یکی از عناصر غذایی که نقش مهمی در افزایش عملکرد و کیفیت برنج دارد، پتاسیم است. اطلاع از حد بحرانی این عنصر در خاک و پاسخ های گیاهی به کاربرد مقادیر مختلف آن می تواند کمک موثری در توصیه بهینه کودی این عنصر غذایی باشد. بنابراین در این تحقیق حد بحرانی پتاسیم خاک برای گیاه برنج رقم خزر و مدل مناسب پیش بینی عملکرد دانه به منظور تعیین کود پتاسیمی مورد نیاز در 21 مزرعه از شالیزارهای استان گیلان تعیین شد. در شالیزارهای انتخاب شده، عملیات آماده سازی زمین، کرت بندی قطعات آزمایشی به ابعاد 5×4 متر انجام گردید. قبل از نشا کاری ازت و فسفر بر اساس آزمون خاک و به ترتیب از منابع اوره و سوپر فسفات تریپل اضافه گردید. پتاسیم به میزان 0، 100، 200، 300، 400 و 500 کیلوگرم اکسید پتاسیم از منبع کلرید پتاسیم به خاک اضافه گردید. سپس نشاهای سالم و بکنواخت برنج رقم خزر به تعداد 3 تا 5 عدد در هر کپه و به فواصل 25× 25 سانتی متر در مزرعه کاشته شد. در پایان فصل رشد، بوته های برنج از سطح 5 متر مربع کف بر گردیدند و دانه، کاه و کلش به طور جداگانه توزین گردید. وزن دانه بر اساس 14 درصد رطوبت محاسبه و کلیه تجزیه و تحلیل های آماری مورد نیاز بر روی آن انجام شد. نتایج به دست آمده نشان داد که تاثیر مقادیر مختلف کلرید پتاسیم در سطح 5% و اثر نوع خاک در سطح 1% بر میزان عملکرد دانه معنی دار گردید. میانگین افزایش عملکرد در اراضی که به مصرف کلرید پتاسیم پاسخ مثبت نشان دادند برابر 982 کیلوگرم شلتوک در هکتار بوده است. نتایج هم چنین نشان داد در شالیزارهایی که پتاسیم قابل استفاده آنها کمتر از 100 میلی گرم در کیلو گرم بود، عکس العمل نسبت به کاربرد کلرید پتاسیم زیاد، در شالیزارهایی که پتاسیم آنها بین 100 و 160 میلی گرم در کیلوگرم بود، عکس العمل آنها تقریبا کمتر و در شالیزارهایی که پتاسیم خاک های شالیزاری بیشتر از 160 میلی گرم در کیلوگرم بود،   عکس العمل پایین بود. حد بحرانی پتاسیم خاک برای برنج رقم خزر در این بررسی بر اساس 90 درصد عملکرد نسبی 110 میلی گرم در کیلوگرم خاک به دست آمد. در معادله نهایی پیش بینی عملکرد نسبی برنج، رابطه پتاسیم قابل استفاده خاک، پتاسیم آب آبیاری و مقدار کلرید پتاسیم مصرفی با عملکرد مثبت ولی رابطه عملکرد با مقدار فسفر قابل استفاده خاک منفی بود.

