شکل‌های مختلف پتاسیم خاک‌های مناطق توتون‌کاری شمال کشور

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

2 دانشجوی دکتری علوم خاک- دانشگاه فردوسی مشهد

3 گروه علوم خاک- دانشگاه فردوسی مشهد

4 گروه علوم خاک- دانشگاه علوم کشاورزی و منابغ طبیعی گرگان

چکیده

سابقه و هدف: پتاسیم یکی از عناصر غذایی ضروری و پر مصرف برای رشد و توسعه گیاه توتون می‌باشد. مقدار پتاسیم در برگ توتون همبستگی بالایی با کیفیت برگ توتون دارد و یکی از مهم‌ترین شاخص‌ها جهت تعیین کیفیت برگ توتون می‌باشد. پتاسیم در خاک به ترتیب کاهش قابلیت استفاده برای گیاه شامل بخش‌های محلول، تبادلی، غیرتبادلی و ساختمانی می‌باشد.. این پژوهش با هدف بررسی شکل‌های مختلف پتاسیم (محلول، تبادلی، غیرتبادلی و ساختمانی) به همراه پتاسیم شبه کل (عصاره‌گیری شده با تیزاب سلطانی) در خاک‌های مناطق توتون‌کاری استان‌های گلستان، مازندران و گیلان انجام گرفت.
مواد و روش‌ها: در مناطق توتون‌کاری هر یک از استان‌های ‌گلستان، مازندران و گیلان 3 خاکرخ حفر شد. تمام خاکرخ‌ها تشریح و بر اساس کلید سیستم جامع طبقه‌بندی خاک طبقه‌بندی شدند. شکل‌های مختلف پتاسیم (محلول، تبادلی، غیرتبادلی و ساختمانی) به همراه پتاسیم شبه کل اندازه‌گیری شده و ارتباط آنها با یکدیگر و با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک مورد بررسی قرار گرفت.
یافته‌ها: در مناطق توتون‌کاری شمال کشور میانگین مقدار پتاسیم محلول، تبادلی، غیر تبادلی، شبه کل، ساختمانی و کل به ترتیب از صفر تا 24/38، 7 تا 513، 44 تا 1933، 70 تا 4267، 4114 تا 15607 و 4166 تا 16157 میلی‌گرم بر کیلوگرم خاک و میانگین درصد پتاسیم محلول، تبادلی، غیر تبادلی، شبه کل و ساختمانی به پتاسیم کل به ترتیب از صفر تا 32/0، 12/0 تا 41/4، 83/0 تا 96/11، 21/1 تا 72/33 و60/85 تا 96/98 متغیر می‌باشد. خاک‌های مورد مطالعه در استان گیلان کم‌ترین مقدار تمام شکل‌های پتاسیم را دارند و خاک‌های مورد مطالعه در استان مازندران از نظر شکل‌های محلول، تبادلی، غیرتبادلی و شبه کل و خاک‌های مورد مطالعه در استان گلستان از نظر شکل‌های ساختمانی و کل دارای بیشترین مقدار هستند. آزمون همبستگی شکل‌های مختلف پتاسیم با اجزای بافت خاک نشان داد که بین شکل‌های مختلف پتاسیم به جز پتاسیم محلول رابطه مثبت معنی‌دار با مقدار رس و سیلت و رابطه منفی با مقدار شن در سطح یک درصد وجود دارد. بالاترین ضریب همبستگی مقدار شن و سیلت با پتاسیم غیر تبادلی و مقدار رس نیز با پتاسیم شبه کل می‌باشد. همچنین، نتایج آزمون همبستگی نشان داد که بین تمام شکل‌های مختلف پتاسیم همبستگی مثبت معنی‌دار در سطح یک درصد وجود دارد به جز پتاسیم محلول که تنها با پتاسیم تبادلی و غیرتبادلی به ترتیب در سطح یک و پنج درصد همبستگی مثبت معنی‌دار دارد. مقایسه مقدار پتاسیم شبه کل با شکل‌های مختلف پتاسیم نیز نشان داد که پتاسیم شبه کل بین پتاسیم غیرتبادلی و پتاسیم ساختمانی قرار دارد و از نظر مقدار به پتاسیم غیر‌تبادلی بسیار نزدیک می‌باشد.
نتیجه‌گیری: مقدار پتاسیم قابل دسترس گیاه (پتاسیم محلول، تبادلی و غیرتبادلی) در مناطق توتون‌کاری استان مازندران بیشتر از استان‌های گلستان و گیلان بوده و در نتیجه مدیریت کودی پتاسیم در این مناطق با هم متفاوت خواهد بود. پتاسیم شبه کل همبستگی خوبی با شکل‌های دیگر پتاسیم داشت و از آنجائیکه شامل شکل‌های محلول، تبادلی، غیرتبادلی و بخشی از پتاسیم ساختمانی است، می‌تواند نشان دهنده قدرت تامین پتاسیم خاک برای گیاه در طول دوره رشد در نظر گرفته شود که نیاز است با آزمایش‌های گلخانه‌ای و مزرعه‌ای مورد بررسی قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Different forms of soil potassium in tobacco cultivated areas of northern Iran

نویسنده [English]

  • Alireza Karimi 1
چکیده [English]

Background and Objectives: Potassium (K) is one of the major essential nutrients for growth of tobacco. Tobacco leaf K content is highly correlated with tobacco leaf quality and is an important index reflecting tobacco leaf quality. The forms of soil Κ in the order of their availability for plants are soil soluble, exchangeable, non-exchangeable and structural potassium. This study aimed to investigate the forms of soil potassium (soluble, exchangeable, non-exchangeable and structural) and aqua-regia extractable potassium in tobacco cultivated areas of Golestan, Mazandaran and Gilan provinces.
Materials and Methods: Three soil profiles were described and sampled in each tobacco cultivated areas of Golestan, Mazandaran and Gilan provinces. All soil profiles were described and classifid according to Keys to Soil Taxonomy. The soluble, exchangeable, non-exchangeable, structural and aqua-regia extractable potassium were measured and their relationships with each other and soil physical and chemical characteristics were investigated.
Results: Mean concentrations of soluble, exchangeable, non-exchangeable, aqua-regia extractable, structural and total potassium in studied soils were 0 to 38.24, 7 to 513, 44 to 1933, 70 to 4267, 4114 to 15607 and 4166 to 16157 mg kg-1, and the percentage of mean concentarions of soluble, exchangeable, non-exchangeable, aqua-regia and structural potassium to total potassium varied from 0 to 0.32, 0.12 to 4.41, 0.83 to 11.96, 1.21 to 33.72 and 85.60 to 98.96 %, respectively. The lowest concentrations of all potassium forms were measured in the studied soils of Gilan Province. The highest concentrations of soluble, exchangeable, non-exchangeable and aqua-regia extractable K occurred in the studied soils of Mazandaran Province, and structural and total potassium in the studied soils of Golestan Province. The correlation analyses indicated the positive significant correlation (P Conclusion: Plant available potassium (soluble, exchangeable and non-exchangeable potassium) in Mazandaran province tobacco cultivated areas was more than that in Golestan and Gilan provinces. Therefore, potassium fertilizer management should be different in these areas. Aqua-regia potassium had a good correlation with other forms of potassium. Since contains soluble, exchangeable, non-exchangeable and part of the structural potassium, could show the soil potassium ability for plants during the growing season to be considered, greenhouse and field experiments that need to be examined.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Potassium forms
  • Tobacco
  • Pseudototal potassium
  • Available potassium
1.Andrew, N.S. 1989. Relationship between Soil potassium forms and mineralogy. Soil Sci. Soc. Amer. J. 52: 1023-1028.
2.Andrist-Rangel, Y., Simonsson, M., Andersson, S., Öborn, I., and Hillier, S. 2006. Mineralogical budggeting of potassium in soil: A basis for understanding standard measures of reserve potassium. J. Plant Nutr. Soil Sci. 169: 605-615.
3.Andrist-Rangel, Y. 2008. Quantifying mineral sources of potassium in agricultural soils. Doctoral Thesis Swedish University of Agricultural Sciences Uppsala. 126p.
4.Andrist-Rangel, Y., Hillier, S., Öborn, I., Lilly, A., Towers, W., Edwards, A., and Paterson, E. 2010. Assessing potassium reserves in northern temperate grassland soils: A perspective based on quantitative mineralogical analysis and aqua-regia extractable potassium. Geoderma. 158: 303-314.
