عنوان :

مقاله بررسی نقش آهن به عنوان یک فلز کلیدی در فرآیند زندگی گیاهان

تعداد صفحات : ۳۸

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

آهن یکی از عناصر ریز مغذی است که به شکل () توسط گیاهان جذب می‌گردد آهن برای شکل گرفتن کلروفیل II و شرکت در آنزیمهایی که برای سیستمهای تنفسی لازم هستند وجودش ضروری است. اکثر آهن موجود در خاکهای با تهویه مناسب بصورت یون فریک یا () است که برخلاف یون فرو () برای گیاهان غیر قابل دسترس می‌باشد. کمبود آهن ممکن است هنگامی که کانیهای خاک بطور مرتب آهن فروس () را جانشین اهن فروس قبلی که به آهن فریک اکسیده گردیده نکنند ایجاد گردد. و یا کمبود آهن می‌تواند در نتیجه وجود مس و منگنز زیادی باشد. منگنز و مس عواملی هستند که موجبات اکسید شدن فروس را به حالت فریک پدید می‌آورند. در خاکهای اسیدی که ما انتظار درایم آهن به اندازه نیاز گیاهان وجود داشته باشد. سمیت منگنز موجبات کمبود آهن را فراهم می‌آورد.

ظر به اهمیت فوق العاده عناصر میکرومغذی بخصوص عنصر آهن برای گیاهان و کمبود اغلب این عناصر در خاکهای آهکی که قسمت عمده خاکهای کشورمان را تشکیل داده‌اند. بررسی چرخه این عناصر در خاک و گیاه از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. عنصر آهن از عنصری است که عوامل گوناگونی بر میزان دسترسی و حلالیت آنها تأثیر گذارند که Eh و PH سیستم  از جمله این عواملند که پیشنهاد می‌گردد برای بررسی پتانسیل کمبود یا سمیت آهن در خاکها و برای گیاهان Eh و PH خاک هر دو اندازه‌گیری گردند. همچنین با توجه به ژئوشیمی خاص این عنصر که باعث عدم حلالیت این عنصر و کاهش قابلیت این عنصر می گردد ( در خاکهای با تهویه خوب و PH) بالا ممکن است که در خاکهای آهکی اضافه کردن کودهای شیمیایی به خاک مؤثر واقع نگردد که در این موارد بهتر است از ترفندهای دیگری برای رساندن این عنصر به خاک استفاده کرد. قابل ذکر است که بعضی گیاهان با مکانیسمهای مختلفی توانایی جذب آهن ازخاک را برای خود بالا می‌برند که تحقیق و بررسی این گیاهان و چگونگی اعمل این مکانیسم‌ها قابلیت جذب تحقیقات گسترده‌ای را دارد.

واژه های کلیدی: آهن، زندگی گیاهان، خاک، کمبود آهن،

فهرست مطالب

۰-۱ مقدمه    ۱
۰-۲ ژئوشیمی آهن    ۳
۱-۲ تأثیر فرآیندهای هوازدگی بر آهن    ۵
۲-۲ تأثیر شرایط خاک بر آهن    ۷
۰-۳ اثرات آهن و گیاهان    ۱۰
۱-۳ ضرورت آهن    ۱۱
۲-۳ کمبود آهن    ۱۲
۳-۳ سمیت آهن    ۱۵
۴-۳ مقاومتهای مختلف گیاهان به سمیت و کمبود آهن    ۲۰
۰-۴ جذب و تجمع آهن در گیاهان    ۲۱
۱-۴ جذب آهن بوسیله گیاهان    ۲۳
۲-۴ تجمع آهن در گیاهان    ۲۴
۰-۵ تأثیر آهن بر بی‌مهرگان خاک    ۲۶
۰-۶ اندازه‌گیری آهن خاک    ۲۷
۱-۶ آهن کل    ۲۸
۲- آهن تبادلی    ۲۸
۲-۶ آهن محلول    ۲۸
۰-۷ بر هم کنشهای آهن و سایر عناصر    ۲۹
۰-۸ بحث و نتیجه‌گیری    ۳۵

