| [مهمان (183.193.*.*)]پاسخ [چینی ] | زمان :2021-12-29 |  خواص جذب خاک
بررسی
عملکرد جذب خاک به توانایی خاک در جذب و حفظ مولکول ها و ایون ها در محلول های خاک، ذرات معلق، گازها و میکروارگانیسم ها در تعلیق ها اشاره دارد.
خواص جذب خاک ها نقش بسیار مهمی در باروری و خواص خاک دارد.
ب: عملکرد جذب خاک ارتباط نزدیکی با باروری خاک و تامین کود دارد
از آنجا که خاک خواص جذبی دارد، کودهای اعمال شده (چه غیر آلی و چه آلی، جامد، مایع یا گازی) را می توان برای مدت طولانی در خاک ذخیره کرد و می تواند در هر زمان برای جذب و استفاده گیاهان آزاد شود.
ب: عملکرد جذب خاک می تواند بر خواص شیمیایی مانند اسیدیته و قلیایی بودن و بافر خاک تأثیر بگذارد
ج: خواص جذب خاک می تواند به طور مستقیم یا غیر مستقیم بر خواص ساختاری، فیزیکی و مکانیکی خاک، شرایط گرمایی و غیره تأثیر بگذارد.
برابر
انواع خواص جذب خاک
با توجه به مکانیسم تولید عملکرد جذب، عملکرد جذب خاک به انواع زیر تقسیم می شود:
a. جذب مکانیکی خاک: مقاومت مکانیکی خاک به اشیاء، و اندازه عملکرد جذب مکانیکی خاک عمدتا به وضعیت منفذ خاک بستگی دارد. منافذ بیش از حد ضخیم هستند، آثار کمی هستند، و منافذ بیش از حد خوب است، که مشکلاتی در دیدن رپرتوار ایجاد خواهد کرد، و تشکیل آباب زمینی و فرسایش خاک آسان است.
ب- عملکرد جذب فیزیکی خاک: به توانایی خاک در حفظ مواد مولکولی اشاره دارد، از جمله:
(1) مکش مثبت: مواد مغذی بر روی سطح کلوئید خاک متمرکز, و غلظت مواد مغذی بر روی سطح کلوئید بیشتر از آن در محلول.
(2) مکش منفی: سطح کلوئید خاک جذب ماده کمتر، و غلظت مواد مغذی بر روی سطح کلوئید پایین تر از آن در محلول است.
ج. خواص جذب شیمیایی خاک: نمک های محلول به نمک های نسوز در خاک تبدیل می شوند و در خاک بارش و حفظ می شوند، این فرایند بر اساس واکنش های شیمیایی خالص، به نام جذب شیمیایی، مانند فسفات محلول، در خاک با Ca2 ، Mg2 ، Fe2 ، Al3 ، و غیره، واکنش شیمیایی رخ می دهد برای تولید فسفات کلسیم نامحلول، فسفات منیزیم، فسفات آهن، فسفات آلومینیوم، فسفات آلومینیوم.اگرچه عملکرد جذب شیمیایی می تواند مواد مغذی محلول را نجات دهد و از دست دادن را کاهش دهد، آن را نیز کاهش می دهد اثربخشی این مواد مغذی بر روی گیاه, بنابراین در تولید, لازم است برای جلوگیری از تثبیت شیمیایی مواد مغذی موثر, اما جذب شیمیایی نیز دارای برخی از مزایای, مانند H2S, Fe2 اثر سمی بر ریشه برنج, اما تحت شرایط شالیکار مزرعه بوی H2S Fe2 →FeS¤ کاهش اثر سمی خود را...
د. خواص جذب فیزیکوشیمیایی خاک: توانایی خاک برای حفظ مواد مغذی یونی در مواد محلول؛ چون کلوئید خاک دارای بار مثبت و بار منفی است، آن را می توان با خواص الکتریکی مخالف در محلول خاک خورد، و همچنین می توان با همان قطعات الکتروتروپیک در خاک محلول برای رسیدن به تعادل پویا تبادل، این فرایند بر اساس نیروی مکش فیزیکی است، اما آن را نیز نشان می دهد برخی از ویژگی های واکنش های شیمیایی، بنابراین آن را عملکرد مکش فیزیکی و شیمیایی خاک و یا تبادل ion خاک نامیده می شود.
f. عملکرد بیو جذب کننده: جذب مواد مغذی توسط ریشه های گیاهی و میکروارگانیسم ها در خاک است، که انتخابی و خلاق است، و می تواند مواد مغذی را در همان زمان تجمع و متمرکز کند.