5.Asadian, O. 2003. Khalkhal-Rezvanshahr geology map, 1:100,000 scale. National Geological Organization of Iran. (In Persian) 
6.Barre, P., Velde, B., Fontaine, C., Catel, N., and Abbadie, L. 2008. Which 2:1 clay minerals are involved in the soil potassium reservoir? Insights from potassium addition or removal experiments on three temperate grassland soil clay assemblages.Geoderma. 146: 216-223.
7.Basak, B., and Biswas, D. 2009. Influence of potassium solubilizing microorganism
(Bascillus mucilaginosus) and waste mica on potassium uptake dynamics by Sudan grass (Sorghum vulgare Pers.) grown under two Alfisols. Plant Soil. 317: 235-255.
8.Bertsch, P.M., and Thomas, G.W. 1985. Potassium status of temperate region soils,
P 131-162. In: R.D. Munson (Ed.), Potassium in Agriculture, ASA. CSSA. SSSA. Madison, WI.
9.Bouyoucos, G.J. 1962. Hydrometer method improved for making particle size analysis of soils. Agron. J. 54: 464-465.
10.Chapman, H.D. 1965. Cation exchange capacity. In: Methods of soil analysis. Part 2. Black, C.A. (ed.). American Society of Agronomy, Madison, Wisconsin, USA.
11.Chen, M., and Ma, L.Q. 2001. Comparison of three aqua regia digestion methods for 20 Florida soils. Soil Sci. Soc. Amer. J. 65: 491-499.
12.Dordipour, E., Khormali, F., and Alaeddin, M.Z. 2012. Investigating the availability and different forms of potassium in Gorgan region. Research Publication, No. 90-2-354. Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources. (In Persian)
13.Farshadirad, A., Dordipour, E., Khormali, F., and Kiani, F. 2011. Potassium forms in soil and its separates in some loess and loess-like soils of Golestan providence. J. Water Soil Cons. 18: 3. 1-16. (In Persian)
14.Gholizadeh, A. 2014. Yield evaluation of flue-cured tobacco genotypes with low chlorine absorption in Aliabad area, Golestan Province. Tirtash Research and Education Center. Iranian Tobacco Company. (In Persian)
15.Hatami, H., Karimi, A.R., Fotovat, A., and Khademi, H. 2013. Investigating the effect of grain size and extractant type on the different forms of potassium in micaceous minerals and potassium feldspars. J. Water Soil Cons. 20:1. 115-132. (In Persian)
16.Helmke, P.A., and Sparks, D.L. 1996. Lithium, sodium and potassium, P 551-574.
In: Sparks, D.L., Page, A.L., Helmke, P.A., Loeppert, R.H., Sultanpour, P.N., Tabatabai, M.A., Jhonston, C.T. and Sumner, M.E. (eds.), Methods of soil analysis, part 2, Chemical and microbiological properties. Soil Science Society of America. WI. USA.
17.Hosseinifard, S.J., Khademi, H., and Kalbasi, M. 2010. Different forms of soil potassium
as affected by the age of pistachio (Pistacia vera L.) trees in Rafsanjan, Iran. Geoderma. 155: 289-297.
18.Hosseinpur, A., Kalbasy, M., and Khademy, H. 2000. Release rate of nonexchaneable potassium from soils of GillanProvince. Iran. J. Agric. Sci. 35: 2. 347-355. (In Persian)
19.International Potash Institute Bulletin 11. 1988. Fertilizing for high quality and yield tobacco. International Potash Institute. Bern/ Switzerland.
20.Iranian Tobacco Company. 2014. Agricultural Statistics Iranian Tobacco Company.
(In Persian)
21.Khabbaz-Nia, A.R., and Sadeghi, A. 2003. Sari geology map, 1:100,000 scale. National Geological Organization of Iran. (In Persian)