پتاسیم از عناصر ضروری برای رشد و نمو گیاهان است. گیاهان پتاسیم مورد نیاز خود را از فاز محلول جذب می کنند که در حال تعادل با فاز تبادلی و کانی های معدنی خاک است. این پژوهش به منظور بررسی همبستگی بین کانی های غالب خاک و پارامترهای کمیت-شدت (Q/I) پتاسیم و بررسی ارتباط بین این پارامترها با مقدار پتاسیم قابل جذب اندازه گیری شده با روش استات آمونیوم انجام گردید. به این منظور 18 نمونه خاک زراعی از استان های مختلف کشور تهیه شد. این نمونه ها علاوه بر تنوع در خصوصیات فیزیکوشیمیایی، دارای مقدار پتاسیم قابل جذب کم، متوسط و یا زیاد بودند. کانی های غالب بخش رس نمونه های خاک به روش پراش اشعه ایکس به صورت کیفی شناسایی شدند. بر اساس نتایج آزمایش ها منحنی Q/I نمونه ها ترسیم و پارامترهای آن محاسبه گردید. بر طبق نتایج همبستگی معنی داری بین نوع کانی های غالب و میزان پتاسیم قابل جذب مشاهده نشد، اما پتاسیم کل قابل جذب (KL)، پتاسیم نگهداری شده در مکان های اختصاصی (KX) و انرژی آزاد تبادل پتاسیم (ΔGo) با پتاسیم قابل جذب همبستگی معنی داری را نشان دادند. با توجه به تاثیر نوع کانی و خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک در پارامترهای منحنی Q/I پتاسیم، به نظر می رسد استفاده از پارامترهای این منحنی می تواند واکنش یا نبود واکنش گیاهان به کودهای پتاسیمی را با دقت بیش تری نسبت به روش استخراج پتاسیم با استات آمونیم برآورد نماید.

به منظور بررسی تاثیر کاتیون همراه آمونیوم و کلسیم) از دو منبع کلرور کلسیم و سولفات کلسیم (بر جذب پتاسیم توسط گندم دیم و عملکرد، تیمارهای کلرور کلسیم، گچ، مخلوط اوره + کلرور پتاسیم، مخلوط گچ + کلرور پتاسیم، مخلوط کلرور کلسیم + کلرور پتاسیم و شاهد با یک طرح آزمایشی بلوک های کامل تصادفی مقایسه شدند. با کاربرد کافی ازت، مهمترین عامل محدود کننده رشد گندم در محل آزمایش پتاسیم است. سطح ویژه زیاد خاک و لایه دوگانه پخشیده الکتریکی منقطع با کاهش نسبت سطح تماس لایه دوگانه الکتریکی با محلول خاک، موجب کاهش سرعت انتشار پتاسیم و قابلیت جذب آن برای گیاه می شود. نتایج نشان داد کاتیون همراه آمونیوم و کلسیم با غلظت بالا در الکترولیت، موجب حرکت بیشتر پتاسیم گردید. میزان مصرف کود پایه در این تحقیق که حاوی میزان زیادی پتاسیم است برای تامین پتاسیم مورد نیاز گیاه و تولید عملکرد بالا کافی نبود، بطوریکه با افزایش بیشتر پتاسیم علاوه بر کود پایه با سه تیمار کلرور کلسیم + کلرور پتاسیم، سولفات کلسیم + کلرور پتاسیم و اوره + کلرور پتاسیم هنوز عملکرد گندم افزایش یافت. کاتیون همراه کلسیم از منبع سولفات کلسیم موجب افزایش جذب پتاسیم و عملکرد گندم شد ولی کلسیم از منبع کلرور کلسیم بر جذب پتاسیم و عملکرد گندم موثر نبود. تاثیر سینرژستیکی کلسیم بر قابلیت جذب پتاسیم در معیت یون سولفات از کلر بیشتر بود. کاتیون همراه آمونیوم حتی با میزان مصرف کمتر نسبت به کلسیم، بر افزایش جذب پتاسیم و عملکرد گندم بیشتر موثر واقع شد.

ظرفیت بالقوه تثبیت پتاسیم در مناطق عمده کشت برنج در شمال ایران با برداشت 67 نمونه مرکب خاک (عمق 0-30 سانتیمتر) از همین تعداد مزرعه برنج (هر مزرعه یک نمونه مرکب خاک) که به طور تصادفی از سر تا سر شالیزارهای دو استان گیلان (33 مزرعه) و مازندران (34 مزرعه) انتخاب شده بودند، مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین این ظرفیت ابتدا به روش سینتیکی زمان مناسب برای اندازه گیری این ظرفیت در این خاکها تعیین و سپس مقدار 20 گرم از خاک هوا خشک به درون یک لوله پلی اتیلن به طول 35 تا 45 و قطر 1 سانتیمتر انتقال و مقدار معینی پتاسیم به صورت محلول KCl به آن اضافه و سپس با آب مقطر مقدار آب آن افزایش داده شد تا 5 سانتیمتر آب روی خاک قرار گرفته و به این حالت به مدت 30 روز نگهداری گردید. سپس مقدار پتاسیم تثبیت شده اندازه گیری شد. مقدار تثبیت پتاسیم در خاکها از 4.9 تا 65.1 درصد متغیر و میانگین کل آن 27.4 درصد بود. دامنه تغییرات درصد تثبیت پتاسیم در خاکهای گیلان (4.9 تا 65.1 درصد) بیشتر از مازندران (14.2 تا 49.2 درصد) بود، ولی، میانگین آنها (به ترتیب 28 و 27 درصد) تفاوت معنی داری نداشتند. برآورد انجام شده بر اساس داده ها نشان داد که از 470000 هکتار سطح شالیزارهای شمال کشور، تقریبا 98000 هکتار با ظرفیت تثبیت زیاد (بیش از 40 درصد)، 218000 هکتار با ظرفیت تثبیت متوسط (20 تا 40 درصد) و 154000 هکتار بقیه دارای ظرفیت تثبیت کم (کم تر از 20 درصد) می باشد. این پتانسیل تثبیت زیاد بعلت تخلیه تدریجی پتاسیم در نتیجه به هم خوردن موازنه ورود - خروج پتاسیم از این خاکها بوجود آمده است. تثبیت پتاسیم با رس درشت، مجموع سیلت و رس و میزان کل رس دارای همبستگی معنی دار و با رس ریز و مقدار سیلت خاکها فاقد همبستگی بود. این پارامتر با CEC خاکها نیز دارای همبستگی معنی دار بود (r=0.71). بعلاوه در این بررسی نشان داده شد که در 54 درصد خاکها، میزان پتانسیل قابل استخراج با استات آمونیوم که در شرایط مرطوب پس از 30 روز غرقاب اندازه گیری شد، کمتر از سطح بحرانی 115 میلی گرم بر کیلوگرم برای برنج می باشد. مقدار پایین پتاسیم قابل استفاده به اضافه ظرفیت زیاد تثبیت در این خاکها می تواند باعث مسایل تغذیه ای جدی برای کشت برنج در این خاکها گردد.

پتاسیم درگیاه نه تنها از نظر مقدار، بلکه از نظر نقش فیزیولوژیک و بیوشیمیایی نیز یکی از مهم ترین کاتیون ها محسوب می شود. به منظور بررسی وضعیت پتاسیم و ارزیابی عصاره گیری های رایج برای استخراج پتاسیم قابل استفاده ذرت در خاک های منطقه مرکزی استان اصفهان، 26 سری خاک مهم زراعی منطقه انتخاب و براساس بافت و پتاسیم استخراجی با استات آمونیوم، 16 سری خاک برای مطالعات بعدی انتخاب شد. پتاسیم قابل عصاره گیری این خاک ها با استفاده از عصاره گیرهای استات آمونیوم (چهار روش)، کلرید کلسیم (دو روش)، کلرید سدیم (دو روش)، استات سدیم، بی کربنات آمونیوم- DTPA، مهلیخ1، مهلیخ3، مورگان- ولف و اسید نیتریک استخراج شد. در مطالعات گلخانه ای از ذرت (Zea mays L.) رقم سینگل کراس 704 به عنوان گیاه محک، و دو تیمار صفر و 150 میلی گرم پتاسیم در کیلوگرم، در قالب یک آزمایش فاکتوریل با طرح کاملا تصادفی و سه تکرار استفاده شد.براساس مطالعات شناسایی کانی ها، ایلیت به عنوان کانی رسی غالب در خاک های منطقه شناسایی شد. مقدار پتاسیم استخراج شده به وسیله عصاره گیرهای کلرید سدیم 2 مولار، استات سدیم مولار و خنثی، استات آمونیوم مولار و خنثی و بی کربنات آمونیوم- DTPA، رابطه ای معنی دار (در سطح یک درصد) با جذب و غلظت پتاسیم درگیاه نشان داد. عصاره گیرهای کلرید سدیم 2 مولار و استات سدیم مولار و خنثی، براساس بالا بودن ضرایب هم بستگی با جذب (r به ترتیب **0.79 و **0.72) و غلظت پتاسیم درگیاه (r به ترتیب **0.86 و **0.85)، و نیز سادگی و اقتصادی بودن، به عنوان مناسب ترین عصاره گیرها در بین عصاره گیرهای مورد استفاده تشخیص داده شدند. عصاره گیرهای استات آمونیوم (روش 1) و بی کربنات آمونیوم- DTPA، به علت ضرایب هم بستگی کمتر، قیمت زیاد و کمیابی مواد مورد نیاز، در اولویت نمی باشند. عملکرد ، عملکرد نسبی، افزایش عملکرد و جذب اضافی، با پتاسیم استخراج شده به وسیله عصاره گیرها رابطه معنی داری نشان ندادند. مقدار پتاسیم قابل استفاده خاک های مورد مطالعه عامل محدود کننده ای برای رشد ذرت نبود. بنابراین، تعیین حدود بحرانی پتاسیم برای عصاره گیرهای پیشنهادی با استفاده از عملکرد یا عملکرد نسبی امکان پذیر نمی باشد. 

پتاسیم یکی از عناصر ضروری برای رشد گیاهان می باشد و از نظر فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی از مهمترین کاتیونها در گیاهان محسوب می شود. لذا آگاهی از وضعیت پتاسیم خاکها در استفاده بهتر از کودهای پتاسیمی در مزارع لازم است. گرچه استات آمونیوم عصاره گیر رایج در ارزیابی پتاسیم قابل استفاده درخاکهای ایران می باشد، تحقیق حاضر به منظور ارزیابی چند عصاره گیر جهت عصاره گیری پتاسیم قابل استفاده گندم در بعضی از خاکهای استان همدان صورت گرفته است. بدین منظور 10 نمونه خاک از بین 40 نمونه خاک نمونه برداری شده انتخاب شد. پتاسیم قابل عصاره گیری این خاکها با استفاده از عصاره گیرهای استات آمونیوم یک مولار، اسید سولفوریک 0.025 مولار، کلرید باریم 0.1 مولار، کلرید سدیم یک مولار و کلرید کلسیم 0.01 مولار استخراج شد. ارتباط بین پتاسیم عصاره گیری شده و جذب پتاسیم توسط گیاه می تواند فاکتور مهمی در انتخاب روش اندازه گیری پتاسیم خاکها باشد. به همین علت در مطالعات گلخانه ای از گندم الوند استفاده شد. پتاسیم استخراج شده توسط اسید سولفوریک 0.025 مولار با تمام عصاره گیرها بجز استات آمونیوم مولار همبستگی معنی داری نشان داد.بین سایر عصاره گیرها همبستگی معنی دار مشاهده شد. پتاسیم استخراج شده توسط عصاره گیرهای استات آمونیوم یک مولار، اسید سولفوریک 0.025 مولار، کلرید باریم 0.1 مولار، کلریدکلسیم 0.01 مولار و کلریدسدیم یک مولار با جذب پتاسیم همبستگی معنی داری نشان دادند. بین پتاسیم استخراج شده توسط اسید سولفوریک 0.025 مولار، کلرید باریم 0.1 مولار و کلریدسدیم یک مولار با عملکرد گندم همبستگی معنی داری مشاهده شد. به نظر می رسد در خاکهای مورد مطالعه عصاره گیرهای کلرید کلسیم 0.01 مولار، کلرید سدیم یک مولار و کلرید باریم 0.1 مولار در مقایسه با عصاره گیرهای اسید سولفوریک 0.025 مولار و استات آمونیوم یک مولار جهت ارزیابی قابلیت جذب پتاسیم مناسب تر باشند.

پتاسیم و نیتروژن دو عنصر غذایی بوده که بیشترین نقش را در افزایش کمی و کیفی برنج ایفا می نماید. این عنصر نیز همانند نیتروژن به مقدار زیادی، توسط گیاه برنج جذب می شود. ارزیابی وضعیت عناصر غذایی در خاک از نقطه نظر تغذیه ای، زیست محیطی و اقتصادی حائز اهمیت است. این تحقیق با هدف مقایسه 11 عصاره گیر مختلف به منظور تعیین عصاره گیرهای مناسب جهت برآورد پتاسیم قابل جذب برنج در 11 نمونه خاک انتخابی (از مجموع 40 خاک) استان کهگیلویه و بویر احمد انجام شد. بذرهای برنج در سه تکرار در گلدان های یک و نیم کیلوگرمی به مدت 10 هفته کشت و سپس برداشت شدند. میزان پتاسیم گیاه برنج به کمک اسیدکلریک 1 نرمال عصاره‏گیری شد. پتاسیم قابل جذب خاک به وسیله عصاره گیرهای استات آمونیوم 1 مولار، کلرید سدیم 1 و 2 مولار، اسید سولفوریک 0.025 مولار، کلرید باریم 0.1 مولار، کلرید کلسیم 0.01 مولار، مورگان-ولف، AB-DTPA، استات سدیم 1 نرمال، استات منیزیم 1 مولار و اسیدکلریدریک 2 مولار اندازهگیری شد. بررسی نتایج ضرایب همبستگی عصاره گیرهای مختلف با میزان جذب پتاسیم توسط اندام هوایی گیاه برنج حاکی از آن بود که بیشترین همبستگی با جذب گیاهی مربوط به عصاره‏گیر استات سدیم و استات آمونیوم بوده (r به ترتیب 0.85 و 0.73) و پس از آن ها عصاره گیرهای مورگان و سدیم کلرید 2 مولار قرار دارند. کمترین مقدار همبستگی مربوط به عصاره‏گیر کلرید کلسیم بوده‏ است. بنابراین عصاره گیرهای استات سدیم و استات آمونیوم به ترتیب با توجه به سادگی و اقتصادی بودن، سرعت عصاره گیری و بالا بودن ضریب همبستگی با جذب توسط برنج جهت تعیین پتاسیم قابل دسترس در خاک های مورد نظر توصیه می گردند.

به منظور بررسی تاثیر زئولیت بر جذب پتاسیم و کارایی مصرف ازت و پتاسیم توسط گندم در یک خاک با محدودیت پتاسیم قابل استفاده در استان گلستان، آزمایشی به روش تجزیه مرکب بر پایه دو طرح بلوک های کامل تصادفی (با اختلاط 20 تن بر هکتار زئولیت کلینوپتیلولیت با خاک سطحی و بدون زئولیت) که هر کدام شامل 5 تیمار و 4 تکرار بود، اجرا شد. تیمارهای آزمایشی در این طرح شامل کودهای اوره، سولفات پتاسیم و دی آمونیوم فسفات به صورت الف- 0، 0، 0 ب- 200، 0، 250 ج- 200، 100، 250، د- 200، 200، 250، و اوره+ DCD، سولفات پتاسیم و دی آمونیوم فسفات بصورت ه - 200، 15، 200، 250 کیلو گرم در هکتار بودند. مقدار پتاسیم و ازت گیاه و خاک در مراحل قبل خوشه دهی و برداشت اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که زئولیت موجب افزایش جذب پتاسیم در مراحل قبل خوشه دهی و برداشت شد. همچنین زئولیت موجب افزایش کارایی مصرف ازت و پتاسیم در دانه و کاه شد و مصرف آن موجب افزایش بهره وری تولید گردید.

