اس پی دی فایل | سیستم همکاری در فروش فایل سپیده

تأثير شرايط خاك بر آهن

اكسيد آهني كه در خاكها حضور دارد به شرايط زيادي همانند ميزان رطوبت، PH و ميزان اكسيژن خاك وابسته است در خاكهاي مرطوب ولي با شرايط اكسيده اكسيد آهن  نوعاً بايد در حالت اكسيد آهن هيدراته يافت گردد.

در خاكهاي مرطوب با شرايط hypoxic اكسيد آهن به طور مشخص در حالت فروس يافت مي‌گردد. تبديل شدن به حالت فروس براي تشخيص مرز تيپيكال خاكهاي هيدريك زمينهاي پست بكار مي‌رود.

حلاليت آهن معدني در خاكهاي بازهكشي خوب بوسيله عدم حلاليت و تشكيل رسوب اكسيدهاي   كنترل مي‌گردد. همانند حالت قبل غلظت   به PH ، افزايش غلظت از   تا   مول به ازاي افزايش PH از 4 تا 8 بستگي دارد. غلظتهاي   زياد قابليت دسترسي آهن را در خاكهاي آهكي كاهش مي‌دهند. به غير از شرايط ويژه تغيير شكل يك اكسيد   به حالت ديگر در خاكها به علت حلاليت كم اين كانيها به آهستگي اتفاق مي‌افتد. اين كانيهاي اكسيد  بخصوص، ممكن است  در خاكها براي يك تناوب زماني طولاني بدون تغيير شكل كلي به كانيهاي غيرمحلول‌تر باقي بمانند. در خاكهاي مختلف و بخصوص در خاكهاي با PH كم، اكسيدهاي آهن مي‌توانند در سطوح رسها تشكيل رسوب بدهند.

اينگونه پوششها در PH هاي بالاتر پايدارند، همچنين در ظاهر ژل‌ مانند بوده ممكن است در حالت مرطوب جريان پيدا كنند و در هنگام گرم شدن منقبض شده و تشكيل حفره بدهند و براي چسبيدن ذرات اوليه و تشكيل خاكدانه‌ها همانند سيمان عمل مي‌كنند. اينگونه پوششهاي بي شكل در هنگام پيرشدن و گذشت زمان تشكيل فرمهاي كريستاله را مي‌دهند.

اكسيدهاي آهن كريستاله و آمورف نقش اصلي را در استحكام يافتن ساختمان خاك بازي مي كنند اكسيدهاي آهن به كانيهاي آهن از طريق كاهش غلظت بحراني  انعقاد، پراكندگي رس،‌ جذب آب و انقباض رس  انبساط رسها و همچنين بوسيله افزايش Microdggregdtion پايداري مي‌بخشند. آنها مي‌توانند پايداري خاكدانه، قابليت نفوذپذيري، تخلخل و هدايت هيدروليكي خاكدانه ها را افزايش دهند. همچنين اين اكسيدهاي بي شكل مي توانند انقباض و انبساط، پراكندگي رسها، چگالي حجمي و انقطاع را كاهش دهند. تشكيل اكسيدهاي آهن همچنين بوسيله مواد آلي و باكتريها تحت تأثير قرار مي‌گيرد باكتريها ممكن است تبديل بين حالتهاي مخلتف ظرفيتي آهن را اكسيده كند اين باكتريها براي تأمين انرژي براي متابوليسم خود   را به   اكسيده مي‌كنند مكانيسم اين عمل در زير نشان داده‌شده است.

تعدادي از باكتريهاي معمول آهن شامل Ferroba cillus ، crenothrix Lephthrix و Gallionella هستند كه بصورت لعاب باكتريهايي در سيستمهاي آبي مشاهده شده‌اند به علاوه بعضي گونه‌هاي باكتريايي همانند، Metallogenius sp. در چرخه آهن شركت كرده و به عنوان تجمع دهنده آهن در سطح سلولهاي زنده‌شان شناخته شده‌اند توزيع آهن قابل عصاره‌گيري در خاكها به حضور موادآلي وابسته است. آهن با مواد آلي تشكيل كلاتهاي آهن را مي‌دهد. اسيد هوميك خاك در PH بيشتر از 3 با قدرت زيادي آهن را جذب كرده و يا تشكيل كمپلكس مي‌دهد.