خواص جذب چند خاک فوق در جداسازی وجود ندارد، و به هم مرتبط هستند و بر یکدیگر تأثیر می گذارد و بزرگترین سهم در حفظ باروری و کود خاک در این خواص جذب خاک، خواص جذب فیزیکی و شیمیایی خاک است.
خواص جذب فيزيکوشيمی خاک
خواص فیزیکی و شیمیایی خاک در اصل تبادل يونی خاک است، از جمله:
(1) تبادل Cation خاک: فرایند تعادل پویا بین cations جذب شده توسط کلوئید خاک منفی بار و cations در محلول خاک.
(2) تبادل آنیون خاک: فرایند تعادل پویا بین آنیون جذب شده توسط کلوئید خاک با بار مثبت و آنیون در محلول خاک.
1. تبادل کیشن خاک:
معمولاً مقدار بار منفی حمل شده توسط خاک به مراتب بیشتر از بار مثبت است، بار منفی روی سطح کلوئید خاک می تواند در محلول خاک به الکتریسیته، و cations که مکیده می شوند را نیز می توان با سایر cations در محلول خاک در شرایط خاصی رد و بدل کرد→ تبادل کیشن خاک.
به عنوان مثال، تپه مکش اصلی بر روی کلوئید خاک دارای Ca2 است، هنگامی که K2SO4 را اعمال می کنیم، Ca2 می تواند توسط K رد و بدل شود و وارد محلول خاک شود.
يون ها در محلول خاک با مکش به کلوئيد → شوند
Ions adsorbed on the soil colloid are transferred to the soil solution → desorpted
A. ویژگی های تبادل خاک:
پاندر به.واکنش برگشت پذیر: به این صورت است که وقتی ترکیب و غلظت محلول خاک تغییر می کند، می توان جای خود را به سایر cations داد و وارد محلول خاک شد، که نقش بسیار مهمی در تغذیه گیاه دارد، باعث می شود کهیون های جذب شده اثر گیاه را از دست ندهند، جذب مواد مغذی توسط گیاهان عمدتاً جذب مواد مغذی از محلول خاک است، بیشتر مواد مغذی روی سطح کلوئید خاک نیاز به انتقال به محلول خاک دارند تا جذب شوند، زیرا واکنش تبادل تحریک واکنش برگشت پذیر است، به طوری که cations که مکیده می شود را می توان به طور کامل توسط cations دیگر رد و بدل و دوباره وارد محلول خاک برای گیاهان برای جذب و استفاده از, بنابراین cations که مکیده تا اثر خود را به گیاهان از دست ندهید,ب- تبادل معادل برابر: که یک Ca2 را می توان با دو K رد و بدل کرد و 1molFe3 را می توان 3molK یا Na رد و بدل کرد.
ج- مطابق با قانون عمل توده ای
د- پاسخ سریع، می تواند به سرعت به تعادل برسد
ب. ظرفیت تبادل کیشن خاک
اشاره به توانایی یک cation برای تبادل یک cation دیگر بر روی یک کلوئید خاک است.
عوامل مؤثر بر ظرفیت تبادل cation خاک عمدتاً از جنبه های زیر می باشد:
A. تعداد اتهامات: بر اساس قانون Coulomb، هر چه قیمت شارژ ion بیشتر باشد، ظرفیت مکش کلوئید بیشتر و ظرفیت مبادله بیشتر است، بنابراین M3 ＞ M2 ＞ M .
ب- شعاع يوني و شعاع هيدراتاسيون: براي يون هاي همان والانس، شعاع يوني بزرگتر، شعاع هيدراتاسيون کوچکتر و ظرفيت مبادله قوي تر است:
Fe3 ＞Al3 ＞H ＞Ca2 ＞Mg2 ＞NH4 ＞K ＞Na
در این سری، H یک استثنا است، ظرفیت تبادل H ＞ Ca2 ، Mg2 ، چون شعاع H کوچک است، درجه هیدراتاسیون نیز ضعیف است، سرعت حرکت سریع است، بنابراین توانایی تبادل قوی است، بنابراین سرعت حرکت آیون ها نیز عاملی است که بر توانایی تبادل آیون ها تأثیر می گذارد.
ج- غلظت يون، چون مبادله يون توسط قانون عمل جرمي اداره مي شود، پس براي cations با توانايي مبادله ضعيف، غلظت آن را افزايش مي دهد، و همچنين مي تواند با ظرفيت تبادل قوي، cations را رد و بدل کند.
C. تبادل Cation در خاک: (CEC)
معمولاً به تعداد سانتیمول های تمام cations قابل تبادل اشاره دارد که می توانند توسط ۱ کیلوگرم خاک خشک تحت شرایط pH خاصی جذب شوند، در واحد: Cmol/kg.
عوامل مؤثر بر تبادلات تعیین شده در خاک:
a. نوع کلوئید: مقدار بار منفی حمل شده توسط کلوئیدهای مختلف خاک متفاوت است، و مقدار تبادل cation نیز متفاوت است
کمیت بار منفی: هوموس ＞ ورمیکولینیت＞ مونتموریلونیت＞ ایریت＞ کائولینیت.
مقدار تبادل کاتون: هوموس ＞ ورمیکولینیت＞ مونتموریلونیت＞ ایریت＞ کائولینیت
ب- بافت خاک: هر چه بافت چسبناک تر باشد، ذرات چسبنده تر، CEC بزرگتر، و خاک با محتوای OM بالا، CEC نیز نسبتاً بزرگ است.
ج- pH خاک: pH بر مقدار بار منفی متغیر تأثیر خواهد داشت و در نتیجه بر میزان تبادل cation در خاک تأثیر می گذارد، افزایش pH می تواند تعداد بار منفی متغیر در خاک را افزایش دهد، به طوری که مقدار تبادل کیشن خاک افزایش یابد.
مقدار تبادل کیشن در خاک اساساً نشان دهنده تعداد cations است که خاک می تواند جذب کند، به عبارتی ظرفیت نگهداری باروری خاک.
د. اشباع شوری خاک
cations جذب بر روی کلوئیدهای خاک را می توان اساساً به دو دسته تقسیم کرد:
هنگامی که cations جذب شده بر روی کلوئید خاک همه بر اساس نمک هستند، خاک یک حالت اشباع مبتنی بر نمک را نشان می دهد، که به آن خاک اشباع مبتنی بر نمک می نامند؛ هنگامی که cations جذب شده بر روی کلوئید خاک تا حدودی بر اساس نمک و متحدین ایجاد کننده اسید هستند، خاک حالتی از شوری را اشباع نشده ارائه می دهد که به آن خاک اشباع نشده مبتنی بر شور می نامند.
درجه اشباع شوری خاک که عموماً با اشباع نمک بیان می شود، به درصد تبادل اتسع نمک در تبادل کیشن اشاره دارد.
نقش اشباع نمک:
الف- می تواند اسیدیته و قلیایی بودن خاک را منعکس کند: سطح شوری در واقع سطح محتواییون ایجاد کننده اسید را منعکس می کند، بنابراین می تواند اسیدیته و قلیایی بودن خاک را منعکس کند:
خاک شمالی: اشباع شوری بالا، pH خاک بالا
خاک های جنوبی: اشباع شوری کم، pH خاک کم
ب- قضاوت در مورد سطح باروری خاک
اشباع شوری ＞ 80 درصد → حاصلخیز، 80-50 درصد → سطح باروری متوسط و ＜ 50 درصد سطح باروری پایین است.
ه- اثربخشی تغییرات مبادله ای
يون هاي جذب شده توسط سطح کلوئيد خاک مي توانند از طريق تبادل يون وارد محلول خاک براي جذب و بهره برداري از گياه شوند، به همين خاطر، يون هاي جذب شده توسط کلوئيد خاک اثر گياه را از دست نمي دهند، اما اثربخشي Cations جذب شده توسط کلوئيد خاک دقيقا تحت هيچ شرايطي يکي نيست و عوامل موثر بر اثربخشي cations مبادله از منظر خاک عمدتاً در جنبه هاي زير قرار دارند:
a. اشباع يون (درصد کل مقدار يون جذب شده بر روی کلوئيد خاک به عنوان درصدی از تبادل خاک)
اگرچه جذب مواد مغذی توسط گیاهان می تواند از طریق جایگزینی تماس بین ریشه ها و کلوئیدهای خاک جذب شود، اما مقدار مواد مغذی جذب شده از طریق جایگزینی تماس بسیار کوچک است، و گیاهان عمدتاً مواد مغذی را در محلول های خاک جذب می کنند، به این صورت که می توان گفت، cations جذب شده بر روی کلوئید خاک باید به محلول خاک جذب و مورد استفاده قرار گیرد.
