بررسی تأثیر شرایط اکوئیک بر شکل‌های مختلف آهن و منگنز در خاک‌های اینسپتی سول زیر کشت برنج و کیوی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه مهندسی علوم خاک دانشگاه تهران

2 دانشیار گروه مهندسی علوم خاک دانشگاه تهران

چکیده

غرقاب درازمدت و ایجاد شرایط احیاء در نهایت به رژیم رطوبتی یا شرایط اکوئیک در خاک منجر می­شود. این وضعیت، کیفیت خاک، شرایط رشد گیاه و سایر موجودات زنده را تحت تأثیر قرار می­دهد. ویژگی­های مورفولوژیکی و شیمیایی خاک به ویژه نوع و میزان شکل­های مختلف آهن و منگنز به وضعیت زهکشی خاک بستگی دارد. منطقه مورد مطالعه با وسعتی حدود 10 هکتار در ایستگاه تحقیقات برنج کشور (غرب شهرستان تنکابن، استان مازندران) واقع
می­باشد. اشباع از درون و از سطح خاک به منظور کشت برنج، شرایط ویژه­ای را برای بروز شکل­های شیمیایی و مورفولوژیکی مختلف آهن و منگنز موجب شده است. برای انجام این پژوهش شکل­های مختلف آهن از جمله آهن محلول، بلورین، غیر بلورین و کل و همچنین کانی­شناسی عوارض اکسید و احیاء در 5 خاکرخ مورد بررسی واقع شد. منگنز محلول ارتباط نزدیکی با میزان مواد آلی و pH خاک نشان داد به طوریکه مقدار آن در افق­های سطحی غنی از مواد آلی، بالاتر بوده و با عمق کاهش یافت، همچنین با کاهش pH در اعماق برخی خاکرخ­ها افزایش نشان داد. ماده آلی همچنین با ایجاد کمپلکس­های پایدار با آهن نقش مؤثری بر مقدار شکل­های اندازه­گیری شده آهن نشان می­دهد. نتایج نشان داد که ماده آلی، شرایط اکوئیک، pH و انقطاع سنگی نقش مهمی در توزیع عمودی شکل­های مختلف آهن و منگنز به ویژه آهن قابل استخراج با اگزالات آمونیوم (Feo) و آهن قابل استخراج با سیترات دی تیونات (Fed) ایفا
می­کنند. مقایسه نتایج تجزیه عنصری (EDS) تأییدکننده مقادیر قابل توجه آهن در خاک­های زیر کشت کیوی می­باشد. کانی­شناسی عوارض اکسید و احیاء در شرایط شالیزاری و غیرشالیزاری نیز مؤید غالب بودن کانی لپیدوکروسایت بود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effects of Aquic Conditions on Various Forms of Iron and Manganese in nceptisols under Rice and Kiwi Cultivation

نویسندگان [English]

  • A. Raheb 1
  • Ahmad Heidari 2
  • Mohammad Javad Mohebbi 1
1 PhD student of Tehran University
2 Associate Professor, Tehran UniversityUniversity of Tehran
چکیده [English]

Long-term ponding and the occurrence of reduction condition finally result in aquic soil moisture regime or aquic soil condition, which affects soil quality, plant growth, and living conditions for other soil organisms. Soil morphological and chemical properties, especially type and quantity of different forms of iron and manganese, are strongly related to soil drainage conditions. The study area with about 10 ha extent was located in Rice Research Station, west of Tonekabon County in Mazandaran province. Endosaturation and anthric saturation of paddy soil surface had caused the development of special chemical and morphological forms of Fe and Mn. For the purpose of this study, Eh, different forms of iron such as soluble, crystalline, amorphous, and total iron and mineralogy of the redoximorphic features were studied in 5 pedons. High concentration of soluble Mn showed a close relationship with soil organic matter (SOM) and pH: its higher amounts were recorded in surface horizons with higher organic matter, decreasing by depth, however increases with pH declined with depth in some pedons. Results showed that SOM, aquic condition, pH, and lithlogical discontinuities played important roles in vertical distribution of Feo and Fed. Comparison of EDS elemental analyses data confirmed the presence of appreciable Fe in soils under kiwi cultivation. Mineralogical composition of redoximorphic features showed that lepidochrosite was the dominant form of Fe in both reduced paddy and non-paddy soils.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Soluble iron
  • Lithological discontinuity
  • Physicochemical properties
  • Ponding condition
  • Organic matter

مراجع

  1. اولیایی، ح .ر ، ا. ادحمی، ع. اجرایی، م. نجفی قیریو و م. رجایی. 1389. مطالعه پذیرفتاری مغناطیسی در برخی خاک­های اکوئیک و غیراکوئیک استان فارس. مجله تحقیقات آب و خاک ایران، شماره 41،  ۱۴۷‐۱۵۹.
  2. ترابی گل سفیدی، ح.، م. کریمیان اقبال و م. کلباسی. 1380. بررسی تغییرات پتانسیل اکسایش و کاهش در اراضی شالیکاری، روی لندفرم­های مختلف شرق گیلان. مجله علوم کشاورزی ایران، جلد 32، شماره 2، 343-331.
  3. راهب، ع.ر. 1390. آنالیز تصویر و بررسی خصوصیات میکرومورفولوژیکی و کانی شناسی خاک­های شالیزار و غیر شالیزار. پایان نامه کارشناسی ارشد، گروه مهندسی علوم خاک دانشگاه تهران، 184ص.
  4. راهب، ع.ر. و ا. حیدری. 1391. بررسی شرایط اکسید و احیاء و برخی خصوصیات الکتروشیمیایی، شیمیایی و کانی شناسی در خاک­های شالیزار و غیرشالیزار. مجله تحقیقات آب و خاک ایران، جلد 43، شماره 1، 54-47
  5. محبی صادق، م.ج.، ا. حیدری، ف. سرمدیان، غ.ر. ثواقبی و ع.ر. راهب. 1391. شکل­های مختلف آهن و منگنز و توزیع آنها در تجمعات و نیمرخ برخی آلفی­سولهای تحت تأثیر شرایط اکسایش و کاهش. مجله پژوهش­های خاک (علوم خاک و آب) جلد 26 ، شماره 1،53-43.
  6. Anonymous. 2010.Soil Survey Staff. Keys to Soil Taxonomy, United States Department of Agriculture. 11nd ed. Natural Resources Conservation Service, Washington DC., USA.
  7. Bacha, R.E., and L.R. Hossner. 1977. Characteristics of coating-formed on rice roots as affected by iron and manganese addition. Soil Sci. Soc. Am. J. 41: 931-935.
  8. Becker, M., and F. Asch. 2005. Iron toxicity in rice condition and management concepts. J. of Plant Nutr Soil Sci. 168: 558-573.
  9. Bohn, H.L., B.L. McNeal, and G.A. O,Conner. 1985. Soil Chemistry. 2nd ed. John Wiley & Sons, New York, NY.
  10. Carter, M.R., and E.G. Gregorich. 2008. Soil Sampling and Methods of Analysis. 2nd ed. Canadian Society of Soil Science, 1224 p.
  11. Fiedler, S., and M. Sommer. 2004. Water and Redox Conditions in Wetland Soils Their Influence on Pedogenic Oxides and Morphology. Soil Sci. Soc. Am. J. 68: 326-335.
  12. Friedrich, R. 2003. Developing a standardized procedure to screen lowland rice (Oryza Sativa) seedlings for tolerance to iron toxicity. Msc. Thesis, Rheinische Willhelms University. Bon. Germany.53 p.
  13. Gotoh, S., and W.H. Patrick. 1974. Transformation of iron in a waterlogged soil as influenced by redox potential and pH. Soil Sci. Soc. Am. J. 38: 66-71.
  14. Jahnson, M.G., and M.B. Mcbride. 1989. Mineralogical and chemical characteristics of Adirondack spodosols evidence for para and noncrystallin aluminosilicate minerals. Soil Sci. Soc. Am. J. 53: 482-490.
  15. Loeppert, R.H., and W.P. Inskeep. 1996. Iron. In Sparks, D.L. (ed.), Method of soil Analysis, Part 3. Chemical Methods. American Society of Agronomy, Madison, WI. 1390 p.
  16. Lindsay, W.L. 1972. Zinc in Soils and Plant Nutrition. Advances in Agronomy, 24: 147-186.
  17. Lindsay, W.L., and W.A. Norvell. 1978. Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese and copper. Soil Sci. Soc. Am. J. 42: 421-428.
  18. Lindsay, W.L. 1979. Manganese. p. 150-161. In Lindsay, W.L.(ed.), Chemical equilibria in soils. John Wiley & Sons, New York, NY.
  19. McKeague, J.A., and J.H. Day. 1966. Dithionite and oxalate-extractable Fe and Al as aids in differentiating various classes of soils. Can. Soc. Soil Sci. 46: 13-22.
  20. McKenzie, R.M. 1988. Manganese oxides and hydroxides. p. 439-465. In Dixon, J.B. and S.B. Weed, (eds.), Minerals in Soil Environments. Soil Science Society of America Inc., Madison. WI.
  21. Meek, B. D., A.J. MacKenzie, and L.B. Grass. 1968. Effects of organic matter, flooding time, and temperature on the dissolution of Iron and Manganese from soil in situ. Soil Sci. Soc. Am. J. 32: 634-638.
  22. Moraghan, J.T., and H.J. Mascagni. 1991. Enviromental and soil factor affecting micronutrient deficiencies and toxicities. p. 371-425. In Mortvedt, J.J. (ed.), Micronutrients in Agriculture. 2nd ed. Soil Science Society of America Inc., Madison. WI.
  23. Morris, D.R., R.H. Loppert, and T.J. Moor. 1990. Indigenous soil factors influencing iron cholorosis of soybean in calcarous soils. Soil Sci. Soc. Am. J. 54:1329-1336.
  24. Newhall, F., and C.R. Berdanier. 1996. Calculation of soil moisture regimes from the climatic record. Natural Resources Conservation Service, Soil Survey Investigation Report No. 46.
  25. Patrick, W.H., and C.N. Reddy. 1978. Chemical changes in rice soils. In Soils and rice. International Rice Research Institute, Los Banos, Philippines. p. 361-379.
  26. Richards, B.K., T.S. Steenhuisa, J.H. Peverlyb, and M.B. McBride. 1998. Metal mobility at an old, heavily loaded sludge application site. Environ. Poll. 99: 365-377.
  27. Rostaminia, M., S. Mahmoodi, H.T. Gol Sefidi, E. Pazira, and S.B. Kafaee. 2011. Study of reduction-oxidation potential and characteristics of a paddy field during rice growing season. J. Applied Sci. 11: 1004-1011.
  28. Schwertmann, U. 1966. Inhibitory effect of soil organic matter in the crystallisation of amorphous ferric hydroxide. Nature, 212: 645-646.
  29. Schwertmann, U., H. Kodama, and W.R. Fischer. 1986. Mutual interactions between organics and iron oxides. p. 223-250. In Huang, P.M. and M. Scnitzer, (eds.) Interactions of Soil Minerals with Natural Organics and Microbes. Soil Science Society of America  Inc., Special Publication Vol. 17. Madison. WI.
  30. Sharma, B.D., H. Arora, R. Kumar, and V.K. Nayyar. 2004. Relationships between Soil Characteristics and Total and DTPA Extractable Micronutrients in Inceptisols of Punjab. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 35: 799-818.
  31. Singer, A. 1977. Extractable sesquioxides in six Mediterranean soils developed on basalt and scoria. J. Soil Sci. 28: 125-135.
  32. Sparks, D.L. 1996. Method of soil Analysis. Part 3. Chemical Methods. American Soceity of Agronomy, Madison, WI.  p. 1390.
  33. Tokashiki, Y., J.B. Dixon, and D.C. Golden. 1986. Manganese oxide analysis in soils by combined X-ray diffraction and selective dissolution methods. Soil Sci. Soc. Am. J. 50: 1079-1084.
  34. Vempati, R.K., and R.H. Loppert.1988. Chemistry and mineralogy of Fe-containing oxides and layer silicate in relation to plant available Fe. J. Plant Nutr.11:1557-1574.
  35. Vepraskas, M.J. 1996. Redoxomorphic features for identifying aquic condition.Tech. Bull. 301. North Carolina.
  36. Wiederhold, j., N. Teutsch, S. Kraemer, and A. Halliday. 2007. Iron isotope fractionation during pedogenesis in reoxomorphic Soil. Soil Sci. Soc. Am. J. 71:1840-1850.
پژوهش های خاک
دوره 28، شماره 2
شهریور 1393
صفحه 351-362

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار