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

اختصاصی از فی فوو دانلود تحقیق بررسی نقش آهن به عنوان یک فلز کلیدی در فرآیند زندگی گیاهان دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

آهن یکی از عناصر فلزی معمول است که %6/4 از سنگهای آذرین و %4/4 از سنگهای رسوبی را تشکیل می‌دهد. محدوده غلظت آهن در خاکهای معمولاً از %2/0 تا %55 تغییر می‌کند (2000 تا  000/550) 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.

0-2 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 1-2 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 1-2 آمده‌اند.

جدول 1-2 انواع کانیهای آهن

خصوصیات

فرمول شیمیائی

کانی

هماتیت دارای رنگ قرمز روشن بوده، در خاکهای به شدت هوازده مناطق خشک، نیمه خشک و مرطوب وجود داشته و اغلب به جای مانده‌ از مواد مادری است. فقط به میزان کمی از گئوتیت معمولتر بوده و همانند گئوتیت در محیطهای اکسیده پایدار است. اگر چه به علت اینکهمی‌تواند بهمی‌تواند بهتحت شرایط احیاء که در خاکهای ابداع اتفاق می‌افتد کاهیده شود در شرایط احیاء پایدار نیست.

 

Hematite

ماگمیت در خاکهای به شدت هوا زده مناطق مرطوب و اغلب همراه با هماتیت مگنتیت و یا گئوتیت یافت می‌شود.

 

Maghemite

مگنتیت یک اسید آهن مغناطیسه بوده که معمولاً در اندازه‌های شن یافت می‌شود و غلب به جای مانده از مواد مادری است. اکسیداسیون مگنتیت ماگمیت را حاصل می‌آورد که آن هم مغناطیسه است.

 

Mdgntite

فری هیدریت یک کانی معمول ولی غیر پایدار است و به راحتی در مناطق گرم به هماتیت و در مناطق معتدل مرطوب به گئوتیت تبدیل می گردد.

 

Ferrihydrite

معمولترین کانی آهن خاک تحت شرایط اقلیمی متفاوت از معتدل نامرطوب رنگ قهوه‌ای و زرد بسیاری از خاکهای به علت حضور همین کانی است حتی اگر مقدار آن کم باشد. تحت شریط اکسیده پایدار است اگر به چه علت احیاء و در خاکهای اشباع تحت این شرایط غیر پایدار است.

 

Goethite

در خاکهای بازهکشی کم مناطق معتدل و مرطوب یافت می‌شود . شرایط مساعد تشکیل این کانی PH کم، دمای کم و عدم حضور است.

 

Lepidocrocite

در خاک غیر معمول است به عنوان یک کانی مقاومت به هوازدگی از سنگهای آذرین مادری به جای می‌ماند.

 

Ilmenite

به طور گسترده‌ای در خاکهای در آب غوطه‌ور شده حاوی سولفور (خاکهای سولفاته اسید) توزیع گردیده‌اند.

 

Pyrite

به طور گسترده‌ای در خاکهای در آب غوطه ور شده حاوی سولفور (خاکهای سولفات اسیدی) توزیع گردیده‌اند.

 

Ferrous sulfide

به طور گسترده‌ای در خاکهای در آب غوطه ور شده حاوی سولفور (خاکهای سولفاته اسیدی) توزیع گردیده‌اند

 

Jdrosite

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 5/11 کمتر باشد magnetite نا زمانی که (Feco3)sidrite شکل بگیرد. فاز پایدار است. سایر اکسیدهای  بر طبق کاهش حلالت عبارتند از:

1-2 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 77/0 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.
• ...

41 ص فایل Word