رهاسازی پتاسیم از مقادیر متفاوت فلدسپار در مقایسه با میکا های دی و تری اکتاهدرال در محیط ریشه جو و امکان تغییرات کانی شناسی رسی آن ها

STUDENT

DEGREE

YEAR

Mineral weathering is the major source of most essential nutrients including potassium. Feldspars are known as important sources of potassium in soils and high reserves of this mineral exist in our country. Therefore the objectives of this research were 1) to determine the influence of the type and quantity of mineral on potassium uptake from in feldspar in comparision with muscovite and phlogopite, 2) to investigate clay mineralogical changes in different levels of minerals under the rhizosphere of barley, and 3) to compare potassium release kinetics of these minerals as influenced by organic and inorganic extractants using successive extraction method. A pot experiment was carried out in a completely randomized design with factorial combinations and three replicates for a period of 120 days. Treatments consisted of four types of K-bearing minerals including Yazd feldspar (Iran), Ward feldspar (U.S) and Hamedan muscovite and phlogopite (Iran), five levels of K supply including 0, 0.2, 0.4, 0.8 and 1.4% K 2 O and two types of nutrient solution (complete and K-free). At the end of the experiment, plants were harvested and the amount of K in plant root and shoot was determined by flame photometer. Also, the clay sized particles were analyzed with XRD. Also, kinetics experiments were carried out in a completely randomized design with a factorial combination and three replications. Treatments consisted of four types of K-bearing minerals, three extractants including CaCl 2 , oxalic and citric acids with a concentration of 0.01 M and 6 times of extraction (1, 2, 8, 24 and 48 hours). The amount of K release was determined by flame photometer. The results showed that the effect of different levels of minerals, type of mineral and type of nutrient solution on dry matter, concentration and uptake of K in shoot and root was statistically significant. Under the K-free nutrient condition and in pots treated with phlogopite, all levels of phlogopite could provide sufficient amount of K to barley. Under these conditions, plant roots could facilitate the K release from this mineral and take up its non-exchangable and structural potassium. Whereas, higher levels of mineral in pots treated with feldspar and muscovite could not supply optimum quantity of K for barley and defficiency symptoms were observed. Under the K-free conditions, the gradual increase of potassium level by feldspar addition (Yazd and Ward) resulted in a steady trend in total K uptake. Different levels of muscovite had a significant effect on the total K uptake. In phlogopite containing pots, K uptake was more rapidly at low levels and reached to a steady state. It seems that higher levels of muscovite partly compensates the resistance of this mineral to weathering and the K release. Vermiculitization of phlogopite occured under both nutrient conditions and in different levels of this mineral. Rate of mineralogical changes under the K-free nutrient solution was higher than the complete nutrient solution. Under the complete nutrient solution, rhizospheric condition and higher K uptake by plant also caused mineralogical changes. In addition, smectite and chlorite formed in pots containing phlogopite. In contrast, no transformation was observed in muscovite treated pots. X-ray

هوادیدگی کانی ها منشأ اولیه بیشتر عناصر غذایی ضروری و از جمله پتاسیم می باشد. با توجه به اهمیت فلدسپارهای پتاسیم به عنوان عمده ترین منابع پتاسیم در خاک ها و نیز ذخایر بالای این کانی در خاک های کشورمان تحقیق حاضر با اهداف بررسی تأثیر نوع و مقدار فلدسپارپتاسیم بر رهاسازی پتاسیم و جذب این عنصر توسط گیاه و مقایسه آن با میکاهای دوجایی و سه جایی، مطالعه شدت تغییر و تحولات این کانی ها در مقادیر متفاوت کانی تحت تأثیر ریزوسفر گیاه جو و مقایسه سینتیک رهاسازی پتاسیم از کانی های مورد مطالعه تحت تأثیر عصاره گیرهای متفاوت آلی و معدنی به روش عصاره گیری متوالی انجام گرفت. بخش گلدانی این تحقیق با استفاده از آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در طی یک دوره 120 روزه انجام شد. فاکتورهای آزمایش، شامل چهار نوع کانی (فلدسپار پتاسیم یزد، فلدسپار پتاسیم شرکت وارد آمریکا، موسکویت همدان و فلوگوپیت همدان)، در مقادیر متفاوت معادل با 0، 2/0، 4/0، 8/0 و 4/1 درصد K 2 O و دو سطح محلول غذایی (کامل و بدون پتاسیم) بود. در پایان دوره کشت گیاهان برداشت و مقدار پتاسیم ریشه و شاخسار به وسیله دستگاه فلیم فتومتر اندازه گیری شد. همچنین بخش رس بستر کشت توسط پراش پرتو ایکس آنالیز شد. در بخش آزمایشات سینتیکی نیز آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار مورد استفاده قرار گرفت. فاکتورهای آزمایش شامل چهار نوع کانی مذکور، سه نوع عصاره گیر شامل اسید های آلی (اگزالیک، سیتریک) و عصاره گیر معدنی کلریدکلسیم در غلظت 01/0 مولار و 6 زمان عصاره گیری شامل 1، 2، 4، 8، 24 و 48 ساعت بودند. در پایان غلظت پتاسیم در نمونه ها قرائت شد. نتایج تأثیر معنی دار مقدار کانی، نوع کانی و نوع محلول غذایی را بر وزن خشک و غلظت و جذب پتاسیم شاخسار و ریشه نشان داد. در شرایط تغذیه با محلول غذایی فاقد پتاسیم غلظت پتاسیم گیاه در گلدان های تیمار شده با فلوگوپیت در همه مقادیر در محدوده کفایت قرار گرفت. با توجه به این که در این محیط کشت تنها منبع تأمین پتاسیم کانی فلوگوپیت بود ریشه گیاه با ترشح اسیدهای آلی توانست این کانی را هوادیده نموده و پتاسیم غیرتبادلی و ساختمانی آن را جذب نماید. این در حالیست که افزایش مقدار کانی های فلدسپار و موسکویت با وجود افزایش در غلظت پتاسیم گیاهان نتوانستند غلظت این عنصر را به حد کفایت برسانند و گیاهان دچار کمبود پتاسیم شدند. در شرایط تغذیه ای بدون پتاسیم افزایش مقدار کانی های فلدسپار یزد و شرکت وارد آمریکا تأثیر کمی بر میزان جذب کل پتاسیم نشان داد. این در حالیست که در کانی موسکویت افزایش مقدار کانی تأثیر به سزایی در میزان جذب کل پتاسیم داشت و در بستر حاوی فلوگوپیت این روند در ابتدا افزایش و سپس یکنواخت شد. چنین به نظر می رسد که برای تأمین نیاز پتاسیمی گیاه در محیط های کشت حاوی موسکویت به عنوان یک کانی مقاوم به هوادیدگی، با افزایش مقدار کانی تا حدی بتوان رهاسازی کمتر پتاسیم از این کانی دوجایی را جبران کرد. ورمی کولیتی شدن کانی فلوگوپیت در چهار مقدار متفاوت و هر دو شرایط تغذیه ای مشاهده شد. شدت تغییرات کانی شناسی در شرایط تغذیه ای بدون پتاسیم بیشتر بود اما در شرایط تغذیه با محلول غذایی کامل نیز به علت وجود شرایط محیط ریزوسفری و جذب بیشتر گیاه (در محدوده کفایت) رهاسازی پتاسیم و به دنبال آن تغییرات کانی شناسی رخ داد. علاوه بر ورمی کولیت، کانی های اسمکتیت و کلریت نیز در این بستر تشکیل شدند. این در حالیست که هیچ تغییر کانی شناسی در کانی موسکویت رخ نداد. بررسی تغییرات کانی شناسی در فلدسپارهای پتاسیم نشان داد که این کانی در طی 120 روز دوره کشت به ایلیت هوادیده شده است. نتایج مطالعات سینتیکی نشان داد که عصاره گیرهای آلی 3-5/2 برابر بیشتر از کلریدکلسیم پتاسیم غیرتبادلی را آزاد می نمایند. همچنین تفاوت توانایی در میزان رهاسازی پتاسیم، بین اسیدهای آلی در موسکویت و فلوگوپیت معنی دار، ولی در فلدسپارهای پتاسیم، معنی دار