Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Shariatmadari,Hossein Khademi Moughari
حسین شریعتمداری (استاد مشاور) حسین خادمی موغاری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Samira Norouzi
سمیرا نوروزی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

Release of Potassium from Some Micaceous Minerals as Influenced by Selected Organic Acids and the Rhizosphere of Alfalfa
Low molecular weight carboxylic acids (LMW) play an important role in improving the bioavailability of soil nutrients. Non-exchangeable soil K, trapped between the interlayers of clay minerals, is an important source of K for plants in many soils. The objectives of this study were to determine the effect of selected LMW organic acids on the release of K from micaceous minerals and to investigate the root-induced dissolution of micaceous minerals in the rhizosphere of alfalfa and also the resulting mineralogical changes. A lab dissolution study was carried out using a completely randomized design with three replicates. Micaceous minerals including biotite, muscovite and phlogopite ( 60 ?m size) were reacted with 0, 500, 2000 and 4000 ?M solutions of oxalic, citric and malic acids for a period of 5 hours to 120 days. The amount of K released to the solution was determined with flame photometer. In addition, a pot experiment was carried out under the greenhouse conditions using a completely randomized design with four replicates. Alfalfa was grown on a mixture of mica ( 60 ?m size), as the sole source of K, and quartz sand. Four treatments were used including pure quartz, quartz + biotite, quartz + muscovite and quartz + phlogopite. To distinguish the effect of plants on K release, the same treatments were used in similar pots with no plant. Pots were irrigated with either distilled water or nutrient solution with or without K. After 90 days, plants were harvested and the amount of K in plant roots and shoots was determined by flame photometer. Also, the clay sized particles in the root zone were separated from quartz and analyzed with XRD. The rate of K release varied with the type of organic acids and also the kind of mica. Citric acid solution with a concentration of 4000 ?M was able to release more K from weathered minerals. The higher the concentration of organic acid, the higher the amount of K released. The amount of K released from minerals was in the order of phlogopite muscovite biotite. The kinetics of non-exchangeable K release from minerals consisted of two phases and was best described by Elovich, power and parabolic diffusion models showing that diffusion is the most important controlling process in K-release from minerals. Strongly coordinating LMW carboxylic acids enhance the mineral dissolution and weathering reactions through the detachment of surface complexes into solution. There was not any XRD detectable changes in minerals reacted with organic acids up to 4 months. Greenhouse results revealed that alfalfa was able to induce a significant release of interlayer potassium during cropping and this root-induced release of K had a great contribution to plant nutrition. X-ray diffractometery showed a strong vermiculitization of phlogopite and biotite in the rhizosphere of alfalfa. This suggests that the plant roots could facilitate the K release and also mineral transformation by depleting the
اسید های کربوکسیلیک با وزن مولکولی کم (LMW)، نقش مهمی در افزایش فراهمی زیستی عناصر غذایی خاک به عهده دارند. پتاسیم غیر تبادلی خاک ها که در بین لایه های کانی های رسی محبوس گردیده است، منبع مهمی برای پتاسیم مورد نیاز گیاهان در بسیاری از خاک ها محسوب می شود. اهداف این مطالعه تعیین تأثیر برخی اسیدهای آلی در رها سازی پتاسیم از کانی های میکایی و تعیین اثر ریشه بر حلالیت کانی های میکایی در ریزوسفر گیاه یونجه و مطالعه تغییرات کانی شناسی کانی ها تحت تأثیر اسیدهای آلی و ریزوسفر گیاهان بود. به این منظور از طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار استفاده شد. کانی های میکایی بیوتیت، موسکویت و فلوگوپیت ( کوچک تر از 60 میکرومتر) تحت تأثیر اسیدهای آلی اگزالیک، سیتریک و مالیک با غلظت های صفر، 500، 2000 و 4000 میکرومولار به مدت 5 ساعت تا 120 روز قرار گرفتند. سپس مقدار پتاسیم رها شده از این کانی ها به محلول، با دستگاه فلیم فتومتر اندازه گیری شد. آزمایش گلخانه ای نیز با استفاده از طرح کاملاً تصادفی و چهار تکرار انجام شد. گیاهان یونجه در بسترهای کوارتز، کوارتز+ بیوتیت، کوارتز+ موسکویت و کوارتز+ فلوگوپیت کشت شدند. گلدان هایی نیز به صورت کشت نشده با اندازه کوچکتر تهیه شدند تا تأثیر گیاه بر هوادیدگی کانی ها بررسی شود. گلدان ها با محلول های غذایی پتاسیم دار و بدون پتاسیم تغذیه شدند و پس از 90 روز مقدار پتاسیم در ریشه و اندام هوایی اندازه گیری شد. سپس ذرات میکای جدا شده از کوارتز با XRD آنالیز شدند. نتایج نشان دادند که سرعت رها سازی پتاسیم بسته به نوع اسیدهای آلی و ترکیب شیمیایی و ساختمان تبلور کانی های میکایی متفاوت بود. اسید سیتریک با غلظت 4000 میکرومولار در بین سایر اسیدها پتاسیم بیشتری از کانی ها آزاد نمود و مقدار پتاسیم رها شده از کانی ها با افزایش غلظت اسیدها افزایش یافت. توالی آزاد شدن پتاسیم از کانی ها به صورت فلوگوپیت موسکویت بیوتیت بود. سینتیک رها سازی پتاسیم غیر تبادلی از کانی ها دارای دو فاز مشخص بود و با معادلات سینتیکی ایلوویچ، تابع نمایی و پخشیدگی پارابولیک برازش خوبی داشت. به نظر می رسد اسیدهای آلی از طریق کئوردیناسیون گروه های کربوکسیلیک و هیدروکسیل با کاتیون های فلزی، جذب کانی ها شدند و کئوردیناسیون قوی اسیدهای آلی، حلالیت کانی ها و هوادیدگی آنها را از طریق جداسازی کمپلکس های سطحی به محلول افزایش داد. کانی های میکایی تحت تأثیر اسیدهای آلی تغییر کانی شناسی قابل تشخیص با XRD نداشتند. نتایج آزمایش گلخانه ای نیز نشان داد که گیاه یونجه مقادیر چشمگیری از پتاسیم بین لایه ای میکاها را در طول کشت استخراج و جذب نمود. نتایج تفرق اشعه ایکس ورمیکولیتی شدن قوی فلوگوپیت و بیوتیت را نشان داد که این تغییر شکل بیان می کند ریشه ها با تخلیه پتاسیم ریزوسفر تعادل موجود را بر هم زده و با آزاد سازی پتاسیم بین لایه ای و انبساط فضای بین لایه ای فیلوسیلیکات ها باعث تغییر شکل بیوتیت و فلوگوپیت به ورمیکولیت شدند. در حالی که موسکویت هوادیده نشده، بنابراین تغییر شکل قابل تشخیص با XRD برای این کانی مشاهده نشد. روند متفاوت رهاسازی پتاسیم کانی های میکایی تحت تأثیر اسیدهای آلی و ریزوسفر گیاهان بیان می کند که فرآیند آزاد سازی بسته به مکانیزم رهاسازی متفاوت می باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی