ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΤΩΝ Ε ΑΦΙΚΩΝ Ι ΙΟΤΗΤΩΝ ΣΤΗΝ ΚΙΝΗΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΦΩΣΦΟΡΟΥ ΣΕ ΕΝΑ ΟΞΙΝΟ Ε ΑΦΟΣ

Transcript

1 ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΤΩΝ Ε ΑΦΙΚΩΝ Ι ΙΟΤΗΤΩΝ ΣΤΗΝ ΚΙΝΗΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΦΩΣΦΟΡΟΥ ΣΕ ΕΝΑ ΟΞΙΝΟ Ε ΑΦΟΣ Μπαστουνοπούλου Μ., Γασπαράτος.* και Χαϊντούτη Κ. Εργαστήριο Εδαφολογίας και Γεωργικής Χηµείας, Γεωπονικό Πανεπιστήµιο Αθηνών, Ιερά Οδός 75, Αθήνα, * gasparatos@aua.gr ΠΕΡΙΛΗΨΗ Σκοπός της παρούσας εργασίας, ήταν η µελέτη των εδαφικών ιδιοτήτων που επηρεάζουν τις αντιδράσεις προσρόφησης του φωσφόρου καθώς και τη δυνητική κινητικότητά του, σε ένα όξινο έδαφος µε µικρή διαθεσιµότητα P. Για το σκοπό αυτό, πραγµατοποιήθηκαν πειράµατα προσρόφησης P σε µεγάλο εύρος συγκεντρώσεων, (5-80 mg P L -1 ) και σε σταθερή θερµοκρασία 25 ο C. Τα πειραµατικά δεδοµένα της προσρόφησης P περιγράφηκαν µε τo µοντέλο Langmuir, ενώ ο κίνδυνος απωλειών του P, εκτιµήθηκε µε το δείκτη DPS. Τα αποτελέσµατα της παρούσας µελέτης έδειξαν ότι η εξεταζόµενη εδαφοτοµή δεν παρουσιάζει δυνητικό κίνδυνο ρύπανσης των υδάτινων πόρων µε φώσφορο, αφού η τιµή του DPS είναι µικρότερη από την κριτική τιµή (25%) σε όλο το βάθος της. Μεταξύ του DPS και των παραµέτρων προσρόφησης P (µέγιστη προσρόφηση P-Qmax, ενέργεια προσρόφησης φωσφόρου-k) παρατηρήθηκε ισχυρή αρνητική συσχέτιση (p<0.01) η οποία φανερώνει ότι οι κατώτεροι υποεπιφανειακοί ορίζοντες µε τη µεγαλύτερη προσροφητική ικανότητα σε P συγκρατούν ισχυρότερα τα προστιθέµενα φωσφορικά ιόντα, συγκριτικά µε τον επιφανειακό ορίζοντα µειώνοντας έτσι τη πιθανότητα µετακίνησης τους σε µεγαλύτερα βάθη. Το αποτέλεσµα αυτό πιθανόν να οφείλεται στην ισχυρά όξινη αντίδραση του µητρικού υλικού (ph = 4.5), σε συνδυασµό µε τα υψηλά επίπεδα των άµορφων οξειδίων του σιδήρου (Fe) και του αργιλίου (Al). INFLUENCE OF SOIL PROPERTIES ON PHOSPHORUS MOBILIZATION IN AN ACID GREEK SOIL Bastounopoulou M., Gasparatos D.* and Haidouti C. Laboratory of Soils and Agricultural Chemistry, Agricultural University of Athens, Iera Odos 75, Athens, Greece, * gasparatos@aua.gr, ABSTRACT The aim of the present work was to study the effect of soil properties on phosphorus sorption reactions and its mobility in an acid greek soil, with low phosphorus availability. For this purpose, phosphorus sorption experiments were conducted in a large range of P concentration (5-80 mg P L -1 ) at constant temperature (25 ο C). Phosphorus sorption data were described with Langmuir model and the potential risk of P loss was estimated with the DPS method. The results of this study showed that the soil profile didn t present potential risk of P loss, since the DPS value was lower than the critical value (25%). Between the DPS and phosphorus sorption parameters (Qmax, k, MBC) were observed strong negative relationship (p<0.01), which show that the subsurface horizons with the higher P sorption capacity fixed strongest phosphorus anions than surface horizons. This can probably be attributed to the strong acid reaction of parent material and its high concentration of amorphous Fe and Al oxides.

