4- التفاعل مع الأكاسيد السداسية المتأدرتة :           

     نتيجة للسلوك الأمفوتيرى  Amphoteric behavior  للأكاسيد السداسية فإن أسطحها تحمل صافى شحنه كهربائية قد تكون سالبة أو متعادلة أو موجبة . وعلى هذا فإن أيونات الفوسفات الموجودة فى المحلول الأرض تدخل فى تفاعلات تبادل أنيونى مع مجموعات الأيدروكسيل الموجودة على أسطح حبيبات هذه الأكاسيد . ويوجد ثلاثة تفاعلات لأكاسيد الحديد المتأدرت والتى تحدث عند قيم من الـpH أعلى أوأقل أو عند نقطة التعادل الكهربائية لهذا المركب Zero-point of charge (ZPC)  يمكن إيضاحها كما يلى :

 

ا- عند نقطة أعلى من نقطة التعادل الكهربية ( صافى الشحنة سالب)     

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                            

 

من الخطوات السابقة نجد أنه عند نقطة التعادل الكهربية لأكاسيد الحديد المتأدرتة يحدث إحلال لمجموعة الهيدروكسيل بواسطة مجموعة فوسفات أحادية ، ونفس الشىء يحدث عند ارتفاع رقم الـpH  وتصبح شحنة المركب سالبة . أما عند انخفاض رقم الـpH  تصبح شحنة المركب موجبة ، ويحدث إحلال لجزىء الماء H₂O بواسطة مجموعة الفوسفات الأحادية .

 

ثانياً: تفاعلات الفوسفات فى الأراضى الحامضية

1- التثبيت بواسطة الحديد والألومنيوم:

      يعتبر تثبيت الفوسفات فى الأراضى الحامضية نتيجة مجموعة تفاعلات مختلفة إلى حدٍ كبير عن تلك الحادثة فى الأراضى القاعدية . حيث يكون غالبية احتجاز الفوسفور أو تثبيته نتيجة تفاعله مع الحديد والألومنيوم ، ففى هذه الأراضى تحتوى أسطح التبادل للغرويات الأرضية المعدنية على كميات كبيرة من الألومنيوم ، وكميات أقل من الحديد والمنجنيز المتبادل . فعند إضافة الأسمدة الفوسفاتية لهذه الأراضى يحدث ترسيب للفوسفات فى صورة فوسفات الألومنيوم أو الحديد ، ويتم ذلك بأن يقوم أيون الكالسيوم الموجود فى تركيب السماد بالتبادل مع أيون الألومنيوم وينطلق الأخير إلى المحلول الأرضى ، ثم يحدث له تحلل مائى ويتكون أيدروكسيل العنصر وأخيراً يتحد أيدروكسيل الألومنيوم مع الفوسفات ويحدث ترسيب للفوسفات كما توضح المعادلات الآتية:

 

- التبادل الكاتيونى Caion Exchange

 

- التأدرتHydrolysis :  

AL³⁺    + 2 H₂O        AL(OH)₂⁺   +  2H⁺

 

-  الترسيب Precipitation :

AL(OH)₂⁺   +    H₂PO₄^-            AL(OH)₂H₂PO₄ 

_Variscite

وبنفس الكيفية يحدث ترسيب للفوسفات بواسطة الحديد كما فى المعادلة التالية:

Fe³⁺ + H₂PO₄^- + 2H₂O       Fe(OH)₂HPO₄  +  2H^+Stringite

      وهكذا نجد أن واحد مول من الألومنيوم المتبادل والذى حدث له تحلل مائى يُرسب واحد مول من أيونات الأورثوفوسفات . وليس من المنتظر أو المحتمل حدوث تحلل مائى لكل الألومنيوم المتبادل تحت الظروف الحقلية ، وبالتالى من المتوقع أن يكون إسهام هذه الميكانيكية فى تثبيت الفوسفات تكون أقل عن ما يشير إليه هذا التفاعل .

 

 2 - الادمصاص الأيونى بواسطة الأكاسيد:

       وهنا تتفاعل الفوسفات مع مركبات الحديد والألومنيوم وتتكون معقدات مختلفة . وقد يكون التفاعل مباشراً مكوناً راسب لمكونات الحديد أو الألومنيوم كما سبق ذكره فى الخطوة السابقة . أو يحدث ادمصاص للفوسفات على أسطح تلك الأكاسيد ، وتنطلق جزيئات الماء ومجموعات الأيدروكسيل ، شكل (5-6) يصف هذا التفاعل .

 شكل ( 5-6)

 يبين خطوات ادمصاص الفوسفات على أسطح أكاسيد الحديد

 

      ويمكن أن يحدث ادمصاص للأنيونات على الأسطح التى تحمل شحنة موجبة ، وتزداد هذه الحالة تحت ظروف الأراضى الحامضية حيث يحدث جذب للأيدروجين على مجموعة الأيدروكسيل الخارجية ، وفى النهاية يكون صافى الشحنة موجب مما يؤدى إلى إدمصاص الأنيونات (An) عن طريق خاصية الجذب بالقوة الإلكتروستاتيكية كما يمثلها التفاعل التالى :

 

3 - التثبيت بواسطة الطين المُشبع بالكالسيوم :

       ويحدث ذلك فى الأراضى ذاتpH  6.5 أو أقل وذلك عن طريق أيون الكالسيوم المتبادل على أسطح معادن الطين ، حيث يعمل أيون الكالسيوم كقنطرة بين أيون الفوسفات وسطح الطين .

      ومما سبق نجد أن الفوسفور المضاف إلى الأراضى القاعدية أو الأراضى الحمضية  يتعرض إلى التثبيت بطرق مختلفة. ويمكن اعتبار الفوسفور المدمص ضمن صورة الفوسفور القابل للحركة  Labile phosphorus أى يكون له إمكانية التحرر أو الانطلاق Desorption ليكون مُيسر للنبات. وعملية التحرر هذه تتم بواسطة إحلال أيون مُعين سالب الشحنة له قدرة الادمصاص النوعى مثل : أيون البيكربونات أو الفلوريد محل أنيون الفوسفات المدمص. وقد يتكون أيون البيكربونات فى المحلول الأرضى أثناء انطلاق ثانى أُوكسيد الكربون من عملية التنفس للجذور والكائنات الدقيقة وذوبانه فى الماء مكوناً حمض الكربونيك الذى سرعان ما يتأين إلى بيكربونات وأيدروجين حسب المعادلة التالية:

CO₂   +  H₂O    H₂CO₃    HCO₃^-   +   H⁺

       وهناك بعض الأيونات السالبة الشحنة الأخرى  التى يمكن أن تحل محل الفوسفات مثل الأيدروكسيل والسليكات وبعض الأيونات العضوية مثل السترات و الطرطرات والهيومات ، وغيرها والتى تساهم فى تحرر الفوسفات المدمصة أو تنافس أيون الفوسفات المضاف على صورة سماد فى الادمصاص على الأسطح الموجبة الشحنة للغرويات الأرضية مما يزيد من تيسر الفوسفور فى المحلول الأرضى . ولقد أوضحت الدراسات التى قام بها EL-Beshbeshy وآخرون خلال الفترة من 1990 إلى 1994 بأن هناك تأثير إيجابى لأنيونات السليكات على تيسر الفوسفور الأصلى Native phosphorus بالتربة وذلك من خلال عدة تجارب معملية وحقلية وأيضاً فى البيوت الزجاجية . ففى تجربة تحضين Incubation لعينات تربة طينية رسوبية من أرض الوادى ، وعينة تربة من أراضى جيرية حديثة الإستصلاح مع مركبات السليكات     (سليكات الكالسيوم وهو منتج ثانوى من مصانع الحديد والصلب بحلوان والذى يعرف بإسم جلخ الأفران العالية المحبب والمبرد مائى ويتركب من أكسيد حديديوز 0.7- 1.2 %، أكسيد سليكون 30 - 35 %، أكسيد كالسيوم 34 - 38 %، أكسيد ماغنسيوم 2 -5 %، أكسيد المونيوم 11 - 14 %، أكسيد بوتاسيوم 0.2 - 0.5 %، وأكسيد باريوم 4.0 - 9.0 % ) أوضحت النتائج زيادة كمية الفوسفات الميسرة والمستخلصة من تلك التربة والمعاملة بسليكات الكالسيوم ، وفى تجربة فى الصوبة لدراسة تأثير سليكات الكالسيوم والكبريت وزرق الدواجن على تيسر الفوسفور بالتربة وكفاءة استخدام السوبر فوسفات أوضحت النتائج التى حصل عليها  EL-Beshbeshy وآخرون سنة 1993 بأن  هناك استجابة واضحة بالنسبة للفوسفور الممتص بواسطة نباتات الذرة وخاصة عند الإضافة مع السوبر فوسفات ، وفى تجارب حقلية فى أراضى الوادى أدى استخدام هذه المركبات إلى زيادة كمية الفوسفور الممتص بواسطة نباتات الذرة Zanouny  وآخرون سنة 1994 ، وأيضاً بواسطة نباتات الشعير المنزرع فى أراضى حديثة الاستصلاح فى محافظة المنيا وأيضاً زيادة كفاءة استخدام الأسمدة الفوسفاتية EL-Beshbeshy سنة 1994 ، وربما يُعزى ذلك لحدوث تنافس بين كلٍ من أيونات السليكات والفوسفات على مواقع التبادل على أسطح الغرويات الأرضية .

 

التالى / السابق