مقاله تغییر و تحولات گوگرد در خاک

دانلود تحقیق و مقالات رشته شیمی و کشاورزی با عنوان دانلود مقاله تغییر و تحولات گوگرد در خاک در قالب ورد و قابل ویرایش و در ۵۱ صفحه گرد آوری شده است. در زیر به مختصری از آنچه شما در این فایل دریافت می کنید اشاره شده است.

خلاصه
ظرفیت تولید گرگرد در ایران ۷۲۵/۱ میلیون تن در سال می باشد و با توجه به بالا بودن میزان تولید و نبودن بازار مناسبی برای صادرات، بازنگری مصرف گوگرد و افزایش کارآیی آن در بخشهای کشاورزی و صنایع ضروری به نظر می رسد.

مقدار متوسط گوگرد در پوسته زمین حدود ۴/۰ درصد است و از نظر فراوانی سیزدهمین عنصر می باشد. دامنه تغییرات گوگرد در خاکها زیاد بوده و کمترین آن در خاکهای شنی و بیشترین آن در نواحی جزر و مدی که سولفیدها تجمع پیدا می کنند می باشد. یکی از ویژگیهای مهم گوگرد درجات مختلف اکسیداسیون گوگرد است که این امر به گردش آن در طبیعت کمک می کند چرخه گوگرد شامل چهار مرحله معدنی شدن، آلی شدن، کاهش و اکسید شدن می باشد.

اکسیداسیون گوگرد به دو طریق شیمیایی و بیولوژیکی صورت می گیرد. که اکسیداسیون بیولوژیکی از درجه اهمیت بیشتری برخودار است از عوامل محیطی مؤثر بر ا کسیداسیون گوگرد می توان دما، تهویه و رطوبت، pH، اندازه ذرات و… نام برد.

با توجه به نقش مثبت گوگرد در افزایش قابلیت جذب عناصر غذایی و بهبود محصولات کشاورزی، اصلاح و خصوصیات فیزیکی شیمیایی خاکهای آهکی و سدیمی و افزایشی نفوذپذیری و کاهش pH خاکها و حذف بیکربنات از آب آبیاری و نقش بسیار مؤثر و مثبت آن در کاهش تنشهای شوری و سدیمی، بایستی جایگاه فعلی این عنصر تغییر و در ردیف عناصر اصلی قرار گیرد و مصرف سالانه آن از مصرف کودهای فسفاتی (۷۰۰ هزار تن در سال) فراتر رود.

مقدمه:
«گوگرد با وزن اتمی ۴/۳۲ دارای چندین حالت اکسیداسیون می باشد که پایین ترین آن ۲- در سولفید (گاز H2S و سولفید فرو Fes) و بالاترین آن ۶+ در سولفات است. گوگرد دارای چهارایزوتوپ پایدار ۳۲s ، ۳۳s ، ۳۴s ، ۳۶s با فراوانی طبیعی ۱/۹۵، ۷۴/۰، ۲/۴ و ۰۱۷/۰ درصد است. (۱۶)

ظرفیت تولید گوگرد در ایران ۷۲۵/۱ میلیون تن در سال می باشد که تا سال ۱۳۸۵ به ۱۳۳/۲ میلیون تن خواهد رسید. تولید واقعی در سال جاری ۴/۱ میلیون تن و برای سال ۱۳۸۵ در حد ۷/۱ میلیون تن پیش بینی می شود. مراکز تولید گوگرد کشور عبارتنداز:

– مجتمع پتروشیمی رازی (با سهم ۳۵ درصد)
– مجتمع پتروشیمی خارک (۱۳ درصد)
– پالایشگاه گاز خانگیران (۳۲ درصد)
– پالایشگاههای نفت (۷ درصد)
– منطقه پارس جنوبی (۱۳ درصد)

در مجموع مصرف کنونی گوگرد در حدود ۳۰۰ هزار تن می باشد که با میانگین رشد سالیانه ۵/۶ درصد تا سال ۱۳۸۵ به ۳۶۵ هزار تن خواهد رسید که رقم بسیار پایینی را نسبت به میزان تولید نشان می دهد. با توجه به قیمت و رکود بازار و هزینه های مربوط به حمل زمینی گوگرد عرضه آن به بازار بین ا لمللی راه حل مناسبی نخواهد بود و به همین جهت دو کمیته جداگانه جهت ایجاد زمینه های لازم در توسعه مصرف گوگرد در کشاورزی و صنایع تشکیل شده است. از آن جهت که در بخش کشاورزی پتانسیل مصرف گوگرد به عنوان ماده تأمین کننده ماده مغذی گیاهی و بهسازی خاک زیاد است تأکید بر بازنگری بر مصرف گوگرد و افزایش کارآیی آن در این بخش ضروری به نظر می رسد. (۲)

گوگرد در خاک:
منابع اصلی گوگرد در زمین لیتوسفر (kg 1018 × ۳/۲۴) و هیدروسفر (kg 1018 × ۳/۱) می باشد. مقدار متوسط گوگرد در خاکها (kg 1014 × ۶/۲) مقادیر کمتر در اتمسفر (kg 109 × ۸/۴) و گیاهان (kg 1012 × ۶/۷) وجود دارد. (۳۰)  مقدار متوسط گوگرد در پوسته زمین حدود ۴/۰ درصد است و از نظر فراوانی سیزدهمین عنصر است. دامنه تغییرات مقدار گوگرد در خاکها زیاد بوده و کمترین آن در خاکهای شنی (۱-mgs.kg 20) و بیشترین آن در نواحی جزر و مدی که سولفیدها تجمع پیدا می کنند (۱-mgs.kg 35) می باشد. منشأ اصلی گوگرد در خاک، کانی پیریت FeS2 موجود در سنگهای آذرین است. در طی هوادیدگی و تشکیل خاک، گوگرد پیریت اکسید شده و به فرم  که قابل جذب می باشد در می آید و در نهایت در ترکیب مواد آلی قرار می گیرد. در برخی خاکها بخشی از گوگرد به فرم ژیپسوم (CaSo4 . 2H2o) ، اپسومایت (MgSo4 . 7H2o) باقی مانده یا آبشوئی می شود. در مناطق خشک که بارندگی برای آبشویی  کافی نیست گچ چون محلولتر از آهک است در زیر ناحیه تجمع آهک پروفیل خاک جمع می شود. (۱۶)

بی شک منبع اصلی گوگرد خاک سولفیدهای فلزی موجود در سنگهای پلوتونیک است. در اثر هوادیدگی این سنگها، گوگرد موجود در آنها اکسید شده و به فرم سولفات در می آید. سپس نمکهای محلول یا نامحلول از سولفاتها تشکیل شده و در مناطق خشک و نیمه خشک به صورت رسوب نمایان می شود و یا اینکه توسط موجودات زنده جذب و یا کاهش یافته و به سولفید یا گوگرد عنصری تحت شرایط غیر هوازی در می آید. مقداری از سولفات آزاد شده از طریق آبهای زهکشی به دریاها وارد می شود. آبهای اقیانوسها حاوی ۷/۲ میلی گرم در لیتر گوگرد می باشند؛ اما ممکن است تا ۶۰ گرم در لیتر در دریاچه های بسیار شور یافت شود. (۳۲)

گوگرد یکی از اجزای تشکیل دهنده پروتئین است. وقتی بازمانده های گیاهان به خاک برگشت داده شده و تبدیل به هوموس می شوند بخش بزرگی از سولفور به صورت ترکیبات آلی باقی     می ماند. مقدار گوگرد آلی خاک بسته به مقدار کل ماده آلی متفاوت است. در اثر کشت و زرع طولانی مدت مقدار کل گوگرد خاک (در کشاورزی بدون مصرف کود شیمیایی) به دلیل معدنی شدن مواد آلی و جذب گیاه کاهش می یابد. مقدار گوگرد خارج شده توسط گیاه در سال بسیار متغیر بوده و به طور میانگین بین ۱۰ تا ۵۰ کیلوگرم در هکتار است. البته از گوگردی که توسط گیاه جذب شده است مقداری از آن دوباره از طریق بقایای گیاهی به خاک بر می گردد. در مراتع مقدار گوگردی که در اثر تعلیف دامها جزء بدن آنها (پشم و گوشت) می شود. (۵-۳ کیلوگرم در هکتار) بسیار کمتر از گوگردی است که از طریق مدفوع و ادرار دوباره به خاک بر می گردد. در اکوسیستمهای جنگل مقداری از گوگرد جذب شده از طریق برگ و بقایا حدود ۳ تا ۷ کیلوگرم در هکتار در سال به خاک بر می گردد.

اغلب کشت و کار باعث کاهش مواد آلی خاک می شود. در نتیجه مقدار گوگرد خاک نیز کاهش یافته و هنگامی که مواد آلی خاک با محیط به تعادل رسید مقداری گوگرد که از طریق برداشت گیاهان آبشوئی و غیره خارج می شود از طریق گوگرد اتمسفری، برگرداندن بقایای گیاهی، کودهای شیمیایی، آفت کش ها و… بایستی به خاک اضافه شود. (۳)

آزمایشهای طولانی مدت لایسیمتری ایستگاه تحقیقاتی دوتامستد نشان داد که مقدار رسوب گوگرد اتمسفری تقریباً با مقدار گوگرد  آبشوئی شده برابر است. بنابراین در چنین حالتی باید مقداری از گوگرد برداشت شده توسط گیاه سالیانه به خاک اضافه شود در کشاورزی ارگانیک، مقدار گوگرد خاک نیز افزایش می یابد. کمبود گوگرد به دلیل اینکه جزئی از برخی کودهای فسفاته است به ندرت مشاهده می شود. (۱۶)

اشکال مختلف گوگرد:
به طور کلی گوگرد موجود در خاک، به دو گروه معدنی و آلی تقسیم می شود که توضیح آن در ذیل آمده است. مقدار گوگرد در پوسته زمین به طور متوسط ۰۶/۰ درصد است ولی غلظت آن در خاکهای مختلف بسیار متغیر بوده و به مقدار مواد آلی و رس بستگی دارد. میزان گوگرد خاک با مقدار مواد آلی آن نسبت مستقیم دارد. در اغلب خاکها گوگرد عمدتاً به شکل آلی است. مقدار گوگرد آلی در خاکهای شنی کمتر (۲۰) و در خاکهای رسی تا ۶۰۰ و میانگین آن در حدود ۳۰۰ میلی گرم در هر کیلوگرم خاک است. ترکیب معدنی گوگرد در خاک عمدتا به صورت سولفات می باشد که به سهولت برای گیاه قابل استفاده است. (۱۶و۳۰)

فرم آلی:
در مناطق مرطوب، نیمه خشک، معتدل و نیمه گرمسیر بیشتر مقدار گوگرد در افقهای سطحی خاکها با زهکشی خوب در ترکیب مواد آلی وجود دارد. حدود ۹۰ درصد گل گوگرد در سطح خاکهای غیرآهکی در مواد آلی وجود دارد. توزیع فرم آلی گوگرد در نیمرخ خاک، با توجه به نوع و عمق آن بسیار متفاوت است. اغلب مقدار گوگرد در لایه های زیرین خاک نسبت به افقهای سطحی کمتر می باشد. یک تا ۳ درصد گوگرد آلی خاکها در توده زنده میکروبی وجود دارد. مقدار گوگرد اغلب میکروارگانیسمها بین ۱/۰ تا ۱ درصد وزن خشک آنها را تشکیل می دهد. نسبت c/s سلولهای میکروبی برای باکتریها بین ۵۷ تا ۸۵ و قارچها ۱۸۰ تا ۲۳۰ متغیر است این نسبت برای باکتریها پایین تر از خاک است. اختلاف در c/s بین گروههای خاک مربوط به عواملی مثل مواد مادری و نوع پوشش گیاهی است. برآورد ایمربلیزاسیون میکروبی را می توان بر اساس c/s ماده آلی در حال تجزیه انجام داد. اگر c/s ماده آلی در حال تجزیه کمتر از ۲۰۰ باشد. مقدار گوگرد معدنی خاک افزایش می یابد (معدنی شدن خالص یا ویژه) و اگر c/s ماده آلی در حال تجزیه بیشتر از ۴۰۰ باشد مقدار گوگرد معدنی خاک کاهش می یابد (ایموبلیزاسیون ویژه) در بین این دو حالت در گوگرد معدنی تغییر محسوسی ایجاد نمی شود. طبیعت و خصوصیات بخش سولفور آلی در خاکها بسیار مهم است زیرا در خروج و آزاد سازی سولفور مورد نیاز گیاه از سولفور آلی، بسیار حائز اهمیت می باشد. (۱۶) بین مقدار ازت و گوگرد آلی خاک نیز رابطه مهمی وجود دارد. ازت کل و سولفور آلی بیشتر از کربن و سولفور آلی با هم همبستگی دارند نسبت N/S در اغلب خاکها حدود ۶ تا ۸ می باشد. (۲۰) هر چند بخشی از سولفور آلی در خاک هنوز ناشناخته است اما به هر حال گوگرد آلی به ۳ بخش تقسیم می گردد که عبارتنداز:

گوگرد باقی مانده خنثی:
سولفور آلی که توسط اسید هیدرویودیک احیا نمی شود در این گروه قرار می گیرد این گروه ناشناخته عموماً حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد کل سولفور آلی را به خود اختصاص می دهد این گروه در مقابل تجزیه مواد شیمیایی رایج، مقاوم می باشد و شاید این مسأله دلیل کم اهمیت بودن این بخش در تأمین گوگرد مورد نیاز گیاه باشد.

فهرست مطالب
عنوان صفحه
– مقدمه ۲
– گوگرد در خاک ۳
– اشکال مختلف گوگرد ۵
– چرخه گوگرد ۱۲
– اکسیداسیون گوگرد ۱۸
– عوامل محیطی مؤثر بر اکسیداسیون گوگرد ۲۱
– روشهای عملی کردن اکسیداسیون گوگرد در خاک ۲۸
– نقش گوگرد در گیاه ۳۰
– اثرات متقابل گوگرد با سایر عناصر غذایی ۳۰
– کودهای گوگردی ۳۲
– مطالعه و بررسی آزمایشات اخیر بر روی گوگرد در کشور ۳۷
– نتیجه گیری ۴۳
منابع ۴۴

منابع :
۱- افضلی، مهران، ۱۳۸۰٫ تأثیر گوگرد به زراعت کلزار. سمینار ملی تولید و مصرف گوگرد در کشور (خرداد ۱۳۸۲، مشهد)
۲- امیر مکری، هرمز، ۱۳۸۰٫ صنعت گوگرد ایران: تحولات عرضه و تقاضا تا سال ۱۳۸۵٫ سمینار ملی تولید و مصرف در کشور
۳- بنی جمال، سید محمد و محمد رضا شفیعی. اثر گوگرد، سولفات آهن و سولفات روی بر قابلیت جذب عناصر غذایی در گلایل و میخک. سمینار ملی تولید و مصرف گوگرد در کشور.
۴- پسندیده، محمد، محمد جعفر، ملکوتی، و پیمان کشاورز. بررسی اثر گوگرد و مایه تلقیح تیوباسیلوس بر اکسایش گوگرد، pH محتویات چالکود و فراهمی فسفر از کود بیوفسفات طلایی. سمینار ملی تولید و مصرف گوگرد در کشور، مشهد.
۵- خاوازی، کاظم، محمد حسن بسیح آبادی، و احمد اصغر زاده. کودهای بیولوژیک گوگردی و کاربرد آن در کشاورزی، سمینار ملی تولید و مصرف گوگرد در کشور، خرداد ۱۳۸۲٫ مشهد.
۶- ذبیحی، حمیدرضا، مجید فروهر و پیمان کشاورز. ضرورت مصرف گوگرد در خاکهای استان خراسان. سمینار ملی تولید و مصرف گوگرد در کشور، خرداد ۱۳۸۲٫ مشهد.
۷- سرچشمه پور، مهدی. نقش گوگرد در تغذیه باغات پسته استان کرمان و ضرورت اصلاح روش مصرفی. سمینار ملی تولید و مصرف گوگرد در کشور، خرداد ۱۳۸۲٫ مشهد.
۸- سمر، سید محمود و مهرداد شهابیان. اثر عنی سازی کود آلی با گوگرد و سولفات آهن بر افزایش قابلیت و جذب آهن در یک خاک آهکی. سمینار ملی تولید و مصرف گوگرد در کشور، خرداد ۱۳۸۲٫ مشهد.
۹- ضیائیان، عبدالحسین، محمد حسین. داوودی و الهوردی روحی. بررسی نقش گوگرد در افزایش عملکرد، بهبود کیفیت و کاهش زردی مزارع چغندر قند. سمینار ملی تولید و مصرف گوگرد در کشور، خرداد ۱۳۸۲٫ مشهد.
۱۰- طاهری، مهدی، قاسم حسنی، فرخ غنی شایسته و حسین تابید زاد. ۱۳۸۰ – ضروت مصرف گوگرد و کودهای حاوی گوگرد برای افزایش جذب عناصر غذایی و کارآیی مصرف کودهای شیمیایی در باغهای سیب و انگور استان آذربایجان. سمینار ملی تولید و مصرف گوگرد در کشور، خرداد ۱۳۸۲٫ مشهد.
۱۱- عبادی، علی. گوگرد و مصارف آن در کشاورزی. جهاد دانشگاهی تهران.
۱۲- علیزاده، غلامرضا و علی اسدی کنگرشاهی. تأثیر مصرف گوگرد و اثر باقیمانده آن در افزایش سولفات قابل استفاده خاک و رفع کمبود روی و آهن درختان سیب. سمینار ملی تولید و مصرف گوگرد در کشور، خرداد ۱۳۸۲٫ مشهد.
۱۳- عمادی، پرویز، و فرخ غنی شایسته. بررسی اثرات کاربرد گوگرد و مشتقات آن در بهسازی اراضی شور و سدیمی. سمینار ملی تولید و مصرف گوگرد در کشور، خرداد ۱۳۸۲٫ مشهد.
۱۴- کلهر، منوچهر. بررسی تأثیر مصرف گوگرد میکرنیزه بر جذب عناصر معدنی (فسفر، روی، آهن، منگنز و مس) در ارقام لوبیا قرمز در خاکهای آهکی استان لرستان. سمینار ملی تولید و مصرف گوگرد در کشور، خرداد ۱۳۸۲٫ مشهد.
۱۵- مجیدی، عزیز، محمد ناصر طاهر، و محمد جعفر ملکوتی. تأثیر عناصر غذایی گوگرد و منیزیم بر صفات کیفی و توازن تغذیه ای دو رقم آقتابگردان. سمینار ملی تولید و مصرف گوگرد در کشور، خرداد ۱۳۸۲٫ مشهد.
۱۶- ملکوتی، محمد جعفر و حامد رضایی. ۱۳۸۰٫ نقش گوگرد، کلسیم و منیزیم در افزایش عملکرد و بهبود کیفیت محصولات کشاورزی. نشر آموزش کشاورزی.
۱۷- ملکوتی، محمد جعفر، ۱۳۷۸٫ کشاورز پایدار و افزایش عملکرد با بهینه سازی مصرف کود در ایران (چاپ دوم با بازنگری کامل) نشر آموزش کشاورزی، معاونت تات وزارت کشاورزی، کرج، ایران.
۱۸- Agri.Facts., 1990. sulfate-vs-elemental sulfur part II: characteristics of s oxidation to so4.
۱۹- bixby, D.W, and J.D. bexon,1970, sulfur containing fertilizers. The sulfur institute, Washingrion. D.C.20006.
۲۰- brady.N.O,1990, the nature and properties of soils, 10 the edition Macmillan, NY.
۲۱- Burns, G.R, oxidation of sulfur, Technical bulletin number 13. the sulfur institute, Washingtion. D.C.20odo
۲۲- CZABAN, J and J. kobus, 2000, oxidation of elemental sulfur by bacteria and fungi in soil, Acta Microbiologica polonica 2000, vol.49, No2
۲۳- Droux, M, 2004, sulfur Assimilation and the role of sulfur in plant Metabolism.
۲۴- Goos, R.J,1995, ATS: the Multi-use sulfur fertilizer.
۲۵- Kanwar, J.S, and M.S. sudahar, 1986, Fertilizer sulfur and food production, Kluwer Academic publisher, Hingham, MA02043, VSA.
۲۶- Kimberly.j.D, Hesterbarg, and J.W. chov,2001, stability of reduced organic sulfer in humic Acid as Affected by Aeration and pH. pp.704-709 in: sssaj, No3-4.
۲۷- pakissan. Com, 2004. the use of gypsum forsodic soils.
۲۸- Rice, c., 2003, Metacyc oath way: fe 3+_dependant sulfur oxidation
۲۹- slaton, N.A., R.J. Norman, and J.T, Gilmour, 2001, oxidation rates of commercial elemental sulfur products Applied to an alkaline silt loam from Arkansas, pp: 239-245, in: SSSAJ, No1-2.
۳۰- Stevenson, F.J and M.A cole, 1999, cucles of soil carbon, nitrogen phosphorus, sulfur, micro nutrients. Second editioin, John wiley 8 sons, inc, New york.
۳۱- tendon, H.L.S. 1995. sulfur fertilizer for Indian agriculture.
۳۲- Tisdale, 3.L., w.L, Nelson, J.D. Beaton, and J.L. Havlin, 1993, soil fertility and fertilizer, 5th eds. Memillan, Pub.co., New york.