۰-۱ مقدمه

آهن یکی از عناصر فلزی معمول است که %۶/۴ از سنگهای آذرین و %۴/۴ از سنگهای رسوبی را تشکیل می‌دهد. محدوده غلظت آهن در خاکهای معمولاً از %۲/۰ تا %۵۵ تغییر می‌کند (۲۰۰۰ تا  ۰۰۰/۵۵۰) غلظتهای آهن می‌توانند در مناطق مختلف بسته به نوع خاک و حضور سایر منابع تغییر کنند.

خاکهای شنی کمترین و خاکهای رسی بیشترین میزان آهن را دارند. آهن می‌تواند در هر دو  حالت دو ظرف (فروس یا ) یا سه ظرفیتی (فریک یا ) تحت شرایط محیطی بخصوص وجود داشته باشد. حالت ظرفیتی آهن توسط PH و پتانسیل redox سیستم تعیین می‌شود و ترکیبات آهن وجودشان وابسته به میزان دسترسی سایر ترکیبات شیمیایی هم هست (همانند سولفور که برای تشکیل شدن پیریت یا  مورد نیاز است). آهن برای رشد گیاه الزامی بوده و عموماً به عنوان یک ریزمغذی محسوب می‌گردد. آهن  به عنوان یک فلز کلیدی در نقل و انتقالات محسوب شده و برای سنتز و سایر فرآیندهای زندگی سلولها مورد احتیاج است . در نتیجه گیاهان سعی در تسریع جذب آهن دارند. آهن فروس بسیار حلال ‌تر بوده و قابلیت دسترسی گیاه به آهن از آن فریک بیشتر است. (-FEDOH)Gothite شکل غالب کانی آهن در خاکهاست. حالت دو ظرفیتی یا فروس می‌تواند به حالت سه ظرفیتی یا فریک اکسید شده که در حالت اخیر می تواند تشکیل رسوبات هیدرواکسید یا اکسید را داده و برای گیاهان به عنوان یک ریز مغذی، غیر قبل دسترس گردد. عوامل عمومی که بر قابلیت تحرک و تثبیت آهن تأثیر گذارند. شرایط قلیایی و اکسیداسیونی هستند که تشکیل ر سوب اکسیدهای  آهن محلول را تسریع می‌کنند یا شرایط اسیدی و احیاء که حلالیت ترکیبات فروس را تسریع می‌کنند. قابلیت در دسترس بودن آهن فروس و فریک همچنین به میزان آب خاک محیط نیز وابسته  است. برای مثال محیطهای کاهیده که شامل زمینهای پست و خاکهای باتلاقی) هستند قابلیت در دسترس بودن آهن فروس را برای گیاهان تسریع می‌کنند. در حالی که محیطهای اکسیده (زمینهای مرتفع یا خاکهای بازهکشی خوب) تشکیل رسوب ترکیبات اکسید فریک را تسریع می کنند که برای گیاهان قابل جذب نیست. اگر آهن فروس زیادی وجود داشته باشد  سمیت آهن ممکن است است برای گیاهان رخ دهد. ولی وقوع این حالت تا حد زیادی به گونه گیاهی بستگی دارد همینطور اگر آهن فروس بسته به رسوب ترکیبات آهن فریک در خاکها در دسترس نباشد کمبود آهن یا کلروز ممکن است رخ دهد. مدیریت خاک مناسب می‌تواند به کنترل PH و شرایط آب خاک کمک نموده و غلظتهای بهینه آهن فروس را در دسترس گیاهان قرار دهد. عموماً تعیین مقیاسی مشخص برای آهن خاکها به علت اینکه قابلیت در دسترس بوده آهن برای گیاهان و یا ایجاد مسمومیت به ویژگیهای خاک نظیر PH یا Eh و میزان رطوبت خاک بستگی دارد مشکل است.

برای تخمین این ویژگیها و پتانسیل به وجود آمدن کمبود و یا سمیت آهن برای گیاهان پیشنهاد گردیده که Eh و PH خاک هر دو در مزرعه باز هم اندازه‌گیری شوند.

۰-۲ ژئوشیمی آهن

آهن در اکثر کانیهای اولیه (فاز اکسید و فرو منگنز) در حالت اکسیده فروس ، وجود دارد که از حالت فریک  آهن یا  بسیار حلالتر است.

چندین نوع مختلف از اکسیدهای آهن که هرکدام دارای حلالیت متفاوتی هستند وجود دارند عکس ۱-۲ حلالیت  چندین اکسید آهن گزارش شده معمول ر ا با هم مقایسه می‌کند. کانیهای آهن آزاد که در خاک وجود دارند به عنوان کلیدی برای شناخت خصوصیات خاک و برای افق‌های خاک مورد استفاده قرار می‌گیرند. کانیهای آهنی که به صورت پدوژنیکی تشکیل می‌شوند در جدول ۱-۲ آمده‌اند.

حلالیت  معمولاً بوسیله حضور اکسیدهای محلول‌تر کنترل می‌شود، در نتیجه رسوبات تازه magnetite بی شکل یا  محلولترین اکسیدهای  بوده و عموماً فعالیت  و حلالیت  را بسته به میزان Redox   کنترل می‌کنند. تحت شرایط اکسیده ،  – soil ( که کریستاله قابلیت حل شدن و تبدیل شدن به هیدروکسیدهای بی شکل و اکسیدهای ترسیناله به حد واسط است) حلالیت را کننترل می نماید. اگر این مقدار از ۵/۱۱ کمتر باشد magnetite نا زمانی که (Feco3)sidrite شکل بگیرد. فاز پایدار است. سایر اکسیدهای  بر طبق کاهش حلالت عبارتند از:

۱-۲ تأثیر فرآیندهای هوازدگی بر آهن

واکنش آهن و فرآیند هوازدگی تا حد زیادی به سیستم  محیط و درجه اکسیداسیون ترکیبات شامل آهن دارد. پتانسیل الکترونی برای جفت   برابر ۷۷/۰ است. قانون عمومی که بر تحریک و تثبیت آهن حاکمیت دارد این است که در شرایط اسیدی و قلیایی رسوب اکسیدهای  آهن نامحلول را تسریع می‌کند ولی شرایط احیایی و اسید حلالیت ترکیبات فروس  را تسریع می‌کنند. آهن آزاد شده به آسانی به  صورت اکسیدها و هیدوراکسیدها رسوب می‌کند ولی با Mg و AL در سایر کانیها جابه جا شده و با لیگاندهای آلی تشکیل کمپلکس می‌دهد رفتار کلی آهن در منطقه هوازدگی می‌تواند در چهار عنوان زیر خلاصه گردد:

در محیط اکسیده با حاکمیت جو، آهن تشکیل goethite که کانی پایداری است را می‌دهد. در طی یک روند طبیعی در  زیاد و  کم (محیط سوفاته اسیدی) Jarosite ممکن است شکل بگیرد و در شرایط غنی از مواد آلی آهن به صورت کلاتها در محلول جابه جا می‌شود.

در محیط کاهیده که باکتریها کربن را برای کاهیدن به  و  به S استفاده می‌کنند زیاد بودن  پیریت را بوجود می‌آورد کم بودن  و زیاد بودن  و  ،  در محلول باقی می‌ماند.

Glauconite تنها سیلیکات آهن اتوژنیک است که در رسوبات جدید شکل می‌گیرد. اگر جه اسمکتایتهای آهن در منطقه هوا زده وجود دارند. اینگونه تغییرات حاصل فیلوسیلیکاتهای فرو منیزیم هستند.

آهن اکثراً به شکل هیدوکسیدهای ذره‌ای و ریز یا بصورت پوشش به دانه‌های ریز جابه جا می‌شود تقسیم بندیها بوسیله سرعتهای ته نشین شدن گوناگون به انجام رسیده‌اند.

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .