اثرات غرقاب کردن خاک و کاربرد بقایای گیاهی بر توزیع شکلهای مختلف مس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

عضو هیأت علمی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی شاهرود

چکیده

پتانسیل احیایی و pH از جمله خواص شیمیایی مهم و موثر بر حلالیت و قابلیت دسترسی عناصر غذایی خصوصاً مس می باشد. در این تحقیق اثر غرقابی کردن بر شکلهای مختلف مس در 4 خاک مختلف از نظر pH بررسی شد. جهت کاهش شدیدتر پتانسیل احیایی خاکها از پودر خشک شده یونجه استفاده شد. نمونه های خاک شامل یک خاک اسیدی از مزرعه توتون، یک خاک خنثی از یک شالیزار اطراف مرداب انزلی و دو خاک آهکی از مزارع گندم و یونجه بودند. نمونه های خاک با مقادیر 0 و 2 درصد بقایای گیاهی بصورت پودر یونجه تیمار شد و در دو شرایط هوازی (60 درصد ظرفیت نگهداری آب خاک) و بی هوازی ( سوسپانسیون 5/1:2 خاک به آب ) به مدت 12 هفته در دمای 25 درجه سلسیوس نگهداری شد. نمونه های فرعی پس از 1 و 12 هفته برداشته شد و شکلهای مختلف مس با روش عصاره گیری دنباله ای تعیین شد. نتایج نشان داد که تقریباً در همه خاکها در هر دو شرایط هوازی و بی هوازی، مس محلول و تبادلی در اثر کاربرد بقایای گیاهی ابتدا افزایش و سپس تا حدودی کاهش یافت. افزودن بقایای گیاهی در شرایط بی هوازی در همه خاکها به جز خاک شالیزار غلظت مس متصل به اکسیدهای آهن بی شکل را به طور معنی داری افزایش و در شکل تتمه کاهش داد. تغییرات کم شکلهای مس در خاک شالیزار ممکن است به خاطر مقدار مواد آلی بیشتر و نیز شرایط غرقاب اولیه در مقایسه با سایر خاکها باشد. این تیمار همچنین سبب افزایش غلظت مس در شکل کربناتی تنها در دو خاک آهکی شد.به هر حال کاهش پتانسیل احیایی در اثر غرقابی نمودن خاکهای اسیدی و آهکی سبب افزایش شاخص تحرک مس شد که نشاندهنده افزایش قابلیت دسترسی مس در این شرایط می باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Fractionation of Copper in Soils as Influenced by Waterlogging and Application of Crop Residues

نویسنده [English]

  • ali abbaspour
Scientific staff, Shahrood University of Technology, College of Agriculture
چکیده [English]

Redox potential and pH are two soil conditions that exert major influence on the solubility and bioavailability of metals including copper (Cu). A study was conducted to investigate the effect of waterlogging on fractions of Cu in four soils with different pH values. Alfalfa powder, as an organic material, was also applied to induce more severe reducing conditions in the waterlogged soil samples. Bulk samples were collected from four cultivated areas in Iran: an acid soil from a tobacco field, a neutral soil from a rice paddy around Anzali wetland area, and two calcareous soils from wheat and alfalfa fields. The soil samples were treated with 0 and 2% alfalfa powder and then incubated for 12 weeks under two aerated (60% water holding capacity) and waterlogged (1:2.5, soil: water suspension) conditions at constant temperature (25oC). Subsamples were taken after 1and 12 weeks of incubation and various fractions of Cu were also extracted using a sequential extraction technique. The results in both conditions (aerated and saturated) showed that alfalfa powder application increased soluble and extractable Cu initially, but, during the incubation time, decreased them in almost all soils. However, in waterlogged condition, this treatment, increased Cu concentration in amorphous iron oxides (AFeO) fraction and decreased that in residual (RES) fraction in all soils, except the one taken from the rice fields. The small changes in the Cu fractionation in rice soil may be attributed to the neutral pH as well as the higher organic matter and the initial waterlogged condition as compared to the other soils. This treatment also increased Cu concentration bonded to carbonate (CAR) only in the two calcareous soils. The decrease in redox potential induced by waterlogging increased the mobility factor of Cu, indicating enhanced Cu availability. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Plant residue
  • Waterlogging
  • Cu fractionation

مراجع

  1. Abbaspour, A. and M. Kalbasi, S. Hajrasuliha, and A. Golchin, 2007. Effects of plant residue and salinity on fractions of cadmium and lead in three soils. Soil Sediment Contamination, 16:539–555.
  2. Abbaspour, A., M. Kalbasi, and H. Shariatmadari, 2004. Effect of steel converter sludge as Iron fertilizer and soil amendment in some calcareous soils. J. Plant Nutr. 27(2): 377-394.
  3. Bartlet, R.J. and B.R. James, 1993. Redox chemistry of soils. Adv. Agron. 50: 151-208.
  4. Barker, A.V., and Pilbeam, D.J. 2007. Handbook of Plant Nutrition. Taylor and Francis group
  5. Bigham, J.M., 1996. Method of Soil Analysis. Part 3. Chemical methods. American Society of Agronomy, Inc. Madison, Wisconsin, USA.
  6. Bingham, F.T., A.L. Page, R.J. Mahler, and T.J. Ganje, 1976. Cadmium availability to rice in sludge-amended soil under flood and nonflood culture. Soil Sci. Soc. Am. J. 14:715-719.
  7. Chuan, M.C., G.Y. Shu, and J.C. Liu, 1996. Solubility of heavy metals in a contaminated soil: effects of redox potential and pH. Water Air Soil Pollut. 90: 543-556.
  8. Frohne,, Rinnklebe, J., Diaz-Bone, R.A., and Laing, G.D. 2010. Controlled variation of redox conditions in a floodplain soil: Impact on metal mobilization and biomethylation of arsenic and antimony. Geoderma, 160: 414-424.
  9. Han, F.X. and A. Banin, 1997. Long-term transformations and redistribution of potentially toxic heavy metals in arid-zone soils. I. under saturated conditions. Water Air Soil Pollut. 95:399-423.
  10. Iu, K.L., I.D. Pulford, and H.J. Duncan. 1981. Influence of waterlogging and lime or organic matter additions on the distribution of trace metals in an acid soil. Plant Soil 59:317-326.
  11. Kabala, C., and B.R. Singh, 2001. Fractionation and mobility of copper, lead, and zinc in soil profiles in the vicinity of a copper smelter, J. Environ. Qual. 30:485-492.
  12. Kashem, M.A., and B.R. Sing. 2001. Metal availability in contaminated soils: I. Effects of flooding and organic matter on changes in Eh, pH, and solubility of Cd, Ni, and Zn. Nutr. Cycling in Agroecosystems 61:247-255.
  13. Lee, S., 2005. Geochemistry and partitioning of trace metals in paddy soils affected by metal mine tailings in Korea. Geoderma, 135: 26-37.
  14. Lindsay, W.L. 2001. Chemical Equilibria in Soils, 2 th John Wiley & Sons, New York.
  15. Neaman, A., L. Reyes, F. Trolard, G. Bourrie, and S. Sauve, 2009. Copper mobility in contaminated soils of the Puchuncavi valley, central Chile. Geoderma, 150: 359-366.
  16. Philips, I. 1999. Copper, lead, cadmium and zinc sorption by waterlogged and air-dry soil. J. Soil Contamination. 8: 343-364.
  17. Saha, J.K. and Mandal, B. 2000. Redistribution of copper in alfisols under submergence. I. Native copper. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 31:1111-1119.
  18. Strobel, B.W., O.K., Borggaard, H.C.H. Hansen, M.K. Anderson, and K. Raulund-Rasmussen, 2005, Dissolved organic carbon and decreasing pH mobilize cadmium and copper in soil. European J. Soil Sci., 56:189-196.
  19. Tanji, K.K., S. Gao, S.C. Scardaci, and A.T. Chow. 2004. Characterizing redox status of paddy soils with incorporation rice straw. Geoderma, 114:333-353.
  20. Tom-Petersen, A., Hansen, H.C.B., and Nybroe, O. 2004. Time and moisture effects on total and bioavailable copper in soil water extracts. Environ. Qual. 33:505–512
  21. Wang, G. and S. Staunton, 2006. Evolution of water-extractable copper in soil with time as a function of organic matter amendments and aeration. European J. Soil Sci. 57: 372-380.

 

پژوهش های خاک
دوره 25، شماره 4
اسفند 1390
صفحه 295-306

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار