تحلیل وضعیت اکسایش- کاهش و روند تحول خاک‎های شالیزار در یک توپوسکوئنس

آب و خاک

مقاله 8، دوره 30، شماره 2 - شماره پیاپی 46، خرداد 1395، صفحه 484-496   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v30i2.39163

نویسندگان

جواد سیدمحمدی^{* 1}؛ لیلا اسماعیل نژاد²؛ حسن رمضانپور³؛ کامران افتخاری⁴

¹دانشگاه تبریز

²دانشگاه تهران

³دانشگاه گیلان

⁴موسسه تحقیقات آب و خاک

چکیده

پتانسیل اکسایش و کاهش یکی از مهمترین عوامل در تعیین ویژگی‎های شیمیایی خاک‎های غرقاب بوده و تأثیر زیادی بر میزان فعالیت و جذب عناصر غذایی دارد. شرایط احیاء در خاک‎های خیس غیراشباع، مجموعه‎ای از تغییرات شیمیایی و الکتروشیمیایی ایجاد می‎کند. منطقه مورد مطالعه با وسعت حدود 40 هزار هکتار در استان گیلان واقع شده است. تغییرات مورفولوژیکی، فیزیکوشیمیایی قابل توجهی در اثر شرایط اکسایش و کاهش در خاکرخ‎های مورد مطالعه ایجاد شده است. برای این منظور پتانسیل اکسایش- کاهش، اشکال مختلف آهن از جمله آهن محلول، بلورین، بی‎شکل و کل در خاکرخ‎های واقع در واحدهای مختلف فیزیوگرافی مورد بررسی قرار گرفت. آهن بی‎شکل در افق‎های سطحی همه خاک‎ها با مقدار متوسط 3/24 گرم بر کیلوگرم نسبت به عمق بیشتر بوده که با مقدار ماده ‎آلی همبستگی مثبت داشت. هوادیدگی بیشتر در سطح، شرایط اکسیداسیون و احیاء و ماده آلی زیاد مانع از تبلور آهن بی‎شکل شده است. مقادیر کمتر پتانسیل اکسایش- کاهش با میانگین 7/145 میلی‎ولت و rH با متوسط 6/19 در خاک اراضی پست و ساحلی دلالت بر شرایط احیاء شدید در این خاک‎ها دارد. بررسی اختلاف آهن آزاد و بی‎شکل و نسبت آنها نشان ‎دهنده مقادیر کمتر آهن متبلور با میانگین 8/6 گرم بر کیلوگرم در خاک‎های اراضی پست و ساحلی بوده و دلالت بر تحول کمتر خاک‎های واقع در این واحدها به دلیل بالا بودن سطح آب زیرزمینی و نوسان آن نسبت به خاک‎های اراضی واحدهای فلات‎ها و تراس‎های فوقانی و آبرفت‎های رودخانه‎ای با مقدار متوسط آهن متبلور 8/15 گرم بر کیلوگرم دارد. همچنین مقایسه میانگین مقادیر شکل‎های مختلف آهن با استفاده از آزمون LSD اختلاف معنی‎دار در واحدهای فیزیوگرافی را نشان داد.

کلیدواژه‌ها

آهن؛ تکامل خاک‎ها؛ فرآیندهای شیمیایی و الکتروشیمیایی؛ واحدهای مختلف فیزیوگرافی

مراجع

1- Aimrun W., Amin M.S.M., and Eltiab S.M. 2003. Effective prosity of paddy soils as an estimation of its saturated hydraulic conductivity. Geoderma, 121: 197-203.

2- Bacha R.E., and Hossner L.R. 1977. Characteristics of coating-formed on rice roots as affected by iron and manganes addition. Soil Science Society of America Journal, 41: 931-935.

3- Banaee M.H. 1998. Moistural and temporal regimes map of Iran soils. Iranian Soil and Water Research Institute, Tehran, Iran. (In Persian)

4- Burt R. 2014. Soil Survey Laboratory Methods Manual. Soil survey investigations report No. 42, Version 5. United States Department of Agriculture, Natural Resources Conservation Service, National Soil Survey Center.

5- Cheng Y.Q., Yang L.Z., Cao Z.H., Ci E., and Yin S. 2009. Chronosequential changes of selected pedogenic properties in paddy soils as compared with non-paddy soils. Geoderma, 151: 31-41.

6- Costantini E.A.C., Lessovaia S., and Vodyanitskii Y. 2006. Using the analysis of iron and iron oxides in paleosols (TEM, geochemistry and iron forms) for the assessment of present and past pedogenesis. Quaternary International, 156–157: 200–211.

7- Dethier D.P., Birkeland P.W., and Mc Carth J.A. 2012. Using the accumulation of CBD-extractable iron and clay content to estimate soil age on stable surfaces and nearby slopes, Front Range, Colorado. Geomorphology, 173-174: 17-29.

8- FAO. 2006. Guidelines for Soil Description. 4th ed. Rome, Italy.

9- Fiedler S., and Sommer M. 2004. Water and redox conditions in wetland soils-their influence on pedogenic oxides and morphology. Soil Science Society of America Journal, 68: 326–335.

10- Frohne T., Rinklebe J., Diaz-Bone R.A., and Du Laing G. 2011. Controlled variation of redox conditions in a floodplain soil: Impact on metal mobilization and biomethylation of arsenic and antimony. Geoderma, 160: 414–424.

11- Howard J.L., Clawson C.R., and Daniels L.W. 2012. A comparison of mineralogical techniques and potassium adsorption isotherm analysis for relative dating and correlation of Late Quaternary soil chronosequences. Geoderma, 179-180: 81–95.

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

13- Lair G.J., Zehetner F., Hrachowitz M., Franz N., Maringer F.J., and Gerzabek M.H. 2009. Dating of soil layers in a young floodplain using iron oxide crystallinity. Quaternary Geochronology, 4: 260–266.

14- Maie N., Watanabe A., and Kimura M. 2004. Chemical characteristics and potential source of fulvic acids leached from the plow layer of paddy soil. Geoderma, 120: 309-323.

15- Nattaporn P., Anchalee S., Irb K., and Gilkes R.J. 2007. Micromorphological Properties of Thai Paddy Soils. Journal of Kasetsart (Natural Science), 41: 42-48.

16- PCRA (Protection cathodique et revêtements associes). 2007. Recommendations for the verification of reference electrodes. Recommendations PCRA 005, Rev 1. Committee for Cathodic Protection and Associated Coatings, Centre Français de l'Anticorrosion. Accessible at: http://www.cefracor.org/html/publications.htm.

17- Pezeshki S.R., and DeLaune R.D. 2012. Soil oxidation-reduction in wetlands and its impact on plant functioning. Biology, 1: 196-221.

18- Pope R., Wilkinson K., Skourtsos E., Triantaphyllou M., and Ferrier G. 2008. Clarifying stages of alluvial fan evolution along the Sfakian piedmont, southern Crete: New evidence from analysis of post-incisive soils and OSL dating. Geomorphology, 94(1): 206-225.

19- Rezapor S., Jafarzadeh A.A., Samadi A., and Oustan Sh. 2009. Distribution of iron oxides forms on a transect of calcareous soils, north-west of Iran. Archives of Agronomy and Soil Science, 56(2): 165-182.

20- Rostaminia M., Mahmoodi S., Torabi Golsefidi H., Pazira E., and Kafaee S.B. 2011. Study of reduction-oxidation potential and characteristics of a pddy field during rice growing season. Journal of Applied Science, 11(6): 1004-1011.

21- Sedov S., Solleiro-Rebolledo E., Fedick S.L., Gama-Castro J., Palacios-Mayorga S., and Vallejo-Gomez E. 2007. Soil genesis in relation to landscape evolution and ancient sustainable land use in the northeastern Yucatan Peninsula, Mexico. Atti della Societa Toscana de Scienze Naturali Di Piza, 112: 115-126.

22- Seyedmohammadi J., Akef M., Eftekhari K., and Ramezanpour H. 2011. The effects of ground water table and rice cultivation on paddy soils micromorphological characteristics along Rasht Sangar Dam uplands to Caspian Sea Coastal Plain. Journal of Water and Soil Conservation, 18(1):33-57. (In Persian with English abstract)

23- Simon M., Sanchez S., and Garcıa I. 2000. Soil-landscape evolution on a Mediterranean high mountain. Catena, 39: 211-231.

24- Soil Survey Staff. 2014. Keys to Soil Taxonomy, United States Department of Agriculture, 12th ed. Natural Resources Conservation Service.

25- Torabi Golsefidi H. 2001. Genesis, Classification and suitability evaluation of wetland soils for rice cultivation on different landforms in Guilan Province, Northern Iran. Isfahan University of Technology, College of Agricuture, Ph.D. Dissertation, 485p. (In Persian with English abstract)

26- Torrent J., Liu Q.S., and Barron V. 2010. Magnetic minerals in Calcic Luvisols (Chromic) developed in a warm Mediterranean region of Spain: Origin and paleoenvironmental significance. Geoderma, 154: 465–472.

27- van Bochove E., Beauchemin S., and Theriault G. 2002. Continuous multiple measurement of soil redox potential using platinum microelectrodes. Soil Science Society of America Journal, 66: 1813–1820.

28- Witt C., and Haefele S.M. 2005. Paddy Soils, In D. Hillel. Encyclopedia of Soils in the Environment.1st ed. 220p.

29- Zhang G.L., and Gong Z.T. 2003. Pedogenic evolution of paddy soils in different soil landscapes. Geoderma, 115: 15-29.

30- Zou Y., Lu X., and Jiang M. 2009. Dynamics of dissolved iron under pedohydrological regime caused by pulsed rainfall events in wetland soils. Geoderma, 150: 46–53.