اشکال مختلف پتاسیم در خاک

چهار اشکال مختلف پتاسیم در خاک به ترتیب سهل الوصول بودن برای گیاهان شامل که پتاسیم محلول، پتاسیم تبادلی، پتاسیم غیر تبادلی (تثبیت شده) و پتاسیم ساختمانی می باشد. با وجود اينكه پتاسيم كل در خاك به مراتب بيشتر از نياز گياه است ولي تنها قسمت كوچكي از آن براي گياه قابل دسترس مي باشد. به طور كلي ۹۰ تا ۹۸ درصد كل پتاسيم خاك به شكل غير قابل دسترس، ۱ تا ۱۰ درصد به شكل پتاسيم به كندي قابل دسترس و ۰.۱ تا ۲ درصد آن به سرعت قابل دسترس مي باشد. تعادل موجود بين اشكال هاي مختلف پتاسيم در خاك باعث تداوم تأمين پتاسيم براي گياهان مي شود. پتاسيم محلول و تبادلي خيلي سريع با هم به تعادل مي رسند در حالي كه تعادل بين پتاسيم ساختماني و پتاسيم تثبيت شده با پتاسيم تبادلي و محلول به كندي حاصل مي گردد.

اشکال پتاسیم

۱- پتاسیم محلول

یکی از اشکال های پتاسیم ، پتاسیم محلول می باشدد که پتاسیمی است در محلول خاک به فرم یونی موجود بوده وتن‌ها فرم قابل جذب پتاسیم برای گیاهان است و کاهش ذخیره پتاسیمی خاک در اثر شستشوی عمقی نیز پس از تبدیل سایر شکل های پتاسیم به این فرم صورت می گیرد.

حركت اين نوع پتاسيم به سوي ريشه گياهان در اثر پخشيدگي يا حركت توده اي است. پتاسيم موجود در محلول خاك با پتاسيم تبادلي در حال تعادل بوده و تمايز آن از اين بخش دشوار است. در اغلب خاك ها پتاسيم تبادلي در مدت يك ساعت با محلول خاك به تعادل مي رسد و در برخي خاك ها اين نوع تعادل تقريباً آني است در حالي كه براي برخي رس هاي ورميكولايتي ممكن است حتي مدت زمان ۲۴ ساعت براي برقراري حالت تعادل وقت لازم باشد.

غلظت پتاسيم محلول خاك در طول فصل رشد گياه در نوسان بوده و انداز هگيري آن نيز مشكل است با اين حال در خاك هايي كه قدرت بافري خوبي دارند توانايي تأمين پتاسيم چندان تحت تأثير جذب گياه قرار نم يگيرد به طوري كه در اين خاك ها پتاسيم محلول در خاك درطول دورة رشد گياه و حتي از سالي به سال ديگر تقريباً ثابت می ماند. مقدار پتاسيم موجود در محلول خاك به طور متوسط ۰.۱ تا ۰.۲ درصد پتاسيم كل خاك مي باشد و بسته به طبيعت گياه، خصوصيات فيزيكوشيميايي خاك، مقدار كود مصرفي و ميزان رطوبت خاك متفاوت است.

غلظت پتاسيم محلول خاك در درجه اول به سطح پتاسيم تبادلي مربوط نيست، بلكه بيشتر با مقدار و نوع كاني هاي رسي در ارتباط است. پژوهشگران با استفاده از هم دماهاي جذب نشان داده اند، چنانچه غلظت تعادلي پتاسيم محلول ۱۵ ميلي گرم در كيلوگرم باشد، مقدار محصول بهينه در سيب زميني و كرفس كه جزو گياهان پتاسي مدوست هستند، به دست خواهد آمد. در گياهاني مانند گوج هفرنگي و چغندرقند كه نيازشان به پتاسيم در حد متوسط مي باشد.

بیشتر بخوانید:

تاثیر کود نیترات دار بر کشاورزی

کود اسید هیومیک و کاربردهای آن

در خاك هاي رسي غلظت پتاسيم محلول با افزايش مقدار پتاسيم تبادلي به كندي افزايش مي يابد در حاليكه در خاك هاي شني افزايش مزبور با سرعت بيشتري صورت مي گيرد. از آنجا كه كلوييدهاي خاك با نيروي متفاوتي يون هاي پتاسيم را جذب مي كنند، توزيع مقدار پتاسيم قابل استخراج با روش استات آمونيم بين محلول خاك وفاز تبادلي از خاكي به خاك ديگر متفاوت است. در سطح معيني از پتاسيم قابل استخراج، كلوييدهايي كه با نيروي زيادي پتاسيم را جذب م يكنند غلظت پتاسيم كمتري را در محلول تعادليشان خواهند داشت.

به واسطة پيوند ضعيف بين پتاسيم و مواد آلي در سطح معيني از پتاسيم قابل استخراج با استات آمونيم، خاكي كه ظرفيت تبادل كاتيوني آن عمدتاً به مواد آلي متعلق است مقدار پتاسيم محلول زيادتري خواهد داشت . تحقيقات متعددي نشان داده است كه پتاسيم موجود در فاز محلول فقط قادر است پنج درصد ازكل نياز گياه به پتاسيم در طول فصل رشد را تأمين كند ولي وجود تعادل بين فرم هاي مختلف پتاسيم باعث مي شود كه كاهش غلظت
پتاسيم محلول كه در اثر جذب گياه اتفاق مي افتد به وسيله شكل هاي ديگر پتاسيم جبران شود.

مطالعات مختلف نشان داده است كه مقدار كمي از كل پتاسيم مورد نياز گياه در محلول خاك اطراف ريشه گياه وجود دارد. از بين دو فرآيند جريان توده اي و انتقال به صورت پخشيدگي حدود ۷۵ درصد از حركت پتاسيم در خاك به صورت انتشار پتاسيم در اثر شيب غلظت مي باشد و حركت پتاسيم به صورت توده اي در اثر شيب رطوبتي خاك بخش كوچكي از حركت پتاسيم در خاك را تشكيل مي دهد.

۲- پتاسیم تبادلی

پتاسیم تبادلی از اشکال دیگر پتاسیم می باشد که به نوع پتاسیم جذب سطحی شده هم می باشد روی کلوئیدها و قابل جایگزین با سایر کاتیون‌ها، همانند کاتیون‌های تبادلی دیگر به وسیله نیروهای الکترو استاتیک بارهای منفی کلوئیدهای آلی و معدنی خاک نگهداری می‌شود و تحت شرایطی به آسانی توسط نمک‌های خنثی قابل استخراج می‌باشد.

تنها بخش نسبتا كوچكي از پتاسيم كل خاك به صورت تبادلي بوده و مجموع پتاسيم تبادلي و محلول خاك شايد يك تا دو درصد از كل پتاسيم خاك
را شامل شود. مقدار پتاسيم تبادلي از ۱۰۰ تا بيش از ۲۰۰۰ ميل يگرم در كيلوگرم در خاك گزارش شده است. اين بخش از پتاسيم به آساني مي تواند براي گياه قابل استفاده باشد و هنوز انداز ه گيري آن يكي از مهم ترين راه هاي برآورد قابليت جذب پتاسيم به وسيله گياه است. پتاسيم تبادلي ممكن است با پيوندهاي متفاوتي از نظر انرژي روي مكان هاي تبادلي جذب شده باشد كه از اين نظر م يتوان آن را به سه فرم زير تقسيم بندي نمود.

• پتاسيم جذب شده بر روي سطوح پايه اي كاني هاي رسي كه عموماً به صورت غير اختصاصي جذب شده است.
• پتاسيم جذب شده در لبه كاني هاي رسي كه تشخيص آن از پتاسيم جذب شده بر روي سطوح پايه اي رس ها به آساني امكان پذير نيست و موقعيتي اختصاصي براي پتاسيم به شمار مي رود.
• پتاسيم جذب شده در فضاهاي بين لايه اي رس ها كه معمولاً جذب پتاسيم در آن ها اختصاصی تر است.

در شرايط مزرعه، غلظت پتاسيم محلول عمدتاً به وسيله پتاسيم موجود در سطوح خارجي كاني هاي رسي بافر مي شود ولي پتاسيم موجود در لبه ها و بين لايه هاي كاني هاي رسي نيز در طولاني مدت مي توانند در بافر كردن پتاسيم محلول خاك نقش داشته باشند. توزيع پتاسيم بين مكان هاي تبادلي و محلول خاك را مي توان تابعي از نوع و مقدار كاتيون هاي رقيب، غلظت آنيون ها، نوع و مقدار رس، واكنش خاك، تراكم بار و درجه تداخل لايه اي
كاني هاي رسي خاك و ويژگي هاي كمپلكس هاي تبادلي دانست. در خاك هاي آهكي كاتيون هايي كه پتاسيم را از مكان هاي تبادلي جابجا مي كنند عمدتاً كلسيم، منيزيم، آمونيم و تا حدي آلومينيوم مي باشند.

كلسيم به خوبي پتاسيم جذب شده بر روي سطوح خارجي رس ها را آزاد مي سازد اما قادر به جايگزيني پتاسيم در لبه كاني هاي رسي نيست
ولي يون آمونيم به خوبي مي تواند پتاسيم موجود در لبه و حتي بخشي از پتاسيم جذب شده در بين لايه هاي كاني هاي رسي را نيز جايگزين نمايد.

۳- پتاسیم غیرتبادلی

یکی دیگر از اشکال پتاسیم ، پتاسیم غیرتبادلی پتاسیمی است که به‌آسانی قابل تبادل نبوده و در زمان‌های کوتاه نیز توسط محلول‌های نمکی آزاد نمی‌شود و تاحدودی برای گیاه قابل استفاده است.

آن با اسيد نيتريك مولار جوشان قابل استخراج است. پتاسيم غيرتبادلي كه تاحدودي براي گياه قابل استفاده است شامل دو بخش مي باشد.

1. پتاسيم بومي موجود بين لايه هاي كاني هاي رسي دو به يك (۲:۱) كه تحت شرايط خاصي مي تواند براي گياه قابل جذب باشد و به پتاسيم به سختي قابل تبادل معروف است اين بخش از پتاسيم با اسيدهاي معدني سرد و رقيق قابل استخراج است.
2. پتاسيم تثبيت شده در بين لايه هاي كاني هاي رس كه معمولاً با اسيدهاي معدني سرد و غليظ استخراج مي شود.

مرز مشخص و معيني بين پتاسيم لايه اي بومي خاك و پتاسيم تثبيت شده وجود ندارد اما به طور كلي مي توان گفت كه پتاسيم بين لاي هاي بومي، نسبت به پتاسيم تثبيت شده با نيروي بيشتري نگهداري مي گردد و به همين جهت به آن پتاسيم به سختي قابل تبادل نيز م يگويند. البته گاهي
اوقات اين بخش از پتاسيم ممكن است نقش قابل ملاحظ هاي در تأمين پتاسيم مورد نياز گياه داشته باشد.

۴- پتاسیم ساختمانی

در نهایت آخرین اشکال پتاسیم ، پتاسیم ساختمانی می باشد به شکلی از پتاسیم اطلاق می ‌شود که جزئی از شبکه کریستالی کانی ها می ‌باشد.

تعداد زيادي از كاني ها و اغلب سيليكات ها ممكن است حاوي چنين شكلي از پتاسيم باشند. به هر حال سه گروه مهم از كاني هاي پتاسي مدار شامل فلدسپارها، ميكاها و سيليكات هاي رسي شبه ميكايي مي باشند.

پتاسيم ساختماني فلدسپارها معمولاً با تخريب شبكه سيليكاتي طي فرآيندهاي هوا ديدگي آزاد مي شود. پتاسيم بين لايه اي ميكاها نيز ممكن است به وسيله تخريب شيميايي كاني ها آزاد شود اما حداقل بخشي از پتاسيم ساختماني اين كاني ها مي تواند به وسيله انتشار از فضاي بين لايه اي بطرف بيرون حركت كرده و بدون آنكه تخريبي در ساختمان كريستال ايجاد شود، پتاسيم آن آزاد گردد.

كاني هاي سيليكاتي شبه ميكايي رفتاري مشابه با ميكا از خود نشان م يدهند با اين تفاوت كه فرآيند آزادسازي پتاسيم بين لايه اي به وسيله انتشار در آن ها، سريعتر از ميكاها به وقوع م يپيوندد چون نيروي پيوند پتاسيم در اين كاني ها كمتر و مسير انتشار نيز نسبت به ميكاها در آن ها كوتاهتر است.

ميكاها مهم ترين منبع طبيعي پتاسيم در خاك هستند.

منبع:

پتاسیم در کشاورزی – پروفسور محمدجعفر ملکوتی، دکتر علی اصغر شهابی و دکتر کامبیز بازرگان