تاثير ماده ي آلي بر تغييرات كاني شناسي فلوگوپيت و موسكويت در اندازه ي رس در محيط

Effect of organic matter on mineralogical changes of clay sized phlogopite and muscovite in alfalfa rhizosphere

هواديدگي كاني هاي پتاسيم دار، خاستگاه اصلي پتاسيم در خاك هاست كه در شرايط كمبود اين عنصر اهميت ويژه اي دارد. بررسي هاي زيادي در مورد تاثير انواع گياهان و ميكروارگانيسم ها بر تغيير و تبديل كاني هاي ميكايي و رهاسازي پتاسيم از آن ها صورت گرفته است ولي تاكنون پژوهشي در مورد تاثير ماده ي آلي بر تغييرات كاني شناسي ميكاها انجام نشده است. اين پژوهش با هدف بررسي تاثير ميزان ماده ي آلي بر تغيير و تبديل فلوگوپيت (ميكاي سه جايي) و موسكويت (ميكاي دوجايي) در محيط ريشه ي يونجه صورت گرفت. آزمايش گلداني در قالب طرح كاملاً تصادفي با آرايش فاكتوريل در سه تكرار انجام شد. بستر كشت مخلوطي از شن كوارتزي، دو نوع كاني ميكايي (موسكويت يا فلوگوپيت) و ماده ي آلي در سه سطح شاهد، نيم و يك درصد بود. در دوره ي 120 روزه ي كشت، گياهان با محلول غذايي كامل يا بدون پتاسيم تغذيه شدند. پس از پايان دوره ي رشد، گياه برداشت و عصاره گيري به روش خاكستر خشك انجام و مقدار پتاسيم با فليم فتومتر تعيين شد. همچنين كاني هاي ميكايي بستر كشت و محصولات هواديدگي آن ها از شن كوارتزي جدا شدند و بخش رس آن ها با پراش پرتو ايكس بررسي شد. نتايج نشان داد كه در بسترهاي داراي فلوگوپيت، حضور ماده ي آلي در هر دو حالت تغذيه اي باعث افزايش معني دار مقدار كل پتاسيم جذب شده نسبت به بسترهاي بدون ماده ي آلي شده است. پراش پرتو ايكس، تغيير كاني شناسي فلوگوپيت را در هر دو حالت تغذيه اي به خوبي نشان داد ولي هيچ گونه تغيير كاني شناسي در موسكويت با پراش پرتو ايكس تشخيص داده نشد. با حضور ماده ي آلي، در هر دو حالت تغذيه اي، تغييرات كاني شناسي چشم گيري در كاني سه جايي فلوگوپيت ايجاد شده است. به نظر مي رسد كه تجزيه ي ماده ي آلي و فعاليت هاي ريشه، قدرت اسيدي ريزوسفر [خاك ريشه] را افزايش داده و رهاسازي پتاسيم را از كاني سه جايي فلوگوپيت تسهيل كرده و در پايان باعث تبديل اين كاني به ورميكوليت و تا حدودي اسمكتيت و نيز تشكيل مقدار ناچيزي كلريت شده است. بنابراين تاثير ماده ي آلي روي تغييرات كاني شناختي به نوع كاني ميكايي وابسته است.

Weathering of K-bearing minerals as the major source of potassium in soils is of special importance under K deficient conditions. Many studies have been carried out on the effect of plant types and microorganisms on the transformation of micaeous minerals and their potassium release. However, there is no information on the effect of organic matter on mineralogical changes in micaceous minerals. The objective of this study was to investigate the effect of organic matter on transformation of muscovite (a dioctahedral mica) and phlogopite (a trioctahedral mica) in the rhizosphere of alfalfa. A pot experiment was carried out in a completely randomized design with factorial combination and three replicates. The growth medium was a mixture of quartz sand, micaceous mineral (muscovite or phlogopite) and organic matter (0, 0.5 and 1 %). During 120 days of cultivation, plants were irrigated with either complete or K-free nutrient solution and distilled water as needed. At the end of cultivation, plants were harvested and their K uptake was measured by flame photometer following the dry ash extraction. Also, the mica particles and their weathering products in each pot were separated from the quartz sand and their clay fraction analyzed using x-ray diffraction (XRD). The results showed a significant increase of total K uptake occurred in pots containing trioctahedral mica (phlogopite) and organic matter as compared to those with no organic matter amendment, under both nutrient solution treatments. XRD data clearly showed the transformation of phlogopite under both nutrient solution treatments, but no XRD detectable transformation of muscovite was recognized. Organic matter amendment seems to have created considerable mineralogical changes in clay sized phlogopite. Root activities and organic matter decomposition appear to have increased the acidity of rhizosphere which, in turn, facilitated the K release from trioctahedral mica (phlogopite) and induced the transformation of phlogopite to vermiculite and a minor quantity of smectite and chlorite. In conclusion, the effect of organic matter on mineralogical changes greatly depends on the type of micaceous mineral.