تاثير افزودن ماده آلي بر انتخابگري تبادل كاتيوني پتاسيم-كلسيم در خاك آهكي

ماده آلي ‌از مهم‌ترين عوامل موثر بر ويژگي‌هاي خاك بوده و درك تاثير آن بر انتخاب گري كاتيون‌هاي پتاسيم و كلسيم مي‌تواند به مديريت اين دو عنصر ضروري كمك نمايد. در اين پژوهش تاثير افزودن ماده آلي بر انتخابگري كاتيون‌هاي پتاسيم و كلسيم در خاك با كاني‌شناسي غالب ايلايت در سيستم تبادلي دوتايي بررسي شد. كود دامي به ميزان 2 درصد به خاك افزوده و سپس خاك براي مدت 10 ماه در آزمايشگاه نگهداري شد. آزمايش در قدرت يوني 0.1 مولار و با استفاده از محلول‌هايي با اجزاي هم‌ ارز پتاسيم (ẼK) و كلسيم (ẼCa) بين 0 و 1 انجام شد. سپس ضرايب انتخابگري ونسلو (KV)، گاپون (KG) و ديويس (KD, n=2, 4, 6) و پارامترهاي ترموديناميكي با استفاده از داده‌هاي تبادلي در دو حالت با و بدون در نظر گرفتن اثر انحلال كربنات كلسيم بر مقدار كلسيم تبادلي محاسبه شدند. مقايسه همدماهاي تبادلي  KCaبا همدماي عدم ترجيح (NP) نشان داد كه در خاك اوليه و تيمار شده تا 0.8ẼK≃، پتاسيم به كلسيم و سپس در ẼK‌ هاي بالاتر كلسيم به پتاسيم ترجيح داده مي‌شود. با افزايش جزء هم‌ارز پتاسيم در فاز تبادلي (EK) تمامي ضرايب انتخابگري افزايش يافت كه نشان‌دهنده اين است كه اين ضرايب ثابت‌هاي تعادلي واقعي واكنش نيستند. ثابت تعادل (Kex) كوچك‌تر از 1 و تغييرات انرژي آزاد استاندارد واكنش (ΔG°ex) مثبت بود كه نشان‌دهنده ترجيح خاك براي پتاسيم نسبت به كلسيم بود. همچنين، پس از افزودن ماده آلي، Kex افزايش و ΔG°ex كاهش يافت كه گوياي كاهش ترجيح خاك براي پتاسيم پس از افزودن ماده آلي است. علاوه ‌بر ‌‌اين، نتايج اين پژوهش نشان داد كه اصلاح اثر انحلال كربنات كلسيم بر مقدار كلسيم تبادلي در خاك‌هاي آهكي اثر قابل توجهي بر ضرايب انتخابگري و پارامترهاي ترموديناميكي تبادل دارد كه اين امر لزوم توجه به انحلال كاني‌هاي كلسيم‌دار خاك را در حين مطالعات تبادلي آشكار مي‌نمايد.