هر چه اشباع یکیون بر روی کلوئید خاک بیشتر باشد، شانس دسوربد شدن بیشتر می شود و اثربخشی اینیون بیشتر می شود، بنابراین اثربخشی کیون مبادله نه تنها مربوط به تعداد مطلقیون ها است، بلکه عمدتاً به اشباع شدن اینیون بستگی دارد:
اگرچه تعداد مطلق تبادل ca2 خاک B است＞ A خاک، اشباع Ca2 A خاک ＞ B خاک، بنابراین اثربخشی خاک Ca2 ＞ B.
بنابراین لقاح باید نسبتاً متمرکز، افزایش اشباعیون، و بهبود کارایی کود باشد.
ب. اثر همدم
کلوئید خاک در یک زمان انواعی از ایون ها را جذب می کند و برای هر یک از این ایون ها، سایر ایون ها، ایون های همراه آن هستند. به عنوان مثال، اگر K ، Ca2 ، NH4 ، na روی کلوئید خاک وجود داشته باشد، آنگاه یون های همدم K Ca2 ، NH4 ، Na هستند. یون های همدم NH4 K , Ca2 , و Na هستند.
اثربخشی یک کاتيون تبادلی خاص ارتباط نزدیکی با نوع يون همراه دارد و به طور کلی هر چه نيروی مکش بين يون همراه و کلوئيد خاک بيشتر باشد مي توان يون همراه را بهبود بخشید.
به عنوان مثال، اگر همدم K Ca2 باشد، چون نیروی مکش بین Ca2 و کلوئید خاک ＞ K ، K به راحتی رد و بدل می شود و در نتیجه اثربخشی K را بهبود می بخشید.
اگر همدم K Na باشد، از آنجا که نیروی مکش بین Na و کلوئید خاک ＜ K ، K آسان نیست که رد و بدل شود و اثربخشی K کاهش یابد.
ج انواع کانی های رسی
کانی های مختلف رسی به دلیل ساختار کریستال های مختلف، درجه سفتی کاتشن مکش نیز متفاوت است، در یک محدوده اشباع پایه نمک خاص، کانی های رسی مونتموریلونیت جذب cations، به طور کلی بین لایه کریستال واقع شده است، مکش نسبتا قوی است، اثربخشی نسبتا کم است، و کاتکشن های مکش کانی رسی کاولینیت به طور کلی در سطح بیرونی کریستال قرار دارند، نیروی مکش ضعیف است، اثربخشی نسبتاً بالا است.
2. مکش تبادل خاک به آنیون
A. مکش الکترواستاتیک آنیون توسط خاک (مکش غیر موظف)
اگرچه کلوئیدهای خاک عمدتاً منفی شارژ می شوند، اما کلوئیدهای خاک نیز می توانند تحت شرایط خاصی به طور مثبت شارژ شوند.
به عنوان مثال Fe, Al, dissociation of oxides under acidic conditions can be positively charged: pH＜4.8, Al2O3.3H2O→Al(OH)2 2H .
مثال دیگر محلول سطح کاولینیت -OH در شرایط اسیدی است که می تواند به طور مثبت شارژ شود.
انرژی پروتوناسیون R-NH2 در مولکول هوموس به طور مثبت شارژ می شود:
R-NH2 H →RNH3
به این ترتیب این کلوئیدهای خاک با بار مثبت می توانند آنیون ها را از طریق گرانش الکترواستاتیک مکیده کنند که مکش غیر واجب خاک به آنیون ها توسط گرانش الکترواستاتیک نامیده می شود و آنیون هایی که مکیده می شوند می توانند جایگزین آنیون های دیگری شوند که تبادل آنیون است.
عوامل مؤثر بر مکش غیر اختصاصی آنیونیک عمدتاً در دو جنبه زیر هستند:
a- انواع آنیون ها: هر چه والانس آنیون های عمومی بیشتر باشد، نیروی مکش قوی تر می شود؛ در آنیون کوالان، آب حاوی شعاع کوچکی از نیروی مکش یون قوی است.
F-＞ Oxalate＞ Citric Acid ＞ H2PO4-＞HCO3-＞ H2BO3-＞CH3COO-＞ SO42-＞Cl-＞NO3-
ب انواع کلوئیدهای خاک با بار مثبت:
به طور کلی، کلوئید خاک با بار مثبت عمدتاً اکسیدهای Fe، Al، mn است، بنابراین خاک های اسیدی قوی حاوی Fe، Al، اکسیدهای mn مستعد مکش غیر غیر چشمی آنیونیک هستند.
B. موظف مکش آنیون توسط کلوئیدهای خاک |
|