22.Khan, H.R., Chowdhury, M.S., Elahi, S.F., Hussain, M.S., and Adachi, T. 1993. Potassium status and release characteristics of twelve floodplain soils of Bangladesh. Soil phys. Cond. Plant Growth. Jpn. 68: 15-24.
23.Knudsen, D., Peterson, G.A., and Pratt, P.F. 1982. Lithium, sodium and potassium.
P 225-246. In: A.L. Page et al. (Eds.), Methods of Soil Analysis. Part 2, American Society of Agronomy, Madison, WI.
24.Loganathan, P., Dickson, A.A., and Isirimah, N.O. 1995. Potassium supplying capacity of soils formed on different geological deposits in the Niger delta region of Nigeria. Geoderma. 65: 109-120.
25.Malakouti, M.J., and Homaee, M. 2003. Soil Fertility of arid and semi-arid regions. Second edition. TarbiatModaresUniversity Press, 494p. (In Persian)
26.Martin, H.W., and Sparks, D.L. 1985. On the behavior of non exchangeable potassium in soils. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 16: 133-162. 
27.Mc Grath, S.P., and Loveland, P.J. 1992. The soil geochemical atlas of England and wales. Blackie Academic and Professional, Glasgow. 
28.Page, A.L., Miller, R.H., and Keeney, D.R. 1982. Methods of soil analysis, chemical
and microbiological properties, Part 2. Agronomy Monographs, ASA-SSA, Madison, WI. Pp: 581-593.
29.Rao, B.K.R., Bailey, J., and Wingwafi, R.W. 2011. Comparison of three digestion methods for total soil potassium estimation in soils of Papua New Guinea derived from varying parent materials. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 42: 1259-1265.
30.Reiman, C., Siewers, U., Tarvainen, T., Bityukova, L., Eriksson, J., Giucis, A., Gregorauskiene, V., Lukashev, V.K., Matinian, N.N., and Pasieczna, A. 2003. Agricultural soils in northern Europe. A geochemical atlas. E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, Germany, 279p.
31.Richards, J.E., and Bates, T.E. 1989. Studies on the potassium-supplying capacities of southern Ontario soils: III. Measurement of available K. Can. J. Soil Sci. 69: 596-610.
32.Salardini, A.A. 2006. Soil Fertility. University of Tehran Press. 434p. (In Persian)
33.Salminen, R., Chekushin, V., Tenhola, M., Bogatyrev, I., Fedotova, E., Tomilina, O., Zhdanova, L., Glavatskikh, S.P., Selenok, I., Gregorauskiene ,V., Kashulina, G., Niskavaara, H., Polischuok, A., and Rissanen, K. 2004. Geochemical Atlas of Eastern Barents Region. Elsevier, Amsterdam.
34.Sharpley, N.A., and Smith, S.J. 1988. Distribution of potassium forms in virgin and cultivated soils of the U.S.A. Geoderma. 42: 317-329.
35.Smolders, E., Brans, K., Foldi, A., and Merckx, R. 1999. Cadmium fixation in soils measured by isotopic dilution. Soil Sci. Soc. Amer. J. 63: 78-85.
36.Soil Survey Staff. 2010. Keys to soil taxonomy, eleventh edition. U.S., Department of Agriculture. NRCS.
37.Tophighy, H. 1995. Kinetics of nonexchangable potassium release from paddy soils of north ofIran. Comparison and evaluation kinetics equations of first order, zero order and parabolic diffusion. Iran. J. Agric. Sci. 4: 26. 27-40. (In Persian)
38.Walkley, A., and Black, I.A. 1934. An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid titration method.
Soil Science. 37: 29-38.
39.Yang, T.Z., Ming, L.L., Wei, X., and Jin-hua, F. 2007. Characteristics of potassium- enriched, flue-cured tobacco genotype in potassium absorption, accumulation and in-ward potassium currents of root cortex. Agricultural Sciences in China. 6: 12. 1479-1486.
40.Zamani Pedram, M., and Hosseini, H. 2004. Gorgan geology map, 1:100,000 scale. National Geological Organization of Iran. (In Persian)