Μελέτη της χημικής συμπεριφοράς του Ni σε καλλιεργούμενα εδάφη:
Creators: name: Νικολή, Θωμαή Γ.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2014
Subjects: Εδαφικοί δείκτες
Κρίσιμα όρια
Μικροθρεπτικά στοιχεία
Νικέλιο
Soil tests
Critical limit
Micronutrients
Nickel

description: Αν και το Ni έχει αναγνωριστεί επισήμως ως απαραίτητο μικροθρεπτικό στοιχείο για όλα τα ανώτερα φυτά, η πλειονότητα της βιβλιογραφίας αναφέρεται στο ρόλο του ως ρυπαντή. Στόχοι της διατριβής ήταν: i) Η αξιολόγηση 6 μεθόδων εκχύλισης διαθεσίμου Ni (DTPA, AB-DTPA, AAAc-EDTA, Mehlich-3, HNO3 και HCl) από καλλιεργούμενα (μη ρυπασμένα) εδάφη, για την απόκτηση αξιόπιστων εδαφικών δεικτών Ni. ii) Ο προσδιορισμός των μορφών του Ni στα καλλιεργούμενα εδάφη και η σχέση τους με τα υπόλοιπα μεταλλικά μικροθρεπτικά στοιχεία Cu, Zn, Fe και Mn. iii) Μια αρχική προσέγγιση των κρισίμων ορίων Ni με τους πλέον αξιόπιστους εδαφικούς δείκτες, χρησιμοποιώντας ως φυτό δείκτη το ryegrass (Lolium perenne L.). Από 30 καλλιεργούμενα εδάφη εκχυλίστηκε το Ni και τα άλλα 4 μικροθρεπτικά στοιχεία με τις 6 μεθόδους και έγινε κλασμάτωση και των 5 στοιχείων με τη μέθοδο διαδοχικής εκχύλισης των Tessier και συν. Τα εδάφη καλλιεργήθηκαν με ryegrass σε δοχεία και πραγματοποιήθηκαν 5 κοπές της υπέργειας βιομάζας. Μετά το τέλος του πειράματος, επιλέχθηκαν 10 από τα 30 εδάφη με τη χαμηλότερη συγκέντρωση διαθεσίμου Ni και σε αυτά εφαρμόστηκε Ni (0, 1, 2, 4 και 8 mg kg-1) ως NiSO4. Κατόπιν τα 10 εδάφη χρησιμοποιήθηκαν σε ένα δεύτερο πείραμα με ryegrass σε δοχεία στο οποίο πραγματοποιήθηκε μία κοπή της υπέργειας βιομάζας. Και στα δύο πειράματα προσδιορίστηκαν ορισμένες βιολογικές παράμετροι. Στα δεδομένα εφαρμόσθηκαν συσχετίσεις και εξισώσεις ευθύγραμμης συμμεταβολής, καθώς επίσης και οι τεχνικές των Cate και Nelson, Brown και συν. και Mitscherlich και Bray. Καταλληλότερες μέθοδοι προσδιορισμού του διαθεσίμου Ni στα εδάφη ήταν πρωτίστως οι μέθοδοι AAAc-EDTA και Mehlich-3 και δευτερευόντως οι μέθοδοι DTPA και AB-DTPA. Για τις μεθόδους AAAc-EDTA και Mehlich-3, σημαντικές σχέσεις βρέθηκαν μεταξύ του εκχυλιζόμενου Ni και ορισμένων εδαφικών ιδιοτήτων (pH, ΙΑΚ και περιεκτικότητα σε άργιλο, οργανικό C και Mnh). Τα αποτελέσματα της διαδοχικής εκχύλισης έδειξαν ότι το Ni υπήρχε κυρίως στο κρυσταλλικό πλέγμα των ορυκτών των εδαφών αλλά σε αξιόλογες ποσότητες ήταν και συνδεδεμένο με τα οξείδια Fe-Mn (3ο κλάσμα) και την οργανική ουσία (4ο κλάσμα). Τα κλάσματα αυτά του Ni συσχετίστηκαν σημαντικά με το εκχυλιζόμενο Ni με τις μεθόδους AAAc-EDTA και Mehlich-3. Σημαντικοί συντελεστές προσδιορισμού βρέθηκαν μεταξύ του Ni στην υπέργεια βιομάζα ή της συνολικής πρόσληψης του στοιχείου από το ryegrass και του εκχυλιζόμενου Ni με τις 4 μεθόδους, με αναμφισβήτητη υπεροχή των μεθόδων AAAc-EDTA και Mehlich-3. Ακόμη, σημαντικές ήταν οι σχέσεις μεταξύ των προαναφερόμενων βιολογικών παραμέτρων και του Ni στο 3ο ή 4ο κλάσμα της διαδοχικής εκχύλισης. Πιθανόν στα κλάσματα αυτά να υπάρχουν διαθέσιμες μορφές Ni για τα φυτά. Με την εφαρμογή των τεχνικών των Cate και Nelson στα δεδομένα της συνολικής απόδοσης σε υπέργεια βιομάζα του ryegrass του 1ου βιολογικού πειράματος, τα κρίσιμα όρια Ni ήταν ≈2 mg kg-1 με τις μεθόδους AAAc-EDTA ή Mehlich-3 και ≈0,50 mg kg-1 με τις μεθόδους DTPA και AB-DTPA. Με την εφαρμογή της τεχνικής των Brown και συν. στα δεδομένα του 2ου βιολογικού πειράματος, τα κρίσιμα όρια Ni ήταν ≈2 mg kg-1 για τις μεθόδους DTPA και AB-DTPA, ενώ για τις μεθόδους AAAc-EDTA και Mehlich-3 οι αντίστοιχες τιμές ήταν ≈4 και ≈6 mg kg-1.
description: Although Ni has been officially recognized as an essential micronutrient for all higher plants, the majority of the published research focuses on its role as a contaminant. The objectives of this study were: i) The evaluation of 6 extraction methods of available Ni (DTPA, AB-DTPA, AAAc-ETDA, Mehlich-3, HNO3 and HCl) from cultivated (non polluted) soils, in the aims of obtaining reliable Ni soil tests. ii) The determination of Ni forms in cultivated soils and their relation to the rest metal micronutrients Cu, Zn, Fe and Mn. iii) An initial estimation of Ni critical levels, using the most reliable soil tests and ryegrass as a test plant (Lolium perenne L.). From 30 cultivated soils, Ni and the 4 micronutrients were extracted with the 6 methods and fractionation of the 5 elements was conducted using the sequential extraction procedure of Tessier et al. The soils were cultivated with ryegrass in pots and the aboveground biomass was harvested 5 times. At the end of the experiment, 10 out of the 30 soils with the lowest concentration of available Ni were chosen and Ni (0, 1, 2, 4 and 8 mg kg-1) was applied to them as NiSO4. Afterwards, the 10 soils were used in a second experiment with ryegrass in pots and the aboveground biomass was harvested once. In both experiments certain biological parameters were determined. Correlation and linear regression analyses were applied to the data, as well as the techniques of Cate and Nelson, Brown et al. and Mitscherlich and Bray. The most suitable methods of soil available Ni determination were proved to be primarily the methods AAAc-EDTA and Mehlich-3 and secondly the DTPA and AB-DTPA methods. For the AAAc-EDTA and Mehlich-3 methods, significant relations were obtained between extracted Ni and certain soil properties (pH, CEC and clay, organic C and Mnh content). The results of the sequential extraction procedure showed that Ni in soil existed mainly as residual but also associated to Fe-Mn oxides (3rd fraction) and soil organic matter (4th fraction). Those two Ni fractions were significantly related to Ni extracted with the methods AAAc-EDTA and Mehlich-3. Highly significant coefficients of determination were found between Ni in the aboveground biomass or total Ni uptake by ryegrass and Ni extracted with the 4 methods, but superiority of the AAAc-EDTA and Mehlich-3 methods was beyond doubt. The biological parameters were significantly related to Ni in the 3rd or the 4th fraction of the sequential extraction procedure. Possibly these two fractions contain plant available Ni. Employing the Cate and Nelson technique on the total aboveground biomass yield of ryegrass of the 1st biological experiment, Ni critical levels were ≈2 mg kg-1 for the methods AAAc-EDTA and Mehlich-3 and ≈0.5 mg kg-1 for the methods DTPA and AB-DTPA. Applying the technique of Brown et al. on the data of the 2nd biological experiment, Ni critical levels were ≈2 mg kg-1 for the methods DTPA and AB-DTPA, while the respective values for the AAAc-EDTA and the Mehlich-3 methods were ≈4 και ≈6 mg kg-1.