تاثير ويژگي‌هاي فيزيكي و شيميايي خاك‌هاي آهكي بر واكنش‌هاي جذب و واجذب سطحي بور

Effects of Physicochemical Properties of Calcareous Soils on Boron Adsorption-Desorption Reactions

شناخت دامنه اثر فرآيندهاي كنترل كننده فعاليت بور(B) در محلول خاك براي حفظ كيفيت آب و مديريت حاصلخيزي خاك مهم است. از آن جا كه اين فرآيندها متاثر از ويژگي‌هاي فيزيكي و شيميايي خاك هستند، دراين تحقيق، تاثيراين ويژگي‌ها بر واكنش‌هاي جذب و واجذب سطحي بور و درجه برگشت پذيري آن مطالعه شد. بدين منظور، همدماهاي جذب سطحي و واجذب بور در 14 نمونه خاك آهكي اندازه‌گيري گرديد. داده‌هاي جذب سطحي با معادله‌هاي تجربي و اثر ويژگي‌هاي خاك بر آن‌ها با رگرسيون چند متغيره بررسي شد. نتايج نشان دادكه جذب سطحي بور از معادله لانگموير با حداكثر جذب سطحي در محدوده 3 تا 14 ميلي مول بركيلوگرم پيروي مي‌كند. محاسبات نشان دادكه ظرفيت تبادل كاتيوني وكربنات كلسيم فعال خاك، مهمترين عوامل ابقاي بوردر خاك‌هاي آهكي هستند. كربن آلي،كربنات كلسيم فعال و اكسيد آلومنيوم 94% تغييرات ضريب متوسط توزيع بور در خاك را توصيف كردند. ظرفيت تبادل كاتيوني و كربنات كلسيم فعال خاك رابطه مثبتي با درجه برگشت پذيري (پسماند) بور در خاك نشان دادند. توصيف داده‌ها با معادله لانگموير دوسطحي نشان داد كه ضرايب حداكثر جذب سطحي مي توانند در پيش بيني قابليت استفاده بور در خاك مفيد باشند. بر عكس، ضرايب انرژي پيوندي در هر دو غلظت هاي بالا و پايين بور كاربرد عملي ضعيفي داشتند. مدل رگرسيوني (تابعي ازظرفيت تبادل كاتيوني و ضرايب معادله هاي جذب سطحي)، امكان استفاده عملي ازضرايب معادله هاي فروندليچ و لانگموير براي برآورد بور قابل استفاده را در خاك هاي آهكي تاييد نمود.

Understanding the processes that control the activity of boron (B) in the soil solution is important for maintaining water quality and soil fertility management. Since these processes are influenced by the physical and chemical properties of soil, in this research, the effects of soil properties on B adsorption-desorption reactions and the degree of reversibility were studied. For this purpose, B adsorption and desorption isotherms were measured in 14 calcareous soils. Adsorption isotherms were described by using the empirical models and the effects of soil properties were analyzed by using the multi-variables regression. Results showed that B adsorption followed Langmuir equation with maximum adsorption in the range of 3-14 mmol.kg-1. Calculations indicated that soil cation exchange capacity (CEC) and reactive calcium carbonate equivalent (CCEr) were primarily responsible for B retention in the calcareous soils. Organic carbon, CCEr, and aluminum oxide described about 94% variability in the average coefficient of boron distribution ( CCEr and CEC were directly related to the degree of reversibility (hysteresis) of adsorption reactions. The two-surface Langmuir isotherms indicated that adsorption maximum could be useful in predicting B availability in soil. On the contrary, the binding energy coefficients in both high and low B concentrations failed to show any practical benefit. Regression model (as a function of CEC and adsorption equation coefficients) confirmed the practical use of Freundlich and Langmuir coefficients to predict B availability in calcareous soils.