متن کامل عملیات حاصلخیزی خاک و کودها را می توانید از لینک زیر دانلود کنید.

مقدمه
رشد جمعيت و نياز غذايي بشر
دو مشكل عمده در دنيا ← رشد سريع جمعيت، تامين مواد غذايي كافي براي انسان.
مشكل در همه نقاط يكسان نيست.
در كشورهاي عمده توليد كننده توليد بيشتر از مصرف
در كشورهايي مثل هندوستان، كره شمالي، كشورهاي آفريقايي، كشورهاي آسيايي توليد كمتر از مصرف.

منابع خاك و استفاده از آنها
انسان در حدود 7/8 بيليون هكتار زمين را مورد استفاده قرار مي دهد.
2/3 بيليون هكتار قابل استفاده براي كشاورزي است كه نيمي از آن استفاده مي شود.
7/1 بيليون پتانسيل استفاده براي كشت محصول دارد كه به همراه بخش ديگري از زمين هاي مورد استفاده بصورت جنگل، مرتع و بوته زار هستند.
در 50 سال گذشته زيان اقتصادي هدر رفت خاك در برخي كشورهاي آسيايي در حدود 1 تا 7 درصد توليدات كشاورزي آنها بوده است.

تعريف خاك و اجزاء آن
مفاهيم گوناگون از خاك نزد افراد مختلف:
•لغت خاك soil از ريشه لاتين solum به معناي زمين يا كف مشتق شده است.
•خاك عبارت است از مواد معدني غير متراكمي كه در سطح زمين وجود دارند و عامل طبيعي است براي رشد گياه. در اين تعريف خاك صرفا مخلوطي از سنگهاي هواديده قسمت سطحي پوسته زمين يا رگوليت ( regolit ) است.
•خاك يك توده طبيعي است مخلوط از مواد معدني، آلي، آب و هوا كه براي رشد گياهان مناسب است.
•خاك يك سيستم ديناميك در سطح زمين است كه گياهان در آن رشد مي كنند و متشكل از مواد آلي و معدني است.
•خاك شامل مجموعه مواد طبيعي در سطح زمين است كه محل رشد گياهان مي باشد و داراي خصوصياتي است ناشي از تغييرات آب و هوا، موجودات زنده و مواد مادري كه تحت تاثير شيب و در طول دوره هايي از زمان شكل گرفته است.


نكات قابل توجه در تعاريف
•خاك يك توده طبيعي است، بخشي از آن حاوي مواد آلي و موجودات زنده است.
•يك سيستم ديناميك است ( تغيير و تحول در طول زمان )
•خصوصيات خاك تحت تاثير محيط تغيير مي كند، محل و عاملي است براي رشد گياهان.

خاك و تامين آب گياه
توليد 1 گرم ماده گياهي خشك حدودا احتياج به 500 گرم آب دارد كه 5 گرم آن يعني 1% آب به صورت قسمتي از ساختمان گياه در آمده و جزء لاينفك گياه مي باشد.

عمليات حاصل‌خيزى خاك وكودها

پتاسيم

مقدمه

پتاسيم مانند ازت و فسفر جزو عناصر پراحتياج مورد نياز گياه مى‌باشد. مقدار پتاسيم موجود در پوسته زمين، حدود 9/1 تا3/2 درصد است (مقدار پتاسيم كل در خاك‌هاى زراعى بين 5/0 تا 5/2 درصد مى‌باشد). اين مقدار در مقايسه با ساير عناصر پر نياز قابل توجه مى‌باشد. مقدار پتاسيم در خاك‌هاى مختلف متفاوت است، ليكن آن قسمت از كل پتاسيم موجود در خاك كه به‌صورت قابل تبادل يا قابل استفاده گياه باشد ناچيز است. مقدار پتاسيمى كه جذب گياه مى‌شود با مقدار ازت مورد استفاده گياه در اكثر مواقع برابرى مى‌نمايد.

گياهان همانند ازت، نيازى فراوان به پتاسيم دارند. معمولا" مقدار برداشت پتاسيم بين 50 تا 300 كيلوگرم در هكتار (معادل 125 الى 750 كيلوگرم در هكتار سولفات‌پتاسيم) مى‌باشد. ليكن، توزيع پتاسيم در گياهان مشابه ازت نمى‌باشد. در بيشتر محصولات زراعى مقدار پتاسيم برداشتى توسط دانه و يا ميوه به‌مراتب كمتر از مقدار برداشتى توسط ساير اندام‌هاى گياهى است كه در سطح زمين باقى مى‌مانند. در غلات، بيش از 70% پتاسيم برداشتى در كاه و كلش باقى مى‌ماند. بنابراين، نحوه مديريت بقاياى گياهى در مقدار توصيه كود پتاسيمى بسيار مؤثر است. براى توليد 40 تن غده چغندرقند به‌هنگامى كه بقاياى شاخ و برگ از زمين جمع‌آورى شده باشد ،250 كيلوگرم در هكتار پتاسيم (معادل 600 كيلوگرم در هكتار سولفات‌پتاسيم) و هر گاه بقاياى شاخ و برگ جمع‌آورى نشده باشد فقط 110 كيلو گرم در هكتار پتاسيم (معادل 275 كيلوگرم در هكتار سولفات‌پتاسيم) از خاك برداشت مى‌نمايند.

پتاسيم فراوانترين عنصر غذايى در 15 سانتيمترى بخش رويين خاك است. ليكن اين شرايط، لزوما" بدان معنا نيست كه پتاسيم قابل دسترس‌ترين عنصر براى گياه است. زيرا، مقدار پتاسيم قابل دسترس براى گياه به‌ميزان پتاسيم موجود در بخش قابل دسترس (محلول و تبادلى ) بستگى دارد. هوازدگى كاني‌هاى حاوى پتاسيم و تداوم مصرف كودهاى پتاسيمى از عوامل مؤثر بر ورود پتاسيم به بخش قابل دسترس بوده و برداشت توسط گياهان، فرسايش و آبشويى از عوامل مؤثر بر هدر روى پتاسيم مى‌باشند. به‌رغم آنكه پتاسيم جزو عناصر مؤثر در ساختمان گياهى نبوده و عمدتا" نقش كاتاليزورى دارد، نياز پتاسيمى بعضى از گياهان حتى از ازت نيز بيشتر است. مثلا"، پتاسيمى آفتابگردان دو برابر نياز ازتى آن است.

مقدار و منشاء پتاسيم خاك

ته‌نشستهايى فراوان به‌صورت كلرورها و سولفات‌هاى پتاسيم در بيشتر مناطق جهان يافت مى‌شوند. ممكن است اين رسوب‌ها در سطح زمين، در اعماق چند صد مترى تا چند هزار مترى و يا در ته درياها و درياچه‌ها باشند. مقدار پتاسيم موجود در خاك در مقايسه با فسفر بسيار بيشتر است؛ در حاليكه فسفر پوسته زمين 12/0 درصد وزن آن است، مقدار پتاسيم چندين برابر آن، يعنى 30/2 درصد مى‌باشد. ميانگين پتاسيم موجود در خاك‌ها 2/1 درصد مى‌باشد. چه، به‌دليل تخريب و آبشويى، مقدار آن به كمتر از مقدار پتاسيم در پوسته زمين رسيده است. بدين ترتيب، هرچقدر درجه هواديدگى خاك بيشتر باشد، ميزان پتاسيم آن كمتر خواهد بود. غلظت پتاسيم در خاك‌ها متفاوت بوده و مقدار آن در لايه شخم به چند صد كيلوگرم در هكتار نيز مى‌رسد.

از آنجا كه آبشويى پتاسيم با سهولت بيشترى نسبت به فسفر انجام مى‌گردد، بخشى چشمگير از اين عنصر از خاك‌هايى كه تحت آبشويى زياد بوده‌اند، شسته شده و از نيمرخ خاك خارج گرديده‌اند. بطوركلى، دو عامل بارندگى و دما باعث تسريع آزاد شدن و شستشوى پتاسيم خاك است. اين موضوع به‌ويژه در مورد مناطق گرم و مرطوب مصداق دارد. به‌جز پتاسيمى كه از راه كودهاى شيميايى به خاك اضافه مى‌شود، پتاسيم موجود در آن عمدتا" از تجزيه سنگ‌هاى محتوى پتاسيم به‌وجود آمده است. كاني‌هايى كه عموما" منبع پتاسيم مى‌باشند عبارتند از:

فلدسپات‌هاى پتاسيمى ارتوكلاز و ميكروكلاين، مسكوايت، بيوتايت و فلوگوپايت. پتاسيم همچنين، در خاك‌ها به‌شكل كاني‌هاى ثانويه، ايلايت يا ميكاى آبدار، ورميكولايت و كاني‌هاى مختلطى كه دو يا چند گونه از كاني‌هاى اخير به‌صورت كم و بيش تصادفى آنها را تشكيل مى‌دهند.

از نظر قابل استفاده بودن براى گياه، پتاسيم خاك به چهار شكل در خاك وجود دارد. مقدار تقريبى پتاسيم موجود در اين گروه‌ها به‌ترتيب افزايش قابليت جذب عبارتند از: تركيبات كانى 500 تا 25000، پتاسيم غير قابل تبادل 50 تا 750، پتاسيم قابل تعادل 40 تا 600 و پتاسيم محلول 1 تا 10 ميلى‌گرم در هر كيلو گرم. فقط مقدار كمى از كل پتاسيم موجود در خاك بلافاصله جذب گياه مى‌گردد و از نظر قابل استفاده بودن در گياه پتاسيم به سه شكل كلى نسبتا" غير قابل جذب، با قابليت جذب آرام و با قابلت جذب سريع در خاك وجود دارد كه هر سه شكل ياد شده با يكديگر در حال تعادل مى‌باشند. آن قسمت از پتاسيمى كه داراى قابليت جذب سريع است؛ در محلول خاك وجود داشته و گياه به راحتى از آن استفاده مى‌كند. حركت پيوسته پتاسيم در خاك به‌دليل جذب گياه و عمل آبشويى، موجب مى‌گردد كه تعادل ايستا به‌مفهوم واقعى هيچ‌گاه به‌دست نيايد. پتاسيم موجود در كاني‌هاى اوليه آهسته‌، ولى به‌طور مداوم، به‌صورت قابل تعادل در مى‌آيد. ممكن است در شرايطى، مانند مصرف فراوان (بيش از نياز) كودهاى پتاسيمى در خاك، عكس حالت فوق رخ دهد. به‌طور كلى، 90 تا 98 درصد كل پتاسيم خاك به‌شكل غير قابل جذب، 1 تا 10 درصد به‌صورت قابل جذب آرام، و 1/0 تا 2 درصد به گونه قابل جذب سريع مى‌باشد.

پتاسيم محلول خاك

گياه، پتاسيم مورد نياز خود را به‌صورت K⁺ از محلول خاك دريافت مى‌كند. غلظت مورد نياز پتاسيم براى گياه عمدتا" به نوع گياه و مرحله رشد آن بستگى دارد. پژوهش‌ها نشان مى‌دهند كه غلظت بهينه پتاسيم در محلول خاك 20 تا 60 ميلى‌گرم در كيلوگرم بوده و به نوع گياه، ساختمان خاك، مقدار رايج كوددهى و آب قابل استفاده بستگى دارد. پژوهشگران با استفاده از هم‌دماهاى جذب نشان داده‌اند، چنانچه غلظت تعادلى پتاسيم محلول 15 ميلى‌گرم در هر كيلوگرم باشد، مقدار محصول بهينه در سيب‌زمينى و كرفس كه جزو گياهان پتاسيم دوست هستند، به‌دست خواهد آمد. در گياهانى مانند گوجه‌فرنگى و چغندر كه نيازشان در حد متوسط است، مقدار 7/8 ميلى‌گرم در هر كيلوگرم پتاسيم در محلول تعادلى براى دسترسى به حداكثر محصول كافى است. غلظت پتاسيم در عصاره اشباع خاك‌ها عموما" تا 156 ميلى‌گرم در هر كيلوگرم در نوسان است كه مقادير زياد مربوط به مناطق خشك يا شور مى‌باشد. مقدار پتاسيم قابل حل در آب براى نواحى مرطوب بين 1 تا 80 گرم در هر كيلو گرم متغيير مى‌باشد. اثر مقدار پتاسيم موجود در محلول خاك بر عملكرد گياهان بستگى به‌حضور ساير كاتيون‌ها، به‌ويژه كلسيم و منيزيم دارد.

تنها جزئى كوچك از پتاسيم مورد نياز گياه كه بين 6 تا 10 درصد پتاسيم كل است، به‌طور مستقيم از تماس ريشه گياه با ذرات خاك تأمين مى‌گردد و قسمت عمده آن از طريق پتاسيم موجود در محلو ل خاك به‌دست مى‌آيد. انتقال پتاسيم از خاك به ريشه گياهان يكى از مسائل مهم در تغذيه گياهى است. قسمت عمده اين نقل و انتقال از طريق جريان توده‌اى و پخشيدگى انجام مى‌شود.

 

پتاسم قابل تبادل

تثبيت پتاسيم نيز مانند ديگر كاتيون‌ها به‌وسيله سطوح باردار منفى كلوئيد و به‌طريق الكتريسيته ثابت تحقق مى‌يابد. جابجايى كاتيون‌هايى كه به اين طريق جذب مى‌گردند، در صورت تماس آنها با محلول‌هاى نمكى خنثى، به راحتى انجام مى‌شود. مقدار پتاسيم جابجا شده بوسيله محلول يك نرمال استات‌آمونيوم معمولا" كمتر از يا درصد كل پتاسيم مى‌باشد. جهت درك فرايندهاى حاكم بر تثبيت و رها شدن پتاسيم موجود در خاك، اطلاع از وضعيت محلول‌هاى تبادلى در كاني‌هاى رس ضرورى است.

مقدار پتاسيم قابل تبادل در كلوئيدهاى خاك يكسان نبوده و كلا" در سه نوع محل يا موقعيت اجبارى قرار مى‌گيرد. در سطوح خارجى بعضى از رس‌ها مانند ميكا كه براى پتاسيم غير اختصاصى است؛ به‌عبارتى ديگر وضعيت‌هاى كنارى و داخلى موقعيت‌هاى اختصاصى براى پتاسيم به‌شمار مى‌روند. يون‌هاى پتاسيم كه در وضعيت داخلى به كلوئيد متصلند، در تعادل با غلظت‌هاى بالاى پتاسيم محلول خاك مى‌باشند؛ در حاليكه پتاسيم موجود در وضعيت‌هاى كنارى و خارجى در غلظت‌هاى تعادلى ‌بسيار كمترى قرار دارد. غلظت پتاسيم موجود در محلول خاك در واقع نتيجه اصلى سه توازن ممكن مى‌باشد. به‌دليل نقش عمده پتاسيم قابل تبادل در تجديد عنصر مزبور در محلو ل خاك و برداشت آن بوسيله گياه، يا اتلاف آن از طريق آبشويى، توجهى بيشتر به‌تعريف رابطه ميان پتاسيم قابل تبادل و فعاليت پتاسيم محلول در خاك معطوف شده است.

پتاسيم غير قابل تبادل

از آنجا كه پتاسيم محلول و قابل تبادل در خاك به آسانى در دسترس گياه قرار مى‌گيرند، اين دو شكل مورد توجه مى‌باشند. ليكن، اين انواع در بيشتر خاك‌ها تنها بخش كوچكى از كل پتاسيم آن (كمتراز 1 درصد) را تشكيل داده و بقيه اين عنصر به‌صورت غير قابل تبادل و معدنى در خاك موجود است. هرچند پتاسيم غيرقابل تبادل به‌سرعت در دسترس گياه قرار نمى‌گيرد، ولى مى‌تواند در مقدار كل پتاسيم قابل استفاده خاك مؤثر باشد. زيرا با برداشت محصول، از مقدار اين نوع كاسته مى‌شود. كاني‌هاى حاوى پتاسيم به دو گروه تقسيم مى‌گردند:

گروه اول (كاني‌هاى اوليه): شامل فلدسپارها و ميكاها كه از سنگ‌هاى مادرى به‌وجود آمده‌اند و

گروه دوم (كاني‌هاى ثانويه): كه از هواديدگى ميكا پديد آمده و شامل گروه ايلايت مى‌باشند.

با مشخص كردن پتاسيم غير قابل تبادل در خاك‌هاى زراعى كه معمولا" به كمك اسيد نيتريك يك نرمال انجام مى‌گيرد، مى‌توان واكنش محصول را نسبت به افزودن كودهاى پتاسيمى تخمين زد. رها شدن پتاسيم از بخش غير قابل تبادل بستگى به نوع و مقدار كاني‌هاى محتوى پتاسيم، اندازه ذرات، سابقه برداشت محصول و نوع آن دارد. آزاد شدن پتاسيم از ذخيره پتاسيمى كاني‌هاى خاك به‌وسيله نوع كانى و فرايند هواديدگى ميكا و فلدسپات‌ها مشخص مى‌گردد. آزاد شدن پتاسيم از فلدسپات‌ها كه ساختمان سه بعدى بلورى داشته و پتاسيم آنها در بين شبكه كانى واقع شده، به مراتب دشوارتر از رهايى پتاسيمى است كه در سطوح ميانى ورقه‌هاى ميكا ذخيره شده است. در فلدسپارها، آزاد شدن پتاسيم بر اثر تخريب كانى، لكن در ميكا، از طريق تبادل كاتيونى انجام مى‌گيرد. آزاد شدن پتاسيم از بيوتايت حدود 90 و 150 مرتبه سريعتر از موسكوايت و فلدسپارميكركلين مى‌باشد.

عوامل مؤثربرتثبيت پتاسيم در خاك

با پيشرفت فرايند هواديدگى و آزاد شدن مقدار بيشترى از يون‌هاى پتاسيم، فضاى بين لايه‌اى افزايش يافته و به‌مقدار ظرفيت تبادل كاتيونى خاك اضافه مى‌گردد. با آنچه گذشت، مى‌توان عوامل مؤثر بر تثبيت پتاسيم را به‌شرح زير خلاصه نمود:

كاني‌هاى رس: نوع رس تثبيت پتاسيم را شديدا" متأثر مى‌سازد. پديده تثبيت پتاسيم در رس‌هاى گروه 2:1 يعنى ايلايت، ميكاى هوازده ورميكولايت و اسمكتايت‌ها رخ داده و رس‌هاى گروه 1:1 نقشى در اين تثبيت ندارند. نتيجه تحقيقى در مورد سرعت تثبيت پتاسيم در چهار نوع خاك مختلف حاكى از آن است كه مقدار پتاسيم تثبيت شده براى هر نوع خاك، با توجه به خصوصيات آن، به‌ويژه نوع كانى، فرق مى‌نمايد.

pH خاك: ظرفيت تثبيت پتاسيم در حضور AL³⁺، هيدرواكسيدآلومنيوم و پليمرهاى آن كه معمولا" در شرايط اسيدى غلظت آنها زياد است، كاهش مى‌يابد.

غلظت پتاسيم اضافه شده: اضافه كردن پتاسيم به خاك‌هايى كه ظرفيت تثبيت بالايى دارند موجب تثبيت بيشتر يون پتاسيم مى گردد، بنابراين بهتر است قبل از افزودن كودهاى ‌پتاسيمى به خاك، ظرفيت تثبيت آن از نقطه نظر پتاسيم مشخص شود.

تر و خشك شدن خاك: خشك شدن در بعضى از خاك‌ها كه پتاسيم قابل تبادل فراوانى دارند، منجرب تثبيت وكاهش اين گونه پتاسيم مى‌گردد. از سوى ديگر، خشك شدن خاك‌هاى مرطوب كه حاوى مقاديرى كم تا متوسط پتاسيم مى‌‌باشند، به‌ويژه خاك‌هاى زيرين، موجب فزونى پتاسيم قابل تبادل گشته و در برخى شرايط، مقدار پتاسيم قابل تبادل در خاك زيرين به چند برابر فراوانى عادى آن مى‌رسد. اثر تر و خشك شدن خاك برقابليت جذب پتاسيم هنوز هم پيش از اندازه‌گيرى پتاسيم، خاك را در هواى آزاد خشك مى‌كنند. اين كار ممكن است مقدار پتاسيم خاك را بيش از حد واقعى‌ نشان داده و احتمآلا" توصيه كودى‌ را دچار اختلال نمايد. افزون بر آنچه گفته شد، به‌نظر مى‌رسد رابطه‌اى مثبت بين ظرفيت تثبيت پتاسيم با آمونيوم وجود دارد. بدين مفهوم كه هر يك از كودهاى پتاسيمى يا آمونيومى را زودتر به خاك اضافه كنند، زودتر تثبيت شده و كود ديگر، با سهولت بيشترى، در اختيار گياه قرار مى‌گيرد.

عوامل مؤثر بر قابليت جذب پتاسيم از خاك

عوامل مؤثر برقابليت جذب پتاسيم به دو دسته كلى (عوامل خاكى و عوامل گياهى) تقسيم مى‌شوند. به‌طور خلاصه، عوامل خاكى مؤثر برقابليت جذب پتاسيم را مى‌توان نوع كاني‌هاى رس، ظرفيت تبادلى كاتيونى، مقدار پتاسيم قابل تبادل، ظرفيت تثبيت پتاسيم خاك، پتاسيم موجود در خاك زيرين، عمق توسعه ريشه‌ها، رطوبت، تهويه و دماى خاك، pH و مقدار كلسيم و منيزيم آن دانست. عوامل گياهى مؤثر بر قابليت جذب پتاسيم شامل ظرفيت تبادلى كاتيونى ريشه، شبكه ريشه و مقدار محصول مورد انتظار، نوع گياه، تراكم گياه در واحد سطح و عامل زمان مى‌باشند. از عوامل مهم در تعيين مقدار پتاسيم قابل استفاده مى‌توان به مقدار كل پتاسيم خاك، تراكم ريشه و مقدار پتاسيم جذب شده به‌وسيله محصول اشاره نمود.

علائم كمبود پتاسيم

كمبود پتاسيم در اغلب گياهان معمولا" به‌صورت سوختگى برگ ظاهر مى‌گردد. به‌عنوان مثال نياز ذرت به پتاسيم را مى‌توان از روى زرد شدن نوك و لبه برگ‌هاى تحتانى گياه تشخيص داد. تغيير رنگ مزبور مانند كمبود ازت به‌طرف رگبرگ اصلى گسترش نمى‌يابد. بلكه به تدريج از نوك و لبه‌هاى برگ به طرف بالا و داخل برگ پيشروى مى‌نمايد.

كمبود ازت در ذرت كمبود پتاسيم

روش ارزيابى پتاسيم قابل استفاده گياه با استفاده ازاستات آمونيوم يك نرمال

يكى از عصاره گيري‌هاى مناسب براى خاك‌هاى‌آهكى، استفاده از استات‌آمونيوم يك نرمال و خنثى (pH=7) مى‌باشد. چنانكه مقدار پتاسيم قابل استفاده خاك با اين روش از حد معينى بيشتر باشد، وضعيت پتاسيم آن خاك مطلوب قلمداد مى‌شود. بديهى است اين تشخيص كاملا" صحيح نبوده و داراى اشكالاتى فراوان از جمله در نظر نگرفتن درصد و نوع رس غالب خاك، نوع محصول، عملكرد مورد انتظار و غيره است. هر چه درصد رس خاك بيشتر باشد، گياه كشت شده پتاسيم دوست تر و عملكرد بالاترى مورد انتظار باشد، ممكن است عدد 300 ميلى‌گرم در كيلوگرم نيز ناكافى باشد، تحت چنين شرايطى براى نيل به عملكرد بالا، مصرف سرك پتاسيم نيز مطرح خواهد گرديد.

در يك خاك در سيروزم در اسپانيا، از سنجش پتاسيم قابل تبادل كه به‌وسيله استات‌آمونيوم استخراج شد، نتايج اطمينان بخشى براى تخمين پتاسيم قابل استفاده به‌دست آمد. ليكن در خاك‌هاى سيروزم گچى، قهوه‌اى و قهوه‌اى آهكى، مقدار پتاسيم آزاد شده بيش از ميزان پتاسيم قابل تبادل، در دسترس قرار گرفت. به‌عبارت ديگر، رهاسازى پتاسيم در خاك‌هاى آهكى و بيابانى، استخراج پتاسيم با استفاده از استات‌آمونيوم روشى مناسب براى تخمين پتاسيم قابل استفاده به‌شمار مى‌رود.

آزمايش

مواد لازم:

- محلول استاندارد كلريد پتاسيم

- استات‌آمونيوم يك نرمال

- محلول‌هاى استاندارد 0 و 5 و 10 و 15 و 25 ppm

شرح آزمايش:

5/2 گرم خاك را در داخل لوله سانتريفوژ ريخته و بعد بر روى آن در حدود 50 سى‌سى آب مقطر اضافه مى‌كنيم و در مرحله بعد 5/16 سى‌سى استات‌آمونيوم به آن اضافه مى‌كنيم و 5 دقيقه توسط شيكر نمونه را هم مى‌زنيم و سپس در دستگاه سانتريفوژ در 3000 دور و به‌مدت 5 دقيقه قرار مى‌دهيم و بعد از اتمام كار و خارج كردن نمونه، محلول‌هاى استاندارد را تهيه مى‌كنيم.

تهيه محلول‌هاى استاندارد

ابتدا ميزان معينى از KCL دو مولار را در يك ليتر آب مقطر حل مى‌كنيم (تعيين ميزان نمك به‌صورت زير مى‌باشد):

جرم مولى KCL 74 است كه كه 39 تا از اين مقدار مربوط به K مى‌باشد.

در اين مرحله از محلول مادر محلول‌هاى 0 و5 و 10 و 15 و 25 ppm . براى مثال جهت تهيه محلول 5 نرمال به روش زير عمل مى‌كنيم (چون احتمال خطا بسيار زياد است بايد از يك محلول 100 ppm استفاده كنيم).

سپس محلول‌هاى حد واسط را به دستگاه فلايم فتومتر داده و نتايج زير حاصل مى‌شود. (البته قابل ذكر است بعضى از اعداد توسط نرم افزار در نمودار Excel اصلاح شده است)

 

ppm 0	ppm 5	ppm 10	ppm 15	ppm 17.8	ppm 20
0	2/2	6/4	7/6	8/8	9/10

 

بعد از تهيه و دادن نمونه به دستگاه عددى كه براى ما ارائه مى‌دهد در حدود 8/8 مى‌باشد كه با قرار دادن آن در منحنى استاندارد غلظت نمونه مشخص مى‌شود. ( ppm 17.8 )

 

ميزان پتاسيم در خاك:

نتيجه:

مقدار پتاسيمى كه توسط نمك‌هاى خنثى اندازه‌گيرى مى‌شود معرف وضعيت حاضلخيزى از حيث پتاسيم در هر نقطه از زمان است. البته اگر ساير عوامل رشد، محدود كننده نباشند، جذب پتاسيم به‌وسيله گياه بهترين معيار براى قابل جذب بودن اين عنصر مى‌باشد.

پتاسيم قابل تبادل در كشاورزى اهميت زيادى دارد. از اين رو افزودن مداوم پتاسيم به خاك نه تنها قدرت تثبيت كردن پتاسيم را در خاك كاهش مى‌دهد بلكه سطح پتاسيم قابل تبادل و محلول در خاك را افزايش مى‌دهد كه اين به نوبه خود در بازدهى محصول منعكس مى‌شود. جذب پتاسيم در سطح ريشه وابستگى زيادى به شيب غلظت بين خاك و ريشه و مقدار پتاسيم از خاك به ريشه است. در خلال فصل رشد رطوبت محدود كننده‌ترين عامل در جذب پتاسيم در محلول خاك به‌طرف ريشه است. با خشك شدن خاك، پخشيدگى پتاسيم كاهش مى‌يابد و به‌طريقى باعث كاهش پتاسيم قابل جذب خاك مى‌شود. عواملى كه مؤثرترين نحوه قراردادن كودهاى پتاسيم را تعيين مى‌كنند عموما" آنهايى‌ هستند كه بر تعادل پتاسيم در خاك اثر مى‌گذارند. اگر خاكى از كاني‌هاى رسى تثبيت كننده پتاسيم غنى باشد، بايد مقدار كمى پتاسيم به‌صورت نوارى به‌ خاك داده بشود. اين كار در نتيجه كاهش سطح تماس پتاسيم با خاك نتيجه بهترى دارد.

كودهاى پتاسيمى

- خاك چوب ؛ كه داراى K2SO3 است اولين منبع پتاسيم جهت مصارف كشاورزى مى باشد .

- سنگ معدن پتاسيم ؛ امروزه بيشتر معادن پتاسيم از طريق استخراج رسوبات حاصل از تبخير درياهاى پيشين در شرايط خشك به دست مى آيد كه در حدود 95% از كل معادن پتاسيم جهت توليد كود مورد بهره بردارى قرار مى‌گيرند.

- K2SO4 كه از تأثير KCL وH2SO4 حاصل مى‌شود بيشترين كود مصرفى را تشكيل مى‌دهد.

در ميان خاك‌ها، خاك لوم سيلتى بيشترين توانايى را در نگهدارى پتاسيم دارد چون ظرفيت تبادلى بالايى دارد ولى در خاك‌هايى با CEC پايين، تلفات پتاسيم بيشتر مى‌باشد و بيشتر از طريق آبشويى صورت مى‌گيرد. ميزان پتاسيم در خاك‌ها بايد در حد 150 تا 180 ppm باشد كه مؤسسات تحقيقات و كشاورزى خاك‌هايى با كمتر از 250 ppm پتاسيم را كوددهى مى‌كنند.

وضعيت پتاسيم در خاك	مقدار پتاسيم قابل استفاده mg/Li	بازده كود پتاسى
خيلى كم	0 – 50	خيلى خوب
كم	30 – 150	خوب
متوسط	150 – 250	متوسط
زياد	350 – 400	كم
خيلى زياد	بيشتر از 400	خيلى كم

مواد آلى

مقدمه

مواد آلى شامل هيدرو كربن‌ها، قندها، سلولزها، ويتامين‌ها، پرو تئين‌ها و چربي‌ها مى‌باشند كه منشاء همه آنها شاخ و برگ درختان و موجودات زنده خاك است كه به‌تدريج در فصول مختلف به زمين منتقل مى‌شوند و دستخوش تغييرات شيميايى و بيولوژيكى مى‌گردند. انتقال زياد مواد آلى در جنگل‌ها از طريق شاخ و برگ درختان و ساير بقايايى گياهى خاك‌هاى جنگلى را غنى از مواد آلى مى‌سازد. در جنگل‌ها تقريبا" چهار برابر زراعت‌هاى عادى، مواد آلى به خاك منتقل مى‌شود و مراحل تجزيه مكانيكى و شيميايى و بيولوژيكى را به تدريج پشت سر گذاشته در روند مزبور مقاومت اجزاى گياهى و درجه تخريب‌پذيرى مختلف تركيبات آلى سبب مى‌شود كه تأثير عوامل تجزيه روى آنها يكسان نباشد و تركيبات توليد شد نيز متنوع باشند. اعضاى گياهان را معمولا" ريشه، ساقه، برگ وبقاياى محصولات درختان، درختچه‌ها، گياهان مرتعى و انواع گياهان زراعى را تشكيل مى‌دهند.

در سيستم‌هاى متفاوت بهره‌بردارى بسته به نوع گياه طريقه كشت، آب و هواى منطقه‌اى، نوع و مقدار موادآلى جمع‌آورى شده در خاك متفاوت مى‌باشد. نقاط مرطوب محل رويش انواع گياهان بوده و در نتيجه مقدار انواع اعضاى گياهى منتقل شده به زمين بيشتر مى‌باشد بر عكس در آب و هواى خشك و نيمه‌خشك و در مناطق اكولوژيكى دست نخورده، خاك‌ها موادآلى كمترى ‌دارند.

بقاياى مواد آلى در خاك همزمان تجزيه نمى‌شوند بلكه اجزاء شيميايى متشكله آن به‌طور مستقل از يكديگر مى‌شوند. قابليت تجزيه موادآلى با ثابت ماندن بقيه شرايط بستگى به نسبت C/N آنها دارد نسبت C/N اگر زياد باشد نشان دهنده اين است كه فعاليت ميكروارگانيسم‌ها كاهش يافته و تجزيه مواد كاهش مى‌يابد ولى ‌اگر نسبت C/N كاهش يابد نشان دهنده اين است كه تجزيه مواد با سرعت بيشتر انجام مى‌شود و قبل از همه ازت مينراليزه مى‌شود. در شرايط مساعد مواد مقاوم به تجزيه مانند ليگنين، برخى از پروتئین‌ها، موم‌ها، چربي‌ها، تجزيه بطئى داشته و از آنها تركيبات بى‌شمار بوجود مى‌آيند كه برخى براى تشكيل هوموس اهميت فراوان دارند. مواد غير هوموسى اثرات كوتاه مدت از قبيل تأمين منابع غذايى و انرژى براى موجوات زنده و تأمين منابع انرژى و حاصلخيزى طبيعى براى خاك را به‌عهده دارند. در حاليكه هوموس اثرات بلند مدتى از قبيل تأمين ساختمان مطلوب خاك، افزايش CEC، تامپون، pH و افزايش نگهدارى آب در خاك به‌جاى مى‌گذارد.

آزمايش

وسايل و مواد لازم:

- محلول دى ‌كرومات‌پتاسيم يك نرمال

- محلول سولفات‌آهن

- اسيدسولفوريك غليظ

- اسيدفسفريك

- معرف دى‌فنيل‌آمين

- آب مقطر

- نمونه خاك

- بورت

- ارلن

- پى‌پت

- ترازوى ديجيتالى

روش كار:

اندازه‌گيرى مواد آلى به دو روش امكان پذير است:

- روش خشك

- روش تر

ما در اينجا از روش تر استفاده خواهيم كرد.

1 گرم خاك را كه از الك 15/0 ميلى‌مترى رد شده را وزن مى‌كنيم و در داخل ارلن ماير 500 ميلى‌ليترى مى‌ريزيم و سپس 10 ميلى‌ليتر دى كرومات‌پتاسيم برداشته و روى خاك اضافه مى‌كنيم و به آرامى به هم مى‌زنيم. در مرحله بعدى 20 ميلى‌ليتر اسيدسولفوريك غليظ به آن اضافه مى‌كنيم و آن را به‌مدت 10 دقيقه به حال خود گذاشته تا واكنش‌هاى لازم صورت پذيرد. بعد از اين مدت 100 ميلى‌ليتر آب مقطر و 10 ميلى‌ليتر اسيدفسفريك به آن اضافه مى‌كنيم و بعد چند قطره معرف دى‌متيل‌فنيل به آن اضافه مى‌كنيم. حالا تيتراسيون را با سولفات‌آهن انجام مى‌دهيم. نقطه پايان زمانى است كه تغيير رنگ از حالت آبى به حالت سبز است.

محاسبات:

براى محاسبه ميزان مواد آلى خاك از فرمول زير استفاده مى‌شود.

بحث و نتيجه‌گيرى:

به‌طور كلى خاكى را مى‌توان حاصلخيز دانست كه عناصر ضرورى براى‌گياه را تأمين كند و به‌طور مناسب آن را عرضه نمايد و در ضم غلظت هيچ عنصرى به حد سميت نرسد. در حالت كلى خاكى براى كشاورزى مناسب است كه در حدود 3 الى 5 درصد ماده آلى داشته باشد.

لازم به اشاره است كه استفاده از كود دامى بهترين روش براى بازگرداندن مواد آلى به خاك مى‌باشد و نيز اضافه كردن كمپوست، كودسبز، كاه و كلش نيز مى‌تواند ميزان موادآلى خاك را بالا ببرد. هر چقدر ميزان مواد آلى بيشتر باشد ميزان هوموس خاك نيز بيشتر است.

محل جمع‌آورى هوموس معمولا" لايه‌هاى فوقانى خاك است. در حالت كلى بايد بيان كرد كه موادآلى خاك مورد آزمايش در حد مطلوبى بوده و ضرورتى ندارد كود و مواد آلى به مقدار زياد به آن اضافه بشود.

معمولا" خاك‌ها را از نظر مقدار مواد آلى به گروه‌هاى زير تقسيم مى‌كنند:

 

- خاك‌هاى زراعى معدنى ضعيف بيشتر از 1

- خاك‌هاى زراعى عادى 2-1

- خاك‌هاى هوموس دار ضعيف 4-2

- خاك‌هاى هوموس دار 8-4

- خاك‌هاى هوموسى 15-8

- خاك‌هاى شبه مردابى 30-15

- خاك‌هاى مردابى بيشتر از 30 دار اى مواد آلى مى‌باشند.

ازت كل خاك

مقدمه

ازت از عناصر اصلى رشد و نمو گياهان مى‌باشد. نياز زياد گياهان به ازت و توانايى كم خاك‌ها جهت عرضه نيتروژن قابل استفاده گياه باعث شده كه نيتروژن محدود كننده‌ترين عنصر غذايى به‌شمار آيد. افزايش ازت در خاك باعث رشد سريع گياه مى‌شود و شاخ و برگ‌ها را به رنگ سبز تيره در مى‌آورد. البته اثر شاخص ازت افزايش رشد قسمت‌هاى هوايى گياهان است كه فقط هنگامى صورت مى‌گيرد كه به‌مقدار كافى ‌فسفر، پتاسيم و عناصر ضرورى ديگر در خاك موجود باشد. وجود مقادير فراوان ازت قابل استفاده در خاك در مراحل اوليه رشد گياه باعث افزايش رشد و در نتيجه بالغ شدن سريع گياه مى‌شود ولى در صورتيكه در تمام دوره‌هاى رشد گياه مقدار ازت بالا باشد منجرب طولانى شدن فصل رشد مى‌شود. اين نكته بسيار اهميت دارد زيرا در نقاطى كه يخبندان زودرس پاييزى وجود دارد ممكن است خسارات فراوان به گياه وارد كند. همچنين مقدار ازت زياد خاك باعث تشكيل شاخ و برگ و نسوج ترد و آبدار مى‌گردد و گياه در مقابل امراض و صدمات مكانيكى حساس مى‌نمايد. هر يك از عوامل ممكن است منجربه كاهش كيفيت محصولات گردند. البته شاخ و برگ ترد براى برخى گياهان (برخى سبزيجات) مطلوب و براى برخى نيز نامطلوب مى‌باشد. مثلا" سبزيجاتى كه برگ آنها مورد استفاده قرار مى‌گيرد بهتر است كه ترد و آبدار باشند ولى در مورد ميوه‌ها ممكن است اين حالت باعث ايجاد صدمات در حين حمل و نقل و غيره بشود و در نهايت باعث ايجاد صدمات جبران ناپذير گردد.

ازت فراوان ممكن است باعث افزايش بار و دانه بشود كه اغلب كيفيت محصول را پايين مى‌آورد در حاليكه ازت كافى معمولا" باعث افزايش اندازه دانه‌ها مى‌گردد.

كمبود ازت معمولا" از روى رنگ سبز روشن تا زردى برگ‌ها مشخص مى‌شود به اين ترتيب كه ابتدا برگ‌هاى قديمى تغيير رنگ داده و رنگ سبز روشن در آنها نمايان مى‌شود و با ادامه كمبود نوك برگ‌ها به رنگ زرد در مى‌آيد. كمبود ازت باعث كوچك ماندن انتهاى شكوفه‌ها شده و انتهاى شكوفه‌ها به‌صورت نوك تيز در مى‌آيد.

در حبوبات كمبود ازت باعث چروكيدگى و يا كوچك شدن دانه‌ها مى‌شود و درختان ميوه ريزش زودرس برگ يا مرگ جوانه‌هاى جانبى ميوه‌هاى ضعيف و ايجاد رنگ‌هاى‌غيرعادى از مشخصات فقدان ازت مى‌باشد. منبع اصلى نيتروژن كه توسط گياهان مصرف مى‌شود گاز بى اثر N₂O است كه 78% اتمسفر را تشكيل داده است اما نيتروژن عنصرى براى گياهان عالي‌تر غير قابل استفاد است. راه‌هاى اصلى تثبت نيتروژن به‌شكل قابل استفاده براى گياهان به اشكال زير مى‌باشد:

- تثبيت به‌وسيله ريزوبيوم‌ها و ساير ميكروارگانيسم‌ها كه روى ريشه بقولات و بعضى از گياهان زندگى همزيستى دارند.

- تثبيت توسط ميكروارگانيسم‌هاى آزاد زى خاك

- تثبيت به‌وسيله تخليه بار الكتريكى در اتمسفر

- تثبيت به‌صورت آمونياك به وسيله يكى از فرايندهاى گوناگون صنعتى نيتروژن به‌شكل فرم‌هاى NO₃ ^-2 و⁺ NH₄ براى گياهان قابل جذب مى‌باشند كه در نهايت به كمك تثبيت، N₂ هوا به اشكال NO₃ ^-2 و⁺ NH₄ در آمده و قابل جذب گياه خواهند شد.

آزمايش

وسايل و محلول‌هاى مورد نياز:

- سولفات‌سديم

- اسيدسولفوريك غليظ

- سود سوزآور

- اسيدبوريك

- اسيدسولفوريك 0/01 مولار

- معرف مخلوط

- نمونه خاك

- آب مقطر

- اسيد كلريدريك

- پيپت، اتو ،اجاق، بورت، ارلن، بالن، استوانه مدرج

(لازم به ذكر است كه اين آزمايش داراى سه مرحله مى‌باشد كه به‌ترتيب به ذكر آنها خواهيم پرداخت)

مرحله هضم

در مرحله هضم تمام ازت آلى تحت تأثير يك ماده اكسيد كننده قوى مثل H₂SO₄ و در مجاورت كاتاليست‌هايى چون سولفات‌مس يا سولفات‌سديم به شكل ازت معدنى سولفات‌آمونيوم در مى‌آيند. البته اين عمل حرارت لازم دارد.

روش كار:

ابتدا 2 گرم خاك خشك شده برداشته و در داخل لوله‌هاى هضم مى‌ريزيم سپس 3 گرم سولفات‌سديم ومس مى‌ريزيم (5/2 گرم سولفات‌سديم و 5/0 گرم سولفات‌مس). از سولفات‌سديم براى افزايش نقطه جوش و از سولفات‌مس به‌عنوان كاتاليزور براى افزايش سرعت واكنش استفاده مى‌كنيم. در مرحله بعد 10 سى‌سى اسيدسولفوريك غليظ اضافه مى‌كنيم و نيم ساعت منتظر مى‌مانيم تا محلول به رنگ سفيد تبديل بشود (ازت آلى سياه رنگ به ازت معدنى سفيد رنگ تبديل بشود) . بعد از اين مرحله 100 ميلى‌ليتر آب مقطر اضافه مى‌كنيم در اين حالت مرحله هضم به پايان مى‌رسد. ذرات آلى به شكل معدنى سولفات‌آمونيوم در مى‌آيند (NH₄)₂SO₄ تبديل شده است.

مرحله تقطير

در اين مرحله سولفات‌آمونيوم را در معرض هيدرواكسيدسديم قرار مى‌دهيم تا ازت موجود به آمونياك تبديل بشود كه سپس گاز آمونياك تحت تأثير آب به آمونيوم تبديل مى‌شود و در اين مرحله آمونيوم توسط اسيدبوريك جذب و نگهدارى مى‌شود .

روش كار:

يك ارلن 350 ميلى‌ليترى را برداشته و درون آن 10 ميلى‌ليتر اسيدبوريك و چند قطره معرف بروموكروزول گرين اضافه مى‌كنيم كه در اينجا رنگ اسيدبوريك به رنگ قرمز آجرى تبديل مى‌شود (در انتهاى لوله تقطير).

سپس نصف محلول هضم شده را (50 سى سى) برداشته و آن را به داخل بالن تقطير منتقل مى‌كنيم شعله را در زير آن روشن كرده تا مرحله تقطير آغاز شود و بعد از آنكه رنگ محلول اتنهاى لوله تقطير به رنگ سبز در آمد نشان مى‌دهد كه محلول آماده تيتر شدن است در اين لحظه حرارت را متوقف مى‌كنيم.

 

مرحله تيتراسيون

عمل تيتراسيون توسط HCL، 0.01 مولار انجام مى‌شود. هدف از تيتر اسيون اين است كه بدانيم كه چقدر ازت در محلول اسيد بوريك وارد شده و چقدر و چه مقدار باقى مانده است.

و در هضم مقدار HCL مصرفى‌ ما برابر مقدار ازت مى‌باشد.

روش كار:

در درون بورت اسيد HCL، 0.01 مولار را مى‌ريزيم و تيتراسيون را انجام مى‌دهيم و به آرامى شير بورت را باز كرده و ارلن ماير را تكان مى‌دهيم تا زمانى كه رنگ سبز به قرمز آجرى‌تبديل بشود و سپس حجم اسيد مصرفى را يادداشت مى‌كنيم.

محاسبات:

براى محاسبه ميزان ازت آلى خاك از روش تناسب‌بندى استفاده خواهيم كرد. همان طور كه HCL كه براى تيتر كردن استفاده مى‌كنيم برابر مقدار ازت ماست پس:

 

بحث و نتيجه‌گيرى:

خاك‌هايى كه ميزان ازت آنها كمتر از يك در هزار باشد فقير از نظر ازت محسوب مى‌شوند و خاك‌هايى‌كه ميزان ازت در آنه 1 الى 5/1 باشد متوسط و خاك‌هايى‌كه بيش از 5/1 در هزار ازت داشته باشند غنى‌از ازت هستند.

نيتروژن به‌طور دائم از طريق تثبيت، بارندگى و جذب به‌صورت گازى به خاك افزوده مى‌شود با اين وجود مقدار نيتروژن خاك پيوسته افزايش نمى‌يابد بلكه به يك سطح تعادلى و به حالت پايدار مى‌رسد. از دست رفتن و يا نشت ازت از چرخه در اثر خروج گاز آمونياك، آبشويى و دنيتروفيكاسيون است و براى ثابت ماندن مقدار ازت در خاك هميشه بايد مقدارى معين نيتروژن به خاك اضافه نمود. اضافه كردن ازت به خاك شامل روش‌هاى زير مى‌باشد:

 

- كاشت گياهان تيره Lgominos است كه باعث تثبيت ازت در خاك مى‌شوند.

- استفاده از كودهاى دامى به حالت جامد يا مايع

- زير خاك كردن كاه و كلش و محصولات كشت شده قبلى كه كود دهى سبز ناميده مى‌شود.

استفاده از كودهاى شيميايى ازت‌دار كه بايد باتوجه به شرايط خاص زمين و گياه مصرف بشوند كه از جمله اين كودها:

- آمونياك بى‌آب: 82% ازت دارد و در فشار معمولى به حالت گاز مى‌باشد و بايد به‌صورت تحت فشار حمل و نقل بشود و نيز بايد در خاك‌هاى اسيدى مصرف بشود چراكه در خاك‌هاى قليايى به‌صورت گاز خارج مى‌شود.

- اوره: كود جامد داراى 46% ازت و در روى خاك آبيارى شده پاشيده مى‌شود و در غير اين صورت 20 الى 30 % تلفات دارد وتوسط آنزيم اوره آز هيدروليز مى‌شود.

- نيترات‌آمونيوم: حاوى 33% نيتروژن و به‌صورت جامد پاشيده مى‌شود و نسبت به اوره مقدار كمترى NH₃ متساعد مى‌كند و امكان آبشويى و دنيتروفيكاسيون آن بيشتر از اوره است و بيشتر به‌صورت محلول‌پاشى استفاده مى‌شود.

- سولفات‌آمونيوم نيتروژن‌دار: حاوى 21% نيتروژن و مزيت آن داشتن گوگرد است و براى خاك‌هاى قليايى بسيار مناسب مى‌باشد و آبشويى آن نيز كمتر است.

- علاوه بر اينها از كود فسفات‌آمونيوم و كود نيتروژن‌دار كند رهاشونده يا كود نيتروژن‌دار با پوشش گوگردى كه در مواقع لزوم از آنها استفاده مى‌شود.

در منابعى آمده كه ميزان مناسب ازت براى خاك‌ها در حدود 01/0الى 5/0 مى‌باشد. براى رسيدن به حد 5/0بهتر است از كود استفاده نماييم. البته همان طور كه ذكر شد مصرف كود به نوع محصول نيز بستگى دارد. براساس تمام داده‌ها ى موجود سعى خواهيم كرد بهترين و كم هزينه‌ترين روش را ارائه دهيم.

ازت نيتراتى و آمونيومى

مقدمه

دنيتريفيكاسيون اصطلاحى است براى اكسيد اسيون آمونيوم به نيتريت و نيترات به‌كار مى‌رود. از آنجا كه نيتريتى كه در اين اكسيداسيون به‌وجود مى‌آيد پايدار نيست و به‌سرعت تلف مى‌شود و يا به نيترات تبديل مى‌شود كلمه نيترات‌سازى به‌عنوان معادل براى اين اصطلاح توصيه مى‌شود.

ميكروب‌هاى خاك اصولا" ابتدا ازت آلى خاك را به آمونياك تبديل مى‌كنند. مقدار ازتى كه به اين طريق به‌صورت معدنى تبديل مى‌شود خيلى بيشتر از مقدار ازتى است كه ميكروب‌ها براى‌جذب و تبديل به تركيبات بدن خود نياز دارند. موجودات مسئول آمونياك‌سازى متفاوت بوده و تعداد بسيارى‌ از موجودات هتروتروف مانند باكتري‌ها، اكتينوميست‌ها و قارچ‌ها از اين دسته هستند. اين ميكروب‌ها با هيدروليز آنزيمى توليد آمونياك مى‌كنند. خاك بدون موجودات ذكر شده نيز قادر است مقدارى آمونياك توليد نمايد. خاك‌هايى كه فعاليت‌هاى حياتى در آنها با افزايش رطوبت متوقف شده قادرند آمونياك توليد كنند.

آمونياكى كه در نتيجه آمونيومى شدن ازت آلى حاصل مى شود ممكن است به‌صورت مختلف درخاك تغيير حالت بدهد اين تركيبات ممكن است:

- در نتيجه نيتراتى شدن به‌صورت نيتريت يا نيترات تبديل بشوند.

- مستقيما" توسط گياهان جذب بشوند.

- توسط موجودات هتروتروف براى پوساندن بيشتر مواد آلى جذب بشوند .

- توسط رس‌هاى قابل انبساط تثبيت بشوند.

باكتري‌ها قادرند آمونياك را به نيتريت و آن را به نيترات تبديل كنند. باكتري‌هاى نيتروزموناس و نيتروباكتر در اين امر دخالت دارند. اگر در هر گرم خاك 10 به توان 6 و نيز 2 ضربدر 10 به توان 5 سلول باكترى نيترات‌ساز و نيتريت‌ساز وجود داشته باشد مى‌توان 11.2 كيلوگرم در هكتار ازت نيتراتى بوجود آورد. مقدار ازت كل خاك مقياس است براى اندازه‌گيرى مقدار مواد اوليه كه در معرض پوسيدگى قرار خواهد گرفت. در شرايط دلخواه رطوبت و حرارت مقدار ازتى كه توسط نيترات سازها تبديل مى‌شود مستقيما" متناسب با مقدار ازت اوليه محيط است. مقدار ازت آمونياكى كه به‌سهولت مى‌تواند مورد استفاده موجودات نيترات‌ساز قرار بگيرد به‌ندرت زياد مى‌باشند. علت اين امر اين است كه اوره آز هيدروليز شده و تركيبات زياد در فرصت كوتاهى در اختيار موجودات نيتريت‌ساز اتوتروف مى‌گذارند. نيتراتى شدن ازت موجود در كودهاى اوره فرم آلدهيد، كودهاى آلى، كودهاى دامى و كودسبز خيلى به كندى صورت مى‌گيرد. چون درجه اول فراهم شدن آمونياك كه در نتيجه معدنى شدن به‌وجود مى‌آيد خيلى كندتر از اوره با سولفات‌آمونيوم است. غير از ازت عناصر غذايى ‌ديگر روى شدت نيترات‌سازى تأثير دارند. افزايش فسفر به خاك شدت نيترات‌سازى را زياد و در عده‌اى ديگرهيچ قاعده‌اى از افزايش نيترات‌سازى مشاهده نكرده‌اند. كودهاى دامى باعث افزايش جمعيت نيترات‌سازها مى‌شوند. اگر موادآلى به خاك اضافه شود توسط موجودات ذره‌بينى خاك مورد حمله قرار مى‌گيرند و به واحدهاى يونى يا مولكولى كوچكتر تجزيه مى‌شوند اين واحدها همراه تركيبات آلى و معدنى موجود در خاك تشكيل مجموعه غذايى مى‌دهند كه موجودات خاك قدرت لازم براى متابوليسم مواد اوليه را براى ساختمان‌سازى مولكولى را فراهم مى‌كنند. معدنى‌شدن و آلى‌شدن ازت دائما" در متابوليسم ميكروبى خاك اتفاق مى‌افتد. تغييراتى كه در مسير معدنى‌شدن و آلى‌شدن توضيح داده شد فقط بستگى به مقدار ازت يا كربن قابل استفاده براى توده ميكروبى‌ خاك دارد. اگر مقدار كربن زياد باشد ازت آلى مى‌شود و برعكس وقتى مقدار مواد ازتى بيشتر باشد معدنى‌شدن صورت مى‌گيرد.

نيترات‌سازى در خاك‌هاى ‌اسيد ى به‌كندى صورت مى‌گيرد و مى‌توان سرعت آن را با افزايش آهك بالا برد. اثر يون هيدروژن مى‌تواند به‌واسطه اثر اين يون بر روى فعاليت و زندگى موجودات نيترات‌ساز باشد. pH دلخواه براى ‌باكتري‌ها 7 الى‌9 مى‌باشد. هر چقدر مقدار رطوبت به ظرفيت مزرعه نزديك‌تر باشد شدت معدنى‌شدن نيز بيشتر است. اگر خاكى به‌طور متناوب خشك و مرطوب بشود در شرايط مناسب رطوبت و حرارت سرعت معدنى‌شدن ازت در آن خاك بيشتر از خاكى است كه دائما" مرطوب نگهداشته شده باشد. معدنى‌شدن ازت به‌وسيله يك سرى از موجودات ذره‌بينى خاك انجام مى‌شود. با تغييرات شرايط خاك جمعيت مناسب براى اين تهويه مناسب زيادتر مى‌شود. با اين حال وقتى مقدار زيادى موادآلى تازه به خاك افزوده مى‌شود تهويه خاك باعث تسريع در پوسيدگى آنها مى‌شود و ازت آمونياكى بوجود مى‌آيد. تبديل آمونيوم به نيترات نياز به اكسيژن دارد. علاوه بر موجودات نيترات‌ساز خاكى، موجودات ذره‌بينى ديگر خاك از اكسيژن موجود در اتمسفر استفاده مى‌كنند.

 

آزمايش

وسايل و محلول‌هاى مورد نياز:

- كلرورپتاسيم

- اكسيدمنگنز

- اسيدبوريك

- اسيدسولفوريك

- معرف برموكرزول گرين

- نمونه خاك

- ظرف پلاستيكى 250 ميلى ليترى

- شيكر

- ارلن ماير 250 ميلى ليترى

- دستگاه ميكروكجلدال

- بالن تقطير

- پيپت و بورت

 

روش كار:

- مرحله عصاره‌گيرى:

10 گرم خاك را در ظرف پلاستيكى 250 ميلى‌ليترى ريخته و 100ميلى‌ليتر كلرورپتاسيم دو مولار به آن اضافه مى‌كنيم و به‌مدت يك ساعت در شيكر قرار مى‌دهيم. بعد از اين مرحله نمونه را در دستگاه سانتريفوژ با دور 3000 در مدت 5 دقيقه قرار داده و سپس عصاره را جمع‌آورى مى‌كنيم.

- مرحله تقطير:

تقربيا" همانند آزمايش قبلى انتهاى لوله تقطير را آماده مى‌كنيم به‌صورتى كه 10 ميلى‌ليتر اسيدبوريك را با چهار قطره معرف بروموكرزول گرين را در ارلن ماير 250 ميلى‌ليترى ريخته و زير مبرد دستگاه ميكروكجلدال قرار مى‌دهيم. سپس 20 سى‌سى از عصاره را برداشته و در بالن تقطير مى‌ريزيم و يك ميلى‌ليتر اسيدسولفوريك در آن مى‌ريزيم تا نيتريت به‌صورت گاز از آن عصاره خارج شده و موجب اشتباه در محاسبه نشود.

بعد از اين مرحله 2/0 گرم اكسيد منگنز را در داخل بالن تقطير اضافه و سپس شعله زير آن را روشن مى‌كنيم تا عمل تقطير صورت پذيرد. بعد از 5 دقيقه عمل تقطير را متوقف كرده و انتهاى مبرد را با آب شستشو مى‌دهيم. با اين عمل يون‌هاى آمونياك و نيتريت از محيط خارج و يون نيترات در محلول باقى مى‌ماند (لازم به توضيح است كه اكسيد منگنزدر مرحله تقطير نقش نقش قليايى كننده را برعهده دارد).

در مرحله بعد براى جمع‌آورى نيترات عصاره، انتهاى لوله تقطير را جدا كرده و به آن 10 سى‌سى اسيدبوريك و 4 قطره معرف بروموكروزول گرين اضافه مى‌كنيم.

 

20 سى‌سى ديگر از عصاره را برداشته و اين‌بار 0.2 گرم آلياژ دواردو به محلول اضافه كرده و داخل بالن مى‌ريزيم و دوباره شعله زير آن را روشن مى‌كنيم و بعد از 5 دقيقه عمل تقطير را به اتمام رسانده و انتهاى لوله تقطير را خارج مى‌كنيم. (قابل ذكر است كه براى محاسبه نيترات و آمونيوم با هم مى‌توان از پودر اكسيد‌منگنز و آلياژ دواردو به صورت همزمان استفاده نماييم).

- مرحله تيتر كردن:

در اين مرحله دوباره با HCL محلول به‌دست آمده را تيتر مى‌كنيم. يعنى داخل لوله بورت را از HCL پر مى‌كنيم و سپس شير بورت را باز كرده و قطره قطره HCL را به عصاره نمونه اضافه مى‌كنيم تا زمانى كه تغيير رنگ داده و از سبز به حالت قرمز آجرى تغيير رنگ بدهد.

بايد خاطر نشان كرد كه ميزان HCL مصرفى برابر مقدار نيتروژن موجود در نمونه ما است.

محاسبات:

براى محاسبه از روش تناسب‌بندى استفاده مى‌كنيم:

بحث و نتيجه‌گيرى:

اهميت نيترات براى گياه از سه جهت مهم مى‌باشد:

- نيترات نماينده وضعيت تغذيه گياه از نظر ازت است.

- نيترات مى‌تواند باعث مسموميت دامى كه از گياه استفاده مى‌كند، مى‌شود.

- نيترات در سيلو، انبار و خاك تخريب شده و توليد گاز بسيار خطرناك منوكسيد ازت مى‌كنند كه از راه تنفس باعث مرگ انسان و حيوانات خونگرم مى‌شود وقتى نيترات وارد ريشه مى‌شود احياء نيترات نياز به انرژى و مواد هيدروكربنه براى تهيه اسيدهاى آلى اسكلت اسيدهاى آمينه دارد مقدار نيترات در گياهان يكساله، علف‌هاى هرز و غلات معمولا" بيش از گياهان چند ساله بقولات و درختان ميوه است. عواملى كه باعث تجمع نيترات در گياه مى‌شود. عبارتند از وجود ازت زياد خاك براى شرايط رشد و نمو مانند خشكى خاك نمو گياهان، در سايه روزهاى ابرى و مصرف علف كش‌هاى هورمونى.

در مزرعه تفاوت بسيارى بين نيترات و آمونيوم به‌دست آورده‌اند ولى تشريح علف‌ها براى تشخيص اين تفاوت‌ها تا به‌حال امكان‌پذير نبوده است. زيرا عوامل متعددى از جمله جنس، شرايط فيزيكى و شيميايى خاك، شستشو، نيتراتى‌شدن، تخريب نيترات، pH محيط و عوامل ديگر هر يك نتايج را به طرفى مى‌كشانند به‌طورى كه نتيجه نهايى مجموعه پيچيده‌اى است كه به سهولت قابل تشريح نيست چون گياه ازت را به‌صورت NO₃^- و NH₄⁺ جذب مى‌كنند. پس براى به ‌دست آوردن نياز كودى گياه بايد مجموع NO₃^- و NH₄⁺ را به‌دست آورده و بعد ميزان كمبود ازت را در خاك به‌دست آوريم.

بر اساس مطالب ذكر شده بايد گفت نياز غذايى گياهان براى نيتروژن بسيار متفاوت است پس بنابراين بايد بر حسب نوع محصول مديريت لازم در كوددهى و تأمين محيط غذايى ريشه اقدام كرد.

 

فسفر

مقدمه

فسفر يكى از مهمترين عناصر غذايى مورد نياز گياه مى‌باشد. اگر چه ميزان فسفر مورد نياز گياه در مقايسه با مقادير ساير عناصر اصلى‌كمتر است با اين حال اين عنصر جزء عناصر پر مصرف محسوب مى شود. فسفر به‌منزله منبع انرژى عمومى در كليه فعل و انفعالات بيوشيميايى داخل سلول‌هاى زنده نقش ضرورى و مهمى دارد. پوسته زمين در حدود 1/0 % فسفر دارد و مقدار فسفر در خاك‌ها 0/22 الى 0/02 مى‌باشد و متوسط آن در خاك‌هاى زراعى 0/6 درصد مى‌باشد. مقدار كل فسفر در هر خاك متفاوت است اما معمولا" در خاك‌هاى بكر و جوان در مناطقى كه بارندگى خيلى زياد نيست، بيشتر است. در خاك‌هاى زراعى عادى 25 تا 65 % فسفر موجود به فرم معدنى و بقيه به فرم آلى مشاهده مى‌شوند. جزء آلى فسفر، درهوموس و ساير موادآلى مشاهده شده يا نشده يافت مى‌شود. جزء معدنى فسفر به‌صورت تركيبات بيوشيميايى با آهن، آلومنيوم، كلسيم و فلوئور و غيره ديده مى‌شود. اين تركيبات معمولا" فقط اندكى در آب قابليت حل شدن را دارا هستند. فسفات‌ها با رس نيز قابليت واكنش دارند و معمولا" كمپلكس‌هاى غير قابل حل رس با فسفات را تشكيل مى‌دهند. گياهان فسفر را از محلول‌ها و متناسب با غلظت يون‌هاى فسفات موجود در محلول جذب مى‌كنند. شكل اصلى فسفر قابل استفاده براى گياهان در خاك به‌صورت H₂PO₄^- مى‌باشد. براى جذب فسفر وجود آب در خاك بسيار حائز اهميت است. گياهان براى ساختن يك گرم ماده گياهى در حدود 500 گرم آب از خاك جذب مى‌كنند ولى مقدار فسفرى كه در 500 گرم محلول خاك وجود دارد به يك نسبت در خاك صورت مى‌گيرد و طبق محاسبات زير مى‌باشد:

- يون‌هاى محلول در خاك تابع pH مى‌باشند. هنگامى كه pH خاك به كمتر از 5/6 تنزل پيدا كند آهن و آلومنيوم محلول به مقدار قابل توجهى‌افزايش يافته و فسفر را به‌صورت فسفات‌آهن و آلومنيوم تثبيت مى‌كنند. بهترين pH براى جذب فسفر 6 الى 7 مى‌باشد. فسفات كلسيم در pH حدود 6 شروع به رسوب مى‌كند و در pH بالاتر از 7 ميل به تشكيل كانى آپاتيت را دارد كه اين كانى حلاليت فسفر و يا قابليت استفاده از آن را كاهش مى‌دهد.

 

عوامل مؤثر در نگهدارى فسفر در خاك :

- نوع رس: فسفر در رس‌هاى 1:1 به ميزان بيشترى نگهدارى مى‌شود تا در رس‌هاى 2:1 . خاك‌هايى كه رس كائولينيتى زياد دارند مانند خاك‌هايى كه در نواحى گرم و پر باران ديده مى‌شوند در مقايسه با خاك‌هاى داراى رس نوع 2:1 مقدار بيشتر فسفر افزوده شده به خاك را تثبيت مى‌كنند.

- زمان واكنش: هر چقدر زمان تماس خاك با فسفر افزوده شده بيشتر باشد مقدار تثبيت نيز افزايش مى‌يابد. pH خاك يكى از عواملى است كه بر بهره‌ورى فسفر اثر مى‌گذارد و كشاورز قادر است به‌راحتى آن را تغيير دهد.

- دما: گرچه سرعت واكنش‌هاى شيميايى با افزايش دما افزايش مى‌يابد. معمولا"خاك‌هايى با اقليم گرمتر نسبت به مناطق معتدله بيشتر فسفر تثبيت مى كنند.

- ماده آلى: به‌طور كلى پذيرفته شده است كه زير خاك كردن كود دامى يا كود سبز باعث بهبود بهره‌ورى محصول بعدى از نظر فسفر مى‌شود.

در تثبيت فسفركود افزوده شده به خاك، درجه اشباع خاك از فسفر يا مقدار فسفرى كه قبلا" به‌وسيله خاك تثبيت شده است اهميت زيادى دارد. به‌علت غلظت كم فسفر در محلول خاك ميزان آبشويى آن در هر بار خيلى ناچيز مى‌باشد. تمايل شديد يون‌هاى فسفات براى تثبيت نيز از يك طرف، گياهان را با مشكل تأمين فسفر مورد نياز مواجه مى‌كند و از طرفى مانع آبشويى فسفر در نتيجه آلودگى احتمالى درياچه‌ها مى‌گردد. به اين ترتيب خروج فسفر از خاك و داخل شدن آن در آب‌هاى‌ محلى احتمالا" بيشتر از طريق جذب در سطح ذرات خاك و فرسايش صورت مى‌گيرد نه به‌صورت محلول.

آزمايش

مواد ووسايل مورد نياز:

- بى‌كربنات سديم

- اسيدسولفوريك 5/1 مولار

- موليبدات‌آمونيوم

- اسيد اسكوربيك

- دستگاه اسپتروفتومتر

- ظرف 50 ميلى ليترى

روش كار:

يكى از بهترين روش‌هايى كه نتايج قابل قبولى را ارائه مى‌دهد روش (OP)Olsen مى‌باشد.

ابتدا 5 گرم از خاك نمونه را توزين كرده و در داخل قوطي‌هاى پلاستيكى مى‌ريزيم سپس 100 سى‌سى بى‌كربنات سديم به آن اضافه مى‌كنيم و درب آن را بسته و به‌مدت 30 دقيقه در درجه حرارت در روى دستگاه شيكر قرار مى‌دهيم و سپس در داخل دستگاه سانتريفوژ به‌مدت 5 دقيقه و در 3000 دور قرار مى‌دهيم. در مرحله بعد 5 سى‌سى از مايع بالايى نمونه برداشته و در داخل بشرى مى‌ريزيم و روى آن 1 سى‌سى اسيدسولفوريك غليظ اضافه مى‌كنيم و محلول را با آب مقطر به حجم 30 ميلى‌ليتر ‌رسانده و به آن 4 سى‌سى موليبدات‌آمونيوم و 4 سى‌سى اسيداسكوربيك مى‌ريزيم و اين‌بار حجم محلول را به 50 سى‌سى مى‌رسانيم. اين محلول نمونه اصلى‌ ما خواهد بود و براى محلول شاهد تمام موارد بالا را تكرار خواهيم كرد و تنها تفاوتى كه محلول شاهد با نمونه اصلى دارد در نريختن اسيد اسكوربيك است چون اسيد اسكوربيك نقش احياءكنندگى فسفر را ايجاد مى‌كند.

همزمان با انجام آزمايش براى‌ رسم منحنى استاندارد محلول‌هاى‌استاندارد شده را به‌صورت زير تهيه مى‌كنيم. براى‌ تهيه محلول 500 ppm فسفر از _KH2PO4 استفاده مى‌كنيم كه مقدار معينى از آن را در 500 ميلى‌ليتر آب مقطر حل كرديم.

 

محاسبات:

نتايجى كه دستگاه از تست هر يك از محلول‌ها مى‌دهد به‌صورت جدول زير است:

نمونه= ؟	0ppm	2/5ppm	5ppm	7/5ppm	10ppm	15ppm
0/152	0	0/05	0/1	0/15	0/20	0/3

 

 

اعداد تصحيح شده توسط نمودار Excel :

0ppm	2/5ppm	5ppm	6/5ppm	7/5ppm	10ppm	15ppm
0	0.05	0.1	0.152	0.2	0.25	0.3

بحث و نتيجه‌گيرى:

فسفر بعد از ازت مهمترين عنصر غذايى مورد نياز گياه است مقدار فسفر در خاك بين 0.03 تا 0.22 درصد تغيير مى‌كند و متوسط آن در خاك‌هاى زراعى در حدود 0/06 درصد مى‌باشد. نسبت فسفر معدنى و آلى در خاكهاى ‌گوناگون متفاوت است. معمولا" نسبت فسفر آلى در سطح خاك بيش از لايه‌هاى‌ زيرين خاك مى‌باشد. به‌طور معمول فسفر آلى در حسب درصد فسفر كل خاك ممكن است 2 تا 98 % باشد. فسفر طبعيى خاك به‌صورت فسفات كلسيم و، فسفات‌آهن و فسفات‌آلومينيوم مى‌باشد. با اين حال كاني‌هاى ديگر فسفات در نيز در خاك يافت مى‌شوند كه از لحاظ اهميت در درجات بعدى قرار دارند. در خاك‌هاى آهكى اشكال مختلف فسفات‌كلسيم كاني‌هاى غالب فسفر هستند. در صورتيكه در خاك‌هاى اسيدى فسفات‌آهن و آلومينيوم به‌اندازه و يا بيشتر از فسفات‌كلسيم اهميت دارند.

در خاك‌هاى آهكى كه مقدار زيادى كربنات‌كلسيم موجود است. كربنات‌كلسيم با تركيبات فسفرى تركيب مى‌شوند. وقتى كربنات‌كلسيم در مجاورت فسفات‌كلسيم قرار مى‌گيرد محلوليت فسفات تقليل مى‌يابد و از اين موضوع مى‌توان نتيجه گرفت كه كربنات‌كلسيم روى فسفات‌كلسيم رسوب مى‌كند و در خاك‌هاى‌آهكى بين كربنات‌كلسيم و آپاتيت تركيب كربنات آپاتيت تشكيل مى‌شود.

علائم كمبود فسفر در گياه

كمبود فسفر در گياه مى تواند عواملى را به دنبال داشته باشد كه عبارتند از :

- رشد قسمت‌هاى هوايى و ريشه كاهش مى‌يابد و در كمبود زياد متوقف مى‌شود.

- برگ‌ها كوتاه و باريك و نازك مى‌شوند.

- رشد طولى گياه عمودى بوده و ساقه جانبى ‌به‌ندرت ظاهر مى‌شود.

- تعداد برگ‌ها و شاخه‌ها محدود و جوانه‌هاى كنارى ممكن است به خواب بروند يا دچار مرگ بشوند.

- ظهور شكوفه‌ها و و جوانه‌هاى برگى كم مى‌شود و بنابراين محصول دانه و ميوه كم مى‌شود.

- رنگ برگ‌ها سبز تيره كدر و مايل به آبى يا ته برگ برنزى يا بنفش است. رنگ بنفش مربوط به تشكيل ماده آنتوسيانين است كه يكى از مشخص‌ترين و معمول‌ترين علائم كمبود فسفر است و همچنين رنگ انواع گياهچه نيز بنفش مى‌شود.

- در موقع بروز كمبود فسفر رنگ ميوه‌ها سبز و ممكن است به‌شدت رنگى شده باشند و گوشت ميوه نرم و شيره ميوه خيلى ‌ترش و خاصيت انباردارى آن ضعيف است.

- فسفر عنصرى ‌است كه غلظت بالاي ‌آن در خاك براى گياهان بى‌ضرر است و متأسفانه اين خصوصيت باعث شده كه در طى دهه اخير مقدار زيادى فسفر به خاك‌هاى كشورمان اضافه بشود و باعث به‌هم خوردن تعادل عناصر غذايى موجود در خاك شده است.

آهن

مقدمه

از شانزده عنصر غذايى مورد نياز گياهان، شش عنصر آهن، روى، منگنز، بر، مس، موليبدن به مقدارى كم مورد نياز گياهان بوده و بدين جهت آنها را عناصر كم نياز مى‌گويند.

در ايران، كمبود عناصر كم نياز بويژه روى، منگنز، بر و آهن در مزارع و باغ‌ها به دليل حاكميت شرايط آهكى، كمى مواد آلى، خشكى، حلاليت كم اين عنصر در pH آهكى، وجود بى‌كربنات درآب‌هاى آبيارى و مصرف بالاى فسفر، عموميت دارد. كمبود عناصر غذايى كم نياز در برخى از درختان ميوه و محصولات زراعى با عنايت به‌مقدار نياز گياه، شرايط رطوبتى، درجه حرارت محيط و ميزان آب آبيارى متفاوت است.

 

وضعيت آهن در خاك

مقدارآهن در سنگ مادر بيش از ساير عناصر غذايى است. سنگ كره 5/1 درصد آهن دارد كه تركيبات متعددى را با گوگرد و اكسيژن توليد مى‌كند، ليكن درجه حلاليت اين مواد به‌قدرى ناچيز است كه گياه در شرايط زيستى نامساعد، نظير pH بالا و زيادى‌ كربنات‌كلسيم، نمى‌تواند نياز اندك خود را از خاك جذب كند. غلظت آهن در خاك مى‌تواند در بين 0/02 تا 10 درصد متغيير باشد. آهن از تخريب سنگ‌هاى مادرى و عمدتا" به‌صورت دو ظرفيتى وارد محلول خاك شده و به‌همين شكل نيز به وسيله گياه جذب مى‌گردند. غلظت حد بحرانى آهن در خاك‌هاى آهكى در حدود 5 الى 6 ميلى‌گرم در كيلوگرم و برمبناى روى DTPA گزارش شده است.

آهن اولين عنصر كم نياز و ضرورى شناخته شده براى‌ گياه است. كلروز آهن به‌عنوان يكى از فاكتورهاى محدود كننده افزايش توليد و كيفيت محصولات در درختان ميوه محسوب مى‌شود و در صورت عدم رفع آن نه تنها عملكرد و كيفيت محصول كاهش مى‌يابد، بلكه از طول عمر درختان كاسته مى‌شود.

 

علايم كمبود آهن در گياه

از عمده تغييرات فيزيولوژيك ناشى از كمبود آهن در درختان ميوه كلروز يا زردى برگ‌هاى جوان مى‌باشد كه به‌دليل از بين رفتن پروتئین‌ها و كاهش سنتز كلروفيل اتفاق مى‌افتد. اين مسئله كاهش فتوسنتز را در بر دارد كه از اهميت بسيارى ‌برخوردار است. در مطالعات انجام شده بر روى گياهان متعددى‌، مشاهده گرديده كه كمبود آهن و مس، گل آغازى را كه خود تحت تأثير دورى نورى در گياهان مى‌باشد را كاهش مى‌دهد. ارتباط بين تغذيه آهن و رشد رويشى و ميزان محصول در درختان ميوه بسيار پيچيده‌تر از ساير عناصر غذايى‌ مى‌باشد. مراحل اوليه كمبود تأثير آنچنانى بر روى رشد و عملكرد درختان ندارد، اما در شرايط كمبود شديد و به‌ويژه در طولانى‌ مدت رشد برگ‌ها متوقف شده و تعداد زيادى از آنها ريزش مي‌يابند. كاهش سطح كل برگ درختان منجرب كاهش رشد و محصول كمتر مي‌گردد.

 

روش‌هاى اندازه‌گيرى آهن موجود در خاك

روش شعله‌اى (Atomic Apsorption Spectrometer)

روش غير شعله‌اى (Inductirely coupled plasma , Icp , AES)

ما در اين آزمايش از روش اول استفاده خواهيم كرد.

 

آزمايش

روش شعله‌اى (Atomic Apsorption Spectrometer )

مواد و وسايل مورد نياز:

- 10 گرم خاك از نمونه مورد نظر

- DTPA

اجزاء تشكيل دهنده DTPA

14/92 گرم ترى‌اتانول‌آمين و 1/96 گرم DTPA و 1/47 گرم CuCl₂,H₂O كه ترى‌اتانول‌آمين براى نگهدارى pH محلول در 7/3 و خود DTPA به‌عنوان عامل كمپلكس كنترل CuCl₂,H₂O از حلاليت كربنات‌كلسيم كه در خاك‌هاى ما به‌ميزان فراوان وجود دارد جلوگيرى مى‌كند.

 

شرح آزمايش

ابتدا 10 گرم خاك نمونه را وزن كرده و سپس به آن 20 سى‌سى DTPA اضافه كرده و به‌مدت يك ساعت درون دستگاه شيكر قرار مى‌دهيم. بعد از اين مدت نمونه را در دستگاه سانتريفوژدر 3000 دور و به‌مدت 5 دقيقه قرار مى‌دهيم. بعد از اينكه مرحله عصاره‌گيرى پايان يافت، عصاره را در دستگاه اسپتروفتومتر قرار داده و قرائت دستگاه را يادداشت مى‌كنيم.

 

بحث و نتيجه‌گيرى:

آهن در آنزيم سيتوكروم وجود دارد كه براى عمليات اكسيد و احياء در گياهان ضرورت دارد و نيز اين عنصر در ساخت تركيبات اوليه كلرفيل نقش اصلى و اساسى را بازى مى‌كند. مقدار آهن در انساج گياهى بين 40 تا 2000ppm متغيير است ولى در گياهان سالم مقدار آن بايد از 100ppm بيشتر باشد. حساسيت گياهان به كمبود آهن متفاوت است و حتى در بين واريته‌هاى يك گونه اختلاف نشان مى‌دهد. براى مثال سيب‌هاى پاييزى نسبت به سيب‌هاى بهارى مقاومت بيشترى نشان مى‌دهند.

 

پيشگيرى از كمبود آهن:

 

براى پيشگيرى از كمبود آهن بايد شرايط محلوليت و قابليت جذب آهن را با شرايط زير كنترل كرد:

- عدم مصرف آب‌هاى سنگين كه حاوى بيش از 200ppm بى‌كربنات هستند.

- افزايش مواد آلى، كودسبز به خاك، زدن شخم كافى و تهويه مناسب و به‌موقع خاك.

- انتخاب پايه و پيوندك مناسب و مقاوم به كمبود آهن.

در ايران از سولفات و ساير تركيبات معدنى به‌خاطر رسوب كردن در خاك‌هاى قليايى نمى‌شود استفاده كرد. تركيبات شيميايى به‌نام كلات به‌عنوان كود حاوى عناصر كم مصرف مدت‌هاست به‌بازار عرضه شده است كه بيشتر از اين نوع كود براى درختان و گياهان استفاده مى‌شود.

منابع

- سالار دينى، على اكبر. 1362 . حاصلخيزى خاك. چاپ دوم. انتشارات دانشگاه تهران.

- الياس آذر ، خ . 1369 . خكشناسى عمومى و تخصصى .انتشارات جهاد دانشگاهى.

- هنرى- د – فوت. 1380. مبانى خاكشناسى(شهلا محمودى و مسعد حكيميان). چاپ چهارم. انتشارات دانشگاه تهران.

- ملكوتى، محمدجعفر و مهدى همايى. 1383. حاصلخيزى خاك‌هاى مناطق خشك و نيمه‌خشك. چاپ دوم. انتشارات دانشگاه تربيت مدرس.

- زرين‌كفش، م. 1372. خاكشناسى كاربردى. چاپ اول . انتشارات دانشگاه تهران .

- اچ – دى –فوت – بى –جى –اليس. 1376. حاصلخيزى خاك (فرشيد نوربخش و م، كريمان‌اقبال). چاپ اول. انتشارات غزال.

- ساموئل، ت و ورنز، ت. 1370. كودها و حاصلخيزى خاك (محمدجعفر ملكوتى و عبدالحسين رياضى همدانى). چاپ اول. انتشارات دانشگاه تهران.

- سايت‌هاى‌اينترنت (عكس‌ها و بخشى از مطالب).

- ملكوتى، محمد جعفر ومحمد بنى غيبى. 1379. تعيين حد بحرانى عناصر غذايى مؤثر در خاك، گياه و ميوه. انتشارات نشر آموزش كشاورزى.