بررسي عوامل موثر بر تغييرات مكاني پتاسيم كل و قابل‌جذب در مهم‌ترين خاك‌هاي استان مازندران

Assessment of factors influencing the spatial variability of available and total potassium in selected soils of Mazandaran province

سابقه و هدف: پتاسيم يكي از عناصر ضروري و پرمصرف براي گياهان است. خصوصيات فيزيكوشيميايي و مديريت خاك از جمله مهم‌ترين عوامل موثر بر مقادير اشكال مختلف پتاسيم و تعادل بين آن‌ها در خاك مي باشند. با وجود نقش غيرقابل انكار پتاسيم در گياهان زراعي و انسان، كمبود اين عنصر در اراضي كشاورزي به يك مشكل جهاني تبديل شده است. اين پژوهش با هدف مقايسه تاثير كاربري هاي مختلف بر توزيع مكاني پتاسيم كل و قابل جذب در خاك و شناخت روابط بين مقادير كل و قابل جذب آن با برخي خصوصيات خاك، در مهم‌ترين اراضي استان مازندران صورت پذيرفت. مواد و روش‌ها: منطقه مطالعاتي بين مدارهاي 36 درجه و 0 دقيقه تا 36 درجه و 47 دقيقه عرض شمالي و 52 درجه و 19 دقيقه تا 53 درجه و 5 دقيقه طول شرقي قرار گرفته است. تعداد 258 نمونه خاك از عمق 10-0 سانتي‌متري به روش نظام دار آشيانه اي در منطقه اي با 6 كاربري مختلف و مساحتي بالغ بر 550 هزار هكتار جمع آوري شد. همچنين 5 خاكرخ واقع در كاربري هاي مختلف انتخاب گرديد. غلظت پتاسيم كل و پتاسيم قابل‌جذب و همچنين تعدادي از ويژگي‌هاي فيزيكي و شيميايي خاك اندازه گيري شد. به‌منظور تخمين نواحي دچار كمبود پتاسيم، از تخمين‌گر كريجينگ شاخص استفاده گرديد. يافته‌ها: ضريـب تغييرات پتاسيم قابل‌جذب در خاك هاي مورد مطالعه 74 درصد است كه بيانگر تغييرات زيـاد و پراكندگي بـالاي پتـاسيم قابل جذب است. غلظت پتاسيم در نمونه سنگ هاي شيل و آندزيت بازالتي بيش از نمونه خاك حاصل از آن‌ها مي باشد. اما در ساير خاك‌ها غلظت پتاسيم در نمونه هاي سنگ نسبت به خاك حاصل از آن‌ها كمتر است. بيش‌ترين همبستگي بين پتاسيم كل و قابل‌جذب مربوط به كاربري غيرشاليزاري (01/0P < ,95/0r=) مي‌باشد. ماده آلي و ظرفيت تبادل كاتيوني در اكثر كاربري‌ها، داراي همبستگي مثبت و معني‌دار با پتاسيم قابل‌جذب هستند. خاك‌هاي حاصل از مواد مادري مختلف در مراتع نسبت به ساير كاربري‌ها، داراي پتاسيم قابل‌جذب بيش‌تري هستند. بيش‌ترين غلظت پتاسيم قابل‌جذب به خاك‌هاي با منشا مارن در كاربري مرتع مربوط مي شود. نقشه احتمال حاصل، نشان مي‌دهد كه مساحتي نزديك به 700 كيلومتر‌مربع از منطقه مطالعاتي كه اغلب تحت كاربري شاليزاري قرار دارد، با احتمال بيش از 60 درصد داراي پتاسيم قابل‌جذب زير سطح بحراني براي كشت برنج مي‌باشد. نتيجه‌گيري: نتايج بيانگر اين است كه تنوع در عوامل موثر بر قابليت جذب پتاسيم كه متاثر از مديريت و كاربري اراضي مي‌باشند، عمده تغييرات سطحي و عمقي پتاسيم قابل‌جذب را كنترل مي‌كند. در حالي‌كه پتاسيم كل تحت‌تاثير عوامل ذاتي نظير ماده مادري قرار دارد. كاربري مرتع كه از مواد مادري پتاسيم‌دار تشكيل شده و همچنين ماده آلي و ظرفيت تبادل كاتيوني بالايي نيز دارد، بيش‌ترين و شاليزارهاي تحت كشت متراكم برنج كم‌ترين ميزان پتاسيم قابل‌جذب را به خود اختصاص داده‌اند.

Background and Objectives: Potassium is one of the essential macronutrients for plants. Soil physico-chemical properties and management practices are important to balance different forms of potassium. Despite the undeniable role of potassium in crop plants and human, its deficiency in agricultural land has become a worldwide problem. This study was carried out to compare different land use effects on spatial variability of available and total potassium and to investigate the relationships between available and total potassium with soil characteristics in selected soils of Mazandaran province. Materials and Methods: The study area is located between 36° 0? and 36° 47? N, 52° 19? and 52° 5? E. A total of 258 composite surface soil samples (0-10 cm) were taken from an area of about 5500 km2 using a systematic sampling scheme. Also 5 profiles located in different land uses were studied. The amounts of available and total potassium in each soil sample were determined. Some soil properties including pH, calcium carbonate equivalent, organic matter, cation exchange capacity and particle size distribution were also measured. Indicator kriging was used to estimate the potassium deficient areas. Results: The coefficient of variation of available potassium in the studied soil is 74 percent, which reflects its high levels of diversity. Potassium concentration in samples of shale and basaltic andesite rocks is more than soils that derived from them. But in other samples, potassium concentration in the rocks is less than their soils. The highest correlation between total and available potassium is related to non-paddy crop lands (r=0.95, P < 0.01). Organic matter and cation exchange capacity have a significant positive correlation with available potassium in most land uses. Soils derived from various parent materials in the pastures have more available potassium than other land uses. The highest available potassium concentration is related to soils originating from marl in pasture land use. Probability map showed that soil available potassium is below the critical limit for rice cropping in an area of about 700 km2, with a probability of more than 60 percent. Conclusion: The results showed that surface and profile distribution of available potassium is controlled by factors affecting the potassium availability and subsequently, management and land use. Total potassium is affected by inherent factors such as parent materials. The concentration of available potassium was higher in pasture soil samples with high potassium-bearing primary minerals, organic matter and cation exchange capacity. The low values of available potassium in paddy fields can be attributed to long term intensive rice cropping without K-fertilization.