آگاهی داشتن از نحوه تغییرپذیری متغیرهای خاکی یکی از پیش شرط های مدیریت صحیح منابع کودی در یک کشاورزی پایدار قلمداد می گردد. لذا هدف از این پژوهش ارائه روشی نوین برای ارزیابی تغییرات مکانی برخی از ویژگیهای شیمیایی خاک با استفاده از تابع مفصل میباشد. بدین منظور با استفاده از روش شبکهبندی، نمونهبرداری از منطقهای به وسعت 484 هکتار در 10 کیلومتری غرب شهرستان بافت صورت گرفت، بدین صورت که منطقه به طور کاملاً منظم تقسیمبندی شد که مساحت هر شبکه 4 هکتار بود. سپس از هر شبکه به طور تصادفی یک نمونه خاک و در مجموع 121 نمونه از لایه سطحی خاک تهیه شد. پس از هوا خشک نمودن نمونهها و عبور از الک 2 میلیمتری، فسفر قابل جذب و پتاسیم قابل جذب اندازهگیری شد. برای درونیابی به روش تابع مفصل از چهار تابع مفصل ارشمیدسی شامل توابع کلایتون، فرانک، گامبل و جو استفاده شد. تحلیل نتایج با استفاده از معیارهای میانگین ریشه دوم مربعات استاندارد (RMSE)، ضریب تبیین (R2)، میانگین خطای مطلق(MAE) و میانگین خطای انحراف (MBE) با درونیابهای انواع کریجینگ و روش IDW مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که روش وزن دهی عکس فاصله (IDW) با دارا بودن مقدار ضریب همبستگی (76/0=R2) و ریشه مجموع مربعات خطا (93/2=RMSE) ضعیفترین تخمینها را ارائه داده است در حالی که روش تابع مفصل میانه با دارا بودن 84/0=R2 و 59/2=RMSE بهترین دقت در انجام تخمین ها را ارائه نمود و بنابراین می تواند جایگزین خوبی برای روشهای کلاسیک میانیابی قلمداد گردد.

سابقه و هدف: در حدود 98 درصد پتاسیم موجود در خاک به شکل کانی های معدنی است که برای گیاهان قابل استفاده نمی باشد. باکتری های حل کننده پتاسیم قادرند سیلیکات های معدنی حاوی پتاسیم را تجزیه کرده و پتاسیم قابل جذب برای گیاهان آزاد کنند. این مطالعه با هدف جداسازی باکتری های حل کننده پتاسیم از خاک ریزوسفری گیاهان و بررسی توانایی جدایه ها در محلول سازی سیلیکات ها جهت آزادسازی پتاسیم انجام شد.مواد و روش ها: باکتری های حل کننده پتاسیم از نمونه های خاک ریزوسفری گیاهان مختلف جداسازی شدند. جدایه ها در محیط کشت الکساندروف کشت و بر اساس تشکیل هاله ناشی از حلالیت پتاسیم بررسی شدند. جدایه ها، با استفاده از روش های ماکروسکوپی، میکروسکوپی، بیوشیمیایی و مولکولی مورد شناسایی قرار گرفتند. به منظور تخمین کمی پتاسیم آزاد شده توسط جدایه ها در محیط مایع الکساندروف و در خاک از روش فلیم فوتومتری استفاده شد.یافته ها: از مجموع 30 جدایه با قابلیت آزادسازی پتاسیم، تعداد 5 جدایه توانایی بالایی در حلالیت پتاسیم داشتند. مطالعات بیوشیمیایی و مولکولی نشان داد که جدایه ها متعلق به سه جنس باسیلوس، پانی باسیلوس و سودوموناس بودند. بررسی های فلیم فوتومتری نشان داد که مقدار پتاسیم آزاد شده توسط جدایه ها بین 950 تا 1250 میلی گرم بر لیتر در محیط مایع و بین 525 تا 550 میلی گرم بر کیلوگرم در خاک بود.نتیجه گیری: باکتری های حل کننده پتاسیم از ریزوسفر خاک هایی با توانایی بالای تثبیت پتاسیم جداسازی و شناسایی گردیدند. این جدایه ها توانایی قابل ملاحظه ای در حلالیت کانی ها و آزادسازی پتاسیم معدنی قابل جذب دارند و می توانند در تولید کودهای بیولوژیک به منظور افزایش میزان پتاسیم در دسترس خاک و بهبودی رشد و بازدهی گیاهان زراعی مورد استفاده قرار گیرند.