه و غلظت پتاسیم در گیاه و نیز افزایش جذب پتاسیم توسط گیاه شده است. بررسی روابط همبستگی گویای این حقیقت بود که روشهای عصاره‌گیری با استات منیزیوم، اسید سولفوریک، مورگان و کلرید کلسیم یک صدم مولار همبستگی بالایی با غلظت پتاسیم در کاه (به ترتیب 83/0، 78/0، 8/0 و 78/0) و غلظت پتاسیم در کل گیاه (به ترتیب 79/0، 76/0، 75/0 و 73/0) داشته است. همچنین ضریب همبستگی بین روشهای مذکور و مقدار جذب پتاسیم توسط کاه برنج (به ترتیب 83/0، 82/0، 78/0 و 76/0) و پتاسیم جذب شده توسط کل گیاه (به ترتیب 79/0، 83/0، 74/0 و 71/0) نیز بالا بوده که نشان می‌دهد این روشها مناسب می‌باشند. سطح بحرانی پتاسیم در روشهای مختلف عصاره‌گیری متفاوت بود. سطح بحرانی پتاسیم برای 90 درصد عملکرد نسبی دانه با روش استات منیزیوم 38، روش مورگان 74، روش کلووانا 72، روش تگزاس 160، اسید سولفوریک 111، روش کلرید کلسیم یک صدم مولار 36، روش استات آمونیوم بدون غرقاب 112 و روش استات آمونیوم پس از دو هفته غرقاب 100 میلیگرم در کیلوگرم خاک بود. تقریباً 75 درصد خاکها از نظر پتاسیم قابل استفاده برای گیاه پایین‌تر از سطح بحرانی بوده‌اند.

---

عصاره‌گیرهای متعددی جهت ارزیابی فسفر قابل استفاده گیاه در خاکهای مختلف پیشنهاد شده است. در حال حاضر در خاکهای آهکی ایران بیشتر از روش اولسن استفاده می‌شود. اما درباره مقایسه این روش با سایر روشها مطالعه زیادی صورت نگرفته است. این تحقیق به منظور به دست آوردن چنین اطلاعاتی انجام شد. غلظت فسفر در 39 نمونه از خاکهای آهکی استان فارس با ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی متفاوت، توسط نه عصاره‌گیر اندازه‌گیری شد. 20 نمونه از این خاکها در یک آزمایش گلخانه‌ای با ذرت شامل سطح فسفر (صفر، 50، 100 و 200 میلیگرم فسفر در کیلوگرم خاک) نیز به کار رفت. نتایج به دست آمده نشان داد که فسفر عصاره گیری شده توسط روشهای نه‌گانه به ترتیب زیر کاهش می‌یابد: رزین >کول ول > مورگان > اولسن > بری 1:50 > سلطانپور و شواب > ای دی تی ا > بری 1:7 > آب. مقدار فسفر استخراجی با کلیه روشها، به جز بری، دارای همبستگی معنی داری می باشند، در حالی که روشهای رزین، کول ول، اولسن و آب دارای ضریب همبستگی بزرگ‌تری نسبت به بقیه روشها بودند. تجزیه رگرسیون نشان داد که فسفر اندازه‌گیری شده با کلیه روشها، به جز بری، تحت تاثیر ماده آلی و روی بومی خاک می‌باشد. فسفر استخراج شده با روش اخیر، با افزایش کربنات کلسیم معادل خاک کاهش می‌یابد. بین وزن خشک قسمت هوایی، رشد نسبی و جذب فسفر توسط ذرت با فسفر عصاره‌گیری شده به وسیله روشهای رزین، کول ول، اولسن و آب همبستگی معنی‌دار بالایی وجود داشت. این پاسخها با فسفر عصاره‌گیری شده توسط روشهای سلطانپور و شواب و مورگان همبستگی ضعیف و معنی‌داری نشان داد. غلظت فسفر در گیاه فقط با فسفر عصاره‌گیری شده توسط روشهای اولسن و کول ول همبستگی معنی‌داری داشت. به طور کلی، در این تحقیق به نظر می‌رسد که روشهای رزین، اولسن، کول ول و آب جهت استخراج فسفر قابل استفاده مناسب می‌باشند. معذالک جهت انتخاب عصاره‌گیرهای مناسب، مطالعه بیشتری ضروری است.

---

پتاسیم در گیاه نه تنها از نظر مقدار، بلکه از نظر نقش فیزیولوژیک و بیوشیمایی نیز یکی از مهم‌ترین کاتیون‌ها محسوب می‌شود. به منظور بررسی وضعیت پتاسیم و ارزیابی عصاره‌گیرهای رایج برای استخراج پتاسیم قابل استفاده ذرت در خاک‌های منطقه مرکزی استان اصفهان، 26 سری خاک مهم زراعی منطقه انتخاب و بر اساس بافت و پتاسیم استخراجی با استات آمونیوم، 16 سری خاک برای مطالعات بعدی انتخاب شد. پتاسیم قابل عصاره‌گیری این خاک‌ها با استفاده از عصاره‌گیرهای استات آمونیوم (چهار روش)، کلرید کلسیم (دو روش)، کلرید سدیم (دو روش)، استات سدیم، بی‌کربنات آمونیوم – DTPA، مهلیخ 1، مهلیخ 3، مورگان – ولف و اسید نیتریک استخراج شد. در مطالعات گلخانه‌ای از ذرت (.zea mays L) رقم سینگل کراس 704 به عنوان گیاه محک، و دو تیمار صفر و 150 میلی‌گرم پتاسیم در کیلوگرم، در قالب یک آزمایش فاکتوریل با طرح کاملاً تصادفی و سه تکرار استفاده شد.

 بر اساس مطالعات شناسایی کانی‌ها، ایلیت به عنوان کانی رسی غالب در خاک‌های منطقه شناسایی شد. مقدار پتاسیم استخراج شده به وسیله عصاره‌گیرهای کلرید سدیم 2 مولار، استات سدیم مولار و خنثی، استات آمونیوم مولار و خنثی و بی‌کربنات آمونیوم –DTPA رابطه‌ای معنی‌دار (در سطح یک درصد) با جذب و غلظت پتاسیم در گیاه نشان داد. عصاره‌گیرهای کلرید سدیم 2 مولار و استات سدیم مولار و خنثی، بر اساس بالا بودن ضرایب هم‌بستگی با جذب (r به ترتیب **79/0 و **72/0) و غلظت پتاسیم در گیاه (r به ترتیب **86/0 و **85/0) و نیز سادگی و اقتصادی بودن، به عنوان مناسب‌ترین عصاره‌گیرها در بین عصاره‌گیرهای مورد استفاده تشخیص داده شدند. عصاره‌گیرهای استات آمونیوم (روش 1) و بی‌کربنات آمونیوم –DTPA به علت ضرایب هم‌بستگی کمتر، قیمت زیاد و کمیابی مواد مورد نیاز، در اولویت نمی‌باشند. عملکرد، عملکرد نسبی، افزایش عملکرد و جذب اضافی، با پتاسیم استخراج شده به وسیله عصاره‌گیرها رابطه معنی‌دار نشان ندادند. مقدار پتاسیم قابل استفاده خاک‌های مورد مطالعه عامل محدودکننده‌ای برای رشد ذرت نبود. بنابراین، تعیین حدود بحرانی پتاسیم برای عصاره‌گیرهای پیشنهادی با استفاده از عملکرد یا عملکرد نسبی امکان‌پذیر نمی‌باشد.

---

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.

---

روش نوارهای کاغذی پوشیده شده با اکسید آهن می‌تواند به صورت ممتد فسفر را از محلول خاک جذب کند. در این روش مکانیزم عصاره‌گیری‌‌‌‌‌ فسفر احتمالا" شبیه مکانیزم جذب فسفر به وسیله گیاه است. هدف این پژوهش ارزیابی روش نوارهای کاغذی پوشیده شده با اکسید آهن در برآورد فسفر قابل جذب خاک در گیاه ذرت رشد کرده در گلخانه، در تعدادی از ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌خاک‌های‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ همدان بود. مقدار فسفر در 16 نمونه از ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌خاک‌های‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ استان همدان با ‌‌‌‌‌ویژگی‌های‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ فیزیکی و شیمیایی متفاوت توسط عصاره‌گیرهای اولسن ، کال‌ول ، مهلیخ 1 ، کلرید کلسیم 01/0 مولار ، بی کربنات آمونیوم دی تی پی ای، اسید کلریدریک 1/0 مولار و دو روش نوارهای کاغذی تعیین شد. دوازده نمونه از این ‌‌‌‌‌خاک‌ها در یک آزمایش گلخانه‌ای با گیاه ذرت شامل دو سطح فسفر ( صفر و 250 میلی گرم فسفر در کیلوگرم خاک ) به کار رفت . نتایج این پژوهش نشان داد که فسفر عصاره‌گیری‌‌‌‌‌ شده توسط روش‌های فوق به ترتیب زیرکاهش یافت: اسید کلریدریک 1/0 مولار > مهلیخ 1> کالول > اولسن > روش اول نوارهای کاغذی > بی کربنات آمونیوم دی تی پی ای> روش دوم نوارهای کاغذی > کلرید کلسیم 01/0 مولار. فسفر استخراجی به روش اول نوارهای کاغذی ‌‌‌‌‌هم‌بستگی‌‌‌‌‌‌‌‌‌ معنی داری با عصاره‌گیرهای شیمیایی داشت، در حالی که بین فسفر استخراجی به روش دوم نوارهای کاغذی و فسفر استخراجی با عصاره‌گیرهای شیمیایی ‌‌‌‌‌هم‌بستگی‌‌‌‌‌‌‌‌‌ معنی داری وجود نداشت. بین فسفر استخراج شده به ‌‌‌‌‌روش‌های‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ شیمیایی ‌‌‌‌‌هم‌بستگی‌‌‌‌‌‌‌‌‌ معنی داری وجود داشت. نتایج کشت گلدانی نشان داد که فسفر عصاره‌گیری شده به روش اول نوارهای کاغذی هم بستگی معنی داری با شاخص‌های جذب فسفر و عملکرد نسبی داشت. فسفر عصاره‌گیری شده به ‌‌‌‌‌روش‌های‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ شیمیایی ( به جز کلرید کلسیم 01/0 مولار) ‌‌‌‌‌هم‌بستگی‌‌‌‌‌‌‌‌‌ معنی داری با عملکرد نسبی و پاسخ گیاه داشتند، ولی با ‌‌‌‌‌شاخص‌های‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ جذب و غلظت فسفر ‌‌‌‌‌هم‌بستگی‌‌‌‌‌‌‌‌‌ معنی داری نداشتند. هم‌چنین نتایج این پژوهش نشان داد که روش اول نوارهای کاغذی می‌تواند‌ به ‌عنوان ‌‌‌‌‌‌عصاره‌گیر‌ ‌‌‌‌فسفر قابل جذب استفاده شود.

---

تا کنون مطالعه ای در رابطه با مقایسه رهاسازی پتاسیم از کانیهای مقاوم پتاسیم دار در ایران صورت نگرفته است. این پژوهش با هدف مقایسه سینتیک رهاسازی پتاسیم از فلدسپار و موسکویت، تحت تأثیر عصاره گیرهای آلی و معدنی به روش عصاره گیری متوالی انجام شد. مطالعه به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل نوع کانی (موسکویت و فلدسپارهای یزد و وارد آمریکا)، نوع عصاره گیر (کلریدکلسیم، اسیدهای اگزالیک و سیتریک) با غلظت 01/0 مولار و 6 زمان عصاره گیری 1، 2، 4، 8، 24 و 48 ساعت بودند. نتایج نشان داد رهاسازی پتاسیم از موسکویت 8-6 برابر فلدسپارها است. تأثیر نوع عصاره گیر بر سینتیک رهاسازی پتاسیم معنی دار بود، به گونه ای که عصاره گیرهای آلی 3-5/2 برابر بیشتر از کلریدکلسیم پتاسیم آزاد کردند. برازش مدل های سینتیکی نشان داد که معادلات توانی، پارابولیکی و مرتبه اول قادر به توصیف رهاسازی پتاسیم هستند ولی معادله ایلوویچ نمی تواند رهاسازی پتاسیم را به خوبی توجیه کند. در بین سه معادله فوق الذکر معادله توانی بهترین معادله برای برازش داده‌ها تشخیص داده شد. همچنین بر اساس تطبیق مدل‌های فوق الذکر چنین استنباط میشود که آزاد شدن پتاسیم از کانی های مذکور توسط فرآیند پخشیدگی یون‌ها کنترل می شود.