ساير تشكيلات خاك كه   را جذب مي‌كنند شامل اكسيدهاي كريستاله، كانيهاي رسي و اكسيدهاي هيدراته آهن و منگنز هستند جدول تعدادي از ثوابت جذب را براي آهن در سطح كانيهاي رسي، سيليكاد و مواد آلي نشان مي‌دهد. حلاليت آهن مقدمتاً به حلاليت اكسيدهاي   هيدراته مربوط مي‌شود. بعلاوه حلاليتهاي آهن ممكن است بطور قابل توجهي تحت تأثير ساير تركيبات آهن شامل فسفاتها، سولفيدها و كربناتها قرار گيرد. تفاوتها در مقادير پتانسيل redox خاك ممكن است دلائل ديگري براي افزايش حلاليت آهن در خاكهاي باشند عموماً در خاكهائي با زهكشي خوب و مناسب، اكسيدهاي   حلاليت آهن را كنترل مي كند. اگر چه فرايندهاي احياء در خاك، كنار ريشه‌هاي تنفس كننده و در تنفس كننده و در سايتهاي ميكرو جائي كه مواد آلي قوياً degrade مي‌شوند و عموماً در خاكهائي غرق شده در آب رخ مي دهد. تغيير در خواص خاك همانند PH ، مقادير پتانسيل redox مي‌تواند آهن را جزئي از فراكسيونهاي غير محلول كرده و قابليت دسترسي آنرا براي گياهان كاهش دهد. در خاكهاي آلي %50 آهن در فراكسيون سولفيد و مواد آلي يافت شده ولي مقادير كمتري از اين شكل آهن در افقهاي خاك در كانيها مشاهده گرديده است. اكثراً آهن در اكسيدهاي آهن كريستاله و بي شكل و فراكسيونهاي باقيمانده قرار گرفتند بودند.

شرايط احياء قوي در خاك فراكسيون آهن و اكسيدها را با فراكسيونهاي تبادل، آلي و منيزيوم      اكسيد در اتباط است متحرك نموده و آنرا براي جذب توسط گياهان آماده مي‌نمايد. افزايش در ميزان PH يا Eh يعني اينكه شرايط اكسيده آهن را از شكلهاي آلي و تبادلي به فراكسيونهاي غير محلول در آب و اكسيد      آهن جابه جا مي‌نمايد. PH  و اضافه نمودن مواد آلي به خاك باعث ايجاد شرائط احياء با تناوب خشك و مرطوب شدن مي‌گردد در پاسخ به افزايش مواد آلي آهن از شكلهاي كم محلول به شكلهاي تبادلي و آلي تغيير مي كند.

آهن در فراكسيونها مي‌تواند تفاوت داشته باشد. از جمله محلهاي مرداني كه ظاهراً به ميزان احياء اكسيداسيون مربوط مي‌گردد. شخم زدن مي‌تواند PH و ساير خصوصيات خاك را تغيير داده ودر حلاليت آهن موثر باشد. شكل گونه هاي نمونه‌ آهن را تحت شرايط مختلف PH و En نشان مي دهد. تشكيل تركيبات بحراني آهن همانند   همچنين به قابليت دسترسي ساير مواد شيميائي مثلاً در مورد اخير به گوگرد در سيستم بستگي دارد. فازهاي جامدي كه در شكل نشان داده شده‌اند   (سيدريت)،   (پيريت) و fes هستند احتمال وجود   در شرايط محيط طبيعي وجود ندارد مگر اينكه محيط به شدت اكسيده باشد.

0     3 اثرات آهن و گياهان

آهن يكي از عناصر ريز مغذي است كه به شكل ( ) توسط گياهان جذب مي‌گردد آهن براي شكل گرفتن كلروفيل II و شركت در آنزيمهايي كه براي سيستمهاي تنفسي لازم هستند وجودش ضروري است. اكثر آهن موجود در خاكهاي با تهويه مناسب بصورت يون فريك يا ( ) است كه برخلاف يون فرو ( ) براي گياهان غير قابل دسترس مي‌باشد. كمبود آهن ممكن است هنگامي كه كانيهاي خاك بطور مرتب آهن فروس ( ) را جانشين اهن فروس قبلي كه به آهن فريك اكسيده گرديده نكنند ايجاد گردد. و يا كمبود آهن مي‌تواند در نتيجه وجود مس و