2 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η µελέτη της προσρόφησης του φωσφόρου (P) στα εδάφη αποτελεί ερευνητικό πεδίο µε ιδιαίτερο αγρονοµικό-περιβαλλοντικό ενδιαφέρον. Σηµαντικές πληροφορίες για την διαθεσιµότητα του P, την µετακίνησή του προς βαθύτερα στρώµατα εδάφους και κατά συνέπεια του κίνδυνου έκπλυσης των φωσφορικών ιόντων προς υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες, µπορεί να προβλεφθούν µέσω πειραµάτων προσρόφησης P [1]. Για την κατανόηση των διεργασιών αυτών και συνεπώς της συµπεριφοράς του P στο εδαφικό σύστηµα, απαιτείται ο προσδιορισµός και η εκτίµηση των εδαφικών ιδιοτήτων µε τη σηµαντικότερη επίδραση στη δέσµευση του P. Εκτεταµένη βιβλιογραφική ανασκόπηση έχει δείξει ότι, η συγκέντρωση της αργίλου, τα οξείδια του σιδήρου και του αργιλίου καθώς και η οργανική ουσία είναι τα σηµαντικότερα εδαφικά συστατικά, τα οποία επηρεάζουν τις αντιδράσεις προσρόφησης του P [2, 3, 4]. Συγκεκριµένα, η περιεκτικότητα των εδαφών σε άργιλο και κυρίως ο τύπος των αργιλικών ορυκτών έχει βρεθεί ότι ελέγχουν και καθορίζουν την κινητικότητα και τη δέσµευση του P. Οι Heredia et al. [5] αναφέρουν ότι η προσρόφηση του P αυξάνονταν µε το βάθος, λόγω της µεγαλύτερης περιεκτικότητας των υποεπιφανειακών οριζόντων σε άργιλο. Οι Freese et al. [6] κατέληξαν στο συµπέρασµα ότι τα άµορφα οξείδια του Fe, Al, αποτελούν τις πιο «ενεργές» οµάδες προσρόφησης P στα τροπικά εδάφη. Αντίθετα, οι Pêna και Torrent [3], υποστηρίζουν ότι η υψηλή συγκέντρωση των κρυσταλλικών οξειδίων Fe και Al στα Μεσογειακά εδάφη συµβάλλει στην υψηλή προσροφητική τους ικανότητα σε P. Στα εδάφη της Μεσογειακής ζώνης, η επίδραση των εδαφικών συστατικών στη προσρόφηση του P, παρόλο που έχει µελετηθεί επαρκώς [3, 7] περιορίζεται κυρίως στους επιφανειακούς ορίζοντες, χωρίς να λαµβάνεται υπόψη η διαφοροποίηση της προσρόφησης του P σε ολόκληρη την εδαφική κατατοµή. Σκοπός της παρούσας εργασίας, είναι η µελέτη της κατανοµής της προσρόφησης του P µε το βάθος καθώς και η εκτίµηση του κινδύνου ρύπανσης των υδάτινων πόρων µε P, σε ένα όξινο έδαφος, ώστε να προσδιορισθούν οι εδαφικές ιδιότητες µε τη σηµαντικότερη επίδραση στη δέσµευση και στη κινητικότητα του P. 2. ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ 2.1 ειγµατοληψία και προσδιορισµός εδαφικών ιδιοτήτων Για την πραγµατοποίηση της παρούσας µελέτης επιλέχτηκε µία εδαφοτοµή (P1) µε δασική βλάστηση από την περιοχή Οµαλό του νοµού Κιλκίς. Το κλίµα της περιοχής χαρακτηρίζεται ως εύκρατο µεσογειακό και το καθεστώς εδαφικής υγρασίας ως xeric. H εξεταζόµενη εδαφοτοµή αναπτύχθηκε σε όξινο µεταηφαιστειακό πέτρωµα (µεταρυόλιθος). Η δειγµατοληψία και η περιγραφή της εδαφοτοµής έγινε σύµφωνα µε το Soil Survey Staff [8], ενώ ο προσδιορισµός των βασικών ιδιοτήτων των εδαφικών δειγµάτων (κοκκοµετρική σύσταση, ανθρακικό ασβέστιο, ανταλλάξιµα κατιόντα, ΙΑΚ, pη, και οργανική ουσία) σύµφωνα µε γενικά αποδεκτές µεθόδους [9]. Για την παραλαβή των ολικών µορφών, ελεύθερων και άµορφων οξειδίων του σιδήρου και του αργιλίου χρησιµοποιήθηκαν οι µέθοδοι του aqua regia [10], του διθειονικού νατρίου [11] και του οξαλικού αµµωνίου [12] αντίστοιχα. 2.2 Προσρόφηση φωσφόρου ιάλυµα KH 2 PO 4 µε µεγάλο εύρος συγκεντρώσεων φωσφόρου (5-80 mg P L -1 ) προστέθηκε σε 2 g εδάφους µε ηλεκτρολύτη διαλύµατος 0,02Μ KCl, σε αναλογία εδάφους-

3 διαλύµατος 1:10. Ακολούθησε η προσθήκη 3 σταγόνων τολουενίου για την αναστολή της µικροβιακής δραστηριότητας και εν συνεχεία, η εξισορρόπηση των διαλυµάτων µε ανακίνηση για 24 ώρες στους 25 o C [13]. Μετά την εξισορρόπηση πραγµατοποιήθηκε φυγοκέντρηση και στο υπερκείµενο διάλυµα προσδιορίστηκε η συγκέντρωση του P χρωµατοµετρικά, σύµφωνα µε την µέθοδο των Murphy and Riley [14]. Η συγκέντρωση του φωσφόρου που προσροφήθηκε υπολογίσθηκε από τη διαφορά µεταξύ της αρχικής συγκέντρωσης P που προστέθηκε και της συγκέντρωσης που παρέµεινε στο διάλυµα ισορροπίας. Για τη διόρθωση των δεδοµένων προσρόφησης υπολογίστηκε και ο αρχικά προσροφηµένος P µε τη µέθοδο της ανιοντικής ρητίνης. Για την εκτίµηση των παραµέτρων προσρόφησης P χρησιµοποιήθηκε η γραµµική µορφή της εξίσωσης Langmuir, η οποία περιγράφεται µε την ακόλουθη εξίσωση : Q = K* C*Qmax (1) 1+K*C όπου : C: Η συγκέντρωση του φωσφόρου στο διάλυµα ισορροπίας (mg L -1 ) K: Σταθερά, που συσχετίζεται µε την ενέργεια προσρόφησης P Qmax : Η µέγιστη προσρόφηση φωσφόρου (mg Kg -1 ) Q : Η προσροφηθείσα ποσότητα φωσφόρου ανά µονάδα βάρους εδάφους (mg Kg -1 ) 2.3 Εκτίµηση του κινδύνου απωλειών του φωσφόρου Για την εκτίµηση των δυνητικών απωλειών του φωσφόρου από το εδαφικό σύστηµα προσδιορίσθηκε ο δείκτης DPS [15]. Ο υπολογισµός του DPS έγινε σύµφωνα µε τις εξισώσεις 2 και 2 : DPS (%) = Pox *100 (2) DPS (%) = Pox *100 (2 ) PSC a*[fe o +Al o ] όπου : Pox: o προσροφηµένος φώσφορος στην επιφάνεια των ενεργών συστατικών του εδάφους, δηλαδή, ο εκχυλιζόµενος φώσφορος µε όξινο οξαλικό αµµώνιο PSC: η «θεωρητική» προσροφητική ικανότητα του εδάφους σε φώσφορο, η οποία εκφράζεται ως το άθροισµα των άµορφων οξειδίων του σιδήρου (Fe o ) και του αργιλίου (Al o ). a: εµπειρική παράµετρος µε τιµή ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ 3.1 Φυσικοχηµικές ιδιότητες της εδαφοτοµής Αναλυτικά δεδοµένα για τις φυσικοχηµικές ιδιότητες της εξεταζόµενης εδαφοτοµής παρουσιάζονται στον Πίνακα 1. Σύµφωνα µε τα αποτελέσµατα της µηχανικής ανάλυσης, η εξεταζόµενη εδαφοτοµή χαρακτηρίζεται από αργιλώδη µηχανική σύσταση µε σχετικά υψηλά