تأثیر حذف ماده آلی بر سینتیک و ترمودینامیک واجذب فسفر در برخی از خاک‌های آهکی استان آذربایجان شرقی

Abstract

چکیدهسابقه و هدف: فسفر بعد از نیتروژن دومین عنصر محدود کننده تولید تولید گیاهان زراعی در جهان است. تحرک و قابلیت دسترسی فسفر در خاک‌ها تحت تاثیر ویژگی‌های واجذب فسفر قرار می‌گیرد. اطلاعات اندکی درباره تأثیر مواد آلی بر ویژگی‌های سینتیک و ترمودینامیک واجذب فسفر در خاک‌های آهکی استان آذربایجان شرقی وجود دارد. هدف این پژوهش ارزیابی تأثیر ماده آلی بر پارانترهای سینتیکی و ترمودینامیکی واجذب فسفر بود. سینتیک و ترمودینامیک واجذب فسفر در 4 نمونه خاک(0- 30 سانتی‌متر) جمع‌آوری شده از استان آذربایجان شرقی قبل و بعد از حذف ماده آلی با استفاده از محلول هیپوکلریت سدیم (NaOCl) بررسی شد. مواد و روش‌ها: بر اساس ویژگی‌های عمومی، 4 نمونه مرکب از عمق 30-0 سانتی‌متری طوری انتخاب شدند که تا حد ممکن از دامنه نسبتاً وسیع ماده آلی، فسفر قابل استفاده و درصد رس و شن برخوردار باشند. نمونه های خاک پس از هواخشک شدن از غربال 2 میلی متری عبور داده شدند و برخی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی اندازه گیری شدند. سینتیک واجذب فسفر در غلظت اولیه 100 میلی‌گرم فسفر در لیتر با محلول کلرید کلسیم 01/0 مولار قبل و بعد از حذف ماده آلی مطالعه شد. تجزیه آماری داده‌ها با استفاده از نرم افزار SPSS و برازش غیرخطی معادلات سینتیکی با استفاده از نرم افزارData fit انجام شد.همچنین برای ترسیم همدماهای واجذب از نرم افزار Excel استفاده گردید.یافته ها: سینتیک واجذب فسفر با معادله الوویچ ساده شده بهتر توصیف شد. مقادیر میانگین ثابت معادله الوویچ قبل از حذف ماده آلی برابر با 69/9 و بعد از حذف ماده آلی برابر با 05/8 بود. الگوی واجذب فسفر بر پایه معادله الوویچ ساده شده نشان داد که سرعت واجذب فسفر در 2 ساعت ابتدایی بالاتر بوده و به وسیله یک سرعت واجذب کندتر ادامه یافت که این امر احتمالا بیانگر وجود دو مکانیسم مختلف در فرایند واجذب است. به منظور بررسی تأثیر دما، ترمودینامیک واجذب فسفر در 4 دمای 10، 20،30 و 40 درجه سلسیوس مورد مطالعه قرار گرفت. مقادیر مثبت آنتالپی نشان دهنده گرماگیر بودن فرآیند نگهداشت می‌باشد. با افزایش دما از 10 درجه سلسیوس به 40 درجه سلسیوس در خاک‌های تیمار نشده با هیپوکلریت سدیم، دامنه میانگین انرژی آزاد گیبس از 12/32- تا 3/39- کیلوژول بر مول افزایش یافت درحالیکه در خاک‌های تیمار شده با هیپوکلریت سدیم دامنه آن 05/33- تا 21/40- کیلوژول بر مول بدست آمد. نتیجه گیری: با توجه به افزایش مقادیر نگهداشت فسفر توسط خاک و کاهش سرعت واجذب فسفر بعد از حذف ماده آلی خاک، مصرف مواد آلی و یا حداقل جلوگیری از کاهش آن می‌تواند سبب افزایش کارایی مصرف فسفر و افزایش سرعت رهاسازی آن به محلول خاک شود.

Keywords

• ترمودینامیک
• واجذب
• سینتیک
• ماده آلی و فسفر