بررسی تغییرات شیمیایی و کانی شناسی آهن در خاکهای مختلف در شرایط رطوبت مزرعه ای و اشباع

آب و خاک

مقاله 6، دوره 29، شماره 6، بهمن 1394، صفحه 1522-1532   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v29i6.29606

نویسندگان

علی عباسپور^* ؛ شاهین شاهسونی؛

دانشگاه صنعتی شاهرود

چکیده

پتانسیل رداکس از عوامل موثر بر حلالیت کانیهای آهن در خاکها میباشد، ضمن اینکه افزودن مواد آلی در شرایط غرقاب باعث کاهش پتانسیل ریداکس شده و تغییر و تحولات کانیهای آهن را شدیدتر می نماید. این تحقیق به بررسی اثر پتانسیل ریداکس بر غلظت آهن محلول خاک و تغییر کانیهای آهن می پردازد. بدین منظور 4 نمونه خاک کشاورزی (یک خاک اسیدی, یک خاک خنثی و دو خاک آهکی) انتخاب شد. در یک آزمایش انکوباسیون، نمونه های خاک با 0 (C) و 2 (O) درصد پودر یونجه تیمار شده و به مدت 12 هفته دردو شرایط 60 درصد رطوبت مزرعه (F) و اشباع (S) نگهداشته شدند. بعد از 1 و 12 هفته نمونه های فرعی برداشته شده و غلظت آهن محلول اندازه گیری شد. غلظت گونه های آهن II و III در محلول خاک با نرم افزار ویژوال مینتک تعیین شد. تغییرات احتمالی کانیهای آهن خاک توسط پراش اشعه ایکس بررسی شد. نتایج نشان داد که غرقاب کردن (CS) سبب کاهش پتانسیل ریداکس خاکها بخصوص در خاک خنثی شد و کاربرد بقایای گیاهی (OS) پتانسیل ریداکس را بیشتر کاهش داد. غلظت آهن (محلول در تیمار CS نسبت به تیمار CF در همه خاکها بجز خاک اسیدی افزایش معنی دار (05/0≥p) یافت. این افزایش در همه خاکها بجز خاک خنثی در طول 12 ماه ادامه داشت. افزودن ماده آلیباعث افزایش آهن محلول در خاکهای اسیدی و خنثی و کاهش آن در خاکهای آهکی شد. دیاگرامهای حلالیت و نتایج پراش اشعه ایکس احتمال تشکیل کانی پیریت در خاکهای اسیدی و خنثی و تشکیل کانی سیدریت در خاکهای آهکی را تایید نمودند.

کلیدواژه‌ها

پودر یونجه؛ پیریت؛ خاکهای غرقاب؛ سیدریت؛ کانیهای آهن

مراجع

1- Abbaspour A., Kalbasi M., Hajrasuliha S., and Fotovat A. 2008. Effect of organic matter and salinity on EDTA-extractable and solution species of cadmium and lead in three soils.Communications in Soil Science and Plant Analysis. 39: 983 – 1005.

2- Abbaspour A.,Kalbasi M., and Shariatmadari H. 2004. Effect of steel converter sludge as Iron fertilizer and soil amendment in some calcareous soils. Journal of Plant Nutrition 27: 377-394.

3- Bigham J.M. 1996. Method of Soil Analysis. Part 3. Chemical methods. American Society of Agronomy, Inc. Madison, Wisconsin, USA.796p.

4- Burton E.D. Bush R.T. Sullivan L.A., and Mitchell D.R.G. 2007. Reductive transformation of iron and sulfurin schwertmannite-rich accumulations associatedwith acidified coastal lowlands. Geochimica et CosmochimicaActa 71: 4456–4473.

5- Burton E.D. Bush R.T. Sullivan L.A., Johnston S.G. and Hocking R.K. 2008. Mobility of arsenic and selected metals during re-flooding of iron- and organic-rich acid-sulfate soil. Chemical Geology 253 : 64–73.

6- Davranche M., and Bollinger J.C. 2000. Heavy metals desorption from synthesized and natural iron and manganese oxyhydroxides; Effect of reducing conditions. Journal of Colloid and Interface Science. 227:531-539.

7- Deng Y., White G. N., and Dixon J. B. 2009. Soil Mineralogy Laboratory Manual. 11th edition. Department of Soil and Crop Sciences, Texas A&M University, College Station, Texas.180p.

8- De Volder D.S., Brown S.L., Hesterberg D., and Pandya K. 2003. Metal bioavailability and speciation in a wetland tailing repository amended with biosolids compost, wood ash and sulfate. Journal of Environmental Quality. 32:851-864.

9- Fotovat A., and Naidu R. 1998. Changes in composition of soil aqurous phase influence chemistry of indigenous heavy metals in alkaline sodic and acidic soils. Geoderma 84:213-234.

10- Gustafsson, J.P., 2002. VisualMinteq [Online]. Available at http://www.lwr.kth.se/english/OurSoftware/V minteq/#download (verified 25 Apr. 2003).

11- Impellitteri, C.A., Lu, Y.,Saxe, J.K., Allen, H.E. and Peijnenburg, W.J.G.M. 2002. Correlation of the partitioning of dissolved organic matter fractions with the desorption of Cd, Cu, Ni,Pb, and Zn from 18 Dutch soils. Environment International 22: 401- 410.

12- Jo Y. H., Do S.H., and Kong S.H. 2014. Persulfate activation by iron oxide-immobilized MnO2 composite: Identification of iron oxide and the optimum pH for degradations. Chemosphere, 95:550-555.

13- Kashem M.A., and Sing B.R. 2001. Metal availability in contaminated soils: I. Effects of flooding and organic matter on changes in Eh, pH, and solubility of Cd, Ni, and Zn. Nutr. Cycling in Agroecosystems 61:247-255.

14- Kögel-Knabner I., Amelung W., Cao Z., Fiedler S., Frenzel P., Jahn R., Kalbitz K., Kölbl A., and Schloter M. 2010. Biogeochemistry of paddy soils. Geoderma 157: 1–14.

15- La force, M.J., Hansel, C.M., and Fendorf, S. 2002. Seasonal transformations of manganese in a palustrine emergent wetland. Soil Science Society of America. Journal. 66:1377-1389.

16- Li X., Liu T., Zhang N., Ren G., Li F., and Li Y.2012. Effect of Cr (VI) on Fe (III) reduction in three paddy soils from the Hani terrace field at high altitude. Applied Clay Science 64: 53-60.

17- Lindsay W.L. 2001. Chemical equilibria in soils, 2nd. John Wiley & Sons, New York.412p.

18- Miranda K.M., Espev M.G., Wink D.A. 2001. A rapid, simple spectrophotometric method for simultaneous detection of nitrate and nitrite.Nitric Oxide-Biological Chemistry 5(1):62-71.

19- Otero X.L., Ferreira T.O., Huerta-Diaz M.A., Partiti C.S.M., Souza J. V., Vidal-Torrado P., and Macias F. 2009. Geochemistry of iron and manganese in soils and sediments of a mangrove system, Island of Pai Matos (Cananeia— SP, Brazil). Geoderma 148: 318–335.

20- Ritvo G., Shitumbanuma V., and Dixon J.B. 2004. Soil solution sulfide control by two iron-oxide minerals in a submerged microcosm. Aquaculture 239: 217–235.

21- Thompson A., Rancourt D.G., Chadwick O.A., and Chorover J. 2011. Iron solid-phase differentiation along a redox gradient in basaltic soils. Geochimica et CosmochimicaActa 75:119-133

22- Van der Welle M. E.W., Roelofs J. G.M., and Lamers L. P.M.2008. Multi-level effects of sulphur–iron interactions in freshwater wetlands in The Netherlands. Science of the Total Environment 406: 426 – 429.

23- You S.J., Yin Y., and Allen H.E. 1999. Partitioning of organic matter in soils: effects of pH and water: soil ratio. Science of the Total Environment. 227:155- 160.