SHIMI HASELKHEZY KHAK NAHAEE - RozUp.Irrozup.ir/download/142494/6315335029.pdf · كﺎﺧ يﺰﻴﺨﻠﺻﺎﺣ و ﻲﻤﻴﺷ رﻮﭘﻦﻴﺴﺣ ﺎﺿﺮﻴﻠﻋ ﺮﺘﻛد

Ca

H o2

Mn

P

Ca

H o2

Mn

P

شيمي و حاصلخيزي خاك

پور عليرضا حسيندكتر محمد جعفريدكتر :ويراستار علمي

مديريت توليد مواد و تجهيزات آموزشي: يخوان نمونه ي وحروفچين

اشرف شوريابي: طراح جلد نور انتشارات دانشگاه پيام:ليتوگرافي، چاپ و صحافي * * * :تعداد 1387،..........چاپ

* * * :قيمت .نور محفوظ است كلية حقوق براي دانشگاه پيام

-1347پور، عليرضا،حسين:سرشناسه .پور عليرضا حسين/ شيمي و حاصلخيزي خاك : عنوان و نام پديدآور .1387دانشگاه پيام نور، : تهران : مشخصات نشر لمصور ، جدو: .ص220 سيزده ، : مشخصات ظاهري آ/35خاك؛ گروه مهندسي آب و .1434دانشگاه پيام نور؛ : فروست 6-489-387-964-978 : شابك فيپا : وضعيت فهرست نويسي واژه نامه : يادداشت اي آموزش برنامه-- شيمي -- خاك : موضوع اي آموزش برنامه-- حاصلخيزي -- خاك : موضوع دانشگاه پيام نور : شناسه افزوده 5/592S/ح5ش9 1387 : رده بندي كنگره 631/41 : رده بندي ديويي 1292486 : شماره كتابشناسي ملي

خاكمهندسي آب وگروه )آ/35(

نوردانشگاه پيام 1434

سه

بسم اهللا الرحمن الرحيم

پيشگفتار ناشريك درس در يك هاي دانشگاه پيام نور حسب مورد و با توجه به شرايط مختلف كتاب

و ،، مـتن آزمايشـگاهي، فرادرسـي كتـاب درسـي صـورت بـه يا چند رشتة دانشـگاهي، . دنشو درسي چاپ مي كمك

نيازهـاي ي صاحب اثـر اسـت كـه براسـاس مهاي عل ثمرة كوشش درسيكتاب ، طراحـي هـاي مصـوب تهيـه و پـس از داوري علمـي درسي دانشـجويان و سرفصـل

پـس از . رسـد به چـاپ مـي ،آموزشي علمي و هاي در گروه آموزشي، و ويرايش علمي هايبـا دريافـت نــظر ها و داوري علمي مجدد و نظرخواهيبا چاپ ويرايش اول اثر،

صـاحب اثـر در كتــاب تجديدنــظر ،متناسب با پيشرفت علوم و فناوري و اصـالحي . شود چاپ ميجديد زباني و صوري با اعمال ويرايش كتاب ويرايش جديد كند و مي

كمـك اسـتفاده از آن و است كه دانشـجويان بـا راهنمايي) م( متن آزمايشگاهي . دهند آزمايشگاهي را انجام مي و كارهاي عملي ،استاد

ـ بـه منظـور غنـي ) ك( درسي كمكو ) ف( هاي فرادرسي كتاب ر كـردن منـابع تدانشـگاه وبگـاه ند و يـا در شـو و بر روي لوح فشرده تكثير مـي درسي دانشگاهي تهيه

. گيرند قرارمي

مواد و تجهيزات آموزشي وليدمديريت ت

فهرست

سيزده پيشگفتار و مقدمه

1 مروري بر مباني اساسي شيمي. فصل اول 1 اتم و ساختمان اتمي 2 عدد جرمي 2 عدد اتمي 2 ايزوتوپ 2 ميشعاع ات 3 ظرفيت 4 واالن وزن اكي 5 نرماليته 5 مالريته 5 مالليته

7 فازهاي جامد غيرآلي. فصل دوم

10 اوليهيها كاني 10 ثانويه يها كاني 11 هاليديها كاني 11 سولفيدها 11 هيدروكسيدها اكسيدها، هيدوركسيدها و اكسي 12 آهناكسيدهاي 12 اكسيدهاي منگنز 12 آلومينيمهاي يد و اكسي هيدروكسيدهيدروكس 13 سيليكاتييها كاني 13 شيمي بلورهاي سيليكاتي 15 سيليكاتييها كانيساختمان

پنج

16 شكل همجانشيني 17 سيليكاتييها كانيبندي طبقه 21 فيلوسيليكاتييها كانيساختمان 21 وجهي صفحات چهاروجهي و هشت 21 صفحه چهاروجهي 22 ت وجهيصفحه هش 23 فيلوسيليكاتييها كانيبندي تقسيم 23 1:1 يها كاني 24 كائولينيت 24 گوريت آنتي 25 2:1 يها كاني 26 روفيليتيگروه تالك و پ 26 گروه ميكاها 27 ها تاسمكتي 28 ها تورميكولي 29 ها تكلري 30 رس حد واسطيها كاني 31 هاي متداخل رسي حاوي اليهيها كاني 31 ايموگوليت آلوفان و 32 رسي فيبري شكليها كاني 32 ساختمان كاني در رابطه با خصوصيات فيزيكي و شيميايي آن 33 خاكيها كانيسطح ويژه 33 ثانويه خاكيها كانيگنجايش تبادل كاتيوني 35 وسيله تجزيه با پراش پرتوايكس بهها كانيشناسايي

37 يمواد آلشيمي . فصل سوم

40 خاكمواد آليسازي بر مقدار عوامل خاكتأثير 41 خاكمواد آليتركيب شيميايي 42 خاكمواد آليجداسازي اجزاي 45 مربوط به بار الكتريكيهاي ويژگي عامل و يها گروه 48 بين مواد هوميك و فلزهاهاي كنشبرهم

51 انواع بار در خاك. فصل چهارم

51 بارهاي دائمي pH 52بارهاي وابسته به

57 تبادل كاتيوني. فصل پنجم 57 اليه مضاعف الكتريكي 58 اليه مضاعف هلموتز 59 چاپمن-تئوري اليه مضاعف گوي 61 تئوري اليه مضاعف اشترن 62 شده ف پخشعاثر ظرفيت كاتيون بر ضخامت اليه مضا 62 شده اثر غلظت الكتروليت بر ضخامت اليه مضاعف پخش

شش

62 تبادل كاتيونييها واكنش هاي ويژگي 63 پذيري برگشت 63 توازن شيميايي يا استوكيومتري 64 سرعت واكنش 64 اثر جرم 64 غلظت–قانون بار 65 ي تكميليها نكاتيو 65 ها نيواثر آن 66 دهاي خاصيياثر كلو 66 ها نكاتيوجذب انتخابي 68 ها نكاتيوجذب اختصاصي 70 گري انتخابي تبادل كاتيوني و ضرايب ها تثاب 70 معادله كار 70 معادله وانسلو 71 معادله گاپون

73 ها لمولكو و ها نيونهاي جذب آ پديده. فصل ششم

74 عاملي سطحييها گروه 76 ها نيوجذب غيراختصاصي آن 76 يا جذب منفيها نيودفع آن 77 ها نيوجذب الكتروستاتيك آن 84 لكوليجذب مو 85 جذبهايدما هم 87 معادله فرونليچ 88 معادله النگ موير

91 ي اسيديها خاكشيمي . فصل هفتم

91 گيري تئوري و اندازه 93 آلومينيمهيدروليز 93 در خاكآلومينيمتركيبات 94 بر خاكآلومينيماثرات هيدروليز 95 اشكال مختلف اسيديته خاك 96 اسيديته ذخيره 96 اسيديته غيرتبادلي 97 اسيديته تبادلي 97 اسيديته فعال 97 ي خنثي و قلياييها خاكاسيديته 98 ي آهكيها خاكاسيديته 99 گنجايش بافري خاك 100 گنجايش بافري 101 ها خاككردن عوامل اسيدي 101 عوامل طبيعي 102 عوامل انساني

هفت

102 كاربرد كودهاي شيميايي 102 اك بر قابليت جذب عناصر غذاييخ pHاثر 102 كلسيم و منيزيم 102 آهن و منگنز 102 مس و روي 103 بر 103 موليبدن 103 نيتروژن 103 فسفر

105 اكسيداسيون و احيا در خاك. فصل هشتم

106 ها هاي الكترون يا اكسيدكننده گيرنده 107 ها كننده دهندگان الكترون يا احيا 108 ون و احيا در خاكاكسيداسي 110 پتانسيل رداكس

113 تركيب معدني گياهان. فصل نهم

114 عناصر ضروري

117 نيتروژن. فصل دهم 119 ي نيتروژن خاكها لشك 119 نيتروژن معدني 119 نيتروژن آلي 120 معدني در خاك–لي آتعادل نيتروژن 120 ها خاكي نيتروژن در ها لتبدي 120 نيتروژن آلي خاكشدن معدني 121 سازي مونياكآ 122 سازي نيترات 123 سازي عوامل مؤثر بر نيترات 123 عرضه يون آمونيوم 124 واكنش خاك 124 تهويه خاك 124 رطوبت خاك 125 دما 125 مسئولريزجاندارانتعداد 126 تثبيت آمونيوم 126 يون آمونيوم 126 تناوب خشكي و رطوبت 127 ي ديگرها نيوت كارتأثي 127 واكنش خاك 127 تثبيت نيتروژن 128 زيست همتثبيت ازت به روش 128 ت نيتروژن توسط گياهان لگومينوزتثبي

هشت

130 ازتزيستي همتثبيت غير 130 زدايي نيترات 131 نقش ازت در گياه 134 كودهاي شيميايي ازته 134 سولفات آمونيوم 135 اوره 135 آمونيومنيترات 135 كودهاي نيتروژني كندرها 136 تركيب كود 136 محاسبه مقدار كود 137 ضريب شوري در كودها 138 مصرف كودشيمياييهاي روش

138 پخش در تمام سطح .1 139 نواري يا خطي .2 140 اي كپه .3 140 پاشي ل محلو .4

141 فسفر. فصل يازدهم

141 كي فسفر در خاها لشك 142 فسفر معدني 142 فسفانهيها كاني 144 فسفر آلي 144 كيياسيدهاي نوكل 145 ي اينوزيتولها تفسفا 145 شده فسفر جذب سطحي 147 تثبيت فسفر در خاك 150 نقش فسفر در گياه 153 كودهاي فسفر 153 سوپر فسفات ساده 154 سوپر فسفات ترپيل 154 فسفات آمونيوم 154 وم سولفات فسفاتآموني 155 فسفات آمونيوم اوره 155 اسيد سوپرفسفريك 155 اصطالحات مربوطه به كودهاي فسفره 156 فسفر محلول در آب 156 فسفر محلول در سيترات 156 فسفر غيرمحلول در سيترات 156 فسفر قابل جذب كود 156 فسفر كل

157 پتاسيم. فصل دوازدهم

157 پتاسيم در خاك حاوي يها كاني

نه

158 اشكال پتاسيم در خاك 158 پتاسيم محلول 159 يپتاسيم تبادل 161 ادليبپتاسيم غيرت 161 پتاسيم ساختماني 162 ها خاكعوامل مؤثر بر قابليت جذب پتاسيم در 162 عوامل خاكي 165 عوامل گياهي 165 تثبيت پتاسيم 166 رسيها كاني pH 166 خاك 166 شدن مرطوبخشك و 167 كوددهي پتاسيم 167 شدن بستن و ذوب يخ 167 شدت–روابط كميت 168 كودهاي پتاسيم 170 يي كودهاي پتاسيمياافزايش كار

171 گوگرد. فصل سيزدهم

171 گوگرد آلي 171 گوگرد معدني 172 تبديالت گوگرد در خاك 172 اكسيداسيون گوگرد 173 ده گوگردي اكسيدكننها باكتري 173 شدن عوامل مؤثر بر سولفاتي 173 حرارت و رطوبت 173 هاش–پ 174 احياء سولفات 175 گوگرد در گياه 176 كودهاي گوگردي

177 كلسيم. فصل چهاردهم

177 ي نواحي مرطوبها خاككلسيم در 178 ي نواحي خشكها خاككلسيم در 179 كلسيم در گياه 180 ارد كودهاي كلسيم

181 منيزيم. فصل پانزدهم

182 مقايسه كليسم و منيزيم در خاك 182 منيزيم در گياه 183 دار كودهاي منيزيم

ده

185 نياز عناصر كم. فصل شانزدهم 186 ي جهانها خاكنياز در وضعيت عناصر كم 188 بر 189 كلر 189 مس 190 آهن 191 منگنز 191 موليبدن 192 روي 193 نياز اكتورهاي خاكي بر قابليت جذب عناصر كماثر ف 193 واكنش خاك 193 بر 194 كلر 195 مس 195 آهن 195 منگنز 196 موليبدن 196 روي 197 آلي مواد 197 رب 198 كلر 198 مس 199 آهن 199 منگنز 200 موليبدن 200 دما، رطوبت و نور 201 بر و كلر 201 مس

201 آهن 202 نزمنگ 203 موليبدن

203 روي 203 كمبود و سيمت 204 بر 205 كلر 206 مس 206 آهن 207 منگنز 208 موليبدن 209 روي 209 نياز كودهاي عناصر كم

213 منابع

يازده

پيشگفتار و مقدمه، منـابع نور ضروري اسـت هاي كشاورزي در دانشگاه پيام همگام با ايجاد و توسعه رشته

لذا با توجه به نياز دانشجويان اين دانشگاه به كتـاب شـيمي و . درسي آنها تيز تهيه شود آنچـه در ايـن كتـاب . حاصلخيزي خاك تصميم به تهيه كتـابي بـا ايـن عنـوان گـرفتم

عـالوه هاي موجود در زمينة شيمي و حاصلخيزي خـاك بـه خوانيد برگرفته از كتاب مي فـصل 16اين كتاب شامل . ام سال تدريس گردآوري نموده مطالبي است كه پس از چند

مربوط به 16 تا 9هاي مربوط به مباحث شيمي خاك و فصل 8 تا 1هاي فصل. باشد مياسـت كـه سرفـصل دروس در تهيه اين كتاب تـالش شـده . باشد حاصلخيزي خاك مي

كـه در در اينجا الزم است از كليـه افـرادي . شيمي و حاصلخيزي خاك را پوشش دهد از دكتر منصور غالمي دانشيار . اند تشكر نمايم داشته تهيه اين كتاب با اينجانب همكاري

. نمايم اند تشكر مي گروه باغباني دانشگاه بوعلي سينا كه مشوق بنده در تهيه اين اثر بوده هاي مسئولين محترم دانشكده علوم كشاورزي آقايـان دكتـر غالمرضـا بخـشي از كمك

همچنـين از كاركنـان مـديريت . نمـايم كتر محسن شوكت فدايي تشكر مـي خانيكي و د آموزشي دانشگاه كه امكـان چـاپ و انتـشار ايـن اثـر را فـراهم تتوليد مواد و تجهيزا

خرّمـي مهـاجر و فرزانـه ) آرا صـفحه (انزهـايي مينـا حـاجي هـا خـانم ويـژه اند بـه كرده .نمايم سپاسگزاري مي)خوان نمونه(

پور عليرضا حسين

86زمستان

سيزده

فصل اول

شيمييمروري بر مباني اساس

اتم و ساختمان اتمي . شود ين ذره يك عنصر است كه در تركيبات شيميايي داخل ميتر كوچكيك اتم

ي عناصر مختلف از نظر اندازه و موقعيـت ها ماتي يك عنصر مشابهند ولي ها مات

در محدوده فضاي بسيار كوچكي ارتعاش اه ماتدر مواد جامد . حركت با هم فرق دارند ).12(باشند مي داراي طيف حركت وسيعي ها ماتگازها در كه درحالي .دارند

دموكريتـوس وسـيله ين ذره يك عنصر اولين بار بـه تر كوچك عنوان بهمفهوم اتم ن نوزدهم قبل از انتـشار ر اما تا اولين دهه ق . سال قبل از ميالد عنوان شد 425در حدود

پس از آن بـا تجديـدنظرهايي . شده بود ن علمي مورد قبول واقع صورت بهتئوري دالتون كردند كه ذرات اتم به نوبـه خـود از گيري نتيجهكه بر روي تئوري اتمي دالتون نمودند

نوزدهم معلوم شد كـه اتـم از ن تا پايان قر صورت بدين و اند شده تشكيلذرات ريزتري :است شده تشكيلاجزاء زير

ي كليه عناصرها ماتر منفي موجود در ا ذرات بسيار ريز داراي ب–ها الكترون ها از الكترونتر بزرگ ذرات داراي بار مثبت و جرم بسيار – ها نپروتو

همچنين حاوي ذرات ديگـري ها ماتبا پيشرفت علوم در قرن اخير معلوم شد كه . باشند ميبر يك پروتون ولي بدون بار داراي جرمي برا ها ننوترو. باشند مي نوترون نام به

قـرار شـوند مـي در قسمت كوچك مركزي اتم كه هسته خوانـده ها ننوترو و ها نپروتو. شـود مـي هسته داراي جرم ويژه باال بوده و شامل قسمت عمده جرم تمامي اتـم . دارند

ي به نوبـه مدارهاي الكترون . دن در مدارهاي متراكمي در اطراف هسته قرار دار ها نالكترو

2 شيمي و حاصلخيزي خاك

هر مدار ممكن است حاوي يك الكترون مانند . شوند ميخود به مدارهاي فرعي تقسيم و Kبـه هـسته اتـم نزديكتـرين مـدار . اتم هيدروژن، يا دو الكترون ماننـد هلـيم باشـد

.)12(اند شده و غيره نامگذاري M و N، L ترتيب بهمدارهاي بعد از آن ايـن . شـوند مـي اخلي با انرژي زياد نگهداري ي موجود در مدارهاي د ها نالكترو ) ذرات آلفـا و اشـعه ايكـس ( ذرات با انرژي زيـاد وسيله به توان مي را فقط ها نالكترو را فقـط هـا نالكترو، فعل و انفعاالت شيميايي تركيب ها ماتدر مورد بيشتر . كرد جا جابه

كننـده ارهاي خارجي تعيـين ي مد ها نالكتروبنابراين . دهد ميدر مدارهاي خارجي تغيير هـسته اتـم در فعـل و انفعـاالت ترتيـب بـدين . باشـند ميخصوصيات شيميايي عناصر

.)12(شيميايي نقش فعالي به عهده ندارد، يـك دهـد مـي اتمي كه يك يا بيش از يك الكترون در مدار خـارجي از دسـت

وسـيله بـه نثي نـشده موقعي كه يك اتم داراي الكترون اضافي خ . شود ميكاتيون ناميده بــارمنفي بــوده و آنيــون ناميــده دارايهــا ايــن اتــم. بارهــاي مثبــت هــسته خــود باشــد

.)12(شوند مي

عدد جرمي . در يك اتمها ننوترو و ها نپروتوعدد جرمي عبارت است از مجموع تعداد

عدد اتمي

سته اتـم بنـابراين عـدد اتمـي مـساوي بـار هـ . ها نپروتوعدد اتمي عبارت است تعداد تفاوت بين عـدد جرمـي و عـدد ترتيب بدين. شود مي نشان داده Z و با عالمت باشد مي

. باشد مي ها نواتمي مساوي تعداد نوتر

پايزوتو . شود مي كه داراي عدد اتمي يكسان ولي عدد جرمي متفاوت باشند ايزوتوپ ناميده ييها مات

شعاع اتمي با اين وجود اگر . هايت گسترده است ن دا شده تا بي تراكم الكتروني در اطراف يك اتم ج

3 مروري بر مباني اساسي شيمي

تـوان مـي شـعاع اتمـي را ، اندازه يك اتم در يك مولكـول يـا كريـستال باشـد ،مقصود . )12( كردتوصيفنزديكترين فاصله قابل دسترس به هسته يك اتم

كه بعداً خواهيم ديد اندازه شعاع اتمي عناصر نقش مهمـي در بـسياري طور همان اليه مـضاعف، هيدراسيون، ، وانفعاالت تبادل كاتيوني فعل. دنمي خاك به عهده دار از شي

.باشـند مـي وانفعاالت در فعل ها نيو اندازه تأثيردها همه تحت ييپراكندگي و تجمع كلو .است شده آورده 1-1ي مهم در جدول ها نيوشعاع كريستالي و هيدراته تعدادي از

ي مهم در خاكها نكاتيو ايه ويژگي تعدادي از 1-1جدول

يون دهپوشي آب شعاع كريستاليشعاع انومترن

عدد اتمي

وزن اتمي

Si+4 42/0 - 14 09/28

Al+3

51/0 9 13 98/26

Fe+2

74/0 - 26 84/55

Fe+3 64/0 9 26 84/55

Ca+2 99/0 3/4 20 08/40

Mg+2 66/0 2/4 12 32/24

Ba+2 35/1 4 56 36/137

K+ 33/1 3/3 19 1/39

Rb+2

48/1 3/3 37 48/85

ظرفيت

كـه )يامعـادل آن (ي هيـدروژني ها ماتظرفيت يك اتم يا يك عنصر عبارت است تعداد يـك وسـيله بهيا بتواند ) بودن منفيدر صورت . (بتواند با يك اتم آن عنصر تركيب شود

هـا ظرفيت تركيبـي اتـم هندهد نشانعبارت ساده ظرفيت به. اتم آن عنصر جايگزين شود . باشـند مـي يي كه داراي كمترين ظرفيت تركيبي هستند داراي ظرفيت يـك ها مات . ستا


. باشـند مـي ي ظرفيتي آن اتـم ها نالكتروها اعداد صحيح بوده و مربوط به تعداد ظرفيت .كنند مي هستند كه در فعل و انفعاالت شيميايي شركت ييها نآي ظرفيت ها نالكترو

واالن ن اكيوز

عناصري كـه در . تقسيم بر ظرفيت )مولكولي ( وزن اتمي از عبارت است واالن اكيوزن هميــشه بــا اوزانــي متناســب بــا وزن كننــد مــييــك فعــل و انفعــال شــيميايي شــركت

واالن برابـر يك اكي ، ي يك ظرفيتي ها نيودر مورد .شوند ميواالنشان با هم تركيب اكي بستگي به فعل و انفعـال واالن اكي وزن چندظرفيتيي ها نيومورد در .با يك مول است

: دارد 1Eq = 1mol H+ + H2Po4 H3Po4 1Eq = 1/2mol 2H+ + H2Po4

-2 H3Po4 1Eq = 1/3mol 3H+ + H2Po4

-3 H3Po4

توان مي را واالن اكي وزن ها كمپلكس و تشكيل گذاري رسوبدر فعل و انفعاالت .آورد دست بهل و انفعال مستقيماً از فع

Ag+ + CN- AgCN Eq= 1mol Ag+ + 2CN Ag(CN)-

2 Eq=2mol

اكسيداسيون و احيا ظرفيـت برابـر تغييـر عـدد اكـسيداسيون ها واكنشفعل و در تيتراسيون آهن فرو به آهـن فريـك بـا اسـتفاده از يـك مثال در واكنش عنوان به .عنصر

.كند مي تغيير 3 به 2 از اكسيدكننده عدد اكسيداسيون آهن

Eq=1mol Fe+2 Fe+3

اكسيداسيون فلز آهن به آهن فريك در

Eq=1/3mol Fe+3 Fe

اكسيدكننده در محيط اسيدي مـورد اسـتفاده عنوان به حجمي كه پرمنگنات ها واكنشدر .گيرد ميقرار

Eq=1/5mol Mn+2 Mno

5 مروري بر مباني اساسي شيمي

دگير ميدر محيط خنثي واكنش زير صورت

Eq=1/3mol MnO2 Mno4

Eq= 1/6 mol 2Cr+3 Cr2O7-2

هتنرمالي

.كند ه محلول را مشخص ميتشده در يك ليتر محلول، نرمالي ي حلها نواال تعداد اكي

ه تمالري . گويند ميه ت حل شده در يك ليتر محلول را مالرييها لموتعداد

مالليته

.ويندگ مي حالل را مالليته شده در يك كيلوگرم حليها لموتعداد

ومدفصل

فازهاي جامد غيرآلي

اي از علوم خاك است كه با تركيب شيميايي، خـصوصيات شـيميايي شيمي خاك شاخه ، از هـوا، آب ي خـاك مخلـوط نامتجانـس . شـيميايي خـاك سـروكار دارد يها واكنشو

شيميايي و ها واكنشبا شيمي خاك .باشد مي ها مارگانيسجامدات آلي و معدني و ميكرو با آب تركيـب و اكسيدكربن دي مثال عنوان به. ارتباط اين فازها با يكديگر سروكار دارد

شيميايي بين فاز جامـد و محلـول ها واكنش. در هوازدگي فازهاي جامد معدني اثر دارد . )1(دارد اثر ها آّبخاك بر رشد گياه و كيفيت

ايي در خاك كه رشد و تغذيه گياه را تحت شيمي ها واكنشصورت شيمي خاك به و اخيـراً عالقـه 1970ي هـا لسـا هر چند در اوايل . است شده متمركز دهد مي قرار تأثير

بـر هـا ن آ تـأثير ي آلـي و معـدني آب و خـاك و هـا آلودگي ةي خاك دربار ها ندا شيمي .)1(يطـي اسـت شيمي خـاك مح بر ها نكيد آ أ و ت يافته افزايشسالمتي انسان، دام و گياه

فلـزات ،مطالعه واكنش بين خاك و عناصر غذايي، مواد راديواكتيـو شيمي خاك محيطي . )1(باشد ميو تركيبات آلي شيميايي

مثال در يـك خـاك عنوان به. است شده تشكيلاز گ جامد، مايع و فاز سه خاك از حجمي رصد د 50آل است افق سطحي داراي حدود سيلتي كه براي رشد گياه ايده لومي

) هـوا ( فاز گازي درصد20-30 ،) درصد آلي 5 معدني و درصد 45در حدود (فاز جامد و آب در خلـل و فـرج خـاك ) هـوا (البتـه توزيـع گـاز .باشـد مي آب درصد 20-30و معدني و هاي بخش. د بسته به شرايط آب و هوايي و فاكتورهاي ديگر تغيير كند توان مي

اما اين نكته را بايستي در . دنگير نه مورد بحث قرار مي جداگا طور بهآلي فاز جامد خاك


معـدني و آلـي اسـت و در نتيجـه هـاي بخـش نظر داشت كه فاز جامد خاك تركيبي از . باشد مي بخش در خاك وخواص فاز جامد خاك برآيند خصوصيات اين د

. اسـت شده آورده 1-2دهنده خاك در جدول مقدار متوسط و رنج عناصر تشكيل ، كـربن ، آهـن ،آلومينيم ، سيليسيم ، اكسيژن ترتيب بهرا دارند مقدار ري كه بيشترين عناص

اين عناصر همچنين عناصـر اصـلي در پوسـته . باشند مي سديم و منيزيم ، پتاسيم ،كلسيم مقـدار . ترين عنصر در پوسته زمين و خاك است اكسيژن غالب . زمين و رسوبات هستند

درصـد پوسـته 90 زمين و از نظر حجمي بـيش از وزني از پوسته درصد 47آن حدود . )12و1( دهد ميزمين را تشكيل

خـصوصيات . دهند مي درصد تركيبات جامد را تشكيل 90 بيش از ها خاكتركيبات معدني . دارندتأثيرهاي خاك فرايند و ها واكنش خصوصيات بار بر و نظير اندازه، سطح ويژهها نآ

كـه در انـدازه 2 ثانويـه يها كاني و 1 اوليه يها كانيل شام ها خاكتركيبات معدني هـا سـنگ و ) متـر ميلي 2شتر از يب(تا سنگريزه ) ميكرومتر 2كمتر از (دي ييي كلو ها رس

يك كاني عبارت است از تركيب معدني طبيعي، با خصوصيات فيزيكـي و . وجود دارند از مـواد شدن و بلوري كاني اوليه كاني است كه پس از رسوب . شيميايي و بلوري معين

هارتز و فلدسـپار ا اوليـه معمـول در خـاك شـامل كـو يهـا كـاني . مذاب تغييري نكنـد اوليه ديگر كـه در مقـادير كمتـري در خـاك وجـود دارنـد، شـامل يها كاني. باشند مي

بيـشتر در بخـش شـن اوليـه يهـا كـاني . و اوليـوين هـا لآمفيبـو ، ميكاهـا، ها نپيروكس(2-0.05mm) و سيلت (0.002-0.05mm) امـا ممكـن اسـت در . وجود دارنـد ها خاك

.)12(ي شديداً هوازده نيز وجود داشته باشندها خاكبخش رس تغييـر در وسـيله به ها كانياين . باشند مي اوليه يها كانيهوازدگي ثانويه يها كاني

يهـا يكان. آيند مي وجود به اوليه يها كانيگي يد محصوالت هواد بساختمان يا از رسو و موريلونيـت مونـت شـامل كائولينيـت و هـا تسيليكا آلومينو ها خاكثانويه معمول در

سـولفور و يهـا كانيها و انفشكل نظير آلو مواد بي ، و هيدروكسيدهاي عناصر اكسيدها ولـي ،شـوند مـي ثانويه غالبـاً در بخـش رس خـاك يافـت يها كاني. باشند ميكربنات

.)12(نيز وجود داشته باشندند در بخش سيلت خاك توان مي

1. Primary minerals

2. Secondary minerals

يفازهاي جامد غيرآل 9

)1(مقادير عناصر در خاك 1-2جدول

دامنه ميانگين عنصر دامنه ميانگين عنصرAl 71000 300000 - 10000 V 90 500 -3 As 6 40-1/0 Y 40 250 -10 B 20 270 -2 Yb 3 12-04/0 Ba 500 3000-1000 Zn 90 900 -1 Be 3/0 40-01/0 Zr 400 2000-60 Br 10 110 -1

C 7000- 500000 20000 كل Ca 15000 500000 -700 Cd 35/0 2 -01/0 Cl 100 1800-8 Co 8 65-05/0 Cr 70 1500-5 Cs 4 20-3/0 Cu 30 250 -2 F 200 700 -20 Fe 40000 550000 -2000 Ga 20 100 -2 Ge 1 50-1/0 Hg 06/0 5/0-01/0 I 5 25-1/0 K 14000 3700-80 La 40 180 -2 Li 25 350 -3

Mg 5000 9000-400 Mn 1000 1000-20 Mo 2/1 40-1/0 N 2000 5000-200 Na 5000 25000 -150 Nb 10 300 -6 Nd 35 63-4 Ni 50 750 -2 O 490000 - P 800 5300-35

Pb 35 300 -2 Rb 150 1000-20

S )30-1600 700 )كل Sb 1 10-2/0 Sc 7 55-5/0 Se 4/0 - Si 330000 410000 -250000 Sn 4 200 -1 Sr 250 2000-4 Th 9 - Ti 5000 25000 -150 U 2 9 -7/0


اوليهيها كاني. آيند مي وجود به )موادسنگي ( فيزيكي مواد مادري شدن اوليه در خاك از خرد يها كاني. وجـود دارنـد هـا خـاك گفته شد در بخش سيلت و شن قبالً كه طور همان ها كانياين نقـش هـا خـاك مقدار الكتروليـت و اوليه در حاصلخيزي يها كانيگي شيميايي يدهوادي هـا سـنگ مقـدار فلدسـپارها در . از كانيه اوليه غالب در خاك هستند ها رفلدسپا. دارند

. باشـد مـي درصـد وزنـي 5/11 و 30 ، 3/59 ترتيـب بـه ماسـه سـنگ و ها لآذرين، شي فلدسـپارها منبـع مهـم پتاسـيم در . ي دگرگوني حاوي فلدسپار هستند ها سنگهمچنين

. دهنـد مـي خاك هستند و اغلب بخش بزرگي از پتاسيم ساختماني را در خاك تـشكيل :شوند مي تقسيم فلدسپارها به دو گروه اصلي

.است NaAlSi3O8 تا KAlSi3O8يايي كه شامل فلدسپارهاي قل .1 .باشند مي NaAlSi3O8 تا CaAl2Si2O8 كه تركيباتي با فرمول هاالزوكپالژي .2 . فرعـي در خـاك هـستند يهـا كـاني از هـا لآمفيبـو و ها نروكسيپ ، گروه اليوين

زنجيـري ساختمان تك رايمنيزيم هستند كه دا و فر يها كاني از ها لآمفيبو و ها نروكسيپي آذريـن را ها سنگ درصد وزني 8/16 ها نروكسيپ و ها لآمفيبو. باشند ميزنجيري و دو

ي آذرين وجود داشته كه مقدار آن ها سنگ در )2SiO4(MgFe) (اليوين. دهند ميتشكيل .)1(كمتر است ها لآمفيبو و ها نروكسيپاز

در حاصـلخيزي اوليـه نقـش زيـادي يها كانيگي يد كه گفته شد هواد طور همان شـيميايي محلـول هـاي گونـه هـا كاني اي هدر زمره محصوالت اصلي تجزي . خاك دارند

Fe2+، Mn2+، Ca2+،Mg2+، K+،Na2+ ي فلـزي نظيـر ها نكاتيو. باشند مي در محلول خاك

Zn2+ ، Cu2+ ، Co2+ گي در يد هوادوسيله به اوليه وجود دارند يها كاني كه مقدار آن در قابـل جـذب هـستند و راحتـي بهد شده اتمام اين عناصر آز. شوند ميمحلول خاك آزاد

.)8( سديم براي تغذيه گياه ضروري هستندغير از به

ثانويه يها كاني حاصـل از رسـوب يهـا كـاني ، سـيليكاتي يهـا كـاني ثانويه در خاك شـامل يها كاني

يهـا انيكـ ، شـكل مـواد بـي ،هيدروكـسيدها اكـسي ، هيدروكـسيدها ، اكسيدها ،ييشيميا ).8(باشند مي كربنات، سولفات و هاليد


هاليديها كاني) CaCo3( كلـسيت ،)CaSo4.2H2O( مييپسچ ،(NaCl) ليت ها خاك اصلي اين گروه در يها كاني

در ايـن . باشـد مي ساده در اين گروه نسبتاً ها كاني ساختمان .باشند مي )CaMg)Co3 دولوميت وتـرين در زمره نرم ها كانياين . باشد مي غالباً يوني ها نيوو آن ها نكاتيو پيوند بين ها كاني

فيزيكـي و هـاي پروسـه وسـيله بـه راحتـي بـه در خاك هستند و ها كاني ترين محلولو رطـوب م در نواحي خشك و در نـواحي اساساً ها كانياين . شوند ميديده شيميايي هوا

. )8( شده وجود دارندي جواني كه هواديدگي به مقدار كمي انجامها خاكدر ايـن . شـود مي خشك متراكم ها محيط كاني اين گروه فقط در ترين محلولهاليت

حالليـت . باشد ميي اريدي سول ها خاكدر افق ساليك موجود يها كانيكاني يكي از ي نـواحي هـا خاكاما اين كاني نيز فقط در . باشند ميه كمتر از هاليت ب مرت 100 چيپسيم

ي اريـدي سـول هـا خـاك كـاني اصـلي در افـق چيپـسيك سيمپچي. ردخشك وجود دا اي ه كربناته معمول هستند كه در رنـج گـسترد يها كانيدولوميت از و كلسيت . باشد مي

خـشك در پروفيـل خـاك نـواحي خـشك و نيمـه هـا كانياين . وجود دارند ها از خاك گ آهك يا از مواد مادري از سن ها خاك كربناته در تعدادي از يها كاني. كنند ميرسوب

.)8(اند رسيدهآهكي ديگر به ارث

سولفيدها اي ه وجود ندارد، اما حضور آن باعث ايجاد مشكالت ويژ ها خاك در تمام (FeS)ريت يپ

.كنـد ريت در نواحي جزرومدي و دلتاي رودخانه نواحي ساحلي رسوب مـي يپ. شود مي هـاي محـيط ريـت در يپ. دارد نـازك زغـال سـنگ وجـود هـاي رگهريت همچنين در يپ

.)8(شود مي تبديل چيپسيميت و س كاني جارو، H2So4 به ، اكسيدي ناپايدار بوده

هيدروكسيدها و اكسي هيدروكسيدها ،اكسيدها شـكل بـه هـا نيـو و آن هـا نكاتيو شدن گي و آزاد يد اوليه در مدت هواد يها كانيتجزيه

يهـا كاني منگنز آهن و ،آلومينيم ويژه بهر چندين عنص . شوند مي پايدار تركيب يها كاني كه در محـيط خـاك دهند مي را تشكيل دي و اكسي هيدروكسي ديسيدي، هيدروكسي كا

.پايدار هستند


آهناكسيدهاي ند در تمام پروفيل خاك توزيع شوند يا در يك افق ويژه متمركز توان مياكسيدهاي آهن

و باشند ها شكافي شن يا ها هبر روي دان هايي پوشش صورت بهند توان مي ها ناي. شوند . ذرات ريـز مجـزا باشـند صـورت بـه هـا يـا كننـده خاكدانـه تركيب متصل صورت بهيا

ويـت تنمگ ،هماتيـت ،دوكروسـيت يلپ ، اكـسيدهاي آهـن خـاك گئوتيـت تـرين معمول ).8(باشند مي هيدريت فري

پنج كاني ديگر كه ليدرحا اوليه وجود دارد يها كاني مانده باقي صورت به يتتمگن . باشند ميحاصل تشكيل خاك

و شرايط اقليمي مختلف ها خاك است و در بيشتر آهن كاني ترين معمولگئوتيت . استها خاك در بيشتر اي هرنگ آن زرد و مسئول ايجاد رنگ زرد قهو. وجود دارد

حي ي هيدرومرفيك نوا ها خاكدوكروسيت كمتر معمول است تا گئوتيت و در يلپ . معتدل مرطوب وجود دارد كه غالباً در ارتباط با گئوتيت است

مـسئول رنـگ . ي نواحي خشك و گرمـسيري اسـت ها خاكهماتيت كاني معمول در .غالباً در ارتباط با گئوتيت وجود داردكاني اين باشد مي اين كاني ها خاكقرمز بيشتر

در ويـژه بهگرمسيري و نيمه ي شديداً هواديده نواحي گرمسيري ها خاكمگهميت در از هواديـدگي ها خاكآهن در .باشند ميي دگرگوني بازي ها سنگه از شد ي تشكيل ها خاك

. )8(گيرد منشاء ميباشد مي IIي حاوي آهن كه عموماً به شكل آهن ها تسيليكا

اكسيدهاي منگنز ن هـ ظير اكسيدهاي آ ن. وجود دارد سه و چهار ظرفيتي ،منگنز دو صورت بهمنگنز در طبيعت ـ پوشـش ،ها شكاف رسوب در صورت به همچنين اكسيدهاي منگنز و هـا هي بـر روي خاكدان

اگرچـه تعـداد زيـادي . ي خـاك وجـود دارنـد ها هاندكننده در خاك يك ماده سيمان عنوان به مهـم يها كاني. وجود دارند ها خاك اكسيد منگنز شناخته شده فقط تعداد كمي در يها كاني

).8(باشند مي و رودوكروسيتمانگانيت ،پيرولوسيت ها خاكر منگنز د

آلومينيمهيدروكسيدهاي اكسي هيدروكسيدها وهيدروكـسيدهاي بلـوري . در طبيعت وجود دارند آلومينيمتعدادي از اكسيدهاي بلوري


ـ فقـط .رنـد ا وجـود د يبسيتگيت و ا نورسترند ، بايريت به سه صورت آلومينيم سيت در گيب بلوري به دو شكل دياسپور و بوهميـت آلومينيماكسي هيدروكسيدهاي . د دارد وجو ها خاك

).8(وجود دارند

سيليكاتييها كاني يهـا كـاني امـا . شـوند مـي متعـدد تـشكيل يهـا كـاني اجزاء معدني فاز جامد خاك از

يهـا كـاني درصـد 40 تقريبـاً . هـستند ها كانيسيليكاتي گروه نسبتاً زياد و با اهميتي از هـا تسيليكاي آذرين را ها سنگ يها كاني بيشتر كه طوري به. هستند ها تسيليكامول مع

ذرين يا دگرگوني به ارث رسيده كـه آي ها سنگ سيليكاتي از يها كاني. دهند ميتشكيل ثانويه كـه از محـصوالت يها كانيگيريم و همچنين اوليه در نظر مي يها كاني عنوان به

بنــابراين درك خــصوصيات اجــزاء . انــد وجــود آمــده هبــ اوليــه يهــا كــانيگي يــدهواد . سيليكاتي ميسر نيستيها كانيدهنده قسمت فعال خاك بدون درك ساختمان تشكيل

شيمي بلورهاي سيليكاتيگر بخواهيم شيمي بلورهاي سيليكاتي را شرح دهيم بايد ببينـيم انـواع پيونـدهاي شـيميايي ا

آيـد كـه توزيـع وجود مـي ه پيوند شيميايي ب شوند يم تركيب ها مات موقعي كه . چگونه است شده تـابعي از نوع پيوند تشكيل . گردد ي مدارهاي ظرفيت را شامل مي ها نالكتروجديدي از

. )12(در شيمي چهار نوع پيوند داريم. باشد ميي تركيب شده ها ماتساختمان الكترونيكي -Clر الكتريكـي مخـالف نظيـر ي بـا بـا ها نيو اين نوع پيوند بين .پيوند يوني .1

حاصـل ها نالكترودادن كامل يي با گرفتن يا ازدست ها نيوچنين . آيند مي وجود به +Naو. باشـند مـي پيوند يوني قـوي بـوده و تركيبـات يـوني داراي نقطـه ذوب بـاال . شوند مي

ي يعني در تمام جهات و به يك اندازه اعمال انرژ . باشند ميپيوندهاي يوني بدون جهت ي مجـاور داراي بـار مخـالف هـا نيـو در اين پيوند ظرفيت يك يون بين كليـه . كنند مي

. )12(شود ميتقسيم ي عناصـر داراي هـا ماتـ ي يك عنصر يا ها ماتبين اين پيوند .پيوند كوواالنت .2

C،CH4،F2خواص مشابه چون -،H2O) پيوند كوواالنت در اثـر . شود ميتشكيل )الماس

در مثالً. آيد مي وجود بهشده ي تركيب ها ماتهاي الكتروني بين جفت شتنابه اشتراك گذ


طرف و اكسيژن از طـرف ديگـر از يك Hي ها ماتي آب پيوند كوواالنت بين ها لمولكومعني كه انرژي بدين ،پيوند كوواالنت قوي است اما داراي جهت است .گردد ميتشكيل

ي داراي پيوند كوواالنـت ها لمولكو. شود مي ن پيوند در تمام جهات به يك اندازه اعمال يـك وسـيله بـه دو اتم متفـاوت كه درصورتي. دارند شدن تمايل بسيار كمي براي يونيزه

متقارن در پيرامـون طور به چگالي الكترون .شوند ميپيوند كوواالنسي به يكديگر متصل تري بـراي جـذب اكسيژن توانايي بيـش در مولكول آب كه . دو هسته توزيع نخواهد شد

در نتيجـه ابـر . شـوند مـي اتم اكسيژن جـذب وسيله به بيشتر ها نالكترو ، دارد ها نالكترو بـارمنفي مولكـول طـرف اكـسيژن در .تر اسـت الكتروني در پيرامون اتم اكسيژن چگال

اتم هيدروژن بايد داراي بار مثبت مـساوي ، خنثي است H2Oچون مولكول . دارد ييجزين پيوندي با قطب مثبت و منفي پيونـد كوواالنـسي قطبـي چن. ژن باشد سيكبا بار منفي ا

تـر هر قدر اختالف دو اتم در جذب الكترون بيشتر باشـد پيونـد قطبـي . شود ميناميده . )12(شود مي

دادن الكترون دارد و اتـم اتم فلز ميل به ازدست فلزات با نافلزات، هاي كنشوادر و شـود مـي ل نتقـ الكتـرون م هـا واكـنش در نتيجه طي اين . نافلز ميل به گرفتن الكترون

هـا ماتـ هاي نافلزات بر هم اثر كنند، چون ايـن وقتي اتم .آيند مي وجود بهتركيبات يوني بـراي ) دو اتم از يك عنصر را در نظر بگيـريم كه هنگامييا جاذبه يكسان (جاذبه مشابه

به جاي انتقال .گيرد مي اتم ديگر صورت ن انتقال الكترون از يك اتم به ها دارند، الكترون و مولكـول شـوند مـي بـه اشـتراك گذاشـته هـا نالكتروالكترون از يك اتم به اتم ديگر

. )18(شود ميتشكيل پيوند شيميايي در بيشتر تركيبات از نظر خصلت حد واسط بين پيوند كوواالنسي

شود مي مشاهده يدر تركيبات بهترين مثال پيوند يوني . خالص و پيوند يوني خالص است ا ميل شـديد بـراي بو يك نافلز ) نظير سزيم (كه از يك فلز با انرژي يونش بسيار پايين

ي هـا لمولكـو االنس خالص را در وپيوند كو . باشد شده تشكيل) F مثالً(گرفتن الكترون .)18( مشاهده كردتوان مي Cl2شده از دو اتم يكسان مانند تشكيل N ، Oوژن و دو اتم شديداً الكترونگاتيو چون ر اين پيوند بين يون هيد .يروژنپيوند هيد .3

هـذا در مـع . باشـد مـي پيوند هيدروژني اساساً يك پيوند ضعيف الكترواستاتيك . افتد اتفاق ميF وـاني نظيـر حاوي اكسيژن يها لساختمان كريستا ـا ك ـيليكاتي مهـم اسـت يه تعـدادي از ايـن . س


. )12( هاي مجاور را با قدرت زياد به يكديگر مربوط سازد ند اليهوانت ميپيوندهاي ضعيف . گيرنـد سرچـشمه مـي هـا ن اين نيروها از حركـت الكتـرو .سپيوند واندروال .4

. شـوند مياالنت پوشيده و پيوندهاي قوي يوني يا كو وسيله بهپيوندهاي واندروال عموماً .)12( قرار دهد تأثير را تحتها لمولكوت بعضي ااما ممكن است خصوصي

تي سيليكايها كانيساختمان سـيليكاتي را تـشكيل يها كاني اساس ساختماني وجهي هشت و وجهيواحدهاي چهار

كه در اطـراف يـك اتـم O-2 چهارپيوند از ساختمان چهاروجهي عبارت است . دهند ميSi+4 قرار گرفته و تشكيل واحدي با فرمول SiO4

ترواسـتاتيكي قدرت الك . دهند مي را 4-بـراي واحـد ) شـده بار كاتيون تقـسيم بـر تعـداد پيونـدهايي كـه بـا آن تـشكيل (د نپيو

است كـه در -OH شامل شش آنيون وجهي هشتساختمان . است يك برابر چهاروجهيقدرت الكترواستاتيكي پيوند بسته بـه . دهند مياطراف يك كاتيون مركزي پيوند تشكيل

. )1-2شكل (كند مي تغيير 3/1 تا 2/1از مركزي كاتيون بار الكتريكي

)ب(وجهي هشتو ) الف( چهار واحدهايساختمان 1-2شكل

يـا وجهي هشتواحد مركز دربتواند ن است كه كاتيون اي هكنند شعاع يوني تعيين ها بسته به عدد اتمي و وضعيت اكـسيداسيون و يون ها مات اندازه .گيرد قرار چهاروجهي

آورده 1-1 در جدول ي رس يها كانيان مي معمول در ساخت ها نيو شعاع . متفاوت است .)12( است شده

از حفـره تر كوچك چهاروجهيحفره موجود در واحد براساس مطالعات بلورشناسي كه بدون فشار اي كرهين تر بزرگبه عبارت ديگر . است وجهي هشتواحد مركز موجود در اسـت كـه اي كـره از تـر كوچـك قرار بگيرد چهاروجهيد در مركز واحد توان ميبه اكسيژن


ين تـر بـزرگ محاسـبه نـشان داد با توان مي. قرار بگيرد وجهي هشتواحد مركز د در توان ميبرابر شعاع اكـسيژن 414/0 شعاع آن ، قرار گيرد چهاروجهي در مركز واحد كه بتواند اي كره

به عبارت . عاع يون اكسيژن است برابر ش 732/0 شعاع اين كره وجهي هشتدر واحد . است و در 414/0 بايـد كمتـر از چهاروجهيديگر نسبت شعاع كاتيون به شعاع اكسيژن در واحد

. )13( باشد732/0 بايد كمتر از اين نسبتوجهي هشتواحد در واحـد Si+4 كمتـر و 414/0اين نسبت از . باشد مي Si+4 278/0اين نسبت در

414/0ايـن نـسبت از . باشـد مي Mg+2 471/0اين نسبت در . گيرد مي قرار چهاروجهي اما چون اين نـسبت كمتـر از ،گيرد مي قرار ن چهاروجهي در واحد +Mg2بيشتر بنابراين

نزديـك Al+3ايـن نـسبت در . گيـرد مي قرار وجهي هشت است منيزيم در واحد 732/0ـ مـي Alبنـابراين . باشـد مي 414/0 هـم در واحـد و چهـاروجهي د هـم در واحـد توان

مركـز در دما و فشار كـم در مـدت تـشكيل كـاني در آلومينيم. قرار بگيرد وجهي هشت . )13(گيرد ميقرار چهاروجهي و در دما و فشار زياد در مركز واحد وجهي هشتواحد عـدد . گـردد مـي ورديناسـيون تعيـين ئي اطراف يك كـاتيون بـا عـدد ك ها نيوتعداد آن

و ارتبـاطي بـا گردد مي خود با نسبت شعاع كاتيون به آنيون مشخص ورديناسيون نيز به نوبه ئك ارتباط نـسبت شـعاع كـاتيون بـه اكـسيژن و عـدد 2-2 در جدول .بار الكتريكي كاتيون ندارد

.است شده نشان داده ها نكاتيو در اطراف ها نيوكئورديناسيون و آرايش هندسي آن

شكل همجانشيني افتد عبارت اسـت از جـايگزيني اتفاق مي ها كانيشكيل كه در موقع ت شكل همجانشيني

ديگر در شبكه بلوري، بدون ايجاد گـسيختگي در سـاختار اندازه هميك اتم توسط اتم نـد توان مـي ها نكاتيوكننده آن است كه كدام لذا، اندازه شعاع كاتيوني تعيين .بلوري كاني

). 12( جانشين شوندوجهي هشتدر واحدهاي چهاروجهي و

)12( ها ن در اطراف كاتيوها ن عدد كئورديناسيون و آرايش هندسي آنيو2-2جدول

آرايش هندسي عدد هم آرايي نسبت شعاعي سه ضلعي 3 15/0- 22/0 چهاروجهي 4 22/0- 41/0 هشت وجهي 6 41/0- 73/0 مكعبي 8 73/0- 00/1

هشت وجهي مكعبي 12 00/1


در ساختمان كاني قاعده كلي است نـه جايگزيني يك عنصر به جاي عنصر ديگر ـ ها ني كه در آ يها كانياستثنا و نـدرت مـشاهده ه هيچ جايگزيني صورت نگرفته باشد ب

و تغييـرات زيـادي بعـد از دهد مي رخ كانيچنين جايگزيني در زمان تشكيل . دنشو ميكـه ي زيـادي اتفـاق افتد ها نيو ممكن است بين شكل همجايگزيني . شود ميآن ايجاد ن

بارهـاي . نـدارد هـا ن داشته و ارتبـاطي بـه بـار الكتريكـي آ ها ن يوني آ ةبستگي به انداز ديگـري در زمـان هـم جـايگزيني وسـيله بهالكتريكي حاصل از جايگزيني ممكن است

.)12(ي مختلف كاني خنثي شودها تدر قسم ها نيو جذب وسيله بهساختمان كاني يا به جاي Al+3نداز ا سيليكاتي عبارت يها كاني جايگزيني در ساختمان ترين معمول

Si+4 و چهاروجهي واحد در Fe+2،Mg+2 يا Fe+3 به جاي Al+3 وجهـي هشت واحد در. ي داراي بار الكتريكي متفاوت باعث ايجاد بـار الكتريكـي اضـافي ها نيوجايگزيني بين

. )12(گوييم مياي اليهن بار به آ كه شود مي كاني منفي در يامثبت كه در سه بعد و با فواصل منظم ها نيوترتيب خاصي از از عبارت است كانييك را واحـد سـلولي كـاني بعدي تكرارشونده يـك ين واحد سه تر كوچك. شوند مي تكرار

c و بعـد عمـودي a و b بـا تكـرار در ابعـاد افقـي معموالًيك واحد سلولي . گويند مي اما واحـد سـلولي در . متغير است c بعد ، دهشون منبسط يها كانيبراي . شود ميتعريف

.)12(باشد مي براي يك كاني خاص ثابت a و bابعاد

سيليكاتي يها كانيبندي طبقه مياكسيژن در اطراف يك سيليس تركيب چهار قوي بين اكسيژن و سيليسيم پيونددليل به

گفته شد به اين واحـد قبالً چنانچه . موجود است ي سيليكات يها كاني در ساختمان كليه ي مـشترك بـه هـم هـا ن اكـسيژ وسـيله بـه منفرد هاي چهاروجهي .گويند مي چهاروجهي

واحدهاي چندين نوع قرارگرفتن . آورند وجود مي ي را به تر پيچيده يها نشده و ساختما متصل سـيليكاتي يهـا كـاني بنـدي وجود دارد كه اين ترتيب قرارگـرفتن اسـاس طبقـه چهاروجهي

.)2-2جدول ( شوند مي تقسيم هفت گروه سيليكاتي به يها كانياساس براين.باشد مي

ها تسيليكانزو. 1ـ منفرد وجود دار صورت به ها چهاروجهي ها تسيليكا گروه از در اين فرمـول واحـد . دن


SiO4 ها كاني اين گروه از ساختماني كاني مهم اين گـروه اليـوين بـا فرمـول . باشد مي 4-

(MgFe)2SiO4 20(اشدب مي( .

ها تسيليكاسورو. 2شده و يك واحد سـاختماني به هم متصل چهاروجهي دو واحد ها تسيليكاگروه از در اين

(Si2O7) ها كانيگروه از فرمول واحد ساختماني اين . آورند مي وجود بهكـاني . باشـد مـي ، 6-

.)20(اشدب مي ,Al)Fe)Al2O(SiO4)Si2O7)(OH) Ca2 با فرمولاپيدوتمهم اين گروه

)20(هاي سيليكاتي بندي كاني طبقه 3-2جدول

گروه دحوا

ساختماني ال فرمول ايده كاني

ها تنزوسيليكا

(SiO4)-4

اوليوين

(MgFe)2SiO4

Mg2SiO4 فورستريت

Fe2SiO4 فاياليت

ZrSiO4 زيركون

CaTiO(SiO4) اسفن

Al2SiO4 توپاز ، F,OH)2

X3 گارنتز 2 4 3Y (SiO ) X=Ca, Mg+2, Fe+2,Mn+2 Y=Al ,FeCr , Cr ، +3 +3

(Si2O7) ها تسوروسيليكا Ca2(Al, Fe)Al2O(SiO4)(Si2O7)(OH) اپيدوت 6-

(Si6O18) ها تسيكلوسيليكا Be3Al2(Si6O18) بريل -12

6(BO3)(Si6O18)(OH)4(Al, Fe, Mn) (Li, Mg, Al) (Na, Ca) تورمالين

ها تاينوسيليكا )جيريزن تك(

(SiO3) ها نپيروكس -2

Mg،Fe، Al)(Si،Al)2O6 (Ca،Na) اوژيت

MgSiO3 انستاتيت

SiO3(Mg،Fe) هيپراستن

CaMgSi2O6 ديوپسيد

CaFeSi2O6 هدنبرگيت

پيروكسنوئيد

CaSiO3 ووالستونيت

MnSiO3 رودونيت

ها تاينوسيليكا(Si4O11) )دوزنجيري(

ها لآمفيبو -6

2-3(Mg،Fe،Al)5Si6(Si،Al)2O22(OH)2(Ca،Na) هورنبالند

Ca2Mg5Si8O22(OH)2 ترموليت


3-2ادامه جدول

گروه دحوا

ساختماني ال فرمول ايده كاني

Ca2(Mg،Fe)5Si8O22(OH)2 اكتينوليت

كومينگ تونيت

(Mg،Fe)7Si8O22(OH)2

Fe7Si8O22(OH)2 گرونريت

رسي هاي كاني

(Si2O5) ها تفيلوسيليكا2-

ميكاها

K(Mg،Fe)3(AlSi3O10)(OH)2 بيوتيت

KAl2(AlSi3O10)(OH)2 مسكوويت

KMg3(AlSi3O10)(OH)2 فلوگوپايت

3(Si3Al)4O10(OH)2 (Mg Fe)3(OH)6(Mg,e) كلريت

Mg3Si4O10(OH)2 تالك

Al2Si4O10(OH)2 پيروفيليت

Al2Si2O5(OH)4 كائولينيت

متغير اسمكتيت

متغير كوليت ورمي

ها نسرپانتي

Mg3Si2O5(OH)4 گوريت آنتي

Mg3Si2O5(OH)4 كريزوتيل

(SiO2) ها تتكتوسيليكا فلدسپارها 0

KAlSi3O8 ارتوكالز

NaAlSi3O8 آلبيت

CaAl2Si2O8 آنورتيت

SiO2گروه

SiO2 كوآرتز

ها تزئولي

NaAlSi2O6.H2O يمآنالس

24H2O.(Al6Si30O72)(Na3K3) كلينوپتيلوليت

فلدسپاتوئيدها

AlSiO4 ( Na,k) نفلن

ها تسيليكاسيكلو .3

شـده و يـك واحـد بـه هـم متـصل چهـاروجهي واحـد 6 هـا تسيليكاگروه از در اين


(Si6O18) هـا كـاني گـروه از فرمول واحد ساختاني ايـن . آورند مي وجود بهساختماني -12

. )20(باشد مي Be3Al2 (Si6O18) با فرمول بريلكاني مهم اين گروه . باشد مي

ها تسيليكااينو. 4شـده و تـشكيل يـك به هـم متـصل چهاروجهي واحدهاي ها تسيليكا گروه از در اين

).20(شوند مي به دو گروه تقسيم ها تسيليكا اين گروه از .دهند ميزنجيره را صـورت بـه زنجيـر هـا كاني اين گروه از در .زنجيري ي تك ها تيليكاساينو )الف

(SiO3) اي هزنجيـر تـك يهـا كـاني فرمول واحد ساختماني . است منفرداز . باشـد مـي 2-

.)20(باشد مي MgSiO3انستاتيت با فرمول ي مهم اين گروهها كانيدوبله رتصو به زنجير ها كاني اين گروه از در .زنجيري ي دو ها تسيليكااينو) ب

(Si4O11)اي دو زنجيره يها كانيفرمول واحد ساختماني .استي هـا كـاني از . باشد مي 6–

.)20(باشد مي هورنبلندمهم اين گروه

ها تسيليكافيلو. 5

به هم متـصل شـده و تـشكيل يـك چهاروجهي واحدهاي ها تسيليكا گروه از در اين (Si2O5) ها كانيفرمول واحد ساختماني اين . دهند ميصفحه را

.)20(باشد مي 2-

ها تسيليكاتكتو.6 بـه اشـتراك گذاشـته چهـاروجهي هر چهار اكسيژن واحـد ها تسيليكاگروه از در اين

ي مهم ايـن ها كاني. باشد مي SiO2 ها كاني اين گروه از فرمول واحد ساختماني . شود مي .)20(باشد ميرتز اگروه فلدسپارها و كو

ي هـا ن هـر چـه تعـداد اكـسيژ دهـد مي نشان ها تيكاسيلفرمول واحد ساختماني بـراي 4/1ي كه ايـن نـسبت از طور به. يابد مي افزايش Si/Oمشترك بيشتر شود نسبت

. يابد ميافزايش براي كوارتز 2/1 بهها ك چهاروجهيت بيـشتر Si/Oرويـم نـسبت مـي ها تسيليكاتكتو به طرف ها تسيليكانزو وقتي از

نسبت افزايش يابد مقاومـت كـاني در برابـر هواديـدگي افـزايش و هر چه اين شود ميو كننده پايداري كاني در برابر هواديـدگي اسـت يكي از عوامل تعيين عامل اين. يابد مي


. دارندتأثير ها كانيعوامل ديگري نيز بر هواديدگي ميكاهـا، ، هـا لآمفيبـو ، هـا نپيروكـس ها، ي آذرين، اليوين ها سنگ در ها كاني ترين معمول

. غالب هستند ها خاك اوليه در بخش سيلت و شن يها كانياين . باشند ميفلدسپارها و كوارتز .)12( دن فيلوسيليكاتي غالب هستيها كانيدر بخش رس بيشتر خاك

2 از تـر كوچـك هـا ن اسـت كـه انـدازه آ غيرآلـي رس يك واژه كلي براي مـواد كاني خاصي است كه اصـوالً در بخـش ي رس كه منظور از كاني درحالي. ميكرومتر است

هـاي بعـدي خـواهيم ديـد، ي كه در ايـن فـصل و فـصل طور به. رس خاك وجود دارد شـگرفي بـر تعـداد زيـادي از تـأثير ) هـا فيلوسـيليكات ( رس ثانويـه يهـا كانيشك بي

). 12(هاي خاك دارندفرايند و شيميايي ها واكنش

فيلوسيليكاتييها كانيساختمان

وجهي هشتچهاروجهي و صفحات . خواهدشد توضيح داده وجهي هشت و چهاروجهي تشكيل صفحات ةنحودر اينجا ابتدا

وجهـي هشتچهاروجهي و هاي مختلف صفحات سپس خواهيم ديد كه چگونه تركيب . آورند مي وجود به رسي را يها كانيانواع مختلف

چهاروجهيصفحه هـا تسـيليكا صـفحه در سـاختمان تمـام فيلو صـورت به روجهياچهقرارگرفتن واحدهاي

ايجـاد چهاروجهي اشتراك سه اكسيژن واحدهاي وسيله به چهاروجهيصفحه .معمول است اي ي پايـه هـا نسيژ اك ها نبه آ ي مشترك در يك صفحه قرار دارند كه ها ناين اكسيژ . شود مي مشترك نيـست مجاور هاي چهاروجهي با چهاروجهيچهارمين اكسيژن هر واحد . گوييم مي

ـ ميو اين اكسيژن آزاد ايـن اكـسيژن بـه . )20(د بـا عناصـر ديگـر پيونـد تـشكيل دهـد توان .)2-2شكل ( گوييم مي) اكسيژن مربوط به نوك (سي أن رژغيرمشترك اكسي


)20(چهاروجهيه حصف 2-2شكل

وجهي هشتصفحه و بعـضي از هـا تكاسيلي صفحه در ساختمان فيلو صورت به وجهي هشتگرفتن واحدهاي رقرا

واحـدهاي هيدروكـسيل يهـا گـروه گذاشـتن اشتراك به اب . هيدروكسيد معمول است يها كانيبـسته بـه ظرفيـت كـاتيون در واحـد . شـود مـي تـشكيل وجهـي هـشت صفحه وجهي هشت نظيـر دوظرفيتـي يك كاتيون . وجود داردوجهي هشت دو راه براي پركردن صفحه وجهي هشتMg+2 صـفحه اين . قرار بگيرد وجهي هشت در صفحه وجهي هشتمام واحدهاي د در ت توان مي وجهي هشتزيرا از هر سه واحد . )20(شود مي ناميده اكتاهدرال يا سه جايي تري وجهي هشت

فرمـول . باشـد مي Mg(OH)2 يا Mg3(OH)6اي ين صفحه چنفرمول . است شدهسه واحد آن پر يون 6 وسيله به +Mg2هر يون . زير تعيين شود تصور بهد توان مي سه جايي وجهي هشتصفحه

مشترك است پس سـهم هـر +Mg2 بين سه يون OH-اما چون هر . شود مي احاطه هيدروكسيلدر چنـين حـالتي . باشـد مي Mg(OH)2 پس فرمول چنين واحدي .باشد مي 6 × 3/1= 2منيزيم .)20(باشد مي از نظر الكتريكي خنثي وجهي هشتصفحه در واحــدهاي Al+3ي ســه ظرفيتــي نظيــر هــا نكــاتيويگــر قرارگــرفتن ال دمــاحت از از نظر الكتريكي خنثـي باشـد، وجهي هشتبراي اينكه صفحه . باشد مي وجهي هشت


در اين .است شده پر سه ظرفيتي كاتيون وسيله به دو واحد آن وجهي هشتهر سه واحد بنابراين در صـفحه . دباش مي Al(OH)3 يا Al2(OH)6 وجهي هشتحالت فرمول صفحه

. اسـت شـده كاتيون پـر وسيله به دو واحد آن وجهي هشت از هر سه واحد وجهي هشت وجهـي هـشت فرمـول صـفحه . نـاميم مـي اكتاهدرال يا دوجايي را دي اي صفحهچنين

امـا شـود مـي احاطه -OH ةوسيل به Al+3هر . زير تعيين شود صورت بهد توان مي وجاييد 6×2/1=3 آلـومينيم پـس سـهم هـر باشـد مـي مـشترك لـومينيم آ بين دو -OHچون هر

.)3-2شكل (باشد مي Al(OH)3پس فرمول چنين واحدي . )20(باشد مي

)20(صفحه هشت وجهي 3-2شكل

فيلوسيليكاتييها كانيبندي تقسيم

يها كاني به دو گروه چهاروجهي و وجهي هشت بر پايه تعداد صفحات ها تسيليكافيلو 2:1:1 و 2:1 ،1:1در بعضي مراجع ممكن است به سه گروه . شوند مي تقسيم 2:1 و 1:1

.)12 و 8، 1(تقسيم شوند

1:1 يها كاني وجهـي هـشت و يـك صـفحه چهـاروجهي از يـك صـفحه هـا كـاني واحد ساختاني ايـن

مـشترك وجهي هشتا صفحه ب چهاروجهي اليه يسأي ر ها ن اكسيژ كه طوري بهشده، تشكيل .)4-2شكل( سه صفحه آنيوني وجود داردها كاني در ساختمان اين .)20(باشد مي


)20(1 به 1هاي ساختمان كاني 4-2شكل

چهاروجهياي صفحه ي پايهها ناولين صفحه آنيوني شامل اكسيژ. 1 و وجهـي هـشت ي مـشترك بـين صـفحه هـا ن آنيـوني شـامل اكـسيژ ةدومين صـفح . 2

وجهي هشت هاي صفحه عالوه هيدروكسيله بچهاروجهين ي مهمتـر .باشد مي وجهي هشتهاي صفحه سومين صفحه آنيوني شامل هيدروكسيل . 3

.باشند ميهالويسيت گوريت و آنتي، اين گروه كائولينيتيها كاني

كائولينيت در Al+3 يون كه طوري به بوده دوجاييكائولينيت . باشد مي كائولينيت 1:1مهمترين كاني

. وجـود دارد چهـاروجهي واحـدهاي مركز در Si+4و يون وجهي هشتواحدهاي مركز پيونـدهاي هيـدروژني بـين وسـيله بـه ي مجـاور هـا اليه از نظر الكتريكي خنثي و كاني

. )20(شوند مي به هم متصل وجهي هشتي صفحه ها هيدروكسيل و اي پايهي ها ناكسيژ و فرمـول كائولينيت بسيار كـم چهاروجهي و وجهي هشت در صفحه شكل همجانشيني

كه نـصف واحد فرمولي ولي براي سادگي از . است Al4Si4O10(OH)8واحد سلولي آن Al2Si2O5(OH)4 كائولينيـت واحـد فرمـولي پـس . كنـيم ميواحد سلولي است استفاده

گنجايش تبادل كـاتيوني ،كاني در ساختمان اين شكل هم عدم جانشيني دليل به. باشد مييي بـا مقـدار زيـادي كائولينيـت داراي هـا خـاك نـابراين ب .باشـد مـي كـم كـاني در اين

وجـود پيونـد هيـدروژني واحـدهاي دليـل بـه ها كانيدر اين . ستندي ه حاصلخيزي كم . باشـد مـي كـم هـا كـاني و بنابر سطح ويژه ايـن اند شدهساختماني محكم به هم پيوند

.)20(باشد مي آنگسترومd-space2/7 ياcبعد ضخامت كاني در

گوريت آنتي و وجهـي هـشت واحـدهاي مركز در Mg+2 يون كه طوري به بوده سه جايي گوريت آنتي


از نظـر الكتريكـي خنثـي و كاني. وجود دارد چهاروجهيواحدهاي مركز در Si+4يون ــه ــا الي ــاور ه ــهي مج ــيله ب ــسيژ وس ــين اك ــدروژني ب ــدهاي هي ــا ن پيون ــهي ه و اي پاي

در شـكل همجانشيني .)20(شوند مي به هم متصل وجهي هشتي صفحه ها هيدروكسيل بـسيار كـم و فرمـول واحـد سـلولي آن گوريت آنتي چهاروجهي و وجهي هشتصفحه

Mg6Si4O10(OH)8 كه نـصف واحـد سـلولي واحد فرمولي ولي براي سادگي از . است . باشـد مـي Mg3Si2O5(OH)4 گوريـت آنتـي واحـد فرمـولي پس . كنيم مياست استفاده

گنجايش تبادل كـاتيوني در ايـن ،ها كاني در ساختمان اين شكل همي عدم جانشين دليل بهيي با مقـدار زيـادي كائولينيـت داراي حاصـلخيزي ها خاك بنابراين .باشد مي كم ها كاني

وجود پيوند هيدروژني واحدهاي ساختماني محكـم دليل به ها كانيدر اين . ستندي ه كم ضـخامت كـاني در . باشـد مي كم ها كانين سطح ويژه اي اين و بنابر اند شدهبه هم پيوند

.)20(باشد مي آنگسترومd-space 2/7 يا c بعد

2:1 يها كاني وجهـي هـشت و يـك صـفحه چهـاروجهي شـامل دو صـفحه 2:1ي هـا كانيساختمان

قرار گرفتـه چهاروجهي در بين دو صفحه وجهي هشت صفحه يك كه طوري به. باشد ميدر . باشد مي مشترك وجهي هشت با صفحه هاروجهيچي ها ه صفح رأسيي ها نو اكسيژ

).5-2شكل ( چهارصفحه آنيوني وجود داردها كانياين چهاروجهي دو صفحه اي پايهي ها ندو صفحه آنيوني بيروني شامل اكسيژ. 1 و صفحه چهاروجهيي مشترك بين صفحه ها ندو صفحه آنيوني داخلي شامل اكسيژ . 2

براسـاس 2:1 يهـا كاني . وجهي هشتي صفحه ها لهيدروكسي عالوه به وجهي هشت بـه چنـد گـروه وجهي هشت و نوع صفحه شكل هم محل جانشيني ،اي اليهمقدار بار

.شوند ميتقسيم

)24(1 به 2هاي ساختمان كاني 5-2شكل


ت يروفيليتالك و پگروه در. باشـد مي 2:1 يها كانيت نقطه شروع خوبي براي بحث يروفيليساختمان ساده تالك و پ

. اسـت سـه جـايي كـاني وجـود دارد و بنـابراين وجهي هشت در صفحه +Mg2ني تالك اك كـاني وجـود دارد و بنـابراين وجهـي هـشت در صفحه +Al3ت ي در كاني پيروفيل كه درحالي

بنـابراين واحـد . باشـد مي +Si4 در هر دو كاني چهاروجهيصفحه كاتيون . باشد مي دوجايي. باشد مي Al2Si4O10(OH)2ت ي و براي پيروفيل Mg3Si4O10(OH)2اي تالك ل بر ا ايده يفرمول

ي دگرگوني بـه ها سنگ از معموالًت به مقدار كمي در خاك وجود دارند و يتالك و پيروفيل اني مجـاور مواحدهاي ساخت . وجود ندارد شكل هم جانشيني ها كاني در اين . اند رسيدهارث

.)20(شوند ميهم متصل به الس پيوندهاي واندرووسيله به

ميكاهاگروه .)20( از دو نظر متفاوت استپيروفيليتي ميكايي با تالك و ها كانيساختمان

وسـيله بـه شـكل هـم جانشيني دليل به چهاروجهيصفحه در سيليسيم 4/1در ميكاها . 1 يك بار منفـي اضـافي شكل همين جانشيني م ه دليل به و . است شده جانشين آلومينيم

. هر واحد فرمولي وجود دارددر ها پتاسيم كه در بين اليه ويژه به ظرفيتي، ي تك ها نكاتيو وسيله بهاين بار منفي اضافي . 2

. شود مي خنثي گيرد ميقرار هاي اوليه ي كان عنوان به و اند رسيده از مواد مادري به ارث معموالًميكاها در خاك

سه كاني ، و در نتيجه در خاك ها سنگه ميكا در معمول گرو يها كاني. گيريم در نظر مي در چهـاروجهي صـفحه . باشند ميپايت وحاوي پتاسيم شامل مسكويت، بيوتيت و فلوگ

صـفحه .باشـد مـي متفـاوت وجهـي هـشت تمام اين سه كاني مشابه اسـت امـا صـفحه در كـاني وجهـي هـشت صـفحه . است يوپايت سه جاي گ بيوتيت و فلو در وجهي هشت

صـفحه .اسـت KMg3Si3AlO10(OH)2 و واحد فرمـولي آن ، +Mg2 حاوي وپايتگفلوــشت ــي هـ ــانيوجهـ ــاوي در كـ ــت حـ ــولي آن +Mg2و+Fe2 بيوتيـ ــد فرمـ و واحـ

K(Fe+2Mg)3Si3AlO10(OH)2 و مـسكويت دو جـايي كـاني . باشـد مي Al3+ مركـز در فرمــول واحــد فرمــولي كــاني مــسكويت . داردقــرار وجهــي هــشت واحــدهاي

KAl2Si3AlO10(OH)2 )20( است.


كاني ديگري در بخش رس خاك و رسوبات نسبت بـه مـسكويت داراي درجـه ايليـت كـاني ميكـايي ايـن بـه . باشد ميپتاسيم كم، و مقدار آب بيشتري لور ضعيف، بت

حاوي آهـن بيـشتر و نسبت به ايليت گلوكونايت شبيه ايليت است اما كاني . گويند مي .)20( استيوجه هشت كمتري در صفحه آلومينيم و شـوند مـي ه يد هواد ها اسمكتيت و ها ورميكوليتر ي ديگر نظ يها كانيميكاها به

عنـوان بـه . باشـند مـي گي منبع مهم پتاسيم براي گياهان يد هواد مدتپتاسيم آزادشده در گي يـد سـه جـايي بـه هواد ي دو جايي نـسبت بـه ميكاهـا ي ميكاها )قانون (يك قاعده

ي هوازده بيشتر از بيوتيت ها خاك مسكويت در دجه احتمال وجو در نتي . تر هستند مقاوم .)20(و فلوگوپايت است

بيشتربودنرغم علي ،باشد مي تبادل غيرقابلي ميكا ها اليه اينكه پتاسيم بين دليل به در صـد واالن اكي ميلي 40-20 گنجايش تبادل كاتيوني ميكاها كم و در دامنه ،اي اليهبار

همين به. باشد مي ميكايي از نوع الكترواستاتيك يها كاني در اي اليهين پيوند ب . گرم است در ها كانيسطح ويژه اين . انبساط بوده و داراي چسبندگي متوسط هستند غيرقابل ميكاها دليل . )20( باشد مي متر مربع در گرم و محدود به سطوح خارجي 70-120 دامنه

ها اسمكتيت

).20( مول است 25/0 -6/0 بارالكتريكي براي هر واحد فرمولي 2:1 يها كانيازاين گروه دربسته بـه كـاتيون . شوند ميراحتي منبسط به ها كاني از اين گروه ،علت بارالكتريكي نسبتاً كم ه ب

ده اسـامي متعـددي ا اتفاق افت شكل همني نشي كه در آن جا اي اليه و وجهي هشتغالب در اليه موريلونيـت مونـت مهمترين كاني اين گروه . است شدهنظر گرفته اين گروه در يها كانيبراي

در صـفحه شـكل همجانشيني بوده و وجهي هشت كاتيون اصلي در اليه Al+3است كه در آن داراي موريلونيـت مونـت واحـد فرمـولي .اين كاني دوجايي اسـت . وجود دارد وجهي هشت

ـ در .باشـد مـي NaX[Al2–XMgXSi4)O10(OH)2]فرمول كـاتيون قابـل +Na يـون رمـول ف نايدر موريلونيـت مونت كاتيوني گنجايش تبادل . بارالكتريكي كاني است كننده تعويض و ختثي

كـه شـود مـي بار كم اين كـاني باعـث .است در كيلوگرم بار سانتي مول 80-120 دامنه قرار ها نكاتيو منبسط شده و سطوح خارجي و داخلي خود را در معرض تبادل راحتي به

متـر مربـع در 800تا 600چنين انبساطي باعث ايجاد سطح ويژه بسيار بزرگي بين . دهد


موريلونيـت مونـت . درصد آن مربوط بـه سـطوح داخلـي اسـت 80 كه شود ميهر گرم زيــاد ) چــسبندگي و انبــساط و انقبــاض، پــذيري شــكل (دي ييــداراي خــصوصيت كلو

.)20(باشد مي وجـود وجهـي هـشت در صـفحه شكل هم جانشيني كه ها تاز گروه اسمكتي كاني ديگر

كـاتيون وجهـي هـشت واحدهاياين كاني سه جايي است و در مركز . باشد ميدارد هكتوريت ). 20(است NaX[Mg3–XLi+XSi4)O10(OH)2]واحد فرمولي اين كاني .منيزيم قرار دارد

ه كـه بـود هـا ت ديگري از گـروه اسـمكتي يها كاني بيدليت و ساپونيت يها كاني كـاني بيـدليت دوجـايي . است چهاروجهي در صفحه ها كاني در اين شكل همجانشيني

كاني ساپونيت سه جايي بـوده . است NaX[Al2Si4-XAlX)O10(OH)2]بوده و واحد فرمولي آن در ايـن ذكـر شـده يها لمودرفر. است NaX[Mg3Si4-XAlX)O10(OH)2]و واحد فرمولي آن

).20(ست ا25/0-60/0در دامنه Xبخش

ها ورميكوليت 6/0-9/0 در دامنــه فرمــولي بــراي هــر واحــداي اليــهبــار هــا كــانيگــروه از ايــن در

هـا ورميكوليـت در .م هـستند ي كلسيم و منيـز اي اليهي تبادلي بين ها نكاتيو. )20(هستنـد دوجـايي توان مي ها تورميكولي. وجود دارد چهاروجهي در صفحه شكل همجانشيني

ي دوجـايي و سـه جـايي هـا ورميكوليـت واحـد فرمـولي بـراي . باشـند يا سـه جـايي در . باشـند مي CaX/2[Al2Si4-xAlX)O10(OH)2] CaX/2[AlSi4-XAlX)O10(OH)2]ترتيب به

در دامنه ها ورميكوليت گنجايش تبادل كاتيوني .باشد مي 6/0-9/0 در دامنه ها لاين فرمو و محل جانشيني بار كـه ، بار زياد دليل به .باشد مي سانتي مول بار در كيلوگرم 150-120

، +CSي نظيـر ها نكاتيو تمايل زيادي براي ها كاني اين ،باشد مي چهاروجهيدر صفحه K+ و NH4

هـا ورميكوليـت سطح ويـژه . را تثبيت كنندها نكاتيوند اين توان مي دارند و +NH4 و +Kوقتي با

.كند مي تغيير هر گرم متر مربع در 800 تا 600 اشباع نشده باشد از +ي ها ورميكوليت. آيند مي وجود به در خاك از هواديدگي ميكاها و كلريت ها تورميكولي

)دوجاييميكاي (تر هستند كه دليل آن پايدار نسبي مسكويت دو جايي در خاك معمول جانـشيني وسـيله بههوازدگي ميكا به ورميكوليت . باشد مينسبت به ميكاهاي سه جايي

.)20(شود ميي تبادلي هيدراته انجام ها نكاتيويم با پتاس


داخلي بارهاي حاصل از شدن خنثي ها ورميكوليتيك خصوصيت جالب توجه بعضي Al+3 يا Fe+3 جايگزيني وسيله به چهاروجهيجايگزيني در صفحه

در +Fe2 يـا +Mg2جاي به :باشد مي زير صورت به است در اين صورت واحد فرمولي ورميكوليت وجهي هشتاليه

[(Mg2.4 Al0.2 Fe+3

0.4 ) ( Si2.7 Al1.3) O10(OH)2]Na0.7

3/1 وجودآمـدن بـه باعـث چهاروجهي در صفحه شكل همني نشيدر اين مثال جا باعــث وجهــي هــشت جانــشيني در اليــه .شــود مــيدر واحــد فرمــولي بــارمنفي مــول

كاني براي اي اليه در نتيجه بار .شود مي در واحد فرمولي بارمثبت مول 6/0آمدنوجود به . )20(است شده خنثي +Na وسيله به كه گردد مي 7/0هر واحد فرمولي

ها كلريت در 2:1:1 يها كاني عنوان بهاي آن را و عده شوند مي به فراواني در خاك يافت ها كلريتدر خـاك ها ت كلري .)20( ميكايي است يها كانيگيرند ولي ساختمان آن شبيه به نظر مي

مقدار بار منفي براي هر واحـد فرمـولي در . دوجايي و سه جايي وجود دارند صورت به با بـار مثبـت اي اليه هيدروكسيدهاي بين وسيله به اين بار اضافي باشد مي 1 ها كانياين

گيـرد مـي ي كاني كلريت قـرار ها اليهفرمول يك هيدروكسيد كه در بين . شود ميخنثي Mg2Al(OH)+

ي با بار منفي شبيه ها اليه كه بين بروسيت اليه داراي بار مثبت .شدبا مي 6كـاهش سطح ويژه و ظرفيت تبـادل كـاتيوني كـاني را ، اند ميزان انبساط ميكا قرار گرفته

:باشد مي زير صورت به سه جاييواحد فرمولي كاني كلريت. دهند مي

(Al Mg2(OH)6 [( Mg3 Si3 AlO10(OH)2]

:باشد مي زير صورت به دو جايياني كلريتواحد فرمولي ك

(Al Mg2(OH6 [( Al2 Si3 AlO10(OH)2]

عنـوان بـه بروسـيت است و اليه چهاروجهي در صفحه ها كانيجايگزيني در اين كم ها كاني و سطح ويژه در اين گنجايش تبادل كاتيوني . كند مي عمل اي اليهكاتيون بين

سـانتي مـول بـار در 10-40 در دامنـه هـا كـاني ايـن گنجايش تبادل كـاتيوني . باشد مي


بنـدي تقـسيم ).20( متر مربع در گرم اسـت 70-150در دامنه و سطح ويژه آن كيلوگرم .است شده آورده 4-2در جدول 2:1 يها كاني

2:1 يها كانيبندي تقسيم 4-2جدول

اي اليهمحل بار وجهي هشتنوع كاني در صفحه

ينيمآلوم منيزيمصفحه

وجهي هشت

صفحه

چهاروجهي

روهگ

پيروفيليت - تالك صفر صفر تالك پيروفيليت

صفر 25/0- 60/0 موريلونيت مونت هكتوريت

25/0- 60/0 صفر بيدليت ساپونيت ها تاسمكتي

ها ورميكوليت 60/0- 90/0 صفر ورميكوليت ورميكوليت

ميكاها 1 صفر مسكويت يتبيوت

واسط رس حديها كاني

اين اي اليه فضاي بين . هستند ها ورميكوليت و ها اسمكتيتواسط رس حد يها كاني ايني تبادلي و جزاير شـبه گيبـسيت و شـبه بروسـيت كـه بـر خـالف ها نكاتيو را ها كاني

دادن در فضاي بين لذا رمبشي كه بر اثر حرارت . دهد مي پيوسته نيستند تشكيل ها كلريت و ورميكوليـت نبـوده هـا اسـمكتيت به همان سهولت آيد يم وجود به ها كاني اين اي اليه

كامل است با سهولت ها ن آ اي اليههيدروكسيد بين كه ورقه ها كلريتولي در مقايسه با ي هـا خـاك يـك كـاني رس حـد واسـط كـه در بـسياري از . گيـرد ميبيشتري صورت

يكوليتي است كه ورم شود ميشرقي و آتالنتيك ميانه اياالت متحده به وفور يافت جنوبمشخصه آن وجود . HIV)( آن جزاير هيدروكسيد قرار گرفته است اي اليهدر فضاي بين

منبـع مهـم آلـومينيم -هيدروكسيد. باشد مي اي اليه در فضاي بين آلومينيم -هيدروكسيدي هـا خـاك در اي اليـه مـواد بـين . ي اسيدي است ها خاك غيرتبادلي در چنين آلومينيم

).1(باشد ميمنيزيم -سي هيدروكييقليا


1ي متداخلها اليه رسي حاوي يها كاني

يي پيوندهاي داخلي مستحكمي وجود دارد،ولـي از آنجـا ها رس 1:1 و 2:1ي ها اليهدر ميتواننـد روي يكـديگر قـرار گرفتـه و هـا اليـه ضعيف است ايـن ها اليهكه پيوند بين

شـامل تـداخل هـا نيي از ايها ه نمون. آورندوجود بهي متداخل را ها اليهي حاوي ها رس اسـمكتيت بـا واحـدهاي اي اليـه از نوع تالك و تداخل يي اسمكتيت با واحدها اي اليه

ديگر تـداخل اي نمونه. باشد مياسمكتيت دي اكتاهدرال يا هكتوريت -ميكا مانند ميكا اي اليه براي مثال ساختمان يك تداخل . اسمكتيت يا ورميكوليت با كلريت است اي اليهدو ورقـه در هريـك از ( چهاروجهياسمكتيت شامل چهار ورقه - منظم در كلريت 1:1 و ورقه ديگر 2:1ي ها اليهيك ورقه در هريك از ( وجهي هشتسه ورقه ) 2:1ي ها اليه

قابـل انبـساط كـه حـاوي اي اليـه و يك فضاي بين )اي اليه هيدروكسيد بين صورت بهتـداخل . ا سـت O40(OH)20ميزان آنيون نيز معـادل . باشد ميي تبادلي است، ها نكاتيو .د صورت گيردتوان مي اسمكتيت با كائولينيت نيز اي اليه

آلوفان و ايموگوليت

ي بـا منـشاء هـا خـاك و اجزاي اصـلي شده تشكيلها از مواد خاكستر آتشفشاني لوفانآيي كـه ها خاكاز همچنين ممكن است در بخش رس بسياري ها نآ. باشند ميآتشفشاني

معمـوالً ي آتشفشاني حاوي آلوفان ها خاك). 1(منشاء آتشفشاني ندارند نيز يافت شوند نـسبت . باشـند مـي و جرم مخصوص ظاهري كـم مواد آلي اي مالحظه داراي مقدار قابل

SiO2/Al2O3 كه نسبت مشخصه براي كائولينيت است 2 تا نزديك به 48/0لوفان از آ در ـ مـي آلـومينيم هـا در آلوفـان . كنـد ميتغيير و چهـاروجهي يـي د در هـر دو هـم آرا توان ثابت بـوده تقريباً SiO2/Al2O3در ايموگوليت نسبت . وجود داشته باشند وجهي هشت

با آنكه بار ناشـي . قرار دارد وجهي هشت ييآرا در هم نيز صرفاً آلومينيم. است 1و برابر د همانند هالويـسيت توان مي ولي اين كاني در ايموگوليت كم است شكل هماز جانشيني

). 1(ي يك ظرفيتي را جذب سطحي نمايدها نكاتيومقادير قابل توجهي از

1. Interstratified Clay Minerals


رسي فيبري شكليها كاني وجهي هشت هاي ورقه فيبري شكلي هستند كه فاقد يها كانيپاليگورسكيت و سپيوليت

). 1( را دارا هـستند 2:1 اي ورقـه هاي سيليكات از يي نوارها ها كانياين . باشند ميپيوسته به Si-O-Si پيوندهاي از اي ه در امتداد مجموع SiO4 هاي چهاروجهي شدن يك نوار با وارونه .شود مينوار مجاور متصل

ساختمان كاني در رابطه با خصوصيات فيزيكي و شيميايي آن

وجهـي هـشت يايي بر خصوصيات فيزيكـي و شـيم اي مالحظه اثر قابل اي اليهبين نوع پيوند زماني كه كاني در معـرض . است اي اليه از پيوند بين تر قوي بسيار ها اليهپيوند در داخل . دارد

هـا و در طول ورقه ها اليه شكستگي در ابتدا در بين گيرد ميفشارهاي فيزيكي يا حرارتي قرار . اتي است سيليكيها كانيبودن بيشتر شكلاي ورقهپيوندد و اين دليل وقوع مي به

. اسـت اي اليـه سختي كاني و ميزان انبساط كاني نيز تا حدي تابعي از قدرت پيوند بين قابـل اي اليـه مقدار سطح بـين . دارداي اليه ارتباط معكوس با انرژي پيوند بين ها كانيانبساط

. )12( دارداي اليهژي پيوند بين ري دو قطبي نيز نسبت عكس با انها لمولكودسترس داشـته و ممكـن هـا ني سيليكاتي بستگي به قابليت انبـساط آ ها كانيح ويژه سط

سـطح خـارجي . است فقط شامل سطوح خارجي و يا سطوح خارجي و داخلـي باشـد امـا سـطح داخلـي فقـط . شـود ميي تمامي كاني ها هفقط شامل سطوح باال و پايين و لب

فقـط داراي سـطوح خـارجي انبـساط غيرقابل يها كاني. است ها اليهشامل سطوح بين سـطوح . باشـند مـي شونده داراي سطوح خـارجي و داخلـي منبسط يها كانيهستند اما

. )12( بيشتر از سطوح خارجي هستندمعموالًداخلي

. در موارد زير اثر دارداي اليهبار اي اليه پيوند بين .1 اندازه ذره.2 سطح ويژه .3 استحكام كاني .45. C-Spaing قابليت انبساط و انقباض .6


ي خاكها كانيسطح ويژه )5-2جـدول ( اسـت هـا ن ثانويه خاك سطح ويژه زياد آ يها كانييك ويژگي فيزيكي مهم

هاي داخلي و خـارجي بـستگي مساحت سطح كل يك كاني ثانويه به هر دو مساحت سطح ).1(دارد

)1( در خاكمهم يها كانيسطح ويژه تعدادي از 5-2جدول

)متر مربع در گرم(سطح ويژه يكان

كائولينيت

7-30

45-10 هالويسيت

80-65 تالك-پيروفيليت

800-600 موريلونيت مونت

800-50 دوجاييورميكوليت

80-600 سه جاييورميكوليت

100-60 مسكويت

100-40 بيوتيت

150-25 كلريت

800-100 آلوفان

ثانويه خاك يها يكانگنجايش تبادل كاتيوني

ي يها كاني است و نيز بار منفي شكل هم جانشيني ها ني كه منشاء بار آ يها كانيبار منفي بـار مثبـت وسـيله بـه باشـد مـي عـاملي يها گروهدهي پروتون ها ن آ متغيركه منشاء بار

بـراي مقايـسه CECواژه گنجايش تبادل كاتيوني يـا . گردد ي تبادلي خنثي مي ها نكاتيو در صـد واالن اكيواحد آن در گذشته ميلي . شود قدار بار كلوئيدهاي خاك استفاده مي م

شود كه گرم خاك بود، و در حال حاضر از واحد سانتي مول بار در كيلوگرم استفاده مي رسي يها كاني خاك مربوط به CECاي از بخش عمده . از نظر عددي با هم برابر هستند

كـه در بخـش ديگـري باشـد مـي خاك مواد آلي بوط به بخش ديگر مر ). 1(ثانويه است ثانويه اهميت بسيار زيادي در نگهداري يها كاني CEC. مورد بحث قرار خواهد گرفت

ت بـسته ي براي كائولينشده گيري اندازهCEC . داردمواد آلي و غيرآلي ييمياي شهاي گونه متغيـر گيـرد ميصورت گيري اندازه ي كه در آن pHهاي اين رس و به ميزان ناخالصي

كائولينيت بايـد خيلـي كـم باشـد CEC ها بودن ميزان ناخالصي در صورت كم . باشد مي، زيرا بيشتر دانشمندان معتقدند كه ميـزان جانـشيني ) سانتي مول بر كيلوگرم 2كمتر از (


درصـد ناخالـصي ناشـي از 10 تا 1/0در كائولينيت . ت ناچيز است ي در كائولين شكل همتوضـيح ديگـري كـه بـراي . باشد مي و ورميكوليتي ييي اسمكتيتي، ميكا ها هاليحضور

CEC توان بيان كرد مربوط بـه بـار منفـي شده براي كائولينيت مي گيري اندازه غيرمنتظره عـاملي يها گروه اين .باشد مي (AlOH) ها ه عاملي سطحي واقع در لب يها گروهناشي از

مـثالً ( خنثـي pHكننده با ي استخراج ها ل از محلو CEC گيري اندازهدر مواقعي كه براي سيت كه آن نيـز در صـورت هالوي .كنند ميدهي پرتونشود مياستفاده ) مونيومآاستات

ـ مـي جانشيني يوني مقدارش كـم اسـت دارابودن شـده گيـري انـدازه CECد داراي توانكـه (حـضور آلوفـان بـه توان مي اين امر را .رود باشد نچه انتظار مي آبيشتري نسبت به

مقادير زيـادي وجود بهسيت در خاك و نيز به همراه هالوي ) زيادي است CECاغلب داراي K+،،NH4ي ها نيواز

كـاتيون تبـادلي در نظـر گرفتـه عنـوان بهكه (ي اين رس ها اليهبين در + بيـشتر از مقـدار واقعـي CEC كـه شـود مـي سـبب هـا نيوحضور اين . نسبت داد )شوند مي كائولينيـت CECسـيت نزديـك بـه هـالوي CEC ها نحساب آوردن اي با به . شود گيري زهاندا

).1(خواهد بود قابـل شـكل هـم زيادي است كه علت آن جانشيني CECموريلونيت داراي مونت

.باشد مي افزايد مي ها نيو منبسط كه بر تبادل كامالًاي اليهتوجه و نيز وجود فواصل بين CEC وجود مـواد تأثيراكتاهدرال نيز اغلب تحت براي ورميكوليت دي هشد گيري انداره

Al(OH)x اين مواد اغلـب مـانع از تبـادل . گيرد مي قرار اي اليه است كه در فواصل بين كمتر از آنچـه بـر شده گيري اندازه CEC شده و در نتيجه اي اليه در فواصل بين ها نكاتيو

ي هـا نكـاتيو ،جـايي سـه در ورميكوليـت . باشـد مـي شود مي بيني پيش اي اليهمبناي بار تبـادل كـاتيوني شـدن كاملاي ر بوده و هيچ محدوديتي ب +Mg2 و +Ca2 معموالً اي اليه بين

ــدارد ــار كــه درحــالي . وجــود ن ــه ب ــي اي الي ــشتر از ورميكوليــت اســت ول CEC ميكــا بي كـه هـا اليه بين تبادلي موجود در+Kعلت آن است كه . براي آن كمتر است شده گيري هزاندا

CEC گيـري انـدازه ي شاخص كه در ها نكاتيو براي معموالً كند ميبار منفي شبكه را خنثي ). 1(باشد مي دسترس غيرقابل گيرد ميمورد استفاده قرار

كلريـت داراي بـار مثبـت بـوده و Al (OH)x يـا Mg (OH)x اي اليـه ورقه بين همچنـين مـانع از تبـادل اي اليـه ورقـه بـين ايـن .كند يمقداري از بار منفي را خنثي م

بـراي شـده گيـري انـداره CEC شـود كـه هر دو اين عوامل سبب مي. گردد مي ها نكاتيو


. باشدشود مي بيني پيش اي اليهكلريت كمتر از آنچه بر مبناي بار

را اي ه بوده و نيز تعداد زيادي مواضع لب +Si4ه جاي ب +Al3شيني نجاان داراي فآلو ).1(زيادي را ايجاد نمايدCEC دتوان مياست كه دار

تجزيه با پراش پرتو ايكس وسيله به ها كاني ييشناسا يهـا كـاني همانند توان مي ثانويه را يها كاني و ساير ي رس يها كانيكمي نيمه ييشناسا

بخـواهيم كـه كـه درصـورتي . پراش پرتو ايكس انجام داد هاي تجزيهاوليه با استفاده از ، شـيميايي هـاي تجزيه كمي شامل هاي روش را دقيقا بررسي كنيم بايد از ها كانيت كمي

).1(حرارتي، فروسرخ و مساحت استفاده نماييم پراش پرتوايكس، نمودارهاي وسيله به رس يها كاني يي بررسي و شناسا منظور به

د مـور هـا هپهنـاي قلـ مربوطه بايد با توجه خاص نسبت به موقعيت و شـدت، شـكل و مقـادير . شـود مـي با استفاده از قانون براگ تعيين θ2مقادير . تجزيه و تحليل قرار گيرند

نيـز از طريـق ) يا فاصله در ميان پـراش اي صفحهفاصله در ميان بين (dفاصله در ميان زير بيان كرد صورت به توان ميگ را اقانون بر. آيند مي دست بهمحاسبه

nλ=2dsin θ

ويه برگشت بازتاب يا نصف زاويه بين پرتوهاي تابيده و پراشـيده، زا θكه در آن λ طول موج تابش n 1(گيرد مي،غيره را به خود 1،2،3 مرتبه بازتاب،كه مقادير .(

C-Spacingيـا C عد ب رضخامت كاني د در پايان بايد به اين نكته اشاره كرد كه :)12(يك كاني سيليكاتي به عوامل زير بستگي دارد

تعداد صفحات آنيوني در هر واحد ساختماني. 1 ها اليهي دو قطبي در بين ها لمولكو يا ها نيووجود . 2

c 2/7و ضخامت كـاني در بعـد كاني كائولينيت سه صفحه آنيوني وجود دارد در چهار صفحه آنيوني وجود دارد و ضـخامت كـاني در 2:1 يها كانيدر . آنگستروم است

روفيليت از نظر بارالكتريكي خنثـي بـوده و يكاني پ . نگستروم است آ 2/7 بيشتر از cبعد بـه هـم راحتـي بـه ي مجاور ها اليهدر اين كاني . ندارد اي اليهنتيجه هيچ كاتيون بين در

. كند مي جلوگيري ها اليهشده و با تشكيل پيوندهاي واندروال از نفوذ آب در بين نزديك


C-Spacing 12( آنگستروم است3/9 اين كاني.( در بـين پتاسـيم يون وسيله به عمده طور به است كه -1 اي اليه ميكا داراي بار يها كاني

از C-Spacing ، فضاي بيـشتري نيـاز اسـت پتاسيمچون براي جادادن . شوند مي خنثي ها اليهكـاني نيروهـاي در ايـن . اسـت يافتـه افزايش آنگستروم 10روفيليت به ي در كاني پ 3/9مقدار

هـا اليهي آب قادر به نفوذ بين ها للكوو چنان قوي است كه م اي اليهستاتيك بين الكتروا . )12( ثابت مي ماندآنگستروم10 در همان مقدار C-Spacingنيستند و در نتيجه

، موريلونيـت مونـت هـستند مثـل اي اليه كه داراي پيوند ضعيف بين ييها كانيدر -Cشده و باعث افزايش اي اليه وارد فضاي بين ي قطبي ديگر ها لمولكو، آب يا ها نكاتيو

Spacing كنـد مقدار انبساط با ميزان و نوع مولكول دوقطبـي تغييـر مـي . شود مي ها ن آ .تـا ) در حالت خـشك (آنگستروم10 از C-Spacing موريلونيت مونتبراي مثال در كاني

. )12(باشد مي) در حالت انبساط، تر( يا بيشتر آنگستروم18 اگر .گذارد خصوصيات اثر مي تعدادي منشاء بار نيز در اي اليه بر مقدار بار عالوه

قـرار اي اليـه ي بين ها نكاتيو باشد فاصله آن تا محلي كه وجهي هشتمنشاء بار در اليه باشد فاصله آن تـا چهاروجهي ولي اگر بار در اليه ،دارند، زياد است و اثر بار كم است

تـري دو اليـه را قرار دارند كمتر است و با نيروي قوي اي يهال ي بين ها نكاتيومحلي كه .)12(دهد ميبه هم پيوند

سومل صف

مواد آليشيمي

ي معدني بيـشتر ها خاك. شوند ميي معدني و آلي تقسيم ها خاك به ها خاك آلي مادهبراساس مقدار در مقابـل . هـستند آلـي ماده 30 الي 20 و حاوي مقادير كم تا دهند مياراضي كشاورزي را تشكيل

ـادير ها باها و مرد باتالق . هستند آلي مادهيا بيشتر % 80ي آلي حاوي ها خاك شرايطي دارنـد كـه مقي آلي يا هيستوسول در نـواحي سـرد و يخبنـدان تـشكيل ها خاك. شود مي متراكم آلي مادهزيادي

ـتان نيـز اه خاكتر جهان نظير وسول در نواحي گرم تي هيس ها خاك . شوند مي ـاري در هندوس ي ك . )8(باشد ميي معدني ها خاك مواد آلي در اين قسمت مواد آليبحث . شود ميتشكيل هـاي مانـده بـاقي .انـد شده تشكيلي حيواني ها تي گياهي و باف ها ت از باف مواد آلي بيشتر

داراي ماده خـشك اساسـاً . باشد مي ماده خشك مانده باقي درصد آب و 90 تا 60گياهي حاوي بنـابراين كـربن، . باشد ميعناصر معدني و )%10 ( هيدروژن و ، %)40هر كدام (كربن و اكسيژن

و Mg،Ca،K،P،N،Sر يـ عناصـر ديگـر نظ . باشـند مي مواد آلي اكسيژن و هيدروژن بخش غالب . )8( اگرچه در مقادير كم وجود دارند از جنبه تغذيه گياه مهم هستندنياز كمعناصر مـواد آلـي ، تركيبات مختلـف شوند ميي گياهي به خاك اضافه ها مانده باقيوقتي سـلولز، كـه درحـالي . شـوند مي سريعاً تجزيه پروتئيننشاسته و قندها، . شوند ميتجزيه از . ين بـسيار آهـسته اسـت ن و تجزيه ليگ شوند ميين به آهستگي تجزيه ن و ليگ ها چربي

:شوند ميصوالت زير حاصل ي گياهي يا حيواني محها مانده باقيتجزبه 1. CO2- گيـري سـرعت انـدازه وسـيله بههاي گياهي و حيواني مانده باقيتجزيه سرعت

.شود مي تعيين CO2 شدن آزاد مقـدار . شـود مي مصرف ها مارگانيس ميكرو وسيله به انرژي آزاد شده –گرما يا انرژي .2


. خشك است كيلوكالري در گرم ماده4-5گرما يا انرژي آزادشده . تركيبات آلي كربن استاكسيدكنندهآب محصول چند آنزيم .3كه هدف اصـلي كـاربرد كـود يـا . … و K ، Mg،Ca ،P ، S،Nعناصر غذايي معدني .4

.ي آلي ديگر در خاك استها مانده باقيي هـا ت اضافه شده و همچنـين بافـ مواد آلي ي ها مانده باقيهوموس خاك تركيبي از .5

هوموس تركيب مهمـي از . باشد ميبي سنتزشده كه به تجزيه ميكروبي مقاوم است ميكرو .)8(ردخاك است و نقش مهمي در تعيين خصوصيات فيزيكي و شيميايي خاك دا

شـيميايي هـا واكـنش نيز نقش مهمي را در مواد آلي همانند اجزاي معدني خاك، خـاك مواد آلـي ، ساختمان تاس شده زيادي كه انجام يها پژوهشبا وجود . خاك دارند

را مترادف هـم ها ن آ معموالً خاك كه مواد آلي هوموس و . است شدهبه خوبي مشخص ن ي گياهي و جـانوري ها تاستثناي باف گيريم شامل كليه تركيبات آلي خاك، به در نظر مي

هومـوس شـامل مـواد . و توده زنـده خـاك اسـت ها ننشده، محصوالت تجزيه آ تجزيههـايي كـه در تعـاريف و واژه ). 8(هاي ذاتي هر خـاك هـستند ه و از مشخصه پايدار بود

).1(است شده آورده 1-3 در جدول باشد مي مطرح مواد آليزمينه

)1(تعاريف مربوط به موادآلي خاك و مواد هوميك 1-3جدول

تعريف واژه آنهانشده و محصوالت تجزيه ناقص هاي گياهي و جانوري تجزيه بافت بقاياي آلي

.صورت بافت ميكروبي زنده وجود ارند مواد آلي كه به توده زنده خاك

نـشده، محـصوالت هاي گياهي و جانوري تجزيـه استثناي بافت كليه تركيبات آلي خاك به هوموس .ها و توده زنده خاك تجزيه ناقص آن

مترادف هوموس مواد آلي خاك

مواد هوميك

وسـيله اي تا سياه كه بـه لي نسبتاً زياد و داراي رنگ قهوه اي از مواد با وزن مولكو مجموعهاين واژه يك نام كلـي بـراي مـواد رنگـي يـا . شوند ساخت ثانويه تشكيل مي هاي كنشوا

ايـن . شوند ناپذيري از يكديگر متمايز مي هاي انحالل هاست كه براساس ويژگي اجزاي آن ي بـه تصي هـستند كـه شـباه از ايـن نظـر اختـصا ) يـا رسـوبات (مواد براي محيط خاك

.ندارند) مثل ليگنين( و گياهان عالي ها ممرهاي طبيعي موجود در ميكروارگانيس پلي

مواد غيرهوميكاي از تركيبـات بيوشـيميايي نظيـر اسـيدهاي آمينـه، شـده شـناخته يها گروهتركيباتي هستند كه به

احتماالً اگر هوموس حـاوي . ق دارند ها و اسيدهاي آلي تعل ، صمغ ها مها، مو ها، چربي كربوهيدرات .ها هست شده توسط موجودات زنده نباشد، حاوي بيشتر آن همة تركيبات بيوشيميايي ساخته

.هاي قليايي نامحلول است بخشي از مواد آلي خاك يا هوموس كه در محلول هومين

مختلف از خـاك اسـتخراج وسيلة واكنشگرهاي ها را به آن توان مواد آلي تيره رنگي كه مي اسيدهوميك .كرد، اين مواد در اسيدهاي رقيق نامحلول هستند

.ماند كردن محيط و حذف اسيدهوميك در محلول باقي مي مواد رنگي كه پس از اسيدي اسيدفوليك . كه در الكل محلول استاسيدهوميكبخشي از اسيد هماتومالنيك

39 شيمي مواد آلي

ي معـدني هـا خاكافق سطحي درصد وزني در 5 تا 5/0 خاك از مواد آلي مقدار ي هـا لسـو در مـالي . كند ميتغيير ) ها هيستوسول(ي آلي ها خاك درصد وزني در 100تا

در كـه درحـالي . درصد باشـد 5 خاك ممكن است بالغ بر مواد آلي نواحي مرتفع، مقدار ي دشت ساحلي اقيانوس در اياالت متحده، اين مقدار اغلب ها خاك مثالًي شني ها خاك

قـدري ه خاك ب مواد آلي پذيري حتي در اين مقدار كم واكنش . ز يك درصد است كمتر ا سبب بهبـود مواد آلي . گذارد خاك مي شيميايي ها واكنش بر سزايي به تأثيرزياد است كه

همچنين منبـع . شود ميسازي ساختمان خاك، ظرفيت نگهداري آب، تهويه و خاك دانه وB مـصرف كـم يي و نيز عناصر غـذا S،P ، N پرمصرف مانند ييمهمي از عناصر غذا

Mo كننده انرژي مـورد نيـاز مينأ حاوي مقدار زيادي كربن است كه ت مواد آلي . باشد مي 12:1 تـا 10:1 حـدود ها خاك C/Nنسبت . باشد ميگياهان درشت و گياهان ريز خاك

ت كه در اسبيش از مقداري )لوگرم ي ك 50× 1014 تا 30× 1014(ميزان كربن خاك . است. شـود مـي اتمسفري، توده زنده و آب شيرين يافت CO2ساير ذخاير قشر سطحي زمين نظير

كيلـوگرم كـربن اسـت 200000× 1014 تقريبـاً ولي در مقايسه با رسوبات اقيانوسي كه حاوي ).1(ناچيز است

متـر مربـع بـر 900 تـا 800بالغ بر ( خاك داراي سطح ويژه زيادي بوده مواد آلي تغييـر كيلـوگرم بار بر سانتي مول 300 تا 150و ظرفيت تبادل كاتيوني آن از )رمگ كيلو خـاك مـواد آلـي خاك سطحي اختصاص بـه CECلذا در حقيقت بخش اعظم . كند مي

يي مهم عناصـر غـذا كننده جذب زياد، CECواسطه سطح ويژه و خاك به مواد آلي . داردتركيبـات آلـي نظيـر ي فلـزي سـنگين و اهـ نكاتيومورد نياز گياه، نياز پرمصرف و كم

يي عناصر غذا ويژه به مورد نياز گياه ييجذب و قابليت عناصر غذا . باشد مي ها كش علف خـاك مواد آلـي تأثير تا حد زيادي تحت ها كش علف يي و كارآ Mn و Cuانند نياز م كم

ـ مـي ييي قليـا ها خاكبراي مثال، مصرف كود حيواني در . است سـتفاده د قابليـت ا توان، ايـن ييي قليـا هـا خـاك بـاالي pH دليـل بهزيرا . را افزايش دهد نياز كم ييعناصر غذا

ييتشكيل كمپلكس بين اجزا . يابد مي كاهش ها نعناصر رسوب كرده و قابليت استفاده آ و فلزهـايي (FA) فوليك كه داراي وزن مولكولي كم هستند، نظير اسيدهاي مواد آلي از

را در هـا ن گياهان و قابليت تحرك آ وسيله بهد جذب اين فلزها توان مي +Cd2 و +Al3نظير ).1(پروفيل خاك كاهش دهد


خاك مواد آليسازي بر مقدار عوامل خاكتأثير در تـشكيل خـاك يعنـي زمـان، اقلـيم، پوشـش مؤثر خاك به پنج عامل مواد آلي مقدار

اولـين بـار توسـط ينـي اين عوامـل . گياهي، مواد مادري و پستي و بلندي بستگي دارد خـاك بعـد از يـك مواد آلـي سطح تعادلي كننده اين پنج عامل، تعيين . د گرديدند هانپيش

ي مختلف متفـاوت بـوده و لـذا ها خاكن عوامل براي اي هالبت). 13(باشند ميدوره زماني در مـواد آلـي تجمـع معموالً. متغير است ها خاك مواد آلي شدت تجمع و بنابراين مقدار

زمـان . رسـد مي و به يك سطح تعادلي يابد ميدا سريع بوده و سپس به آرامي كاهش ابتي با مواد مادري ريز بافت تا بالغ بـر ها خاك سال براي 110الزم براي انجام اين كار از

علـت رسـيدن بـه سـطح . كنـد ميي با مواد مادري شني تغيير ها خاك سال براي 1500ي آلي مقاوم به تجزيه ميكروبي، پايداري هوموس بر اثر توليد اسيدها توان ميتعادلي را

و مقـادير كـم يـك يـا چنـد عنـصر ها رس و چندظرفيتيي ها نكاتيوكنش آن با بر هم كه كميت هوموس پايدار توليدشده توسط موجود زنـده N و S ،P ضروري مانند ييغذا

مـواد آلـي مقـدار اقليم عامل بسيار مهمي در كنترل ). 8(كند دانست خاك را محدود مي كننده نوع گونه گياهي، مقدار مواد گيـاهي توليـد شـده و ميـزان خاك است، زيرا تعيين

در يك اقلـيم نيمـه خـشك، در يك اقليم مرطوب، جنگل و ،باشد ميفعاليت ميكروبي داراي معمـوالً شـوند مـي كـه در زيـر مرتـع تـشكيل ييهـا خاك. شود ميمرتع تشكيل

ي بيابـاني و نيمـه بيابـاني و حـاره هـا خـاك كه درحالي. هستند ليمواد آ بيشترين مقدار ي منـاطق حـاره بـا وجـود هـا خـاك با اين حال . را دارا هستند مواد آلي كمترين مقدار

ايـن امـر بـه علـت . هواديدگي شديد اغلب حاوي مقادير زيادي مواد هوميـك هـستند ز، اكـسيدها و مـواد نظيـر كـوارت غيرآلـي تشكيل كمپلكس بين مواد هوميك و اجـزاي

مـواد هوميـك در يـك . باشد مي مقاومند كه كامالً )غيرآلي – آلي يها كمپلكس(شكل بي ).8(شده كمتر مستعد تجزيه ميكروبي هستند شكل كمپلكس

. خـاك بـه عهـده دارد مـواد آلـي را در مقـدار سـزايي بهپوشش گياهي نيز نقش بيـشتري در مقايـسه بـا د آلـي مـوا ي علفـزار داراي هـا خـاك كه گفته شـد طوري همانمقدار بيشتر توليد مواد گيـاهي در : انداز علل اين امر عبارت . باشند ميي جنگلي ها خاك

گـردد، توليـد بيـشتر مـي كه سبب ذخيره كربن و ازت سازي نيتراتعلفزار، ممانعت از ي هـا خـاك و مقدار زيادي محتواي بـازي در گيرد ميهوموس كه در ريزوسفر صورت


).8(دهد مي ليگنين افزايش وسيله به را NH3ار كه تثبيت علفز آن بر بافت خاك تأثير خاك از طريق چگونگي مواد آلي عمده مواد مادري بر مقدار تأثير

البتـه نـوع . ي شني هستند ها خاك بيشتري نسبت به آلي مادهي رسي داراي مقدار ها خاك. استموريلونيـت كـه تمايـل زيـادي بـه جـذب نـت براي مثال مو . ز اهميت است ئكاني رس نيز حا

).8( استمؤثردار از تجزيه ميكروبي بسيار ي آلي دارد در حفظ تركيبات نيتروژنها لمولكو خـاك را از طريـق مواد آلي پستي و بلندي يا موقعيت قرارگيري در منطقه مقدار

سي كـه ي خيـ هـا خـاك . دهـد مي قرار تأثيراقليم، رواناب سطحي، تبخير و تعرق تحت هـا ن در آ مواد آلي غني هستند، زيرا ميزان تجزيه مواد آلي ضعيفي دارند، از نظر كشي زه

هاي در خاك شيب مواد آلي مقدار . هوازي تقليل يافته است به علت برقراري شرايط بي هـاي جنـوبي كـه تر بوده و دماي كمتري دارند بيـشتر از خـاك شـيب شمالي كه خيس

).8(باشد ميد ترن تر بوده و گرم خشك. دهـد مـي قـرار تـأثير خاك را تحت مواد آلي نيز مقدار ها خاكبردن به زيركشت

آن مـواد آلـي مقـدار معمـوالً شـود، زماني كه خاك براي اولين بار زير كشت برده مـي 20ازت در درصـد كـاهش در 25ي زير كشت ذرت حدود ها خاكدر . يابد ميكاهش

سال سـوم صـورت گرفتـه 20 درصد در طي 7وم، و سال د 20 درصد در 10سال اول، به علت كمي بقاياي گياهي، بلكه به لحاظ بهبود تهويه بـر اثـر تنهااين كاهش نه . است

بهبود شرايط تهويه باعـث افـزايش فعاليـت ميكروبـي و . عمليات تهيه زمين بوده است يد تنفس بودن خاك نيز موجب تشد خشك و خيس . گردد ميكاهش مقدار مواد هوميك

). 8( خاك را به دنبال داردمواد آلياين امر كاهش مقدار . گردد مي

خاك مواد آلي شيمياييتركيب

، ) درصـد 58تـا 52( كـربن :انـداز خـاك عبـارت مواد آلـي دهنده عناصر اصلي تشكيل كه طور همان ). 1/4 تا 7/3(و ازت ) 8/4 تا 7/3(هيدروژن ، ) درصد 39 تا 34(اكسيژن در چنـد خـاك اسـيدهوميك دهنده ، عناصر تشكيل است شده نشان داده 3-3ل در جدو

. باشـند مـي خاك گوگرد و فـسفر مواد آلي از ديگر عناصر مهم در . مختلف مشابه است 10اند كه نسبت كربن به ازت نزديـك بـه واكسمن و استيونسن نشان داده يها پژوهش

. دهنـد مـي ها تـشكيل ينئيگنين و پروت را تركيبات شبه ل مواد آلي اصلي يها گروه. است


صـورت بـه هـا ن كـه ترتيـب كـاهش مقـدار آ ييهـا گـروه اين تركيبات به همراه سـاير اغلب كه درحالي. سلولز، سلولز و تركيبات محلول در اتر و الكل است وجود دارند همي

).1(شوند مياين تركيبات در آب نامحلول هستند ولي در بازهاي قوي حل مـواد غيرهوميـك داراي . باشـد مـي خاك شامل مواد غيرهوميك و هوميك مواد آلي ها و ليپيدها، ني، پروتئ ها ت مشخصي بوده و شامل كربوهيدرا شيميايي فيزيكي و هاي ويژگي

ايـن تركيبـات . باشـند مـي اسيدهاي با وزن مولكولي كـم و ها م، مو ها چربياسيدهاي آمينه، براي مدت زماني كوتـاه در نهاي خاك قرار گرفته و ت ها مجم ميكروارگانيز تها مورد آساني به

: وان به اين صورت تعريف كردت مواد هوميك را مي. مانند خاك باقي ميهاي زيـستي فراينـد طبيعي داشته، در نتيجـه كه منشاء مواد آلي يك گروه كلي از

: ي توصـيف كـرد را با اين ويژگ ها ن آ توان مي كلي طور به آمده، ناهمگن بوده و وجود بهمـواد هوميـك را . رنگ زرد تا سياه، وزن مولكولي زياد و مقـاوم بـه تجزيـه ميكروبـي

تعـاريف . و هـومين تقـسيم كـرد اسـيدفوليك ، اسيدهوميك فرعي يها گروهتوان به مي. باشـد مـي معمول مبتني بر قابليت انحالل در اسيد يا بـاز طور بهمربوط به مواد هوميك

پيـشنهاد هـاي متعـددي ي تشكيل مواد هوميك در خاك مكانيـسم براي توضيح چگونگ ــه ســلمن . اســت شــده ــين -نظري ــك ليگن ــواد هومي ــه م ــود ك ــن ب ــسمن اي ــاي واك ه

هـاي ليگنـين . ماننـد جم ميكروبـي برجـا مـي اهـ تاي هـستند كـه بعـد از يافته تغييرشكل متوكـسيل ياه گروهدادن ازدست: با اين ويژگي تشخيص داد توان مي را يافته تغييرشكل(OCH3) هاي جانبي آليفاتيك و زنجيره شدن ها و اكسيد هيدروكسي فنول -، تشكيل ارتو مزبور دستخوش تغييـرات بيـشتري هاي ليگنين. (COOH) كربوكسيل يها گروهتشكيل

).8(آورند ميوجود را بهفوليكشده و در ابتدا اسيدهاي هوميك و سپس اسيدهاي

خاكمواد آليجداسازي اجزاي

دي بـوده از تغييـر ييـ شكل و كلو اي تا سياه، بي اي از مواد قهوه هوموس مخلوط پيچيده و در مقابـل شـده تـشكيل هـا مارگانيس ميكرو وسيله به سنتزشدهي گياهي يا مواد ها تباف

روش اسـت شده تشكيلچون هوموس از تركيبات مختلفي . تجزيه ميكروبي مقاوم است با يك محلول قليايي و بـه دنبـال گيري عصاره مستلزم هوموس جداسازي اجزا ي معمو

. )18 و 13( گيري با اسيد است آن عصاره


ـاك مـستلزم جـداكردن آن از مواد آلـي بررسي مطلوب ـاك اسـت غيرآلـي اجـزاي خ . خـان ، بـه دهـد مي خاك ناهمگني مواد هوميك را كاهش مواد آلي جداسازي اجزاي طـوري كـه امك

هاي ساختماني و مولكولي ايـن مـواد براي مطالعه ويژگي شيمياييزيكي و في هاي روشاستفاده از ـيم دادن روش مرسوم براي جداسازي اجزاي مواد هوميك، رسوب . گردد ميمهيا pH از طريق تنظ

ـتخراج . باشـد مـي ي فلزي ها نيوي آلي يا افزودن ها لهاي محلول، افزودن حال و غلظت نمك اسبر مبناي اصول گيرد، انجام مي Na2CO3 و NaOH موالر 5/0 تا 1/0ي ها ل با محلو معموالً كه ييقليا

ـيدهوميك . پذيري استوار است انحالل ـا اس ـاز ( محلـول در قلي ـيد ) ب ـامحلول در اس ، باشـد مـي و ناسيد هماتومالنيك بخـش محلـول . هم در قليا و هم در اسيد محلول است فوليك اسيد كه درحالي

ـيد محلـول نيـست و هو باشد ميدر الكل اسيدهوميك پـس از ). 1-3شـكل (مين در قليا و در اسـارج منظـور به را اسيدهوميك رسوب معموالًاستخراج، آب آن منجمـد و ذوب كـرده و كـردن خ

).1(كنند مي بعدي نگهداري هاي تجزيهسپس با خشكانيدن انجمادي آن را براي

روش جداسازي مواد آلي خاك 1-3شكل


:)8(باشد مي شرح زير خصوصيات هوموس خاك بهي هـا كمـپلكس پيوندشـده و تـشكيل هـا تسيليكاذرات هوموس به رس يا سطوح .1

. دهند مي رس را –هوموس .كند ميهوموس ازت خاك را ذخيره و آزاد .2 .باشد ميهوموس داراي خاصيت بافري .3 .باشد ميهوموس داراي خصوصيات تبادل كاتيوني .4 .باشد مياصيت تبادل آنيوني هوموس داراي خ .5 .كند ميها و تركيبات ديگر شيميايي را جذب كش هوموس آفت .6

ماده اصـلي در . است شده پيشنهاداي براي هوموس ساختماني پيچيده يها لموفر واحـدهاي سـاختماني شدن ين سبب آزاد نتجزيه ليگ . )8(باشد ميين نهوموس خاك ليگ

د به فنـل توان ميبوده كه كونيفريل الكل ين نني در ليگ واحد معمول ساختما . شود ميآن . )2-3شكل (ون تبديل شودنيا كي

)8(تبديل بيوشيميايي كونيفريل الكل به فنول و كينون 2-3شكل

استونـسون و .باشـد مـي هايي با حلقه بنزني مونومربنابراين هوموس خاك داراي بلـوك سـاختماني هومـوس عنـوان بـه را )دوتـايي (يك واحد ساختماني ديمـر اولسن ـ شده تشكيلاين واحد دوتايي از دو حلقه بنزني . )8( كردند پيشنهاد هـا ن كـه يكـي از اي

. )3-3شكل ( باشد مي (NH2- )داراي گروه آمينو


واحد ديمر ساختماني هوموس خاك 3-3شكل

موس خـاك نيتروژن را پس از تجزيه هو شدن د آزاد توان ميواحد ساختماني ديمر

pH دنبال افـزايش ه خاك را ب CECد افزايش توان مياين واحد ساختماني . توضيح دهد .)8(توضيح دهد

ـ مي اين ديمر COOH و OH ،وه بر تبادل كاتيون عال ي فلـزات هـا نيـو د بـا توانهـاي ديگـر كـش كـش و آفـت ي آلـي علـف ها لمولكوهمچنين . تشكيل كالت بدهد سنگين

وسـيله بـه هـا كـش پيوند شوند كه اين دليل جذب آفـت OHوCOOHي ها لد به راديكا توان مي بيـشتري دارنـد مـواد آلـي ي كه يها خاكنابراين الزم است در ب . خاك است آلي موادهوموس و

همچنين خصوصيات جذب آنيون وتاييان د مساخت. مصرف شود ها كش علفمقدار بيشتري از . )8(دهد ميهوموس را توضيح

وسـيله بـه آساني د به توان مي ها تسيليكاه پيوند با رس و سطوح تمايل هوموس ب ).4-3شكل( و پيوند هيدروژني توضيح داده شودچندظرفيتيي ها نكاتيوپيوند با توانـد بـا اسـتفاده از واحـد ديمـر چندين خصوصيت هوموس يا مواد آلي خاك مي

در نظر داشت كه طبيعـت و هر چند بايد . توضيح داده شود Stevensonوسيله پيشنهادي به .)8(دست آورد هخصوصيات مواد آلي خاك پيچيده است و اطالعات بيشتري بايد از آن ب

هاي مربوط به بار الكتريكي عامل و ويژگييها گروه

رس هـاي كـاني خاك در مقايسه با مواد آلي CEC گفته شد، سطح ويژه و قبالًچنانچه يي كـه هـا خـاك ها، حتي در يون نگهداريظ و خاك در حف مواد آلي نقش . بيشتر است

انجام شده نـشان يها پژوهش. باشد مي بسيار كم است، قابل توجه ها ن آ مواد آلي مقدار


در زمـره مواد آلي . است مواد آلي خاطر وجود به ها خاك CEC درصد 80 كه تا دهد مياهميـت نـسبي كـردن براي مشخص . باشند مياجزايي از خاك است كه داراي بار متغير

نقطه با بـار صـفر . شود ميبارهاي منفي و مثبت كلوييد از واژه نقطه با بار صفر استفاده از آنجايي كه نقطـه بـا بـار .ها برابر است ي كه در آن بار منفي و مثبت كلوييد pHيعني از تـر بزرگ pH در خاك در مقادير مواد آلي ) 3حدود ( خاك پايين است مواد آلي صفر

دهـي پروتون ميزان بار منفي به سبب pHبا افزايش . اي بار الكتريكي منفي هستند دار 3 ).1(يابد عامل افزايش مييها گروهاز

پيوند واحد ديمر با ذرات درس 4-3شكل

عامـل اسـيدي، بـازي و خنثـي يها گروهند به توان مي ها خاك عامل در يها گروه

و ها ل انو ، ها ها، فنول كربوكسيل :انداز عبارته عامل اسيدي عمد يها گروه. تقسيم شوند اي عامل اسيدي نقش عمـده يها گروه. ها كه ثابت تفكيك اسيدي كوچكي دارند كينون

هايي كـه در pHند در توان مي ها ن، زيرا آ كنند مي ايفا ها خاكرا در پيدايش بار منفي در بـرآورد . بـار منفـي نماينـد وجود دارند پروتـون از دسـت داده و ايجـاد ها خاكبيشتر

وجـود گـروه كربوكـسيل دليـل بـه هـا خـاك مواد آلي CEC درصد 55 كه تا است شده عامـل بـازي و يها گروه خاك عالوه بر گروهاي عامل اسيدي داراي مواد آلي . باشد مي

). 1( نقـش كمتـري در ايجـاد بـار منفـي در خـاك دارنـد هـا گـروه اين . باشند ميخنثي عامل خنثي شـامل يها گروه آمين و آميد و يها گروه بازي شامل ملا عيها گروه ).2-3جدول(باشد ميد و استر يي الكلي، اتر، كتون، آلديها گروه


)1( عامل مهم در مواد آلي خاكيها گروهبرخي از 2-3جدول

گروه عامل بازي گروه عامل خنثي گروه عامل اسيدي

آمين الكليoH كربوكسيل ميدآ اتر انول

oHكتون فنولي آلدئيد كينون استر

هـاي pH نمونه خاك ايالت ويسكانسين را CEC60اي هلينگ و همكاران در مطالعه و رس را مواد آلـي كرده و با استفاده از رگرسيون چند متغيره سهم گيري اندازه 8 و 5/2بين

).3-3جدول( تعيين كردند راpHهر خاك با CECو نيز تغييرات pH در هريك از مقادير

)1(سهم مواد آلي ورس در ظرفيت تبادل كاتيوني خاك 3-3جدول

pH گنجايش تبادل كاتيوني

)سانتي مول بر كيلوگرم( بخش آلي بخش معدني

ناشي از CECدرصد مواد آلي

5/2 38 36 19 5/3 45 73 28 0/5 54 127 37 0/6 56 131 36 0/7 60 163 40 0/8 64 215 455

، pH كردند كه با افزايش گيري نتيجهها هلينگ و همكاران برمبناي اين بررسي

CEC بخش رس در مقايسه با CEC كنـد خاك خيلي كمتـر تغييـر مـي مواد آلي بخش .ـ بار دايمي در بخش رس نـسبت وجود بهآنان علت اين امر را زيـرا بخـش رس . ددادن

pH بـا افـزايش هـا ن آ CEC اسـت كـه ورميكوليـت و موريلورنيت مونت شامل عمدتاً به pH بخش رس در اثر افزايش CECمقدار كم افزايش . دهد ميافزايش كمي را نشان بـا ايـن وجـود . است شدههاي عاملي لبه كائولينيت نسبت داده هوتفكيك پروتون از گر

CEC ي مورد بررسي با افزايش ها خاك بخش آليpH است يافته افزايش اي مالحظه قابل طور به . )8 برابـر pH سانتي مـول بـر كيلـوگرم در 215تا pH 5 /2 سانتي مول بر كيلوگرم در 36از (


19، 5/2 برابـر pH در . خاك بـوده اسـت مواد آلي عاملي يها گروه از +Hعلت اين امر تفكيك 5/4ن رقم بـه ، اي 8 برابر pHلي در ا خاك بوده است درح مواد آلي مربوط به CECدرصد از

ي شني در ها خاك خاك در ظرفيت تبادل كاتيوني مواد آلي اهميت . رسد مي كل CECدرصد در ظرفيت تبادل ليآمواد ، سهم شود مي مالحظه كه طوري به. است شده داده ن نشا 3-3جدول

).1( درصد بوده است5/96 تا 4/66 از ها خاككاتيوني

ا بين مواد هوميك و فلزههاي كنشبرهم اي در نگهـداري و العـاده خاك اهميـت فـوق مواد آلي ي فلزي و ها نيوتشكيل كمپلكس بين ممكن است بين ها واكنشانواع مختلفي از . هاي فلزي خاك و آب دارد قابليت تحرك آالينده

واكـنش بـين كـربن : انداز عبارت ها واكنشاين ). 5-3شكل ( خاك و فلزها رخ دهد مواد آلي و ) كنـد اي عبور مي ميكرومتر نقره يا فيبر شيشه 54/0ن آلي كه از ميان صافي كرب(آلي محلول

كربن آلي كه بر روي صافي ( معلق مواد آلي تشكيل كمپلكس بين يها واكنش ، ي فلزي ها نيوشـده و نـشين تـه مواد آلـي ي فلزي و واكنش بين ها نيوو ) ماند ميكرومتر باقي مي 45/0نقره

خاك داراي مواد آلي عاملي يها گروه ت در زير نشان داده شده اس كه ريطو به . ي فلزي ها نيو ).1(ي فلزي هستندها نيوتمايالت متفاوتي نسبت به

انوالت<آمين<تركيبات آزو< كربوكسيالت<اتر<كربونيل

ي فلزي و مواد آلي موجود در فازهاي معلـق، ها نتشكيل كمپلكس بين يو 5-3شكل

و محلول يشده، كلوئيد نشين ته


در اطـراف يـك )ماننـد كربوكـسيالت ( يك يا چند گروه عاملي آلي كه درصورتي گردد نمايند، اين امر منجر به ايجاد يك ساختمان حلقوي داخلي مي ييآرا يون فلزي هم

ظرفيـت كـل . گوينـد مـي ليت كه شكلي از تشكيل كمپلكس است كه به آن تشكيل كي ميكرومـول بـر گـرم 600 تا 200ي فلزي حدود ها نيوتشكيل پيوند اسيدهوميك براي

ي فلـزي بـر روي هـا نيـو درصد از اين مقـدار مربـوط بـه نگهـداري 33 تقريباً. استي ها ن فنولي مكا OH كربوكسيل و يها گروه. باشد ميكننده كاتيوني ي كمپلكس ها نمكا

).1( هستندكننده كمپلكساصلي

چهارمفصل

انواع بار در خاك

سـطح ،دي خـاك هـستند ييـ وصيت كه داراي بيشترين اثر در فعاليت ذرات كلو دو خص قـسمت . سطح ويژه تابع مستقيم اندازه و شـكل ذرات اسـت . باشد مي ها نويژه و بار آ

بار الكتريكي در خاك . است مواد آلي اعظم سطح ويژه در خاك مربوط به ذرات رس و ه ذرات شـن و چـ اگر. باشـد مـي خـاك مربوط به همين دو جزء بخش جامد تقريباًنيز

سيلت در صورت وجود ورميكوليت درشت ممكن است مقدار كمي به بـار الكتريكـي ايجــاد بــار الكتريكــي در خــاك در نتيجــه دو پروســه زيــر انجــام . خــاك كمــك كننــد

:)12(گيرد مي سيليكاتي يها كاني در ساختمان 1يشكل همجايگزيني .1ترتيـب بـه ايـن دو مكـانيزم . دهاي خـاك يي در سطح كلو 2امل ع يها گروهشده يونيزه .2

.شوند ميدر خاك pH4 و وابسته به3باعث ايجاد بارهاي دائمي

بارهاي دائمي يك يون به جاي يون ديگر با انـدازه شدن جايگزين :از است ي عبارت شكل همجايگزيني

يـون . )20(مان آن ان كريـستال بـدون تغييـر اساسـي در سـاخت م مساوي در ساخت تقريباً كمتـر يـا بيـشتر نـسبت بـه يـوني كـه ، ممكن است داراي بار مـساوي شونده جايگزين

1. Isomorphic substitution 2. Ionization of functional groups 3. Permanent charge 4. pH-dependent


52

سـيليكاتي جـايگزيني ممكـن اسـت در صـفحه يهـا كـاني در . جايگزين شـده باشـد يـك جـاي بهاگر يك كاتيون با ظرفيت كمتر . صورت گيرد وجهي هشت يا چهاروجهي

در OH يـا O در ايـن صـورت بارهـاي منفـي كاتيون با ظرفيت بيشتر جايگزين شـود جـايگزيني . شـود مـي منتج بـه ايجـاد بـار منفـي در كـاني نشده و ساختمان كاني خنثي

ها باعث ايجاد بـار ولي اكثر جايگزيني . شود ميي الزاماً به ايجاد بار منفي منجر ن شكل هم . )20(شود مي سيليكاتي يها كانيمنفي در

. دهـد مـي ي در موقع تـشكيل كـاني سـيليكاتي رخ شكل همدر اغلب موارد جايگزيني كـه مـستقل از شـود مـي اي اليـه راي بار ازماني كه چنين جايگزيني صورت پذيرفت، كاني د

باعـث ايجـاد بارهـاي دائـم در شكل هم بنابراين جايگزيني . محيطي است كه در آن قرار دارد و 2:1 سـيليكاتي يهـا كـاني ي براي منبع اصلي بارهاي منف شكل همجايگزيني . شود ميخاك .)12( از اهميت كمتري برخوردار است1:1 سيليكاتي نوع يها كاني ولي در باشد مي 2:1:1

pHبارهاي وابسته به

بارهـاي . كنـد مـي خاك تغيير pHمجموع بارهاي الكتريكي ذرات خاك عموماً با تغيير مجمـوع . شـوند مـي باال ايجـاد هاي pHپايين و بارهاي اضافي منفي در ، pHمثبت در

ميزان نـسبي . گويند مي pH را بارهاي وابسته به آيند مي وجود به pHبارهايي كه با تغيير دهاي خـاك، غلظـت يي در هر خاك مربوط به تركيبات كلو pHبارهاي دائم و وابسته به

ي به علـت بارهـا ها خاك بيشتر . است شده تشكيليي است كه خاك در آن ها نيوو نوع اما بعـضي از . باشند مي سيليكاتي مجموعاً داراي بار منفي خالص يها كانيدائمي منفي

از هيدروكـسيدها و عمـدتاً هـا ني آ هـا رس و انـد شدهشدت هوا ديده يي كه به ها خاك . هاي پايين داراي بارمثبت خالص باشندpHشده ممكن است در ل تشكيها انفآلو

كـردن فراوانـي نـسبي بارهـاي مثبـت و منفـي بـراي مـشخص 1نقطه با بار صفر ي كه در آن بارهاي مثبت pH :نقطه با بار صفر عبارت است از . رود كار مي هدها ب ييكلو

2 از تـر پايين براي خاك فرضي بسيار ZPC 1-4 در شكل .د مساوي باشد ييو منفي كلو .)12( باشد مي

عامـل يهـا گـروه توسـط +Hن يا گرفت دادن از دست pHمنبع اصلي بارهاي وابسته به

1. Zero point of charge


53

كربوكـسيل ، (OH-)وكـسيل ر شـامل هيد هـا ه گـرو ايـن . باشد ميموجود در سطح ذرات خاك COOH)( ، فنول (Ar-OH) ، انول(R-CH=CH-OH) و آمين (R-CH2-NH2) بـاري . باشـد مي

دها اسـت كـه در يي اطراف كلو محلول pH بسته به عمدتاً شود مي حاصل ها گروهكه از اين اكـسيدها، هيدروكـسيدها، ، سيليكاتييها كانياز پروتون شدن ع درجه جذب يا آزاد واق .)12(باشد ميمواد آلي ان وفآلو

ي كـاني كوئولينيـت در هـا ل در لبـه كريـستا pH آمدن بارهاي وابسته به وجود به .)12(است شده نشان داده 1-4 شكل

)12(لبه كاني كائولينيت در pHنمايش شماتيك بارهاي وابسته به 1-4شكل

شـده بـراي پيـشنهاد pKa . د مثبت يـا منفـي باشـد توان مي محيط بار pHبسته به Al(OH)2 يها گروه

5/9 برابـر SiOH و بـراي 7برابـر (Al-OH-Si)، بـراي 5 برابر 1/2+ پروتـون از ايـن گـروه شدن كه آزاد دهد مي نشان Si-OH باال براي گروه pKa. باشد مي

در pHبنـابراين تغييـرات بارهـاي وابـسته بـه . گيـرد مـي هاي باال صورت pHفقط در Al-OH يهـا گـروه پروتـون از شدن زادآ مربوط به گرفتن يا عمدتاًً سيليكاتي يها كاني باال بوده pKa نيز داراي ها كانيي ها اليه هيدروكسيل در سطوح بين يها گروه .باشد مي

. )12(كنند مي بار د هاي بسيار باال ايجاpHو فقط در هاي كاني مربوط به خاصيت اسيدي اين لبه OH يها گروهايجاد بارهاي منفي در اسيدي ضعيف هستند و فقط ها گروه 2:1 نوع يها كاني براي . هاست و سطح لبه ها گروه نسبت بـه ها كانياي در اين به عالوه مقدار سطوح لبه .شوند مي هاي باال يونيزه pHدر

علت وجود پيونـد محكـم هب) 1:1نوع ( در كاني كائولينيت . كم است اي اليهبين سطوح بر روي هم قرار گرفته و در نتيجه سطوح نسبي ها اليههيدروژني تعداد بسيار زيادي از


54

pH به اين دو دليل وابستگي بارها بـه . است شده زياد اي اليهها نسبت به سطوح بين لبه درصد بارهـاي 5-10طور كلي فقط هب. باشد مي 2:1 يها كانياز بيشتر 1:1 يها كانيدر

ايـن مقـدار در كـه درحـالي . اسـت pH وابسته به 2:1 سيليكاتي نوع يها كانيمنفي در . )12(رسد مي درصد يا بيشتر 50 به 1:1 نوع يها كاني

نـشان 1:1 يهـا كـاني را براي pH شواهد وجود بارهاي وابسته به 2-4در شكل دهنـده وجـود كه نـشان كند ميكائولينيت در محلول اسيدي يون كلر را جذب . هدد مي

تبـديل بـه بارهـاي منفـي بارهـا اين ، در محلول بازي . بارهاي مثبت در سطح آن است .)12(شود مي ها كه باعث دفع آنيونشوند مي

.)12(هاي مختلفpH وسيله كائولينيت در جذب كلريد به2-4شكل

pH شود مي در آن بارهاي مثبت و منفي مساوي ي كه (ZPC) بـراي ايـن نمونـه .)12(باشد مي 5/6چين نشان داده و مساوي كائولينيت با خط عمودي نقطه

فراوانند و ممكن است مقـدار Alي شديداً هوازده، اكسيدهاي آهن و ها خاكدر هـر . در نظـر بگيريـد اكسيد آهن را . آورند وجود به pHقابل توجهي بارهاي وابسته به

سـه بـار ترتيب بدين كه . داراي عدد كئورديناسيون شش با يون اكسيژن است Fe+3يون ي آهن ها نيو وسيله به) -5/1( هر اكسيژن مانده باقيبارهاي . كند ميمثبت آهن را خنثي

III در سـطح تمـاس كريـستال بـا محلـول، تمـامي . شـود مي مجاور در كريستال خنثينـشده سـطح كريـستال در اين حالـت بارهـاي خنثـي . شود ميكريستال قطع پيوندهاي

Fe+3در حقيقـت . شـود مـي ي آب خنثـي هـا لمولكـو و -OH و +Hي هـا نيو وسيله بهيي آن اسـت كـه سـطح نهـا نتيجـه . )12(كند ميكئورديناسيون خود را با محلول تكميل

.)3-4شكل ( شود يم از هيدروكسيل پوشيده اي اليه وسيله به اكسيد يها كاني


55

مدل ايجاد بار در اكسيد آهن 3-4شكل

يهـا كـاني اين مدل ايجاد بار در سطح اكسيدها شبيه آن است كـه در مـورد لبـه هيچ بار دائم ندارند و در Mn و Fe،Alسيليكاتي گفته شد با اين تفاوت كه اكسيدهاي

. )12(باشد ميستم سيpH وابسته به ها كانيعوض ظرفيت تبادل كاتيوني اين هـستند داراي بـار Alحاوي مقـداري زيـادي اكـسيدهاي آهـن و كه يي ها خاك

نيز داراي بار وابـسته بـه ها نافآلو. باشند ميالعاده متغير فوق CEC زياد و pHوابسته به pH 12(باشد مي(.

خـاص يهـا گـروه از +H شـدن خاك عموماً مربوط به يـونيزه مواد آلي بار منفي يهـا گـروه تعداد زيـادي از ، 7 كمتر از pHحتي در . باشد مي كربوكسيل و فنول ويژه به

.)12(كنند ميايجاد بارمنفي و شود ميكربوكسيل يونيزه شـده عامل ديگر يونيزه يها گروهتر و كربوكسيل ضعيف يها گروه pHبا افزايش

اسـت شدهتخمين زده . كنند مي خاك اضافه مواد آلي و به مقدار كل بارهاي منفي بخش كربوكـسيل و فنـول گـروه مربوط به دو نها درصد بارهاي منفي هوموس ت 90 تا 85كه خـاك بـا بـار آلـي مـاده هيچ بخش . است pH وابسته به مواد آلي كليه بارهاي . باشد مي

.)12(است شده هاي نرمال خاك ديده نpHمثبت خالص در تـأثير تحت شدت به هاي مختلف pHخاك را در CECد توان مي آلي مادهحتي مقدار كمي

ـا ا . شـود مـي خاك زياد pH سيليكاتي با افزايش يها كاني و مواد آلي CEC. قرار دهد ـ ب ـال ي ن ح .)12( سيليكاتي استيها كاني بسيار بيشتر از pH با مواد آلي CECافزايش

مپنجفصل

تبادل كاتيوني

ي با بار مثبت ها نيو در جذب و تبادل ها نتوانايي آ ها خاكشايد مهمترين خصوصيت شيميايي الكترواسـتاتيك بـين يـك هاي كنش تبادل يوني مستلزم برهم .دهاي خاك است ييدر سطح كلو

اي كه ذره بار دار را احاطه مخالف موجود درسطح ذره باردار با بار مخالف ابرپخشيده يون با بار ي اساسي ذرات خاك ها تاوف يكي از ت ها نكاتيو ظرفيت خاك براي تبادل . باشد ميكرده است،

اولين مطالعات . گيرد مي محيط رشد ريشه مورد استفاده قرار عنوان بهبا تركيبات ديگري است كه اين محقق نشان . انجام گرفت 1800ي ها لساسطه توماس وي در اواسط اتبادل يوني خاك به و

خاك باعث تبديل قسمت عمده اين محلول از يك ستون موونيمآداد كه عبور محلول سولفات . شـود مـي تعـويض كلـسيم در اين پروسه كاتيون آمونيوم با كاتيون . شود ميبه سولفات كلسيم

ي هـا نكاتيو براي را آن اجزاء مختلف خاك، تمايل خاك و اجزاء يتحقيقات بعدي ظرفيت تبادل خـصوصيات . ن سـاخت خـاك را بـر فعـل و انفعـاالت تبـادلي روشـ pHاثر تغيير مختلف و

هـا رس در اطـراف هـا نكاتيو توزيع تأثير تحت شدن ولكولهفدهاي رس نظير پراكندگي و ييكلو .)12(هاي مختلف تبادل كاتيوني بحث خواهد شد در اين فصل جنبه. باشد مي

اليه مضاعف الكتريكي ي با بار ها نيو. را جذب كنند ها نكاتيوند توان مي وجود بارهاي منفي، ذرات رس دليل به

در سـطح يـا نزديكـي ها نيواين . اند شده يكنواخت در تمام محيط توزيع ن طور بهمثبت ي ديگـر تعـويض ها نيو با آساني به ها نيوبعضي از اين . شوند ميسطح رس نگهداري

ي بـا بـار ها نيومنفي ذرات رس معادل بودن الكتريكي بار اصل خنثي لبه دلي . شوند ميي مثبت اطراف آن اليه مضاعف الكتريكـي ها نيوبار منفي سطح رس و . باشد ميمثبت


58

و باشـد مي اليه مضاعف شامل بارهاي منفي سطح رس ،اولين اليه . )18(شود ميناميده . اسـت شـده يكنواخت در تمام سطح رس توزيـع صورت به كه بار منفي كنيم ميفرض

ي مثبت در اين ناحيه به ها نيو .باشد مي اليه محلول در تماس با سطح رس ،دومين اليه از سطح ذره به طرف فـاز محلـول ها نيواما در همان زمان . شوند ميسطح رس جذب

در اطـراف ها نيود بود و در نتيجه توزيع ن در تعادل خواه فراينداين دو . يابند ميانتشار ر عبـارت ديگـ بـه . باشـد مـي ي گاز در اتمسفر زمـين ها لمولكوذرات رس شبيه توزيع

ـ در نزديكي سطح ذره زياد و هرچه به طـرف محلـول اطـراف كلو ها نكاتيوغلظت د ييدر ارتبـاط بـا اليـه مـضاعف الكتريكـي . )18(شـود مـي رويـم غلظـت كـاتيون كـم مي

.پردازيم شده در اين زمينه مي ي ارائهها تئوريدر ادامه به . است شدهيي ارائه ها تئوري

ز تاليه مضاعف هلمودر اين تئوري بـار منفـي . باشد ميها در مورد اليه مضاعف الكتريكي اولين نظريه اين تئوري از

مـوازي اي صفحه و كل بارهاي مخالف در دومين اليه در است شدهد در سطح ذره توزيع ييكلو در سـطح ذره هـا نكـاتيو در ايـن تئـوري غلظـت .)12(اسـت شده متمركز Xبا سطح با فاصله

.)1-5شكل ( يابد مي خطي كاهش طور به غلظت ،له از سطح ذرهماكزيمم و با افزايش فاص

)12(ار بر اساس تئوري هلموتزدها نزديك سطح ذره بار توزيع كاتيون1-5شكل


59

چاپمن -تئوري اليه مضاعف گوي در اين تئـوري فـرض . ارائه شد 1913 و چاپمن در 1910 در گوي وسيله بهاين تئوري

بـا ي ها نيوولي . است شده ذره توزيع سطح يكنواخت در ورط بهمنفي كه بار است شده ايـن .انـد شدهي گازي در اطراف زمين توزيع ها لمولكوبار مخالف در اطراف آن شبيه

در ايـن تئـوري . )18(شـود مـي ناميـده شده پخشتئوري همچنين تئوري اليه مضاعف تـوان بـا و مـي يابـد مـي نمايي كاهش طور به با افزايش فاصله از سطح ها نكاتيوغلظت

:غلظت در هر فاصله از سطح را محاسبه كرد توجه به معادله بولتزمن

C= C0 exp( -Zeµ/kT)

:كه C = غلظت كاتيون در فاصلهX از سطح ذره

C0 = غلظت كاتيون در فاز محلول Z = ظرفيت كاتيون e =واحد بار الكتريكي µ =ريكي در فاصله پتانسيل الكتxاز سطح ذره k = ثابت بولتزمن T = درجه حرارت

در هـا نيـو كمتـرين غلظـت آن و ها نكاتيو با توجه به اين معادله بيشترين غلظت .)2-5شكل ( باشد مينزديكي سطح ذره

نمايي با افـزايش طور بهدر اين تئوري پتانسيل الكتريكي در سطح ذره ماكزيمم و .يابد ميهش فاصله از سطح كا

kxex −= 0)( ψψ

:كه )(xψ = پتانسيل الكتريكي در فاصلهXاز سطح ذره

0ψ = پتانسيل الكتريكي در سطح ذرهX=0 k = الكتريك حالل و درجه حرارت ثابت دي ، ثابتي كه بستگي به غلظت و ظرفيت يون

)ت اليه دوگانهعكس ضخام . (دارد


60

در اطـراف ذره بـاردار بـر اسـاس تئـوري گـوي و هـا ن و آنيـو ها نتوزيع كاتيو 2-5شكل ).18(چاپمن

. آيد دست مي با توجه به به معادله زير بهkثابت

/n

K A ZK T

⎛ ⎞= × ⎜ ⎟Ε⎝ ⎠

0 5

0

در معادله باالT و E ، kبا قراردادن

K Z n

k z n

= ×−×=

73 10

71 3 10

0

0

n0 = ليتغلظت الكترو A = ثابت E = الكتريك حالل ثابت دي K =ثابت بولتزمن


61

بـاال چنانچه در فرمـول . است شدهتعريف مضاعف ضخامت اليه عنوان به k1/ مقدار اگـر . غلظت و ظرفيت كـاتيون اسـت تأثير، ضخامت اليه دوگانه تحت است شدهنشان داده

نـصف ) ضخامت اليه دوگانه ( k/1به عبارت ديگر . شود مي دو برابر k. برابر شود 4غلظت مـضاعف كلي ضـخامت اليـه طور به. چنين بحثي در مورد ظرفيت نيز وجود دارد . شود مي

اثر غلظت . با جذر غلظت امالح در محلول خاك و ظرفيت كاتيون نسبت معكوس دارد اثـر ظرفيـت . از سطح به طرف محلول است ها نكاتيو كاهش ميزان پخش دليل بهامالح .)18(باشد ميد ييي با ظرفيت بيشتر در سطح كلوها نكاتيو نتيجه جذب قوي كاتيون

ترنشتئوري اليه مضاعف ا

يكنواخـت در سـطح ذره طـور بـه منفي گوي و چاپمن بار وسيله بهشده در تئوري ارائه اي بارهاي نقطـه صورت بهي مثبت را ها نيو گوي و چاپمن تئوري در. است شدهتوزيع

ترن شـ ا وسـيله بـه اين تئوري سپس . كنند مي و بنابراين فضايي اشغال ن دگيرن ميدر نظر تئـوري اليـه هـا نيـو ترن با درنظرگرفتن اندازه بـراي شا ديگرعبارت به . شد تغيير داده عف الكتريكي شبيه اترن اولين اليه مض شدر تئوري ا . را تصحيح كرد شده پخشمضاعف

:شود مي اليه به دو بخش تقسيم هر چند دومين. )18(هاي قبلي است وريئبه ت د ييتر به سطح كلو يك اليه نزديك .1 شده اليه پخش. 2

در . شـود مين ناميده شترشده و اليه ا با نيروي قوي جذب ها نكاتيودر اولين اليه چاپمن و اليه دو گانـه -اين تئوري تغييرات غلظت كاتيون تركيبي از اليه دوگانه گوي

ترن غلظت بـا شدر اليه ا . شود ميهش در غلظت به دو بخش تقسيم كا. باشد ميز تلموهدر اليه پخشيده غلظت بـا افـزايش . يابد مي خطي كاهش طور بهافزايش فاصله از سطح

.)13( )3-5شكل ( يابد مي ش نمايي كاهطور بهفاصله از سطح

).13(ري اشترن در اطراف ذره باردار براساس تئوها ن و آنيوها نتوزيع كاتيو 3-5شكل


62

ده ش اثر ظرفيت كاتيون بر ضخامت اليه مضاعف پخشدر . باشـد مـي ي تبـادلي هـا نكاتيو ظرفيت تأثيرده تحت ش ضخامت اليه مضاعف پخش

يـك ظرفيتـي يها نكاتيوده در مورد ش يك غلظت مشابه، ضخامت اليه مضاعف پخش بـه هـا نكـاتيو تمايل دليل بهاين امر .)1-5جدول ( ي دوظرفيتي است ها نكاتيوبيشتر از

:)12(باشد مي زير ترتيب بهد است كه ييانتشار از سطح كلو

ي تك ظرفيتيها نكاتيو<ي دوظرفيتيها نكاتيو<ي سه ظرفيتيها نكاتيو

شده لكتروليت بر ضخامت اليه مضاعف پخشغلظت ااثر باعـث غلظت بـاال . شده بستگي به غلظت الكتروليت دارد ضخامت اليه مضاعف پخش

با افزايش غلظـت الكتروليـت مقـدار . شود مي شده پخشكاهش ضخامت اليه مضاعف بين سطح ،اين امر باعث كاهش شيب غلظت در حد فاصل مايع . يابد ميكاتيون افزايش

بنابراين تمايل كاتيون براي انتـشار از سـطح . )12(شود مي آن كننده د و فاز مايع احاطه ييكلو .)1-5جدول (شود مي كه سبب كاهش ضخامت اليه دوگانه يابد ميد كاهش ييكلو

)12(شده اثر ظرفيت و غلظت بر ضخامت اليه مضاعف پخش 1-5جدول

)آنگستروم(ضخامت اليه دو گانه غلظت ظرفيتيي يكها نكاتيو دوظرفيتيي ها نكاتيو

500 1000 5-10

50 100 3-10

5 10 1-10

ـ بطـرف سـطح كلو هـا نيـو دائـم آن الزم به ذكر است به علت انتشار د هميـشه يي

كه مجموع بارهاي منفي در اليـه مـضاعف كند ميمقداري آنيون در اليه مضاعف نفوذ ي موجـود در اليـه مـضاعف هـا نكـاتيو . باشـد ميدها ييي محلول و كلو ها نيوشامل آن

وجـود ي م هـا نكاتيودر هر حال بخشي از . بايستي هر دو مبنع بار منفي را خنثي نمايند .)12(باشند ميدر اليه مضاعف در هر حال قابل تعويض

تبادل كاتيونيها واكنش هاي ويژگي

استوكيومتري بـوده داراي و پذير برگشت سريع، تحت كنترل پخش، معموالًتبادل يوني


63

هـا نيـو كننده در اغلب موارد نسبت به يـك يـون قـدري بـيش از سـاير و سطح تبادل مربـوط بـه دمـاي هم است كه پذير برگشتتبادل موقعي ). 1(دده مي نشان گري انتخابناپـذيري تبـادل يـا البته گـاهي برگـشت . رفت و برگشت بر هم منطبق باشند ها واكنش

يي كـه سـطح ها نيواستوكيومتري بدان معني است كه همه . شود ميپسماند نيز مشاهده هـا نيـو از ديگر ) بار يون برحسب ( مقدار هم ارزي وسيله به، كنند ميدي را ترك ييكلو

وقتي يك . بودن بار الكتريكي است علت اين امر برقراري شرط خنثي . شود ميجايگزين ، كـه آيـد مـي وجـود بـه كمبود بار مخـالف كننده تبادل در شود مييون از سطحي مبادله

را احاطه كـرده گر تبادلي با بار مخالف موجود در ابر يوني پخشيده كه ها نيو وسيله به واالن اكـي ي با بار مخـالف بـر حـسب ها نيوبنابراين مقدار كل ). 1(است، جبران شود

بـراي جـايگزيني +K حفظ استوكيومتري، دو يون منظور بهبراي مثال . ماند ثابت باقي مي كه در تبادل يوني نيروهاي الكترواسـتاتيك دخالـت يياز آنجا . الزم است +Ca2يك يون

يوني براي يك يون نسبت بـه گر تبادل يا ترجيح گري نتخابا براي تبيين توان ميدارند گفت كه براي گروه توان مي خالصه طور بهولي . از قانون كولن استفاده كرد ها نيوساير

كه شوند مييي ترجيح داده ها نيومعيني از عناصر جدول تناوبي كه ظرفيت برابر دارند، پوشـي آب هـا نيـو محـيط خـاك ي هـستند، زيـرا در تر كوچك پوشي آبداراي شعاع

).1(شود مي تبادل كاتيوني بررسي ها واكنش هاي ويژگيدر ادامه . شوند مي

ي پذير برگشتاگرچـه بعـضي . هـستند پـذير برگـشت تقريبـاً يـا پذير برگشتتبادل كاتيوني ها واكنش

ـ از نظـر كلو هـا نكاتيو حتـي . شـوند مـي دهاي خـاك بـر بعـضي ديگـر تـرجيح داده يي مناسـب هاي روش با توان مي را شوند ميدها يييي كه با قدرت زياد جذب كلو ها نكاتيو

موارد استثنايي براي ايـن كليـت، جـذب ترجيحـي . ي ديگر جايگزين نمود ها نكاتيوبا . باشـد مـي خـاك مواد آلـي دهاي يي كلو وسيله به چندظرفيتيي ها نكاتيوتعداد زيادي از

.)1(باشد مي ها نوكاتياستثناهاي ديگر شامل تثبيت بعضي

يا استوكيومتريتوازن شيمياييچون مقـاديري كـه . متوازن هستند تقريباًفعل و انفعاالت تبادل كاتيوني از نظر شيميايي


64

ي قابـل هـا نكـاتيو جمع كليه دليل همين به. اند از نظر شيميايي معادل شوند ميتعويض به ميزان كمي بـا نـوع گويند مي ظرفيت تبادل كاتيوني را آن خاص كه pHتبادل در يك .واكنش تبادل كاتيوني زير را در نظر بگيريد. كند ميكاتيون تغيير

CaX + 2NH4+ ( NH4)2X + Ca2+

NH4د است دو يون ييدهنده سطح كلو نشان X كه اين واكنش در الزم است كـه +

. )12( را جايگزين كند+Ca2يك يون

واكنشت سرعولي مرحله انتـشار . باشد ميمرحله تبادل سريع . سريع هستند كاتيوني تبادل يها واكنش

. گير است طرف محلول كمي وقت ه د ب ييد و يا از سطح كلو ييطرف سطح كلو ه ب ها نيوـ . در شرايط مزرعه صحيح اسـت ويژه بهاين موضوع ي هـا هدر شـرايط آزمايـشگاه نمون

ايـن عمـل . دهنـد مـي بـا محلـول تكـان كاتيوني تبادل اكنشو در طي معموالًخاك را .)12(باشد مي ها نيو تسريع حركت منظور به

اثر جرم بـا تغييـر غلظـت مـواد تـوان مييشان پذير برگشتعلت به را كاتيوني تبادل يها واكنش هـاي روشدر آزمايـشگاه . شونده يا مواد حاصل از تركيب به هر طرف سوق داد تركيب

ي هـا نكـاتيو استفاده از غلظـت زيـاد طرف به يك واكنش يك دادن براي سوق معمول شده بـا شستـشوي مكـرر ي تعويض ها نكاتيوداشتن غلظت و پايين نگه كننده جايگزين

.)12(باشد مي

غلظت -قانون بار محلـول باعـث جـذب شـدن هاي متفاوت، رقيـق ي با ظرفيت ها نكاتيودر تعويض بين

در نظـر زيـر را براي مثـال واكـنش . شود ميي با ظرفيت باال ها نيوكاتتعداد بيشتري از .بگيريد

CaX + 2NH4+ ( NH4)2X + Ca2+


65

: زير استصورت بهثابت تعادل اين واكنش

][

][

][

])[(2

2424+

+

=Ca

NHK

Cax

XNH

يـه بـه كلـسيم در ال م در سمت راست نسبت يـون آمونيـو 2به علت وجود توان در محلـول خـاك هـا نكـاتيو د به غلظت كل و همچنين غلظـت نـسبي ييمضاعف كلو قـانون بـار را شـدن وابستگي تبادل كاتيوني به ظرفيت كاتيون در اثر رقيق . بستگي دارد

باشـد 1molL-1 = [+Ca2] = [+NH4]براي مثال اگر محلـولي حـاوي . گويند ميغلظت . 2 X / [CaX]=K[NH4] يعنـي . باشد مي 1رابر حالت باين در 2/[Ca2+][ +NH4] نسبت

در نتيجـه . شـود مـي 1/0برابـر برابر رقيق شود نسبت مذكور 10حال اگر محلول خاك دها در اثر رقيق كردن محلول خاك ده بـار يينسبت يون آمونيوم به كلسيم در سطح كلو

).12(يابد ميكاهش

(NH4)2X/ CaX = 0.1K

ي تكميلي ها نكاتيو يك كاتيون با كاتيون ديگر در حضور يك كاتيون سوم و با افـزايش قـدرت جـذب تعويض

NH4 وسـيله بـه كردن كلـسيم براي مثال جايگزين . شود ميآسان كاتيون سوم از يـك خـاك +

علت اين امـر ايـن اسـت كـه . باشد مي Ca و Na آسانتر از يك خاك حاوي Ca و Alحاوي NH4

.)12(د جايگزين كندتوان مي را +Naمقايسه با در Al+3 مقدار بسيار كمتري از +

ها اثر آنيون

طرف ه تبادلي ب واكنش دادن د در سوق توان مي شونده جايگزينآنيون همراه با يك كاتيون :واكنشيي نها محصول به شرطي كه، اثر گذاردشدن تكميل

.شود كمتر يونيزه .1 .شود كمتر حل .2 .بيشتر متصاعد شود .3

H2O ،HClر به جاي اگ.باشد H2O واكنشي است كه محصول واكنشل حالت اول مثا


66

. شود مي باال تكميل نواكنشرجه به دواكنش تشكيل شود ،شود ميكه به شدت يونيزه در واكـنش ايـن . است Al(OH)3مثال حالت دوم تشكيل هيدروكسيد غيرمحلول

. تر است شود تكميلAl(Cl)3 به تشكيل نمك محلول ر كه منجواكنشيمقايسه با

واكنـشي كـه در مقايـسه بـا واكنش اين . است Co2مثال حالت سوم تشكيل گاز .)12(تر است تكميلشود مي H2SO4 به تشكيل رمنج

دهاي خاص يياثر كلو

بيـشترين معمـوالً باال در واحـد سـطح گنجايش تبادل كاتيوني دهاي داراي بار يا ييكلوبراي مثال ورميكوليـت در مقايـسه بـا . ي با ظرفيت زياد دارند ها نكاتيوترجيح را براي

جذب +Ca2 و +Na از يك محلول حاوي مخلوط +Ca2موريلونيت مقدار بيشتري مونت در محلـول خـاك، +Na و +Ca2بنـابراين در شـرايط مـساوي از نظـر غلظـت . كنـد مـي

رميكوليـت وموريلونيت داراي درصد سـديم قابـل تعـويض بيـشتري نـسبت بـه مونتNH4 ظرفيتي ي يكها نكاتيو. خواهد بود

چون ايـن .از اين نظر استثناء هستند و +Kو+ . تثبيت شوندورميكوليتي ها اليهند بين توان مي ها نكاتيو

و ها نكاتيو خاك باعث تغيير انتخاب CECد با افزايش توان مي خاك pHافزايش . )12(ظرفيتي شود ي چندظرفيتي نسبت به يكها نكاتيوترجيح براي

ها نكاتيو يجذب انتخاب

دهاي با بار منفي حتي زماني كه داراي ظرفيـت مـساوي يي كلو وسيله به ها نكاتيوجذب دها جـذب يـك كـاتيون را نـسبت بـه ييبه عبارت ديگر كلو . باشند به يك ميزان نيست

انتخـاب اين ترجيح يـا . )12(دهند ميكاتيون ديگر در غلظت و ظرفيت مساوي ترجيح يي كـه داراي شـعاع هـا نيـو . باشـد مـي لـف تي مخ هـا نكـاتيو هيدراتهمربوط به اندازه

هستند تراكم بار در واحد حجمشان بيـشتر و در نتيجـه قـادر بـه تر كوچكغيرهيدراته هـا ناتـه آ رشعاع هيد در نتيجه د هستنجذب تعداد بيشتري مولكول آب در اطراف خود

باشد شعاع تر كوچكگر هر چه شعاع غيرهيدراته يك يون عبارت دي به. يابد ميافزايش با انـرژي كمتـر تر بزرگي با شعاع هيدراته ها نيو. خواهد بود تر بزرگهيدراته آن يون ـ مـي تر كوچك هيدراتهي با شعاع ها نيو كه درحاليدشده و ييجذب سطح كلو د بـه توان


67

يي كه بخشي از آب ها نيو. ترشده و با قدرت بيشتري جذب شوند د نزديك ييسطح كلو ـ بيـشتر بـه سـطح كلو شدن هيدراته خود را از دست داده قادر به نزديك د بـوده و بـا يي

.)12(شوند ميدهاي خاك نگهداري يي كلووسيله بهقدرت زياد . يـك يـون ظرفيـت آن يـون اسـت شدن مهمترين عامل در تعيين ميزان نسبي جذب يا آزاد

.شوند ميدها ييي يك ظرفيتي جذب كلوها نيوت بيشتر نسبت به با قدرمعموالًي دوظرفيتي ها نيو بـراي توان مي كه در تبادل يوني نيروهاي الكترواستاتيك دخالت دارند يياز آنجا از قانون ها نيو يوني براي يك يون نسبت به ساير گر تبادل يا ترجيح گري انتخابتبيين

فت كه بـراي گـروه معينـي از عناصـر گ توان مي خالصه طور بهولي . كولن استفاده كرد كـه داراي شـعاع شـوند مـي يي ترجيح داده ها نيوجدول تناوبي كه ظرفيت برابر دارند،

لذا ترتيب . شوند مي پوشي آب ها نيوي هستند، زيرا در محيط خاك تر كوچك پوشي آب صورت به براي گروه اول عناصر گري انتخابكلي

Cs+>Rb+>K+>Na+>Li+>H+

كلـي طـور بـه ي با ظرفيت متفاوت را مورد توجه قـرار دهـيم ها نيواما اگر . بودخواهد براي مثال شود ميي با ظرفيت بيشتر ترجيح داده ها نيو

:Al3+>Ca2+>Mg2+>K+=NH4+>Na

قطبش عبارت است . ي بايد قطبش را در نظر گرفت گر انتخابدر بررسي اثر ظرفيت بر هرچـه شـعاع . يـك كـاتيون وسـيله بـه ف يـك آنيـون از تغيير شكل ابر الكتروني اطـرا

بوده و هر چه ظرفيـت كـاتيون بيـشتر تر بزرگباشد قطبش تر كوچك كاتيون پوشي آب تـر بـزرگ ، هر چه آنيـون ها نيودر مورد آن . خواهد بود تر بزرگ كننده باشد نيروي قطبي

ي تـر بـزرگ بش يون با بار مخالفي كه قطـ . د با سهولت بيشتري قطبي شود توان ميباشد ايـن يـون همچنـين حـداقل تمايـل را بـراي تـشكيل . شود مي ترجيح داده معموالًدارد

زير يا سري گري انتخابهلفريش ترتيب . باشد ميكمپلكس با يون داري بار موافق دارا ) :18(ي متداول ارائه كرده استها نكاتيوليوتروپيك را براي برخي از

La+3=H+>Ba2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Ni2+>Cd2+>Cu2+>CO2+>Zn2+>Mg2+>Ag+>C s+>Rb+>K+>NH+

4>Na+>Li+


68

يـون افـزايش هيدراتـه ي با ظرفيـت مـساوي هرچـه شـعاع غير ها نكاتيودر بين +Hاستثناي آشكار در اين كليـت يـون . شود مي از سهولت جايگزيني آن كاسته يابد مي

.كند مي عمل La+3 سه ظرفيتي در اين حالت نظير يون+H يون يك ظرفيتي . است

ها نكاتيوجذب اختصاصي ت و در قسمت قبـل اس ها ن كه مربوط به اندازه آ ها نيودها براي ييعالوه بر ترجيح كلو

ي خاص را ها نكاتيوالعاده شديدي براي جذب دها تمايل فوق يي بعضي كلو ، شد يحشرت ظـاهراً . باشـد مـي Mgبراي الت تمايل ورميكوليت حيك مثال اين . )12(دهند مينشان

+Mg2رد كه كـاتيون يگ ي ورميكوليت جاي مي ها اليهيون هيدراته منيزيم آنچنان در بين .)4-5شكل (شود ميي ديگر ترجيح داده ها نكاتيوبر

)12( منيزيم در سوسپانسيون ورميكوليت-تبادل كلسيم 4-5شكل

ـ دهنـده نشاندر اين شكل خط مستقيم و حالـت تيپكـال . ست هـيچ ترجيحـي ني

، Mgدر غلظت پـايين . دهد مي را نشان 1 را با يك ثابت تعويض برابر Ca-Mgعويض تاين بدان علت است كه يون . دهد مي ترجيح Mgورميكوليت جذب كلسيم را نسبت به

كـافي Mgاما به محـض اينكـه . باشد مي يون هيدراته كلسيم از تر بزرگهيدراته منيزيم سـرعت تغييـر جهـت باره و به در محلول موجود باشد منحني يك ) صد در 40بيش از (


69

اگـر چـه . دهد ميداده و ترجيح قابل توجهي را در جذب منيزيم نسبت به كلسيم نشان بـاال هـستند ولـي تغييـر جهـت منحنـي در Ca/Mg نرمال داراي نسبت طور به ها خاك

.)12(خاك موجود است كه در بعضي شرايط طبيعي دهد مي رخ Ca/Mgيي از ها تنسب ي هواديـده و ايليـت ميكاهالبه ، ترجيح ورميكوليت ،نمونه ديگر ترجيح يك يون

ي پتاسـيم، هـا نيـو جذب ،علت ترجيح . سزيم و روبيديوم است ، آمونيوم ،براي پتاسيم در هـا نيو مربوط به جاگيري عالي اين ،ها كاني اين وسيله بهيم و روبيديوم ز س ،آمونيوم خـاطر آوريـد را به 2:1 يها كاني چنانچه ساختمان .شود مي تصور لعيض شش حفرات

ي هـا نگذاشـتن اكـسيژ در اثر به اشتراك ، حفرات شش ضلعي چهاروجهيدر صفحات مــشابه انــدازه تقريبــاًانــدازه ايــن حفــرات . شــود مــي تــشكيل چهــاروجهيواحــدهاي ). 12(باشد ميالذكر ي فوقها نكاتيوغيرهيدراته

ـ ققين علت ترجيح فوق بعضي از مح آب پوشـي ژي نـسبي رالذكر را در نتيجـه اني پتاسيم، آمونيوم، ها نيوكم پوشي آبانرژي . دانند مي ها كانيي مختلف بر روي ها نيو

هـا نيـو باعـث جـذب قـوي ايـن ) آسان آب هيدراته دادن از دست (روبيديوم و سزيم داراي شـعاع (يم دوظرفيتـي ايـن واقعيـت را كـه بـار پوشـي آبتئوري انرژي . شود مي

NH4كريستاله مشابه با اختـصاصي جـذب صـورت به ميكاها يا ورميكوليت وسيله به ) +

NH4 ولي ،شود مين ظـاهراً . دهـد مـي را توضـيح شود مي اختصاصي جذب صورت به +

و در نتيجـه آب خود را از دست نداده راحتي به بيشتر پوشي آبي باريم با انرژي ها نيو آب جـذب كـرده ي باريم همچنين دوباره ها نيو. افتد ي مجاور كاني گير نمي ها اليهبين

.)12(كند مي وادار به انبساط شدن ي مجاور كاني را پس از مرطوبها اليهو وسيله به پتاسيم و آمونيوم تثبيت. تثبيت نام دارد ،ها نكاتيو پديده جذب ترجيحي

تحقيقات زيادي بر روي پديده تثبيت انجـام كه طوري به ، اهميت زيادي دارد ها كانياين ،pHو افـزايش خاك دادن خاك كاهش و با آهك شدن ميزان تثبيت با اسيدي . است شده

ي اسـيدي تـشكيل هيدروكـسيد آهـن يـا هـا خـاك علت كاهش آن در . يابد ميافزايش هـا اليهين زياد ا شدن و در نتيجه جلوگيري از نزديك ها كانياين در اي اليه بين آلومينيم

عمـل . به يكديگر الزامي است ها اليه شدن براي انجام تثبيت نزديك . باشد ميبه يكديگر .)12(يابد ميافزايش خاك شدن با خشك ها نكاتيو تثبيت


70

گري انتخابي تبادل كاتيوني و ضرايب ها تثابنـين زيرا چ . عمل آمده است هاي بسياري به براي تعريف يك ثابت تبادل تعادلي كوشش

ي يوني مختلـف سـودمند ها تد در تعيين وضعيت تعادل يوني در غلظ توان ميپارامتري كار، :انداز عبارت باشد ميي مشهور كه حاصل تالش در اين راه ها هبرخي از معادل . باشد

ي تبـادل كـه هـا ت كه ثاب است شدهها نشان داده در بسياري از بررسي . وانسلو، و گاپون سـطح (گـر تبادل هستند، ثابت نبوده و با تغيير تركيب يوني فاز ها هلبرگرفته از اين معاد

ي گـر انتخـاب لذا، بهتر است به جاي ثابت تعـادل از واژه ضـريب . كند ميتغيير ) جامد ).18(استفاده شود

معادله كار

ييبراي يك واكنش دوتا ). 18( كرد پيشنهاد ثابت تعادل زير را 1928معادله كار در سال : از دو يون است داريم كه متشكل

vAClu(aq)+uBXv(s) uBClv(aq)+vAXu(s)

محلول يا فاز آبـي (aq)، گر تبادل Xشونده، ي تبادل ها نكاتيو +Bv و +Auكه در آن . استگر تبادل جامد يا فاز (s)و

ي زيـر گر خابانتتر ضريب براي واكنش باال ثابت تعادل يه به عبارت صحيح كار :را بيان كرد

Keq=[AClu]v{BXv}

u/[BClv]u{AXU}v

الدهـا آكودهنده غلظت در فاز محلول بر حسب مول بر ليتر و نشان ها هكه در آن كروش ).18(باشد مي كيلوگرم بر حسب مول بر گر تبادل غلظت در جامد يا فاز دهنده نشان

معادله وانسلو

). 18( ترموديناميكي بخشيد است كه به تبادل يوني مفهوم واقعاً آلبرت وانسلو اولين كسي بوده :وانسلو ثابت تعادل ترموديناميكي زير را تعريف كردبه معادله قبلي با توجه

/ (BClv)u(Axu)

v Keq= (AClu)v(BXv)

u


71

تعيين فعاليت اجـزاي . فعاليت ترموديناميكي هستند دهنده نشانكه در آن پرانتزها محلول دشوار نيست زيرا فعاليت برابر است با حاصل ضرب غلظت مولي دهنده تشكيل

ي ديگـر هـا ل در مورد تعيين ضريب فعاليـت در فـص .كاتيون در ضريب فعاليت كاتيون وانـسلوفعاليت . آسان نيـست گر تبادلبا اين حال محاسبه فعاليت فاز . بحث خواهد شد

كسرهاي مولي ترتيب به NB و NA). 18( را بر حسب كسر مولي تعريف كرد گر تبادلفاز Aو Bزير نوشته شودصورت بهد توان ميمعادله باال بنابراين طبق نظريه وانسلو. هستند :

Kv= (A+u)v.NBu / (B+v)u.NA

v

.آيد مي دست بهي زير ها ه از رابطB و A هاي گونهكسر مولي

NA={Axu}/{Axu}+{BXv}

NB={BXv}/{BXv}+{Axu}

معادله گاپون ) :18(شود مي زير نوشته صورت به در يك خاك K-Caمعادله گاپون براي تبادل

Ca0.5 - Soil + K+ K-Soil + 0.5Ca+2

ي قابل تبادل وجـود ها نكاتيو و گر تبادل مقادير هم ارزي از فازهاي شيمياييكه در آن از نظر :شود مي زير نوشته صورت به K-Ca ي گاپون براي تبادل گر انتخابدارد ضريب

KG={K-Soil}[Ca2+]0.5/{Ca0.5-Soil}[K+]

غلظت در فاز محلول بر حسب مول بر ليتـر و آكوالدهـا دهنده نشانها كه در آن كروشه ضـريب . باشـد مـي كيلـوگرم بـر حـسب مـول بـر گـر تبادلدهنده غلظت در فاز نشان

اي مورد گسترده طور بهدر شيمي خاك . آيد مي دست به كه از معادله گاپون گري انتخاب حـداقل گر تبادل كه با تغيير تركيب يوني فاز رسد مياستفاده قرار گرفته است و به نظر

. گيرد ميتغيير در آن صورت

ششمفصل

ها لمولكو و ها نيوجذب آنهاي پديده

امـد و تجمع جسم يا مـاده در فـصل مـشترك بـين سـطح ج توان ميجذب سطحي را هـاي مـاده مولكـول شـدن جـذب سـطحي شـامل برداشـته . كننده دانست محلول احاطه

فـاز ( حـالل شـدن از محلول، برداشـته ) شود ميجسمي كه در يك حالل حل (شده حلي مـاده هـا لمولكواز سطح جامد و پيوستن ) شود ميپيوسته محلول كه در آن ماده حل

كـردن در سـطح و هاي رسـوب راينـد فجذب سطحي شامل . باشد ميشده به سطح حل) مرهـا مرهـا و تـري اي كوچك نظير دي غيرآلي چندهسته هاي گونهتشكيل (شدن پليمر

از جـذب اي نمونه همگي شدن ردن در سطح و پليمر ك رسوب ، جذب سطحي . شود مين كه مكانيسم نگهداري در سطح نـامعلوم شود ميه كاربرد هستند اين واژه كلي هنگامي به

).1(باشد و هـا نيـو هاي مربوط به نگهداري پرداختن به تعدادي از واژه ، قبل از ادامه بحث

.ها در خاك مفيد خواهد بود مولكول .كند اي است كه در سطح مشترك تجمع مي ماده:1شده ماده جذب سطحي .1

.كند مي سطح جامدي كه ماده جذب شده در آن تجمع .2كننده سطح جذب .2

را شدن مولكول يا يوني در محلول كه پتانسيل جذب سطحي .3وندهش جذب سطحي .3

).1(باشد ميداراست اي كـه در سـطح تجمـع كنـد از واژه كلي جذب استفاده شود، ماده كه درصورتي

1. Adsorbate 2.Adsorbent 3. Adsorptive


74

شـده، جـذب ترتيـب بـه د جذب شود توان ميسطح جامد و مولكول يوني در محلول كه .شود ميشونده ناميده كننده و جذب جذبجـذب سـطحي . خـاك اسـت شـيميايي هاي فراينـد سطحي يكي از مهمترين جذب آلـي شيمياييها و ساير تركيبات كش مورد نياز گياه، فلزها، آفت ييكننده مقدار مواد غذا تعيين

ثر در نقـل و انتقـال ؤهاي اصلي م فرايندشده در سطوح خاك بوده و بنابراين يكي از نگهداريترواستاتيكي ك ال هاي ويژگيجذب سطحي همچنين . باشد ميك و آالينده در خا ييعناصر غذا

).5(دهد مي قرار تأثيرها را تحت ديينشيني ذرات معلق و كلو نظير انعقاد و تهشـده از مـواد حـل شـدن هر دو در جـذب سـطحي شيميايي نيروهاي فيزيكي و

اي كـره بـرون يها كمپلكسنيروهاي فيزيكي شامل واندروالس و . محلول دخالت دارند ــتاتيكي ــوني (الكترواس ــادل ي ــال تب ــراي مث ــي) ب ــند م ــاي . باش ــيميايينيروه نتيجــه ش

هاي تبادل اي بوده و مكانيسم كره نو در يها كمپلكس كوتاه برد و تشكيل هاي كنش برهم .گيرند ليگاند، پيوند كوواالنسي و پيوند هيدروژني را در برمي

عاملي سطحييها گروه). 1(هاي جذب سطحي به عهده دارند فرايندخاك نقش مهمي را در عاملي سطحي يها گروه

پـذير كـه بـه واكنش شيميايير ظيك واحد مولكولي از ن گروه عاملي سطحي عبارت است از پذير واحـد بتواننـد آنچنان كه اجزاي واكنش . يابد ميسطح خارجي ساختمان يك جامد پيوند

مثـل (ند واحدهاي مولكـولي آلـي توان مي عاملي سطحي يها گروه. توسط سيال احاطه شوند عاملي سـطحي غيرآلـي اصـلي در يها گروه. باشند غيرآلييا )كربونيل و فنولي ، كربوكسيل

ـ از سطح سيلوكسان كـه بـه صـفحه : اند خاك عبارت شـده بـه ي اكـسيژن پيونـد هـا ماتل هيدروكسي يها گروه و باشد مي سيليس در فيلوسيليكات مربوط چهاروجهي هاي ورقه

ها، هيدروكسي اكـسيدها شكل و اكسيد ي نظير كائولينيت، مواد بي يها كانيهاي كه به لبه ).1(و هيدروكسيدها متصل باشند

نـد بـا توان مـي عاملي سطحي يها گروه است شده كه در زير نشان داده طور همان . كننددهي پروتون يا گيري پروتونترتيب به-OH و+Hجذب سطحي

S-OH+H+ S-OH+2

S-OH S-O-+H+

ها مولكول و ها يونجذب آنهاي پديده

75

ي هـا هيدروكـسيل و شـوند مـي نـشان داده Sي اسيد لوويس با ها ندر اينجا مكا ي آب ناپايـدار بـوده و هـا لمولكـو . باشند مييس ودهي كرده بازهاي لو تونوسطحي پر

بـه ول كـه متعاقبـاً در محلـ ) يس يا ليگانـد وباز لو ( يا آلي غيرآليد با يك آنيون توان مي. شـود مـي تبـادل ليگانـد ناميـده فراينـد ايـن . تبـادل گـردد شود ميكاتيون فلزي پيوند

در سطح اكسيدهاي فلـزي ماننـد گيبـسيت يـا گئوتيـت نهاي اسيد لوويس نه ت ها نمكادر . باشـند مـي رسي نظير كائولينيت نيز موجـود يها كانيي ها هوجود دارند، بلكه در لب

منفـرد طـور بـه هيدروكسيلي وجود دارند كه يها گروه رسي همچنين يها يكاني ها هلب و در +Al3بـا وجهـي هـشت صـفحه در لبـه OH يهـا گروه. دهند مي ييآرا تشكيل هم

يهـا گـروه . دهنـد مـي يـي آرا منفـرد تـشكيل هـم طـور بـه +Si4بـا چهاروجهيصفحه ، كننـد مـي را فقط تفكيـك ها ن پروتو دهند مي ييآرا تشكيل هم +Si4هيدروكسيلي كه با

هم تفكيك را ها ن پروتو +Al3 داده با ييآرا هيدروكسيل تشكيل هم يها گروه كه درحالي سـيالنول ترتيـب بـه يـاد شـده OHيها گروه. دهند مي تشكيل پيوند ها نكرده و هم با آ

)SiOH ( و آلومينول)AlOH ( شوند ميناميده)1.( به مراتب كمتـر از ظرفيـت ها خاكر بيشتر د ها لمولكو و ها نيوظرفيت جذب آن و هـا نيـو و بعـضي غيرآن هـا نيـو با اين وجود تعداد زيادي از آن . است ها نكاتيوجذب تـوان مينرا در خاك ها ن آها واكنش در كشاورزي امروز حائز اهميت بوده و ها لمولكو

Cl- ، HCO3 : انداز عبارتي معمول خاك ها نيوآن. )12(ناديده گرفت - ، SO4

2- ، HPO4-2 ،

OH- ، F- و CO3 آنيـون موجودنـد صورت به موليبدن وبر مصرف عالوه عناصر كم ه ب . 2-

)H2O3- ، MoO4

آنيـوني وجـود صـورت بـه كروم و ارسنيك همچنين فلزات سنگين . )-HASO4 دارند

Cro4 و -(2 مولكـولي موجـود در خـاك كـه داراي اهميـت هـاي گونه. )2-

و فـرم H4SiO4،H3Bo3، اسيدهاي ضـعيف يـونيزه نـشده NH3 :ازاند عبارت ،باشند مي ).12( ها كش از حشرهيزه بسيارغيريوني جـذب اي ههـاي پيچيـد م مكـانيز وسـيله بـه ها لمولكو و كليه ها نيوبسياري از آن

هـا و ي مختلـف جـذب آنيـون هـا مدر ايـن فـصل مكـانيز . شـوند ميدهاي خاك ييكلو .گيرد مي مورد بحث قرار ذبج هايدما هم و ها لمولكوشوند، بعـضي متعددي جذب هاي واكنش در خاك ممكن است از طريق ها نيوآن

. معروفند اختصاصي غير جذب عنوان به و باشند مي الكترواستاتيك ها كامالً از اين جذب


76

هـا لمولكـو و ها نيو جذب آن باعث غيرالكترواستاتيك ممكن است ها واكنشهمچين تعدادي .)12(نامند كلي اختصاصي يا جذب شيميايي ميطور بهن نوع جذب را اي. شود

ها نيوجذب غيراختصاصي آن

: ممكن استشود مييك آنيون كه به طرف يك سطح داراي بار الكتريكي نزديك .د شودييجذب نقاط با بار مثبت در سطح كلو .1 .د دفع شوديي بارهاي منفي سطح كلووسيله به .2

در خاك عموماً داراي بار منفي خالص بوده و بـه همـين 2:1يليكاتي س يها كاني معمـوالً هـا خاكبا اين وجود . شوند مي رانده ها كانياز سطح اين ً عموما ها نيوجهت آن

و زمـان هـم كه باشند مي 1:1 سيليكاتي يها كاني منجمله ها كانيحاوي انواع مختلفي از بنابراين يك آنيـون كـه بـه سـطح . منفي هستند در نقاط مختلف داراي بارهاي مثبت و

بارهـاي وسـيله بـه زمـان هم ممكن است در معرض دفع و جذب شود ميكاني نزديك ان فـ هيدروكـسيدها و آلو ، سـيليكاتي يها كانيي شكسته ها همنفي و مثبت موجود در لب

.)12(قرار گيرد

يا جذب منفيها نيودفع آنغلظـت موريلونيت خشك اضافه شـود، به مونت KClاگر يك نمك خنثي و رقيق مثل

آن به كاني كردن اضافهدر محلول قبل از -Cl با كاني بيشتر از غلظت -Clدر حال تعادل د خشك اضافه گردد كه فاقد يياين پديده هر زمان كه يك آنيون به يك كلو . خواهد بود

پروسـه را دفـع ايـن . شود مي مورد آزمايش باشد، مشاهده pHظرفيت جذب آنيون در ف ا اطـر شـده پخـش اليـه مـضاعف نشانگر و در واقع . گويند ميآنيوني يا جذب منفي

در محلـول خـاك -Clتوضيح ديگر در مورد افزايش غلظت . باشند ميدهاي خاك ييكلو كه باعـث كـاهش آب در محلـول و در نتيجـه باشد مي كاني وسيله به جذب آب دليل به

. )12(ددگر مي -Clافزايش غلظت يون :انداز عبارت ها نيوفع آند در مؤثرعوامل

غلظت و بار الكتريكي .1 نوع كاتيون تبادلي .2


77

3 .pHمحلول ي ديگرها نيووجود آن. 4 ديينوع كلو. 5

SO4 شـامل دهنـد مـي دفـع آنيـوني را نـشان معموالًيي كه ها نيو 2- ، NO3

- ، Cl- مربـع متر سانتيشده از يك آنيون دفع واالن اكيدفع آنيوني كه بر حسب ميلي . باشند مي

همچنين افزايش غلظت آنيـوني، . يابد مي ظرفيت آنيون افزايش شدن ياد با ز شود ميبيان .)12( دهد ها را افزايش مي دفع آنيون

در اليـه مـضاعف اطـراف ذرات هـا نكـاتيو و ها نيو تجلي توزيع آن ها نيودفع آن را هـا نيور عاملي كه بر روي اليه مضاعف اثر كند دفع آن ه دليل همين به. باشد ميخاك

بـراي سوسپانـسيون -Clشـده يـون بنـابراين حجـم دفـع .دهـد مي قرار تأثيرنيز تحت ترتيب به سيليكاتي يها كاني

Na+>K+> Ca+> Ba2+

، اليـه مـضاعف متراكمتـري انـد شـده با قدرت بيشتري جذب كه يي ها نكاتيو. يابد ميكاهش .)12(يابد مي كاهش شود مي از آن دفع ها نيو و در نتيجه حجمي كه آنكنند مي ايجاد

بارهـاي خـالص منفـي pH هستند، كـاهش pHيي داراي بارهاي وابسته به ها خاكدر اننـد و بتهـا نيووقتي آن .يابد مي خاك كاهش pH با نزول ها نيوسيستم را كم و در نتيجه دفع آن

كـردن بنـابراين اضـافه . يابـد مـي جذب شوند، دفع آنيوني كاهش دييدر نقاط با بار مثبت كلو د بارهاي مثبـت را خنثـي و نتوان مي شوند ميبا قدرت زياد جذب بارهاي مثبت كه يي ها نيوآن

.)12(ي اضافه شده پس از آن را افزايش دهدها نيودر نتيجه دفع آنثر واضحي بر دفع تر، مقدار بار منفي در سطح ذرات خاك ا د يا صحيح يينوع كلو

. هر چه بار منفي ذرات خـاك بيـشتر باشـد دفـع آنيـون نيـز بيـشتر اسـت . آنيوني دارد ي هـا خـاك موريلونيت دفع آنيوني بيشتري نسبت به ي حاوي مونت ها خاك ترتيب بدين

.)12(دهد ميحاوي كائولينيت نشان

ها نيوجذب الكترواستاتيك آن سيليكاتي يا هيدروكـسيدها شـبيه جـذب يها انيك در نقاط با بار مثبت ها نيوجذب آن


78

ي مكمـل و ها نيو، ها نيو ظرفيت آن ،ها نيواثر غلظت آن ،باشد مي به نقاط با بار منفي ها نكاتيو . است كه در فصل گذشته بحث شدها نكاتيوي قابل تبادل شبيه اثر ها نيوغيره در توزيع آن

يروهـاي الكترواسـتاتيك باشـد را در اثـر ن نهـا يي كه جذبشان در خاك ت ها نيوآن جذب غيراختصاصي آنيون كلـر 1-6 شكل. نامند ي داراي جذب اختصاصي مي ها نيوآن

. دهد مي شماتيك نشان صورت بهرا

وسيله سطح با بار مثبت و تبادل آن با آنيـون جذب غيراختصاصي كلريد به 1-6شكل )12( نيترات

بت كه باعث جذب يون كلريد در سطح كـاني بايد توجه داشت كه نقاط با بار مث

دهنده تبادل يك آنيـون نشان bشكل . اند شدهل صگيري كاني حا در اثر پروتون .شود ميـ مـي شده تبادلي كه در فصل گذشته توصيف يها لموفر. باشد ميبا آنيون ديگر د در توان

ر قـسمت د هـا نيـو چـون جـذب غيراختـصاصي آن . صادق باشد ها لمورد اين نوع تباد .)12(باشد ميي ديگر محلول خاك ها نيوخارجي كاني و در دسترس تبادل با آن

غيراختـصاصي جـذب صـورت بـه معمـوالً ي كلـر، نيتـرات و سـولفات ها نيوآن و . يابـد مـي خاك افـزايش pH با كاهش ها نيو براي جذب آن ها خاكظرفيت .شوند مي

ـ ي كائولين 1:1 يها كانيي حاوي ها خاكبراي ي حـاوي هـا خـاك مراتـب بيـشتر از هتي ب يون كلـر بـه مقـدار نـاچيز و 2:1 يها كانيي حاوي ها خاكدر . باشد مي 2:1 يها كاني

هاي كمي اسيدي، خنثي يا قليايي اصالً pH و در شود مي هاي پايين جذب pHفقط در هـاي pH در ها نيو جذب آن 1:1 يها كانيي حاوي ها خاكحتي براي . شود ميجذب ن

را دفـع هـا نيـو آن ها خاك هاي قليايي اكثر pH از هفت ناچيز است و در واقع در بيشتر . )12(كند مي


79

ها نيوجذب اختصاصي آن مثبـت يـا ر داراي بـا pHيك كاني هيدروكسيد خاصيت آمفوتريك داشته يعني بسته به

ــاً . باشــد مــيمنفــي ــين سيــستمي را عموم ــوان مــيجــذب توســط چن ــا نيروهــاي ت بهـا همچنـين داراي حال اين سيـستم نسادگي توصيف كرد، ولي درعي يكي به الكترواستات

ي حـاوي هـا خـاك دليل همين به. باشند ميي مختلف ها نيوقدرت جذب اختصاصي آن داراي ظرفيـت جـذب آنيـوني بـسيار بيـشتر از آلومينيممقدار زيادي اكسيدهاي آهن و

. )12(باشند ميشده توسط بارهاي مثبت سطح كاني بيني پيشمقدار هيدروكسيل سطح يها گروه خاك كه داراي يها كاني در ها نيوجذب شيميايي آن

هيدروكـسيل هـستند، يها گروه كه داراي اين ها كاني ترين مهماز . شود ميهستند انجام آلومينيم، اكسيدها و هيدروكسيدهاي آهن، )ها نآلوفا(غيربلوريي ها تسيليكا و آلومينيم

صورت بهد توان مي كلي واكنش سطح طور به. باشند مي ي سيليكاتي ها رسو منگنز و لبه ):18(زير نوشته شود

S-OH +An- S-A(n-1)- +OH-

اين واكنش واكـنش تبـادل . باشد مي گروه عامل سطح S-OH و -nآنيوني با بار -Anكه يون، جانشين هيدروكـسيل پيوندشـده بـه ، زيرا آن شود ميليگاندي يا نفوذ آنيوني ناميده

).18(شود ميسطح تبـادل وسـيله بـه با بار مثبـت يها كاني در سطوح ها نيو گفته شد، آن قبالًچنانچه

تبـادل . نـام بـرديم هـا نيـو عنـوان جـذب اختـصاصي آن كه تحت شوند ميآنيون جذب :شود مي زير متمايز هاي ويژگيليگاندي از تبادل آنيوني براساس

هيدروكسيل در محلول در جذب اختصاصيشدن آزاد. 1 ها نيوپذيري براي بعضي از آن درجه باالي انتخاب. 2 .باشد مي شدن تر از جذب بسيار آهستهشدن بوده و يا حداقل آزادپذير برگشت غيرغالباً. 3 .شود ميباعث افزايش بار منفي سطح . 4

ا داراي بار منفـي، مثبـت يـا خنثـي د با سطوحي كه ابتد توان ميتعويض ليگاندها بنابراين اين نوع جذب يا جذب غيراختصاصي كـه فقـط در سـطوح . هستند اتفاق افتد

. )18(افتد تفاوت اساسي دارد داراي بار مثبت اتفاق مي


80

قدرت اسيدي آنيـون باشد مي اينكه تجزيه پروتون مرحله الزم در پروسه جذب دليل به سيليكات در محلول تـشكيل گونـه ، مثال عنوان به. دارد تأثير ها نيو بر جذب شيميايي آن pHو

pH از Siدر نتيجه جذب . به مقدار زياد باال باشد pHمگر اينكه . دهد مي را H4SiO4بدون بار همچنين بر . باشد مي H3SiO4 به H4SiO4كه نتيجه تجزيه اسيد ضعيف . يابد مي افزايش 9 تا 3

pH 9 بـر در . دهد كه اسيد خيلـي ضـعيفي اسـت را مي B(OH)3در محلول تشكيل مولكول B(OH)4 بـاال مـساعد تـشكيل آنيـون pH كـه شود مي هاي پايين بيشتر جذب pHنسبت به

- همـان pKa هاي حدوداً مساوي pH بيشترين جذبشان را در ، ي اسيدي ها نيوآن پس . باشد مي

هم مقدار آنيون آماده براي pKaمساوي تقريباًً هاي pHدر . )2-6شكل ( دهند ميآنيون نشان كردن هيدروكـسيل كه براي خنثي ) شدهن اسيد يونيزه ( و هم آزادكننده پروتون يتعويض ليگاند

.)12(باشد ميآزادشده ضروري است حداكثر

)pH)1 تابعي از عنوان به ها نجذب اختصاصي آنيو 2-6شكل

جـذب . كننـد مـي ا به شدت جـذب خاك يون فلوئور ر يها كانيتعداد زيادي از

اينكـه انـدازه يـون فلوئـور شـبيه ويژه به. مطابقت دارد يفلوئور با تئوري جذب ليگاند ي برابر آنيوني، جـذب ها تي اسيدي و در غلظ ها خاكدر. اندازه يون هيدروكسيل است

.)12(هاي معمول ديگر غالب است فلوئور بر جذب آنيون مهمتـرين و احتمـاالً باشـد ميي براي رشد گياهان فسفر يكي از عناصر غذايي ضرور

مقدار قابل توجهي فسفر را با تبـديل ها خاكاكثر . ستها نيومثال جذب اختصاصي در بين آن . )12(كنند ميي كم محلول و غيرمحلول جذب و تثبيت ها مفسفر محلول به فر


81

تي در دو سـيليكا يهـا كـاني وسيله بهمحققين زيادي نشان دادند كه جذب فسفر مرحله وسيله به) شود ميحدود يك روز انجام (، مرحله سريع اول گيرد ميمرحله انجام

مرحله . )12(شود ميدنبال طول انجامد، هكند دوم كه ممكن است چندين هفته يا بيشتر ب هـاي سريع اوليه تركيبي از يك جذب غيراختصاصي و تعويض ليگانـدي بـر روي لبـه

اي از حل كاني و رسـوب كند ثانويه احتماالً شامل تركيب پيچيده مرحله. باشد ميكاني ي كـاني هـا اليـه ي موجـود در هـا نكـاتيو ي تبادلي يا بـا ها نكاتيوشده با فسفات اضافه

كائولينيت با گذشت زمان و غلظـت فـسفر وسيله به مثال جذب فسفر عنوان به. باشد مي شـود ميتصور . يابد مي محلول افزايش در ها تسيليكا غلظت زمان هميابد و افزايش مي

:باشد مي زير صورت بهفعل و انفعاالت انجام شده

Al2Si2O5(OH)4 2Al(OH)4+ + Si2O5

-2

2Al(OH)2+ + H2PO4- 2Al(OH)4 + H2PO4

فعل و انفعال باال بعضي مشخصات يك فعل و انفعال تعويض يا جـايگزيني فـسفر بـه يك فعـل و عنوان به ولي عموماً باشد ميهاروجهي را دارا جاي سيليسيم در ساختمان چ

. )12(است شدهانفعال حل و رسوب قبول : حاوي فسفر داريميها كانيه دستدر خاك دو

هاي اسيدي داراي پايداري زيادي هـستند pH كه در آلومينيم، آهن و ر فسف يها كاني. 1 در .باشد مي FePO4.2H2O ت با فرمول و استرنگايAlPO4.2H2Oواريسايت با فرمول كه شامل

.)16( شود مي تثبيت ها كاني اين صورت بهشده ي اسيدي فسفر اضافهها خاك كلـسيمي يها كانيي نداريم و پايدار نيستند و به يها كاني قليايي چنين هاي محيطدر . 2

:ي قليايي شامل ها خاك موجود در يها كاني. )16(شوند ميو منيزيمي فسفر تبديل )Ca(H2PO4)22H2O( منوكلسيم فسفات. 1

)CaHPO42H2O( تدي كلسيم فسفا .2

)Ca4H(PO4)3 ( اكتاكلسيم فسفات. 3

)Ca10(PO4)6(OH)2( هيدروكسي آپاتيت. 4

)Ca10(PO4)6F2( آپاتيتوفلور. 5


82

Ca(H2Po4)2 با فرمـول اي كه در كودهاي شيميايي فسفره است منوكلسيم فسفات ماده . دارد بـستگي pH بـه فـسفره در خـاك يها كاني حالليت .شود مي در آب حل الًو كام بوده

كـه درحـالي ،افـزايش pHدار در خـاك بـا افـزايش آلومينيم فسفره آهن و يها كانيحالليت ).3-6شكل ( يابد مي كاهش pH فسفره كلسيم در خاك با افزايش يها كانيحالليت

).16(سفردار هاي ف دياگرام حالليت كاني 3-6شكل

كه ارتباط هايي رسم كرد كه توان دياگرام ميها شدن اين كاني با استفاده از معادالت حل H2PO4فعاليت

آيد دست مي خطي بهدر مورد هر كاني . دهد را براي هر كاني نشان مي pHو -الليت خطوط، خطوط ح كند كه به اين مشخص مي pHعنوان تابعي از ها را به كه حالليت اين .)16(گويند هاي حالليت مي دياگرامها، و به اين دياگرام


83

هاي پايين با آهـن pHكه تركيبات فسفره در دهند ميي حالليت نشان ها مدياگرا هاي نزديك خنثـي بـا كلـسيم و pH تشكيل تركيبات بسيار كم محلول و در آلومينيمو

كلـسيم تركيبـات بـسيار كـم هاي بـاال بـا pHمنيزيم تشكيل تركيبات كم محلول و در ي حالليت غلظت فسفات در حال تعـادل بـا هـر كـدام از ها م دياگرا . دهد ميمحلول را

هـا مالبتـه در تهيـه ايـن ديـاگرا . دهـد مي هاي مختلف نشان pH مذكور را در يها كاني .)12( كه بايد به آن توجه داشته باشيماست شدهفرضياتي

و غلظت فسفات در محلول pH گيري اندازهكور و با ي مذ ها مبا استفاده از دياگرا . تعيين كرد كننده غلظت فسفات در خاك را حدوداً تركيب شيميايي كنترل توان ميخاك

تركيـب خـاص باشـد، خط حالليت خاك باالتر از pH غلظت فسفات در كه درصورتي. ودر نـسبت بـه آن تركيـب بـوده و احتمـال رسـوب آن مـي 1دهنده فـوق اشـباع نشان

خاص باشد نـشانگر خط حالليت تر از خاك پايين pH غلظت فسفات در كه درصورتي تركيـب فـسفره مـذكور شـدن خاك نسبت به آن خاك و احتمـال حـل 2بودن زير اشباع

ايـن تركيـب ،يـك تركيـب قـرار گيـرد خـط حالليـت اگر اين نقطه بـر روي . رود ميتركيبـات )پايـدارترين (ترين حلولم كم . غلظت فسفر در محلول خاك است كننده كنترل

ي قليـايي هـا خاكدر . سايت هستند ي هاي اسيدي وار pHنشان داده شده در دياگرام در كــه كنــد مــيي مختلــف كلــسيم رســوب هــا ت فــسفاصــورت بــهفــسفر اضــافه شــده

فازهـاي جامـد . باشـند مـي هيدروكـسي آپاتيـت و فلوئورآپاتيـت ها ن آ ترين محلول كم هاي قليايي داراي حالليت زياد بوده و در نتيجه در اين pHيايت در گايت و وارس ناستر

كـود فـسفره عنـوان بـه تـوان مـي بنـابراين ايـن دو تركيـب را . باشند مينشرايط پايدار .)12(ي قليايي مورد استفاده قرار دادها خاكدر

ي حالليـت تركيبـات فـسفره مـشاهدات زيـر را توضـيح هـا م كلي دياگرا طور به :دهد مي

ي اسـيد هـا خاك در آلومينيمي آهن و ها ت فسفا صورت بهتثبيت شديد فسفر .1 . باال استآلومينيمي آهن و ها نيو وقتي فعاليت ويژه به

ي كلـسيم در هـا ت تركيبـات مختلـف فـسفا صـورت بـه تثبيت متوسط فـسفر .2 . كه فعاليت يون كلسيم باال است ي قليايي وقتيها خاك

1. Super saturation 2. Under saturation


84

كـه ي كمـي اسـيدي تـا خنثـي اسـت جـايي ها خاكليت فسفر در حداكثر فعا .3 .)12( حداكثر استزمان هم و كلسيم آلومينيمي آهن و ها تحالليت فسفا

جذب مولكولي

بـدون بـار در خـاك هـاي گونهي يا ها لمولكودسته از يك ها نكاتيو و ها نيوعالوه بر آن بـراي هـا لمولكـو .تند كه بعـضي داراي اهميـت هـس شوند ميدهاي خاك ييجذب كلو

يي كـه در هـا لمولكـو . نبايستي در ابتدا داراي بار باشند جذب توسط ذرات خاك الزاماً باردار تبديل شـده و سـپس جـذب هاي گونه به ممكن است شوند ميمحلول خاك وارد

. )12(شوند مي به سه طريق جذب ذرات خاك ها لمولكواين . شوندي اسيدي پروتون جذب كرده و تبـديل ها ل محلو در غيريوني هاي گونهبعضي .1

.شوند ميذب جدهاي خاك يي بارهاي منفي كلووسيله به كه شوند مييي ها نكاتيوبه

B+H+ BH+

BH+ + Msoil BHSoil + M+

جفـت اسـيد آن pKa وسـيله بـه گيـري تمايل يك مولكولي بازي بـراي پروتـون

.شود ميمشخص

B+H+ BH+

يك جفـت اسـيد مولكـول بـازي زيـادتر pKa كه هر چه دهد ميرابطه باال نشان ي هـا لمولكـو ي مهـم هـا لاز جمله مثـا . بيشتر است گيري پروتونباشد تمايل آن براي

تـوان مـي شـوند مـي كاتيون جذب ذرات خاك صورت بهغيريوني كه با گرفتن پروتون بــراي pKa. و مولكــول آمونيــاك را نــام بــردS-Triazol، S-Triazineي هــا كــش علــف 26/9 و 17/4 ،68/1 ترتيـب به و آمونياك S-Triazine، S-Triazolي پروتونه ها لمولكو

جـذب ذرات خـاك pKa هـاي كمتـر از pHدر ي پروتونـه هـا لمولكـو ايـن . باشد مي .)12(شوند مي

و شـده زيـه تج ديگري هستند كه در محلـول غيريونياسيدهاي ضعيف تركيبات .دهند مي و يون هيدروژن را ها نيوتشكيل آن


85

H+ + A- HA

وقتـي كـه . اسـت pKa كند ميدر اينجا هم پارامتري كه ميزان تجزيه را مشخص pH>pKa آهـن و يهـا كـاني نقاط با بار مثبت وسيله بهي اسيدي ضعيف ها نيو باشند آن

.)12(شوند مي سيليكاتي جذب يها كانيهاي ه يا لبآلومينيم صـورت به كه در محيط خاك يونيزه شده و غيريونيي ها لمولكوهاي مهم نمونه

ايـن D .pKa.2.4و H2CO3، 2.4.5.T :انداز عبارت شوند ميآنيوني جذب ذرات خاك ).12(باشد مي 37/6 و8/2 ،46/3 ترتيب بهتركيبات

اين . هستندH3Bo3 و H4SiO4 باشند مي باال pKa كه داراي غيريوني هاي گونهنمونه . دهند مي و تشكيل يون نمانده باقين بار با وي كشاورزي بدها خاكاسيدها در بيشتر

H3Bo3+H2O��⇀↽�� B(OH)-

4 +H+ pKa=9.14

H4SiO4 ��⇀↽�� SiO4 + H+ pKa=9.66

تـا گيـرد مـي صورت ن ها ن در آ ها ن پروتو آزادكردنجذب يا كه غيريونيي ها لمولكو

ند با تشكيل پيوند هيـدروژني توان ميوسيله باردارشده و جذب سطح ذرات خاك شوند، بدين كه قادر به تشكيل ها خاكد م عامل موجود بر روي فاز جا يها گروه .يا واندروال جذب شوند

ســيليكاتي، يهــا كــانياكــسيژن ســطح ي هــا ماتــ :انــداز عبــارتپيونــد هيــدروژني هــستند .)12(مواد آلي آمين يها گروه و كربوكسيل، هيدروكسيل و ها كانيي لبه ها هيدروكسيل

جذبهايدما هم صـورت به ذرات جامد در درجه حرارت ثابت و وسيله به را ها ل جذب، جذب محلو هايدما هم

كننـده جـذب وسـيله بـه كه شونده جذب جذب مقدار ماده دماي هميك . كنند ميكمي توصيف ).5(دهد مي نشان شونده جذب تابعي از غلظت تعادلي ماده عنوان به را شود ميجذب آزمايـشهاي جـذب . زيـر انجـام داد صورت به توان مييك آزمايش جذب سطحي را

شونده بـا مقـدار مشخـصي از سطحي با به تعادل رسانيدن محلول حاوي ماده جذب سطحي ر دما و فشار ثابت براي مـدت زمـاني كـه تعـادل برقـرار شـود انجـام كننده د جذب سطحي

ازطريـق شـونده سـطحي پس از رسيدن بـه تعـادل، محلـول حـاوي مـاده جـذب . شوند مي. شـود مـي جداشده و غلظت آن تعيـين كننده سطحيكردن از جذب سانتريفيوژكردن يا صاف


86

).1(آيد مي دست بهر از رابطه زيكننده جذبمقدار ماده جذب شده در واحد جرم

q= (C0*V0-Cf*Vf)/m

:در رابطه باالq = كننده جذبمقدار ماده جذب شده در واحد وزن.

C0 = شونده سطحيغلظت اوليه ماده جذب. V0 = شونده سطحيحجم ماده جذب. Cf = شونده سطحييي ماده جذب نهاغلظت. Vf = شونده سطحييي ماده جذب نهاحجم.

Cf در مقابـل q گرافيكـي و بـا ترسـيم صورت به توان مي آنگاه جذب سطحي را

.توضيح دادها دما هماين . توضيح داد دما هم چهار نوع كلي وسيله به توان ميجذب سطحي را

).1(باشند مي C و S ،L ،Hنوع شـونده سـطحي با افزايش غلظت ماده جذب دما هم در اين نوع -S نوع دماي هم

يافتـه كـاهش كننده سطحيي جذب ها نيت با پرشدن مكا نها در در ابتدا شيب افزايش و ي هـا ت كه سطح در غلظـ دهد مي نشان دما هماين نوع ). 4-6شكل ( رسد ميو به صفر

. داردشونده سطحيكم تمايل كمي به جذب ماده جذب ، شـونده سطحي با افزايش غلظت ماده جذب دما هم در اين نوع -L نوع دماي هم

خالي با افزايش پوشـش كننده سطحيي جذب ها ن، زيرا تعداد مكا يابد ميشيب كاهش ناشـي از تمايـل زيـاد تـوان مـي چنين رفتار جذب سطحي را . كند ميسطح كاهش پيدا

ي كم و كاهش اين ها ت در غلظ شونده سطحي به جذب ماده جذب كننده سطحيجذب ).4-6شكل (تمايل با افزايش غلظت دانست

كننده سطحيكنش شديد جذب برهم دهنده نشان دما همن نوع اي -H نوع دماي هم ).4-6شكل (باشد مي شونده سطحيو جذب


87

)1(هاي جذبدما همانواع 4-6شكل

يك مكانيسم تقسيم است كه بـه موجـب دهنده نشان دما هم اين نوع -C نوع دماي هم پيونـد گونـه هـيچ دون بين فاز مشترك و فاز توده محلول، ب شونده سطحيهاي جذب آن يون

).4-6شكل (شوند مي توزيع يا تقسيم شونده سطحي و جذب كننده سطحيخاصي بين جذب كه بـر پايـه براي توضيح جذب روي سطوح خاك، تعدادي مدل يا فرمول وجود دارد

.2 و معادله النگ موير1معادله فرونليچ: انداز عبارتها اين مدل. باشد ميتعادل استوار

رونليچمعادله ف

اي مدل فرونليچ يك مدل جذب سطحي تجربي است و در شيمي خاك به نحو گسترده ):12( زير استصورت بهمعادله فرونليچ . است شدهاستفاده

q=Kd*C1/n

1. Freundlich Equation 2. Langmuir Equation


88

:در اين معادلهq= كننده جذب در واحد وزن هشوند مقدار جذب. C = شونده جذبغلظت در حال تعادل ماده.

Kd .لهي معادها ت ثابnو

:باشد مي زير صورت بهفرم خطي معادله فرونليچ

log q=logKd + 1/n log C

و n/1 كـه شـيب آن آيـد مـي دست به خط راستي log C در مقابل log qبا رسم .باشد مي logKd آن أعرض از مبد

معادله النگ موير

طح ي گاز روي يـك سـ ها لمولكومدل النگ موير در ابتدا براي توضيح جذب سطحي ):12(باشد ميهاي زير آوردن اين مدل بر اساس فرض دست به. شدعمسطح ابدا

باشـند ميي همانند ها نطحي روي سطوح مسطحي كه داراي تعداد ثابتي از مكا سجذب .1پـس اجـازه . يك مولكـول را نگهـداري كنـد تنهاد توان ميو يك مكان گيرد ميصورت

. حداكثر جذب سطحي استدهنده نشان كه دشو مي داده اي اليه تشكيل يك پوشش تك . استپذير برگشتجذب سطحي .2عبـارت ديگـر به. گيرد ميها روي سطح صورت ن يي جانبي مولكول جا جابهگونه هيچ .3

صـورت شـونده جـذب ي هـا لمولكـو جذب در نقاط اختصاصي بدون واكنش بـين .گيرد مي

.باشد مي يكسان ها نانرژي جذب سطحي براي همه مكا .4 :باشد مي زير صورت بهمعادله النگ موير

q=KCb/1+KC

:در اين معادلهK =ثابتي وابسته به قدرت پيوند. b= د جذب سطحي گرددتوان مي كه باشد مياي هدشون حداكثر مقدار ماده جذب سطحي.


89

C = شونده جذبغلظت در حال تعادل ماده.

: زير استصورت بهفرم خطي معادله النگ موير

C/q=1/Kb+C/b

و ) b/1( شـيب تـوان مـي آيد كه خط راستي به دست مي C در مقابل C/qبا رسم . آورددست بهرا ) Kb/1(عرض از مبدا

را شـونده سطحيمزيت معادله النگ موير اين است كه حداكثر مقدار ماده جذب .كند مي بيني پيش

فصل هفتم

ي اسيديها خاكشيمي

pH اگرچـه . شـود مـي شيميايي است كه در خاك انجام گيري اندازهن مهمتري pHتعيين بــر -OH يــا +Hبــار مــستقيم نــدرت كــم يــا زيــاد اســت كــه اثــرات زيــان خــاك بــه

مـستقيم غيرها وجود داشـته باشـد، بلكـه ضـرر آن از اثـرات و ريشه ها مارگانيسميكرو مقدار محلول بعضي 5/5ا ت 5 زير pH مثال مقادير عنوان به . فعاليت يون هيدروژن است

.د به اندازه كـافي باالرفتـه و ايجـاد سـميت كنـد توان مي Al+3 و+Mn2 ويژه بهاز عناصر نظيـر نيـاز كـم باال در ارتباط با حالليت خيلي كم بعضي از عناصـر pHبرعكس مقادير

ر خاك دها نيو ويژه يا يها كاني دهنده نشان كم يا زياد عموماً pHمقادير . باشد ميروي كمتر از pH كه درصورتي . در ارتباط با سديم محلول است عموماً 5/8باال H. باشد مي .)18(دهنده حضور سولفيدهاي فلزي است نشانمعموالً 3

كننـده تبـادل كه كنتـرل باشد ميمهم يك متغير pHبراي يك متخصص شيمي خاك شـدن كمـپلكس يهـا واكنش احيا، جذب و و رسوب، اكسيداسيون وحل يها واكنش ، يون

.)18(است

گيري اندازهتئوري و pH هـاي پروسـه محلول خاك اطالعات زيادي درباره خـصوصيات شـيميايي خـاك و

نظيـر تمـام خـصوصيات شـيميايي . دهـد مـي به ما شود ميشيميايي كه در خاك انجام محلول خاك هـم تـابع تكنيـك جداسـازي محلـول خـاك و روش pHمحلول خاك،

. باشد ميكار رفته اي به هتجزي

p


92

به همراه يك الكترود رفرنس مناسب نظير الكترود كالومل 1الكترود غشايي شيشه الكترود غشايي شيشه شـامل . محلول خاك است pHاشباع روش استاندارد براي تعيين

كـه بـا اسـت شده موالر اسيد كلريدريك فروبرده 1/0 است كه در محلول اي هسيم نقر اي شيـشه غشا . عاليت يون هيدروژن در اين محلول ثابت است ف. ره اشباع است كلريد نق

بـراي اي شيـشه سـطح الكتـرود . كنـد ميمحلول داخل الكترود را از محلول خاك جدا يي كـه در سـطح شيـشه جـذب ها ن است و وقتي پروتون با پروتو ي اختصاص ها نپروتو ).18(آيد مي وجود به مبادله شود يك پتانسيل الكتريكي اند شده

ريـد لالكترود كالومل اشباع از جيوه مايع و نمك كلريـد جيـوه كـه در محلـول ك يي الكتـرود كالومـل تهـا در قسمت ان . است شده تشكيل است شدهپتاسيم اشباع فرو برده

عنـوان بـه پنبه آزبست . است شدهمجراي كوچكي وجود دارد كه با پنبه آزبست پوشيده انتشار حداقل كلريد پتاسـيم اشـباع بـه وسيله به و كند ميعمل اتصال مايع يا پل نمكي

پتانـسيل ة نرنست، رابط ةبا استفاده از معادل . كند ميمحلول خاك اتصال الكتريكي ايجاد ):18(باشد مي زير صورت به pHدر دماي اتاق با ) ΔE(بين دو الكترود

pH= ΔE-Constant/0.059

.باشد مي بر حسب ولت ΔEكه كلريد پتاسـيم معموالً. باشد مياب نمك براي محلول داخل الكترود كالومل مهم انتخ

اختالف سرعت حركت خروج پتاسـيم و كلـر از الكتـرود كالومـل اشـباع . شود مياستفاده دليـل بهاين پتانسيل اتصال كم و . شود مي پتانسيلي به نام پتانسيل اتصال وجودآمدن بهباعث . شـود مـي ايـن پتانـسيل حـذف شـود مـي بافر استاندارد تعيـين محلول نسبت به pHاينكه

وسـيله بـه جذب پتاسـيم شود مي گيري اندازهدي يي سوسپانسيون كلو pH وقتي كه درصورتيذرات منفي شيب غلظتي ايجاد و سرعت انتشار كلر و پتاسـيم از پـل نمكـي نامتعـادل، كـه

يبراسـيون الكتـرود در بـافر اسـتاندارد اين پتانسيل در مدت كال . كند ميايجاد پتانسيل اتصال بـار وسـيله بـه قرائت شـده pHخطا در . كند مي ايجاد pHوجود ندارد و كاهش ظاهري در

).18(شود ميذرات سوسپانسيون اثر پتانسيل اتصال يا اثر سوسپانسيون ناميده الكتـرود رفـرنس در محلـول دادن قرار وسيله بهد توان ميمشكل اثر سوسپانسيون

ي خـاك بـا مقـدار ها نيودر سوسپانس . دي خاك بر طرف شود يياف باالي ذرات كلو ص

1. glass membrane electrode


93

در pHاگـر . باشـد مـي دي و غلظت كم نمك اثر پتانسيل اتصال زياد ييزيادي مواد كلو شـود، اثـر سوسپانـسيون كـاهش گيـري اندازه موالر 01/0يك نمك نظير كلريد كلسيم

).18(باشد مي پل نمكي دليل آن كاهش تمايل به پتاسيم از. يابد مي

آلومينيمهيدروليز ي اسيدي از يون هيدروژن اشـباع ها خاكدهاي معدني در ييشد كه كلو زماني تصور مي

ي اسيدي رس يا خاك را با اسـيد قـوي شستـشو ها خاك در مطالعات اوليه در . اند شدهشـكل . كردنـد مـي با شسشتوي مداوم خارج و با بـاز تيتـر را آن سپس امالح .ندداد مي

بدين معني كـه . بستگي داشت ها نشده به طرز تهيه آ ي اسيدي ها رسمنحني تيتراسيون منحني تيتراسيون شبيه كردند، ميشده از هيدروژن را بالفاصله تيتر دهاي اشباع يياگر كلو

ي اشـباع از هيـدروژن را اگـر هـا رس همين كه درحالي .دبومنحني تيتراسيون اسيدقوي ر كننـد منحنـي تيتراسـيون شـبيه منحنـي تيتراسـيون تل خود رها و آنگاه تي مدتي به حا

.)1-7شكل ( اسيدهاي ضعيف خواهد بود و هـا خـاك شده بـر روي از مطالعات انجام پس چرنوف از روسيه 1947در سال

اشباع شده از هيدروژن بسيار ناپايـدار هاي كانيي اسيدي چنين نتيجه گرفت كه ها رس و آهـن موجـود در سـاختمان خـود را آزاد آلـومينيم شـده تجزيـه ر مانـدن بوده و بر اث

تحقيقات بعدي نشان داد كه شباهت مواد خاكي اسيدي به اسيدهاي ضـعيف . سازند مي به اين ترتيب بايـد . است آلومينيما بدر واقع نتيجه اشغال تمام يا قسمتي از نقاط تبادلي

.)12( استآلومينيمي تركيبات ي اسيدي در واقع شيمها خاكگفت كه شيمي

در خاكآلومينيمتركيبات در .شـود تبـديل مـي آلومينيم مرهاي لي پ و هامونومرصورت سه ظرفيتي هيدروليزشده و به آلومينيم

:باشد صورت ذيل مي بهآلومينيمهاي هيدروليز واكنش.شرايطي ممكن است گيبسيت تشكيل شود

Al(OH2)63+ + H2O ��⇀

↽�� Al(OH)(H2O)52+ + H3O

+

Al(OH)(H2O)52+ + H2O ��⇀↽�� Al(OH)2(H2O)4

+ +H3O+

Al(OH)2(H2O)4+ + H2O ��⇀↽�� Al(OH)3(H2O)3

O +H3O+

Al(OH)3(H2O)3o + H2O ��⇀↽�� Al(OH)4(H2O)2

- +H3O+


94

)12(موريلونيت منحني تيتراسيون سوسپانسيون مونت 1-7شكل

از اي ه است و بسته بـه اينكـه چـه مرحلـ pKaهر كدام از اين مراحل داراي يك H3O واكنش .كند ميهيدروليز باشد اسيديته خاك فرق

حاصـل بـا يـون هيدروكـسيل +مرحله باال نمايانگر و بنابراين هر يك از مراحل شده به سمت راست رفتن واكنش باعث pH در Al+3. اسـت pHلذا مقدار و غلظت مونومرهاي مختلـف تـابعي از . است pHباالتر

ــايين ــر پ ــين pH در +Al(OH)2 ، 7/4از ت ــا 7/4 ب Al(OH)3 ،5/6 تO در pH 5/6 ــا و 8 ت

Al(OH)4 شـدن آزاد باعث آلومينيم هيدروليز ها واكنش. گردد مي مشاهده 8 باالتر از pH در -شباهت همين آزادسازي يون هيدروژن باعث . شود ميون هيدروژن در مراحل مختلف ي

الزم بـه . ي اسيدي به اسيدهاي ضعيف چند پروتونه گرديـده اسـت ها خاكمنحني تيتراسيون در . وجـود دارد 7/4 هـاي كمتـر از pHقابـل تبـادل اسـت كـه در Al+3ذكر است كه فقـط

pH عمده 7/4هاي باالتر از Al ي دوظرفيتـي و يـك ظرفيتـي وجـود هـا نيو صورت به . )18( نيستي و تبادلشوند ميدارند كه پليمريزه

گفته شد شباهت دارد، ولي چون در خاك آلومينيمهيدروليز آهن نيز با آنچه در مورد را كنترل كند و از طرفي مقدار pHي مؤثر طور به واكنش نمايد تا آهن بتواند آلومينيمابتدا بايد

. خاك استpH كننده كنترل آلومينيم عمالً در خاك نيز بسيار زياد است، لذا لومينيمآ

بر خاكآلومينيماثرات هيدروليز ايـن اثـرات . و تركيبات حاصله از آن داراي اثراتـي بـر خـاك اسـت آلومينيمهيدروليز


95

:شامل گفتـه شـد، پليمرهـاي قـبالً چنانكـه -كاهش ظرفيـت تبـادل كـاتيوني خـاك .1

مقداري از ظرفيـت عمالًشده و محكمي جذب نقاط تبادلي طور به آلومينيم چندظرفيتي خـاك باعـث كـاهش بـار مثبـت pHبـاالبردن . نمايد تبادل كاتيوني خاك را مسدود مي اين عمل در واقع يكـي از . شود ميادل كاتيوني آزاد بپليمرهاشده و مقداري از ظرفيت ت

سبب ازدياد pHكردن برعكس كم . است ها خاك برخي در pHعلل وجود بار وابسته به . شود ميشده باعث كاهش ظرفيت تبادل كاتيوني بار مثبت اين تركيبات

شده و ها نيو آن شدن ند باعث جذب سطحي توان مي آلومينيم پليمرهاي ي هيدروكس .2 . را آزاد سازنددر عوض يون هيدروكسل

قابـل انبـساط ايـن يهـا كـاني حـدهاي اين پليمرهـا در بـين وا شدن با جذب . 3 .برد كلي از بين مي ه محدودساخته يا حتي بها ندر آ خاصيت را

حدواسـط شـبه يهـا كـاني بـه را آن هـا كـاني با جذب در بين واحدهاي بلور . 4 تفاوت ديگري . قرار دارد آلومينيمالبته در اينجا به جاي منيزيم، . نمايد كلريت تبديل مي نقاط مجزايي در بـين صورت بهود دارد و آن اين است كه اين پليمرها نيز با كلريت وج

.باشد مي پيوسته اي اليه صورت بهي ع كلريت واقكه درحالي، اند شده جذب ها اليه

اشكال مختلف اسيديته خاك

. اسيديته كل خاك را تعيين كرد توان مي اينكه چگونه شود ميسئوالي كه در اينجا مطرح منحنـي . باشـد مـي يديته كل خاك نياز به داشتن منحني تيتراسيون خـاك براي تعيين اس

شــده نــشان تــابعي از مقــدار بــاز اضــافهعنــوان بــه خــاك را pHتيتراســيون تغييــرات مختلفـي انجـام هـاي روشد بـه توان ميآوردن اين منحني دست به .)2-7شكل (دهد مي

نيـاز آهكـي .)18(باشـد مـي ها خاك 1 كاربرد منحني تيتراسيون محاسبه نياز آهكي .شودكـردن تمـام اسـيديته تبـادلي و مقدار كربنات كلسيم الزم براي خنثي صورت به ها خاك

يـا 7 به pHاين عمل باعث افزايش . باشد مي 100وردن درصد اشباع بازي خاك به آباالنيـاز آهكـي . باشـد كه نه اقتصادي بوده و نه از نظر كشاورزي مناسب مي شود ميبيشتر

محلـول و تبـادلي بـه سـطح آلـومينيم معمول براساس مقدار آهك الزم بـراي كـاهش

1. Lime requirement


96

د از شيب منحني توان مينياز آهكي هر خاك . باشد ميسمي براي گياهان رشد كرده رغيرگنجايش بافري خاك عكس ايـن شـيب اسـت و مقـدار آهـك . آيد دست بهتيتراسيون

).18(شود مي pHاضافه شده به خاك كه باعث يك واحد تغيير در

)18(منحني تيتراسيون دو خاك با گنجايش بافري متفاوت 2-7شكل

. )18(اشكال مختلف اسيديته خاك در ارتباط هستند ولي بستگي به خصوصيات خاك دارد ـيديته . شود مي گيري اندازه تيتراسيون با بازها وسيله به خاك )اسيديته قابل تيتراسيون (اسيديته كل اس

:باشند مي ذيل صورت به كاهش ترتيب بهاشكال ديگر اسيديته است كه شامل كل

اسيديته ذخيره ايـن از نظـر مجمـوع . به تمام اسيديته موجود در خاك كه در ارتباط با فاز جامد اسـت

.)18( استغيرتبادلياسيديته تبادلي و

اسيديته غيرتبادلي جانـشين ، مـوالر KCl 1 معمـوالً نمك خنثي و غليظ وسيله بهكه Al+3يون هيدروژن و


97

اسيدي يها گروهاين اسيديته در ارتباط با . شود مييت آهسته جانشين نها يا بي شود ميني است كه در سطوح كاني آلومينيم و مواد آلي شده با كمپلكس Alضعيف در هوموس،

.)18(شود مينگهداري

اسيديته تبادلي مـوالر جانـشين KCl 1 معمـوالً نثـي غلـيظ نمك خوسيله به كه Al+3 يون هيدروژن و

يهـا گـروه ، مواد آلـي شده با كمپلكس آلومينيماين شكل اسيديته در ارتباط با . شود ميي لادتبي ها لشده در مح نگهداري Alشونده در سطح هوموس و تجزيه آساني بهاسيدي

.)18( در خاك وجود دارد5 هاي كمتر از pH در اين نوع اسيديته. باشد مي

اسيديته فعالايـن بخـش از . باشـد مـي تمام اسيديته قابل تيتراسيون در خاك كه در ارتباط با فـاز محلـول

بودن ايـن اخـتالف اسـيديته كمدليل به .باشد مياسيديته اختالف اسيديته كل و اسيديته ذخيره مقـدار .شـود مـي در محلول خـاك مخاسـبه Al+3 و غلظت pH گيري اندازه از فعال مستقيماً

كـردن اسـيديته فعـال براي خنثـي . اسيديته فعال در مقايسه با اسيديته ذخيره بسيار ناچيز است اسـت در شـرايط معمـولي رطوبـت 4 آن pH شدت اسيدي بوده و يك هكتار خاكي كه به

افزودن اين مقدار كربنـات كلـسيم كه درحالي. كند مي كيلوگرم كربنات كلسيم كفايت 2حدود pHي در تـأثير ين تـر كوچـك عمـالً ي اگر به خـوبي هـم بـا آن مخلـوط شـود، به خاك حت

ي هـا نيـو ، اسيديته فعال شدن علت اين است كه به محض خنثي . شده خاك ندارد گيري اندازه به مقدار اوليه خـود را مجدداpHًشده مربوط به اسيديته ذخيره وارد عمل آلومينيمدروژن و يه

ممكن است به افـزودن مقـادير زيـادي عمالًيي ها خاك چنين pHبراي افزايش . گرداند برمي برابـر 1000ي شـني ممكـن اسـت حـداقل هـا خاكمقدار اسيديته . كربنات كلسيم نياز باشد

نيـز آلـي مـاده اگر حاوي مقدار زيادي ي رسي مخصوصاً ها خاكدر . باشد ها ناسيديته فعال آ ).18(رسد مي نيز 100000 تا 50000باشند اين رقم به

ي خنثي و قلياييها خاكاسيديته

بازي ي ها نكاتيو و هيدروژن آلومينيمجاي خنثي يا قليايي دارند به pHيي كه ها خاكدر


98

ي هـا نكـاتيو دهاي اشباع از ييهيدروليز كلو . اند شده و نقاط تبادلي را اشغال نموده غالبدر مـورد . بـرد مـي را باال pH هيدروكسيل در محلول خاك شده و شدن بازي سبب آزاد

: نوشتتوان ميخاك اشباع از كلسيم

CaX + H2O H2X + Ca+2 + OH-

حال داراي مقدار قابـل اگر خاكي داراي كلسيم و منيزيم قابل تبادل بوده و درعين ن و يون هيـدروژ آزادكردن واكنش قابل تبادل نيز باشد، آلومينيمهيدروژن و اي مالحظه

محلـول بـه pH صورت گرفته و لـذا زمان هميون هيدروكسيل به داخل محلول خاك اگر غلظت يـون هيـدروژن در محلـول زيـادتر . فراواني نسبي اين دو يون بستگي دارد

باشد، خاك اسيدي و اگر غلظت يون هيدروكسيل در محلول زيادتر باشد خاك قليـايي 7 آن pHباشـد خـاك خنثـي بـوده و در مـواردي كـه غلظـت ايـن دو مـساوي . است ).12(است

ي آهكيها خاكاسيديته

كه مقـدار كربنـات كلـسيم و منيـزيم آن در شود مييي گفته ها خاكي آهكي به ها خاكدر . پروفيل خاك به حدي باشد كه با اسيد كلريدريك يـك دهـم نرمـال سـرد بجوشـد

70 تـا 60ن اسـت بـه منيـزيم ممكـ كلـسيم و تي آهكي مقدار كربنا ها خاكبرخي از كه مقدار كربنات كلسيم در خـاك از چنـد درصـد هنگامي. درصد وزن كل خاك برسد

pHمقـدار . كنـد مـي و هم غلظت يون كلسيم در محلول را كنتـرل pHتجاوز كند، هم بافرض آنكه كربنات كلسيم با . بستگي دارد اكسيدكربن ديهكي به فشار گاز آي ها خاك

pH از رابطه زير براي محاسبه تقريبـي توان ميحال تعادل باشند آب و گاز كربنيك در :)12(استفاده كرد

pH=-log(10-13×PCO2)0.5

. فشار جزيي گازكربنيك بر حسب اتمسفر استPCO2در اين رابطه PHبـه شـرط آنكـه ، ي آهكي در فشار گازكربنيك معادل فـشار اتمـسفر ها خاك

هاي باالتر نـشانه وجـود مقـادير pH. است 3/8ود مقدار سديم قابل تبادل كم باشدحد


99

زياد يون سديم قابل تبادل ور در برخي شـرايط اسـتثنايي پتاسـيم قابـل تبـادل در ايـن زيرا بـه علـت . است 3/8 كمتر از معموالًي آهكي در مزرعه ها خاك pH. است ها خاك

و شـود مـي مقـداري گازكربنيـك توليـد مواد آلي تنفس موجودات زنده خاك و تجزيه هـواي اكـسيدكربن دي فـشار معمـوالً . فشار آن از فشار گازكربنيك اتمسفر بيشتر است

).12( برابر فشار آن در اتمسفر است100 تا 10خاك

گنجايش بافري خاك

بـه . دهنـد مـي از خود نشان pH در برابر تغييراي مالحظه مقاومت قابل معموالً ها خاك آن pHايي مقداري اسيد اضافه شود نبايد انتظار داشت كه اين معني كه اگر به خاك قلي

برعكس اگر به خاك اسيدي مقـداري . آيد دست بهبه شدت افت كرده و خاكي اسيدي خاصيت مقاومـت . را داشته باشيم pHباز يا مواد آهكي اضافه شود نبايد انتظار افزايش

خاصـيت بـافري يـا خاصـيت در نتيجه افزودن اسيد يا بـاز را pHخاك در برابر تغيير اين خاصيت ناشي از ارتباط اسـيديته فعـال بـا اسـيديته ذخيـره . نامند تامپوني خاك مي

خاك بوده و نتيجه اين واقعيت است كـه اسـيديته ذخيـره خـاك چنـدين برابـر مقـدار غلظت يـون هيـدروژن تنها خاك pH گيري اندازهدر هنگام ). 18(اسيديته فعال آن است

. شود ميول خاك كه فقط كسري از اسيديته كل خاك است اندازه گرفته موجود در محل اگر به خاك مقداري اسيد يا باز اضافه شود تعادل بين اسيديته ذخيـره و اسـيديته فعـال

شده جذب ذرات براي حفظ تعادل مقدار زيادي از يون هيدروژن اضافه . خورد هم مي بهدي خاك حاصـل يي خاك و ذرات كلو دي خاك شده و تعادل جديدي بين محلول ييكلو به مقدار كمي تنهادر اين حالت تعادل جديد، غلظت يون هيدروژن در محلول . شود مي

). 18(زيادتر از حالت تعادل قبلي است به آنچه در شكل توان ميخاصيت بافري خاك و ارتباط اسيديته ذخيره و فعال را

كل مخزنـي بـا گنجـايش زيـاد ديـده در ايـن شـ . تشبيه نمود است شده نشان داده 7-3سـطح محلـول در حالـت . اسـت شده و شفاف به آن متصل اي شيشهاي كه لوله شود مي

اگـر . باشد مي در يك سطح اي شيشهتعادل برطبق قانون ظروف مرتبط در مخزن و لوله شير ظرف باز شده و مقداري از محلول بـه خـارج ريختـه شـود، ممكـن اسـت سـطح

ايـن وضـع بـسيار . از مخزن واقع شود تر پايين براي چند لحظه اي يشهشمحلول در لوله


100

موقتي بوده و چند لحظه پس از بستن شير حالـت تعـادل جديـد برقرارشـده و ارتفـاع به وضعيت اوليـه برگـشته و بـر حـسب مقـدار محلـول تقريباً اي شيشهمحلول در لوله

در ايـن مثـال سـاده . اسـت دهشـ به مقدار بسيار ناچيزي كمتر تنهاشده از ظرف، خارج به منزله مقدار اسيديته اي شيشه خاك، مقدار محلول در لوله pHارتفاع محلول به منزله

.باشد ميمقدار اسيديته ذخيره عنوان فعال و مقدار محلول در مخزن به

ها نتجسم اسيديته ذخيره و اسيديته فعال خاك و ارتباط آ 3-7شكل

1گنجايش بافري

واحد وزن خاك بـه pHش بافري خاك عبارت است از مقدار اسيد يا باز الزم براي تغيير گنجاي و آلـي ماده، مقدار ها كانيگنجايش بافري خاك به عواملي از قبيل مقدار و نوع . ميزان يك واحد

مقـدار زيـادي دارابـودن ي رسي به علت ها خاك در. گنجايش تبادل كاتيوني خاك بستگي دارد ).18(ي شني استها خاكمعدني گنجايش بافري بسيار بيشتر از گنجايش بافري دهاي ييكلو

. و رشد گياهان بسيار مهم است ريزجاندارانخاصيت بافري خاك از نظر فعاليت . قـادر بـه رشـد مطلـوب هـستند pH خاك هريك در محـدوده معينـي از ريزجانداران

خاك كه درصورتي. سته است واب pHهمچنين قابليت جذب تعدادي از عناصر غذايي به يايي مفاقد خاصيت بافري بود، جـذب عناصـر توسـط گياهـان، افـزودن كودهـاي شـي

آن شده و pHمختلف و حتي آبياري و بارندگي سنگين باعث ايجاد نوسانات شديد در .شد محيطي نامناسب براي رشد گياهان فراهم مي

1. Buffering Capacity


101

ها خاككردن عوامل اسيدي. شـوند مـي تـر مرطوب وجود دارند با گذشت زمان اسـيدي يها ميي كه در اقلي ها خاك

دسـته عوامـل طبيعـي و عوامـل انـساني تقـسيم بـه دو هـا خـاك كـردن اسيديعوامل ).18(شوند مي

عوامل طبيعي. كننـد مـي جـذب ها نيو و آن ها نكاتيوهاي گياه عناصر غذايي را از خاك به شكل ريشه

ايـن . شـود مـي تر كـاتيون يـا آنيـون باعـث جـذب بيـش عموماً شده شكل ازت مصرف اگر جذب كاتيون از . بودن الكتريكي بايد حفظ شود تعادل واقعي نيست، زيرا خنثي عدم

برعكس اگر جذب آنيون . شود مي ريشه ترشح وسيله بهآنيون بيشتر باشد يون هيدروژن ي هـا مستدر سي . كند مي بيكربنات ترشح ااز كاتيون بيشتر باشد ريشه گياه هيدروكسيل ي

گياه، اغلب يون هيدروژن ترشح شـده و بنـابراين جـذب عناصـر غـذايي -طبيعي خاك به هر جهت چون مقداري از ايـن عناصـر . كند ميها اسيدي خاك را در مجاورت ريشه

، در درازمدت ممكن است اثر گردد ميي گياهي به خاك بر ها مانده باقي صورت بهغذايي ).18(اشد خاك داشته بكردن اسيديكمي بر ريزجانـداران نـسبت داده و هـا ريـشه همچنين به فعاليت متابوليكي كردن اسيدي

اسـيدهاي آلـي محلـول و . كننـد مي اكسيدكربن دي متابوليكي ايجاد هاي پروسه. شود مي و جانـشين كننـد مـي اسيد ضـعيف عمـل صورت بهي آلي اسيدي در خاك ها مانده باقي .دشون ميي بازي تبادلي ها نكاتيو

C + H2O H2CO3 H2CO3 + 0.5Ca-Clay 0.5Ca(HCO3)2 + H-Clay

واكـنش بـاال در اثـر . ي بازي ممكن است از خاك شـسته شـوند ها نكاتيوسپس ر واكـنش بـاال د . شـود مـي در هـواي خـاك انجـام اكـسيدكربن ديوجود مقدار زيادي

ك اسيد و اسيدهاي آلي ضـعيف يزيرا كربن . اسيدي اهميت كمتري دارد ي خيلي ها خاك ايـن وسـيله بـه تجمع اسـيديته در خـاك بنابراين. شوند مي تجزيه ن راحتي به كم pH در

ي احيـايي هـا لاكـسيداسيون شـك . شود اهميـت دارد 5 بيشتر از pHمكانيزم فقط وقتي ــوگرد و ازت ــيگ ــي توان م ــد خــاك را اس ــدن ــنش( دي كنن ــا واك ــيون و يه نيتريفيكاس

O2


102

. خـاك در اتمـسفر هـم وجـود دارنـد كـردن اسـيدي عوامل طبيعـي ). سولفوريكاسيونند بـه اسـيدكربنيك و اسـيدنيتريك توان مي و ازت موجود در اتمسفر نيز اكسيدكربن دي

).18(تبديل شوند

عوامل انساني

كاربرد كودهاي شيميايي نيـز گفتـه شـد قـبالً چنانچه . البا حاوي يون آمونيوم هستند شده غ كودهاي ازته استفاده

حتي اثر خـالص آمونيـاك . نيتريفيكاسيون پتانسيل توليد اسيد دارد فرايندآمونيوم در اثر هـا تهمچنين كودهاي فـسفره نظيـر سـوپر فـسفا . در خاك ايجاد يون هيدروژن است

اسـتفاده دليـل بـه صنعتي نيـز در مناطق . مدت خاك را اسيدي كنند ند در طوالني توان ميند به توان مياكسيدگوگرد باال كه و دي اكسيدكربن ديي فسيلي توليد ها تبيشتر از سوخ

). 18( خاك شوندكردن اسيدياسيدكربنيك و اسيدسولفوريك تبديل و باعث

خاك بر قابليت جذب عناصر غذاييpHاثر

كلـسيم و منيـزيم از شـدن ته باعـث شـس شـويي آبچنانكه گفته شد . كلسيم و منيزيم

ي نـواحي ها خاكدر نتيجه در . يابد مي خاك كاهش pHشده و در نتيجه اين عمل خاك ).8( مستقيمي وجود داردة خاك رابطpHمرطوب بين مقدار قابل تبادل اين دو يون و

ي معدني به اندازه كافي پايين باشـد، مقـدار زيـادي آهـن و ها خاك pHوقتي . آهن و منگنز

مقدار اين دو عنصر در اين شرايط ممكن است . محلول در خاك وجود دارند صورت بهنگنز م كه اين عناصر شود مي خاك باعث pHرفتن البا. به حدي باشد كه در گياه ايجاد مسموميت كند

هـاي pHاين امر باعث كاهش قابليت جـذب ايـن عناصرشـده و در . رسوب درآيد صورت به ).8(شود ميم كمبود اين عناصر آشكار ئعالاز آن خنثي و باالتر

قابليت استفاده بيـشتري داشـته و بـا تر پايين هاي pHمس و روي نيز در . مس و روي

هـاي pHدر مورد ايـن دوعنـصر نيـز در . شود مي كم ها ن قابليت استفاده آ pHباالرفتن ).8( را داشتها ن انتظار كمبود آتوان مي 7باالتر از


103

باال قابليت اسـتفاده آن كـاهش pHي با ها خاك گياه است كه در نياز كمصر بر از عنا . بر

باال همراه با زيادي يـون كلـسيم باشـد قابليـت اسـتفاده آن بيـشتر pHاگر اين . يابد مي ).8(يابد ميكاهش

pHنيازي است كه قابليت استفاده آن به شدت وابسته به موليبدن از عناصر كم . موليبدن

ي ها خاك در كه درحاليي اسيدي انتظار كمبود موليبدن وجود دارد، ها خاكر د. باشد ميـ ي هـا تقليايي ممكن است حتي زيادي آن باعث تجمـع بـيش از حـد موليبـدن در باف

بـا دادن مـواد توان ميي اسيدي كه دچار كمبود موليبدن هستند ها خاكدر . گياهي شود ).8(افزايش داد قابليت جذب آن را pHآهكي به خاك و افزايش

. شـود مـي كنـد 5/5 كمتر از pHتبديل آمونيوم به نيترات يا نيتريفيكاسيون در . نيتروژن

در نتيجه در ايـن . يابد ميي آلي ازت به آمونيوم همچنان ادامه ها ل تبديل شك كه درحالين اين يـو كننده تثبيت يها كانيتثبيت آمونيوم توسط . كند مي آمونيوم تجمع پيدا ها خاك

در اين دهند ميدر نتيجه گياهاني كه يون آمونيوم را ترجيح . شود مي پايين كمتر pHدر ).8( رشد بهتري دارندها خاك

داراي قابليـت 5/5 هـاي كمتـر از pH ويـژه بـه پـايين pHي با ها خاكفسفر در . فسفر

بـوده كـه در شرايط اسـيدي آلومينيم فراواني آهن و دليل بهاين امر . استفاده كمي است قابليـت اسـتفاده . شود مي آلومينيمي آهن و ها ت فسفا غيرمحلولسبب تشكيل تركيبات

صـورت بـه ر فعلت رسوب فـس اين امر به . شود مي نيز كم 7 هاي باالتر از pHفسفر در حـداكثر 7 تا 6 حدود pHقابليت استفاده فسفر در . است غيرمحلولي كلسيم ها تفسفا ). 8(باشد مي

مهشتفصل

در خاكاكسيداسيون و احيا

ها واكنش تأثيرسرنوشت و رفتار تعدادي از عناصر در خاك مستقيم يا غيرمستقيم تحت حالت اكـسيد و احيـايي يـك . گيرد ميشيميايي است كه در آن انتقال الكترون صورت

تحـت عناصري كـه در خـاك مـستقيماً . در سيستم است ها نالكتروعنصر تابع فراواني . باشـند مـي انتقال الكترون هستند شامل آهن، منگنز، ازت، گوگرد، اكسيژن و كربن يرتأث

شـامل كـروم، گيرنـد مـي انتقـال الكتـرون قـرار تـأثير تحت عناصر كميابي كه مستقيماً از اين نظر اهميت دارند كه در خاك اكسيد و احيا يها واكنش. آرسنيك و سلنيم هستند بودن الكترون فراهم .سيدي يا احيايي باشند كي ا ها تحالند در وانت ميبسياري از عناصر غذايي

:اسـت از اكـسيداسيون عبـارت . )18(كنـد مـي فعل و انفعاالت اكسيد و احيا را كنتـرل عموماًمـواد . از تركيبـات ديگـر 2 الكترون و احيـا عبـارت اسـت از قبـول الكتـرون 1آزادكردن

. شـوند مـي را اكسيد و خـود احيـاء ها نگر آ اكسيدكننده با قبول الكترون از تركيبات دي كه به آهـن سـه زماني دوظرفيتيآهن . دهند ميمواد احياكننده به تركيبات ديگر الكترون

آب اكـسيژنه يـك . اسـت كننـده احيـا يـا دهنـده الكتـرون يـك شـود ميظرفيتي اكسيد را هـا نكسيد و آ را ا ها ناين تركيب با قبول الكترون از تركيبات آلي آ . است اكسيدكننده

.كند ميبه آب و گاز كربنيك تبديل

C 2 2H2O+ ⎯⎯→ 2H+ + مواد آلي H2O2+

1. Donation 2. Acceptance

O


106

:بخشي از فعل و انفعال باال مربوط به آب اكسيژنه است

H2O2+ 2H+ + 2e- ⎯⎯→ 2H2O

رابطـه فـوق را يـك نـيم .ون اسـت يك الكتر دهنده نشان -eدر فعل و انفعال باال در كـه درحـالي اند شده آزاد نوشته صورت به ها نالكترودر اين رابطه . گويند مي واكنش

نظيـر . شـوند مـي از يك يون يا تركيب به يون يا تركيب ديگر منتقل ها نالكتروواقعيت آب اكسيژنه به اكسيژن در مواد آلي از كربن ها نالكترو كه مواد آلي اكسيداسيون واكنش .)12(است شدهمنتقل

ها اكسيدكننده يا 1هاي الكترون گيرنده

هـاي الكتـرون بـراي اكـسيداسيون اكسيد و احيا تهيه گيرنده يها واكنش نقش خاك در ي گيـاهي ها ت انرژي فتوسنتز ذخيره شده درباف مواد آلي اكسيداسيون . باشد مي مواد آلي

ترين گيرنده الكترون در اكسيژن قوي . كند مياد را براي استفاده موجودات زنده خاك آز . شـود مـي با اكسيژن حاصـل مواد آلي بنابراين بيشترين انرژي اكسيداسيون . خاك است

پذيرش الكترون توسط اكسيژن ) شرايط هوازي (كه اكسيژن در خاك موجود است زماني :)12( زير استواكنش نيم صورت به

O2+ 4e- + 4H+ ⎯⎯→ 2H2O

گيرنـدگان ثانويـه وسـيله به مواد آلي وقتي كه اكسيژن موجود نباشد اكسيداسيون .شود ميالكترون انجام

گيرنـدگان وسـيله بـه مواد آلـي عالوه بر كمتربودن انرژي حاصل از اكسيداسيون ورزي كـه از نظـر كـشا شوند ميثانويه الكترون، احيا اين تركيبات منجر به توليد موادي

. باشـد مـي ها نتر از فرم اكسيدشده اي سمي تركيبات اكثراً ناي فرم احياشده . مفيد نيستند احيـا .تر از سولفات اسـت سمي H2Sتر از نيترات و براي مثال آمونياك و نيتريت سمي

،+Mn2ظرفيتي و منگنز سه و چهارظرفيتي ممكن است باعث افـزايش غلظـت آهن سه

Fe2+ ي گـازي هـا ماحيا نيترات و تبـديل آن بـه فـر . ي شود در شرايط احيايN2 و N2O

1. Electeron acceptors


107

. )12(شود ميرفتن ازت چون باعث ازدست. از نظر كشاورزي مطلوب نيست اكسيژن و گيرندگان ثانويه الكترون در خاك نباشد موجودات زنـده كه درصورتي

واد آلـي مـ 1 فرمنتاسـيون وسـيله بـه خاك قادر به كسب بخشي از انرژي مورد نياز خود نظـر توليـد انـرژي عبـارت اسـت از تغييـر مولكـولي فرمنتاسيون از نقطـه . خواهند بود

بخـشي از انـرژي كـه طوري بهتركيبات آلي به تركيباتي كه داراي پايداري بيشتري بوده فرمنتاسيون كربوهيدرات به اتانول و گاز كربنيك يا فرمنتاسيون زباله بـه . آزاد شود ها نآ

خـاك يـا بقايـاي گيـاهي بـه پيـت و مواد آلي يا فرمنتاسيون و از كربنيك گاز متان و گ بنابراين تركيبات حاصل . كند ميگازكربنيك حدود ده درصد انرژي اين تركيبات را آزاد

.كنــد مــي درصــد از انــرژي مــواد اصــلي خــود را حفــظ 90از فرمنتاســيون در حــدود رون، فعل و انفعاالت موقـت در خـاك فرمنتاسيون و همچنين احيا گيرندگان ثانويه الكت

چون تركيبات حاصل از اين فعل و انفعاالت در حضور اكسيژن ناپايدار بـوده . باشند مي .)12(شوند ميو اكسيد

ها كننده احيا يا 2دهندگان الكترون

مـواد آلـي .باشـد مي خاك مواد آلي ها بقاياي گياهي و دهندگان عمده الكترون در خاك ي خـالص هـا ت كربوهيدرا صورت بهاي به شكل ساده توان ميگياهي را خاك و بقاياي

: به شكل زير استها تن كربوهيدراو اكسيداسيواكنشنيم . نشان داد

CH2O C+4 + H2O + 4e-

:باشد مي به شكل زير ها ت اكسيداسيون كربوهيدراواكنشهمچنين

CH2O + O2 Co2 + H2O + energy

. باشد ميشده در عمل فتوسنتز همان انرژي كسب واكنششده در اين انرژي آزاده يهـا گـروه هاي ديگر عالوه بر كـربن شـامل ازت، گـوگرد و دهنده الكترون ها خاكدر

. )12(باشند مي مواد آليي آمونيوم در ها نيوآمين، سولفيد ريل و

1. Fermentation 2. Electeron donors


108

اكسيداسيون و احيا در خاك پتانـسيل الكتـرودي آن تركيـب وسـيله بـه كردن الكترون تركيب براي دادن يا قبول تمايل يك اين . است شده نشان داده 1-8 پتانسيل الكترون تعدادي از عناصر در جدول .شود ميمشخص

يـك الكتـرون پالتـين و يـك الكتـرود رفـرنس وسـيله به مستقيماً توان مي ها را پتانسيل . كردگيري اندازه

ي طـرف چـپ هـا نيـو آن است كه عناصر يا دهنده نشانل الكترودي زياد پتانسي بـراي مثـال گازهـاي هـالوژن داراي پتانـسيل . گيرنـد مـي الكتـرون راحتي به ها واكنش

پتانـسيل الكتـرودي پـايين .باشـند مـي ي قـوي هـا هالكترودي بـاال بـوده و اكـسيدكنند . دهنـد مـي الكتـرون راحتـي هبـ ي طرف راست ها نيو آن است كه عناصر يا دهنده نشان

هـاي قـوي نيـز كننـده احيـا در نتيجـه باشـند مـي هاي قوي دهنده الكترونعناصر قليايي . )12(هستند

)12(هاي انتخابي واكنش پتانسيل الكترودي تعدادي از نيم 1-8جدول

Eh0(V) Reaction 2.87+

2F 2e 2F− −+ = 1.36

2Cl 2e 2Cl− −+ =

1.26

3 2 21

NO 6H 5e N 3H O2

− + −+ + = +

------------------------------------------------------ 1.23

2 2O H 4e 2H O+ −+ + = 0.85

3 2 2NO 2H 4e NO H O− + − −+ + = + 0.77

3 2Fe e Fe+ − ++ = 0.31

4 2 2SO 10H 8e H S 4H O+ −+ + = + 0.21

2 2CO 4H 4e C 2H O+ −+ + = + 0.09

2 3N 6H 6e 2NH+ −+ + = 0

22H 2e H−+ = ------------------------------------------------------

0.44−

2Fe 2e Fe+ −+ = 0.76−

2Zn 2e Zn+ −+ = 1.66−

3Al 3e Al+ −+ = 2.37−

2Mg 2e Mg+ −+ = 2.71− Na e Na+ −+ = 2.87−

2Ca 2e Ca+ −+ = 2.92− K e K+ −+ =


109

پايـدار اسـت در خـاك صفر تا 23/1ها بين هاي كه پتانسيل الكترودي آن فقط واكنش . باشدH2O-O2حلولي حاوي يك اكسيدكننده با پتانسيل الكترودي بيشتر از زوج م اگر. است

E0=1.23 H2O��⇀↽�� O2 + 2e-+ 2H+

1

2

هـاي اكـسيدكننده . نمايد را اكسيد كرده و به اكسيژن تبديل مي آب اكسيدكنندهآن و ايـن . شـوند مي با اكسيدكردن آب تجزيه Cl2 و محلول (ClO)قوي نظير هيپوكلريت

معمـوالً مقـدار آب . يابد ميهاي مذكور موجود است ادامه اكسيدكننده كه عمل تا زماني تركيبـات . شـود مـي تجزيـه كنندهاكـسيد اسـت و در نتيجـه اكسيدكنندهبيشتر از مقدار

. احيا كنندH2د آب را به توان مي كننده احيا

E0=0 H2��⇀↽��2H+ + 2e-

هميشه در محيط آبي و +Hيون .است شده احيا به آب در اين رابطه يون هيدروژن هـاي در سيـستم احيا حد باال واكنش. شود ميي آب توليد ها لمولكو شدن در اثر يونيزه

. )12(آبي است و تبديل بـه گـاز شدن و تبديل به گاز اكسيژن و احيا شدن پايداري آب در اكسيد

. كنـد ميهاي الكترودي در خاك و موجودات زنده را مشخص هيدروژن حدود پتانسيل . چون داراي پتانسيل الكترودي بـاال هـستند ،در آب پايدار نيستند كلروگازهاي فلوئور

با قبول يك الكتـرون ها نيو ناي. ر و كلر در آب پايدار هستند ئوي فلو ها نيو كه ليدرحاعناصر قليايي نيز در آب پايـدار نيـستند . دهند مي خود را از دست گيقدرت اكسيدكنند

ي حاصـل از هـا نكـاتيو كه درحالي، باشند ميچون داراي تمايل زيادي به دادن الكترون .)12(اين عناصر در آب پايدارند

ـ مي آب هر دو نيم زوج ي بين حدود پايدار ،براي زوج اكسيداسيون د در آب توان بـستگي بـه موجـود بـودن عمـدتاًً پايداري يك فرم نسبت بـه فـرم ديگـر .پايدار باشد

.سولفيد و آمونياك پايدار هستند ، +Fe2 تركيباتي چون ، در شرايط احيايي. الكترون داردشـرايط (الكترون موجود باشـد فعاليت فتن الكترون و كاهش اگر اكسيژن كافي براي گر

NO3 نظير ي اين عناصري اكسيدها مفر) اكسيدي- ، SO4

-2،Fe3+ 12(باشند مي پايدار(.


110

پتانسيل رداكس

ـا مكردن حالت اكسيدي يا احيايي سيست صخ براي مشpe + pH پتانسيل رداكس يا ةواژ ـتفاده ه اسچنانچه در بخش قبلـي نيـز گفتـه . آبي هستند هاي محيطي خاك در ها مبيشتر سيست ). 16(شود مي

وقتي فـشار . باشد مي تجزيه آب به گاز اكسيژن و گاز هيدروژن ها خاكشد حدود پتانسيل رداكس دهنـده نـشان اين حالـت . باشد مي اتمسفر باشد پتانسيل رداكس سيستم برابر صفر 1گاز هيدروژن

وقتي فعاليت الكترون يا فعاليت هيدروژن . ي آبي است ها م در سيست ترين شرايط مورد انتظار احيايي اتمسفر باشـد، پتانـسيل رداكـس 1وقتي فشار اكسيژن . شود ميافزايش يابد گاز هيدروژن متصاعد

ـار در سيـست اكسيدي دهنده نشاناين حالت . خواهد بود 78/20برابر ـا مترين شرايط مورد انتظ ي هـاز اكـسيژن متـصاعد وقتي فعاليت الك . آبي است حـدود . شـود مـي ترون يا پروتون كاهش يابد گ

).16(است شده نشان داده 1-8 آبي طبيعي در شكل هاي محيطپتانسيل رداكس

)16(هاي آبي روابط رداكس سيستم 1-8شكل


111

بنـدي ي اكسيدي يا احيايي گروهها خاك را به ها خاك Eh يا pe بر اساس توان مي اسـت و اكـسيژن ) <mV 414Eh (<7peي اكـسيدي هـا خاك در =pH 7در ). 13(كرد

در اين شرايط . است) pe< 2) 414<Eh<8/1>7 احيايي كه ي نسبتاً ها خاك. حضور دارد ي هـا خـاك . شـوند مـي وجود نداشته و نيترات و تركيبات اكسيدي منگنز احيـا اكسيژن

تركيبات اكـسيدي ها خاكدر اين . است) -pe< 2-)mv 120<Eh< 120>2احيايي كه ها خاكدر اين ). >pe<) mv 120-Eh-2ي شديدا اكسيدي ها خاك. شوند ميآهن احيا

).13(شود ميسولفات احيا بنـدي ديگـري ارائـه كردن حالت اكـسيدي و احيـايي خـاك طبقـه براي مشخص

).13(شوند مي گروه به شرح زير تقسيم 6 به ها خاكاساس اين بر. است شده فعاليت الكترون خيلي كم و مقـادير ها خاك در اين .1ي سوپراكسيك ها خاك .1

. وجود داردظرفيتي سهقابل توجهي اكسيدهاي منگنز و منگنز . فعاليت الكترون كم و شرايط اكسيدي وجود داردها خاك در اين .2ي مانوكسيكها خاك .2

سـط، شـرايط فعاليت الكتـرون متو ها خاك در اين .3ي ساب اكسيك ها خاك .3

.اكسيدي و نيترات وجود دارد

. فعاليت الكترون نسبتا باال استها خاك در اين .4ي ردوكسيكها خاك .4

همچنـين . فعاليت الكتـرون بـاال اسـت ها خاكدر اين . 5ي آنوكسيك ها خاك .5

.آهن دوظرفيتي تشكيل و نيترات وجود ندارد

در ايـن . يت الكتـرون خيلـي بـاال اسـت فعال ها خاكدر اين . 6ي سولفيديك ها خاك .6

).13(است شده شرايط بسيار احيايي وجود دارد و متان وسولفيد هيدروژن توليد ها خاكچنانچـه . كردن شرايط اكسيدي و احيايي خاك الزم است براي تعيين pH و هم peهم فعاليـت نيز منفـي لگـاريتم pe منفي لگاريتم فعاليت يون هيدروژن است، عبارت pHعبارت

در مورد يون هيدروژن فعاليت آن يك فعاليت مطلق است و بر حسب مول در . الكترون است در مورد الكترون فعاليـت نـسبت بـه الكتـرود هيـدروژن اسـتاندارد تعيـين . شود ميليتر بيان

1. Superoxic soils 2. Manoxic soils 3. Suboxix soils 4. Redoxic soils 5. Anoxic soils 6. Sulfidic soils


112

).16(اند د در نظر گرفتهح قراردادي ميزان آن را برابر واصورت به، كه شود مي peبا توجه به رابطـه زيـر بـا ) Eh(ي الكترود هيدروژن استاندارد پتانسيل الكترود

:در ارتباط است

Eh=(RTln/F)pe

:كه در اين رابطهF. ثابت فارادي R.ثابت گازها و T.دماي مطلق

:گراد سانتي درجه 25 در معادله باال در دماي ها تكردن اين ثاب با جانشين

Eh=0.0592pe

. باشد ميبرحسب ولت Ehدر رابطه باال ي خاك مجبور به اسـتفاده از گيرنـدگان ها مارگانيسميكرو اگر مقدار اكسيژن كافي نباشد،

در معمـوالًً ترين گيرنده الكترون كـه بعد از اكسيژن قوي .)2-8جدول (شوند ميديگر الكترون و II ،IIIگنـز بعد از مصرف اكسيژن و نيترات اكـسيدهاي من .باشد ميت نيترات سخاك موجودا

IV منگنز بهII احياشده و غلظت Mn+2 7(يابد مي قابل توجهي افزايش طور به در خاك(. طـور به در محلول خاك Fe+2 احيا و غلظت III آهن اكسيدهايپس از احيا منگنز

ايـن تركيبـات كمتـر از وسيله بهاگر سرعت قبول الكترون . يابد ميقابل توجهي افزايش در . آيـد مـي وجود بهترون باشد، شرايط احيايي حتي قويتري در خاك سرعت توليد الك

ـ مـي اين شرايط سـولفات پـس از سـولفات . د بـه گـوگرد يـا سـولفيد احيـا شـود توان يـا هيدروژن گاز به +H را با احياء مواد آلي ند مقداري از انرژي توان مي ها مميكروارگانيز . مورد استفاده قرار دهندمواد آليفرمنتاسيون

در خاكها نمهمترين گيرندگان ثانويه الكترون و نيم واكنش آ 2-8جدول

Fe+2 + 2 H2O Fe+3 + e + 3H+ 2H2O + Mn+2 Mn+4 + 2e + 4H+ S-2 +4H2O SO4-2 + 8e + 8H+ ½ N2 + 3H2O NO3

_ + 5e + 6H+ NO2

- + H2O NO3- + 2e + 2H+

N2 + H2O N2O + 2e + 2H+ ½ H2 H+ + e

فصل نهم

تركيب معدني گياهان

باشند مي متوسط گياهان سبز داراي تركيبات ذيل طور به كلي و طور به

%)100(گياه تازه

%)85(آب %15ك شماده خ

% )90 (آلي ماده )%5/1( خاكستر

هـر عنـصري و نمايد ولي لزوماً ريشه گياه عناصر موجود در محلول خاك را جذب مي ـ مي گياه . هر مقداري كه جذب گياه شود ممكن است براي گياه ضروري نباشد به دتوان

كلـي طـور بـه . كه در گياه ايجاد مسموميت نمايد ييعناصر مختلف را جذب كند تا آنجا درصد عناصـر 90يش از بي مختلف گياهان گوناگون نشان داده است كه ها تتجزيه باف

و رابطه بين اين عناصر ،ست ا و اكسيژن تشكيل داده هيدروژن ، موجود در گياه را كربن گـر آن اسـت كـه ايـن بيـان . باشد مي ها تدر گياه شيبه رابطه اين عناصر در كربوهيدرا

از سـلولز عمـدتاًً قسمت اعظم مـاده خـشك گيـاهي شـامل ديـواره سـلول اسـت كـه . است شده تشكيل


114

عناصر ضروري

بودن آن عنـصر يل ضروري دل يك عنصر در گياه نيز اشاره شد وجود قبالًگونه كه همانزيرا هر عنصري كه در محلول خاك يـا در محيطـي كـه ريـشه در آن . براي گياه نيست

وجود داشته باشد آن عنصر كم و بيش جذب گياه خواهد شد و گياه در كند ميزندگي كـه ايـن هنگـامي .دهـد مـي مورد جذب عناصر ضروري و غيرضروري انتخابي انجـام ن

عنـصر فذحـ ا بـ كيون با استفاده از كـشت هيـدروپ يهاي حقيقت پذيرفته شد، آزمايش بودن عناصر را فراهم و ها امكان بررسي ضروري اين روش . اي انجام گرفت معدني ويژه

. وساز گياه منجر شد در سوختها نبه درك بهتر نقش آايـن دو . شـد ادپيـشنه تاصطالح عناصر ضروري براي گياهان از سوي آرنون و استو

شـمار آيـد بايـستي داراي سـه كردند براي اين كه عنصري ضـروري بـه گيري نتيجه دانشمند ): 17(ويژگي باشد

. بدون آن عنصر، گياه نتواند چرخه زندگي خود را كامل كند .1 . آن شودننقش عنصر در گياه يگانه باشد و عنصر ديگري نتواند جايگزي .2دهنـده مثال تشكيل عنوان بهيم در سوخت و ساز گياه شركت كند، مستق طور بهعنصر .3

). 17(باشد ميت ضروري براي فعاليت يك سيستم آنزيييك متابول

عناصر ضروري براي رشـد گياهـان عنوان به عنصر 16گانه فوق براساس معيارهاي سه . گيرند مي قرار نياز كم كه در دو گروه عناصر پرنياز و اند شدهعالي در نظر گرفته

عناصر پرنياز شامل كربن، هيدروژن، اكسيژن، ازت، فسفر، پتاسيم، كلسيم، منيزيم . ولبيدن و كلرمنياز شامل آهن، مس، روي، منگنز، بور، و گوگرد و عناصر كم

بيـشتر وسـيله بـه اشـاره شـد ها ن گانه كه به آ 16الزم به توضيح است كه عناصر ولي ميزان عالقه گياهـان مختلـف بـه ايـن عناصـر يكـسان ، باشد ميگياهان مورد لزوم

هين رويانـد معا يك محلول غذايي بگياهان مختلفي كه در يك خاك مشخص و . نيست، بلكه بعـضي از عناصـر را بيـشتر و كنند مي عناصر مختلف را يكسان جذب ن شوند مي

با تجمـع عناصـر تحمل گياهان در ارتباط. كنند مير را كمتر جذب ديگبرخي از عناصر در كمبود عناصـر . نيز متفاوت است ها ني خود و ايجاد سميت در آ ها تمختلف در باف

ي گياه از حد مـورد نيـاز بـراي ها تگاه غلظت يا ميزان يك عنصر اصلي در باف گياه هر كـه گيـاه در ارتبـاط بـا آن عنـصر شود مي گفته ،ه آن گياه كمتر باشد ينهبرشد طبيعي يا رشد

تركيب معدني گياهان

115

: ير ممكن است اتفاق افتدزدر گياه به داليل كمبود عناصر اصوالً.باشد مي كمبود داراي . غلظت يك عنصر در محيط ريشه كم باشد .1 . عنصر در خاك يا محيط ريشه به شكلي باشد كه گياه قادر به جذب آن نباشد .2

صر ديگري ميزان يك عنصر در محيط ريشه يا خاك به قدري زياد باشد كه جذب عن .3ـ از عناصر اي هدر اين رابطه بايد گفت كه پار ). 6(رو سازد هرا با اشكال روب ا جـذب ب

گردند كه عنصر ديگـر كمتـر جـذب برخي از عناصر ديگر رقابت نموده و باعث مي كه حتي اگر ميزان عنـصر مـورد شود مي اين عناصر موجب 1عمل مخالف . گياه شود

الزم هم بيشتر باشد باز هـم جـذب آن بـا اشـكال نظر در محيط ريشه گياه از ميزان بـه ايـن نـوع كمبـود . گردد ميروشده و گياه در رابطه با اين عنصر دچار كمبود هروب

).6(شود مي تحميلي گفته ا كمبود سببي ياصطالحاًبهينـه كمتـر باشـد، ابتـدا يا ي گياهي از حد مورد نياز ها تهرگاه عنصري در باف

سـپس مراحـل . شود مي در آن دخالت دارد كند ه آن عنصر مستقيماً مراحل متابوليكي ك . گـردد مـي دچار اخالل باشند مي كه با مراحل متابوليكي اولي در ارتباط ديگرمتابوليكي

ي متابوليكي كه بـا مرحلـه اول و ها ت كليه فعالي تقريباًًدر مرحله كمبود شديد آن عنصر . شدمتوقف خواهد مراحل بعدي در ارتباط است

رشد و در نتيجه نقصان محـصول شدن كمبود خفيف يك عنصر در گياه سبب كم دهـد مييي نشان ها تدر مواقعي كه كمبود شديدتر باشد، گياه از خود عالم . خواهد شد

ـ . را از كمبود آن عنـصر آگـاه سـازد ينخصصمت زارعين و دتوان ميكه تا حدي ـ ه ب نايكمبود عناصر در گياه ممكن است . شود ميگفته 2ماكروسكوپي عالئم قابل رويت عالئم

اين عالئـم شـامل تغييـر . نيز بشود 3ن يا ميكروسكوپيك نهاباعث بروز برخي از عالئم پ ). 6(شكل ساختمان سلول است كه با ميكروسكوپ الكتروني قابل مشاهده است

قدار كمتـري از يك عنصر در خاك از مقدار مورد نياز گياه كمتر باشد، گياه م كه صورتي در كمك زيادي بـه دتوان مي بنابراين تجزيه گياه. ي خود نگه مي داردها تآن عنصر را جذب و در باف

شـكل . ر گياه به عنصر مورد نظر را مشخص نمايد تشبي گياه نموده و نياز يا عدم نياز اي هوضع تغذي ). 17(دهد مي نشان راي رشد گياه در ارتباط با غلظت عناصر غذايي در بافت گياه نحن م9-1

1. Antagonistic action 2. Macroscopic Symptoms 3. Microscopic Symptoms


116

گياه براي اينكه به حداكثر رشد ممكن برسد بايد مقداري از عنصر مورد نظـر را جـذب غذايي كمتر از اين مقدار باشد در گيـاه عنصزهرگاه ميزان . ي خود داشته باشد ها تكرده و در باف

بـه درصد رشد حداكثر برسـد يـا 90هر گاه كاهش رشد به . داشتخواهد كاهش رشد وجود درصـد كـاهش 10 باشد كـه حـدود اي هعبارت ديگر مقدار عنصر غذايي در بافت گياه به انداز

100 تـا 80ناحيـه مـابين . گـردد مـي الق طرشد داشته باشيم به اين رشد مناسب يا رشد بهينه ا رسد موقعي كه گياه به رشد مناسب مي غلظت عنصر غذايي . شود ميالي ناميده نتقدرصد ناحيه ا

درصد كمتر از رشـد حـداكثر باشـد 10عبارت ديگر وقتي رشد گياه به. بحراني نام دارد غلظت رشد بـا منحنياي كه ناحيه. شود نقطه غلظت بحراني ناميده مي اين غلظت عنصر غذايي در زير

در اين ناحيه جذب عناصر تأثيري در رشد . شود ت ناميده مي يافمحور افقي موازي باشد ناحيه ك هر گـاه در . خواهد داشت 1نابراين مصرف عناصر غذايي در اين ناحيه حالت تجملي نداشته و ب

م مقدار بيشتري عنصر غذايي جذب گياه گردد هاثر غلظت زياد عنصر غذايي در محيط ريشه باز بلكـه بـراي ، كمكي به ريشه گياه نخواهد كرد تنها خواهيم رسيد كه جذب عنصر نه اي هبه ناحي ). 17( به ناحيه سمي مشهور استيننحاين بخش از م. اهد داشتبه سميت خونگياه ج

منحني رشد گياه در رابطه با غلظت عنصر غذايي در بافت 1-9شكل

1. Luxury Consumption

فصل دهم

نيتروژن

نيتروژن در بين عناصر ضروري براي گياهان وضعيت منحصر به فردي دارد، زيرا مقدار و هـا برگ شدن زرد وسيله بهكمبود ازت . است گياهان الزم راي رشد بهينه زيادي ب نسبتاً

. )8(شود ميكاهش رشد مشخص اهميـت ازت از . يوسـفر وجـود دارد بنيتروژن در ليتوسفر، اتمسفر، هيدروسفر و

2700 كه هواي قرار گرفته بـر روي هـر فـوت مربـع زمـين حـاوي شود ميآنجا ناشي يوسـفر در بتمـسفر، هيدروسـفر و مقدار متوسط ازت در ليتوسفر، ا . كيلوگرم ازت است

).22(است شدهآورده 1-10جدول

)22(ي مختلفها ت ذخيره ازت در قسم1-10جدول

)تن(مقدار ها تقسم

1 /636×1017 ليتوسفر

86/3 ×1015 اتمسفر

3/2×1013 هيدروسفر

10 بيوسفر 11

×8/2

78ازت اتمسفر است كه حـدود گاز شود مي گياهان مصرف وسيله بهمنبع اصلي نيتروژن كه ـاس ير شكل و تبديل نيتروژن از يك حالت به حالت ي تغ . دهد مي تشكيل را آندرصد ـاي ديگـر اس ه

اكـسيداسيون مثال گاز ازت اتمسفر با عدد عنوان به . )1-10شكل ( دهد ميچرخه نيتروژن را تشكيل اكـسيداسيون رانجام به نيترات با عدد شده و س گوناگوني تبديل اكسيدهاي رعدوبرق به وسيله بهصفر

.شود وسيله گياهان جذب مي رسد و به ميتبديل گرديده و همراه باران به سطح + 5

ل كش

10-1

ك

خان در

خه نيتروژچر

)15

(

نيتروژن

119

تبـديل + 3اكـسيداسيون همچنين گاز ازت از طريق تثبيت زيستي به آمونيوم بـا عـدد وقتي . گيرد ميشيميايي گوناگون در گياه مورد استفاده قرار بيو ها واكنش و آمونيوم در گردد مي

انجام ريزجانداران وسيله به چندين واكنش را كه ها ن و نيتروژن آ گردد ميبقاياي گياهي تجزيه در شـرايط غيرهـوازي، نيتـرات . شود ميگذارد سرانجام به نيترات تبديل سر مي پشت شود ميچرخه نيتروژن بسيار . گاز ازت درآيد صورت بهده و سرانجام د به انواع اكسيدها احياش توان مي

. گيرد مي قرار تأثير عوامل متعددي تحت وسيله بهپيچيده است و

هاي نيتروژن خاك لشك . بندي كرد به نيتروژن معدني يا آلي طبقه توان مي كلي طور بهنيتروژن موجود در خاك را

. نيتروژن خاك به شكل آلي استتربيش

نيتروژن معدنيNH4 ، NO3 + ، هـاي معـدني نيتـروژن خـاك شـامل لشك

- ، NO2- ، N2O ، NO و نيتـروژن

كه يك تركيب واسطه ) NH2OH (مين هيدروكسيل آ ،تحقيقات ي از دداتع در .عنصري است ). 9 و 6( شود ميهاي معدني در نظر گرفته ل شكعنوان بهدر تبديالت نيتروژن است نيز

NH4هاي للخيزي خاك شك صحااز نظر + ، NO2

NO3 و - بيـشترين اهميـت را -

خـاك و يـا از افـزودن كودهـاي گونـاگون آلي مادهها از تجزيه هوازي ل اين شك . دارندهايي از نيز اهميتي منفي دارند زيرا شكل NO و N2O . شوند ميتجاري به خاك ايجاد

. شوند ميخاك از دسترس گياه خارج زدايي از نيتروژن هستند كه از طريق نيترات

نيتروژن آلي اهميـت ازت آلـي از . به شكلي آلي وجود دارد ها خاكازت اليه سطحي بيشتر % 90بيشتر از

هـا، پـروتئين نيتـروژن آلـي خـاك شـامل . اسـت شده مشخص جنبه حاصلخيزي خاك كامالً .ناشـناخته هـستند و عمومـاً دار و ساير تركيبات كمـپلكس ينماسيدهاي آمينه آزاد، قندهاي آ

هـا و كينـون شدن مريتركيبات كمپلكس شامل موادي است كه از واكنش آمونيوم با ليگنين، پل بخـشي از نيتـروژن آلـي نيـز . شـوند مـي هـا تـشكيل تركيبات نيتروژن و تراكم قندها و آمين

). 8( هرموس است كه در برابر تجريه مقاوم هستند– تركيبات رس صورت به


120

معدني در خاك –دل نيتروژن آلي تعا پايـداري بـه گروه اول تركيب نسبتاً . قرار داد توان مي خاك را در دو گروه آلي ماده كلي طور به

گروه دوم شامل موادي است كه در معرض . نام هوموس است كه در برابر تجزيه مقاوم است . شود مي نام برده ها نآ سريع قرار دارند و تحت عنوان مواد غيرهوميك از تجزيه نسبتاً

هـاي ل بعـضي از شـك ، ي خـاك هـا م ميكروارگـانيز وسـيله به آلي مادهبراي تجزيه به نسبت مقدار كربن موجود مقدار كمي نيتـروژن آلي مادهاگر . نيتروژن مورد نياز است

NH4 ريزجاندارانداشته باشد، NO3 يا +

آلـي مـاده موجود در خـاك را بـراي تجزيـه - ايـن .در نتيجه ميزان نيتروژن معدني خاك كـاهش خواهـد يافـت . هند كرد مصرف خوا

افزايش جمعيـت بـاكتري بـا افـزودن . نيتروژن براي افزايش جمعيت باكتري الزم است از طرف ديگر، اگـر مـاده اضـافه شـده . دار به خاك همراه است مقدار زيادي ماده كربن

معمـول ميـزان طـور بـه اشـته باشـد، ، نيتروژن بيـشتري د متناسب با مقدار كربن موجود حتي ممكن اسـت نيتـروژن معـدني خـاك . نيتروژن معدني خاك كاهش نخواهد يافت

).6(باشد مي آلي ماده آن از شدن افزايش يابد كه به علت آزاد صـورت بـه نيتـروژن يـا به ت كربن يا نسب نسبت درصد كربن به درصد نيتروژن

. اسـت آلـي مـاده بيانگر مقادير نسبي اين عنصر در و شود مي ناميده N : Cساده نسبت . است10 :1موس خاك و هN : Cنسبت افـزوده هـا خـاك بـه 30 بيـشتر از :N C با نـسبت مواد آلي كلي وقتي كه طور به

. شـود مـي نيتروژن معدني خاك به شكل آلـي تبـديل تجزيه، فرايند، درابتداي شوند مي بخشي از نيتروژن معدني خاك را مواد آلي تجزيه اين براي ريزجاندارانعبارت ديگر به

، باشـند 20كمتر از :N Cنسبت داراي مواد آلي اگر . كنند مي به شكل آلي تبديل جذب و ). 8 و 6( شود مي، نيتروژن معدني آزاد آلي مادهدر اوايل تجزيه

ها خاكي نيتروژن در ها لتبدي

نيتروژن آلي خاك شدن معدنيي آلـي هـا ل ميكروبي است كـه طـي آن شـك فرايندتروژن آلي خاك يك ني شدن معدني

تركيبات آلي نيتـروژن در سـه شدن معدني. گردد ميي معدني تبديل ها لنيتروژن به شك

نيتروژن

121

سـازي ، آمونياك 1شدن اين سه مرحله شامل آمينه . شود ميواكنش مرحله به مرحله انجام وف و تـر هترو ريزجانداران وسيله بهزي سا و آمونياك شدن آمينه. باشد مي سازي نيتراتو

هـا بـراي منبـع هتروتـروف . شود مي ريزجانداران اتوتروف انجام وسيله به سازي نيتراتانـرژي ) هاسـاز خـود خـوراك (ها توتروفا. انرژي خود به تركيبات آلي كربن نيازمندند

دكربناكـسي ديخود را از اكسيدكردن تركيبات معدني و كـربن مـورد نيـاز خـود را از ). 8و6(كنند ميموجود در اتمسفر تأمين

هـا تركيبـات آلـي پيچيـده را و قـارچ ها باكتري هتروتروف از جمله ريزجانداران تجزيـه هـا واكـنش مسئول يك يا چند مرحلـه از ها گروههر يك از اين . كنند ميتجزيه

هـا و پـروتئين تيف تجزيه آب كا مواد آلي يي در تجزيه اهنيكي از مراحل . است آلي ماده نـام دارد كـه شـدن ايـن مرحلـه آمينـه ). 8و6(ها و اسيدهاي آمينه اسـت ينم آ شدن آزاد

: شود مي شماتيكي زير نشان داده صورت به

ها پروتئين → CO2 + NH2- R+ انرژي + محصوالت ديگر

2سازي آمونياكاي آمينـه ريزجانداران وسيله به اند شدهاي كه در مرحله قبل آزاد ها و اسيدهاي آمينه آمين

سـازي آمونيـاك بـه عبـارت ديگـر .شـود مـي هتروتروف ديگر مصرف و آمونياك آزاد هاي آلي نيتروژن خاك به آمونياك يا يون آمونيوم تبـديل ي زيستي است كه شكل فرايند

:شود مي زير نشان داده صورت به سازي آمونياك . )9 و8، 6( گردد مي

OH- R+ NH3→ HOH +NH2 – R+ انرژي

. كند مي در خاك طي راست مسيرهاي متفاوتيا آمونياكي كه به اين ترتيب آزاد شده . شود ميها تبديل ها و نيترات به نيتريتسازي نيترات فرايند وسيله به .1 . شود مي مصرف مواد آلي هتروتروف ديگر براي تجزيه ريزجانداران وسيله به .2

. شود ميگياهان عالي جذب وسيله به .3 . شود مي خاك تثبيت در رسييها كاني بعضي از وسيله به .4

1. Aminization 2. Ammonification


122

. شود مي از خاك خارج شدن متصاعدوسيله به .5 . شود مي رسي نگهداري يها كاني در سطح تبادلي كاتيون عنوان به .6

هر چند ، وازي انجام گيرد ه در هر دو محيط هوازي و غير دتوان مي سازي آمونياك .سازي در محيط هوازي بيشتر است آمونياكسرعت

1سازي نيترات گفته شد يكي از مسيرهاي احتمالي بـراي آمونيـاك ايجادشـده در مرحلـه قبلـي قبالًچنانچه

سـازي نيتـرات زيستي آمونياك به نيترات را شدن اين اكسيد . باشد ميتبديل آمونياك به نيترات در مرحلـه اول آمونيـوم بـه نيتريـت و . است اي ه دو مرحل فرايند يك سازي نيترات. نامند مي

گروهـي از وسـيله بـه تبـديل آمونيـوم بـه نيتريـت . شـود مـي سپس نيتريت به نيترات تبديل واكـنش تبـديل ). 9 و 8، 6( شـود مياس انجام ونومزي اتوتروف اجباري به نام نيترو ها باكتري

: باشد مي زير صورت بهآمونيوم به نيتريت

2NH4++3O2→2NO2

-+ 2H2 O + 4H+

ـ مـي اتـوتروف متعـددي ريزجانـداران كه است شدهنشان داده د تركيبـات احيـايي توان و هـا تسيـ ومين، اكت هـا باكتري شامل ريزجانداراناين . نيتروژن را به نيتريت تبديل كنند

NH4 خاك است كه ريزجاندارترين اس مهم نمووهرحال نيتروز به. ها هستند قارچ را به +

گـروه ديگـري از وسـيله بـه عمـدتاًً تبـديل نيتريـت بـه نيتـرات . كند مينيتريت تبديل واكنش تبديل نيتريـت بـه . شود ميي اتوتروف اجباري به نام نيتروباكتر انجام ها باكتري . )9 و8، 6(باشد مي ريز صورت بهنيترات

2NO2- + O2 → 2NO3

-

ي است كه نيتريـت را بـه نيتـرات ريزجاندارترين مهم كه نيتروباكتر احتماالً با اين معمـوالًً . ها نيز قادر به انجـام ايـن كـار هـستند مقدار كمي از هتروتروف كند ميتبديل

و سـازي نيترات ها واكنشبا توجه به . نامند مييارا نيتروباكتر نيتروزوموناس و نيتروباكتر

1. Nitrification

نيتروژن

123

): 6(شود ميمطالب گفته شده سه نكته مهم و عملي روشن در سازي نيترات يعني عمل ، به اكسيژن مولكولي نياز دارد سازي نيتراتواكنش .1 .شود مييي كه تهويه خوبي دارند انجام ها خاك

سـازي نيتـرات در عمـل . توليدكننده يون هيـدروژن اسـت سازي نيتراتعمل .2 يون هيدروژن است شدن اين آزاد . شود مي مول هيدروژن آزاد 2 هر مول آمونيوم ازاي به

در . شـود مـي خـاك كردن اسيديكه در هنگام تبديل كودهاي آمونياكي به نيترات باعث . آورد خاك را پايين ميpHي ينتيجه استفاده مداوم از چنين كودها

يك واكنش ميكروبي اسـت، عـواملي كـه بـر سازي نيترات اينكه عمل دليل به .3 . دنگذار ميتأثير نيز سازي نيتراتبر عمل دارند تأثير ريزجاندارانفعاليت

:كند ميدرخاك طي را مسيرهاي متفاوتي سازي نيتراتنيترات توليدشده در عمل . شود مي گياهان جذب وسيله به .1 .شود مي جذب ريزجانداران وسيله به .2 ي هـا آب و باعث افزايش غلظت نيتـرات در خارج از خاك شويي آب وسيله به .3

.شود ميزيرزميني كه باعـث الـودگي گردد مي متصاعد زدايي نيتراتوازي در اثر هدر شرايط غير .4

. شود ميهوا

سازي نيترات ر بمؤثرعوامل

اثـر ) تري نيتروزوموناس و نيتروبـاك ها باكتري( سازها عواملي كه بر روي فعاليت نيترات ): 9 و8، 6(انداز عبارتاين عوامل . بود خواهند مؤثر نيز سازي نيتراتدارند بر روي

عرضه يون آمونيوم

مقـدار ازت آمونيـاكي كـه بـه سـهولت . شـود مياي است كه به نيترات تبديل آمونيوم ماده علت اين امـر آن . ندرت زياد است هساز قرار گيرد ب د مورد استفاده موجودات نيترات توان مي

اگـر شـرايط بـراي . سرعت تشكيل آن است آمونياك بيش از شدن است كه سرعت اكسيده ).9 و8، 6(گيرد مي انجام نسازي نيترات مناسب نباشد، آلي ماده از ، آمونيومشدن آزاد


124

واكنش خاك سـرعت آن را بـا تـوان مـي و گيـرد مي در خاك اسيدي به كندي صورت سازي نيترات

اثر اين يون بر فعاليـت و لدلي بهد توان مياثر فعاليت يون هيدروژن . باال برد pHافزايش هـاي گـسترده، واكـنش مناسـب محققين با بررسـي . ساز باشد زندگي موجودات نيترات

د حتي وقتـي توان مي سازي نيترات. اند كرده پيشنهاد 4/9 تا 6براي تشكيل نيترات را بين زيـاد pHاسيون نتيريـت ممكـن اسـت در د اكسي . است، ادامه يابد 4/9 بيشتر از pHكه ).9 و8، 6(تر از اكسيداسيون آمونيوم بوده و منجر به تجمع نيتريت گرددبيش

تهويه خاك ي بـه اكـسيژن دارد وقتـي مقـدار اكـسيژن مشده به نيترات، نياز مبر تبديل آمونيوم فراهم

افزايش مقدار اكسيژن تـا . رسد مي آمونياك محدودشده و به صفر شدن اكسيد د،تنزل كن و پـس از آن اثـر اكـسيژن شود ميمقدار نيترات توليد شده حدي موجب افزايش سريع

نـشان 2-10 در شـكل سازي نيتراترابطه بين مقدار اكسيژن و . يابد ميتدريج كاهش بهدر اين مطالعه غلظت مشخص اكسيژن، از خاكي كه سولفات آمونيوم به . است شدهداده

يط رطوبت و دماي كافي سپس خاك تحت شرا . است هآن افزوده شده بود عبور داده شد 20 زماني انجام شد كه درصد اكسيژن به سازي نيتراتحداكثر . در انكوباتور قرار گرفت

. اتمـسفر زمـين اسـت در همان مقدار اكـسيژن تقريباًًاين درصد اكسيژن، . درصد رسيد بسيار زياد است و شرايط سازي نيترات و شدن معدني خالصه اثر تهويه خاك در طور به ).9 و8، 6( مقدار زيادي ازت شودتلفاتوازي خاك ممكن است باعث ه بي

رطوبت خاك اسـت انجـام شـده نـشان داده يهـا پژوهش. ازت خاك تابع مقدار رطوبت است شدن معدني

در پتانـسيل آب صـفر كيلـو پاسـكال كـه . سازي تأثير دارد بر روي نيترات پتانسيل آب خاك . گـردد سازي كامالً متوقف مي خاك وجود ندارد و نيترات حالت اشباع است، هوايي در منافذ

نزديـك (مگاپاسكال 32/0، تا )نقطه پژمردگي دائم ( مگاپاسكال 5/1با افزايش پتانسيل آب از ).9 و8، 6(رسد سازي در حدود ظرفيت مزرعه به حداكثر مي نيترات) ظرفيت مزرعه

نيتروژن

125

اثر اكسيژن بر نيتريفيكاسيون 2-10شكل

دما كه علت آن محدوديت شود ميكندي انجام ازت در حدود صفر درجه خيلي به شدن يمعدن

. كند ميريع ست راشدن افزايش دما، معدني. كننده ازت است فعاليت موجودات معدني در معمـوالًً . آمونياك به نيتريت و نيترات نيز تابع درجه حرارت است شدن اكسيد

كودهـاي تـوان مـي با توجه به اين موضوع . سدر مي درجه به حداكثر 35 تا 30حرارت . شـود مـي اين موقع مصرف به مصرف بهاره ترجيح داده . برد كار به يزآمونياكي را در پاي

).9 و8، 6(شود ميات آن جلوگيري فلت اكسيدنشدن آمونياك، از دليل بهدر اين صورت

مسئول ريزجاندارانتعداد سازي نيتراتن سرعت يترين عامل در تعي مهم ها كخاساز در نيترات ريزجاندارانتعداد شـان را تأثير كـه در بـاال بحـث شـد در درجـه اول سـازي نيترات بر مؤثرعوامل . است

. كننـد مـي سـاز در خـاك اعمـال ي نيتـرات هـا م اثر بـر جمعيـت ميكروارگـانيز ازطريقاليـت جمعيـت و فع . بايد در خـاك سـطحي وجـود داشـته باشـند معموالًً سازها نيترات ). 9 و8، 6(يابد مي كاهش سازي نيتراتهاي سازها با مصرف بازدارنده نيترات


126

تثبيت آمونيوم يها كاني بعضي از وسيله به تثبيت آن ها خاكي احتمالي آمونيوم در ها تيكي از سرنوش

رسـي يهـا كـاني آمونيـومي اسـت كـه در بـين شـبكه ، شده آمونيوم تثبيت . رسي است وم است كه نزديك بـه شـعاع يـوني رت آنگس 4/1عاع يوني آمونيوم ش. شود مي نگهداري

مي قبل از مصرف كودهاي آمونيومي يا يبنابراين با كاربرد كودهاي پتاس . باشد ميپتاسيم كلـي طـور بـه . تثبيت آمونيوم را كـاهش داد توان مي ،كنند ميكودهايي كه آمونيوم توليد

رسـي قابـل اسـتفاده گيـاه نيـست، يهـا كانيي ها اليه در بين شده تثبيتآمونيوم بومي تدريج در طي ساليان متمادي رسي قرار دارد به يها كانيآمونيومي كه در لبه كه درحالي

). 22(گردد مي گياهان استفاده وسيله به رسي يها كاني. در جزء رس خاك وجود دارد شده تثبيتبخش زيادي از آمونيوم

بـين مقـدار رس و آمونيـوم . ونيـوم را تثبيـت كننـد نـد آم توان مـي ورميكوليتايليت و . است شده خوبي گزارش همبستگي شده تثبيت غيرتبـادلي صـورت بـه نـد آمونيـوم را توان مي خاك نيز مواد آلي ، ها رسعالوه بر

به تجزيـه ميكروبـي بـسيار مقـاوم آلي ماده –هاي آمونيوم همچنين كمپكس . تثبت كنند گيـرد مـي صورت آلي ماده وسيله به تثبيت آمونيوم ها ن آ وسيله هبيي كه ها ممكانيز. هستند

رس در خـاك عوامـل ديگـري نيـز عالوه بر نـوع و مقـدار . اند شده شناخته ن يدرست بهمقـدار يـون : انـداز عبـارت اين عوامل . باشند مؤثر شده تثبيتند بر مقدار آمونيوم توان مي

).22(خاكاكنش و وهاي ديگر يونت كاتأثير، تناوب خشكي و رطوبت، آمونيوم

يون آمونيوم

هرچه مقدار يون آمونيوم موجود در محيط بيشتر باشد بـه همـان نـسبت مقـدار تثبيـت و درصـد شـده تثبيـت مقدار آمونيوم بـر آمونيـوم تأثيرنتايج . آمونيوم بيشتر خواهد بود

. است شده نشان داده 2-10 در جدولشده تثبيتآمونيوم

رطوبت تناوب خشكي و رس يهـا كـاني ي مرطوب ها خاكزيرا در . دارد تأثيرمقدار آب خاك بر تثبيت آمونيوم

شده و ض رس منقب يها كانيي خشك، ها خاكدر . يابد ميو تثبيت كاهش منسبط شده

نيتروژن

127

در . شـوند مـي س وتثبيـت ب قـرار دارنـد، حـ ها كانيي ها اليههاي آمونيومي كه بين يون بسيار ناچيز اسـت شده تثبيتطوب باشد مقدار آمونيوم ي زراعي وقتي خاك مر ها خاك ). 8و6(يابد مي افزايش شده تثبيتگر خاك را خشك كنيم مقدار آمونيوم اولي

ورميكوليت وسيله بهشده آمونيوم تثبيت مقدار آمونيوم بر مقدار و درصد تأثير 2-10جدول

واالن ميلي اكي(مقدار آمونيوم )آمونيوم در صدگرم

واالن ميلي اكي( شده تثبيتوم آموني شده تثبيتدرصد آمونيوم )آمونيوم در صد گرم

1 82/ 0 82 2 39/1 70 5 17/2 42 10 18/2 32 20 85/3 19 40 48/4 11

، يديم و سزيم به انـدازه يـون آمونيـوم نزديـك اسـت بي پتاسيم، رو ها نيو اينكه اندازه دليل به نشان داده اسـت ها پژوهش. كنند مي در موقع تثبيت آمونيوم با آن رقابت ها نكاتيواين اين بنابر

و شـود مـي كـم . شـده تثبيتكه وقتي پتاسيم را قبل از آمونيوم به خاك بدهند، مقدار آمونيوم ).8و6(باشد مي است شده داده قبالًمقدار كاهش آن متناسب با مقدار پتاسيمي كه

واكنش خاك

خـاك افـزايش pH بـا افـزايش هـا رس وسـيله بـه شده تثبيت كلي مقدار آمونيوم طور هبيكي از داليل اثر واكنش خـاك . ي اسيدي قدرت تثبيت چنداني ندارند ها خاك. يابد مي

وقتي .دانند مي موآلومينيالليت زياد هيدروكسيدهاي ح تأثيردر كاهش تثبيت آمونيوم را ي رس قـرار ها اليهم در بين وي از هيدروكسيدهاي آلومين خاك اسيدي باشد مقدار زيادي

ي رس به يكديگر و در نتيجه كـاهش تثبيـت آمونيـوم ها اليه شدن گرفته و مانع نزديك ). 8و6(شوند مي

نيتروژن تثبيت. شـود مـي انجـام زيـست هم آزادزي و ريزجانداران وسيله به نيتروژن كلي تثبيت طور به

تأثير كاتي ونهاي ديگر


128

اما بـراي ، زا هستند ل نيتروژن مولكولي به آمونياك انرژي تبدي لاگرچه تمام مراح بنابراين ساخت كودهـاي نيتروژنـي كـه . انرژي زيادي الزم است N=Nشكستن پيوند

توجـه زيـاد بـه تثبيـت . انرژي زيـادي نيـاز دارد باشد مي N=Nمستلزم شكستن پيوند ستي از انرژي خورشيد زيستي نيتروژن و كودهاي زيستي به اين دليل است كه تثبيت زي

).8و6(كند ميناپذير است براي توليد آمونياك از نيتروژن استفاده كه منبع انرژي پايان

زيست همتثبيت ازت به روش

زونوميگ نيتروژن توسط گياهان لتثبيت

، عبارت است از زندگي دو موجود غيرمشابه در نزديكي يكـديگر زيستي هم كلي طور بهيك ريزوبيـوم كـه از آن يـك كلـوني در گـره تـشكيل . گر بهره ببرند ي از يكدي طور به

ريزوبيـوم در گـره . يابد مي، ريشه گياه را به منزله يك محيط رشد و نمو مساعد شود مياز گياه تمام نيازهاي زندگي خود را از جمله مـواد هيدروكربنـه، عناصـر معـدني، ازت

نـصري در شـيره سـلولي گيـاه ازت ع . كنـد مـي هاي رشد دريافـت عنصري و هورمون و بقيـه كـه كننـد مي مقداري از اين ازت را استفاده ها باكتري. شود ميشده و تثبيت حل

).8(شود مي وارد متابوليسم گياه باشد ميمقدار زيادي سـال قبـل 6000 در حاصـلخيزي خـاك بـه هـا لگـوم اهميت گياهـان خـانواده

هـا لگـوم ي ريـشه ها هآلماني باكتري از گر ك دانشمند نيجريب 1888در سال . گردد ميبر صـورت بـه بـاكتري ريزوبيـوم كـه هـاي گونـه . گـذاري كـرد و به نام ريزوبيوم نام جدا قادرند گاز ازت اتمسفري را به يون كنند مي زندگي ها لگومهاي ريشه در گره زيست هم

ها تبديل نيئو پروت ها به اسيدهاي آمينه لگوم وسيله بهسپس آمونيوم . آمونيوم تبديل كنند هـاي فـراورده ها انرژي مورد نياز براي رشـد و تثبيـت نيتـروژن را از ريزوبيوم. شود مي

). 8(آورند مي دست به است شده تشكيلها تزي كه در لگومنفنوسنتعـداد كمـي از گياهـان . گره ريـشه دارنـد ،ها لگوم خانواده هاي گونه تمام تقريباًً

. دارنـد وتافـ ت هـا ني ريـشه آ هـا بـاكتري دارند ولـي ها نبيه آ هايي ش غيرلگوم نيز گره متعددي هستند كه هر گروه قادر به زندگي بـا گيـاه خاصـي يها گرها داراي ه يزوبيومر

ط قادرنـد فقـ ي يك گـروه ها باكترياين اساس است كه تمام بر ها گرهجداكردن . است. ي گياهان ديگـر زنـدگي كننـد ند رو توان مين روي تمام گياهان آن گروه زندگي كنند و

نيتروژن

129

لگوم يك حالت ويژه وجود دارد و سـازگاري بيوم و وي ريز ها هعبارت ديگر بين سوي به ،بنابراين در كشت يك گونـه لگـوم در خـاك . زايي ضروري است بين اين دو براي گره

هـاي ويـژه فايده تلقيح بذرها با سويه . ه شود كاربرد بيوم به والزم است سويه مناسب ريز ). 8(بات رسيده استث به ايزوبيوم كامالًر

كه آنزيم نيتروژناز در تثبيـت است شده انجام شده مشخص يها پژوهشبا توجه . ددار ور كاتـاليز آنزيم نيتروژنـاز نقـش كاهش نيتروژن به آمونياك در. ازت دخالت دارد

اسـت نجزء اول حاوي آهـن و موليبـد . است شده تشكيلين ئاين آنزيم از دو جزء پروت 36 تـا 17 ، و حاوي يك يا دو اتـم موليبـدن، باشد مي 2-7/2×105كه وزن مولكولي آن

جزء دوم آن يك مولكول . است پروتئين اتم گوگرد در هر مولكول 28 تا 14اتم آهن و

4 اتم آهن و 4 است و داراي 55-67 × 103 است كه وزن مولكولي آن پروتئين –آهن ريزوبيـوم و يهـا گـروه 3-10در جـدول . باشـد مي وتئينپراتم گوگرد در هر مولكول

). 8(است شدهگياهان ميزبان آورده

گياهان ميزبان ريزوبيوم ويها گروه 3-10جدول

ميزبان گونهR. meliloti شبدر، يونجه R. trifolii انواع شبدر R. legominosarum و عدس باقال، فلر، نخود R. Japanica سويا R. phaseoli لوبياها

گياه ميزبان و شـرايط محيطـي رشـد ، ريزوبيوم وسيله بهشده مقدار نيتروژن تثبيت

، بـيش شـوند ميكه براي علوفه برداشت نظير يونجه ي چندساله ها لگوم .كند ميتفاوت تـا 400 و گاهي اوقات اين مقدار بـه كنند مي نيتروژن در هكتار تثبيت كيلوگرم 100از

ـ رسيدن لگوم . رسد مي در هكتار نيز مكيلوگر 600 خـصوص از رشـد ههـا تـا مرحلـه بهاي مـورد كه يكي از راه ،نامند كردن آن را با خاك كود سبز مي رويشي و سپس مخلوط

). 8(باشد مي شده تثبيتاستفاده براي نيتروژن آبـي –هـاي سـبز جلبـك وسـيله بـه هـا ي عالوه بـر لگـوم زيست هم صورت بهتثبيت


130

هـاي جلبـك . شود ميال و گياهان غيرلگوم نيز انجام وآز- سيستم آنابنا ،)ها اكتريبوسيان( نيتروژن در هكتـار در فـصل رويـش تثبيـت كيلوگرم 30 تا 25ي ممكن است ب آ –سبز وگرم نيتـروژن در هكتـار در روز لـ كي 5/0مقدار تثبيت نيتـروژن در مـزارع بـرنج . كنند

).8(باشد مي بيهاي سبز آ توسط جلبك ســال قبــل 1500اســتفاده از آزوال در مــزارع بــرنج در كــشور چــين بــه حــدود

15آب در حال جريان، نور كافي و دمـاي حـدود آزوال، كوسيستم انيازهاي . گردد ميبر درجـه 24 تـا 20بيشتر آزوالهـا ممكـن اسـت وقتـي دمـا بـه . است گراد سانتيدرجه . فـسفر اسـت ، غـذايي مـورد نيـاز آزوال ترين ماده عمده. برسد از بين بروند گراد سانتي انجـام شـده يهـا پـژوهش براساس .كند مي پتاسيم نيز به رشد آزوال كمك كردن اضافه

).8(كنند مي كيلوگرم نيتروژن در هكتار تثبيت 40 تا 30 معمول مقدار طور به

ي ازت زيست همتثبيت غير آزاد زنـدگي طـور بـه ه ازت اسـت كـ كننـده تثبيتخاك داراي تعداد زيادي موجودات

خواننـد كـه بـراي تثبيـت ازت مـي زيست هماين موجودات را به اين دليل غير . كنند مي ييهـا باكتري ترين مهم). 8( ارتباطي با ريشه گياه ندارند و زندگي مستقل دارند گونه هيچ : انداز عبارت دهند ميانجام تثبيت ازت زيست هم غيرصورت بهكه

توباكترهاي جنس باكتري .1 كيان بجريجنسي ها باكتري .2 هاي جنس كلوستريديم باكتري .3

ن ايـ وسـيله بـه شـده تثبيتوردهاي انجام شده نشان داده است كه مقدار ازت آبر بـه شده تثبيت كه از مقدار ازت ، كيلوگرم در هكتار در سال است 15 تا 10 ريزجانداران

).8(ر است ريزوبيوم بسيار كمتوسيله به زيستي همروش

1زدايي نيتراتاكسيژن كافي فراهم نباشد، بعـضي كه در خاك يون نيترات وجود داشته باشد و هنگامي

هـا بگيرنـد و از ريزجانداران غيرهوازي قادرند اكسيژن مـورد نيـاز خـود را از نيتـرات

1. Denitrification

نيتروژن

131

هـاي بـاكتري ليـت افع در خـاك، نتيجـه زدايـي نيترات. آزاد كنند نيتروژن و اكسيدنيترو شرط الزم 4، انجام شود زدايي براي اينكه نيترات . باشد ميهوازي اجباري و اختياري بي

: است .بودن محيط وازيه بي .1 .وجود نيترات .2 وجود كربن آلي محلول و .3 .ازد هاي نيترات وجود باكتري .4

ــداران مــسئول ــراتريزجان ــي نيت ــهــاي جــنس از زداي ، موناس، ميكروكوكــوسوودس پهـا اتوتروف نيز قـادر بـه احيـا نيتـرات ريزجاندارچند . آكروموباكتر و باسليوس هستند

و تيرباسيلوس تيوپـاروس يفيكانسنيترد تيوباسليوس ريزجانداراناز جمله اين . هستند .باشند مي

اليه ازن نقـش خريب است كه در ت اي ه كه يك گاز گلخان N2O شدن آزاد دليل به . مندان به محيط زيست نيز قرار گرفته اسـت مورد توجه عالقه زدايي تنيترا فرايند ،دارد

گردنـد، بـه عوامـل محيطـي آزاد مي زدايي نيترات فرايند وسيله به كهN2O به N2نسبت N2تر باشـد مقـدار توليـد وازيه هرچه محيط بي معموالًًذالك مع. زيادي بستگي دارد

درصد نيتروژن 62 تا 2 از زدايي نيتراتسط ات نيتروژن تو فلتتخمين مقدار . بيشتر است پيشرفت و وازي شرط الزم براي ه محيط بي . راستتغيي زير كشت م ها خاكمصرفي در ضـروري زدايـي نيتراتوجود منبع انرژي براي انجام . باشد مي زدايي نيتراتانجام عمل

ميـزان در خـاك شـدن بنابراين با افزايش كـربن آلـي محلـول و قابـل معـدني .باشد مي تـأثير زدايـي نيتـرات خـاك نيـز بـر سـرعت pHعالوه به. يابد مي افزايش زدايي نيترات

ات فـ لت، باشـد مـي كم 5 كمتر از pH در عموماً ها باكتري اينكه فعاليت دليل به .گذارد مييا كمتر دارنـد بـسيار پـايين 4 برابر pH يي كه ها خاك در زدايي نيترات وسيله بهنيتروژن

بهترين دمـاي خـاك . شود مي انجام 8 تا pH 6 در زدايي نيتراتترين مقدار بيش. است ). 8(باشد مي گراد سانتي درجه 60 تا 25 زدايي نيتراتبراي

نقش ازت در گياه

ريشه گياهان عالي جـذب وسيله به هستند كه غيرآلينيترات و آمونيوم منابع عمده ازت


132

كـه درحـالي ، شود مي به تركيبات آلي وارد ها يشهر بخش زيادي از آمونيوم در .شوند مييـشه، سـاقه و رهـا، لئد در واكو توان مينيترات در آوند چوبي متحرك است و همچنين

آنيون و - ها براي موازنه كاتيون ذخيره نيترات در واكوئل . شود نگهداري اي هي ذخير ها ماندا ). 17( باشدد اهميت زيادي داشتهانتو ميست ود در گياهان نيتراتويژه بهتنظيم اسمزي،

عنـوان بـه هاي آلي شود و نقش اساسي خـود را براي اينكه نيترات وارد ساختمان نيتـرات بـه شدن اهميت احيا و وارد . بايد به آمونياك احيا شود ،عنصر غذايي بازي كند

بـه د آن وتركيبات آلي براي زندگي گياهان مـشابه احيـا گازكربنيـك در فتوسـنتز و ور زيـر انجـام صـورت بـه پـست احيـا نيتـرات در گياهـان عـالي و . تركيبات آلـي اسـت

): 17(شود مي

NO3- + 8H

+ +8e

- ⎯⎯→ NH3 + 2H2o + OH

-

انجـام ز ريـدكتا يـت ترني و ريـدكتاز دو آنزيم نيترات وسيله بهاحيا نيترات در گياه بـه آمونيـاك احيـا را و آنـزيم دومـي نيتريـت نيتريت آنزيم اولي نيترات را به . شود مي گياهي هم ريشه و هم ساقه قادر به احيـا نيتـرات هـستند و هاي گونهدر بيشتر .كند مي

). 17(كنند مي درصد نيترات جذب شده را احيا 95 تا 5 بين ها ريشهم و ذخيـره شـود، آمونيـو هـا لد بدون اثر تخريبي در واكوئ توان مياگرچه نيترات

شـكل آمينواسـيدها، آميـدها و . ي كم سـمي اسـت ها ت با آن در غلظ تعادلآمونياك در گيـاه يـا وسـيله بـه ي آمونيوم جـذب شـده ها نيو زدايي راه اصلي سم تركيبات وابسته

). 17( آمده از احيا نيترات استوجود بهآمونيوم ـ هب براي رشد ميزان ازت الزم ، گياه مرحله رشد و اندام گياه گونه بهبسته ه گيـاه ين

وقتي كه ازت از مقـدار مطلـوب كمتـر باشـد . درصد وزن خشك گياه است 5 تا 2بين در . رسـد مـي ي بالغ بيرون رفته و به نواحي درحال رشـد ها برگرشد كاهش و ازت از

ي مـسن را هـا بـرگ ري يـ ي كمبود ازت ماننـد تـسريع در پ ها ه نشان توان مياين شرايط ـ تأخير در پ تنهاش ميزان مصرف ازت نه افزاي. مشاهده كرد ري و تحريـك رشـد گيـاه ي

افزايش نـسبت وزن سـاقه بـه . شود مي، بلكه باعث تغيير شكل ظاهري گياه نيز شود مي و هم در گياهان چند ساله مشاهده ساله يك هم در گياهان ريشه با افزايش فراهمي ازت

، طـول .آيـد مي وجود به برگ در گياه برنج تغييرات مشخصي در شكل ظاهري . شود مي

نيتروژن

133

. شـود مـي كاسـته آن پهنا وسطح برگ با افزايش فراهمي ازت افزايش ولي از ضـخامت . دارد تـأثير ها ن كه بر دريافت نور از آ گيرند مي به خود ه حالت افتاد ها برگعالوه بر آن

ماند و ساقه ظـاهري گياه كوچك باقي مي . شود ميكمبود ازت با رشد ضعيف مشخص موقـع از زودتـر رتـر غالبـاً يي پ هـا برگ كوچك هستند و ها برگ .ست و كشيده دارد را

رشـد و نمـو در و همچنين اختالل ها ت كمبود نيتروژن موجب تخريب كلروپالس .ريزند مي طـور بـه ، كـه ايـن زردي شـوند مـي ي دچار كمبود ازت زرد ها برگبنابراين . شود مي ها نآ

يا سـوختگي بخـشي از بـرگ، ها برگسوختگي . تيكنواخت در تمام برگ گسترده اس ). 2(دهد مي دورتر و در مرحله كمبود شديدتر روي نسبتاً

نمـو رويـش ةرسـند و دور گياهان دچار كمبود نيتروژن زودتر به مرحله بلوغ مي تعـداد . شـود ميزدن ضعيف مشخص هپنچكمبود ازت در غالت با .شود مي كوتاه ها نآ

دانـه . يابـد مـي همچنين تعداد دانه در هر خوشـه نيـز كـاهش خوشه در واحد سطح و افـزايش رشـد طـولي سـاقه در غـالت . آن زياد است پروتئينكوچك است ولي ميزان

اين تغيير . دهد ميروژن، حساسيت گياهان به افتادن بر روي زمين را افزايش نيت وسيله به كمتـر از شـود مـي م استفاده در حالتي كه از آمونيو ، هوايي گياه هاي بخششكل ظاهري

سـاقه شـدن اين اثر جانبي ازت بـر روي طويـل . هنگامي است كه نيترات مصرف شود ). 17(د عامل محدودكننده محصول باشدتوان مي ، غالتتعادل عدم ، دهنده نشاني گياه ها م گياهي و اندا هاي گونهرات در يتباالرفتن مقدار ن

چنـين مقـادير بـااليي در گياهـان در زمـان . ست و مصرف آن براي رشد ا يفراهمبين گـاهي . باشـد مـي برداشت، از نظر بازده ازت غيراقتصادي و از نظر تغذيه نيز نامناسـب

در . آيـد مـي وجـود بـه نيتريـت از نيتـرات هـا سبزياوقات در مدت ذخيره يا فرآوري اري بـه بيمـ شـدن كودكاني كـه بـا غـذاهاي داراي نيتريـت تغذيـه شـوند خطـر مبـتال

اي ريـت بـه نيتـروزامين كـه مـاده يتبه عالوه خطـر تبـديل ن . زياد است 1ميامتهموگلوبينـ مـي نيترات در علوفه باالي ميزان . زا است نيز وجود دارد سرطان بـراي حيوانـات دتوان از تجمـع نيتـرات در گياهـان در تـوان ميي هاي روشبه ). 17(باشد ميكننده س نشخوار

: انداز عبارتها اين روش.كرد رييلوگموقع برداشت ج آمونيوم وسيله بهكردن بخشي از نيترات جايگزيني .1

1. Methemoglobinemia


134

رشد گياه ةتنظيم مصرف ازت با توجه به دور .2 . شود ميش مناسب زمان برداشت و اندامي از گياه كه برداشت نزيگ .3

. كنترل بهتر فراهمي ازت از ذخائر خاك و كودها .4

ازتهكودهاي شيميايي

افـزايش و سـرعت شوند مييش از ساير كودها توليد و مصرف ب هكودهاي شيميايي ازت منبـع اصـلي تمـام تقريبـاًً . باشـد مـي يش از ساير كودهـا ب آن در ايران و جهان مصرف

روش ). 10و6،9(باشـد مي ازت هوا شوند مي كه در صنعت توليد هكودهاي شيميايي ازت : بطه زير استتثبيت صنعتي ازت هوا مطابق را

N2 + 3H2 ⎯⎯→ 2 NH3

بـا . كننـد مـي تأمين آيد مي دست بهوشيمي تران كه از صنايع پ متهيدروژن الزم را از گاز ـ 92 كه داراي مايع آمونياك . شـود مـي ديگـر سـاخته ه درصد ازت اسـت كودهـاي ازت

كه با تركيب مجـدد آن بـا كند مي آمونياك اكسيده شود توليد اسيدنيتريك كه درصورتيهـا و نحـوه سـاخت چنـد در زيـر ويژگـي . آيـد مـي دسـت بهآمونياك نيترات آمونيوم

.شود ميكودشيميايي ازت توضيح داده

سولفات آمونيوم واكنش توليد اين ). 10و9( آيد مي دست بهاز تركيب آمونياك و اسيدسولفوريك اين كود

:باشد مي زير صورت بهكود

2NH3+ H2 SO4 → (NH4) 2 SO4

ا زسولفات آمونيـوم اسـيد . باشد ميسازي نيز ككاين كود محصول فرعي صنايع ايـن . بـرد مـي شدن خاك را به طرف اسيدي شود مييعني وقتي به خاك اضافه . باشد مي

. اسـت شـده ي قليايي و آهكي ايران شناخته ها خاك بهترين كود ازتي براي عنوان بهود ك اينكه ازت ايـن دليل به. باشد مي آن وجود مقداري گوگرد و خاصيت اسيدزايي آن دليل و شـود مـي نگهـداري ها رس وسيله به تبادلي صورت به بنابراين ، آمونيوم است صورت بهكود

نيتروژن

135

. درصد گوگرد است24 درصد ازت و 21اين كود داراي . شود ميكمتر از خاك شسته

اوره ). 10و9(شـود مـي و از تركيب آمونيـاك و گازكربنيـك توليـد اوره كود از ته آلي است

:باشد مي زير صورت به واكنش تهيه كود اوره . درصد است46درصد ازت اين كود

CO2 +2NH3 ⎯⎯→ CO(NH2)2 +2H2O

ه اور زواكـنش هيـدرولي . كند مي، در خاك هيدروليز و كربنات آمونيوم توليد هاور . شود مي انجام آز آنزيم اورهوسيله به است و كيواكنش بيولوژييك

مـورد اسـتفاده گيـاه قـرار د مستقيماً توان ميپس از هيدروليز اوره آمونيوم حاصل قـدرت اسـيدزايي اوره . مصرف گياه برسـد به گيرد و يا به نيترات تبديل شود و سپس

ـ صـورت بهاوره . كمتر از قدرت اسيدزايي سولفات آمونيوم است ي مرواريـدي هـا ه دان . گويند ميري كشد به آن كو و اصطالحاًشود ميكوچكي عرضه

نيترات آمونيوم

واكنش تشكيل ). 10و9(شود مينيترات آمونيوم از تركيب اسيدنيتريك و آمونيوم تشكيل : زير استصورت بهنيترات آمونيوم

NH3+ HNO3 ⎯⎯→ NH4NO3

از نظــر . ن كــود داراي مقــدار مــساوي ازت آمونيــاكي و ازت نيتراتــي اســتايــ نيتـرات آمونيـوم . خاك نـدارد كردناسيدزايي اين كود خنثي است و اثر زيادي در اسيد

آن شـدن اي هالرطوبه است كـه سـبب كلوخـ اي است قابل انفجار و همچنين جاذب ماده . درصد است26 اين كود ازت صددر. شود مي

اي نيتروژني كندرها كودههاي افزايش بازده كودهاي نيتروژني استفاده از مواد كودي است كه نيتـروژن يكي از راه

تواننـد بـه مقـدار بيـشتري ب تا گياهان ،كند مي گياه را به آرامي آزاد وسيله بهقابل جذب


136

:)8(شوند ميكودهاي نيتروژني كندرها به دو دسته تقسيم . مصرف كنندي ديدين يل اكساميد و ايزوبوت ، مانند اوره فرم شوند ميشيميايي كه به كندي حل مواد .1

.اوره پالسـتيك و ،ساير كودهاي نيتروژني كه داراي پوشش مناسبي مانند سـولفور اوره و .2

. كنند مي اين مواد از نفوذ رطوبت به كود جلوگيري .گچ هستند

تركيب كود بـدين .شـود مـي نوشـته هـا ن آ برحسب درصد غذايي روي هر بسته كود مقدار عناصر

و پتاسـيم بـر حـسب ) P2O2(كسيد فسفر پنتااسب ح، فسفر بر N منظور ازت برحسب . شود مينوشته ) K2O( اكسيدپتاسيم

از چـپ بـه كه طوري به. جا يكنواخت است يب نوشتن مقادير اين عناصر همه تتر . شـود مـي نوشـته اكـسيد پتاسـيم بعـد كسيد فـسفر و اانتراست ابتدا مقدار ازت سپس پ

ايـن كـود داراي يعني 26- 15-15 باشد كود نوشته شده سه مثال وقتي روي كي عنوان بهاگـر . درصد اكسيدپتاسيم است 10كسيد فسفر و ا درصد پنتا N ، 15 صورت بهازت % 26

.شود ميكود داراي عنصري نباشد در رديف اعداد جاي آن صفر گذاشته اكسيدپتاسيم بـه پتاسـيم از معـادالت زيـر و به فسفر فسفر پنتااكسيدبراي تبديل

:شود مياستفاده

44/0 × P2O5 % = P% يا P2O5 %= 29/2 × P% K = 83/0 × K2O ياK2O= 2/1 × K

محاسبه مقدار كود ــيه م ــدار ؤتوص ــاس مق ــر اس ــود ب ــصرف ك ــراي م ــاك و آب ب ــات خ ــسه تحقيق س

K2O-P2O5 - N سسه تحقيقات خاك و آب نيـاز كـودي ؤ مثال اگر م عنوان به. استيم مقـدار تـوان مـي زيـر صورت به ، باشد تعيين كرده 90-75-50يك محصول زراعي را

. هكتار را محاسبه كنيم1كود الزم براي درصـد ازت، سـوپر فـسفات 42كودهايي كه در ايران وجود دارند اوره حـاوي درصـد اكـسيد پتاسـيم 50پنتا اكسيدفسفر، و سولفات پتاسيم داراي % 47 حاوي تريپل

نيتروژن

137

): 6(آيد مي دست به مقدار كود مورد نياز از رابطه زير . است

مقدار كود مورد نياز= )) مقدار عنصر يا اكسيد مورد نياز× مساحت مزرعه بر حسب هكتار /(درصد عنصر يا اكسيد در كود( × 100

زيـر صـورت بـه مزرعـه ، هكتار1 الزم براي هر يك از عناصر براي بنابراين مقادير كود : خواهد بود

مقدار اوره مورد نياز =))90 ×1 /(46(×100

مورد نيازيپلمقدار سويرفسفات تر =))75 ×1 /(47(×100

مقدار سولفات پتاسيم مورد نياز))= 50× 1/( 50(×100

هاي كـود الزم تعداد كسيه ، ي است كيلوگرم 50هاي بندي كود در كسيه چون بسته . كند ميرا با تقريب اضافي محاسبه

ضريب شوري در كودها

صحيح مـصرف نـشوند و در مجـاورت بـذر قـرار گيرنـد صورت بهوقتي كودهاي شيميايي اين امر به ايـن دليـل اسـت كـه . شود ميزدن بذر عقب خواهد افتاد و يا به كل متوقف جوانه

ي مز فـشار اسـ شـود مـي نمك محلول است و وقتي در محلول خاك حـل كودشيميايي يك ري خاك هم شو كه شود مي محصول شدن محصول و يا حتي خشك شدن محلول موجب كم

حالليـت كـود بـه ي كـود مزاثر اسـ . شود ميي كود ناميده مزاين اثر، اثر اس . همين اثر را دارد ي مزاثـر اسـ . در خاك نيز بيشتر است ي آن مزتر باشد اثر اس هر چه كود محلول . بستگي دارد

). 8و6(فسفات استپر بيشتر از سو، نيترات آمونيوم كه حالليت زيادي داردبـراي . دنسـنج مـي شـوري ي كـود را در خـاك بـا ضـريب مزافزايش فشار اسـ و كننـد مـي يك واحد عنصر غذايي گياه را به خاك اضـافه ، ضريب شوري گيري اندازه

و يك واحد نيترات سديم به نمونـه ديگـري از گيرند مياندازه ي را مزافزايش فشار اس ضـريب شـوري كـود در .گيرنـد ميي را اندازه مز اضافه و افزايش فشار اس خاك همان

):8و6(آيد مي دست بهادله زير عمقايسه با شوري نيترات سديم با توجه به م

ضريب شوري كود =)ي مربوط به كودمز اس افزايش فشار/افزايش فشار اسمزي مربوط به نيترات سديم( ×100


138

بـه مراتـب كمتـر از ، بيشتر است ها نضريب شوري كودهايي كه درصد عناصر غذايي آ ولت، ضريب شوري را براي يك واحد عنصر غذايي سهبراي . كودهاي كم غلظت است

از كود را كـه حـاوي يي مقدار مز فشار اس گيري اندازه يعني در موقع ،دهند ميگزارش باشـد بـه خـاك K2O كيلـوگرم و يـا يـك P2O5 كيلوگرم يا يك ، ازت كيلوگرميك

در . گيرنـد مي نيترات سديم اندازه كيلوگرماضافه و ضريب شوري را در مقايسه با يك موقع مصرف كودهاي شيميايي به ضريب شوري كودها بايد توجه داشت و اگـر خـاك

در جـدول . ضريب شوري كمتري دارندتا حدي شور است از كودهايي استفاده كرد كه . است شده ضريب شوري كودهاي مختلف براي يك واحد عنصر غذايي آورده 10-4

ضريب شوري كودهاي مختلف 4-10جدول

ضريب شوري درصد عنصر نام كود 57/0 82 آمونياك

00/4 26 نيترات آمونيوم 25/3 21 سولفات آمونيوم 32/2 درصد ازت17 فسفات آمونيوم 0/6 6 درصد ازت16 نيترات سديم

61/1 46 اوره P2O5 39/0 درصد 20 سوپر فسفات

P2O5 21/0 درصد 49 سوپر فسفات ترپيل P2O5 71/0 درصد 47 فسفات آمونيوم K2O 89/0 درصد 50 سولفات پتاسيم

هاي مصرف كودشيميايي روش

زمان مصرف كـود بايـد روش و . روش و زمان مصرف كودشيميايي اهميت زيادي دارد روش مصرف كود بستگي به نوع .اي باشد كه گياه حداكثر استفاده از كود را ببرد گونه به

):10و9(انداز عبارتهاي مصرف كود شيميايي كود و گياه دارد و روش پخش در تمام سطح . 1

پخـش كـود . شـود مـي در اين روش كود قبل از كاشت در تمام سـطح مزرعـه پخـش براي كودهـاي ازتـي توان مياين روش را . ماشين انجام شود يا دست وسيله به دتوان مي

چـون حـرارت ، زير خاك كردن كود ضروري اسـت معموالًًدر هواي گرم . استفاده كرد

نيتروژن

139

در مورد كودهاي فسفر و پتاسيم بايـد . كود شود تلفاتهوا ممكن است باعث تبخير و دليل آن اين اسـت . قه استفاده ريشه قرار داد كود را با استفاده از شخم يا ديسك در منط

و اگـر در كننـد مـي ي رسي به كندي در خاك حركـت ها خاك در ويژه بهكه اين كودها در ايـن روش كودپاشـي بـازده . ند مورد استفاده گياه قـرار گيرنـد توان ميسطح بمانند ن

. مصرف شـود ديگر است، زيرا مقدار بيشتري كود بايد هاي روشاقتصادي كود كمتر از براي محصوالتي كه بذرپاشي نيز به همين طريق انجام شـده باشـد كودپاشياين روش

).10و9(شود ميبيشتر استفاده نواري يا خطي . 2

نوار در يك يا دو طرف بـذر قـرار داده صورت به ، كود شيميايي كودپاشيدر اين روش 2-10 كـود بـه فاصـله در ايـن روش . فاصله كود و بـذر بايـد مناسـب باشـد . شود مي

ايـن ). 10و9(شـود ميتر از بذر قرار داده عميق متر سانتي 2-10 در كنار بذر و متر سانتيايـن روش محاسـن و معـايبي دارد . پـذير اسـت فقط با ماشـين امكـان كودپاشيروش

:محاسن اين روش اين است كه بـه ، شـوند مي جذب غيرقابل و پتاسيم كه در خاك تثبيت و هدر مورد كودهاي فسفر .1

. با خاك مقدار تثبيت كمتر استها نعلت تماس كمتر آ .كنند ميي هرز كمتر از كود استفاده ها علف .2

ن مقدار بيـشتري توسـط گيـاه اسـتفاده يفاصله ريشه تا مواد غذايي كمتر است بنابرا .3 . شود مي

: كهمعايب اين روش اين است . ريشه اثر شوري كود بر گياه بيشتر استبودن كود به نزديكدليل به .1 .اين حجم خاك استفاده شده كمتر استبنابري داشته و مريشه گياهان توسعه ك .2

: شود مي در موارد زير توصيه كودپاشياين روش . شوند مي خطي كشت صورت بهگياهاني كه .1 .يي كه توان تثبيت بااليي دارندها خاك .2

).10و9( كم استها نول دوره رشد آگياهاني كه ط .3


140

اي كپه. 4در . دهنـد مـي قـرار اءاي در كنار بـذر يـا نـش در اين روش مقدار كود الزم را در حفره

گوجه فرنگـي از ايـن روش و ر خربزه، خيار ي نظ شوند ميه كشت تگياهاني كه روي پش ه سـوراخي تي پـش برگي شد در باال 4 -8نظور پس از آنكه گياه م بدين. شود مياستفاده

). 10و9(شود ميايجاد و كود در آن ريخته دليل به ولي در اين روش باشد ميابه روش خطي مشمحاسن و معايب اين روش .شود مي بيشتر كود معايب آن تشديد شدن متمركز

پاشي محلول. 5

كـار بـه ي كه در آب محلـول هـستند ياين روش براي مصرف كودهاي مايع و يا كودها پخش در تمام سطح، تزريق در خـاك و يـا صورت بهپاشي ممكن است محلول. رود مي

روش پاشيدن كود روي برگ گياهان در ايـران . پاشيدن روي برگ گياهان صورت گيرد ). 10و9(بيشتر معمول است

كودهـاي ويـژه بـه مد و مايع و خصوص اوره، كودهاي كامل جا هكودهاي ازتي، ب از تـوان مـي در مـورد ازت . به اين طريق مـصرف كـرد توان مي را نياز حاوي عناصر كم

براي مصرف كودهاي كامل غلظت . در هزار استفاده كرد 10 تا 5محلول اوره به غلظت از طريـق نيـستند كودهـاي فـسفر و پتاسـه كـه خيلـي محلـول . شود مي هزار توصيه 5

).10و9( روند كار نمي پاشي به محلول

فصل يازدهم

فسفر

بين نيتروژن و فـسفر دو تفـاوت . عنصر غذايي مورد نياز گياه است ترين مهمفسفر بعد از ازت ، فسفر دهد مي درصد اتمسفر زمين را تشكيل 79اول اينكه در مقايسه با نيتروژن كه . دوجود دار

محـسوب ه تجديدشـوند غيرقابـل منـابع طبيعـي عنـوان به و شود ميدر رسوبات معدني يافت تفاوت ديگري كه بين نيتروژن و فسفر وجود دارد ايـن اسـت كـه نيتـروژن توسـط .گردند مي

از خاك خارج و به آساني به زدايي نيترات و شويي آب آمونياك، ديعهاي مختلفي مانند تص فرايندميزان فـسفر قـشر زمـين در . ماند رود ولي بخش عمده فسفر در محل مصرف باقي مي هدر مي مقدار فسفر در خـاك . باشد مي مقدار پتاسيم 1/0 كه باشد ميسيد فسفر درصد پنتااك 12/0حدود

درصـد 6/0ي زراعـي در حـدود هـا خاكر است و متوسط آن در متغي درصد 22/0 تا 3/0بين ). 8و6(از نظر فراواني فسفر يازدهمين عنصر روي زمين است. باشد مي

ي فسفر در خاك ها لشكدر فـسفات هـاي معـدني . گروه معدني و آلي تقسيم شوند ند به دو توان ميهاي خاك فسفات

در فـسفات . اسـت شـده ي فلزي تعويض ها نكاتيو با فسفريك اسيدهاي يك يا تمام هيدروژن ري تعـويض شـده و سـت هاي هيدروژن اسيدفـسفريك بـا يـك اتـصال ا آلي يك يا تمام يون

نسبت فسفر معدني و .اند شدهي فلزي تعويض ها نكاتيو وسيله بههاي هيدروژن يون مانده باقيـ فسفر آلي در سطح خاك معموالًً. ي مختلف متفاوت است ها خاكآلي در ي هـا اليـه يش از ب

يي كـه هـا خـاك خاك است و مواد آلي كلي فسفر آلي در ارتباط با طور به. زيرين خاك است ). 6( فسفر آلي نيز بيشتر استها خاك بيشتري دارند دراين مواد آلي


142

ي فسفر معدني هـا تفـسفا . و آهن وجود دارد آلومينيم ، تركيبات كلسيم صورت بهفسفر معدني در خاك

ي اسـيدي فـسفات هـا خاك در كه درحالي ،ي خنثي تا قليايي وجود دارند ها خاككلسيم در كـم هـا خاكغلظت فسفر در محلول خاك در . است آلومينيمي آهن و ها ت فسفا صورت به

و در باشـد مـي گـرم در ليتـر ميلـي 05/0خـاك در حـدود غلظت فسفر در محلـول . است سوپرفـسفات كه هنگامي .گرم در ليتر بيشتر است ميلي 3/0ندرت از ي كود نخوده به ها خاك

ي كلسيم، ها نيوي فسفات در محلول خاك با ها نيويا فسفات آمونيوم به خاك اضافه شود، تركيبـات نـامحلول در صـورت بـه موجود در محلول خاك واكـنش داده و آلومينيمآهن يا

بـه . شـود مـي تثبيـت فـسفر گفتـه فراينـد اين به . گردد مي و يا جذب سطحي ذرات آيد مي ). 6(گويند ميهاي واكنش فسفات فراوردهشده تركيبات تشكيل

1-11 ايـن رابطـه در شـكل . وابسته هستند pHهاي يوني فسفر معدني به شكل . است شدهنشان داده

فـسفات رتو يون ا صورت به بخش اعظم فسفر در محلول خاك 6 تا 4ين ب pHدر H2PO4(اوليه

تـا 5/6 بين pH در .شود مي توسط ريشه گياه جذب راحتي بهاست و ) -HPO4 ارتوفسفات اوليـه و ارتوفـسفات ثانويـه صورت به فسفر در خاك 5/7

وجـود 2- .شود ميارتوفسفات اوليه جذب يون ارتوفسفات ثانويه به مقدار كمتري نسبت به . دارد

شـكل غالـب 10 بيـشتر از pH يون ارتوفسفات ثانويه غالب اسـت در 10 تا PH 8 در PO4فسفر يون فسفات

كـه در 3 كمتـر از pHدر . است كه براي گياهان قابل جذب نيست 3- ). 6( وجود داردفسفريك اسيدهاي زراعي وجود ندارد فسفر به شكل خاك

هاي فسفاته كاني

ي آهـن و هـا تي قليايي و فـسفا ها خاكي كلسيم در ها ت فسفاته شامل فسفا هاي كاني فـسفر در جـدول هاي كانيترين تعدادي از مهم . باشند ميي اسيدي ها خاك در آلومينيم ، كلـسيم فـسفات ي كلسيم در خاك شـامل دي ها تفسفا. است شده آورده 1-11شماره

كـه از طريـق باشـد مـي فلوئـور و آپاتيـت كلسيم فسفات، هيدروكـسي آپاتيـت و تريتوليـد آپاتيـت فقـط در . گردنـد پروتون و جذب كلسيم به يكديگر تبديل مي آزادكردن

ي بـا مقـدار كربنـات هـا خاكويژه در هبنابراين ب. گيرد صورت مي< pH 7ي با ها خاك

فسفر

143

وه بـر زيـرا عـال . فراهم است ها تكلسيم زياد، شرايط مناسب براي توليد تدريجي آپاتي pH فسفاته داراي حالليت پايين يها كاني. باشد مي زياد ها ن باال، غلظت كلسيم نيز در آ

ي هـا تبنـابراين مقـدار فـسفا . گردند هستند و با قدرت زياد در سطح ذرات جذب مي در شرايط طبيعي خـاك بـسيار نـاچيز ) مانند منوكلسيم فسفات (كلسيم با حالليت زياد

ر مدتي كوتاه پس از مـصرف كودهـاي شـيميايي در خـاك پديـد د تنهااين مواد . است ). 8و6(گردند آيند، سپس به سرعت به مواد با حالليت كمتر تبديل مي مي

هاي ارتوفسفات محلول بر تغييرات غلظت يونpHثيرأت 1-11شكل


144

كـه باشـند مـي آلومينيمي آهن و ها تي اسيدي، فسفا ها خاك فسفر در يها كاني ي هـا خـاك هستند و حالليـت فـسفر را در 2 و استرينگايت 1 واريسايت يها نيكاشامل

. كنند مياسيدي كنترل تعـداد . شود يافت مي ها خاك كريستاله كمتر در صورت به آلومينيمفسفات آهن و

شكل بعـد از مـدت بي آلومينيمي آهن و ها تند كه فسفا ا تهزيادي از محققين اظهار داش امـا تـشكيل . شـوند ل تبـديل بـه اسـترينگايت و واريـسايت مـي طوالني با تغييـر شـك

اي مانند غلظت باالي فسفر تحت شرايط بسيار محدودشده آلومينيمي آهن و ها لكريستابـه عـالوه . گـردد ايجاد مـي ها خاك كه اين شرايط به ندرت در باشد ميو كاتيون ميسر يـا تركيـب آلومينيمشكل بات بي تواند منجر به تشكيل تركي مي آلومينيمواكنش فسفر با

)3ديگري مانند استرلتيت )( ) 4 2 42 3Al OH HPO H PO

−⎡ ⎤⎢ ⎥⎣ ⎦

تحت شرايطي كه محـيط . شود

ايـن . تـوان مـشاهده كـرد فسفاته را مـي يها كانياز فسفر غني است، انواع متفاوتي از ).8و6(افتد كه مواد مادري فسفاته باشند، اتفاق مي ويژه هنگامي هله بئمس

فسفر آليزمين، دار فسفر آلي به عواملي مانند اقليم، پوشش گياهي، بافت خاك، نوع استفاده از مق

فسفر آلي موجود در خاك در سه دسـته اسـترهاي . دارد كشي زه آبياري و ،دومصرف ك اسـيدهاي : انـداز عبـارت اين اسـترها ). 9و8(اند شده مشتق ها نفسفري قرار دارند يا از آ

.ليپيدهاويتول و فسفهاي اينوز ك، فسفاتينوكلي

كيياسيدهاي نوكلـ اكـسي ريبونوكل دي و ) RNA (ك اسيد ييريبونوكل در هـر سـلول ) DNA(ك اسـيد يي

ي ميكروبـي، حيـواني و گيـاهي بـه هـا تاي وجود دارد كه در نتيجه پوسيدگي باف زندهفسفر آلـي خـاك را درصد 4/2 تا 6/0ك حدود يياسيدهاي نوكل . گردد ميخاك اضافه

).8(دهند ميكيل تش

1. Varisite 2. Strengite 3. Sterletite

فسفر

145

مهم فسفاتي در خاكيها كاني تعدادي از 1-11جدول

Iron phosphates Aluminum phosphates Calcium phosphates

FePO4. 2H2O AlPO4. 2H2O Ca5 (PO4)3 F Strengite Variscite Fluoroapatite H6K3Al5(PO4)8. 18 H2O Ca5 (PO4)3 OH (Al، Fe)PO4. 2H2O Potassium taranakite Hydroxyapatite

AlPO4 Ca3(PO4)2

Barandite Berlinite Tricalcium phosphate Ca3H(PO4)3. 2.5 H2O

CaAl (PO4)2 (OH)5. H2O Octacalcium phosphate Crandallide CaHPO4

Dicalcium phosphate H3 (PO4)2 (OH)3. 5H2O CaHPO4. 2H2O Wavellite Dicalcium phosphate Dihydrate، brushite

هاي اينوزيتول فسفاتمقـدار آن . شـوند مي خاك يافت مواد آلي ول به مقدار خيلي زياد در تهاي اينوزي فسفات

. دهـد مـي فسفر آلـي خـاك را تـشكيل % 50 درصد و در مواردي تا 20 تا 15در حدود يـك عامـل ن كه روي هر كرب است شدهول يك الكل حلقوي شش كربني اشباع توزيناي

رمچهار ايزو . د تشكيل شود توان ميول تينوزهاي اي تعداد زيادي فسفات . ي قرار دارد لالكول در گياه و توزيين فقط ميوا ها نبين آ كه در است شدهول در خاك تشخيص داده تاينوزي

ول تاينوزيهاي اين است كه منشأ فسفات بر تصور دليل همين به. است شدهطبيعت ديده زيـر وسـيله بـه حيـواني نباشـد، بلكـه در خـاك خاك ممكن است از بقاياي گيـاهي و

، شود ميك شناخته يول هگزافسفات كه به نام اسيد فيت ت ميواينوزي . جانداران ساخته شوند فيتين كه نمك كلسيم و منيـزيم صورت به در دانه و بيشتر ويژه به و ي گياهي ها تدر باف

فـسفاتيد يـا صـورت بهدرصد كمي از فسفات خاك . شود ميشاهده اسيدفيتيك است م 14 تـا 2/0ليپيدها در خـاك بـسيار كـم و در محـدوده ومقدار فـسف . باشد ميليپيد وفسف آلـي فـسفر درصـد 5گرم فسفر در كيلوگرم خاك قرار دارند كه اين مقدار كمتر از ميلي ).8(باشد مين يكي از فسفوليپيدهاي فراوان خاك تي ليسي. باشد مي

شده فسفر جذب سطحي

ي ديگري نيز در فاز جامـد معـدني جـاي ها تصور به فسفاته، فسفر يها كانيعالوه بر ــي ــرد م ــن راه. گي ــي از اي ــسفر يك ــطحي ف ــذب س ــا ج ــهه ــيله ب ــسيدها، وس هيدروك


146

-3اين حالت شامل جايگزيني . است آلومينيمهيدروكسيدهاي آهن و اكسي

4PO به جاي يـك يـا دو هيدروكـسيل ممكـن اسـت . دها اسـت ييـ سطوح ايـن كلو OH– يها گروه

جايگزين گردد پيونـد 4PO-3 وسيله به يك هيدروكسيل تنها كه هنگامي. جايگزين شوند اما وقتي دو گروه هيدروكسيل جايگزين . پذير است كه برگشت ، گويند 1يا نهدندا را تك

3يا ته و دوهـس 2يا نـه الـت دودندا ناپذير نامند كـه داراي دو ح شوند پيوندها را برگشت ).19)(2-11شكل ( باشد مي

دودندانـه و (ناپـذير و برگـشت ) دندانـه يـك (پذير برگشتجذب سطحي 2-11شكل

)اي دوهسته

تـر بـوده و فـسفر آن قابليـت و فـسفات سـست Al+3پيوندهاي برقرارشده بـين

اشـكال غيرمتبلـور . دارد Fe+3استفاده بيشتري براي گياه نسبت بـه فـسفات متـصل بـه تـري نقـش مهـم باشـند مـي g2m400-1اي حـدود اكسيدهاي آهن كه داراي سطح ويژه

در تثبيـت فـسفر و جـذب g2m100-1نسبت به اكسيدهاي متبلور با سطح ويژه حـدود . هاي مختلف اكسيدآهن توانايي جذب متفاوتي براي فسفر دارند گونه. سطحي آن دارند ، ميكرومـول بـر مترمربـع جـذب كنـد 2/0 تنهـا تواند مي شدهسنتزيت تبراي مثال هماتا

ميكرومول بر مترمربع گـزارش 5/2 اين رقم براي گئوتايت سنتزي در حدود كه درحالي ). 19(است شده

) CEC( باعث افزايش بار منفـي ها كاني بر روي اين ها تجذب اختصاصي فسفا اي غنـي از ي حـاره هـا خاك CEC كه جذب فسفر، است شدهگزارش . شود نيز مي ها نآ

ــا ــزايش داد ســانتي100آهــن را ت ــوگرم اف ــر كيل ــول ب ــر حــدود . م ــن متغي ــسبت اي ن

1. Monodentaie 2. Bidentate 3. Binuclear

فسفر

147

ي غنـي از آهـن هـا خاكدر . مول فسفر جذب شده بود هر سانتيازاي بهمول سانتي 8/0 رسـوب سـريع فـسفر دليـل بـه اي، حـاره اي و نيمـه ي منـاطق حـاره ها لسو مانند اكسي

اكـسيدهاي وسيله به آن شدن و يا جذب آلومينيم نامحلول آهن و يها ت فسفا صورت به وسـيله بـه فـسفر . دهند مي عالئم شديد كمبود فسفر را نشان معموالًاين عناصر، گياهان

در تثبيت فسفر كمتـر ها كانيشود، اما توانايي اين رسي نيز جذب سطحي مي يها كانييكي ). 19(اصلي در اين امر دخيل هستند فراينددو . است آلومينيماز اكسيدهاي آهن و

ـ متصل به OH يها گروه جايگزيني ها ناز آ يم و آلـومين يهـا كـاني در لبـه Alي هـا مات 4PO ـ Caي رس ـ ها كمپلكس تبادلي و تشكيل Caسيليكاته و ديگري اتصال فسفر به

دارنـد، توانايي جذب بيشتري براي فسفر 2:1 يها كاني نسبت به 1:1ي ها رس. باشد ميـ بنـابراين كائولين . بيشتر است ها ناي در آ لبه Al-OH يها گروهزيرا ت مقـدار بيـشتري ي

يكي ديگر از اشكال . كند موريلونيت جذب مي واحد سطح نسبت به مونت ازاي بهفسفر ي آهكـي هـا خـاك شـيمي . ستها ت كربنا وسيله بهشده فسفر معدني خاك بخش جذب

طـور بهي خالص ها تبنابراين واكنش فسفر با كربنا . تي خاك اس ها ت كربنا تأثيرتحت واكنش فسفر با آهـك شـامل دو مرحلـه ). 19(اي مورد مطالعه قرار گرفته است گسترده

جذب سطحي فسفر بر صورت بهي كم فسفر رخ داده و ها تاست، واكنش اول در غلظ هـايي از دوم عبـارت اسـت از تـشكيل هـسته فراينـد كه درحالي باشد ميروي كلسيت

قابـل توجـه و رسـوب يهـا واكنشي زياد فسفر ها تدر غلظ . بلورهاي فسفات كلسيم نـسبت بـه 3CaCOشواهدي وجود دارد مبني بر اينكـه فـسفر بـا ). 19(باشند ميسريع

كند و بنابراين براي گياه قابـل دسـترس تري برقرار مي پيوند سست Al و Feاكسيدهاي ي ها خاكمانند برخي (شوند ن اكسيدها كمتر يافت مي يي كه اي ها خاك ولي در باشد مي

عالوه بر مـوارد . سهم مهمي در حالليت فسفر خواهند داشت ها تكربنا) مناطق خشك ي هـا خاك ـ فسفات در Alي هومات ـ ها كمپلكس تشكيل وسيله بهتواند فوق فسفر مي

وموس خـاك ي ديگر مثل آهن و كلسيم موجود در ه ها نكاتيو. اسيدي آلي جذب شود ). 19(نيز قادرند مقادير قابل توجهي از فسفر را جذب كنند

تثبيت فسفر در خاك

ي كه طي آن عناصر محلول بـر اثـر فرايند :از ستا تثبيت عناصر غذايي در خاك عبارت


148

در خـاك هـا نتر درآمده، حركت آ واكنش با تركيبات معدني و آلي به شكل كم محلول اگـر محلـولي حـاوي مثالً. يابد مي براي گياه كاهش ها نه آ محدودشده و قابليت استفاد

ي سـتون تهـا شده از ان امالح محلول فسفر به ستوني از خاك اضافه شود، محلول خارج فاقد فسفر بوده و يا غلظت فسفر آن به مراتـب كمتـر از غلظـت فـسفر در تممكن اس

ممكن است نتوان حتي با ماند را ترتيب در خاك مي نيفسفري كه بد . محلول اوليه باشد ).19(شستشوي مكرر با آب يا برخي اسيدها و امالح از آن خارج نمود

):19(ي مختلف به قرار زير استها خاكي تثبيت فسفر در ها ممكانيس ي اسـيدي داراي مقـادير ها خاك . آهن و منگنز ،آلومينيمي ها نيو تثبيت توسط )الف

بـا يـون هـا نيـو واكنش اين . باشند مي، آهن و منگنز مآلومينيي محلول ها نيوقابل توجهي از فـسفر بـراي گيـاه شـدن اسـتفاده غيرقابل و شدن فسفات سبب رسوب و در نتيجه كم تحرك

: به شكل زير نوشتتوان مي ساده صورت به را آلومينيمواكنش فسفر با . گردد مي

Al+3 + H2PO4- + H2O ⎯⎯⎯→←⎯⎯⎯ Al(OH)2H2PO4 + 2H+

مراتب بيش از فسفر است، لذا به آلومينيمي اسيدي مقدار آهن و ها خاكچون در شده و غلظت اين يـون در جهت واكنش باال به طرف راست بوده باعث رسوب فسفات

.كند ميمحلول خاك را كم ، آهـن و آلـومينيم فاز جامد اكسيدهاي آبدار .تثبيت توسط اكسيدهاي آبدار ) ب

در . آورد را به شكل غيرمحلول در مـي يز با يون فسفات محلول واكنش كرده آن منگنز ن ).19(است شدهاين مورد در بخش قبلي توضيح داده

ي اسـيدي ها خاك مكانيسم ديگري كه در .ي سيليكاتي ها رستثبيت توسط ) ج

ي سـيليكاتي از قبيـل كائولينيـت و ها رس، واكنش با شود ميمتوسط باعث تثبيت فسفر برخـي . اسـت شده چندان روشن ن ها واكنشچگونگي دقيق اين . است موريلونيت مونت

ها كاني هيدروكسيل سطحي اين يها گروهاين نوع تثبيت را نتيجه مبادله يون فسفات با و آلـومينيم ي هـا نيـو ديگر از پژوهشگران اين است كه اي ه نظرعد كه درحالي. دانند مي

با فـسفات واكـنش نمـوده سـبب تـشكيل شوند مي آزاد اه كانيهاي اين آهن كه از لبه ). 19(گردد مي اين عناصر غيرمحلولهاي هيدروكسي فسفات

ي قليايي مقدار زيادي كلسيم قابـل ها خاك در .ي كلسيم ها نيوتثبيت توسط ) د

فسفر

149

تبادل و يا كربنات كلسيم آزاد وجود دارد كه باعـث رسـوب تركيبـات محلـول فـسفره اگر تركيب محلولي مانند سوپرفسفات به خاك اضافه مثالً. شود مياك افزوده شده به خ

:گردد مي زير به سرعت باعث رسوب آن ها واكنششود،

Ca(H2PO4)2 + 2Ca+2 ⎯⎯⎯→←⎯⎯⎯ Ca3(PO4)2 + 4H+

Ca(H2PO4)2 + 2CaCO3 ⎯⎯⎯→←⎯⎯⎯ Ca3(PO4)2 + 2CO2 + 2H2O

باال بر اثر گذشت يها واكنششده در سمت راست يبات غيرمحلول نشان داده ترك و آپاتيت يا فلورو آپاتيـت تبـدبل زمان به تركيباتي از قبيل هيدروكسي آپاتيت، كربنات

. كه حالليت بسيار كمي دارندشوند ميم ر كـ ا بسي ها خاكشده كه بازده كودهاي فسفري در تثبيت فسفر در خاك باعث پديده

بخش كمي در تنها شود مي كه به خاك اضافه اي هعبارت ديگر از كل مقدار كود فسفر به .باشدمقدار بازده كودهاي فـسفره بـه نـوع گيـاه، شـرايط . شود ميسال اول توسط محصول جذب

خاك عامل مهمي در تعيين مقـدار pH. خاك بستگي داردهاي ويژگي و دادن رشد، روش كود 3-11شـكل . قابليت استفاده فسفر حداكثر باشد7 تا 6 بين pH رود در ميانتظار. بازده است

.دهد مي را نشان pHمقدار نسبي فسفر قابل استفاده در رابطه با

در ايـن شـكل ( شده به خـاك خاك در تثبيت فسفر معدني اضافهpH اثر3-11شكل تثبيت فـسفر 2 قسمت وسيله آهن، آلومينيوم و منگنز محلول، تثبيت فسفر به 1قسمت

تثبيـت فـسفر 3وسيله اكسيدها و هيدروكسيدهاي آهن، آلومينيوم و منگنز، قـسمت بهوسيله كربنات كلسيم و قـسمت تثبيت فسفر به 4هاي سيليكاتي، قسمت وسيله رس به .دهد مقدار فسفر قابل جذب را نشان مي5


150

اشـاره هـا ن آ الباه در ي مختلفي ك ها م، مكانيس شود ميچنانكه در اين شكل ديده . آن دارنـد شدن استفاده غيرقابل ي متفاوتي را در تثبيت فسفر و ها م سه pHشد بسته به

تثبيـت تـوان مـي قابليت استفاده فسفر كم بـوده كـه علـت آن را 5 كمتر از pH در مثالً pHدر . آبدار ايـن عناصـر دانـست اكسيدهاي، آهن و همچنين آلومينيمي ها نيوتوسط

واكـنش بـا كـه درحـالي ي ذكرشـده نـاچيز بـوده هـا نيو تثبيت فسفر توسط 6 و 5 بين فـسفر 7 تـا 6 هـاي بـين pHدر . ي دارد مؤثر سيليكاتي در تثبيت فسفر نقش يها كاني

اكسيدهاي آبدار شدن كم توان مي را آنداراي حداكثر قابليت استفاده خود بوده، كه علت مقدار نسبي فسفر قابـل 7 هاي باالتر از pHدر . ت سيليكاتي دانس يها كانيو واكنش با

كلـسيم و كربنـات كلـسيم در تـأثير تـوان ميعلت آن را . يابد مي كاهش استفاده مجدداً ). 6(ي كم محلول دانستها تتشكيل فسفا

را نبايـد كـامال شـده تثبيـت اي كه بايد به آن اشاره كرد اين است كه فـسفر نكته در طي مـدت زمـان آزاد شـده و مـورد تدريج بهاين فسفر . حساب آورد رفته به ازدست

فـسفر در شـدن مطالعات نـشان داده اسـت كـه سـرعت آزاد . گيرد مياستفاده گياه قرار .ي مختلف متفاوت استها خاك

مقـدار شـدن باعـث كمتـر مواد آلي كه ازدياد است شدهر بسياري از موارد ديده د :انداز عبارتيل اين موضوع دال. تثبيت فسفر در خاك گرديده است

رقيبـي بنـابراين ، كنند مي آنيون عمل صورت به چون بعضي از تركيبات آلي )الف يهـا كـاني واكنش آن با اكسيدهاي آبـدار و شدن براي آنيون فسفات بوده و باعث كمتر

.گردد ميسيليكاتي كـردن س كه با كمـپلك شود مي در خاك باعث ايجاد تركيباتي مواد آلي تجزيه ) ب

.شود مي با فسفر ها نيواز واكنش اين و آهن مانعآلومينيم شده تركيبات pHي قليايي باعث كاهش ها خاك در مواد آلي تجزيه ميكروبي ) ج

.كند ميتر تبديل ي محلولها لي كلسيم را به شكها تفسفا

نقش فسفر در گياه بلكه در باالترين شكل اكـسيدشده ،شود ميفسفات بر خالف نيترات و سولفات در گياه احيا ن

درصـد وزن خـشك 5/0 تـا 3/0، نياز به فسفر براي رشد بهينه يدر طول رشد رويش .باشد مي

فسفر

151

در . يابـد مـي افـزايش فسفر در مقادير بيـشتر از يـك درصـد سميت احتماالً). 17(گياه است بـرگ كـاهش ين تعداد چنبرند توسعه و سطح برگ و هم ي كه از كمبود فسفر رنج مي نگياها

و پـروتئين در مقابل جلـوگيري شـديد در توسـعه بـرگ، مقـدار . )2-11جدول ( يابد مي مقدار كلروفيل در شـرايط كمبـود فـسفر، غالباً. كند ميكلروفيل در واحد سطح برگ تغيير ن

كه به اين دليل است كه در شـرايط كمبـود شود مي سبز تيره ها برگ و رنگ يابد ميافزايش ي فتوسـنتز در يهـر چنـد كـارآ . اط سلول و برگ از تشكيل كلروفيل كمتر است فسفر، انبس

).17( با كمبود فسفر كمتر استها برگواحد كلروفيل در

هاي برگ اثر كمبود فسفر بر پارامترهاي رشد و مقدار فسفر و كربوهيدرات2-11جدول

تيمار پارامتر

فسفر زياد فسفر كم

1/12 8/1 سطح برگ

7 4 يهاي سه برگ نهالاد تعد

نسبت ساقه به كلروفيل 1

8/2 2/4 02/3

43/4 28/0 مقدار فسفر

مقدار فسفر كل

84/5 14/1 ها ساقه و دمبرگ

54/10 29/1 ها ريشه

54/0 57/1 هاي كربوهيدراتفسفر ريشه به

نشاسته سوكروز

8/12 2/0

4/0 7/0

هاي كربوهيدرات نشاسته سوكروز

160 177

23 16

. گيـرد مـي قـرار تـأثير در گياهان با كمبود فسفر رشد ريشه بيشتر از ساقه تحـت

در لوبيا اين نـسبت از . )3-11جدول (يابد ميسبت وزن ساقه به ريشه كاهش بنابراين ن ).17(يابد مي كاهش 9/1 به 5


152

هاي اوليه لوبيا وزن خشك ريشه و ساقه و مقدار كربوهيدرات در برگ3-11جدول

كربوهيدرات

وزن خشك

تيمار ها ريشه ها برگ

قندها نشاسته قندها ستهنشا كلروفيل ساقه/ريشه ريشه ساقه

51 4 27 10 11 0/5 50/0 5/2 شاهد

11 4 166 77 4 0/10 15/0 5/1 فسفر ودبكم

كاهش در نسبت وزن ساقه به ريشه در گياهان با كمبود فسفر ، يك قانون عنوان به

مثـال در لوبيـا از كـل مقـدار عنوان به. ي ريشه است ها تدر رابطه با افزايش كربوهيدرا اين . ي گياهان با كمبود فسفر وجود دارد ها ريشه درصد در 7/22ي گياه ها تهيدراكربو

كمبود فسفر ممكـن اسـت حتـي .باشد مي درصد 7/15 ،مقدار در گياهان با فسفر كافي سفر فدر گياهان با كمبود . را افزايش دهد ها ريشهي ريشه و ها ل سلو شدن سرعت طويل

ي بارده، ظهور گل، تعـداد ها م بلكه تشكيل اندا بديا مي سرعت رشد ساقه كاهش تنهانه فـاكتور هـا بـرگ زودتـر از موعـد شـدن پيربلوغ و . شود ميگل، و تشكيل دانه محدود

).17(كند ميديگري است كه محصول دانه را در گياهان با كمبود فسفر محدود تـأثير ن يئ پـروت شـدن فسفر كم، روي ساخته دليل به RNA شدن كاهش در ساخته

ي دچار كمبود فسفر، تجمـع تركيبـات داراي ازت بـا وزن ها تباف در ترتيب بدين .داردن دچار وقفه شود، نمـو يئ پروت شدن عالوه هرگاه ساخته به. شود ميمولكولي كم مشاهده

در . شـود مـي زنـي متـأثر در اثر كمبود فسفر در غالت پنچـه . يابد ميرويشي نيز كاهش ـ شـدن و اغلب رشد و بـاز يابد ميجديد كاهش هاي درختان ميوه رشد شاخه هـا ه جوان

، يابـد مـي در گياهان با كمبود فسفر تـشكيل ميـوه و دانـه كـاهش . بخش نيست رضايتي نـامرغوب ها ه بود بلكه ميوه و دان هداخو عملكرد پايين تنهانه ها بنابراين در اين گونه

). 17(آيد مي دست به سبز مايـل ها برگ رنگ اين .شود ميرتر ظاهر يي پ ها برگر هاي كمبود فسفر د نشانه معموالًً

ـا رنـگ كه از كمبود فسفر رنج مـي ساله يك گياهي هاي گونهساقه بسياري از . به تيره است برنـد بـار كمبـود . باشد ميها ين تشكيل آنتوسيان دليل به كه ،شود ميقرمز مشخص برگ درختان ميـوه دچ

). 17(ريزند پيش از موقع ميها برگاين قبيل . اي دارند هايي به رنگ قهوه فسفر، اغلب لكه

فسفر

153

كودهاي فسفر اگـر بـه اسـتخوان ، كـرد پيـشنهاد كـه گـردد مي بر گيبيساخت كودهاي فسفر به زمان ل

اين . يابد ميد قابليت جذب فسفر آن براي گياه افزايش شواسيدسولفوريك غليظ اضافه ). 10و9( باشد مي اساس صنعت كودسازي فسفره در جهان پيشنهادكـشورهايي كـه . شوند ميتمام كودهاي فسفره از سنگ فسفات يا آپاتيت ساخته

مراكش، شوروي سابق، اياالت متحده : انداز عبارتر مهمي از سنگ فسفات دارند، يذخاكشورهاي ديگري نيـز از نظـر . صحراي غربي و استراليا ،آمريكا، آفريقاي جنوبي، چين

، در آفريقـا سـنگال، مـصر و توگـو ، اين كـشورها تانزانيـا . دارندذخيره فسفات اهميت ). 10و9(اردن و سوريه در آسيا هستند برزيل در آمريكاي جنوبي و پرو و، مكزيكـات آپاتيـت هاي فسفات شامل فلورايد، هيدروكـسيد، كلريـد ي غالب سنگ ها كاني و كربن

ـاني ها براي گياهان فسفات موجود در آپاتيت . باشند مي قابل دسترس نيست مگر اينكه ساختمان ك ):9(پذير است ساختمان كاني به دو روش امكانو تخريب شدن شكسته. ودشكسته ش

، اسـيدنيتريك ، واكنش سنگ فسفات با يك اسيد قوي ماننـد اسيدسـولفوريك .1 اسيدهيدروكلريد و اسيدفسفريك

.در فشار زياد) گراد سانتي درجه 1400در دماي باالي (دادن حرارت .2

بـا ها نيو ساختمان بلوري كاني تخريب و آن شود ميوقتي يك اسيد قوي مصرف ي فلوئوريـد، كلريـد، هـا نيـو رود آن كـار بهوقتي حرارت . دهند ميكلسيم سنگ واكنش

و اكسيدكربن دي ، گازهاي فلوئور، كلر صورت بهكربنات و هيدروكسيل موجود در كاني . شود مياختمان كاني تخريب بخار آب خارج و س

ااكـسيد فـسفر نتپ % 15 طبيعـي در حـدود طـور بهي فسفات ها سنگمقدار فسفر شـو و شست و خرد كردن، جدا كردن مواد ناخالص، وسيله بهدر موقع استخراج . است

درصد 32هاي خاص درصد خلوص سنگ فسفات افزايش و به شناور كردن در محلول سنگ فسفات درجـه بـاال . گويند ميفات، فسفات با درجه باال به اين سنگ فس . رسد مي . كود مصرف كردعنوان بهي اسيدي ها خاك آسياب كرده و در توان ميرا

سوپرفسفات ساده

). 9(آيـد مـي دسـت بـه اسيدسولفوريك غليظ بـر روي سـنگ فـسفات تأثيراين كود از


154

:باشد مي زير صورت بهواكنش تشكيل سوپرفسفات ساده

Ca3(PO4)2.CaF

2 + 7H

2SO

4 → 3 Ca(H

2PO

4)

2 + 7CaSO

4 + 2HF

ـالص 50فسفات منوكلسيم، % 40 داراي آيد مي دست بهمخلوطي كه درصد گچ و بقيـه مـواد ناخـا 11اين كـود . باشد مي درصد 22 تا 16درصد پنتااكسيد فسفر براي كود . ديگر است درصـد 12ت

.باشد مييي كه كمبود گوگرد دارند، مناسب ها خاكبراي سولفات كلسيم دارد و صورت بهگوگرد

رپيلت سوپر فسفاتبراي تهيـه سـوپر فـسفات ). 9(باشد مي درصد پنتااكسيد فسفر 50 تا 40اين كود داراي

: شود مي زير واكنش داده صورت بهل سنگ فسفات با اسيدفسفريك يپرت

Ca3(PO4)2

.CaF2 +14 H

3PO

4 →10 Ca(H

2PO

4)

2 + 7CaSO

4 + 2HF

كه ابتدا اسيدسـولفوريك بـه شود مي به اين ترتيب عمل فسفريك اسيدبراي تهيه اتمـام واكـنش بخـش مـايع پـس از . ريزنـد مقدار خيلي زياد روي سنگ فـسفات مـي

پــس از . اسيدفــسفريك و بخــش جامــد ســولفات كلــسيم و مــواد جامــد ديگــر اســت . شود ميكردن اسيدفسفريك مورد نياز تهيه صاف

كه فسفر محلول آن گويند ميل پريت به اين سوپرفسفات به اين دليل سوپرفسفات . برابر سوپرفسفات ساده است3 تقريباًً

فسفات آمونيوم

و ممكـن اسـت آيد مي دست به فسفريك اسيدكردن آمونيوم و فسفات آمونيوم از تركيب هر چه مقدار آمونياك ). 9(آمونيوم فسفات باشد داراي مقداري منوآمونيوم فسفات و دي

هر دو تركيب منوآمونيوم فـسفات . ن كمتر است آ مقدار منوآمونيوم فسفات ، بيشتر باشد . دنگير گسترده مورد استفاده قرار ميطور بهآمونيوم فسفات و دي

آمونيوم سولفات فسفات

صـل حا فـراورده و آمونياك تركيب شود فسفريك اسيدوقتي مخلوط اسيدسولفوريك با

فسفر

155

16 و درصـد ازت آن 6/8 كـه درصـد فـسفر آن باشـد مـي آمونيوم سـولفات فـسفات ). 9(باشد مي

فسفات آمونيوم اوره اوره اضافه شود فرآورده حاصل فـسفات ،فسفريك اسيداگر در ضمن واكنش آمونيوم و

درصـد 28 درصـد و درصـد ازت آن 2/12 كه درصـد فـسفر آن باشد ميآمونيوم اوره .)9(باشد مي

اسيد سوپرفسفريك

شـده كـه مقـدار فـسفر آن بيـشتر از سـاير در آمريكا تركيب فسفره جديدي تهيه اخيراً كه باشند مي درصد پنتااكسيد فسفر 76اسيد سوپرفسفريك حاوي . كودهاي فسفره است

. روفـسفريك اسـت ي درصـد آن اسـيد پ 42 اسـيد ارتوفـسفريك و صـورت بهنصف آن : زير استصورت بهفسفريك سوپرواكنش تشكيل اسيد

2H3PO

4 → H– O – P – O– P– O– H –H + H

2O

گيرنـد و يـك مولكـول آب مـي فـسفريك اسيددر اين واكنش از هر دو مولكول ). 9(آيد مي وجود بهروفسفريك ياسيدپ

از هر پيونـد فـسفر يـك مولكـول آب گرفـت و چنـدين توان ميترتيب همين به ــول را ــهمولك ــور ب ــا ج زنتص ــري ي ــرد و ي ــصل ك ــديگر مت ــه يك ــوي ب ــي حلق حت

اسيدسوپرفسفريك در خاك هيدروليز و ارتوفـسفات توليـد . فسفريك تهيه كرد اسيدپلي ).9( كه مانند اسيدارتوفسفريك كود سوپرفسفات عمل خواهد كردكند مي

اصطالحات مربوطه به كودهاي فسفره ندارد، زيرا از نظر كـشاورزي سـنگ از نظر كشاورزي فسفر كل در كود ارزش چنداني

درصـد 18 درصد پنتااكسيد فسفر است از سوپرفسفات سـاده كـه 30فسفات كه داراي در بيـشتر كـشورهاي دنيـا، روش . شـود مـي تر محسوب پنتااكسيد فسفر دارد نامرغوب

.انـد براي ارزيابي كود فسفري قبول كرده را دانان كشاورزي آمريكا انجمن رسمي شيمي


156

در تمام كشورهاي تقريباًًرود مي كار بهحاتي كه براي ارزيابي قابليت جذب فسفر اصطال ).9و6(شود ميدنيا استفاده

فسفر محلول در آب

و گيـري عـصاره در يك زمان مشخص بـا آب مقطـر ، گرم كود پس از كوبيدن 1مقدار وزن كـود و براساس درصد گيري اندازهمقدار فسفر را در محلول . شود ميسپس صاف

). 9و6(شود ميبيان كودهـاي منوفـسفات كلـسيم، . شـود مـي ب ناميـده آاين بخش فسفر محلول در

).9و6(آمونيوم فسفات و فسفات پتاسيم محلول در آب هستند ديمنوآمونيوم فسفات،

ترات سيفسفر محلول در ـ pHترات آمونيـوم يـك نرمـال در ي از مرحلـه قبـل توسـط سـ مانـده بـاقي كود ي خنث

و براسـاس درصـد وزن گيري اندازهشده گيري عصارهمقدار فسفر . شود مي گيري عصاره ).9و6(اين بخش فسفر محلول در سيترات است. شود ميكود بيان

فسفر غيرمحلول در سيترات

و براساس درصد وزن كـود گيري اندازهفسفر موجود در كود باقيمانده از مرحله قبل را ).9و6(باشد مي فسفر غيرمحلول در سيترات اين بخش. شود ميبيان

فسفر قابل جذب كود

مقدار فسفري است كـه دهنده نشانمجموع فسفر محلول در آب و محلول در سيترات، ). 9و6(شود ميد جذب كند و فسفر قابل جذب ناميده توان ميگياه

فسفر كل

. )9و6(گويند ميمجموع فسفر قابل جذب و غيرمحلول در سيترات را فسفر كل

فصل دوازدهم

مپتاسي

كلي ميزان پتاسيم طور به. بيشتر از نيتروژن و فسفر است ها خاكقدار پتاسيم در بسياري از ممقدار پتاسيم خاك در اليه سطحي ممكن است از چند صـد كيلـوگرم . ر است يتغ م ها خاك

در . ير باشد تغي رسي م ها اكخ كيلوگرم در هكتار در 50000ي شني تا ها خاكدر هكتار در ي رسـي ذخيـره ها خاكي شني مصرف هر ساله كودهاي پتاسه ضرورت دارد و در ها خاك

. كـود پتاسـه نيـست بردكـار بـه اي است كه پس از ساليان طوالني احتياجي پتاسيم به اندازه ي نـواحي هـا خـاك ي نواحي خشك به مقـدار بيـشتري وجـود دارد تـا ها خاكپتاسيم در

يي بـا هـا خـاك ي هر ناحيه پتاسيم با بافت خاك ارتبـاط دارد و در ها خاك در بين .مرطوب ). 21( س سنگ مادر بستگي داردجنبافت مشابه ميزان پتاسيم به

حاوي پتاسيم در خاكيها كاني

درصـد از 5/2ي آذرين، رسـوبي و دگرگـوني وجـود دارد و حـدود ها سنگپتاسيم در ي رسـوبي پتاسـيم هـا سنگي آذرين، نسبت به ها سنگ. دهد ميپوسته زمين را تشكيل

ــد ــشتري دارن ــينيت. بي ــت و س ــا 46 از 1در گراني ــت 54 ت ــرم، در بازال ــرم ودر 7 گ گ تـوان مـي ي رسـوبي هـا سـنگ از . گرم در كيلوگرم پتاسـيم وجـود دارد 2 2پريودوتيت

م در گـرم پتاسـي 6 گرم پتاسيم در كيلوگرم و سنگ آهك با حدود 30ي رسي با ها لشي ):21(انداز عبارت ها خاك مهم حاوي پتاسيم در يها كاني. كيلوگرم را نام برد

1. Syenite

2. Periodotites


158

)ايليت(، گلوكونيت و ميكاي آبدارمسكويت نظير 1 ميكايي دوجايييها كاني) الف نظير بيوتيت و فلوگوپيت 2ميكاهاي سه جايي) ب

دار، نظير ارتوكالز و ميكروكلين فلدسپارهاي پتاسيم) ج

تاسيم در خاك اشكال پ : از اند عبارتبودن براي گياهان الوصول لسه ترتيب بهپتاسيم درخاك به چهار شكل وجود دارد كه

هـا خـاك در .پتاسيم تبادلي، پتاسيم غيرتبادلي و پتاسيم ساختماني پتاسيم محلول، ر د هـا لمقادير تقريبي هر يك از اين شك . بيشتر پتاسيم به شكل پتاسيم ساختماني است

): 21(باشد مي زير صورت بهخاك پي پي ام 10 تا 1پتاسيم محلول پي پي ام 600 تا 40پتاسيم تبادلي

و پي پي ام 750 تا 50 غيرتبادليپتاسيم . پي پي ام25000 تا 5000پتاسيم ساختماني

قـسمت با وجود اينكه پتاسيم خاك بـه مراتـب بيـشتر از نيـاز گيـاه اسـت ولـي درصـد كـل پتاسـيم 98 تـا 90 كلي طور به. براي گياه قابل استفاده است كوچكي از آن 2 تـا 1/0 يك تا ده درصـد بـه كنـدي قابـل اسـتفاده و ، استفاده غيرقابلخاك به شكل

ي مختلـف پتاسـيم در ها م تعادل موجود بين فر .باشد ميدرصد به سرعت قابل دسترس ).21(دشو مي باعث تداوم تأمين پتاسيم )1-12شكل ( خاك

پتاسيممختلف ي ها م تعادل بين فر1-12شكل

پتاسيم محلول درصد پتاسيم كـل خـاك 2 تا 1 متوسط طور بهمقدار پتاسيم موجود در محلول خاك را

1. Dioctahedral 2. Trioctahedral

پتاسيم

159

مقدار پتاسيمي كه در محلول خاك وجود دارد، بسته به طبيعـت گيـاه، . اند برآورد نموده . پي پـي ام متغيـر اسـت 60 تا 10ين خاك، سطوح كودي و ميزان رطوبت بهاي ويژگي

. كنـد مـي پـي پـي ام تغييـر 80 تـا 1ي مناطق مرطـوب بـين ها خاكپتاسيم محلول در پي پي ام گـزارش 156 تا 3 بين ها خاكهمچنين دامنه تغييرات پتاسيم در عصاره اشباع

غلظـت . ي خشك و شور اسـت ها خاك، كه مقادير باالي اين دامنه مربوط به است شدهولي . دقيق آن مشكل است گيري اندازه در حال نوسان بوده و سيم محلول خاك دائماً پتا

يي كه داراي پتانسيل بافري بـااليي از نظـر پتاسـيم هـستند، غلظـت پتاسـيم ها خاكدر ). 21(ماند ثابت ميتقريباً در طي دوره رشد ها نمحلول در آ

ول فقط قادر اسـت پـنج تحقيقات نشان داده است كه پتاسيم موجود در فاز محل ي مختلـف پتاسـيم هـا لوجود تعادل بين شك . مين كند أدرصد از نياز گياه به پتاسيم را ت

ي هـا ل شـك وسيله به كه كاهش غلظت پتاسيم محلول، در اثر جذب گياه، شود ميباعث از منـابع تـر سـريع جبران پتاسيم محلول از منبع تعادلي خيلي . ديگر پتاسيم جبران شود

رسـي، يهـا كـاني تركيـب محلـول خـاك بـه نـوع و مقـدار . گيرد مي انجام دليغيرتباو شيميايي خـاك، حجـم خـاك و سـرعت جـذب عناصـر توسـط ي فيزيك هاي ويژگيگـذارد، از عوامل ديگري كه بر قابليت جذب پتاسيم محلول اثر مي . ي گياه دارد ها ريشه

فعاليت پتاسيم در خاك از رابطـه نسبت. باشد مياثر متقابل بين كلسيم، منيزيم و پتاسيم ).21(آيد مي دست بهزير

ARk=ak/(aca+2 + aMg

+2)0.5

. باشد مي فعاليت يوني a نسبت فعاليت پتاسيم و ARkدر اين رابطه

پتاسيم تبادلي

ـ پتاسيم تبادلي پتاسيمي است كه توسط بارهاي منفي كلو دهاي آلـي و معـدني خـاك يي

تبـادلي ) درصـد 2كمتر از (ا كوچكي از پتاسيم كل خاك بخش نسبت . شود مينگهداري

گياه تا حد معينـي . قسمت عمده پتاسيم قابل دسترس گياه از پتاسيم تبادلي است . است

مانده باقي با كاهش مقدار پتاسيم تبادلي، چون اوالً . باشد ميقادر به جذب پتاسيم تبادلي

كـاهش غلظـت پتاسـيم ، ثانيـاً ندشـو مي نگهداريدها ييآن با قدرت بيشتري توسط كلو


160

پتاسـيم تبـادلي بـا . شود مي غيرتبادلي مكانيزم آزادسازي پتاسيم شدن تبادلي باعث فعال

، ولـي تعـادل بـين پتاسـيم تبـادلي و رسـد ميسرعت زيادي با پتاسيم محلول به تعادل

). 21(گيرد مي به كندي صورت غيرتبادلي

در سه نـوع جايگـاه يـا نقـاط اتـصال دهاي معدني خاك ييپتاسيم تبادلي در كلو :انداز عبارتاين جايگاهها ). 2-12شكل(شود مي نگهداري

ها كانيي سطحي ها ن مكا)الف و ها كانياي ي لبهها نمكا) ب ها كاني اي اليهي بين ها نمكا) ج

رسي نظير ميكاها وجود يها كانيي سطحي در سطوح خارجي بعضي از ها نمكا ـ ها نمكا. ندارند اي هذب پتاسيم تمايل ويژ دارند و نسبت به ج كـاني پتاسـيم را اي هي لب

بيـشترين تمايـل را اي اليـه ي بين ها ن و مكا كنند ميي سطحي جذب ها نشديدتر از مكا شـمار ي اختـصاصي بـراي جـذب پتاسـيم بـه هـا لبراي جذب پتاسيم نشان داده و مح

).21(روند مي

)21(پذير و نقاط اتصال پتاسيم به كاني انبساط1 به2 مدلي از يك كاني رسي 2-12شكل

پتاسيم

161

پتاسيم غيرتبادليي كوتـاه نيـز ها ن قابل تبادل نبوده و در زما آساني به پتاسيمي است كه غيرتبادليپتاسيم

وسـيله بهمقدار پتاسيم غيرتبادلي در خاك بيشتر . شود ميزاد ن آي نمكي ها لتوسط محلو پـس از . شـود مـي جوشـان اسـتخراج يك مـوالر و گيرهاي قوي مانند اسـيدنيتر عصاره

شويي آب پتاسيم از محيط ريشه توسط شدن گياه، خارج وسيله بهمصرف پتاسيم محلول پتاسـيم . آيـد مـي قابـل اسـتفاده در صـورت به غيرتبادليو كاهش پتاسيم تبادلي، پتاسيم

آزادسـازي هـا خـاك در بعـضي از . گيـرد ميغيرتبادلي به كندي مورد استفاده گياه قرار به قدري كند است كه در طي دوره رشد گياه اصال مورد استفاده قـرار غيرتبادليپتاسيم

).21(گيرد مين چهاروجهي با بارهاي منفي صفحات اي اليه كاتيون بين عنوان بهدر ميكاها پتاسيم

يهـا يكاني سيليكات با پتاسيم در ها اليهپيوند بين . پيوند كوواالنسي تشكيل داده است ايـن موضـوع . سه جايي نظير بيوتيت است يها كاني از تر قوي مسكويتدوجايي نظير

سـرعت . باشـد يتومـسكو تـر از كه آزادسازي پتاسيم از بيوتيت آسان گردد ميموجب ). 21( بار بيشتر از مسكوويت است105 تا 75 پتاسيم آزادسازي

يي تنهـا بـه تبـادلي يم ي مناطق خشك كه غني از ميكـا هـستند، پتاسـ ها خاكدر شاخص ضعيفي براي ارزيابي پتاسيم قابل دسترس گياه است و مقـدار ميكـا در اجـزاء

مقـدار جـذب پتاسـيم . سيلت و رس همبستگي بيشتري با پتاسيم قابل جذب گياه دارد گياهـان كـه طـوري بـه گيـاهي وابـسته اسـت، گونـه به، همچنين تاحد زيادي غيرتبادلي

غيرتبـادلي تم ريشه گـسترده توانـايي بيـشتري در جـذب پتاسـيم دوست با سيس پتاسيم ).21(دارند

پتاسيم ساختماني

ايـن نـوع . باشـد مـي حاوي پتاسيم يها كاني، هواديدگي ها خاكمنشا اصلي پتاسيم در پتاسـيم سـاختماني بـه . شـود مـي وان ذخيره پتاسيم خاك محـسوب نع به معموًالپتاسيم

ميكاهـا عمدتاًدار پتاسيم يها كاني. آيد ميابل استفاده در ق صورت بهكندي براي گياهان قابليت استفاده پتاسيم ساختاري براي گياهان به عواملي از قبيـل . باشند ميو فلدسپارها

حاوي پتاسـيم يها كانيي ديگر و نيز درجه هواديدگي ها لمقدار پتاسيم موجود در شك


162

اسـيم سـاختاري در طـي فـصل رشـدآزاد با اين وجود مقـادير كمـي از پت . بستگي دارد ). 21(اين مقادير ممكن است در شرايطي قابل مالحظه باشد. شود مي

در KAlSi3O8فلدســپارهاي پتاســيم شــامل ارتــوكالز و ميكــروكلين بــا فرمــول يي كـه از نظـر هـا خـاك در . ين منبع طبيعي پتاسـيم هـستند تر بزرگ ها خاكبسياري از

در منـاطق . فلدسپارهاي پتاسيم در مقادير زياد وجود دارند هواديدگي حدواسط هستند، پتاسـيم . كه هواديدگي شديد است، مقدار فلدسپارهاي پتاسيم خيلي كم اسـت اي هحار

بعـدي، فقـط در صـورت داشـتن آرايـش سـه دليـل به فلدسپارهاي پتاسيم اي هبين شبك رصد بخش شن و سيلت د 25 تا 5فلدسپارهاي پتاسيم . د آزاد شود توان ميتخريب كاني

درصــد بخــش رس خــاك از 5 كمتــر از كــه درصــورتي. دهنــد مــيخــاك را تــشكيل ).21(است شده تشكيلفلدسپارهاي پتاسيم

ها خاك بر قابليت جذب پتاسيم در مؤثرعوامل

دسته عوامل خاكي و عوامـل گيـاهي تقـسيم بر قابليت جذب پتاسيم به دو مؤثرعوامل .شوند مي

عوامل خاكيبافت خاك، نوع : انداز عبارت بر قابليت جذب پتاسيم مؤثر خالصه عوامل خاكي طور به

رسي، گنجايش تبادل كاتيوني، گنجـايش تثبيـت پتاسـيم، پتاسـيم موجـود در يها كاني ).8و6( خاكpHخاك زير سطحي، رطوبت، تهويه، دما و

تـأثير م بافت خاك يكي از مهمترين عواملي است كـه بـر قابليـت جـذب پتاسـي ثانويـه تـامين يهـا كـاني اوليه و يها كانيقسمت عمده پتاسيم خاك توسط . گذارد ميدر . از نظر پتاسيم نيز غني هـستند معموالًي غني از رس ها خاك دليل همين به. گردد مي

اگر رهاسازي پتاسـيم از . درصد باشد 4ي رسي ممكن است پتاسيم كل بيش از ها خاكباشد، مين پتاسيم قابل دسترس گياه داشته أ پتاسيم سهم زيادي در ت اوليه حاوي يها كاني

ند پتاسيم مورد نياز گيـاه توان مي نيز به خوبي جزء رس ها خاكجزء سيلت و حتي شن پتاسـيم بـه زيـر شـويي آبهمچنين بافت خاك عامل مهمي در تعيين . را فراهم سازند

پتاسيم زيـاد و سـريع بـوده و ايـن ي شني تلفات ها خاك در بنابراين. ناحيه ريشه است

پتاسيم

163

ي رسـي بـا افـزايش مقـدار هـا خاكدر . شوند مي بيشتر با كمبود پتاسيم مواجه ها خاكي شـني هـا خاك كمتري در غلظت پتاسيم محلول نسبت به پتاسيم تبادلي، افزايش نسبتاً

اي بـر ي درشت بافت، ها خاكي ريز بافت در مقايسه يا ها خاك بنابراين. دهند مينشان تبـادلي بيـشتري مايجاد نسبت فعاليت پتاسيم و عملكرد مـشابه نيازمنـد مقـادير پتاسـي

ي ها هاصلخيزي يا توصي حاهميت زياد بافت خاك در مراحل مختلف ارزيابي . باشند مي آن در تبادالت يوني، ذخيـره پتاسـيم و سـرعت انتـشار پتاسـيم در تأثيركودي به علت

).8و6(باشد ميخاك يهـا كـاني يي با بافت مـشابه مقـدار پتاسـيم قابـل دسـترس بـه نـوع اه خاكدر اوليـه حـاوي پتاسـيم در يهـا كـاني چنانكه گفته شـد . دهنده خاك بستگي دارد تشكيل

رهاسازي پتاسيم از ميكاهـاي سـه جـايي . ميكاها و فلدسپارهاي پتاسيم هستند ها خاك از فلدسـپارها صـورت تـر سـريع از ميكاهاي دوجايي و در ميكاهاي دوجـايي تر سريع

موريلونيـت مونـت و ورميكوليـت ثانويه ايليت، يها كانيبا هواديدگي ميكاها، . گيرد مي ). 8و6(يابد مي نيز كاهش اي اليه و مقدار پتاسيم بين شده تشكيل رسـي يهـا كـاني گنجايش تبادل كاتيوني نيز تا حد زيادي به بافت خاك و نـوع

اسـت شـده نسبتي از كمپلكس تبادلي كه با پتاسيم اشـباع . موجود در خاك بستگي دارد . گيـرد مـي هاي ارزيابي قابليت جذب پتاسيم مورد استفاده قرار يكي از شاخص عنوان به

يي با گنجايش تبادل كاتيوني كم تا متوسط، مقدار اشباع پتاسيم تبادلي كـه ها خاكبراي و با است شده درصد برآورد 4 تا 3 دهد مي مناسبي از پتاسيم را نشان اي هوضعيت تغذي

افزايش گنجايش تبادل كاتيوني خاك مقادير مناسب اشباع پتاسـيم بـا سـرعت كمتـري ي آمريكا براي توصـيه كـودي پتاسـيم، تغييـرات ها تدر بسياري از ايال . يابد ميافزايش

ي مثـال، مقـدار پتاسـيم تبـادل عنـوان بـه . شـود ميگنجايش تبادل كاتيوني در نظر گرفته ):8و6(شود مي زير محاسبه صورت بهي معمول در ايالت اوهايو ها تمطلوب براي كش

)CEC×5+(220= سطح مطلوب پتاسيم

بودن گنجايش تبادل كاتيوني خـاك باعـث افـزايش ظرفيـت بـافري همچنين باال .شود مي حركت نزولي پتاسيم در خاك شدن پتاسيم و كند

در قابليت جذب پتاسيم مؤثرز عوامل خاكي مقدار پتاسيم خاك زير سطحي نيز ا


164

اهميت خاك زيرسطحي، به مقدار پتاسيم قابـل اسـتفاده آن در مقايـسه بـا خـاك . است جـذب رسطحي، همچنين به تراكم ريشه و به زمان اقامت ريـشه در آن افـق بـه منظـو

. پتاسيم بستگي دارد بـه يـك هـا خـاك همه در مورد اثر تثبيت پتاسيم بايد گفت كه تثبيت پتاسيم در

و دهـد مـي نظير كائولينيت تثبيت پتاسيم رخ ن 1 به 1ي ها رسدر . افتد مقدار اتفاق نمي تثبيـت پتاسـم . تثبيـت پتاسـيم مـاكزيمم اسـت ورميكوليـت ويژه به 1 به 2ي ها رسدر

مقـاديري از كودهـاي پتاسـيمي كـه . ي كـودي دارد هـا هاهميت قابل توجهي در توصـي ).8و6( ممكن است بسيار زياد باشدشود يمطريق جذب نيبد

ترين عامل در جـذب پتاسـيم و سـرعت انتـشار در طول فصل رشد محدودكننده خاك، سرعت پخشيدگي شدن با خشك . باشد ميپتاسيم در محلول خاك به طرف ريشه

بـا . شـود مـي و به طريقي باعث كاهش پتاسيم قابل جذب خـاك يابد ميپتاسيم كاهش يافتـه و مـسيرهاي پخـشيدگي پيچيـدگي ضريب پخـشيدگي كـاهش خاك شدن خشك

نيز تابع رطوبت خاك غيرتبادلي پتاسيم شدن تثبيت پتاسيم تبادلي وآزاد . يابند ميبيشتري گيرد مي، تثبيت پتاسيم يا صورت ن شود مي نگهداريدر خاكي كه هميشه مرطوب . است

).8و6( استيييا مقدار آن جزهرچه تهويـه خـاك بهتـر باشـد . بر جذب پتاسيم است ثرمؤتهويه نيز از عوامل

يي كـه بـه مقـدار ها نكاتيودر بين . يابد مي گياه نيز افزايش وسيله بهميزان جذب پتاسيم در . يابـد مـي گياه نيز افزايش وسيله به، درصد كاهش جذب پتاسيم شوند ميزياد جذب

اهش جذب و تجمع پتاسـيم درصد ك شوند مييي كه به مقدار زياد جذب ها نكاتيوبين كـه افـزايش اسـت شـده ثابـت . در اثر شرايط تهويه ضعيف، بيش از ساير عناصر است

ولي نـسبت ومقـدار اكـسيژن شود مياكسيژن اتمسفر خاك، باعث جذب بيشتر پتاسيم كه تغييـرات است شدهاز نظر فيزيولوژي مشخص ن . براي گياهان مختلف متفاوت است

در نتيجه تغيير قابليت دسترسي پتاسيم خاك اسـت يـا در اثـر جذب پتاسيم توسط گياه ).8و6(ي هواييها متغيير در انتقال آن از ريشه به اندا

در نتيجـه تبـادل . شود مي شيميايي يها واكنشافزايش دما باعث افزايش سرعت اين موضـوع نـشان . شود مي و پتاسيم بيشتري جذب گياه شود مي انجام تر سريعكاتيون

. پتاسيم در خاك بايستي درجـه حـرارت را درنظـر داشـت گيري اندازه كه براي دهد مي

پتاسيم

165

درجـه 80بـا افـزايش دمـا تـا . نيز تابع دمـاي خـاك اسـت غيرتبادلي پتاسيم شدن آزاد دما بر جذب پتاسـيم تأثير كلي طور به. يابد مي پتاسيم افزايش شدن ميزان آزاد گراد سانتي

ات شيميايي پتاسيم در خاك به دما بستگي داشـته و رشـد بسيار پيچيده است،زيرا تغيير ).8و6( دمااستتأثيرهاي گياهي تحت فرايندريشه و ساير

بـر تثبيـت پتاسـيم، بـر قابليـت دسترسـي ايـن عنـصر اثـر تأثيرواكنش خاك با pH 5/3بـين . شـود مي تثبيت پتاسيم انجام ن5/3 كمتر از pH كلي در طور به. گذارد مي تثبيـت پتاسـيم بـا 5/5 بـاالي pH و در يابـد ميثبيت پتاسيم به سرعت افزايش ت 5/5تا

در ايـن . است 5/5 تا pH 5/3بيشترين تثبيت پتاسيم در . يابد ميسرعت كمتري افزايش ي غالـب هـا نيـو آلومينيم سه ظرفيتي و هيدروكسيدهاي آلومينيمي ها نكاتيو pHدامنه ي پتاسيم امكـان آن را پيـدا ها نيو تبادلي كاهش و آلومينيم مقدار pHبا افزايش . هستند

بـا . ي تبـادلي رقابـت كننـد ها ني كلسيم و منيزيم جهت كسب مكا ها نيو كه با كنند ميي تبـادلي، پتاسـيم جـذب شـده افـزايش و هـا نجذب هرچه بيشتر پتاسيم بر روي مكا

). 8و6(يابد ميپتاسيم محلول كاهش

عوامل گياهيليت دسترسي پتاسيم شامل ظرفيت تبادل كاتيوني ريشه، شبكه ريـشه، بر قاب مؤثرعوامل

. باشـد مـي مقدار محصول مورد انتظار، نوع گياه، تراكم گيـاه در واحـد سـطح، و زمـان رفولـوژي و سـرعت رشـد و نشان داده است كه فاكتورهاي گياهي همچون م ها پژوهش

حلول خـاك، قـدرت بـافري ريشه، همراه با فاكتورهاي خاكي مانند غلظت پتاسيم در م تـا حـد زيـادي در جـذب پتاسـيم ، پتاسيم در خاك مؤثرپتاسيم خاك و ضريب انتشار

).8و6(ندمؤثرتوسط گياه

تثبيت پتاسيمايـن . باشـد مـي غيرتبـادلي تثبيت پتاسيم تبديل پتاسيم محلول يا تبادلي خاك به پتاسيم

كه باعث كاهش جـدي در شود يم يك ويژگي منفي خاك در نظر گرفته عنوان بهپديده زيـرا . باشـد ميبا اين وجود گاهي تثبيت پتاسيم مفيد . شود ميپتاسيم قابل استفاده گياه

و يك منبع دهد مي و مصرف لوكس پتاسيم را كاهش شويي آب صورت بهتلفات پتاسيم


166

خوب، ي با كوددهي ها خاكدر بيشتر . كند مي نگهداريبالقوه از پتاسيم قابل استفاده را و كـود پتاسـه باشـد مـي و پتاسيم تبادلي يـك تعـادل پويـا غيرتبادليتعادل بين پتاسيم

نشان داده است كـه ها پژوهش. باشد ميتر قابل دسترس سريع شدن براي آزاد شده تثبيترفته كار هاي فشرده باعث افزايش تثبيت پتاسيم به در كشت غيرتبادلي پتاسيم آزادسازي

ي رس، هـا كـاني خاك كه بر تثبيـت پتاسـيم اثـر دارنـد هاي ويژگي از تعدادي. شود مي ).3(باشد مي و كوددهي پتاسيمي شدن تر وخشك واكنش خاك

ي رسها كاني

در ايـن . توسط خاك، بستگي زيادي به مقـدار رس خـاك دارد شده تثبيتمقدار پتاسيم بيـشتر رس، باعـث كلـي مقـدار طـور بـه اما . مورد نوع و مقدار رس هر دو مهم هستند

ي ايليــت، ميكاهــاي هواديــده، ورميكوليــت، هــا رس. شــود مــيتثبيــت بيــشتر پتاســيم كائولينيت به مقـدار كه درحالي. كنند ميي مخلوط پتاسيم را تثبيت ها رس و ها تاسمكتي

). 21(دهد ميخيلي كمي تثبيت پتاسيم انجام

pHخاك ها ن و پليمرهاي آآلومينيم هيدروكسي هاي ونهگ سه ظرفيتي، آلومينيمي اسيدي وجود ها خاكدر همچنـين . كننـد مـي رسـي را اشـغال يهـا كـاني ي پيوندي انتخابي براي پتاسـيم روي ها نمكا

ي چهاروجهي كه الزمه تثبيت پتاسيم است ها ه صفح شدن از نزديك اي اليه ي بين ها هيدروكسيل ). 21(يابد ميثبيت پتاسيم افزايش خاك اسيدي تpH با افزايش ترتيب بدين. كنند ميجلوگيري

شدن خشك و مرطوب

تـأثير يي كه پتاسـيم تبـادلي زيـادي دارنـد در تثبيـت پتاسـيم ها خاك كامل شدن خشكايـن عامـل بايـد هنگـام تفـسير . شـود مـي گذارد و باعث كاهش پتاسيم قابل تبـادل مي

يم محلول و قابل اطالعات حاصل از آزمايش پتاسيم قابل استفاده خاك كه مجموع پتاس شده خـاك توسـط اسـتات خشك ي كامالً ها ه نمون گيري عصاره با معموالًتبادل است و

كـه اسـت شدههر چند گزارش . ، مورد توجه قرار گيرد شود ميآمونيوم يك موالر انجام االرض بـا ميـزان ي تحـت هـا خاك ويژه بهي مرطوب مزرعه ها خاك شدن در اثر خشك

پتاسيم

167

ي هـا ه كنار شدن اين پديده به پوسته پوسته . يابد ميپتاسيم تبادلي افزايش پتاسيم كم تا متوسط، ).21(شود مي نسبت داده اي اليههواديده ميكا و در معرض قرار گرفتن پتاسيم بين

كوددهي پتاسيم

، زيـرا شـود مـي باعث افزايش تثبيـت پتاسـيم معموالًافزايش مقادير زياد كود پتاسيمي و تعـادل بـين پتاسـيم محلـول و يافتـه افـزايش مقـدار زيـاد غلظت پتاسيم محلول بـه

).21(برد را به سمت تثبيت پتاسيم ميشده تثبيت

شدن بستن و ذوب يخ ممكـن اسـت در افـزايش پتاسـيم هـا خـاك متناوب در بعضي از شدن بستن و ذوب يخ

ن است غالب آن ايليت باشد، ممك يها كانييي كه ها خاكهرچند در . باشد مؤثرتبادلي ).21(عمل عكس آن صورت گيرد

شدت- روابط كميت

، بهتـرين روش شـود مـي هـا اسـتفاده روش استات آمونيوم يك نرمال كه در اكثر آزمايـشگاه بهتـري بـا پتاسـيم همبستگي گيري عصاره ديگر هاي روش پتاسيم تبادلي نبوده و گيري عصاره

يكـايي، بـه علـت وجـود مواضـع ميهـا كـاني ي غني از ها خاكدر . جذب شده داشته است اختصاصي جذب پتاسيم، مقدار زيادي از پتاسـيم بـا انـرژي بـاال در ايـن مواضـع نگهـداري

در ). 2(گـردد مـي با استات آمونيوم، بخشي از آن استخراج گيري عصاره، كه در هنگام شود مييـاز گيـاه ديگري براي ارزيابي ن ب مناس هاي روشي براي پيداكردن يها خير كوشش اي ها لسا

بـه تـوان مـي كه از جملـه ، ميكايي به عمل آمده يها كانيي غني از ها خاكبه كود پتاسه، در رابطه بين پتاسيم محلول و . منيزيم اشاره كرد + روش استفاده از روابط تبادلي پتاسيم با كلسيم

دت ش -وضعيت معمول رابطه كميت ). 2(شود مي شدت پتاسيم ناميده –دلي روابط كميت اتب تغييـر دهنـده نشان عامل كميت و k∆در اين شكل . است شده نشان داده 3-4پتاسيم در شكل

عامل شدت يا نسبت فعاليت پتاسيم ARk. است ) ARk(در پتاسيم تبادلي با تغيير عامل شدت :شود ميه از فرمول زير انجام د با استفا ARkمحاسبه . است

ARk=ak/(aCa+ aMg)0.5


168

فعاليـت پتاسـيم، كلـسيم و منيـزيم در ترتيـب به aMg و ak ، aCa در اين فرمول : پارامترهاي3-4در شكل . باشد ميمحلول تعادلي

∆kO= شاخصي از مقدار پتاسيم قابل استفاده

ARo =نسبت فعاليت پتاسيم در حال تعادل

K = هاي اختصاصي، كه پتاسيم سخت شده در محل شاخصي از مقدار پتاسيم جذب .شود ميادل ناميده قابل تب

PBCk =مقدار زياد. شيب خطي نمودار، يا ظرفيت بافري بالقوه پتاسيم خاك PBCk معني بدين PBCkمقدار كم . باشد ميكننده قدرت خوب خاك در عرضه پتاسيم مشخص

زيـاد و PBCkي رسـي هـا خـاك در. پتاسيم به خاك اضافه شود است كه بايستي مرتباً ). 2(كمي دارند PBCk ي شنيها خاكبرعكس

طـي خ شدت داراي دو بخـش خطـي و غير –، نمودار كميت شود ميچنانچه مشاهده ي جذب غيراختصاصي پتاسيم و بخش غيرخطـي بـه ها لبخش خطي نمودار به مح . باشد ميي جـذب غيراختـصاصي هـا لمحـ . است شدهي جذب اختصاصي پتاسيم نسبت داده ها لمح

اي هي لبـ هـا لهاي جذب اختصاصي به مح محل كه درحاليشد، با مي اي پايهمربوط به سطوح ).2(شود ميهاي هواديده ميكاها نسبت داده رسي و لبهيها كاني

گيـاه جـذب وسيله به پتاسيم كه درحالييكسان، ARo هاي مختلف با داشتن خاك ARoداشتن اين ، توانايي يكساني براي نگه شود مي

هـا خـاك عبـارت ديگـر، به. ندارند عبـارت ديگـر بـه . باشـند ولي مقدار پتاسيم تبادلي متفاوتي داشته ، يكسان ARoند توان مي

خـارج شـود، شويي آب گياه يا وسيله بهوقتي مقدار مشخصي از پتاسيم از محلول خاك ).2(تغيير در شدت در خاك شني بيشتر از خاك رسي است

كودهاي پتاسيم

ا رسوبات زيادي كه حاوي مقـدار زيـادي پتاسـيم ه درياها و درياچه شدن اثر خشك درK ميليون تن 48ذخائر پتاسيم دنيا در حدود . شود مياست ايجاد

2O اند كـه تخمين زده

). 6(آلمان وجود دارد صد در در10 و دا اندر كا % 37 درصد آن در روسيه، 49

پتاسيم

169

)2( شدت پتاسيم–نمودار تيپيك كميت 3-12 شكل

بار و كشاورزي جهاني، از كليه كودهـاي پتاسـي ومان خوار براساس گزارش ساز

صـورت بـه درصـد 8 كلريـد پتاسـيم، صـورت بهدرصد 80 ،شود ميكه در دنيا ساخته از نظر اسـتفاده . باشند مي به شكل نمكهاي ديگر پتاسيم بقيه درصد 4سولفات پتاسيم و

، هـا يـون از بـين آن . باشدگياه بهتر است آنيون همراه پتاسيم، خود نيز يك عنصر غذايي عنـوان بـه تـوان مـي بورات، موليبدات، كلر، سـولفات، نيتـرات و فـسفات را يها يونآن موليبـدات و هاي بورات پتاسيم مكن . كود استفاده كرد عنوان بهي همراه پتاسيم ها يونآن

ين و به هم كنند مي در گياه ايجاد سميت ،پتاسيم گران و اگر به مقدار زياد مصرف شوند فـسفات پتاسـيم نيـز پـر و ساخت نيترات .شوند مي كود پتاسه مصرف ن عنوان بهداليل ). 6( و از نظر اقتصادي مقرون به صرفه نيستباشد ميهزينه Kدرصد 63 تا 60با ( كلريد پتاسيم ،دو كود عمده پتاسيم

2O ( و سولفات پتاسيم

كـه دهـد مـي د پتاسيم نشان مقايسه سولفات و كلري . باشند مي) K2O درصد 53 تا 48( چنداني بر عملكرد و كيفيت محـصول ندارنـد ولـي در بعـضي تأثيراستفاده اين كودها

مقدار زيـاد كلـر . يابد مي و توتون كيفيت محصول با كلركاهش زميني سيبگياهان مانند ليـد كلريـد وت. شود ميزميني باعث كاهش نشاسته سوزي و در سيب بددر توتون باعث

بنابراين كلريد پتاسيم بخش عمده كود پتاسـيمي . برابر سولفات پتاسيم است 21پتاسيم


170

درصـد گـوگرد نيـز 17سـولفات پتاسـيم حـاوي . دهد مي در جهان را تشكيل يمصرفمقدار . شود مي كه براي مناطق مرطوب و با كمبود گوگرد باعث برتري اين كود باشد مي

). 6(شود ميفات پتاسيم استفاده نيترات و فسصورت بهبسيار كمي از پتاسيم د مقدار فسفر، بر حـسب معـادل اكـسيد ندر حال حاضر مقدار پتاسيم كودها، مان

: شود ميو بر عكس با دو رابطه زير انجام % K2Oبه % K تبديل . شود ميپتاسيم آن بيان

% K2 O×82/0 % K =

% K ×2/1 %K2O =

ايي كودهاي پتاسيميافزايش كار. عواملي خاكي، اقليمي و گياهي توجه داشته باشيم به كودهاي پتاسه بايد كاراييفزايش براي ا شـويي آب هـا خاكبنابراين در اين . كنند ميي رسي مقدار قابل توجهي پتاسيم تثبيت ها خاك

كائولينيت باشد ها نيي كه كاني غالب آ ها خاكي شني و ها خاكدر . پتاسيم قابل توجه نيست بنـابراين زمـان و نحـوه . پتاسيم زيـاد اسـت شويي آباستوايي استوايي و نيمه ي اه خاكمانند

). 6(ن كود پتاسيمي از اهميت قابل توجهي برخوردار استبردكار بهكاربرد نواري كود پتاسيم زماني مفيد است كه خاك از نظر پتاسيم فقيـر باشـد و

ي و ور زيـاد كـود در كـشت جـ مقدا كاربرد. رود كار بهپتاسيم در سطوح كم تا متوسط در . كوچـك شـود هـاي نهـال اي ممكن است باعـث ايجـاد شـوري و صـدمه بـه هتپش

پخش سطحي و صورت به پتاسيم را دارند، كاربرد كود شويي آبد ادعيي كه است ها خاكاز طـرف ديگـر در . كردن آن از پخش نواري بيشتر مورد توجه قرار گرفته است مخلوط

، كاربرد مقادير كم تا متوسط پتاسيم باشند ميي تثبيت پتاسيم را دارا يي كه تواناي ها خاك ). 6(باشد ميي مفيد فبه روش نواري براي محصوالت ردي

جلوگيري منظور به) تقسيط پتاسيم ( كودهاي پتاسيم در بيشتر از يك نوبت كاربرد . اسـت دهشـ و چند ساله توصيه ساله يكي در گياهان روش و اثرات شويي آب تلفاتاز

بخـشي از كـود هنگـام كاشـت و بخـشي از آن پـس از كاربردمنظور از تقسيط پتاسيم ).6(باشد مي كرس صورت بهكاشت و

مسيزدهفصل

گوگرد

گوگرد پس از ازت، فسفر، پتاسيم و كلسيم از نظر مقدار مورد نياز گياه در مرتبه پـنجم در گـرم ميلـي 1000دير خيلـي كـم تـا از مقـا هـا خاك مقدار گوگرد كل در . قرار دارد

ي هـا خـاك ي ريز بافت بيشتر از ها خاك مقدار گوگرد كل در .تسيراتغكيلوگرم خاك م ).6( و معدني وجود دارديي آلها لگوگرد در خاك به شك. درشت بافت است

گوگرد آلي

صورت بهي گوگرد آل . باشد ميونين ي سيستين و مت ، نيياسيدهاي آمينه گوگرددار شامل سيست بنابراين گوگرد نيز . شود ميي گياهي و حيواني به خاك اضافه ها مانده باقي به همراه پروتئين

هـا خـاك و نسبت ازت به گـوگرد در باشد مي خاك مواد آلي مهمي از جزءهمانند نيتروژن درصد گـوگرد موجـود در اليـه سـطحي بـه 90بيش از . باشد مي 1 به 8 تا 1 به 6 در دامنه

گروه اول گـوگرد . گوگرد آلي به دو صورت عمده در خاك وجود دارد . باشد مي آلي شكلرهاي سـت گوگردهاي فاقد پيوند كربنـه نظيـر ا گروه دوم پيوندي با كربن نظير آمينواسيدها و

). 6(ساكاريدهاي سولفاته هاي فنلي و پلي سولفات مانند سولفات

گوگرد معدني

يد و سولفات فلزات واسطه، قليايي و قليايي خـاكي سولف صورت بهگوگرد معدني خاك . باشـد ميهوازي شرط الزم براي تشكيل سولفيد در خاك وجود شرايط بي . وجود دارد

ـ يي كه به كشت برنج اختـصاص دار ها خاكهاي كشاورزي به جز در خاك گـوگرد ،دن


172

). 9و6(دشو مي به خوبي انجام ها خاك زيرا تهويه اين . سولفات استصورت بهمعدني ور سـولفيد ضها كه شرايط احيايي وجود دارد احتمال حـ باتالق و ي غرقابي ها خاكدر

: انداز عبارت تركيبات سولفيدي در خاك .وجود دارد .)ريتيپ( و سولفيدآهن ) ريتيشالكوپ(، سولفيد مس )اسفالريت(سولفيد روي عدني خاك به شكل ي كشاورزي در مناطق مرطوب و خشك گوگرد م ها خاكدر بيشتر

CaSOهاي خاك گچ بـا فرمـول از مهمترين سولفات . باشد ميسولفات 4.2H

2O كـه بـه مقـدار

، سـولفات )سوميتپا( سولفات منيزيم يها كاني .ي مناطق خشك وجود دارد ها خاكزيادي در . دني آهكي نيز وجود دارها سنگ در ي ناخالصصورت بهرانسيم ستباريم و سولفات ا

مپلكس تبادلي داراي بـار مثبـت اسـت، مقـداري از سـولفات كيي كه ها خاكدر ــهيــدهاي رس ئ تبــادلي در ســطح كلوصــورت بــه ، اكــسيدها و 1:1 يهــا كــاني ويــژه ب

همچنـين سـولفات . خـاك وجـود دارد مـواد آلـي وم و يـ هيدروكسيدهاي آهن و آلومين ). 9و6(ي اسيدي وجود داردها خاك تبادلي در صورت به

در خاك تبديالت گوگرد . ي اكسيدي و احيايي وجود داشته باشدها تلاحد در توان ميگوگرد در خاك مشابه نيتروژن

اكسيداسيون گوگرد

آمونياك و تبديل آن به نيترات گفته شده گوگرد در خـاك نيـز شدن چنانچه در مورد اكسيد فات، بــه ســولهــا ن تركيبــات احياشــده گــوگرد و تبــديل آشــدن اكــسيد. شــود مــياكــسيد : زير نوشته شودصورت بهد توان مي شدن هاي سولفاتي واكنش. شود مي گفته 1شدن سولفاتي

H2S + 2O

2⎯⎯→ H2 SO

4

2S+ 3O2 +2H

2O ⎯⎯→ 2H2SO

4

. شـود مـي انجـام ها باكتري وسيله به گوگرد يك پديده زيستي است و شدن اكسيد تـأثير ي مـسئول اكـسيداسيون گـوگرد هـا باكتري آنكه شرايط محيطي بر فعاليت ليلد به

). 6( شرايط محيطي استتأثيرت اكسيداسيون گوگرد تحت گف توان ميدارند

1. Sulfurication

گوگرد

173

گوگرد اكسيدكنندهي ها باكتريگونه از ج كه پن شود ميي جنس تيوباسيلوس انجام ها باكتري وسيله به گوگرد شدن اكسيد

گونه گوگرد اكسيدكننده مهمترين باكتري . شوند مي مشاهده ها خاكبيشتر اين جنس در هـا هـوازي ايـن بـاكتري . شـود مـي مشاهده ها خاك كه در بيشتر باشد ميتيواكسيدانس يعني براي فعاليت خود نياز به اكسيژن داشته و كربن مـورد روف هستند، تاجباري و اتو

. آورند مي دست به موادمعدني اكسيداسيون را از نياز خود را از گازكربنيك و انرژي الزم ). 6(باشند ميكسيدانس وتيوپاروس ا گوگرد فرواكسيدكننده ديگر هاي گونه

شدن بر سولفاتيمؤثرعوامل

بـه شـدن در خاك يك واكنش بيولوژيكي است، سولفاتي شدن با توجه به اينكه عمل سولفاتي : انداز عبارت دارند تأثير شدن كه بر سولفاتيعواملي. داردتأثيرفعاليت ريزجانداران

حرارت و رطوبت

تأثير گوگرد نيز درجه حرارت شدن در سولفاتي . دارد تأثير زيستي دما ها واكنشدر كليه بـه خـوبي انجـام گراد سانتي درجه 10 در دماي كمتر از شدن كلي سولفاتي طور به. دارد

شـود مـي آمـده بيـشتر وجـود به مقدار سولفات گراد سانتي درجه 25 و بعد از شود مين. شود مي متوقف گراد سانتي درجه 50ي تيوباسيلوس در دماي بيشتر از ها باكتريفعاليت

در . باشـد مـي گوگرد در رطوبتي نزديـك رطوبـت ظرفيـت مزرعـه شدن حداكثر اكسيد رطوبـت اين كـاهش در . يابد مييا بيشتر مقدار سولفات توليدشده كاهش رطوبت كمتر

اكـسيژن در خـاك شـدن كـم دليـل بـه كم به علت محـدوديت آب و در رطوبـت زيـاد ). 6(باشد مي

اش ه -پ .اش محـدوديتي نـدارد هـ . گوگرد از نظـر پ شدن ازت، سولفاتي شدن برخالف نيتراتي

9تـا pH 2نـه م نشان داده است كه باكتري تيوباسيلوس تيواكـسيدانس در دا ها پژوهش شدن عمل سولفاتي ، دهد مي نشان شدن سولفاتي يها واكنشچنانچه . ردفعاليت خوبي دا

هـر مـول گـوگرد اكـسيد شـده دو مـول هيـدروژن ازاي به و باشد مييك عمل اسيدزا


174

ي سـديمي اسـتفاده هـا خـاك گوگرد براي اصالح شدن ياين اثر سولفات. آيد مي وجود به ). 8و6(شود مي

گوگرد ها ابنظير مرد اند، وازي بوده ه بي ي كه به مدت زيادي در شرايط يها خاك شـدن اكـسيد هـا واكنش و دنكش شو ه ز ها خاك وقتي اين .به شكل احيايي وجود دارد دليـل ايـن امـر ايـن . د شـد ن به شدت اسيدي خواه ها خاكگوگرد احيايي شروع گردد

و سـولفيد صـورت بهاند سولفات در مدتي كه در زير آب بوده ها خاكاست كه در اين زيـاد اسـت، چون مقدار سولفات آب درياها خيلي . است شده سولفيد آهن تبديل ويژه به

برابـر خـاك مـشابه در كنـار 100 نيز زياد و گـاهي تـا پـيش از شده تشكيلدر نتيجه سولفيد هيـدروژن شـدن سـولفيد و آزاد شـدن باعـث اكـسيد ها خاكتهويه اين . خواهد بود ها بامرد و تبديل آن به آهن سه ظرفيتي نيز يك واكـنش دوظرفيتي آهن داسيوناكسيهمچنين . شود مي

ايـن pH). 8و6(باشد مي 2 تا 1 در دامنه ها خاك pHدر اين حالت . توليدكننده هيدروژن است كـه زيـر آب گياهي را در آن كشت كرد ولي تـا زمـاني توان مي آن قدر كم است كه ن ها خاك

چنـين . گوينـد مـي 1 كت كلـي ها خاكبه اين . ب است براي گياهان مناس نهاهستند پ هاش آ ي جنوب شرقي، جنوب و غرب آمريكا ها آباطراف مرداب انزلي در در يي در ايران ها خاك

). 8و6(دندر سواحل دريا وجود دار

2احيا سولفات احيـا هـا بـاكتري وازي پايدار نيـست و توسـط ه سولفات نيز شبيه نيترات در شرايط بي

). 6(شـوند مـي ماكولوم باعث احيا سولفات توو دسولفو و بريسولفوودجنس دو .شود مي : باشد مي زير صورت بهواكنش احيا سولفات

2( R-CH2OH ) + SO4

-2 2R – CO OH+ S

-2 + H

2O

در . شـود مـي ظرفيتي تبـديل دوظرفيتي نيز احيا و به آهن در اين شرايط آهن سه . كند ميآهن سولفيدشده و توليد ظرفيتي تركيب دوبه سرعت با آهن سولفيد اين شرايط

). 6(واسطه تشكيل سولفيد آهن است رنگ سياه سواحل درياي سياه به

1. Cat clay 2. Desulfurication

گوگرد

175

هوازي كه خاك از لحاظ مقدار آهـن فقيـر باشـد، سـولفيد حاصـل در شرايط بي ه بـر خاك عـالو ، در اين شرايط شود مي گاز سولفيد هيدروژن از خاك خارج صورت به

. كمبود آهن كمبود شديد گوگرد خواهد داشت

گوگرد درگياه درصـد وزن خـشك گياهـان 5/0 تـا 2/0مقدار گوگرد براي رشد مطلـوب گيـاه بـين

: يابد مي زير افزايش ترتيب به در ميان خانواده گياهان نياز به گوگرد باشد مي

خانواده شب بو< خانواده لگومينوز <خانواده گندميان

ترتيــب همــين هــاي بــاال نيــز بــه ي گياهــان خــانوادههــا هميــزان گــوگرد در دانــ ). 17(استتغيرم

ـ هشبيه به كمبود ازت، در شرايط كمبود گوگرد، رشد سـاق يش از رشـد ريـشه ب 4/4 مثال در گوجه فرنگي، نسبت وزن خشك ساقه به ريـشه از عنوان به. يابد ميكاهش

در گياهان با كمبود گوگرد سطح برگ كـاهش .رسد يم در گياهان با كمبود گوگرد 3به ). 6(باشـد مـي ي بـرگ هـا ل و تعـداد سـلو هـا ل سلو تر كوچك اندازه دليل به كه ،يابد مي

در گياهـان بـا . يابد ميهمچنين در گياهان با كمبود گوگرد مقدار كلروفيل كاهش . لي و نيترات است همراه با انباشتگي ازت آ پروتئينكمبود گوگرد، جلوگيري از ساختن

اندازه كم و موقعي كـه فراهمـي سـولفات گياهان با كمبود گوگرد ميزان سولفات بي دربنابراين مقدار سـولفات گياهـان ). 17(يابد مي افزايش براي رشد بهينه كافي باشد شديدًا

گوگرد نسبت به مقدار كـل اي هتري براي مشخص كردن وضعيت تغذي شاخص حساس )1-13 لجدو( گوگرد است

، شبيه بـه كمبـود ازت كلروفيل در هنگام كمبود گوگرد شدن از ساخته جلوگيري باشد مي هر حال تحرك گوگرد در گياهان كمتر از نيتروژن به.شود ميي برگ درزباعث

رتر سـبز بـاقي يي پ ها برگ و آيند ميي جوان به رنگ زرد كم رنگ در ها برگ معموالًًو ي كمبـود هـا هدر مورد نشان . يتروژن اين وضعيت برعكس است كمبود ن درمانند ولي مي

رنگ پريدگي، گياهان انداز عبارت ولي عاليم عمومي آن ،ي زيادي وجود دارد ها تتفاو ). 17(رود بردن نيتروژن از بين نميكار به با ها ه اين نشانف كهي كوتاه وضعيها هبا ساق


176

)17(انكتي ها برگوزن تازه گياه و مقدار گوگرد و نيتروژن در محلول غذايي بر سولفات اثر غلظت1-13جدول

)درصد وزن خشك ( گوگرد يا نيتروژن وزن خشك برگ

گرم در گياه(

فراهمي

سولفات

سولفات گوگرد آلي نيترات محلول ازت آلي يپروتئينازت 96/0 23/2 39/1 11/0 200/0 1/1 1/0

28/1 21/2 37/1 12/0 3 00/ 0 4/2 100

5/2 19/1 6 0/0 17/0 9 00/0 4/3 10

25/3 51/0 00/0 26/0 10/ 0 7/4 50

20/3 45/0 10/ 0 25/0 36/ 0 7/4 200

كودهاي گوگردي

در گذشته به همراه سولفات آمونيوم، سوپرفسفات معمولي و سولفات پتاسيم گوگرد به ماننـد آمونيـوم ولي با مصرف كودهاي با درجه خلوص بـاال . است شده ميخاك اضافه

بنـابراين در . يافته است كاهش تدريج به كاربرد گوگرد تريپلآب، اوره و سوپرفسفات بيم اسـتفاده ي چيپـس يـا عنـصري صـورت بـه گـوگرد به كود گوگرد باشد، هر جا كه نياز

).8(شود مي

فصل چهاردهم

كلسيم

،، بعد از اكسيژن دهد مي درصد وزن پوسته زمين را تشكيل 6/3كلسيم با توجه به اينكه حـاوي كلـسيم شـامل يهـا كـاني . و آهن در مرتبه پـنجم قـرار دارد آلومينيم ،ميسيليس

يافـت هـا خاك و گچ در بيشتر ها لآمفيبوسپات كلسيم، لد، ف تيتيت، آپا مت، دولو يكلس ). 16(شوند مي

در هـا ن و شـركت آ هـا نكاتيو اين شدن ي كلسيم، موجب آزاد ها كانيگي يدهواد مقدار كلسيم . است تغيرمقدار كلسيم در خاك بسيار م . شود مي شيميايي خاك ها واكنش

). 6(باشد مي درصد 25ي آهكي بيشتر از ها خاك درصد و در 1/0ي اسيدي ها خاكدر ي نـواحي هـا خاك. بافت خاك است و مقدار كلسيم خاك تابع اقليم، سنگ مادر

، داراي كمتـرين مقـدار كلـسيم باشند ميرين ي آذ ها سنگ ها نمرطوب كه مواد مادري آ ي آهكـي هـا سـنگ هـا ني نواحي خشك كه مواد مادري آ ها خاك كه درحالي .باشند مي ). 6(باشد مي، مقدار كلسيم حداكثر باشند مي

ي نواحي مرطوب ها خاككلسيم در

قابل تبادل است كـه بـا كلـسيم موجـود در صورت به عمدتاًًكلسيم در نواحي مرطوب، ). 6(ادل استعمحلول خاك در حال ت

→⎯⎯ تبادليكلسيم محلول كلسيم

شـويي آب و ريزجانـداران ،كاهش كلسيم در محلول خاك كه در اثر استفاده گياه


178

كلـسيم كـه درصـورتي بـرعكس .شود مي كلسيم تبادلي شدن سبب آزاد ،آيد مي وجود به . شود مي محلول به كلسيم تبادلي تبديل محلول افزايش يابد، كلسيم

يعوامل. ي نواحي مرطوب از نظر رشد گياه اهميت زيادي دارد ها خاككلسيم در : انداز عبارتكه بر قابليت جذب كلسيم اهميت دارند

كلـسيم اشـباع وسـيله بـه درصد گنجايش تبـادل كـاتيوني كـه ،مقدار كلسيم قابل تبادل در شـرايطي كـه . ديگـر همـراه كلـسيم يها كانيمچنين نوع د و ه يي نوع كلو ، است شده

كننـده خـاك تعيـين ي مقـدار كلـسيم تبـادل ، در سطح رس يكسان باشد ها نكاتيونسبت متفاوت باشـد، اثـر ها نآكه درصد اشباع كلسيم كلسيم قابل جذب است ولي درصورتي

. تبادلي اهميت دارد كلسيم شدن نوع رس در آزاد . اين عامل بيشتر از كلسيم تبادلي است ،موريلونيـت آزاد شـود مثال براي آنكه مقدار كافي از اين كاتيون از كاني مونت عنوان به

كـه گنجـايش نيت كائولي كه درصورتي. درصد باشد 70يش از بدرصد اشباع كلسيم بايد درصد باشد مقدار كافي كلسيم آزاد 50 تا 40 اگر درصد اشباع ،تبادل كانيوني كمي دارد

). 6(شود مي

ي نواحي خشك ها خاككلسيم در

عمـده حـاوي كلـسيم هـستند، داراي حالليـت كـم يها كانيكربنات كلسيم و گچ كه هـاي در افق باشد ميي نواحي خشك كه با زندگي كم ها خاك در ها كاني اين .باشند مي

به مقـدار وجود دارد كه در آن كربنات كلسيم يا گچ اي ها زيرين منطق ينزديك به سطح درصد سـطوح تبـادلي 98يش از ب معموالًً، ها خاكدر اين ).6(فراواني تجمع كرده است

يي كـه حـاوي هـا خاك. بيشتر است 7 از ها ن آ pH و اند شدهدها از كلسيم اشباع ييكلويي كه حاوي سولفات كلـسيم يـا ها خاكي آهكي و ها خاكات كلسيم آزاد هستند، نكرب

). 6(شوند مي گچي ناميده يها خاكچپيسم هستند، شده و درصـد ي آهكي مقدار زيادي از كربنات كلسيم با خاك مخلوط ها خاكدر

وجود مقدار زيـادي كلـسيم . رسد مي درصد وزن خاك 40يش از باين تركيب گاهي تا و نيـاز است سبب بروز كمبود بعضي عناصر كم 7 الي با pH، كه توأم با ها خاكدر اين

ـ مـي مقدار زياد كربنات كلسيم در خـاك ن اصوالً. شود ميتثبيت فسفر گونـه هـيچ د تواننـد توان مـي ي نـواحي خـشك هـا خـاك . توليد محصول داشته باشد شدن اي با كم رابطه

كلسيم

179

ي قـدرت توليـد مك. هر نوع محصول را توليد كنند تقريباًًعملكرد خوبي داشته باشند و آبـي كم كنندهعوامل محدود . اطي ندارد ي ايران با ميزان كربنات كلسيم خاك ارتب ها خاك

ي آهكـي حتـي بـا داشـتن ها خاك .)6( است صخصتكاري م داني زارع و كم منطقه، كم ند بـا اجـراي مـديريت توان مي) درصد 40بيشتر از (درصدهاي بااليي از كربنات كلسيم

كربنـات هـا خـاك در ايـن . ي جهان داشته باشند ها خاكبهترين صحيح عملكردي نظير در پايـان ايـن . ت وجود دارد لسي يم از نظر شيميايي فعال نيست و در اندازه شن و كلس

ي اسـيدي بـه مراتـب ها خاكي توليد در ها ه بيان كرد كه مديريت و هزين توان ميبحث ).6(ي آهكي استها خاكبيشتر از

گياه دركلسيم

كه به شرايط ست،ا درصد وزن خشك گياه 5 تا بيشتر از 1/0مقدار كلسيم گياهان، بين كلسيم مورد نيـاز گيـاه بـراي رشـد بهينـه در . رشد، گونه گياه و اندام گياه بستگي دارد

نياز كلـسيم بـراي كننده فاكتور ديگري كه تعيين. باشد مي ها اي لپه كمتر از دو ها اي لپه تكم نياز كلـسي ). 17(باشد ميي ديگر در محلول خاك ها نكاتيو، غلظت باشد ميرشد بهينه

پايين بـودن . يابد مي، سديم يا پروتون افزايش آلومينيمبا افزايش غلظت فلزات سنگين، ي هـا آلـودگي هاي مربوط بـه پيـري سـريع و انيي تازه باعث ز ها همقدار كلسيم در ميو

هاي د در كاهش زيان توان مي ها هحتي افزايش مقدار كمي كلسيم در ميو . شود ميقارچي ). 17( باشدمؤثرهاي قارچي ع اختالالت انباري مانند پوسيدگياقتصادي مربوط به انوا

، آيـد مـي وجـود بهريستمي مي ها تكمبود كلسيم با كاهشي كه در ميزان رشد باف ي در حـال رشـد و هـا ه ابتدا در نوك ساق توان ميهاي كمبود را نشانه. شود ميمشخص

و در شوند مي و زرد دهند يم تغيير شكل ها تاين قسم . مشاهده كرد ها برگ ترين جوانـ . دچار سوختگي خواهد شد ها برگ شيهاتر ح مراحل بيشترفته ي متـأثر از ايـن هـا تباف

). 17(شوند ميي سلول، نرم ها هكمبود در اثر تحليل ديواري هـا خـاك ، زيـرا اغلـب دهـد مـي ندرت روي كمبود مطلق كلسيم به ها خاكدر

كمبـود غيرمـستقيم كلـسيم كـه در اثـر . معدني سرشـار از كلـسيم قابـل جـذب اسـت اختاللي است كه شود مياي ايجاد ي ذخيره ها ت كافي آن به ميوه و باف ررسيدن مقدا عدم

هـا ذكـر هـا و سـبزي مورد از اين اختالالت در ميـوه 35. شود مي بيشتر مشاهده معموالًً


180

ه تمـام ي اسـت كـ صـورت بـه و شود مي ناميده 1ه تلخ كدر سيب اين عارضه ل . است شدهاين عارضه در گوجـه فرنگـي و . شود مي سوخته كوچك پوشيده اي هسيب با نقاط قهو

شـدن ي كاهو و سـياه ها برگي تهاسوختگي ان . شود مي ناميده 2هندوانه سوختگي گلگاه .از عالئم كمبود كلسيم استنيز بخش دروني كرفس

دار كودهاي كلسيم

ي ايران هيچگـاه نيـازي بـه مـصرف ها كخا گفت توان ميدر مورد كودهاي كلسيم دار ي اسـيدي بـراي هـا خـاك در . عنصر غذايي نداشته و نخواهنـد داشـت عنوان بهكلسيم

.ي كلسيم استفاده كردها تسيليكا از كربنات كلسيم يا توان مياصالح خاك

1. Bitter Tip 2. Blosom end rot

فصل پانزدهم

منيزيم

رصـد پوسـته زمـين را د 1/2منيزيم كه . ترين عناصر پوسته زمين است منيزيم از فراوان كـه يها كاني. در بين كليه عناصر پوسته زمين در مرتبه هشتم قرار دارد دهد ميتشكيل

: انداز عبارتحاوي منيزيم هستند طـور بـه . موريلونيـت مونـت و ورميكوليتين، اوليوين، نتبيوتيت، دولوميت، سرپا

). 16(استي رسوبي ها سنگهاي آذرين مقدارمنيزيم كمتر از كلي در سنگي نـواحي هـا خاك. مقدار منيزيم خاك تابع اقليم، سنگ مادر و بافت خاك است

داراي باشـند مـي و داراي بافـت سـبك انـد شده تشكيلي آذرين ها سنگمرطوب كه از ي نواحي خشك با مواد مادري آهكي و ها خاك كه درحاليكمترين مقدار منيزيم هستند،

). 6(ار منيزيم هستندبافت سنگين، داراي بيشترين مقد 5/0ي شـني و هـا خاكدرصد براي 5/0 در محدوده ها خاكمقدار منيزيم اغلب

ي محلـول، تبـادلي و هـا لشـك منيزيم در خـاك بـه . ي رسي است ها خاكدرصد براي بيـشترين شـكل منيـزيم در خـاك . ادل هـستند عـ وجـود دارد كـه در حـال ت غيرتبادلي

كه ايـن باشد مي درصد كل منيزيم 5در حدود تبادلي منيزيم . است غيرتبادلي صورت بهسـاختن ايـن عنـصر شكل همراه با منيزيم محلول در آب، بيشترين اهميت را در فراهم

). 6(براي گياه دارد ايــن كــاتيون و شــركت آن در شــدن دار موجــب آزاد منيــزيميهــا كــانيگي يــدهواد تابع اقليم، سنگ مادر و بافـت ها خاك مقدار منيزيم در .شود مي مختلف شيميايي يها واكنش

و داراي بافـت شـده تـشكيل ذريـن آي هـا سنگي نواحي مرطوب كه از ها خاك. خاك است


182

ي نواحي خشك بـا سـنگ ها خاك كه درصورتي . داراي كمترين منيزيم هستند باشند ميسبك ). 6( منيزيم را دارندرمادر محتوي مقدار زياد منيزيم و بافت سنگين، حداكثر مقدا

مقايسه كلسيم و منيزيم در خاك

. اسـت هـا ن در مقـدار آ هـا ن و تفـاوت آ باشـد ميرفتار منيزيم در خاك شبيه به كلسيم ي مقـدار دهاي خاك و در بخش جامد خاك بـه ييمنيزيم در محلول خاك، در روي كلو

رقابليت جذب اين عنـصر نيـز ماننـد كلـسيم، تـابع مقـدا . كمتر از كلسيم موجود است تفـاوت فاحـشي بـين . د و كـاتيون همـراه اسـت ييبادلي، درجه اشباع منيزيم، نوع كلو ت

وقتي مقدار منيزيم تبادلي از . كلسيم و منيزيم تبادلي و اثر در پ هاش خاك وجود دارد ه بينقـش آن شـ و نيـز بـاالتر رود 5/8 پ هاش خاك ممكن است از ، حدي تجاوز كند

). 6(باشد ميسديم

ه گيادرمنيزيم

ي هـا نكاتيو وسيله بهد توان مي سرعت جذب آن . است Mg+2فرم قابل جذب منيزيم در گياه

بنابراين كمبـود منيـزيم . منگنز و يون هيدروژن كاهش يابد ،ديگر نظير پتاسيم، آمونيوم، كلسيم ). 17( وجود دارداي ه گستردصورت بهي ديگر ها نكاتيوناشي از رقابت با

. اتم مركزي مولكول كلروفيل اسـت عنوان به اصلي منيزيم ي سبز نقش ها برگدر درصدي از كل منيزيم كه به مولكول كلروفيل پيوند شـده بـه فراهمـي منيـزيم بـستگي

ي بـا فراهمـي بـاالي ها برگ درصد در 6اين بخش از مثال در گياه شبدر عنوان به. دارد ). 17(باشد ميي با كمبود منيزيم ها برگ درصد در 35منيزيم تا

درصد وزن خشك گياه 15/0 – 0 /35نياز گياه به منيزيم براي رشد مطلوب گياه گيـاهي تفـاوت هـاي گونـه ي كمبود منيزيم در بين ها هنشان. است ي رويش هاي بخشدر منيـزيم در گيـاه . گيـاهي وجـود دارد هـاي گونـه بين ي نيز يها تهر چند شباه . كند مي

و سـپس بـه شـود مـي رتـر شـروع يي پ هـا بـرگ از تحرك دارد و كمبود منيزيم هميشه ولي در مـوارد شوند مي زرد ها برگرگدر كمبود منيزيم . كند ميي جوان سرايت ها برگ

برند، سخت و يي كه از كمبود منيزيم رنج مي ها برگ .شوند ميشديد اين نواحي سوخته .)17(دارد ي فرعي پيچ برميها برگشكننده هستند و

منيزيم

183

ايـن عالئـم ويـژه . ريزنـد بود منيزيم اغلب زودتر از موقع مـي ي دچار كم ها برگ . ه كمبود منيـزيم تفـاوت دارد ن نشا ها اي لپه در تك . است اي هتعداد زيادي از گياهان دولپ

در غالت در قاعده برگ . شود ميرتر شروع يي پ ها برگ عالئم كمبود از ها اي لپهمانند دو كـه در زمينـه زرد روشـن بـرگ مـشخص ودشـ ميغالت، ابتدا نقاط سبز تيره مشاهده

ي نـواري ظـاهر ها ه لك ها ن بيشتر زرد و روي آ ها برگدر مراحل كمبود شديدتر، . است ). 17(دهد مي از نوك برگ روي سوختگي مخصوصاً. شود مي

ي مبتال به كمبـود منيـزيم، ها برگ در ،پروتئينبا توجه به نقش منيزيم در ساختن ـ در گياهـان . يابـد ميي افزايش پروتئين و ازت غير ي كاهش پروتئينبخش ازت ا كمبـود ب

زميني و همچنين وزن دانـه ي سيب ها ه نظير غد اي هي ذخير ها تمنيزيم مقدار نشاسته باف ). 17(يابد ميغالت كاهش

ه از كـ در حيوانـاتي Grass tetany بيمـاري عـث بودن منيزيم در علوفـه با اكافين منيـزيم كـاربرد وسـيله بـه افزايش در مقدار منيزيم علوفه .شود مي كنند ميعلوفه تغذيه

). 17(بردن اين بيماري است روش مناسبي براي ازبين

دار كودهاي منيزيم، مـصرف دهـد مـي ي ايـران را تـشكيل هـا خـاك ي نواحي خشك كه بيشتر ها خاكدر

خـصوص در هال ب شمكبات مردر ايران در . ندارد اي ه كود سابق عنوان بهتركيبات منيزيم از تـوان مـي در صورت نياز . باشد ميي ممكن است نياز به كودهاي منيزي ني ش ها خاك

). 6(سولفات منيزيم استفاده كرد

فصل شانزدهم

نياز عناصر كم

عناصـر پـر . شـوند مي و پرنياز تقسيم نياز كمبراساس مقدار مورد نياز، عناصر به عناصر

عناصـر . شـوند مي گياهان مصرف وسيله بهر مقادير زيادي د نياز كمنياز برخالف عناصر .باشند مي آهن، منگنز، مولبيدن و روي ، براي گياهان، بر، كلر، مسنياز كم

بعـضي از گياهـان مـورد نيـاز وسـيله بهعناصر معدني ديگر كه به مقدار كمتري يكـل بـراي ن دهـد مـي شواهدي وجود دارد كـه نـشان . ، نيكل و كبالت هستند باشند مي

عنصر ضـروري از آن نـام عنوان به و در بعضي منابع باشد ميبعضي از گياهان ضروري ، ولي مـورد نيـاز باشد مي نياز ها باكتري وسيله بهاي تثبيت ازت بر كبالت .است شدهبرده

امـا ،باشـد مـي اگرچه كبالت براي رشد بعضي از گياهـان مـورد نيـاز . باشد ميگياهان ن در آينـده احتمـاً ). 17(رنون واستوت جـزء عناصـر ضـروري نيـست براساس تعريف آ

تجزيه دستگاهي، عناصر هاي روش توسعه تكنيكهاي كشت در محلول و توسعه دليل به . ديگري كشف خواهد شدنياز كم

. باشـند مي كلر فلز و به جز بر نياز كم فيزيكوشيميايي عناصر هاي ويژگيبراساس در مقادير كمتري مورد نياز گيـاه نياز كم اگر چه عناصر ذكر اين نكته ضروري است كه

. بر توليد محصول كمتر از عناصر پر نياز نيستها ن آتأثير، باشند مي : به داليل زير در دنيا گسترش يافته استنياز كمكمبود عناصر

ي هـا مي متمركـز و رقـ هـا ت بـه واسـطه كـش نياز كمافزايش تقاضاي عناصر .1 .پرمحصول

. يي كه مقدار عناصر غذايي كم استها خاكتوليد محصول در .2


186

نيـاز كـم افزايش استفاده از كودهاي با درجه خلوص باال كه مقدار كمتـري عناصـر .3 . دارند

.هاي گياهي كاهش استفاده از كودهاي حيواني، كمپوست و مانده .4 . كم است ها نآدر نياز كميي كه ذخيره عناصر ها خاكاستفاده از .5 فاكتورهاي طبيعي و انساني كـه قابليـت اسـتفاده عناصـر را محـدود و ايجـاد .6

). 14(كند ميي يتعادل بين عناصر غذا عدم خـاك، گيـاه و فاكتورهـاي هـاي ويژگـي تأثير تحت نياز كمقابليت جذب عناصر

هاي فراينـد و يـاز ن كم حاوي عناصر يها كاني ، مواد مادري . باشد ميميكروبي و محيطي ـ دار تأثير نياز كمتشكيل خاك بر قابليت جذب عناصر ـ . دن ـ در تعيـين روا مـد از جا ف ط ب

قابـل جـذب در خـاك از نياز كمعناصر. اهميت دارد ها خاكحالليت عناصر غذايي در ، بـرف و ها ننظير گازهاي حاصل از آتشفشا (هاي طبيعي فرايندهواديدگي مواد مادري،

ددو (رشبـ ي هـا تو فعاليـ ) ها لي آبي، گردوغبار و آتش سوزي جنگ ها لروسوئباران، آ ـ كـش، كودهـا و لجـن كودهـا، آهـك، آفـت كـردن اضـافه ، هـا لكارخانجات و اتوموبي

ين در چنو هم ) اوليه و ثانويه يها كانينظير ( در فازهاي جامد نياز كمعناصر ). فاضالب محلول صورت به در خاك ازني كم درصد عناصر 10حدود . اند شده جذب ها رسسطح

ـ . و تبادلي كه قابل استفاده گياه است وجود دارد ي هـا تتغييرات دمـا، رطوبـت و فعالي ). 8(دهد مي در فازهاي مختلف را تغيير نياز كمها و توزيع عناصر غلظت، شكلانساني بر قابليـت خاك شديداً مواد آلي واكنش خاك، وضعيت اكسيداسيون و احيا خاك و ترتيـب به نياز كم خاك براي جذب عناصر مواد آلي اهميت . دارند تأثيرعناصر غذايي جذب

Cu<Zn<Mn يگانـدهاي آلـي و ل وسـيله بـه ي در خاك زلف نياز كمبيشتر عناصر . باشد مي بـا ويژه به مواد آلي ي پايداري با ها كمپلكس روي و منگنز، ،مس. شوند ميمعدني كمپلكس

بـراي گياهـان كـاهش هـا نكسيليك تـشكيل و قابليـت جـذب آ وليك و كربو ن ف يها گروه ). 8(يابد مي

ي جهان ها خاك در نياز كموضعيت عناصر مـواد مواد مادري، مقـادير و شـكل تأثير تحت ها خاك در نياز كممقدار و توزيع عناصر

، توزيع انـدازه ذرات، يشناس خاك، كاني اكسيداسيون خاك، واكنش خاك، وضعيت آلي


187

ميكروبـي، هـاي فرايند، كشت و كشي زه تشكيل خاك، هاي فراينداك، سن خاك، افق خ ). 14(باشد ميشر بي ها تطبيعي و فعالي

ي سطحي بيشترين مقدار و با عمق خـاك ها خاك در نياز كممقدار عناصر غذايي ،باشـد مـي بـاال نسبتاً ها خاك در نياز كمعليرغم اينكه غلظت كل عناصر . يابد ميكاهش

ي مختلف جهان ها خاككمبود اين عناصر در تعداد زيادي از محصوالت رشد كرده در ي عـاري ها خاك ميليون هكتار از 95/3 كه است شده مشخص كامالً. است شدهگزارش

ايـن نـواحي اسـترس % 14از يخ دنيا داراي استرس عناصر براي گياهـان هـستند و در ايـن اسـت عناصـر نياز كمبود عناصر غذايي داليل كم . وجود دارد نياز كمعناصر غذايي

بـه عـالوه افـزايش توليـد . شـوند مـي كود به خاك اضـافه ن صورت به مرتب صورت به، كـاهش هـا خـاك دادن واسطه شستشو، آهك به نياز كممحصول، از دست رفتن عناصر

استفاده از كودهاي دامي در مقايـسه بـا كودهـاي شـيميايي و افـزايش درجـه خلـوص ن عناصـر گـسترش بيـشتري نهـا ، كمبود پ نياز كمشيميايي بدون افزودن عناصر كودهاي

.)14(يافته است و دامنـه غلظـت ايـن 1-16 در جـدول نيـاز كم مختلف حاوي عناصر يها كاني

. است شده آورده 2-16 و گياهان در جدول ها خاكعناصر در

)14(نياز كم اصلي حاوي عناصر يها كاني1-16جدول

كاني عنو عنصر

ــوراكس، )آبدار(ها تبورا بر ــت و بـــ كرنيت،كولمانيـــ

اولكسيت

لودويجيت و كوتويت )بدون آب(ها تبورا

تورمالين و آكسينيت ها تسيليكابورو

KCl سيلويت كلر

KClMgSO4.3H2O كاينيت

K2SO42MgSO4 النگبينيت

ماالشيت و آزوريت ها تكربنا مس

كوپريت و تنوريت اكسيدها

شالكوسيت و كووليت سولفيدهاي ساده

شالكوپيريت، بورنيت و ديجنيت سولفيدهاي پيچيده


188

1-16 جدول ةادام

كاني نوع عنصر

سيدريت ها تكربنا آهن

هماتيت، گوتيت، مگنتيت اكسيدها

پيريت سولفيدها

جاروسيت ها تسولفا

رودوكروسيت ها تكربنا منگنز

و هاسمانيتپيرولوسيت اكسيدهاي ساده

براينيت اكسيدهاي پيچيده

رودونات ها تسيليكا

ايلسمانيت اكسيدها موليبدن

وولفنيت ها تموليبدا

اسميت سونيت ها تكربنا روي

اسفالريت سولفيدها

همي مورفيت ها تسيليكا

ف در خاك و گياه و كاش ها ن و دامنه غلظت آ نياز كم فرم قابل جذب عناصر 2-16جدول )14(بودن ضروري

دامنه غلظت در گياه

)گرم در كيلوگرم ميلي(

غلظت در خاك

)گرم در كيلوگرم ميلي(

عنصرفرم قابل

جذب كفايت بحراني

نرمال سميت

بحرانيكاشف

بودن ضروري

H3BO3،BO3 بر-

، B4O7-2

10< 100-10 200-50 150-2 25-15 K. Warington(1923)

Cl- 2000< 20000-2000 2000> 900-20 200-70 T.C. Broyer et al كلر(1954)

مسCu+2 5-3 20-5 100-20 250-2 125-60

A.L. Sommers، C.B.

Lipman، and G.

Mackinney (1931)

Fe+3 آهن،Fe+2 50< 250-50 1000> 500000-200 J. Sachs (1860)

Mn+2 20-10 300-20 500-300 10000-7 3000-1000 J.S. Mc Hargue منگنز(1922)

MoO4 موليبدن2- 1/0< 5/0-1/0 50-10 40-1/0 13-2 D.L. Amon and C.B.

Lipman (1926)

Zn+2 20-15 100-20 400-100 900-1 400-70 P.H. Brown et رويal.(1987)

بر

10گـرم بـر كيلـوگرم بـا ميـانگين ميلـي 100 تا 2 از حدود ها خاكدامنه غلظت بر در


189

. باشـد مـي B(OH)3 يـا H3BO3 صـورت بـه بر عموماً . باشد مي كيلوگرم در گرم ميليشـده از رسـوبات ي تشكيل ها خاكي آذرين نسبت به ها سنگشده از ي تشكيل ها خاك

ي گرانيـت، آذريـن و هـا سـنگ از شـده تـشكيل ي ها خاك. ي حاوي بر كمتري است بآ هوا ديده، شديداً معموالًًبر كم ي با ها خاك. باشند ميير ق و دگرگوني از نظر بر ف ياسيد

كـاني صـورت بـه دگرگـوني وي اسـيدي ها سنگدر . عمق هستند با بافت درشت و كم خـاك بـا وسـيله بـه جذب بـر . قابل جذب گياه نيست راحتي بهورمالين وجود دارد و ت

شـده در جـذب بـر رمقـدا . يابـد مـي قدرت يوني افزايش و افزايش واكنش خاك، دما مثال رس عنوان به. يابد مي رس افزايش ر مقدا شدن با زياد معموالًًفت ريز ابي با ها خاك ). 17و14(كند مير بيشتري جذب بيت ل نسبت به ايموريلونيت مونتهر چند كـه اثـر . باشد مي P<MO<S صورت به بر جذبي رقيب بر ها نيواثر آن

. صاصي هـستند اختـ ي جـذب بـر عمومـاً هـا ل مح دهد مي كه نشان باشد ميرقابتي كم ، هيدروكسيدهاي منيـزيم، آلومينيم آهن و اكسيدهاي ،ها خاك بر در كننده جذبسطوح

توزيـع بـر بـين محلـول خـاك و . باشـند مي مواد آلي رس، كربنات كلسيم و يها كاني آلـي مـاده ويي اكسيدها، مقـدار زگس ، رس يها كاني نوع تأثير تحت كننده جذبسطوح

جـذب بـر ايـن فاكتورهـا بـر . باشـد ميتبادلي و شوري ي ها نيو ،خاك، واكنش خاك زيـاد و آلـومينيم اكسيدهايي واحي ها خاكقابليت جذب بر در . دارندتأثير ها خاكدر صـورت بـه بـر در خاك . يابد ميي حاصل از خاكسترهاي آتشفشاني كاهش ها خاك در

. شـود مي خارج شستشو از خاك وسيله به آساني بهزه وجود دارد و غيريونيي ها لمولكو ). 14(د وجود داشته باشدتوان ميخشك سميت بر در نواحي خشك و نيمه

كلر

ي تبادلي ها ل مح وسيله بهكلريد در خاك . يون كلريد وجود دارد صورت بهكلر در خاك هـاي كود صـورت بـه معموالًًكلر . شود مي از خاك شسته آساني به و شود مي ن نگهداري

). 14(شود ميي آبياري به خاك اضافه ها بآگي، آب دريا و دامي و شيميايي، بارند

مس ي هـا خـاك در معمـوالًً مـس . رس خاك وجـود دارد و سيلت هاي بخش در مس غالباً


190

دامنه غلظت . آهن وجود دارد اكسيدهايي اسيدي در ها خاك و در ها تكربنا يي در اقليگـرم در كيلـوگرم ميلي 30نگين گرم در كيلوگرم با ميا ميلي 100 تا 2 از ها خاكمس در

ي آذرين اسيدي و آهكي ها سنگسنگ، شن، ماسه شده از ي تشكيل ها خاكدر . باشد ميي بـازي هـا سـنگ شده از رس و ي تشكيل ها خاك كمبود مس وجود دارد ولي در غالباً

مقـدار مـس قابـل جـذب كـم معموالًًي آلي ها خاكدر ). 14( مس وجود ندارد معموالًً كمبود مس را نـشان معموالًًي آلي به زير كشت برده شوند گياهان ها خاك وقتي. است

). 14( 1شود ميه بيماري اصالح گفته ض كه به اين عاردهند مي

آهن

در خـاك از كـل دامنه غلظت آهـن . باشد مي در ليتوسفر نياز كمترين عنصر آهن فراوان در كيلـوگرم گـرم ميلـي 38000گـرم در كيلـوگرم بـا ميـانگين ميلي 000/500 تا 7000

ي فـرو منيـزيم هـا تسيليكاهاي بيشتر آهن در پوسته زمين به شكل كاني ). 14(باشد ميدر طول هواديدگي، آهن به شكل اكسيدها يـا هيدروكـسيدهاي آهـن رسـوب و . است

كمبـود آهـن در گياهـان . گيرد مي سيليكاته ثانويه قرار يها كانيبخش كمي از آهن در در نواحي ويژه بهي غيرآهكي با بافت درشت، ها خاكي آهكي و ها خاك در هرشد كرد

د در گياهـان توان ميهرچند كمبود آهن همچنين ). 17(خشك وجود دارد خشك و نيمه نزديكـي ةكمبود آهن همچنين رابطـ . ي اسيدي وجود داشته باشد ها خاكرشد كرده در

خاك، مواد آلي نش باالي خاك، واك. هاي محلول در خاك دارد كلسيم و نمك با كربنات باعث كاهش آهن قابل جذب ها خاككربنات و كلسيم باال در بعضي كلسيم، بي كربنات

ش، كـشورهاي شـرق دپا، شرق هنـد، بـنگال وكمبود آهن در نواحي مختلف ار . شود مي ). 14(فريقا و بيشتر كشورهاي خاورميانه از جمله ايران وجود داردآ

الت، تركيه، زامبيا، مكزيـك، انـدونزي، كـشورهاي م ر نواحي از با آهن كم د يها خاك سـميت (زيادي آهن . است شدهآمريكاي مركزي و جنوبي و در جنوب غرب استراليا گزارش

پـين و يي اسيدي چين، ويتنام، تايلند، برمه، بنگالدش، سريالنكا، مـالزي، فيل ها خاكدر ) آهني اسيدي كشورهاي ها خاكان رشد كرده در سميت آهن در گياه . است شدهاندونزي گزارش

). 14(است شدهرالئون گزارش يآفريقايي سنگال، گامبيا، ليبريا و س

1. Reclamation disease


191

منگنز دامنه غلظت منگنز در خاك از حدود . منگنز دهمين عنصر فراوان در پوسته زمين است

). 16(باشـد مـي در كيلوگرم گرم ميلي 600 با ميانگين كيلوگرمگرم در ميلي 3000 تا 20 و معدني و در مواد آلي شده در سطح اوليه و ثانويه، جذب يها كانيمنگنز در خاك در

ي آذريـن هـا سـنگ ي بلوري و ها ليشده از ش ي تشكيل ها خاكدر . محلول خاك وجود دارد و از بازالـت، سـنگ آهـك شده تشكيلي ها خاكدر كم و شدن اسيدي مقدار منگنز قابل احيا

و ني سـول نـسپت ي اي هـا خـاك در گيـري عصارهمقدار منگنز قابل . است منگنز باال رشيل مقدا يي كه مقدار منگنز ها خاك. سول زياد است اكسي سول و تيلي او ها خاكي سول كم و در تور

:)14( كمتر از حد كفايت است شاملها نقابل جذب آ ادري آهكي از مواد مشده تشكيلي آبرفتي ها خاكعمق، آلي، باتالقي و ي كمها خاك .1ي آهكـي هـا خـاك ، مـواد آلـي ضعيف و مقـدار زيـادي كشي زه باي آهكي ها خاك .2

. اند شده كشت چمنزارها كه اخيراً با آهك شده ي اسيدي اصالحها خاك .3

.ي كممي شني اسيدي با مقدار منگنز بوها خاك .4

كـشي زه بـا ي درشـت بافـت و هـا خـاك كمبود منگنز در گياهان رشد كـرده در ي آمريكاي مركـزي، بوليـوي و برزيـل ها خاكهاي بزرگ آمريكا و در تشدضعيف و

ـ آلـي ي ها خاكدر اروپا كمبود منگنز در گياهان رشد كرده در . است شدهگزارش ، تپيكمبود منگنز در . است شده گزارش اي هي جنگلي قهو ها خاكي درشت بافت و ها خاك

شـرق و غـرب خشك چـين، هنـد، جنـوب يمهي نواحي ن ها خاكگياهان رشد كرده در سميت منگنـز . است شدهفريقا گزارش آاستراليا، كنگو، نيجريه و ديگر كشورهاي غرب

ي جهـان گـزارش هـا ت كمبود منگنز بيشتر اسـت در بعـضي از قـسم زكه اهميت آن ا ). 14(است شده

موليبدن

غلظت موليبـدن از حـدود دامنه .باشد مي در پوسته زمين نياز كمموليبدن كمترين عنصر گياهـان كـه . باشـد مي در كيلوگرم گرم ميلي 2 در كيلوگرم با ميانگين گرم ميلي 5 تا 2/0

از شده تشكيلي ها خاكي اسيدي و ها خاك در معموالًً دهند ميكمبود موليبدن را نشان


192

از يي كه اه خاكدر استراليا كمبود موليبدن در .اند مواد مادري با موليبدن كم، رشد كرده )آلـي (ي تـ ي پي هـا خـاك در. وجـود دارد اند شده تشكيلي، بازالت و گرانيت بي رسو ها سنگ

). 14( موليبدن باال استر مقدامعموالًً ضعيف كشي زه ي باها خاكقليايي و

و كنـد مـي موليبدن بيشتري جـذب آلومينيماكسيدهاي آهن نسبت به اكسيدهاي كائولينيـت >ابليـت > موريلونيـت مونـت : ترتيـب بـه ، هـا رس وسيله بهجذب موليبدن

كـم محلـول تـشكيل ظرفيتي سه خوب موليبدات آهن كشي زه ي با ها خاك در .باشد مي كشي با زه ي ها خاك در .، بنابراين حالليت موليبدن و قابليت جذب آن كم است شود مي

. شـود يم باعث افزايش قابليت جذب موليبدن دوظرفيتيضعيف تشكيل موليبدات آهن انـد ي با مقدار باالي موليبدن رشـد كـرده ها خاكدر غرب آمريكا گياهاني كه در

). 14(شود مي ها مدر دا) كمبود مس (1يماري موليبدنوزيزبتجمع موليبدن سبب

روي ـاك درصـد 50در حدود . باشد ميكمبود روي در جهان مشكل اصلي در توليد محصول ـا خ ي ه

ـا نـه ايـن امـر .باشند مي مقادير روي قابل جذب كم ،ي توليد غالت ان برا جهاستفاده شده در تنهغلظـت كـل ). 14(دهـد مـي باعث كاهش محصول دانه بلكه كيفيت غذايي محصول را نيز كاهش

). 16(باشـد مـي گرم در كيلـوگرم ميلي 50 با ميانگين گرم ميلي 300 تا 10 در دامنه ها خاكروي در ـا در ،واحي گرمـسيري و هـم در نـواحي معتـدل وجـود دارد ي با كمبود روي هم در ن ها خاك ام

در چين كمبود . وجود دارد اي ه گسترد صورت بهكشورهاي مديترانه نظير تركيه و در غرب استراليا تـسه گنـ هكي، بياباني و مزارع برنج در مسير رودخانه يا آي ها خاكروي در گياهان رشد كرده در

ـا لسـو در گياهان رشد كـرده در آلفـي در آفريقا، كمبود روي . وجود دارد ـا لسـو اولتـي ،ه و در هدر آسيا كمبود روي . ه وجود دارد وزيمبا ه، سيرالئون، سودان و يني با روي كم در نيجريه، گ ها خاك

ـا كمبـود روي در . خشك وجـود دارد ي خشك و نيمه ها خاكدر گياهان رشد كرده در در آمريكـا خاك خوب و در كشي با زه ي اسيدي ها خاكي شني، ها خاك ـنگ شـده از ي تـشكيل ه ـا س ي ه

در . وجـود دارد اي ه گـسترد صـورت بهدر برزيل كمبود روي . شرقي وجود دارد فسفاته در جنوب ).14( استنياز كمترين كمبودهاي عناصر ايران نيز كمبود روي يكي از شايع

1. Molybdenosis


193

نياز كماثر فاكتورهاي خاكي بر قابليت جذب عناصر قابليـت ، دمـا و رطوبـت بـر مواد آلـي تورهاي خاكي نظير واكنش خاك، تعدادي از فاك

و تاوفـ غـذايي مت عناصـر اثر اين فاكتورها بر .دن دار تأثير نياز كمجذب عناصر غذايي نيـاز كـم قابليت جذب عناصـر . همچنين اثر فاكتورها بر هر عنصر غذايي متفاوت است

بـين غلظـت دو عنـصر كه طوري به ،ندشو مي كنترل اي ه فاكتورهاي خاكي مشاب وسيله بهيك مثـال از ايـن همبـستگي، همبـستگي . خوبي وجود دارد همبستگيغذايي يا بيشتر

قابليت جذب هر دو عنـصر موليبـدن و . دار منفي بين موليبدن و منگنز وجود دارد معني منگنـز در گياهـان بـا افـزايش كـه درحالي. واكنش خاك است تأثير تحت منگنز شديداً

و كمبـود هـر دو عنـصر در يـك يابد ميش افزاي، موليبدن يابد ميكنش خاك كاهش وا ). 14(ي موليبدن همراه است و بر عكسدزيا با كمبود منگنز غالباً. خاك وجود ندارد

واكنش خاك

نيـاز كـم واكنش خاك برحالليت، غلظت در محلول خاك، شكل يوني و تحرك عناصر يـك قـانون قابليـت عنـوان بـه . دارد تأثير ها نليت جذب آ و در نتيجه بر قاب ها خاكدر

جذب بر، مس، آهن، منگنز و روي با افزايش واكنش خـاك كـاهش و قابليـت جـذب ويي اكسيدهاي خـاك جـذب زگ بر سطح س معموالًًاين عناصر . يابد ميموليبدن افزايش

آن تـأثير ك و ر واكنش خـا ي با تغينياز كمر غلظت عناصر ي تغي 3-16در جدول . شوند مي ). 14(است شده آورده نياز كمبر قابليت جذب عناصر

بر باشـد مـي كـه مناسـب رشـد محـصول هـا خـاك pH است كه در نياز كم عنصر تنهابر افزايش جـذب دليل بهبا افزايش واكنش خاك . ه وجود دارد زغيريوني مولكول صورت به

نيم، قابليت جـذب بـر كـاهش يي سطحي آهن و آلوم ها ل رس و هيدروكسي وسيله بهبر و قابليـت باشـد مـي 5/7 تا 5/5بيشترين قابليت جذب بر در واكنش خاك بين .يابد مي

). 14(يابد مي بيشتر و كمتر از اين دامنه كاهش pHجذب آن در خـاك ناحيـه وي و د موريلونيت مونتي كائولينيني، ها خاكات ديگر، در عدر مطال pH 10 به ماكزيم رسـيده و از pH 10 -8افزايش و در 8تا pH 3 جذب بر از ،خشك


194

تثبيـت فراينداين . يابد مي كاهش دادن قابليت جذب بر در اثر آهك .فت كاهش يا 12تا عمـل كننـده جـذب يك سطح عنوان بهدر اين شرايط كربنات كلسيم . شود ميناميده بر

ي اسيدي آهك ها خاكگياهان رشد كرده در در در نتيجه كمبود بر ممكن است ،كند مي ). 14(داده شده ديده شود

)14( در خاك و جذب گياهنياز كماثر واكنش خاك بر غلظت عناصر 3-16جدول

جذب/ بر غلظتتأثير عنصر

. قابليت جذب ايـن عنـصر عمومـا كـم اسـت . افزايش واكنش خاك مناسب جذب بر است بر

.يابد ميا كاهش شديد7 بيشتر از pHقابليت جذب بر توسط گياه در

ـيديته . شـود مي نگهداري خاك وسيله به اسيدي و نزديك خنثي pHيي با ها خاككلر در كلر ـا افـزايش اس ب

ـاك وسيله به ويژه بهخاك مقادير قابل توجهي كلر ـا خ ـا ني نـواحي گـرم و مرطـوب كـه در آ ه ـاني ه ك

ـيله به خاك عموما جذب كلر pHافزايش . شود ميكائولينيت غالب است جذب ـان را افـزايش وس گياه

.دهد مي

در Cu+2 حالليـت pH وابسته است، و به ازاي هر واحـد افـزايش در pHشديدا به Cu+2حالليت مس

.يابد مي كاهش pHجذب مس توسط گياه نيز با افزايش . يابد مي مرتبه كاهش 100محلول

مرتبـه كـاهش 100 و 1000 رتيـب ت بـه pHفعاليت آهن فريك و فروس به ازا هر واحد افـزايش در آهن

.يابد مي كاهش pH گياهان با افزايش وسيله بهي با تهويه خوب جذب آهن ها خاكدر بيشتر . يابد مي

pH است و غلظت آن به ازا هر واحد افـزايش در Mn+2گونه يوني منگنز در محلول بيشتر منگنز

ـ مـي ت منگنز دوظرفيتي ي شديدا اسيدي، فعالي ها خاكدر . يابد مي مرتبه كاهش 100 د بـه توان

. در گياهان حساس ايجاد سميت كندكه طوري بهاندازه كافي باال رفته

MoO4 2/4 باالي pHدر موليبدنـا افـزايش وسيله به غالب است و غلظت اين گونه و مقدار جذب شده 2- گياه ب

pH موليبدن محلول در آب چنانچه . يابد مي افزايشpH افزايش يابـد، شـش مرتبـه افـزايش 5/7 تا 7/4 از

. استpH هيدروكسيل دليل افزايش موليبدن محلول با افزايش وسيله به موليبدن شدن جانشين. يابد مي

100 فعاليـت روي pH است و به ازا هر واحد افزايش در pHفعاليت روي شديدا وابسته به روي

.دياب ميدر نتيجه جذب روي نيز كاهش . يابد ميمرتبه كاهش

كلر

ي تبـادلي هـا لي اسيدي تا خنثي با قـدرت كمـي توسـط محـ ها خاكيون كلر فقط در از خـاك شـسته آسـاني بـه كلريـد . جذب كلر ناچيز اسـت pH 7 و در شود ميجذب

ي تـأثير گفـت واكـنش خـاك بـر قابليـت جـذب كلـر تـوان مـي كلـي طور به .شود مي ).14(ندارد


195

مس تـا 4 از pH مثال، افزايش عنوان به .يابد ميزايش جذب اختصاص مس اف pHبا افزايش

اكسيدها وسيله به مس در تركيبات معدني جذب و .شود مي سبب افزايش جذب مس 7 سبب هيدروليز مـس 6 بيشتر از pHافزايش . شود ميو هيدروكسيدهاي خاك محبوس

ع مـس بمنـا . شود مي مواد آلي رسي و يها كاني وسيله بهشده كه سبب جذب قويتر مس pHبراي مركبات بسيار سمي بوده و غلظـت مـس بـا افـزايش ) تبادلي ( بسيار محلول

ـ مـي ي اسيدي ها خاك دادن آهك. يابد مي كاهش اي مالحظه قابل طور به 5/6باالي د توان اولـين تركيبـي اسـت كـه سـبب جـذب مـس شـده و آلي ماده. سبب كمبود مس شود

ـ افـزايش يابـد كلو pHچنانچـه . كنـد مي ايجاد كمپلكس راحتي به دهاي آلـي بـا وزن ييـ ميمولكولي زياد كاهش كه در نتيجه سطوحي كه د مـس را جـذب كنـد افـزايش توان

). 14(يابد مي

آهن آهـن در . يابـد مي مرتبه كاهش pH 1000 هر واحد افزايش در ازاي به ظرفيتي سهفعاليت آهن

وجـود ) ظرفيتـي سهآهن (3و ) تيدوظرفيآهن ( 2 ،)آهن فلزي ( صفر اكسيداسيوني ها تحال 5 بـه بيـشتر از pHاكـسيد و چنانچـه دوظرفيتـي در شرايط اسيدي آهن فلزي به آهـن . دارد

ي اسـيدي آهـن هـا خـاك در . شود مياكسيد ظرفيتي سهبه آهن دوظرفيتي آهن ،افزايش يابد آهن حالليت اكسيدهاي . قابل جذب گياه است راحتي به احيا كه دوظرفيتي به آهن ظرفيتي سه

وجـود دارد كـه 5/8 تـا pH 5/7كمترين حالليت آهن در . كنند مي را كنترل ها خاكآهن در ي بـا تهويـه خـوب هـا خـاك درحالليت آهـن . ي آهكي است ها خاك بسياري از pHدامنه

ريزوسفر براي افزايش pHكاهش . شود مي كنترل ظرفيتي سه و رسوب آهن شدن حل وسيله به اسـيد باعـث كننـده با كودهاي ايجاد FeSO4كاربرد . است مؤثر گياهان لهوسي بهجذب آهن

).14(شود ميافزايش قابليت جذب آهن براي گياهان

منگنز

تـأثير ، اكسيداسيون و احيـا منگنـز در خـاك شدن واكنش خاك بر حالليت، جذب، آزاد . يابـد يمـ غلظت منگنز محلول خاك و قابليـت جـذب آن افـزايش pHبا كاهش . دارد


196

زيـاد اسـت، 2/5متـر از ك pHمنگنز تبادلي كه شكل قابل جذب بـراي گيـاه اسـت در هاي آلي و اكسيدمنگنز كه قابليت جذب آن بـراي گيـاه كـم اسـت در ل شك كه درحالي

pH ي افزايش ندر يك خاك ش . باال بيشتر استpH سبب افزايش بخش آلي منگنز شد . كه باعث ايجاد ) 5 كمتر از PH( بيشترين م خاك ك pH در Mn+2 به Mn+4كاهش

pHبـه عـالوه بـا افـزايش . شـود مـي اس حـس گيـاهي هاي گونهي از دداتعسميت در سـطوحي كـه منگنـز امـر ايـن . يابـد مـي زياد كاهش ي آلي با وزن مولكولي ها لمولكو

ي با تهويه خوب ها خاكمنگنز محلول خاك در . دهد ميد را افزايش كند جذب توان مي قابليت جذب منگنز و آهن در .يابد مي مرتبه افزايش PH 6/1اي هر واحد كاهش در بر

).14(ي ماندابي بيشتر استها خاك محدود يا كشي زه باشرايطي

موليبدن .يابـد مـي افـزايش pH است كه قابليت جذب آن با افزايش نياز كم عنصر تنهاموليبدن

ايـن . شود هزيرمد در محلول پلي توان مي دارد كه وجود) MoO4-2(موليبدن به شكل موليبدات ي ها خاكد قابليت جذب موليبدن در بعضي از توان مي تشديد كه شدن اسيدي وسيله بهشرايط

بـا و موليبد يـك اسـيد CaMoO4 با فرمول حالليت موليبدات كلسيم . اسيدي را كاهش دهد اكـسيد آهـن وسيله بهليبدن جذب مو . يابد مي خاك افزايش pH با افزايش H2MoO4 فرمول

اكسيدهاي آهن وسيله بهجذب موليبدن . يابد مي افزايش pH با كاهش 8/7 تا pH 5/4در رنج PH 8 شـود كـاهش و در 5 بيـشتر از pHم و چنانچـه م مـاكزي 5 كمتـر از pH در آلومينيمو

بـا يمآلـومين اكـسيدهاي آهـن و وسـيله بـه جذب موليبدن . جذب موليبدن كم يا وجود ندارد خاك سبب افزايش حالليت موليبدن و مقدار قابل جـذب آن دادن كاهش و آهك pHافزايش

5 تـا pH 4 در آلـومينيم اكسيدهاي آهن و وسيله بهم جذب موليبدن مبه عالوه ماكزي . شود مي pH است كه با افزايش pH 5/3ميك اسيد در و ه وسيله به جذب موليبدن مم ولي ماكزي ،است

اكسيدهاي وسيله بهي متفاوت جذب موليبدن ها م مكانيس دهنده نشانه جتيناين . يابد ميكاهش ). 14(ميك اسيد استو و هآلومينيمآهن و

روي . باشـد مـي بيشتر از هر ويژگـي ديگـري ها خاك خاك در كنترل تحرك روي در pH اهميت


197

دليـل بـه معموالًً كه چنين كاهشي دهد مي قابليت روي براي گياه را كاهش عموماً pHافزايش هيدروكـسيد هـاي وسيله به بيشتر شود، روي 5/5 از pHچنانچه . باشد ميجذب بيشتر روي

شـدن حـل دليـل به 7شتر از ي ب pHدر بعضي مواد، در . شود مي و منگنز جذب آلومينيمآهن، روي در محلـول افـزايش شـدن و افـزايش كمـپلكس +ZnOH و همچنين تـشكيل مواد آلي

مرتبـه كـاهش pH 30روي به ازاء هرواحـد افـزايش در غلظت 7 تا pH 5در دامنه . يابد مي جذب دهنده نشان كه شود مي بر مس ترجيح داده ي تبادلي ها لجذب روي توسط مح . يابد مي

ي با كمبود ها خاكبودن غلظت روي در جذب روي دليل اصلي پايين . ي روي است صاصتخا تغيير غلظـت وسيله به براي جذب روي يا ها ل مح عداد ت تغيير وسيله به خاك pH. روي است

دادن بـا آهـك . دارنـد تـأثير برجـذب روي شوند مي روي كه براي گياه ترجيح داده هاي گونهكمبـود روي در . آيـد مـي وجـود بـه هاي باالتر كمبـود روي pH در ويژه بهي اسيدي ها خاكني در تعـادل بـا روي خـاك در يي كه غلظت روي معـد ا قلي ويژه بهي كمي اسيدي و ها خاك

.)14( موالر است وجود دارد10 -10 تا 10 -8 دامنه

مواد آلي در آب و محلـول در آب ) نيموهـ و اسـيدهوميك ( بـه دو گـروه غيرمحلـول مواد آلي

اسـيدهاي . شـوند مـي تقـسيم ) ميكروبي با وزن مولكولي كـم اتفوليك اسيد و توليد (ي فلـزي اثـرات هـا نكـاتيو د بـا توان مي بوده كه عامل يها گروهميك حاوي تعدادي وه

كه بـين اسـيدهاي هوميـك و فلـزات انجـام ميـشود، يهاي كنشوا. متقابلي داشته باشد سبب افزايش مواد آلي شدن يسمووافزايش در ه . است شدن يوني و كمپلكس ها واكنش

شـدن لكسكمـپ . شـود مي فلزي ها نكاتيوپذير و تشديد واكنش با واكنش يها گروهاين كـه درحـالي . دهـد مـي ي فلزي قوي ها كمپلكس تشكيل معموالًًفلزات با مواد هوميكي

ك، اسيدسـيتريك و ياسيداسـت ( يوني با اسيدهاي آلـي بـا وزن مولكـول كـم پيوندهاي هردو نوع اين پيوندها عمومـاً . دهد ميتري تشكيل ضعيف نسبتاً پيوندهاي) اسيدماليك

). 14(شود مي افزايش قابليت جذب فلز سبب افزايش تحرك فلز و يا بر

وسـيله بـه خاك مواد آلي . داري با كربن آلي دارد يعنبر بومي خاك همبستگي مثبت و م


198

. دي بر را جذب كه اين مكانيسم براي قابليت جذب بر اهميت زيـادي دارد نيگالتبادل بخـش معـدني وسيله بهي اسيدي هستند و جذب بر ها خاك منبع اصلي بر در مواد آلي

). 14(ي اسيدي كم استها خاكاگر چه واكنش . يابد ميخاك افزايش pH و افزايش مواد آلي افزايش با جذب بر

، بـر ممكـن اسـت بـا گـروه هيدروكـسيل اسـت شدهن به خوبي شناخته مواد آلي با بر . كند مي ايجاد كمپلكس مواد آلي هيدروكسيل يها گروهبر با . تركيبات آلي واكنش دهد

قابل جـذب آن در سـطح خـاك ر دارد، مقدا مواد آلي اينكه بر ارتباط نزديكي با دليل به ). 14(يابد ميبيشتر و با افزايش عمق كاهش

كلر

آلي ماده مقدار و قابليت جذب آن با كند مي ايجاد كمپلكس ن مواد آلي كلريد در خاك با .)14(خاك ارتباطي ندارد

مس

،اسـت شده ديگر با قدرت زيادي به تركيبات آلي در خاك پيوند نياز كممس نسبت به عناصر هم چنين بيشتر مس در محلول خاك در ارتباط با . براي گياهان قابل جذب نيست كه طوري به

ي نامحلولي را بـا مـس ها كمپلكس زياد كه تشكيل آلي مادهي با ها خاكدر . باشد مي مواد آلي سيله و به معموالًًحالليت مس در خاك . بود مس وجود دارد ، در بعضي از گياهان كم دهند مي

مـوس نـامحلول و ه يهـا كمـپلكس رس و يا تـشكيل –موس وذرات ه تشكيل كمپلكس با و اسـيدهوميك اسـيدفوليك يي كـه كمبـود مـس وجـود دارد هـا خـاك در . يابـد ميكاهش

مـس جـذب قابـل كـه سـبب كـاهش مقـدار دهند ميي پايداري با مس تشكيل ها كمپلكس مـس .شـود مـي تـشكيل 5/6 هاي باالي pH در غالباً مواد آلي ي مس با ها كمپلكس .شود مي

تجزيه .دهد مي تشكيل كمپلكس ها تهيدروكسيل و كربنا بيشتر شود با 7از pH معدني وقتي ريزجانداران ممكن است مقدار قابل توجهي مس آزاد كند، امـا وسيله بهي گياهي ها مانده باقي باعث تشكيل كمـپلكس بـا ند مجدداً توان مي شوند مي آزاد مواد آلي در مدت تجزيه كه يمواد

).14(مس و كاهش قابليت جذب آن شوند


199

آهن اسـيدهاي آلـي نظيـر اسـيد . دهـد مـي ي پايداري با تركيبات آلي تـشكيل ها كمپلكسآهن

در ،نـد ده مـي محلـول آهـن يها كمپلكسريك، اسيدماليك و اسيداگزاليك كه تشكيل تسي تحـرك و قابليـت جـذب آهـن را افـزايش هـا كمپلكس آزاد كه اين مواد آلي نتيجه تجزيه

قابليت جذب آهن بيشتر تحـت دهد مي تشكيل كمپلكس مواد آلي اگرچه آهن با . دهند ميي هـا كمـپلكس ،آهن در مقايسه با فلـزات واسـطه ديگـر . مواد آلي خاك است تا pH تأثير

پايـداري ايـن pH كه با افزايش دهد ميتشكيل ميك و اسيدفوليك ودها اسي ببسيار پايداري كننـده هاي كـالت نـد يگالي محلول آهن بـا ها كمپلكس تشكيل. يابد مي افزايش ها كمپلكس

ـ مـي به خـاك كـه آلي ماده كردن اضافه. شوند ميسبب افزايش حالليت آهن در خاك د توان). 14(شـود ميحلول به شكل تبادلي و آلي ايجاد شرايط احيايي كند، سبب تبديل آهن كم م

ديگر شـده كننده احيا الكترون يا عوامل آزادكردن باعث مواد آلي يكي ژولوبيهمچنين تجزيه ). 14(شود ميداكس خاك و افزايش حالليت آهن ركه سبب كاهش پتانسيل

منگنز ي برآن تأثير كاهش قابليت جذب آن شود و يا ياد باعث افزايش توان مي خاك مواد آلي

منگنز در قابليت جـذب منگنـز مواد آلي تبادلي و پيوند شده با هاي بخش .نداشته باشد محققين گزارش وسيله بههاي سطحي خاك كه تجمع بيشتر منگنز در افق . اهميت دارند

و مـواد آلـي مثبت بين همبستگي. است مواد آلي ارتباط منگنز با دهنده نشان ،است شده غلظـت بيـشتر منگنـز در . دارد مواد آلـي كه منگنز تمايل زيادي به دهد ميمنگنز نشان

هـاي در افق مواد آلي بيشتربودن دليل به خاك سطحي در مقايسه با خاك عمقي احتماالً يي تـشكيل هـا كمـپلكس ين مميـك و هـو و ه ،فوليـك منگنز با اسيدهاي . سطحي است

ريزجانداران مختلـف در محلـول هوسيل بهدهاي آلي كه نيگالمنگنز همچنين با . دهد ميقابليـت جـذب منگنـز در . دهنـد ميي پايداري تشكيل ها كمپلكس شود ميخاك توليد

. ي پايدار ممكن است كـاهش يابـد ها كمپلكس تشكيل دليل به باال مواد آلي ي با ها خاك ).14(شوند مياك تشكيل ميا ت يي پها خاك جذب منگنز در غيرقابلي ها كمپلكس


200

ن موليبدقابليت جـذب . خاك دارند pH تا كمتري تأثير موليبدن خاك بر قابليت جذب مواد آلي

تركيبات معدني خـاك وسيله به جذب موليبدات تأثيري اسيدي تحت ها خاكمنگنز در مـواد آلـي وسـيله بـه موليبـدن دهـد ميهر چند شواهدي وجود دارد كه نشان . باشد مي

جذب موليبدن بـا افـزايش در مقـدار ، رق آمريكا ي جنوب ش ها خاكدر . شود ميتثبيت ). 14(يابد مي آهن افزايش اكسيدهاي خاك و مواد آلي

روي

: دن دارتأثير خاك از چند طريق بر قابليت جذب روي مواد آلي . اسيد، آمينواسيد و اسيدهاي آليفوليك ا تشكيل كمپلكس بدليل بهافزايش حالليت روي .1 . دهند مي كه حالليت روي را كاهش مواد آلي روي با غيرمحلولي ها كمپلكستشكيل .2

.وسفركمپلكس كندزيرشده از ريشه كه ممكن است روي را در مواد ترشح .3

ـ مي ريزجانداران كه وسيله بهكردن روي كردن و معدني محبوس .4 د قابليـت جـذب توان . روي را كاهش يا افزايش دهد

تبادلي و آلي روي را افزايش و بخش اكسيد روي را هاي بخش مواد آلي رافزايش مقدا ار د مق ، باال pHارها در آسيا در رابطه با ز نجكمبود روي در خاك بر . دهد مي كاهش ها خاكدركربنـات و هيدروكـسيل، بـي مـواد آلـي در اثـر تجزيـه . اسـت باال آلي مادهوي كم و مقدار ر

). 14(شوند ميوسفر زير روي در كردن محبوسسببه ك آزاد آليليگاندهاي ظرفيـت جـذب باال مواد آلي يي با ها خاكي با بافت ريز و ها خاك دركلي طور به

ـ هـا خـاك و شنيي با بافت ها خاكروي بيشتر از جـذب . كـم اسـت ييي بـا مـواد آلي ممكن است بار منفي ذرات را افـزايش كـه سـبب افـزايش جـذب روي آلي ها نيونآ

ي هـا ل رقابت با روي در مح وسيله بهر ليگاندهاي آلي در محلول، از طرف ديگ . شود مي ). 14(جذب ممكن است جذب روي را كاهش دهند

رطوبت و نور ،دما

در خـاك نيـاز كـم بـر قابليـت جـذب عناصـر مؤثر مهم و هايدما و رطوبت از فاكتور كـاهش دليـل بـه در رطوبت و دمـاي كـم نياز كمقابليت جذب بيشتر عناصر . باشند مي


201

نـور بـر همچنـين . يابـد مـي كـاهش انتـشار و شـدن فعاليت ريشه و كاهش مقدار حل ). 14( داردتأثيري متابوليكي گياه ها تفعالي

و كلر بر

. باشـد مي شرايط خشك و گرم تأثيركلر بيشتر از عناصر غذايي ديگر تحت جذب بر و افـزايش دليل بهي گياه ها هاق غلظت بر در س ، مثال افزايش دما در محلول غذايي عنوان به

كـاهش تحـرك بـر دليـل بـه قابليت جذب بر در شرايط خـشك . يابد ميتعرق افزايش هاي نـسبتاً لهصد فا توان مي بر .يابد مي بر به ريشه كاهش اي هواسطه كاهش جريان تود به

ردن خـاك ك خشك. و انتشار به طرف ريشه حركت كند اي ه جريان تود وسيله بهزياد را كمبـود . شـود مـي كاهش تحرك و افزايش مسير انتشار باعـث كـاهش انتـشار وسيله به

سيله باعث كاهش انتقال بـر بـه و دينشده كه ب رطوبت خاك سبب كاهش سرعت تعرق و افزايش دماي خاك سبب افزايش تثبيـت شدن ي تر و خشك ها هدور. شود مي ها ريشه

در مناطق معتدله دماي كـم . شود مي تموريلوني مونتي كائولينيت و ها رس وسيله به بر افـزايش كـه درحالي را كاهش، ها ه براي علوف بر ي بهار و پاييز قابليت جذب ها لدر فص

د سبب كمبود بـر توان ميباال ورنشدت . دهد ميدما غلظت بر در چغندر قند را افزايش ). 14(كاهش سميت آن شود و

مس داشـته و تـأثير مـس آلـي شـدن و معـدني شـدن محبـوس يهـا واكنش د بر توان ميدما

ي آلـي هـا خاك در مثال عنوان به. وسيله بر قابليت جذب مس آلي اثر داشته باشند يندب بـرنج را افـزايش وسـيله بـه جذب مس گراد سانتي درجه 20 تا 8اسيدي افزايش دما از

). 14(دهد ميكردن خاك قابليت جذب مس براي برنج را كاهش ابقغر. دهد مي هن آ

هكي وجود دارد، در دماي كم خـاك و آب آي قليايي و ها خاك در كمبود آهن كه غالباً دماي كم خاك باعث كاهش رشد ريشه و . شود ميزياد يا شرايط با تهويه ضعيف زياد

ـ مـي كـه ،شـود ميكربنات در محلول بي رفعاليت متابوليكي و افزايش مقدا د ايجـاد توان


202

ي خاك ممكن است سبب افزايش جذب فـسفر و در نتيجـه دماي باال . كمبود آهن كند ي گياه ها ريشه وسيله به اينكه جذب آهن دليل به. فسفر شود زيادي كمبود آهن ناشي از

ي هـا اليـه رشـد ريـشه در شـدن ي در حال رشد محدود است، محدود ها ريشهبه نوك رده در ي از گياهـان رشـد كـ اددتعـ د دليل ظهور كمبـود آهـن در توان ميخشك خاك

بـر گياهـان داراي معمـوالًً دمـاي خـاك بـر كمبـود آهـن . شرايط خشك و گرم باشـد بسته به پاسـخ گياهـان بـه ). 14(باشد مي 1 كمتر از گياهان داراي استراتژي 2استراتژي

عمومـاً 1گياهان با استراتژي . گيرند ميكمبود آهن گياهان در دوگروه يا استراتژي قرار هـا ريشهدر اين گياهان گنجايش احيا . باشند مي به جز گندميان ها اي هلپ و تكها اي لپهدو

در پاسخ به كمبود آهـن 2گياهان با استراتژي . يابد مي افزايش پروتئينافزايش و ترشح فيتوسـيدروفرها .شـود مـي ناميـده 1 كـه فيتوسـيدروفر كننـد مي ترشح اي هاسيدهاي آمين

افـزايش شـدت نـور سـبب . دهنـد مي تشكيل ظرفيتي سهي پايداري با آهن ها كمپلكسد سبب افـزايش توان ميشده كه ي غالت ها ريشه وسيله به فيتوسيدروفر شدن افزايش آزاد

). 17(جذب روي و آهن شود

منگنز مثال در گياهان سـوياي رشـد عنوان به. د ايجاد كمبود منگنز كند توان ميدماي كم خاك حد بحرانـي منگنـز دليل همين به كم بيشتر است، كمبود منگنز دردماي ،كرده در مزرعه

دماي بـاالي . با دماي زياد است ي ها خاكتر از ، كم ي با دماي كم ها خاكدر ها برگدر . شـود مـي خاك باعث افزايش حالليت منگنز خـاك و افـزايش قابليـت جـذب منگنـز

منگنـز قابـل كردن خاك به همراه دماي باال سبب افزايش منگنز تبادلي و افزايش خشكافزايش دماي خـاك . شود مي سبب ايجاد سميت منگنز دليل همين بهشده و گيري عصاره

در هي گيـاه جـو رشـد كـرد هـا ه غلظـت منگنـز در سـاق گراد سانتي درجه 25 تا 10از ). 14(كند ميي آلي را سه برابر ها خاك

زايش منگنـز د سبب اف توان مي كوتاه خاك حتي براي يك دوره نسبتاً شدن مانداب اكـسيژن بـه شارنتـ د ا توان ميزيادي رطوبت در خاك . قابل جذب و سميت منگنز شود

در پتانسيل رداكس كمتر خـاك، مقـدار . احيا منگنز شود ببداخل خاك را محدود و س

1. Phytosiderophores


203

ـ ناگوتد باعث ايجاد اثرات آن توان مي كه ،د تشكيل توان مي دوظرفيتيباالي آهن -ي آهـن سمين بـر ي كمبود منگنز در محصوالت مختلف پس از يك بارنـدگي سـنگ در سوئد . منگنز شود

شـدت كـم نـور د ايجاد سميت منگنز و بر عكـس توان مي نورشدت باالي . شود ميطرف ).14(د ايجاد كمبود منگنز كندتوان مي

موليبدن دماي كم سـبب كـاهش ايـن پروسـه و . ازت است تثبيتموليبدن در گياه در ارتباط با

جـذب موليبـدن در . دما بر كمبود موليبدن اثر كمي دارد . شود مي به موليبدن كاهش نياز موليبدن در گياهـان رشـد . يابد مي افزايش گراد سانتي درجه 40 تا 10اثر افزايش دما از

كـاهش دليـل بـه ي اسـيدي هـا خـاك مانداب كردن . كرده در شرايط خشك كمتر است ). 14(شود ميلول جذب موليبدن باعث افزايش بخش موليبدن مح

روي

عالئم كمبود روي در دماي . شود ميه سبب كاهش روي قابل جذب ينهب مقداردماي كمتر از دمـاي كـم درينچنـ هم. يابد ميكم خاك شديدتر است و غلظت روي با افزايش دما افزايش

شرايط سرد و مرطوب باعث كمبود روي . شود مي فسفر سبب كمبود روي كردن اضافه ،خاك اثر دماي كـم .باشد مي روي و كاهش رشد ريشه شدن كه در ارتباط با كاهش معدني شود يم

.)14(باشد مي كاهش انتقال از ريشه به ساقه دليل بهدر محلول غذايي ريشه برجذب روي ، كمبـود كند ميي گياه حركت ها ريشه انتشار به وسيله به اينكه روي اساساً دليل به

ريـشه زيـستي هم (ميكوريز. در شرايط خشك معمول است ه ردروي در گياهان رشد ك دماي كم خاك باعث كاهش ميكـوريز . شود مي باعث افزايش جذب روي )گياه با قارچ

كمبود روي در گياهان رشد كرده در شرايط نور كـم و . شود ميو در نتيجه كمبود روي ). 14( كمتر استبهينهك در مقايسه با شرايط شخ

كمبود و سيمتعالئـم كمبـود عناصـر . ي مختلف دنيا وجـود دارد ها خاك در نياز كمكمبود و سميت عناصر

ي گيـاه و كـاهش سـرعت هـا تهاي غيرنرمال، شكل و اندازه غيرنرمال باف شامل رنگ نياز كم


204

امـا شـود مـي ي گياه ظـاهر ها تعالئم اختصاصي كمبود در تمام قسم . باشد ميفتوسنتز برگ عالئم كمبود عناصر آهن، بـر، منگنـز، روي و . شود ميظاهر زودتر ها برگ ير رنگ ي تغ معموالًً

ظـاهر هـا بـرگ ي بـااليي يـا نـوك ها برگموليبدن كه در گياه تحرك كمي دارند در ابتدا در حـشرات و خـسارات ، عالئم كمبود و سميت ممكن است با عالئم خشكي، بيماري .شود مي

در نيـاز كـم دامنه غلظت بحراني عناصر . تجزيه دارد تشخيص عالئم نياز به .ديگر اشتباه شود ).14(است شدهآورده 4-16محصوالت زراعي مهم در جدول

بر

ي آهكـي بـا هـا خاكخشك و ي خشك و نيمه ها خاكي رشد كرده در ها خاككمبود بر در در . كم معمـول اسـت مواد آلي يي با ها خاكي اسيدي با بافت سبك و ها خاك ،بارندگي زياد

كـه مجتمع بر ،اند يوساليد دريافت كرده بكه مقدار زيادي كمپوست شهري، لجن و ييها خاكسميت بر در محصوالتي كه با آب حاوي مقدار باالي بـر آبيـاري . د ايجاد سميت كند توان ميهـاي نـشانه ). 17(باشـد مـي سميت و كمبود بـر كـم غلظت بحراني.آيد مي وجود به شوند مي

رنـگ خـود را از ديد، كه غالباً توان مي ها برگ ترين جوانيي يا تهاهاي ان وانهكمبود بر را در ج تر هستند و به گيـاه ظـاهر بوتـه ها كوتاه ميان گره . و ممكن است از بين بروند دهند ميدست شـدن ي بـالغ و بـد شـكل هـا بـرگ ي ها برگدر كمبود شديدتر زردي ميان رگ. دهند ميمانند ريـزش . ها معمـول اسـت ها و ساقه برگدمافزايش در قطر . آيد ودوج بهها ممكن است برگ

عالمـت . اسـت هاي آشـكار كمبـود بـر هاي در حال رشد نيز از نشانه ها و ميوه ها، گل جوانهدر اثر كمبود بر سوختگي نوك برگ آشكار .باشد مي 1خوردگي ساقه كمبود بر در كرفس ترك

در حـال رشـد باعـث هاي بخش نكروز ندر قند كرفس و چغ اي هي ذخير ها ريشهدر . شود ميشـود، بلكـه سرعت رشد كـم مـي تنهاكمبود بر نه ي با ها هدر ميو . شود مي 2پوسيدگي دروني

وسـيله كـاهش نـسبت و يا به ) ن ميوه سيب روشدن د اي چوب پنبه (دليل بدشكلي در سيب به ). 17(يابد كيفيت محصول كاهش مي) در مركبات(گوشت ميوه به پوست

يا هردو ها برگ نوك يا حاشيه شدن ي بالغ زرد ها برگعالمت تپيك سميت بر در ).17(باشد مي سوختگي و

1. Stem Crack 2. Heart rot


205

)14(در خاك براي بعضي محصوالت زراعي) گرم در كيلوگرم ميلي (نياز كمغلظت بحراني عناصر 4-16جدول

غلظت بحراني

عنصر

محصول

ميانگين دامنه گير محلول عصاره

يونجه، چغندر بر

قند،كتان، ذرت و

بادام زميني

8/0 1/0- 2 آب گرم

آب كلر 0.01M Ca(NO3)2 0.05 M K2SO4

گندم، جو و يوالف

CaO

22>

NH4HCO3-DTPA 5/2-12/0 8/0 مس

و محصوالت ذرت

Mehlich 1 10-1/0 3 دانه ريز

M EDTA 1/1 0.05 جو و يوالف

M HCl 1/0 0.05 برنج

Mehlich 1 26/0

NH4HCO3-DTPA 53/0

ذرت، سويا و گندم

Mehlich 3 37/0

NH4HCO3-DTPA 5 -5/2 8/4 سورگوم و سويا آهن

DTPA-TEA 5/4 سورگوم

Mehlich 1 8 -4 7 سويا منگنز

NH4HCO3-DTPA 2 -1 4/1 محصوالت دانه ريز

Mehlich 3 3 ذرت

Mehlich 3 9/3 سويا

، اي هي علوفـ ها لگوم موليبدن

سويا و كلم گل NH4-Oxalate

3/0-1/0

NH4HCO3-DTPA 2 -25/0 8/0 لوبيا و ذرت روي

بـــرنج، ســـورگوم و

بذركMehlich 1

3 -5/0 1/1

M Hcl 10-2 5 0.1 ذرت

DTPA-TEA 86/0 ذرت

M HCl 1 0.05 برنج

كلر . اسـت شـده فرنگي گزارش ، نيشكر، جو و گوجهكمبود كلر در شرايط مزرعه براي نخل


206

در . باشـد مـي عالمت تيپيـك كمبـود كلـر ها برگ در حاشيه ويژه به ها برگ شدن پژمرده مـشاهده شدن دارشدن و خشك و سپس چروك ها برگ ترين جوانكمبود شديد پيچش

غ پـيش از در درختان نخل كه نياز بااليي به كلر دارند عالوه بر پژمردگي و بلو . شود مي ). 17(باشد ميي تپيك كمبود كلر ها هخوردن ساقه، نشان شكستگي برگ و ترك،موعد

ويـژه به رشد كننده در مقايسه با كمبود كلر، سميت كلر بيشتر وجود دارد و عامل محدود دچـار ي شور غالبـاً ها خاكمحصوالت رشد كرده در . باشد ميخشك در نواحي خشك و نيمه

).17(باشد ميعالئم سميت كلر سوختگي نوك و حاشيه برگ .ندشو ميسميت كلر

مسي شـني هـا خاك(ي با مقدار كم مس ها خاك در گياهان رشد كرده در كمبود مس غالباً هـاي گونهحساسيت . وجود دارد آلي ماده زيادي ريي با مقدا ها خاك و )با شسشوي زياد

اسـفناج از گياهـان حـساس، وگنـدم، يـوالف . باشـد ميگياهي به كمبود مس متفاوت ). 17(ا حساسيت كمتري دارندبيلو و داروچاكه درحاليي جـوان، هـا بـرگ در درختان ميوه عالئـم كمبـود مـس، رشـد كـم، پيچيـدگي

ي جوان و يا سر شاخه ها برگ شدن رنگ يي و بي تهام ان ستريمرفتن و ازبين شدن اي هقهوزدن ظاهر هنج در مرحله پ ها برگدا در نوك در غالت كمبود ابت . باشد مي تابستاني ميري

. شـود هر چند ممكن است در موارد شديد حتي زودتر از اين زمـان مـشخص . شود ميدر شرايط كمبود . يابد مي كاهش ها ه رشد ميانگر و سفيد ها ن باريك و پيچيده و نوك آ ها برگ

گيـاه بـا نشـد خصوصيت بارز كمبود مس در غـالت علفـي . شود ميشديد خوشه تشكيل ن باشـد ممكـن مس كمتـر اگر كمبود. ي سفيد پيچيده و كاهش در تشكيل خوشه است ها برگ

د نـ عقـيم خواه هـا ن و بخشي از آكند مي رشد ن كامالً ها هاست خوشه تشكيل شود ولي خوش ي هـا ه از نـشان هـا اي لپـه ي فرعي در دو ها هزني و توليد ساق هجدر غالت افزايش ميزان پن . ماند

پژمردگي . آيد مي وجود به انتهاييم ست از ميان رفتن نقش مري دليل بهبود مس است كه ثانوي كم ). 17( كمبود مس استعاليمي جوان نيز از ها برگ

آهن كمبود آهن نـه . ي از محصوالت وجود دارد دداتعكمبود آهن مشكل جهاني است و در


207

گياهي و خاكي است كـه بـر فاكتورهاي دليل به بلكه ،بودن آهن در خاك كم دليل به تنها ). 17(دن دارتأثيرآهن قابل استفاده

كمتـر از مقـدار غلظت آهن كل در محلول در ريزوسـفر غالبـاً ها خاكدر بيشتر زردي ناشـي از كمبـود آهـن مـشكل جهـاني اسـت و . مورد نياز براي رشد گياه است

باالبودن واكنش دليل بهي آهكي يا قليايي ها خاكمشكل اصلي در گياهان رشد كرده در كربنات، نيتـرات و فاكتورهـاي محيطـي بـر بي. است قابل استفاده بودن آهن خاك و كم

كلروفيل شدن جلوگيري از ساخته دليل بهكمبود آهن . دارند تأثيركمبود آهن در گياهان شـوند مـي دچار كمبـود آهـن معموالًًگياهاني كه . شود ميي جوان ها برگباعث زردي

). 17(باشند مي، هلو، مركبات، انگور، سويا و سورگوم سيب، بهساخت ا عدم بعالئم كمبود آهن و منيزيم تا حدودي شبيه به هم هستند، زيرا در هر دو

ولي عالمـت كمبـود آهـن بـرخالف كمبـود منيـزيم هميـشه از . شوند ميكلروفيل مشخص ـ . شـود مـي تر شـروع ي جوان ها برگ اسـت و هـا بـرگ رگن زردي در بـي هـا هدر اغلـب گون

در گياهان با كمبود شديد . خورند چشم مي به رنگ روشن به اي هي سبز تيره در زمين ها برگرگ ). 17( سفيد و عاري از كلروفيل شوند ممكن است كامالًها برگ ترين جوانآهن،

. باشـد مـي ي مانـدابي هـا خـاك مشكل جدي در توليد محصول در 1سميت آهن حـد بحرانـي . باشـد مـي هـا زار نج محصول در بر كننده محدودسميت آهن دومين عامل

و به فاكتورهـاي ديگـر از جملـه مقـدار باشد مي پي پي ام 500 ها برگسميت آهن در بـسيار كوچـك اي هعالئم سميت آهن ظهور نقاط قهو . عناصر غذايي ديگر بستگي دارد

). 17(شود مي يكنواخت تبديل اي ه كه به رنگ قهوباشد ميبر روي برگ

منگنز

ي كمـي اسـيدي و هـا خـاك ي آلـي، آهكـي، قليـايي، ها خاكدر گياهان رشد كرده در ـ مـي اسـيدي يها خاكدادن آهك. ي شني كمبود منگنز وجود دارد ها خاك د ايجـاد توان

هـاي متفـاوتي بـه كمبـود منگنـز اسيتسارقام حـ گياهي و هاي گونه. كمبود منگنز كند الس، مركبـات و چغندرقنـد حـساس يف، گنـدم، سـيب، گـ مثـال يـوال عنوان به .دارند

.)17(چاودار به كمبود منگنز حساس نيستند ذرت وكه درصورتي

1. Bronzing


208

زيـرا در هـر دو مـورد زردي بـين . عالئم كمبود منگنز شبيه كمبود منيزيم اسـت هـاي كمبـود منگنـز نخـست در نشانه ، ولي برخالف كمبود منيزيم آيد مي پديد ها برگ اغلـب بـا نقـاط كوچـك هـا اي لپـه كمبود منگنز در دو . شود ميتر ظاهر ني جوا ها برگ

هـاي خاكـستري در غـالت لكـه كه درصورتي. شوند مي مشخص ها برگزردرنگ روي ايـن عارضـه . عالمت كمبود منگنز است ها برگي پايين در پايه ها برگمايل به سبز در

بـه نـام هـا لپهمبود منگنز بر روي ي ك ها ه نشان ها م در لگو .شود ميكه خاكستري ناميده لرفـتن رنـگ، كـه شـامل ازميـان باشـد مـي دار و در لوبيا به نام بذر شكاف ه با تالقي كل

). 17(باشد مي ها هشكلي داندخوردن و ب شكاف. باشـد مـي در جهان سميت منگنز مشكل حـادتري نـسبت بـه كمبـود منگنـز احتماالً

م در خاك، يسلي ژنوتيپ گياهي، غلظت سي تأثيرت مقاومت گياهان نسبت به سميت منگنز تح شرايطي كه باعث باالبردن مقدار منگنـز در محلـول . دما، شدت نور و عمر برگ بستگي دارد

مقدار باالي منگنز محلول نـسبت بـه ، 5/5 كمتر از pH مقادير باالي منگنز كل، ،شود ميخاك ـ ،كلسيم ادي آب در اثـر آبيـاري و بارنـدگي احيا منگنز در شرايط احيايي، تراكم خـاك و زي

. باشـد ميي بالغ ها برگ بر روي اي هي قهو ها هكي سميت منگنز ظهور ل ها هنشان). 17(باشد مي . كه مشابه عالمت كمبود كلسيم است باشد ميي جوان ها برگاين عالئم همراه با تغيير شكل

). 17(هاي فرعي است از ديگر عالئم سميت منگنز افزايش در توليد شاخه

موليبدن

ي هـا خـاك ها، ذرت و آفتابگردان رشد كرده در گسترده در لگوم طور بهكمبود موليبدن ). 17(اسيدي كه مقادير بااليي از اكسيدها و هيدروكسيدهاي آهن دارند وجود دارد

ي هـا بـرگ در گياهان با كمبود موليبدن، عالئم كمبود ازت، كـاهش رشـد و زردي در تـرين عالمـت كاهش در اندازه و نـامنظمي بـرگ معمـول ها اي لپهدر دو . جوان معمول است

ي جـوان بـا ها برگ شدن و زرد ها ه فاصله ميان گر شدن در شرايط كمبود شديد كوتاه . باشد ميهاي زياد اما غيرسمي موليبدن در گياهان بـراي بودن غلظت . عالئم كمبود ازت متفاوت است

. زان آن در علوفه براي نشخواركنندگان خطرنـاك خواهـد بـود اما مي ،توليد دانه سودمند است در كيلـوگرم وزن خـشك علوفـه باعـث سـميت گـرم ميلي 10 تا 5غلظت موليبدن بيشتر از

موليبدن اضافي در رژيم غذايي در جذب و مصرف طبيعي مس .شود ميموليبدن در حيوانات ). 17(ودش مي و باعث كمبود مس در حيوانات كند مياختالل ايجاد


209

هاي سـاقه و بافتشوند ميا بدشكل ه ، برگ ددر شرايطي كه سميت موليبدن وجود دار ). 17(آيند ميها به رنگ زرد طاليي در ول در واكوئلتكعلت تشكيل تركيبات موليبدوكا به

روي دادن كهـ در اثـر آ pHافزايش . در جهان وجود دارد اي ه گسترد صورت بهكمبود روي در گياهان

مقدار باالي رس و فسفر و دماي كم خاك كمبـود روي را . دهد ميقابليت جذب روي را كاهش ). 17(كي وجود داردهي آها خاك و يا هي اسيدي هواديدها خاككمبود روي در . كند ميتشديد رشـد بـه علـت شـدن متوقـف ها اي دو لپه ي كمبود روي در ها هآشكارترين نشان

در شـرايط . باشـد مـي هـا بـرگ كاهش بسيار زياد در اندازه ها و كاهش فاصله ميان گره اغلـب بـا بـروز هـا هاين نـشان . ميرند مي ها ه ساق انتهاييي ها ت قسم ،شديد كمبود روي در غالت نظير سورگوم، نوارهاي زرد رنگ در راستاي رگبرگ اصلي . زردي برگ است

اهي بـه كمبـود روي گيـ هـاي گونهحساسيت . شود ميها ديده ي قرمز در برگ ها هو لك كتان وسيب نـسبت بـه كمبـود روي حـساسيت بيـشتري ،گياهان ذرت . متفاوت است

). 17(برعكس گندم، يوالف و لوبيا حساسيت كمتري نسبت به كمبود روي دارند. دارند

نياز كمكودهاي عناصر . عي باشدي آلي طبيها كمپلكسي ساختگي و يا ها ت ممكن است معدني، كالنياز كم عناصرمنابع

پخش در سطح خاك يا ي، نوار صورت بهد قبل از كاشت توان مي در خاك نياز كم كاربرد عناصر ). 14(كار رود كردن بر روي گياهان در طول رشد رويشي به اسپريصورت به

شـديد عناصـر كـردن سـريع كمبـود كردن براي برطـرف اسپري صورت بهكاربرد . كنـد مـي مشكل را برطـرف موقتاً و شود ميستفاده طول مراحل اوليه ا در نياز كمغذايي

: الت شاملااين اشك. كردن داراي اشكاالتي است اسپريصورت به نياز كمكار بر عناصر ضخيم يها برگسرعت نفوذ كم در .1 بارندگي وسيله به يها برگ از سطح شدن خشك .2 شده سريع محلول اسپريشدن خشك .3 ي ديگر گياه ها تشده به قسم محل جذبال محدود از نتق ا.4 . كمتر از نياز گياه است كه غالباًهشد محدوديت مقدار استفاده .5


210

ها برگ سوختن و صدمه ديدن .6 آورده 5-16 در جـدول نيـاز كـم تـصحيح كمبـود عناصـر بـراي مقدار كود الزم

سـپري كـردن در خـاك و ا كاربرد براي نياز كمدر اين جدول غلظت عناصر . است شده بـه مقـدار هتبـس آورده شـده در جـدول تقريبـي اسـت و ي ها تغلظ. است شدهآورده

كودهاي بازده. كند مي مقدار محصول و شرايط محيطي تغيير ،عنصردر خاك، گونه گياه .)14( عناصر پر نياز كم است كودهاي در مقايسه با بازدهنياز كمعناصر . درصد اسـت 50 تا 10 درصد و براي عناصر پر نياز 10 تا 5نياز اين مقدار براي عناصر كم

ـاربرد كـود اعداد كمتر براي كاربرد كود به 5-16در جدول صورت نواري و مقادير بيشتر بـراي ك ليتر محلول براي 400كردن صورت اسپري براي كاربرد كود به . باشد صورت پخش در سطح مي به

.است آورده شده6-16نياز در جدول كودهاي عناصر كم).14(يك هكتار كافي است

)14( براي برطرف كردن كمبودنياز كم مقدار عناصر 5-16جدول

مقدار مورد نياز عنصر

اسپريصورت بهكاربرد كاربرد در خاك

درصد بر 1/0-25/0محلول كيلوگرم بوراكس در هكتار5/2-7 بر

كلرــيم در 50-20 ــد پتاس ــوگرم كلري كيل

هكتار

مس

ــوگرم ســولفات مــس در 20-1 كيل ) سال5-10هر (هكتار

ــول ــولفات 1/0-2/0محل ــد س در ص كيلوگرمكلريـد مـس، 1/0-4مس يا

سولفات مس يا اكسيد مس

آهن

2 كيلوگرم سولفات آهـن 100-30 كيلوگرم سكوسترين در 5/0-10يا

هكتار

يا محلول 2سولفات آهن % 2محلول چنـد (در صد سكوسـترين 05/020/0

)سپري كردن الزم استمرتبه ا

منگنز كيلـــوگرم ســـولفات منگنـــزدر 50-5

)شود ميكاربرد در خاك توصيه ن(هكتار

درصد سولفات منگنز يـا 1/0محلول كيلوگرم منگنز در هكتار6-3/0

موليبدن

ـار 1-01/0 3/0(كيلوگرم موليبـدن در هكتـا موليبـدات كيلوگرم موليبـدات سـديم ي

)آمونيوم در هكتار

درصد موليبدات 07/0-1/0محلول گرم موليبدن 100( آمونيوم يا سديم

)در هكتار

روي كيلوگرم سـولفات روي يـا 35-5/0

سكوسترين روي

درصد سولفات روي 1/0-5/0محلول ) كيلوگرم روي در هكتار5/1-17/0(


211

)14(نياز كمكودهاي عناصر 6-16جدول

حالليت درصد عنصر فرمول شيميايي منبع عنصر

محلول H3BO3 17 د بوريكاسي بر

محلول Na2B4O7.10H2O 11 بوراكس

محلول Na2B4O7 20 بورات سديم بدون آب

محلول Na2B10O16.10H2O 18 پنتا بورات سديم

محلول Na2B4O7.5H2O 14 تترابورات سديم محلول KCl 48 كلريد پتاسيم كلر

محلول ZnCl2 52 كلريد روي محلول CaCl2 64 كلريد كلسيم محلول MnCl2 44 كلريد منگنز

مس سولفات مس با يك مولكول آب

سولفات مس با پنج مولكول آب

CuSO4.H2O

CuSO4.5H2O

35

25

محلول

محلول

محلول CuCl2 47 كلريد مس نا محلول Cu2O 89 1اكسيد مس نامحلول CuO 75 2اكسيد مس محلول Na2CuEDTA 13 كالت مس محلول NaCuEDTA 9 ت مسكال

محلول FeSO4.H2O 33 با يك مولكول آب2سولفات آهن آهن محلول FeSO4.7H2O 19 مولكول آب7 با 2سولفات آهن محلول 2SO4.FeSO4.6H2O 14(NH4) 2سولفات آمونيوم آهن محلول NaFeEDTA 14-5 كالت آهن

محلول NaFeHEDTA 9 -5 كالت آهن

محلول NaFeEDDHA 6 كالت آهن

محلول NaFeDTPA 10 كالت آهن محلول MnSO4 28-23 سولفات منگنز بدون آب منگنز

محلول MnSO4.4H2O 28-26 سولفات منگنز با چهار مولكول آب محلول MnCl2 17 كلريد منگنز محلول MnO 31 اكسيد منگنز محلول Na2MnEDTA 12-5 كالت منگنز محلول Na2MoO4.2H2O 39 موليبدات سديم وليبدنم محلول 6Mo7O24.4H2O 54(NH4) موليبدات آمونيوم محلول H2MoO4.H2O 53 اسيد موليبديك محلول كمي MoO3 66 تري اكسيد موليبدن

محلول ZnSO4.H2O 36 سولفات روي با يك مولكول آب روي

محلول ZnSO4.7H2O 23 مولكول آب7سولفات روي با

محلول ZnCl2 50-48 كلريد روي

غيرمحلول ZnO 80-50 اكسيد روي

محلول كمي ZnSO4.4Zn(OH)2 55 سولفات روي قليايي

منابع

. صفحه435، انتشارات دانشگاه تبريز، )ترجمه(محيطي شيمي خاك با نگرش زيست. 1383. اوستان، ش .1

هـاي آن بـا پـارامتر بـستگي هم نـسبت كميـت شـدت پتاسـيم و 1379. كلباسـي . م.و.پور، ع حسين .2

، 4.ج. مجله علوم و فنون كشاورزي و منابع طبيعي . هاي ايران خصوصيات خاك در تعدادي از خاك

.43-57:1. ش

هاي هاي بارالكتريكي رس خاك در شماري از خاك تثبيت پتاسيم و ويژگي. 1380. كلباسي. م.و.پور، ع حسين .3

.79-95:3. ، ش5.ج. و فنون كشاورزي و منابع طبيعيمجله علوم . منطقه مركزي و شمال ايران

گير جهت تعيين فسفر قابـل اسـتفاده در ارزيابي چند عصاره . 1385. شريعتمداري. ح.و.پور، ع حسين .4

.107-121:4، ش10.ج. مجله علوم و فنون كشاورزي و منابع طبيعي. گياه يونجه

هـاي خـاك در فسفر و رابطه آن بـا ويژگـي جذب سطحي . 1385. عنايت ضمير . و خ . پور ع حسين .5

.509-517:3. ، ش37. ج. مجله علوم كشاورزي ايران. هاي همدان شماري از خاك

. صفحه428كودها و حاصلخيزي خاك، انتشارات دانشگاه تهران، . 1382. ا. ساالر ديني، ع .6

مجلـه . ن و منگنز قابل جـذب شدن موقت خاك بر آه اثر مانداب . 1374. پور حسين. و ع . كلباسي، م .7

.37-49:3. ، ش28. ج. علوم كشاورزي ايران

مديريت حاصلخيزي خـاك بـراي كـشاورزي پايـدار . 1381. ثواقبي فيروزآبادي . و غ . معز اردالن، م .8

.، انتشارات دانشگاه تهران)ترجمه(

انتشارات مركـز نـشر ، )ترجمه(كودها و حاصلخيزي خاك . 1370. رياضي همداني . و ع . ملكوتي، م .9

. صفحه800دانشگاهي،

، انتشارات دانـشگاه )ترجمه(مصرف كود در اراضي فارياب و ديم . 1367. نفيسي. و م . ملكوتي، م . 10

. صفحه267تربيت مدرس،

11. Barber, S.A.1984. Soil nutrient bioavailability. John Wiley and sons, New York. 12. Bohn, H.L., B.L. Mcneal, and G.A.Oconner. 2001. Soil chemistry. John Wiley and Sons,

New York. 13. Essington, M.E. 2004. Soil and water chemistry. CRC Press, New York. 14. Fageria, N.K. V.C. Baligar, and R.B. Clark. 2002. Micronutreint in crop production. Adv.

Agron. 77: 185 – 268. 15. Galloway, J.N., F.J. Dentener, D.G. Gapone, E.W. Boyer, R.W.E.A. Holland, D.M. Karl,

A.F. Micaels, J.H. Porter, A.R. Townsend, and C.J. Vorosmarty, 2004. Nitrogen cycles, past, present and future. Biogeochemistry, 70:153-226.

16. Lindsay, W.L. 1979. Chemical equilibria in soils. John Wiley and sons, New York. 17. Marschner, H. 1985. Mineral nutrition of higher plants. Academic Press. New York. 18. McBride, M.B. 1994. Environmental chemistry of soils. Oxford Univ. Press, New York. 19. Sample, E.C., R.J. Soper, and G.J. Racz. 1980. Reaction of phosphate fertilizers in soils.

In: F.E. Khasavneh, et al. (eds.), The Role of Phosphorus in Agriculture. ASA. CSSA. SSSA. Madison, Wisconsin.

20. Schulze, D.G. 1989. An introduction to soil Mineralogy. In: J. B. Dixon and S.B. Weed, (des), Minerals in Soil Evironmets. SSSA, Madison, Wisconsin.


214

21. Sparks, D.L. 1985. Physical chemistry os Soil Potassium. In: R. Munson (ed.), Postassium in Agricultrue. ASA. CSSA. SSSA. Madison, Wisconsin.

22. Sparks, D.L. 1987. Potassium dunamics in soils. Adv. Soil Sci. 6:1-63. 23. Stevenson, F.J. 1982. Origin and distribution of nitrogen in soil. In: F.J. Stevenson, (ed.),

Nitrogen in Agricultrure. ASA. CSSA. SSSA. Madison, Wisconsin. 24. Young, R.D., and C.H. Davis. 1980. Phosphate fertilizer and process technology. In: F.E.

Khasavneh, et al. (eds.), The Role of Phosphorus in Agricultrue. ASA. CSSA. SSSA. Madison, Wisconsin.

25. Young, J.L., and R.W. Aldag. 1982. Inorganci forms of nitrogen in soil. In: F.J. Stevenson, (ed.), Nitrogen in Agriculture. ASA. CSSA. SSSA. Madison, Wisconsin.

خوانندة محترم پاسخگويي به دقت شما در . ها تهيه شده است هاي درسي و رفع نواقص آن به منظور ارتقاي كيفيت كتاباين پرسشنامه

.اين پرسشنامه در پايان هر نيمسال ما را در تحقق اين هدف ياري خواهد كرد ...................سال انتشار ........................................... رجم مت/نام مؤلف.............................................. نام كتاب ...........سابقة تدريس .. ..................................رشتة تخصصي ها عضو علمي ساير دانشگاه نور عضو علمي پيام: پاسخگو

.............ورودي سال ......... ....................................رشتة تحصيلي ها دانشجوي ساير دانشگاه نور دانشجوي پيام

سؤال

خيلي زيادزياد

متوسط

كمبسيار كم

آيا از زمان تحويل و نحوة دسترسي به كتاب راضي بوديد؟ .1 آيا حجم كتاب با توجه به تعداد واحد مناسب بود؟ .2 براي مطالعة كتاب منظور شده بود؟هاي الزم آيا راهنمايي .3 رعايت شده بود؟) آسان به مشكل(آيا در ترتيب مطالب كتاب سلسله مراتب شناختي .4 ها متناسب و بجا بود؟ ها يا بخش بندي مطالب در فصل آيا تقسيم .5 ها قابل فهم بود؟ آيا متن كتاب روان و ساده و جمله .6 ب و آمارها رعايت شده بود؟روزبودن مطال آيا به .7 آيا مطالب تكراري داشت؟ .8 نياز رعايت شده بود؟ هاي پيش آيا پيوستگي مطالب با درس .9

گويابودند و درفهم مطلب تأثير داشتند؟... ها و ها، نمودارها، جدول ها، شكل آيا مثال .10 رفتاري تا چه اندازه به درك بهتر شما كمك كرد؟/ هاي كلي، آموزشي مطالعة هدف .11 اي بود كه تمام مطالب درسي را شامل شود؟ گونه هاي كتاب به آيا خودآزمايي .12 ها كامل و گويا بود؟ ها و تمرين آيا پاسخ خودآزمايي .13 هاي چاپي مواجه شديد؟ هاي اماليي و اشكال چقدر با غلط .14 آيا از كيفيت چاپ و صحافي كتاب راضي بوديد؟ .15 آيا طرح روي جلد كتاب با مطالب كتاب تناسب داشت؟ .16در ... آموزشي از قبيل نوار، فيلم، لوح فشرده و چنانچه دانشگاه وسايل كمك .17

اند؟ اختيارتان گذارده، آيا به درك بهتر شما كمك كرده

نياز كرد؟ ما را از حضور در كالس بيتا چه اندازه اين كتاب ش .18

بسيار ضعيف ضعيف متوسط خوب كنيد؟ عالي در مجموع كتاب را چگونه ارزيابي ميها را با ذكر شمارة صفحه ايد، فهرستي از آن هاي تايپي يا محتوايي و مطالب تكراري مواجه شده لطفاً چنانچه با اشكال

.بنويسيدنيز ي خود را هاصورت تمايل ساير پيشنهاددر .ضميمه كنيد ،اين پرسشنامه را پس از تكميل از كتاب جدا كنيد و به قسمت آموزش مركز تحويل دهيد يا مستقيماً به نشاني تهران

آدرس وبگاه ما. ارسال فرماييدكتاب توليد مواد و تجهيزات آموزشي، مديريت 19395- 4697صندوق پستي www.pnu.ac.ir اطالعات فناوري /ها معاونت /دانشگاه ساختار: نماييد وبگاه، مسير زير را طي به با ورود .است/

.و تجهيزات آموزشي توليد مواد مديريت با تشكر

مديريت توليد مواد و تجهيزات آموزشي

Documents

SHIMI HASELKHEZY KHAK NAHAEE - RozUp.Irrozup.ir/download/142494/6315335029.pdf · كﺎﺧ يﺰﻴﺨﻠﺻﺎﺣ و ﻲﻤﻴﺷ رﻮﭘﻦﻴﺴﺣ ﺎﺿﺮﻴﻠﻋ ﺮﺘﻛد