ποσοστά αργίλου, τα οποία οφείλονται στο υψηλό πορώδες και τη µεγάλη διαπερατότητα, του µεταρυόλιθου πάνω στο οποίο αναπτύχθηκε. Η τιµή της εδαφικής οξύτητας κυµαίνεται από 4,5 έως 6,1 και η εδαφοτοµή χαρακτηρίζεται από έλλειψη ανθρακικού ασβεστίου σε όλο το βάθος της. Στον επιφανειακό ορίζοντα της, εµφανίζονται σχετικά υψηλά ποσά οργανικής ουσίας (3,73%), ως αποτέλεσµα της δασικής βλάστησης. Μεταξύ των ανταλλάξιµων κατιόντων, το ανταλλάξιµο ασβέστιο αποτελεί το επικρατέστερο κατιόν σε όλους τους ορίζοντες της εξεταζόµενης εδαφοτοµής.

4 Η συγκέντρωση των άµορφων οξειδίων σιδήρου (Fe o ) και αργιλίου (Al o ) στην P1, κυµαίνεται από 0,13% έως 0,46% και από 0,11% µέχρι 0,22% αντίστοιχα (Πίνακας 2).Τα άµορφα οξείδια του σιδήρου και του αργιλίου παρουσιάζουν αύξηση µε το βάθος και στατιστικά σηµαντική αρνητική σχέση µε την οργανική ουσία (r=-0,99 p<0.001 και r=-0,89, p<0.05, αντίστοιχα). Η αρνητική αυτή συσχέτιση µπορεί να ερµηνευθεί από το γεγονός ότι στο συγκεκριµένο έδαφος, κάτω από τις µεσογειακές ξηροθερµικές συνθήκες που αναπτύχθηκε, η οργανική ουσία αποδοµείται µε γρήγορο ρυθµό µε αποτέλεσµα ο σίδηρος που απελευθερώνεται από την αποσάθρωση των πρωτογενών ορυκτών να µην σχηµατίζει οργανικά σύµπλοκα, αλλά να εµφανίζεται µε τη µορφή του ferrihydrite. Πίνακας 1: Φυσικοχηµικές ιδιότητες της εδαφοτοµής. P1 Ορίζ. Βάθος (cm) S (%) Si (%) C (%) Υφή Οργ. Ουσία (%) K + Na + Ca 2+ Mg 2+ meq/100g Ι.Α.Κ meq/ 100g ph A ,4 20,6 32 SCL 3,73 0,55 0,12 6,85 1,22 8,98 6,1 BA ,4 18,6 44 C 0,71 0,58 0,12 6,34 1,81 15,36 5,5 Bt ,4 16,6 48 C 0,44 0,42 0,14 4,19 2,01 14,5 4,9 BC ,4 22,6 46 C 0,41 0,32 0,11 3,39 1,64 11,85 4,7 C ,4 22,6 44 C 0,18 0,24 0,1 2,11 1,17 10,26 4,5 C ,4 24,6 42 C 0,13 0,26 0,1 1,82 1,04 10,05 4,5 Οι τιµές των ελεύθερων οξειδίων του σιδήρου (Fe d ) κυµαίνονται από 2,65 έως 3,92% και του αργιλίου (Al d ) από 0,27 έως 0,41%. Η εµφάνιση των υψηλών τιµών του Fe d, στην εδαφοτοµή πιθανόν να οφείλονται στον υψηλό βαθµό εξέλιξης της (Feo/Fed<0,15) σε συνδυασµό µε την υψηλή διαπερατότητα και το υψηλό πορώδες του µητρικού υλικού πάνω στο οποίο αναπτύχθηκε [16]. Ο λόγος του ενεργού σιδήρου (Fe o /Fe d ), ο οποίος χρησιµοποιείται σαν σχετικό κριτήριο του βαθµού γήρανσης ή κρυσταλλικότητας των ελεύθερων οξειδίων του σιδήρου [17] εµφανίζει τιµές που κυµαίνονται από 0,05-0,13, οι οποίες δείχνουν τον υψηλό βαθµό εξέλιξης της εξεταζόµενης εδαφοτοµής. Μικρές τιµές ενεργού σιδήρου (<0,14) παρατήρησαν και οι Haidouti and Massas [18] σε ερυθρά εδάφη Rhodoxeralfs στη Θράκη. Πίνακας 2 : Κατανοµή των ολικών µορφών, των ελεύθερων και άµορφων οξειδίων του σιδήρου αργιλίου και του λόγου του ενεργού σιδήρου στην εδαφοτοµή. Ορίζοντες Βάθος (cm) Fe t (%) Fe d (%) Fe o (%) Fe o /Fe d Al t (%) Al d (%) Al o (%) A ,67 2,65 0,13 0,05 9,63 0,27 0,11 BA ,81 3,86 0,34 0,09 14,15 0,35 0,15 Bt ,29 3,92 0,34 0,09 15,66 0,41 0,19 BC ,03 3,6 0,45 0,13 13,81 0,40 0,16 C ,68 3,41 0,44 0,13 12,89 0,38 0,19 C ,85 3,7 0,46 0,12 13,36 0,40 0, Προσρόφηση του φωσφόρου Τα πειραµατικά δεδοµένα της προσρόφησης του P προσαρµόσθηκαν στις γραµµικές µορφές των µοντέλων Langnuir και Freundlich. Οι τιµές προσαρµογής (R 2 ) των πειραµατικών δεδοµένων στην ευθεία προσαρµογής παρουσιάζονται αναλυτικά στον Πίνακα 3.

5 Σύµφωνα µε τον Πίνακα 3, τα εµπειρικά µοντέλα Freundlich και Langmuir, περιγράφουν εξίσου ικανοποιητικά τα πειραµατικά δεδοµένα, αφού η τιµή του R 2, είναι µεγαλύτερη από τη κρίσιµη τιµή (0,95)[19]. Πίνακας 3: Προσαρµογή των πειραµατικών δεδοµένων στα µοντέλα Langmuir και Freundlich στην εδαφοτοµή P1 Ορίζοντες Βάθος Langmuir Freundlich (cm) R 2 R 2 A ,986 0,973 BA ,986 0,974 Bt ,986 0,982 BC ,985 0,979 C ,994 0,972 C ,996 0,977 Μέση τιµή 0,988 0,976 Παρόλα αυτά, για το προσδιορισµό των παραµέτρων προσρόφησης του P στη παρούσα εργασία, επιλέχτηκε το µοντέλο Langmuir, εξαιτίας της σχετικά µεγαλύτερης µέσης τιµής του R 2. Τα αποτελέσµατα αυτά συγκλίνουν µε αυτά των Hartono et al. [20], οι οποίοι υποστηρίζουν ότι η εµπειρική εξίσωση Langmuir περιγράφει αξιόπιστα τις αντιδράσεις προσροφήσης του P ακόµα και σε όξινα εδάφη µε υψηλή συγκέντρωση P στο διαλύµα ισορροπίας (C:25 mg L -1 ). Οι παράµετροι της γραµµικής µορφής του µοντέλου Langmuir: µέγιστη προσρόφηση φωσφόρου (Qmax), ενέργεια προσρόφησης (K) και µέγιστη ρυθµιστική ικανότητα (ΜΒC) παρουσιάζονται αναλυτικά στον Πίνακα 4. Πίνακας 4 : Συντελεστής (R 2 ) προσαρµογής των πειραµατικών δεδοµένων προσρόφησης στην ευθύγραµµη εξίσωση προσρόφησης P Langmuir και παράµετροι του µοντέλου προσρόφησης P στην εξεταζόµενη εδαφοτοµή. Ορίζοντες Βάθος (cm) Qmax (mg Κg -1 ) K (L mg -1 P) MBC(L Kg - 1 ) A ,00 0,18 73,53 BA ,56 0, Bt ,29 1, BC ,23 2, C ,23 3, C ,23 4, Όπως προκύπτει από τον Πίνακα 4, η µέγιστη προσρόφηση του φωσφόρου (Qmax) κυµαίνεται από 400 mg Kg -1 µέχρι 769 mg Kg -1, παρουσιάζοντας την µέγιστη τιµή της στο µητρικό υλικό. Παρόµοια διακύµανση τιµών της Qmax παρατήρησαν και οι Bera et al. [21] µελετώντας την κατανοµή της προσρόφησης του P µε το βάθος, σε τροπικά εδάφη της τάξης των Alfisols. Σύµφωνα µε τους Mozafari and Sims [22] και Dhillon et al. [23], η διαφοροποίηση της προσρόφησης του P µε το βάθος, σε µια εδαφική κατατοµή οφείλεται κυρίως στην αύξηση της συγκέντρωσης της αργίλου, των οξειδίων σιδήρου, αργιλίου στους υποεπιφανειακούς ορίζοντες, καθώς και στην απότοµη µεταβολή του ph. Στην εξεταζόµενη εδαφοτοµή, η µεγίστη τιµή της Qmax παρουσιάστηκε στο µητρικό υλικό (769 mg Kg -1 ), όπου και εµφανίζεται η χαµηλότερη τιµή του pη (4,5). Η επίδραση της εδαφικής οξύτητας στην

6 προσρόφηση του P στην παρούσα µελέτη επιβεβαιώνεται και από την στατιστικά ισχυρή συσχέτιση µεταξύ της Qmax και του ph (Σχήµα 1). Σχήµα 1 : Συσχέτιση της µέγιστης προσρόφησης P (Qmax) µε το pη στην εδαφοτοµή. Αρνητική σχέση µεταξύ της Qmax και του ph παρατηρήθηκε και από τους Nwoke et al. [24], οι οποίοι αποδίδουν το γεγονός αυτό στην ανάπτυξη θετικού φορτίου στις επιφάνειες των εδαφικών κολλοειδών, λόγω πρωτονίωσης των OH-οµάδων σε όξινο περιβάλλον. Σε αντίθεση µε την εδαφική οξύτητα, τα άµορφα οξείδια του σιδήρου (Fe o ) και του αργιλίου (Al o ) εµφάνισαν θετική σχέση µε την Qmax (r= +0,94, p<0,01) (Πίνακας 5). Η θετική επίδραση των συστατικών αυτών στη προσρόφηση του φωσφόρου οφείλεται στη µεγάλη, χηµικά ενεργή επιφάνειά τους, η οποία συµβάλλει στην ισχυρή δέσµευση των φωσφορικών ανιόντων. Ο ενεργός ρόλος των συστατικών αυτών στην προσρόφηση του P, έχει αποδειχθεί τόσο σε όξινα και εξελιγµένα τροπικά εδάφη, όσο και σε ασβεστούχα, αλλά µε χαµηλή περιεκτικότητα CaCO 3 [25]. Παρόµοια κατανοµή µε την Qmax εµφανίζουν και οι υπόλοιποι παράµετροι της προσρόφησης P (K, MBC) (Πίνακας 4) φανερώνοντας έτσι, ότι οι υποεπιφανειακοί ορίζοντες µε την υψηλότερη προσροφητική ικανότητα σε P συγκρατούν ισχυρότερα τα φωσφορικά ιόντα. Μεταξύ των παραµέτρων K, ΜΒC και των εδαφικών ιδιοτήτων παρουσιάστηκε ισχυρή συσχέτιση µε το ph (p<0,01) επιβεβαιώνοντας τα ανώτερα αποτελέσµατα. ηλαδή, ότι η εδαφική οξύτητα αποτελεί την κυριότερη εδαφική ιδιότητα, η οποία καθορίζει και ελέγχει την ενέργεια προσρόφησης P και τη ρυθµιστική ικανότητα σε P, στην εξεταζόµενη εδαφοτοµή. Πίνακας 5 : Συντελεστής συσχέτισης µεταξύ των παραµέτρων προσρόφησης και των εδαφικών ιδιοτήτων pη Ca 2+ Fe o Al o Fe d Al d Qmax *** -0.92** +0.94** +0,94** ** K ** -0.98*** +0.94** +0.92** MBC ** -0.98*** +0.85* +0.91* ***p<0.001, **p<0.01, *p< Εκτίµηση του κινδύνου απωλειών του φωσφόρου από το εδαφικό σύστηµα Για την εκτίµηση του δυνητικού κινδύνου ρύπανσης των υδάτινων πόρων µε P, προσδιορίσθηκε ο δείκτης DPS, σύµφωνα µε τη µέθοδο του όξινου οξαλικού αµµωνίου [15]. Ο δείκτης DPS υπολογίστηκε ως η εκατοστιαία αναλογία του προσροφηµένου φώσφορου (Pox) προς το άθροισµα των άµορφων οξειδίων του Fe και Al, η οποία εκφράζει το βαθµό κορεσµού της προσροφητικής ικανότητας του εδάφους σε P.

7 Στην εξεταζόµενη εδαφοτοµή, ο δείκτης DPS, κυµαίνεται από 2% µέχρι 8% (Πίνακας 6), εµφανίζοντας φθίνουσα κατανοµή µε το βάθος. Το αποτέλεσµα αυτό, φανερώνει ότι ο επιφανειακός ορίζοντας µε τη µικρότερη προσροφητική ικανότητα σε P (Πίνακας 4) εµφανίζει την µεγαλύτερη τιµή DPS και συνεπώς τον υψηλότερο κίνδυνο απωλειών του P. Το γεγονός αυτό ενισχύεται και από την στατιστικά σηµαντική, αρνητική συσχέτιση µεταξύ του DPS και των παραµέτρων προσρόφησης (Qmax, K, MBC) (r=-0.95, p<0.01, r=-0.85, p<0.05 και r=-0.83, p<0.05 αντίστοιχα), η οποία δείχνει ότι όσο ισχυρότερη είναι η δέσµευση του προστιθεµένου P, τόσο δυσκολότερα είναι η µετακίνησή του σε βαθύτερους ορίζοντες. Σύµφωνα µε τον Πίνακα 6, η τιµή του DPS είναι µικρότερη από την κριτική τιµή (25%) σε όλη την εδαφική κατατοµή, γεγονός το οποίο δείχνει τον µη δυνητικό κίνδυνο ρύπανσης των επιφανειακών και υπόγειων υδάτων µε P [1]. Πίνακας 6: Κατανοµή του DPS(%) µε το βάθος στην εξεταζόµενη εδαφοτοµή. 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Ορίζοντες Βάθος (cm) DPS (%) A ,64 BA ,00 Bt ,44 BC ,79 C ,51 C ,99 Τα αποτελέσµατα της παρούσας µελέτης έδειξαν ότι η εξεταζόµενη εδαφοτοµή δεν εµφανίζει δυνητικό κίνδυνο ρύπανσης των υδάτινων πόρων µε P, εξαιτίας της ισχυρής προσροφητικής ικανότητας σε P στους κατώτερους υποεπιφανειακούς ορίζοντες. Η συµπεριφορά αυτή του φωσφόρου πιθανόν να οφείλεται στην ισχυρή όξινη αντίδραση του µητρικού υλικού σε συνδυασµό µε την υψηλή συγκέντρωση των άµορφων οξειδίων σιδήρου και αργιλίου. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Börling K (2003) Phosphorus sorption, accumulation and leaching-effects on longterm inorganic fertilization of cultivated soils Doctoral thesis, ISSN , ISBN Shrivani M., H. Shariatmadari, M. Kalbasi (2005) Phosphorus buffering capacity indices as related to soil properties and plant uptake, Journal of Plant Nutrition, 28: Pêna F. and J. Torrent (1990) Predicting phosphate sorption in soils of Mediterranean regions, Fertilizer Research, 23: Guppy, C.N., N.W. Menzies, P.W. Moody, F.P. Blamey (2005) Competitive sorption reactions between phosphorus and organic matter in soil: a review, Australian Journal of Soil Research, 432: Heredia O.S. and A. F. Cirelli (2007) Environmental risks of increasing phosphorus addition in relation to soil sorption capacity, Geoderma,137: Freese D., Van der Zee SEATM. and WII. Van Riemsdijk (1992) Comparison of different models for phosphate sorption as a function of the iron and the aluminium oxides of soils, Journal of Soil Science, 43: Tsadilas, C.D., V. Samaras, and D. Dimoyiannis (1996) Phosphate Sorption by Red Mediterranean Soils from Greece Communications in Soil Science and Plant

8 Analysis, 27: Soil Survey Staff Keys to Soil Taxonomy, 11th ed. USDA-Natural Resources Conservation Service, Washington, DC. 9. Sparks, D.L. (1996). Methods of Soil Analysis. Part 3. Chemical Methods. ASSA and SSSA. Madison. Wisconsin. USA 10. Gasparatos D. and C. Haidouti (2001) A comparison of wet oxidation methods for determination of total phosphorus in soils, Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 164: Mehra, O.P., and M.L., Jackson. (1960) Iron oxide removal from soils and clays by a dithionite-citrate system buffered with sodium bicarbonate Clays Clay Minerals 7: Schwertmann, U., E. Murad, and D.G. Schulze (1982) Is there Holocene Reddening (hematite formation) in soils of a xeric temperate areas?, Geoderma, 27: Fox R.L. and E.J. Kamparth (1970) Phosphate isotherms for evaluating the phosphate requirements of soils. Soil Science Society of America Proceedings, 34: Murphy J., and J.P. Riley (1962) A modified single solution method for the determination of phosphate in natural waters, Analytica Chemica Acta, 27: Van der Zee SEATM, MM Nederlof, WH Van Riemsdijk, de Haan FAM (1988) Spatial variability of phosphate adsorption parameters Journal of Environmental Quality 17, Τσαουσίδου Π. (2008) Ο Ρόλος του µητρικού πετρώµατος ιδακτορική ιατριβή, Γεωπονικό Πανεπιστήµιο Αθηνών. 17. Blume HP and U. Schwetmann, (1969) Genetic evaluation of profile distribution of alumimum, iron and manganese oxides, Soil Science of American Proceedings 33: Haidouti C. and I. Massas (1998), Distribution of iron and manganese oxides in Halpoxeralfs and Rhodoxeralfs and their relation to the degree of soil development and soil color Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 161: Pierzynski, G.M., (2000) Methods of phosphorus analysis for soils, sediments, residuals and waters Editor Department of Agronony, 2004 Throckmorton Plant Science Ctr. Kansaw State University, Manhattan, KS Hartono A. S. Funakawa, T. Kosaki (2005) Phosphorus Sorption-Desorption Characteristics of Selected Acid Upland Soils in Indonesia Soil Science and Plant Nutrition, 51: Bera R, A. Seal, P. Bhattacharyya, K. Mukhopadhyay R. Giri (2006) Sorption desorption characteristics of some ferruginous soils of tropical region in Eastern India, Environmental Geology 51: Mozaffari M. and J. T. Sims (1994) Phosphorus availability and sorption in an Atlantic Coastal Plain watershed dominated by animal-based agriculture Soil Science 157: Dhillon, NS., TS Dhesi, BS. Brar (2004) Phosphate sorption-desorption characteristics of some ustifluvents of Punjab Journal of Indian Society of Soil Science 52: Nwoke O.C., B. Vanlauwe Diels J., N. Sanginga, O. Osonubi, R. Merckx (2003) Assessment of labile phosphorus fractions and adsorption characteristics in relation to soil properties of West African savanna soils, Agriculture, Ecosystems, and Environment, 100: Gilkes, R.J. and J.C. Hughes, (1994) Sodium fluoride of Southern Western Australian soils as indicator of P-sorption, Australian Journal of Soil Research, 32: