ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗ ΕΔΑΦΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗ ΕΔΑΦΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΔΟΚΙΜΗ ΔΥΟ ΜΕΘΟΔΩΝ ΔΙΑΔΟΧΙΚΗΣ ΕΚΧΥΛΙΣΗΣ ΤΩΝ Cu, Zn, Fe, Mn, Pb και Cd ΣΕ ΟΞΙΝΑ ΕΔΑΦΗ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΣΑΜΟΥΡΓΙΑΝΝΙΔΗΣ ΓΕΩΠΟΝΟΣ ΕΠΙΒΛΕΠΟΥΣΑ ΘΕΟΔΩΡΑ ΜΑΤΣΗ ΕΠΙΚ. ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ, ΑΠΘ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2010

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελ. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ 2 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΚΟΠΟΣ 3 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΤΗΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ 5 1.1. Μορφές μικροθρεπτικών στοιχείων και ιχνοστοιχείων στο έδαφος 5 1.1.1. Γενικά 5 1.1.2. Χαλκός (Cu) 6 1.1.3. Ψευδάργυρος (Zn) 6 1.1.4. Σίδηρος (Fe) 7 1.1.5. Μαγγάνιο (Mn) 7 1.1.6. Μόλυβδος (Pb) 8 1.1.7. Κάδμιο (Cd) 9 1.2. Οι μέθοδοι διαδοχικής εκχύλισης, η BCR και η μέθοδος των Tessier και συνεργατών 10 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ 15 2.1. Αναλύσεις χαρακτηρισμού των εδαφών 15 2.2. Μέθοδοι απλής και διαδοχικής εκχύλισης 15 2.3. Υπολογισμοί και στατιστική ανάλυση 18 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ 20 3.1. Κατανομή των στοιχείων στα κλάσματα και σχέσεις μεταξύ των παρόμοιων κλασμάτων, των δύο μεθόδων διαδοχικής εκχύλισης 23 3.2. Σχέσεις των κλασμάτων των στοιχείων με ορισμένες εδαφικές ιδιότητες και τη συγκέντρωση των στοιχείων σε φύλλα καπνού 41 ΠΕΡΙΛΗΨΗ 48 ABSTRACT 50 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 52 Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 1

ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Αρχικά θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά την επιβλέπουσα επικ. καθηγήτρια κ. Θ. Ματσή, για την καθοδήγησή της καθ όλη τη διάρκεια των μεταπτυχιακών μου σπουδών. Οι συμβουλές της κ. Ματσή αποδείχθηκαν ανεκτίμητες, όπως και η βοήθεια που μου προσέφερε κατά τη διεξαγωγή του εργαστηριακού μέρους και την τελική διαμόρφωση της μεταπτυχιακής μου διατριβής. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τον κ. Ν.Δ. Μισοπολινό, καθηγητή και την κ. Α. Παυλάτου-Βε, αν. καθηγήτρια, μέλη της τριμελούς επιτροπής, για τις εποικοδομητικές διορθώσεις τους και τον κ. Γ. Μενεξέ, λέκτορα, για τις υποδείξεις του σχετικά με τη στατιστική επεξεργασία των δεδομένων. Ακόμη, θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους τους καθηγητές, μεταπτυχιακούς φοιτητές και υποψηφίους διδάκτορες του Εργαστηρίου της Εδαφολογίας της Γεωπονικής σχολής του ΑΠΘ, για τις γνώσεις και τη βοήθεια που μου προσέφεραν. Τέλος, θα ήθελα να ευχαριστήσω τους γονείς μου και τις αδερφές μου για την υποστήριξη και τη συμπαράσταση τους καθ όλη τη διάρκεια των σπουδών μου. Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 2

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΚΟΠΟΣ Η γνώση της κατανομής των μετάλλων μεταξύ των εδαφικών συστατικών είναι σημαντική για την εκτίμηση της δυνατότητας των εδαφών να παρέχουν επαρκή ποσά μικροθρεπτικών στοιχείων για την ανάπτυξη των φυτών και να συγκρατούν τις τοξικές ποσότητες των βαρέων μετάλλων. Η κατανομή των μετάλλων στα διάφορα εδαφικά συστατικά εξαρτάται από τις φυσικοχημικές ιδιότητες των εδαφών, ειδικά το ph, την περιεκτικότητα σε οργανική ουσία και ανθρακικό ασβέστιο (CaCO 3 ), την ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων (ΙΑΚ), την υπάρχουσα κατάσταση των θρεπτικών στοιχείων και τη δομή. Για την εκτίμηση της κινητικότητας και βιοδιαθεσιμότητας των μετάλλων, έχουν χρησιμοποιηθεί μέθοδοι απλών και διαδοχικών εκχυλίσεων. Μια από τις πρώτες μεθόδους διαδοχικής εκχύλισης είναι αυτή που προτάθηκε από τους Tessier και συνεργάτες το 1979, η οποία υπήρξε η βάση για την ανάπτυξη και άλλων μεθόδων διαδοχικής εκχύλισης. Σύμφωνα με τη μέθοδο αυτήν, τα εκχυλιζόμενα στοιχεία διαχωρίζονται στα εξής κλάσματα: 1) «υδατοδιαλυτό + ανταλλάξιμο», 2) «συνδεδεμένο με τα ανθρακικά άλατα», 3) «συνδεδεμένο με τα οξείδια Fe-Mn», 4) «συνδεδεμένο με την οργανική ουσία» και 5) «συστατικό της δομής των ορυκτών». Η αρχική μέθοδος των Tessier και συνεργατών τροποποιήθηκε από διάφορους ερευνητές και οι τροποποιήσεις της αφορούσαν μερικώς τα προτεινόμενα αντιδραστήρια και τη σειρά εκχύλισης των κλασμάτων. Το πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου, των τροποποιήσεών της και παρομοίων μεθόδων, όταν χρησιμοποιούνται σε γεωργικά εδάφη, είναι ότι διαχωρίζουν το «υδατοδιαλυτό + ανταλλάξιμο» κλάσμα των στοιχείων, που συνήθως συσχετίζεται με την πρόσληψη από τα φυτά, από τα υπόλοιπα κλάσματα. Στη δεκαετία του 1980, το European Community Bureau of Reference (BCR) πρότεινε μια μέθοδο διαδοχικής εκχύλισης μετάλλων, με σκοπό την παραγωγή πιστοποιημένων υλικών αναφοράς (CRMs). Σύμφωνα με τη μέθοδο αυτήν (BCR), τα εκχυλιζόμενα στοιχεία διαχωρίζονται στα εξής κλάσματα: 1) διαλυτό σε ασθενές οξύ («υδατοδιαλυτό + ανταλλάξιμο + συνδεδεμένο με τα ανθρακικά άλατα»), 2) συνδεδεμένο με τα αναγώγιμα συστατικά («συνδεδεμένο με τα οξείδια Fe-Mn») και 3) συνδεδεμένο με τα οξειδώσιμα συστατικά («συνδεδεμένο με την οργανική ουσία»). Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 3

Με βάση αυτά που αναφέρονται στην προηγούμενη παράγραφο, ο μη διαχωρισμός του «υδατοδιαλυτού + ανταλλαξίμου» κλάσματος, πιθανόν να αποτελεί μειονέκτημα της μεθόδου, σε ασβεστούχα εδάφη. Η αρχική μέθοδος BCR τροποποιήθηκε από διάφορους ερευνητές και μια από τις τροποποιήσεις ήταν η προσθήκη και τέταρτου κλάσματος, αυτού του διαλυτοποιήσιμου με βασιλικό νερό («συστατικό της δομής των ορυκτών»). Αρκετοί ερευνητές πραγματοποίησαν πειράματα συγκρίνοντας τη BCR και τη μέθοδο των Tessier και συνεργατών τόσο μεταξύ τους, όσο και με άλλες μεθόδους απλής εκχύλισης, όπως αυτές του DTPA ή του EDTA, σε ρυπασμένα και μη ρυπασμένα εδάφη, ιζήματα και λυματολάσπη. Επίσης, οι σχέσεις μεταξύ των εδαφικών κλασμάτων των μετάλλων και της πρόσληψής τους από τα φυτά διερευνήθηκαν με τη χρήση απλών και πολλαπλών συσχετίσεων. Σκοπός της εργασίας ήταν η συγκριτική δοκιμή της τροποποιημένης μεθόδου BCR και της αρχικής μεθόδου των Tessier και συνεργατών στην εκχύλιση των διαφόρων μορφών των Cu, Zn, Fe, Mn, Pb και Cd από όξινα εδάφη, αλλά και η σύγκριση των δύο αυτών μεθόδων με τη μέθοδο του DTPA. Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 4

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΤΗΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ 1.1. Μορφές μικροθρεπτικών στοιχείων και ιχνοστοιχείων στο έδαφος 1.1.1. Γενικά Το έδαφος έχει την ικανότητα να συγκρατεί μικροθρεπτικά στοιχεία και ιχνοστοιχεία μέχρι μια συγκεκριμένη ποσότητα, πέραν της οποίας υπάρχει ο κίνδυνος ρύπανσης του εδάφους και εμφάνισης τοξικότητας σε φυτά και ζώα (Adriano, 1986). Τα προαναφερόμενα στοιχεία απαντώνται με τις εξής κύριες μορφές στο έδαφος: ως 1) διαλυμένα στο εδαφικό διάλυμα, 2) ανταλλάξιμα και προσροφημένα στην επιφάνεια των κολλοειδών συστατικών, 3) συνδεδεμένα με την οργανική ουσία, 4) συνδεδεμένα με τα οξείδια Fe-Mn και τα ανθρακικά άλατα και 5) συστατικά της δομής των πρωτογενών και δευτερογενών ορυκτών (Shuman, 1991). Οι δύο πρώτες μορφές είναι ευκίνητες και επομένως οι διαθέσιμες για τα φυτά, ενώ οι τρεις τελευταίες είναι ακινητοποιημένες μορφές, εκτός από ορισμένες περιπτώσεις (Adriano, 1986). Η διαθεσιμότητα των μικροθρεπικών στοιχείων και ιχνοστοιχείων στο έδαφος εξαρτάται κυρίως από το είδος των ορυκτών, το ph, τις οξειδοαναγωγικές συνθήκες, την περιεκτικότητα των εδαφών σε άργιλο και οργανική ουσία (Παναγιωτόπουλος, 2008). Γενικά, η ικανότητα του εδάφους να συγκρατεί τα προαναφερόμενα στοιχεία αυξάνεται με την αύξηση του ph και μεγιστοποιείται σε ουδέτερες και αλκαλικές τιμές ph. Η οργανική ουσία μπορεί να συγκρατήσει ισχυρά τα στοιχεία αυτά, επειδή σχηματίζει σταθερές υδατοδιαλυτές είτε δυσδιάλυτες ενώσεις (χηλικές ενώσεις), με αποτέλεσμα τη μείωση της διαθεσιμότητάς τους για τα φυτά (Adriano, 1986). Όταν επικρατούν αναγωγικές συνθήκες, ορισμένα μικροθρεπτικά στοιχεία και ιχνοστοιχεία (Cu, Zn, Cd, Pb) μπορεί να σχηματίσουν δυσδιάλυτες ενώσεις, με αποτέλεσμα τη μείωση της κινητικότητας και διαθεσιμότητάς τους. Εξαιρέσεις είναι το Mn και ο Fe, που σε αναγωγικές συνθήκες είναι πιο ευδιάλυτα απ ότι σε οξειδωτικές συνθήκες. Επίσης, όσο μεγαλύτερη είναι η περιεκτικότητα του εδάφους σε άργιλο και επομένως η ΙΑΚ του τόσο αυξημένη είναι η συγκράτηση των προαναφερόμενων στοιχείων στο έδαφος (Adriano, 1986). Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 5

1.1.2. Χαλκός (Cu) Ο Cu βρίσκεται στη φύση με τις μορφές, Cu + και Cu 2+, με τη δισθενή του μορφή να είναι αφομοιώσιμη από τα φυτά (Κεραμίδας, 1997). Η ολική περιεκτικότητα του Cu στα εδάφη κυμαίνεται από 2-250 mg kg -1 (Adriano, 1986) και η συγκέντρωσή του στο εδαφικό διάλυμα από 3-135 μg L -1 (Kabata-Pendias, 2001). Ο Cu είναι ένα από τα λιγότερο ευκίνητα στοιχεία στο έδαφος, επειδή η οργανική ουσία, τα οξείδια Fe, Al και Mn και τα ορυκτά της αργίλου τον δεσμεύουν ισχυρά (Adriano, 1986). Ειδικά η οργανική ουσία σχηματίζει σταθερές ενώσεις (σύμπλοκα) με το συγκεκριμένο στοιχείο, με αποτέλεσμα τη μείωση της διαθεσιμότητάς του για τα φυτά (Kabata-Pendias, 2001). Επίσης, ο κύριος παράγοντας που επηρεάζει τη διαλυτότητα, κινητικότητα και διαθεσιμότητα του Cu είναι το ph του εδάφους. Η διαθεσιμότητα του Cu μειώνεται δραστικά σε ph > 7 και μεταξύ του εδαφικού ph και του διαθεσίμου Cu ή της πρόσληψής του από τα φυτά υπάρχει αρνητική σχέση (Adriano, 1986). 1.1.3. Ψευδάργυρος (Zn) Ο Zn βρίσκεται στη φύση με τη δισθενή του μορφή, Zn 2+, ενώ στο εδαφικό διάλυμα βρίσκεται και με τη μορφή συμπλόκων ιόντων: Zn(OH) +, Zn(OH) - 3, Zn(OH) 0 2 (Κεραμίδας, 1997). Αν και δεν είναι ξεκάθαρο, υπάρχει η άποψη ότι εκτός από τον Zn 2+, τα φυτά απορροφούν και τον ένυδρο Zn (Kabata-Pendias, 2001). Η ολική συγκέντρωση του Zn στα εδάφη κυμαίνεται από 10-300 mg kg -1, ενώ η συγκέντρωσή του στο εδαφικό διάλυμα από 4-270 μg L -1 (Alloway, 1995). Οι μορφές του Zn που είναι εύκολα διαθέσιμες για τα φυτά είναι η υδατοδιαλυτή και η ανταλλάξιμη, ενώ οι άλλες μορφές του δεν είναι ή είναι ελάχιστα διαθέσιμες για τα φυτά (Adriano, 1986). Από τα εδαφικά συστατικά, η οργανική ουσία (φουλβικά οξέα και οργανικά οξέα μικρού μοριακού βάρους) σχηματίζει ευδιάλυτες χηλικές ενώσεις με τον Zn, με αποτέλεσμα την αύξηση της διαλυτότητας και κινητικότητάς του (Alloway, 1995). Ο κύριος παράγοντας που επηρεάζει τη διαλυτότητα και διαθεσιμότητα του Zn στα εδάφη είναι το ph. Η διαθεσιμότητα του Zn είναι πολύ χαμηλή σε ph >7, ενώ σε όξινες τιμές είναι αυξημένη (Adriano, 1986). Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 6

1.1.4. Σίδηρος (Fe) Ο Fe είναι το αφθονότερο από τα μικροθρεπτικά στοιχεία στο στερεό φλοιό της γης και στα εδάφη. Στα τελευταία απαντάται ως δισθενής, Fe 2+, και τρισθενής, Fe 3+, με τη δισθενή του μορφή να είναι η αφομοιώσιμη από τα φυτά (Κεραμίδας, 1997). Στα εδάφη, ο Fe θεωρείται ότι υπάρχει κυρίως με τη μορφή οξειδίων και υδροξειδίων, ελεύθερων ή συνδυασμένων με άλλα ορυκτά. Τα οξείδια του Fe μπορεί να είναι άμορφα, μερικώς ή καλά κρυσταλλωμένα. Επίσης, σε εδάφη πλούσια σε οργανική ουσία, ο Fe εμφανίζεται, σε σημαντικό βαθμό, με τη μορφή χηλικών ενώσεων (Kabata-Pendias, 2001). Η συγκέντρωση του υδατοδιαλυτού Fe στα εδάφη είναι εξαιρετικά χαμηλή σε σχέση με την ολική περιεκτικότητά του. Οι διαλυτές ανόργανες μορφές του είναι: Fe 3+, Fe(OH) + 2, FeOH 2+, Fe 2+, Fe(OH) - 3, Fe(OH) 2-4. Η συγκέντρωση του Fe στο εδαφικό διάλυμα, σε συνήθη επίπεδα ph, κυμαίνεται από 30-550 μg L -1, ενώ σε πολύ όξινες τιμές ph μπορεί να φθάσει τα 2000 μg L -1 (Kabata-Pendias, 2001). Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την κινητικότητα και διαλυτότητα του Fe στα εδάφη είναι οι οξειδοαναγωγικές συνθήκες και το ph. Οξειδωτικές συνθήκες και αλκαλικές τιμές ph έχουν ως αποτέλεσμα την κατακρήμνιση και επομένως την ακινητοποίηση του Fe, ενώ αναγωγικές συνθήκες και όξινες τιμές ph έχουν ως αποτέλεσμα την αύξηση της διαλυτότητας των ενώσεων του Fe και κατά συνέπεια την αύξηση της διαθεσιμότητάς του. Επίσης, η πρόσληψη του Fe από τα φυτά αλλά και η μετακίνησή του εντός των φυτών επηρεάζεται από πολλούς εδαφικούς και φυτικούς παράγοντες, οι κυριότεροι από τους οποίους είναι το ph του εδάφους, η συγκέντρωση του Ca και P και οι υψηλές συγκεντρώσεις άλλων μετάλλων (κυρίως Zn και Mn) (Kabata-Pendias, 2001). 1.1.5. Μαγγάνιο (Mn) Το Mn βρίσκεται στα εδάφη με τις μορφές, Mn 2+, Mn 3+ και Mn 4+, με τη δισθενή του μορφή να είναι αφομοιώσιμη από τα φυτά (Κεραμίδας, 1997). Η ολική συγκέντρωση του Mn στα εδάφη κυμαίνεται από 100-4000 mg kg -1, ενώ η συγκέντρωσή του στο εδαφικό διάλυμα κυμαίνεται από 25 μg L -1 μέχρι, στα Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 7

πολύ όξινα εδάφη, 8000 μg L -1. Συνήθως, στο εδαφικό διάλυμα των ουδέτερων και όξινων εδαφών, το Mn κυμαίνεται από 1-100 μg L -1 (Kabata-Pendias, 2001). Οι μορφές του Mn στο έδαφος είναι οι εξής: υδατοδιαλυτό, ανταλλάξιμο, προσροφημένο, συμπλοκοποιημένο με την οργανική ουσία, ως οξείδιο και συστατικό των πρωτογενών και δευτερογενών ορυκτών (Adriano, 1986). Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν τη διαλυτότητα και διαθεσιμότητα του Mn στο έδαφος είναι το ph και οι οξειδοαναγωγικές συνθήκες και λιγότερο η περιεκτικότητα του εδάφους σε οργανική ουσία. Έτσι, αν στο έδαφος επικρατούν οι αναγωγικές συνθήκες ή το ph του εδάφους είναι όξινο, η διαλυτότητα του Mn θα αυξηθεί και κατά συνέπεια και η διαθεσιμότητά του. Επίσης, σε ορισμένα όξινα εδάφη (ph < 5,5) υπάρχει ο κίνδυνος εμφάνισης φυτοτοξικότητας Mn (Adriano, 1986; Kabata-Pendias, 2001). 1.1.6. Μόλυβδος (Pb) Ο Pb στη φύση υπάρχει ως Pb 2+ και Pb 4+ και υφίσταται υδρόλυση σε χαμηλές τιμές ph. Ο σχηματισμός του Pb(OH) 2 είναι σημαντικός σε ph > 9, ενώ το PbOH + είναι κυρίαρχο σε ph 6-10 (Adriano, 1986). Ο Pb στο εδαφικό διάλυμα βρίσκεται με τη δισθενή του μορφή, η οποία είναι αυτή που προσλαμβάνεται από τα φυτά (Alloway, 1995). Η ολική συγκέντρωση του Pb σε μη ρυπασμένα εδάφη είναι συνήθως < 40 mg kg -1 (Alloway, 1995). Τα εδαφικά συστατικά που συγκρατούν το Pb είναι κυρίως η οργανική ουσία και η άργιλος, ενώ ο ρόλος των οξειδίων Mn στη συγκράτηση του Pb είναι ασήμαντος, αλλά σημαντικότερος από αυτόν των οξειδίων Fe (Adriano, 1986). Οι παράγοντες που επηρεάζουν την κινητικότητα και διαθεσιμότητα του Pb στα εδάφη είναι η δομή και η ορυκτολογική σύσταση, το ph, η οργανική ουσία και η ΙΑΚ. Η συγκέντρωση του Pb είναι υψηλή στο εδαφικό διάλυμα, όταν η περιεκτικότητα των εδαφών σε άργιλο και οργανική ουσία είναι χαμηλή, με αποτέλεσμα τη μεγαλύτερη προσρόφηση του Pb από τα φυτά. Επειδή η ΙΑΚ των εδαφών συσχετίζεται με την περιεκτικότητά τους σε άργιλο και οργανική ουσία, υψηλή ΙΑΚ συχνά συσχετίζεται με μειωμένη πρόσληψη του Pb από τα φυτά. Επίσης, η πρόσληψη του Pb από τα φυτά μειώνεται με την αύξηση του ph (Adriano, 1986). Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 8

1.1.7. Κάδμιο (Cd) Το Cd βρίσκεται στη φύση με τη δισθενή του μορφή, Cd 2+, ενώ στο εδαφικό διάλυμα υπάρχει και με τη μορφή συμπλόκων ιόντων: CdCl -, CdOH +, CdHCO + 3, CdCl - 3, CdCl - 4, Cd(OH) - 3, Cd(OH) 2-4. Η μορφή του Cd που προσροφάται από τα φυτά είναι η δισθενής (Kabata-Pendias, 2001). Η περιεκτικότητα του ολικού Cd σε μη ρυπασμένα εδάφη αναμένεται να είναι < 1 mg kg -1. Το Cd συσσωρεύεται στο επιφανειακό στρώμα των εδαφών, λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς τους σε οργανική ουσία, όπου και συγκρατείται ισχυρά (Alloway, 1995). Ο κύριος παράγοντας που επηρεάζει τη συγκράτηση του Cd στα εδάφη είναι το ph, σε συνδυασμό με την οργανική ουσία και τα υδροξείδια Fe και Mn. Έτσι, η συγκράτηση του Cd αυξάνεται σε αλκαλικές τιμές ph. Επίσης, τα εδάφη που περιέχουν ελεύθερο CaCO 3 μπορούν να συγκρατούν το Cd και να μειώνουν τη βιοδιαθεσιμότητά του. Ακόμη, το Cd σχηματίζει πολύ σταθερά ευδιάλυτα σύμπλοκα με τα Cl - και έχει παρατηρηθεί μείωση της συγκράτησης του Cd στα εδάφη και κατά συνέπεια αύξηση της βιοδιαθεσιμότητάς του με την παρουσία υψηλών συγκεντρώσεων υδατοδιαλυτών Cl - (Alloway, 1995; Kabata-Pendias, 2001). Γενικά, το Cd τείνει να είναι το πιο ευκίνητο στοιχείο στα εδάφη και επομένως το πιο διαθέσιμο για τα φυτά, σε σχέση με τα άλλα βαρέα μέταλλα. Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την απορρόφηση του Cd από τα φυτά είναι η ολική συγκέντρωσή του στα εδάφη και το ph. Έχει βρεθεί ότι η συγκέντρωση του Cd στα φυτά συσχετίζεται θετικά με την ολική συγκέντρωσή του στα εδάφη και αρνητικά με το εδαφικό ph (Alloway, 1995). Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 9

1.2. Οι μέθοδοι διαδοχικής εκχύλισης, η BCR και η μέθοδος των Tessier και συνεργατών Τα στάδια των δύο μεθόδων διαδοχικής εκχύλισης, της τροποποιημένης BCR (Pueyo κ.ά., 2008) και της αρχικής μεθόδου των Tessier και συνεργατών (1979), τα εκχυλιστκά διαλύματα και οι μορφές των στοιχείων που, σύμφωνα με τις μεθόδους, εκχυλίζονται σε κάθε στάδιο αναφέρονται συνοπτικά παρακάτω. Σύμφωνα με την τροποποιημένη μέθοδο BCR (Pueyo κ.ά., 2008), τα στοιχεία εκχυλίζονται στα εξής κλάσματα: 1) Διαλυτό σε ασθενές οξύ (διάλυμα οξικού οξέος, 0,11 Μ), στο οποίο περιλαμβάνονται οι «υδατοδιαλυτές και ανταλλάξιμες» μορφές των στοιχείων, αλλά και αυτές που είναι «συνδεδεμένες με τα ανθρακικά άλατα» (η τελευταία περίπτωση αφορά τα ασβεστούχα εδάφη). 2) Κλάσμα συνδεδεμένο με τα αναγώγιμα συστατικά (διάλυμα υδροχλωρικής υδροξυλαμίνης, 0,5 Μ, ph 1,5), στο οποίο περιλαμβάνονται οι μορφές των στοιχείων που είναι «συνδεδεμένες με τα οξείδια Fe-Mn». 3) Κλάσμα συνδεδεμένο με τα οξειδώσιμα συστατικά (πυκνό διάλυμα υπεροξείδιο του υδρογόνου, διάλυμα οξικού αμμωνίου, 1 Μ, ph 2,0), στο οποίο περιλαμβάνονται οι μορφές των στοιχείων που είναι «συνδεδεμένες με την οργανική ουσία». 4) Κλάσμα διαλυτοποιήσιμο σε βασιλικό νερό, στο οποίο περιλαμβάνονται οι μορφές των στοιχείων που είναι «συστατικά της δομής των ορυκτών». Σύμφωνα με την αρχική μέθοδο των Tessier και συνεργατών (1979), τα στοιχεία εκχυλίζονται στα εξής κλάσματα: 1) «υδατοδιαλυτό + ανταλλάξιμο» (διάλυμα χλωριούχου μαγνησίου, ph 7,0), 2) «συνδεδεμένο με τα ανθρακικά άλατα» (διάλυμα οξικού αμμωνίου, 1 Μ, ph 5,0), 3) «συνδεδεμένο με τα οξείδια Fe-Mn» (διάλυμα υδροχλωρικής υδροξυλαμίνης, 0,04 Μ σε 25 % οξικό οξύ), 4) «συνδεδεμένο με την οργανική ουσία» (διάλυμα νιτρικού οξέος, 0,02 Μ, πυκνό διάλυμα υπεροξειδίου του υδρογόνου, ph 2,0, διάλυμα οξικού αμμωνίου, 3,2 Μ σε 20 % νιτρικό οξύ) και 5) «συστατικό της δομής των ορυκτών» (πυκνά διαλύματα οξέων: υπερχλωρικού, υδροφθορικού και υδροχλωρικού). Στη βιβλιογραφία αναφέρονται αρκετές περιπτώσεις δοκιμής των δύο μεθόδων διαδοχικής εκχύλισης διαφόρων μετάλλων από εδάφη, ιζήματα και λυματολάσπη, σύγκρισης μεταξύ τους ή με μεθόδους απλής εκχύλισης και εκτίμησης εκείνων των κλασμάτων που πιθανόν παραλαμβάνουν μορφές διαθέσιμες για τα φυτά. Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 10

Στη συνέχεια της ενότητας γίνεται αναφορά σ αυτές τις περιπτώσεις, με έμφαση στα στοιχεία που μελετήθηκαν στην παρούσα διατριβή. Δοκιμή της BCR Οι Golia κ.ά. (2007) εφάρμοσαν την τροποποιημένη μέθοδο BCR σε 440 εδαφικά δείγματα (Entisols, Alfisols, Vertisols) για την κλασμάτωση των Cd, Cu, Ni, Zn, Pb και Cr, και αναφέρουν ότι, στα Entisols ή στα Vertisols, σε όλες τις περιπτώσεις, το διαλυτό κλάσμα των στοιχείων σε ασθενές οξύ συσχετίσθηκε αρνητικά με το εδαφικό ph. Επίσης, τα κλάσματα των Cu και Zn τα συνδεδεμένα με τα οξειδώσιμα συστατικά των εδαφών συσχετίσθηκαν θετικά με την οργανική ουσία. Οι Pueyo κ.ά. (2003) αναφέρουν ότι από τα ιχνοστοιχεία, που εκχύλισαν με την προαναφερόμενη μέθοδο, το πιο ευκίνητο στοιχείο ήταν το Cd ακολουθούμενο από τον Zn και το Cu, ενώ ο Pb ήταν το πιο δυσκίνητο Οι Tokaliοğlou και Kartal (2006) εφάρμοσαν την τροποποιημένη μέθοδο BCR σε 33 εδαφικά δείγματα, στα οποία αναπτύχθηκαν διάφορα λαχανικά, για την κλασμάτωση των Cu, Fe, Co, Ni, Cd, Cr, Pb, Zn και Mn. Βρήκαν σημαντικά θετικές συσχετίσεις, ιδιαίτερα για τον Zn, μεταξύ των συγκεντρώσεων των εκχυλιζομένων μετάλλων στο πρώτο στάδιο της μεθόδου (κλάσμα διαλυτό σε ασθενές οξύ) και των αντίστοιχων συγκεντρώσεών τους σε μαρούλι (Lactuca sativa L.,) μαϊντανό (Petroselinum crispum L.), άνηθο (Anethum graveolens L.) και κρεμμύδι (Allium cepa L.). Σε παρόμοια αποτελέσματα κατέληξαν και οι Tokalioğlou κ.ά. (2006), οι οποίοι όμως βρήκαν επίσης υψηλούς συντελεστές συσχέτισης για τις σχέσεις μεταξύ των συγκεντρώσεων των μετάλλων στη φυτομάζα και των αντίστοιχων συγκεντρώσεών τους στο συνδεδεμένο με τα οξειδώσιμα εδαφικά συστατικά κλάσμα. Οι Mossop κ.ά. (2009) εφάρμοσαν τη μέθοδο BCR σε 3 όξινα εδάφη, πριν και μετά από επέμβαση με EDTA, για την εκχύλιση διαφόρων μετάλλων και χρησιμοποίησαν ένα από τα 3 εδάφη (μετά την επέμβαση με το EDTA) για την ανάπτυξη φυτών βλίτου (Taraxacum officinale L.). Αναφέρουν ότι οι συγκεντρώσεις των Cu, Fe, Pb και Zn στη φυτομάζα συσχετίσθηκαν θετικά με τις αντίστοιχες συγκεντρώσεις τους στο διαλυτό κλάσμα σε ασθενές οξύ. Οι Hong κ.ά. (2009) χρησιμοποίησαν την ίδια μέθοδο για την εκτίμηση της διαθεσιμότητας Cd και Zn σε φυτά ραπανιού (Raphanus sativa L.), σε 20 εδάφη. Βρήκαν ότι οι συγκεντρώσεις των δύο μετάλλων στη φυτομάζα συσχετίσθηκαν θετικά με το άθροισμα των αντίστοιχων συγκεντρώσεών τους στα κλάσματα διαλυτό σε ασθενές οξύ και συνδεδεμένο με τα Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 11

αναγώγιμα συστατικά. Επίσης το ph και η ΙΑΚ των εδαφών συσχετίσθηκαν αρνητικά με τις συγκεντρώσεις των μετάλλων στα κλάσματα διαλυτό σε ασθενές οξύ και συνδεδεμένο με τα αναγώγιμα συστατικά. Δοκιμή της μεθόδου των Tessier και συνεργατών Οι Liu κ.ά. (2007) χρησιμοποίησαν τη μέθοδο των Tessier και συνεργατών σε 19 δείγματα σταθεροποιημένης λυματολάσπης, για την κλασμάτωση των Cu, Zn, Pb, Ni, Cd και Cr. Βρήκαν ότι οι συγκεντρώσεις του Zn στα κλάσματα «υδατοδιαλυτό + ανταλλάξιμο» και «συνδεδεμένο με την οργανική ουσία», καθώς επίσης και το άθροισμα των συγκεντρώσεων των πρώτων τεσσάρων κλασμάτων συσχετίσθηκαν αρνητικά με το ph και την περιεκτικότητα της λυματολάσπης σε οργανική ουσία. Παρόμοιες συσχετίσεις παρατηρήθηκαν και για το Cu. Οι Jeng κ.ά. (1993) χρησιμοποίησαν την προαναφερόμενη μέθοδο σε 11 όξινα εδάφη για την κλασμάτωση των Cd και Zn και αναφέρουν ότι οι συγκεντρώσεις και των 2 στοιχείων στα κλάσματα «υδατοδιαλυτό + ανταλλάξιμο» και «συνδεδεμένο με τα οξείδια Fe- Mn» συσχετίσθηκαν θετικά με την περιεκτικότητα των εδαφών σε οργανικό C. Σύγκριση των μεθόδων της BCR και των Tessier και συνεργατών με τη μέθοδο του DTPA και με άλλες μεθόδους απλής εκχύλισης Οι Marguí κ.ά. (2007) δοκίμασαν τα δύο πρώτα στάδια της μεθόδου BCR (κλάσμα διαλυτό σε ασθενές οξύ και κλάσμα συνδεδεμένο με τα αναγώγιμα συστατικά) και την απλή εκχύλιση με DTPA, σε 8 όξινα εδάφη εμπλουτισμένα με βαρέα μέταλλα, για την εκτίμηση της διαθεσιμότητας του Pb και Zn σε φυτά σημύδας (Betula pendula L.). Αναφέρουν ότι οι συγκεντρώσεις των μετάλλων στη φυτομάζα συσχετίσθηκαν καλύτερα με τις αντίστοιχες συγκεντρώσεις των DTPA εκχυλιζομένων μετάλλων, σε σχέση με τις συγκεντρώσεις τους στα 2 κλάσματα της μεθόδου BCR. Σε παρόμοια συμπεράσματα, δηλαδή υπεροχή της απλής εκχύλισης έναντι των δύο πρώτων κλασμάτων της μεθόδου BCR, κατέληξαν και οι Whang κ.ά. (2003), οι οποίοι χρησιμοποίησαν τα πρώτα δύο στάδια της μεθόδου BCR και μια απλή εκχύλιση με διάλυμα οργανικών οξέων (οξικό : μυρμηκικό : κιτρικό : μηλικό οξύ = 2:2:1:1, ph ρυθμισμένο στο ph των εδαφών) σε 15 εδάφη, για την εκτίμηση της διαθεσιμότητας των Cr, Co, Ni, Zn, Cu, Mo, Cd, Pb, σε φυτά καλαμποκιού (Zea Mays L.). Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 12

Ο Hseu (2006) δοκίμασε τη μέθοδο των Tessier και συνεργατών και την απλή εκχύλιση με DTPA για την εκτίμηση της διαθεσιμότητας του Zn σε φυτά κινέζικου λάχανου (Brassica chinensis L.), που αναπτύχθηκαν σε 3 εδάφη, στα οποία είχε εφαρμοστεί λυματολάσπη. Αναφέρει ότι οι συγκεντρώσεις του DTPA εκχυλιζομένου Zn συσχετίσθηκαν θετικά με τις συγκεντρώσεις του στοιχείου στη φυτομάζα, αλλά και με το άθροισμα των συγκεντρώσεών του στα 2 πρώτα κλάσματα της μεθόδου των Tessier και συνεργατών. Οι Cajuste κ.ά. (2000) δοκίμασαν μια τροποποίηση της μεθόδου των Tessier και συνεργατών (6 κλάσματα, γιατί προστέθηκε σαν πρώτο στάδιο η παραλαβή αποκλειστικά του υδατοδιαλυτού κλάσματος) και την απλή εκχύλιση με DTPA για την εκτίμηση της διαθεσιμότητας των Pb, Cd, Cu, Ni και Zn σε φυτά καλαμποκιού, που αναπτύχθηκαν σε 5 εδάφη, τα οποία αρδευόταν με υγρά απόβλητα. Αναφέρουν ότι οι συγκεντρώσεις των στοιχείων στη φυτομάζα συσχετίσθηκαν σημαντικά με τις συγκεντρώσεις στο «ανταλλάξιμο» κλάσμα για το Cd, στα κλάσματα «ανταλλάξιμο», «συνδεδεμένο με τα οξείδια Fe- Mn» και «συνδεδεμένο με την οργανική ουσία» για το Cu, στα κλάσματα «ανταλλάξιμο» και «συνδεδεμένο με τα οξείδια Fe-Mn» για τον Zn, και των DTPA εκχυλιζομένων Cu και Zn. Επίσης, οι DTPA εκχυλιζόμενες συγκεντρώσεις συσχετίσθηκαν θετικά με τις συγκεντρώσεις στο «ανταλλάξιμο» κλάσμα για το Cd, και στα κλάσματα «ανταλλάξιμο», «συνδεδεμένο με τα οξείδια Fe-Mn» και «συνδεδεμένο με την οργανική ουσία» για το Cu και τον Zn. Σύγκριση των μεθόδων της BCR και των Tessier και συνεργατών, μεταξύ τους Οι Alvarez κ.ά. (2006) δοκίμασαν τις δύο μεθόδους διαδοχικής εκχύλισης καθώς και την απλή εκχύλιση με EDTA (EDTA, 0,05 Μ, ph 7,0), για την εκτίμηση της διαθεσιμότητας των Mn και Zn σε φυτά κριθαριού (Hordeum vulgare L.), που αναπτύχθηκαν σε 28 εδάφη αλκαλικής αντίδρασης. Αναφέρουν ότι οι συγκεντρώσεις των στοιχείων στη φυτομάζα συσχετίσθηκαν θετικά με τις αντίστοιχες συγκεντρώσεις τους στα κλάσματα «υδατοδιαλυτό + ανταλλάξιμο» και «συνδεδεμένο με την οργανική ουσία» και των δύο μεθόδων, για το Mn, και «συνδεδεμένο με τα οξείδια Fe-Mn» της μεθόδου BCR για τον Zn. Το εδαφικό ph συσχετίσθηκε αρνητικά με τις συγκεντρώσεις των δύο στοιχείων στο «υδατοδιαλυτό + ανταλλάξιμο» κλάσμα και με τη συγκέντρωση του Zn στο «συνδεδεμένο με την οργανική ουσία» κλάσμα της μεθόδου των Tessier και συνεργατών. Η συγκέντρωση του Mn στο «συνδεδεμένο με Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 13

την οργανική ουσία» κλάσμα της μεθόδου BCR συσχετίσθηκε θετικά με την ΙΑΚ των εδαφών, ενώ η αντίστοιχη συγκέντρωση του Mn στο παρόμοιο κλάσμα της μεθόδου των Tessier και συνεργατών συσχετίσθηκε θετικά με την περιεκτικότητα των εδαφών σε οργανική ουσία. Επίσης, παρατήρησαν σημαντικά θετικές συσχετίσεις μεταξύ των συγκεντρώσεων των μετάλλων στα παρόμοια κλάσματα των δύο μεθόδων διαδοχικής εκχύλισης, των συγκεντρώσεων των EDTA εκχυλιζομένων στοιχείων με τις αντίστοιχες συγκεντρώσεις στο «συνδεδεμένο με τα οξείδια Fe-Mn» κλάσμα της μεθόδου BCR και της συγκέντρωσης του EDTA εκχυλιζομένου Zn με την αντίστοιχη στο «συνδεδεμένο με την οργανική ουσία» κλάσμα της μεθόδου των Tessier και συνεργατών. Οι Rico κ.ά. (2009) δοκίμασαν τις ίδιες με τις προαναφερόμενες μεθόδους, καθώς επίσης και την απλή εκχύλιση με HCl (HCl, 0,1 Μ), για την εκτίμηση της διαθεσιμότητας των δύο προαναφερόμενων στοιχείων σε φυτά κριθαριού, που αναπτύχθηκαν σε 29 όξινα εδάφη. Διαπίστωσαν ότι οι δύο μέθοδοι των απλών εκχυλίσεων υπερτερούσαν ως προς την εκτίμηση των διαθεσίμων ποσών των δύο στοιχείων σε σύγκριση με τα κλάσματα και των δύο μεθόδων διαδοχικής εκχύλισης. Το εδαφικό ph συσχετίσθηκε αρνητικά με τις συγκεντρώσεις των δύο στοιχείων στο «υδατοδιαλυτό + ανταλλάξιμο» κλάσμα της μεθόδου των Tessier και συνεργατών, ενώ η περιεκτικότητα των εδαφών σε άργιλο συσχετίσθηκε θετικά με τη συγκέντρωση του Mn στο «υδατοδιαλυτό + ανταλλάξιμο» κλάσμα της μεθόδου BCR και στο «συνδεδεμένο με την οργανική ουσία» κλάσμα της μεθόδου των Tessier και συνεργατών. Επίσης, και αυτοί βρήκαν σημαντικά θετικές συσχετίσεις μεταξύ των συγκεντρώσεων των μετάλλων στα παρόμοια κλάσματα των δύο μεθόδων διαδοχικής εκχύλισης, όπως και μεταξύ των προαναφερόμενων συγκεντρώσεων και των εκχυλιζομένων συγκεντρώσεων με το HCl και το EDTA. Σκοπός της εργασίας ήταν η συγκριτική δοκιμή της τροποποιημένης μεθόδου BCR και της αρχικής μεθόδου των Tessier και συνεργατών στην εκχύλιση των διαφόρων μορφών των Cu, Zn, Fe, Mn, Pb και Cd από όξινα εδάφη, αλλά και η σύγκριση των δύο αυτών μεθόδων με τη μέθοδο του DTPA. Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 14

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Χρησιμοποιήθηκαν 29 εδάφη, που είχαν συλλεχθεί από περιοχές της Β. Ελλάδας, στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος με τίτλο «Monitoring and minimizing heavy metal contents in tobacco». Επίσης, χρησιμοποιήθηκαν οι συγκεντρώσεις των Cu, Zn, Fe, Mn, Pb και Cd σε φύλλα φυτών καπνού, που αναπτύχθηκαν στους αγρούς απ όπου είχαν συλλεχθεί τα εδαφικά δείγματα, και οι οποίες προσδιορίσθηκαν στα πλαίσια του προαναφερόμενου προγράμματος. 2.1. Αναλύσεις χαρακτηρισμού των εδαφών Το ph προσδιορίσθηκε σε αιώρημα 1:2,5 με H 2 O και με CaCl 2, 0,01 Μ, η κοκκομετρική σύσταση με τη μέθοδο του πυκνομέτρου (Bouyoucos, 1962) και ο ολικός οργανικός C με τη μέθοδο της υγρής οξείδωσης (Walkley και Black, 1934). Επίσης, προσδιορίσθηκε η ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων (ΙΑΚ) με τη μέθοδο του οξικού νατρίου, 1 Ν, ph 7 οξικού αμμωνίου, 1 Ν, ph 7 και με τη χρήση φλογοφωτομετρίας (JENWAY PFP-7) (Chapman, 1965). Όλες οι αναλύσεις έγιναν σε 2 επαναλήψεις και οι μέσοι όροι παρουσιάζονται στον Πίνακα 1. 2.2. Μέθοδοι απλής και διαδοχικής εκχύλισης Απλή εκχύλιση Τα διαθέσιμα ποσά των Cu, Zn, Fe, Mn, Pb και Cd εκχυλίσθηκαν με DTPA (Lindsay και Norvell, 1978), προσδιορίσθηκαν με φασματοφωτομετρία ατομικής απορρόφησης (SHIMADZU, AA 6300), σε 3 επαναλήψεις και οι μέσοι όροι παρουσιάζονται στον Πίνακα 2. Διαδοχική εκχύλιση Η διαδοχική εκχύλιση των Cu, Zn, Fe, Mn, Pb και Cd έγινε με την τροποποιημένη μέθοδο BCR (Pueyo κ.ά., 2008) και με την αρχική μέθοδο των Tessier και συνεργατών (1979), όπως αυτές περιγράφονται αναλυτικά παρακάτω. Επειδή τα εδάφη που χρησιμοποιήθηκαν ήταν όξινα, παραλήφθηκε το δεύτερο στάδιο από τη μέθοδο των Tessier και συνεργατών, στο οποίο εκχυλίζεται το «συνδεδεμένο Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 15

με τα ανθρακικά άλατα» κλάσμα των στοιχείων. Ο προσδιορισμός όλων των στοιχείων σε όλα τα κλάσματα έγινε με φασματοφωτομετρία ατομικής απορρόφησης (SHIMADZU, AA 6300). Οι αναλύσεις έγιναν σε 3 επαναλήψεις και οι μέσοι όροι παρουσιάζονται στους Πίνακες 3 και 4, για την τροποποιημένη μέθοδο BCR και την αρχική μέθοδο των Tessier και συνεργατών, αντίστοιχα. Τροποποιημένη μέθοδος BCR (Pueyo κ.ά., 2008) Πρώτο στάδιο (κλάσμα διαλυτό σε ασθενές οξύ «υδατοδιαλυτό + ανταλλάξιμο» κλάσμα): ποσότητα εδάφους 1 g τοποθετήθηκε σε σωλήνα φυγοκέντρησης, προστέθηκαν 40 ml διαλύματος οξικού οξέος (CH 3 COOH), 0,11 Μ και ο σωλήνας ανακινήθηκε στις 30 ± 10 rpm, 16 h. Κατόπιν, ο σωλήνας φυγοκεντρήθηκε στις 4000 rpm και το υπερκείμενο διαυγές υγρό συλλέχθηκε σε δοχείο. Μετά, στο σωλήνα προστέθηκαν 20 ml Η 2 Ο, ο σωλήνας ανακινήθηκε στις 30 ± 10 rpm, 15 min, φυγοκεντρήθηκε στις 4000 rpm και το υπερκείμενο διαυγές υγρό αποχύθηκε στο νιπτήρα (έκπλυση). Δεύτερο στάδιο (κλάσμα συνδεδεμένο με τα αναγώγιμα συστατικά «συνδεδεμένο με τα οξείδια Fe-Mn» κλάσμα): μετά το πρώτο στάδιο, στο σωλήνα φυγοκέντρησης προστέθηκαν 40 ml διαλύματος υδροχλωρικής υδροξυλαμίνης (NH 2 OH*HCl), 0,5 Μ, ph 1,5 [η ρύθμιση του ph έγινε με διάλυμα νιτρικού οξέος (ΗΝΟ 3 ), 2 Μ], και ο σωλήνας ανακινήθηκε στις 30 ± 10 rpm, 16 h. Κατόπιν, ο σωλήνας φυγοκεντρήθηκε στις 4000 rpm, το υπερκείμενο διαυγές υγρό συλλέχθηκε σε δοχείο και ακολούθησε έκπλυση του δείγματος, όπως περιγράφεται παραπάνω για το πρώτο στάδιο. Τρίτο στάδιο (κλάσμα συνδεδεμένο με τα οξειδώσιμα συστατικά «συνδεδεμένο με την οργανική ουσία» κλάσμα): μετά το δεύτερο στάδιο, στο σωλήνα φυγοκέντρησης προστέθηκαν 10 ml πυκνού διαλύματος υπεροξειδίου του υδρογόνου (H 2 O 2 ) και μετά από 1 h ο σωλήνας τοποθετήθηκε σε υδρόλουτρο στους 85 ± 2 C, μέχρι ο όγκος του διαλύματος να μειωθεί στα 3 ml. Μετά από ψύξη, στο σωλήνα προστέθηκαν ακόμη 10 ml πυκνού διαλύματος H 2 O 2 και ο σωλήνας τοποθετήθηκε ξανά στο υδρόλουτρο στην ίδια θερμοκρασία, μέχρι ο όγκος του διαλύματος να μειωθεί στα 1 ml. Μετά από ψύξη, στο σωλήνα προστέθηκαν 40 ml διαλύματος οξικού αμμωνίου (CH 3 COONH 4 ), 1 M, ph 2,0 (η ρύθμιση του ph έγινε με πυκνό διάλυμα ΗΝΟ 3 ), και ο σωλήνας ανακινήθηκε στις 30 ± 10 rpm, 16 h. Κατόπιν, ο σωλήνας φυγοκεντρήθηκε στις 4000 rpm, το υπερκείμενο διαυγές υγρό συλλέχθηκε Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 16

σε δοχείο και ακολούθησε έκπλυση του δείγματος, όπως περιγράφεται παραπάνω για το πρώτο στάδιο. Τέταρτο στάδιο (κλάσμα «συστατικό της δομής των ορυκτών»): μετά το τρίτο στάδιο, στο σωλήνα φυγοκέντρησης προστέθηκαν 7,0 ml πυκνού διαλύματος υδροχλωρικού οξέος (HCl) και 2,3 ml πυκνού διαλύματος HNO 3, ο σωλήνας παρέμεινε σε θερμοκρασία δωματίου, 16 h και στη συνέχεια τοποθετήθηκε σε υδρόλουτρο στους 130 ± 2 C, 2 h, υπό σταθερό όγκο. Μετά από ψύξη, το εκχύλισμα αραιώθηκε σε τελικό όγκο 50 ml, με διάλυμα ΗΝΟ 3, 0,5 Μ και συλλέχθηκε σε δοχείο. Αρχική μέθοδος των Tessier και συνεργατών (1979) Πρώτο στάδιο («υδατοδιαλυτό και ανταλλάξιμο» κλάσμα): ποσότητα εδάφους 2 g τοποθετήθηκε σε σωλήνα φυγοκέντρησης, προστέθηκαν 16 ml διαλύματος χλωριούχου μαγνησίου (MgCl 2 ), 1 Μ, ph 7,0 και ο σωλήνας ανακινήθηκε 1 h. Κατόπιν, ο σωλήνας φυγοκεντρήθηκε στις 4000 rpm και το υπερκείμενο διαυγές υγρό συλλέχθηκε σε δοχείο. Μετά, στο σωλήνα φυγοκέντρησης προστέθηκαν 16 ml Η 2 Ο, ο σωλήνας ανακινήθηκε 15 min, φυγοκεντρήθηκε στις 4000 rpm και το υπερκείμενο διαυγές υγρό αποχύθηκε στο νιπτήρα (έκπλυση). Δεύτερο στάδιο («συνδεδεμένο με τα ανθρακικά άλατα» κλάσμα): παραλήφθηκε. Τρίτο στάδιο («συνδεδεμένο με τα οξείδια Fe-Mn» κλάσμα): μετά το πρώτο στάδιο, στο σωλήνα φυγοκέντρησης προστέθηκαν 40 ml διαλύματος NH 2 OH*HCl, 0,04 Μ σε 25 % (v/v) πυκνού διαλύματος οξικού οξέος (CH 3 COOH) και o σωλήνας τοποθετήθηκε σε υδρόλουτρο στους 96 ± 2 C, 6 h, υπό σταθερό όγκο, με ενδιάμεση ανακίνηση. Μετά από ψύξη, ο σωλήνας φυγοκεντρήθηκε στις 4000 rpm, το υπερκείμενο διαυγές υγρό συλλέχθηκε σε δοχείο και ακολούθησε έκπλυση του δείγματος, όπως περιγράφεται παραπάνω για το πρώτο στάδιο. Τέταρτο στάδιο («συνδεδεμένο με την οργανική ουσία» κλάσμα): μετά το τρίτο στάδιο, στο σωλήνα φυγοκέντρησης προστέθηκαν 6 ml διαλύματος HNO 3, 0,02 Μ και 10 ml πυκνού διαλύματος H 2 O 2, ph 2,0 (η ρύθμιση του ph έγινε με πυκνό διάλυμα ΗΝΟ 3 ) και ο σωλήνας τοποθετήθηκε σε υδρόλουτρο στους 85 ± 2 C, μέχρι ξηρού, με ενδιάμεση ανακίνηση. Μετά από ψύξη, στο σωλήνα προστέθηκαν ακόμη 6 ml πυκνού διαλύματος H 2 O 2, ph 2,0 και ο σωλήνας τοποθετήθηκε ξανά στο υδρόλουτρο στην ίδια θερμοκρασία, μέχρι ξηρού, με ενδιάμεση ανακίνηση. Μετά Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 17

από ψύξη, στο σωλήνα προστέθηκαν 10 ml διαλύματος CH 3 COONH 4, 3,2 Μ σε 20 % (v/v) πυκνού διαλύματος HNO 3 και 30 ml H 2 O και o σωλήνας ανακινήθηκε 30 min. Κατόπιν, ο σωλήνας φυγοκεντρήθηκε στις 4000 rpm, το υπερκείμενο διαυγές υγρό συλλέχθηκε σε δοχείο και ακολούθησε έκπλυση του δείγματος, όπως περιγράφεται παραπάνω για το πρώτο στάδιο. Πέμπτο στάδιο (Κλάσμα «συστατικό της δομής των ορυκτών»): μετά το τέταρτο στάδιο, το δείγμα μεταφέρθηκε σε ειδικό δοχείο Teflon, προστέθηκαν 4 ml πυκνού διαλύματος υπερχλωρικού οξέος (HClO 4 ) και 20 ml πυκνού διαλύματος υδροφθορικού οξέος (HF) και το δοχείο τοποθετήθηκε σε εστία θέρμανσης στους 110 ± 2 C, μέχρι ξηρού. Μετά από ψύξη, στο δοχείο προστέθηκαν ακόμη 2 ml πυκνού διαλύματος HClO 4 και 20 ml πυκνού διαλύματος HF και το δοχείο τοποθετήθηκε ξανά στην εστία θέρμανσης στην ίδια θερμοκρασία, μέχρι ξηρού. Κατόπιν, μετά από ψύξη, στο δοχείο προστέθηκαν ακόμη 2 ml πυκνού διαλύματος HClO 4 και το δοχείο τοποθετήθηκε ξανά στην εστία θέρμανσης στην ίδια θερμοκρασία, μέχρι την εμφάνιση λευκών ατμών. Μετά από ψύξη, το εκχύλισμα αραιώθηκε σε τελικό όγκο 50 ml, με πυκνό διάλυμα HCl και συλλέχθηκε σε δοχείο. 2.3. Υπολογισμοί και στατιστική ανάλυση Υπολογίσθηκε η κατανομή κάθε στοιχείου, ως ποσοστό (%), σε κάθε κλάσμα, κάθε μεθόδου διαδοχικής εκχύλισης, σύμφωνα με τον τύπο: συγκέντρωση στο κλάσμα Κατανομή ( ) = 100 άθροισμα συγκεντρώσεων όλων των κλασμάτων Προκειμένου να βρεθεί αν τα ποσά κάθε στοιχείου που εκχυλίσθηκαν στα αντίστοιχα στάδια των δύο μεθόδων διαδοχικής εκχύλισης ήταν παρόμοια, εφαρμόσθηκε ευθύγραμμη συμμεταβολή μεταξύ των αντίστοιχων συγκεντρώσεων κάθε στοιχείου και υπολογίσθηκε η εξίσωση της ευθείας (y = a + bx, όπου y η συγκέντρωση του εκχυλιζομένου στοιχείου με την τροποποιημένη μέθοδο BCR και x η συγκέντρωση του εκχυλιζομένου στοιχείου με την αρχική μέθοδο των Τessier και συνεργατών). Κατόπιν, χρησιμοποιήθηκε το κριτήριο t, για τους εξής ελέγχους: a = ή 0, b = ή 0, b = ή 1. Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 18

Έγιναν απλές συσχετίσεις μεταξύ της συγκέντρωσης κάθε στοιχείου εκχυλιζομένου με το DTPA ή εκχυλιζομένου σε κάθε στάδιο ή του αθροίσματος των συγκεντρώσεων διαφόρων σταδίων κάθε μεθόδου διαδοχικής εκχύλισης με τις εδαφικές ιδιότητες. Επίσης εφαρμόσθηκε απλή και πολλαπλή ευθύγραμμη συμμεταβολή μεταξύ της συγκέντρωσης κάθε στοιχείου στη φυτομάζα και της συγκέντρωσής του στα προαναφερόμενα εδαφικά εκχυλίσματα. Σε όλες τις περιπτώσεις των συσχετίσεων δεν χρησιμοποιήθηκαν οι συγκεντρώσεις των στοιχείων που εκχυλίσθηκαν στο τελικό στάδιο κάθε μεθόδου διαδοχικής εκχύλισης (κλάσμα «συστατικό της δομής των ορυκτών). Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 19

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ Όπως φαίνεται και από τον Πίνακα 1, τα εδάφη ήταν ανόργανα, όξινης αντίδρασης και μέσης-ελαφριάς κοκκομετρικής σύστασης. Σύμφωνα με τα κρίσιμα όρια που αναφέρονται από τους Lindsay και Norvell (1978), και είναι 0,2 0,8 4,5 και 1,0 mg kg -1 για τα στοιχεία Cu, Zn, Fe και Mn, αντίστοιχα, τα DTPA εκχυλιζόμενα μικροθρεπτικά ήταν πάνω από τα κρίσιμα όρια σε όλες τις περιπτώσεις των εδαφών, εκτός μιας για τον Zn (Πίνακας 2). Επίσης η συγκέντρωση του DTPA εκχυλιζομένου Cd κυμαινόταν στα όρια ανίχνευσης (όριο αναλυτικού προσδιορισμού 0,02 mg L -1 ) ή ήταν χαμηλότερη και για αυτό το λόγο δεν παρουσιάζονται οι αντίστοιχες τιμές στον Πίνακα 2. Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 20

Πίνακας 1. Ορισμένες ιδιότητες των εδαφών α/α ph ph Οργ. C Άργιλος Ιλύς Άμμος ΙΑΚ (H 2 O) (CaCl 2 ) (g kg -1 ) (cmol c kg -1 ) 47 5,6 ± 0,1 4,8 ± 0,0 9,2 ± 0,4 128 ± 6 206 ± 48 666 ± 42 18,3 ± 0,2 49 4,9 ± 0,1 4,1 ± 0,0 8,0 ± 0,6 48 ± 6 146 ± 20 806 ± 14 7,6 ± 0,2 50 5,2 ± 0,1 4,3 ± 0,0 7,7 ± 0,8 104 ± 8 144 ± 8 752 ± 0 14,4 ± 0,5 51 5,5 ± 0,1 4,6 ± 0,0 11,2 ± 0,1 76 ± 6 202 ± 14 722 ± 20 7,8 ± 2,2 53 5,6 ± 0,1 4,8 ± 0,0 8,7 ± 0,3 118 ± 8 322 ± 42 560 ± 34 7,7 ± 0,1 55 5,2 ± 0,1 4,4 ± 0,0 11,5 ± 0,3 256 ± 6 302 ± 14 442 ± 20 20,2 ± 1,0 56 5,7 ± 0,1 5,0 ± 0,0 8,2 ± 0,2 116 ± 6 242 ± 14 642 ± 8 13,5 ± 0,6 57 5,5 ± 0,1 4,6 ± 0,0 7,1 ± 0,1 118 ± 8 202 ± 42 680 ± 34 19,2 ± 1,1 58 5,1 ± 0,1 4,2 ± 0,0 9,8 ± 0,2 186 ± 20 272 ± 28 542 ± 8 15,0 ± 0,2 61 4,9 ± 0,1 4,2 ± 0,0 11,5 ± 0,4 172 ± 17 354 ± 20 474 ± 3 14,6 ± 0,0 67 5,9 ± 0,0 5,2 ± 0,0 8,7 ± 0,7 150 ± 20 304 ± 34 546 ± 14 17,5 ± 1,8 68 5,1 ± 0,1 4,2 ± 0,0 11,2 ± 0,5 198 ± 20 276 ± 6 526 ± 14 15,5 ± 0,2 69 5,4 ± 0,1 4,6 ± 0,0 8,3 ± 1,8 104 ± 11 184 ± 6 712 ± 6 15,7 ± 0,7 70 5,5 ± 0,0 4,7 ± 0,0 7,8 ± 0,4 110 ± 3 138 ± 8 752 ± 6 14,3 ± 0,1 71 5,5 ± 0,0 4,8 ± 0,1 7,4 ± 0,2 124 ± 3 164 ± 6 712 ± 8 13,2 ± 0,0 81 5,4 ± 0,1 4,7 ± 0,0 9,1 ± 1,4 156 ± 6 202 ± 14 642 ± 8 17,8 ± 0,6 82 5,6 ± 0,1 4,8 ± 0,0 7,8 ± 2,0 68 ± 6 222 ± 14 710 ± 8 19,5 ± 0,5 86 5,0 ± 0,1 4,2 ± 0,0 8,1 ± 1,7 126 ± 20 272 ± 28 602 ± 8 10,8 ± 0,7 87 4,8 ± 0,0 4,2 ± 0,0 13,0 ± 0,7 186 ± 20 262 ± 14 552 ± 6 18,8 ± 1,2 128 5,4 ± 0,1 4,7 ± 0,1 6,0 ± 1,3 44 ± 6 114 ± 14 842 ± 8 5,6 ± 0,6 130 5,1 ± 0,1 4,4 ± 0,0 7,5 ± 1,3 94 ± 20 148 ± 23 758 ± 3 13,9 ± 0,5 131 5,1 ± 0,1 4,3 ± 0,0 9,3 ± 1,3 218 ± 8 192 ± 0 590 ± 8 17,2 ± 0,0 139 5,1 ± 0,1 4,4 ± 0,1 8,4 ± 1,1 44 ± 6 122 ± 3 834 ± 3 7,1 ± 0,2 257 5,4 ± 0,1 4,5 ± 0,0 8,3 ± 1,2 198 ± 8 192 ± 0 610 ± 8 14,5 ± 0,1 258 5,3 ± 0,1 4,5 ± 0,0 9,1 ± 0,8 28 ± 6 142 ± 14 830 ± 20 6,9 ± 0,1 259 5,5 ± 0,1 4,9 ± 0,0 12,5 ± 0,4 190 ± 8 320 ± 17 490 ± 8 22,4 ± 0,2 265 5,2 ± 0,1 4,5 ± 0,0 8,9 ± 1,0 202 ± 3 168 ± 6 630 ± 8 20,5 ± 1,0 269 5,2 ± 0,1 4,6 ± 0,0 8,6 ± 0,9 192 ± 11 202 ± 14 606 ± 25 21,7 ± 1,2 303 5,3 ± 0,1 4,4 ± 0,0 9,8 ± 1,4 222 ± 3 182 ± 14 596 ± 11 20,1 ± 0,1 Μέσος όρος Τυπική απόκλιση Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 21

Πίνακας 2. Συγκεντρώσεις των DTPA-εκχυλιζομένων στοιχείων α/α Cu Zn Fe Mn Pb (mg kg -1 ) 47 2,20 ± 0,08 4,30 ± 0,49 116 ± 1 82 ± 1 0,97 ± 0,10 49 0,53 ± 0,04 2,81 ± 0,30 126 ± 6 51 ± 1 1,37 ± 0,02 50 0,49 ± 0,03 0,81 ± 0,06 76 ± 3 35 ± 0 2,00 ± 0,11 51 1,18 ± 0,01 2,94 ± 0,16 101 ± 2 90 ± 1 0,72 ± 0,02 53 3,26 ± 0,19 2,73 ± 0,17 84 ± 2 99 ± 1 0,72 ± 0,00 55 2,52 ± 0,04 2,86 ± 0,19 107 ± 2 125 ± 1 2,28 ± 0,02 56 2,73 ± 0,07 2,88 ± 0,37 81 ± 0 91 ± 1 0,60 ± 0,03 57 3,05 ± 0,17 3,21 ± 0,38 64 ± 3 94 ± 2 1,01 ± 0,07 58 2,53 ± 0,04 3,07 ± 0,05 131 ± 2 105 ± 3 2,36 ± 0,03 61 2,95 ± 0,04 2,50 ± 0,12 153 ± 0 111 ± 1 2,82 ± 0,05 67 3,56 ± 0,06 3,96 ± 0,55 79 ± 2 113 ± 1 0,87 ± 0,24 68 2,11 ± 0,01 2,77 ± 0,12 127 ± 1 103 ± 1 3,32 ± 0,03 69 2,28 ± 0,06 2,95 ± 0,19 77 ± 2 62 ± 2 2,22 ± 0,05 70 0,90 ± 0,06 3,05 ± 0,10 73 ± 1 60 ± 1 1,68 ± 0,03 71 1,00 ± 0,05 3,07 ± 0,00 72 ± 1 102 ± 1 0,75 ± 0,03 81 2,50 ± 0,03 4,26 ± 0,29 96 ± 2 101 ± 0 1,35 ± 0,02 82 0,46 ± 0,01 2,22 ± 0,15 81 ± 2 73 ± 2 0,78 ± 0,03 86 2,75 ± 0,02 2,54 ± 0,07 104 ± 2 118 ± 0 1,71 ± 0,03 87 2,34 ± 0,01 2,26 ± 0,12 114 ± 1 101 ± 1 2,32 ± 0,02 128 0,99 ± 0,01 2,21 ± 0,04 59 ± 1 73 ± 2 1,46 ± 0,04 130 1,70 ± 0,05 2,52 ± 0,05 77 ± 2 113 ± 1 1,72 ± 0,02 131 3,04 ± 0,05 2,26 ± 0,11 130 ± 1 110 ± 0 2,74 ± 0,00 139 1,69 ± 0,06 2,06 ± 0,03 122 ± 5 63 ± 1 2,68 ± 0,07 257 2,24 ± 0,04 0,89 ± 0,03 72 ± 2 99 ± 1 2,27 ± 0,06 258 1,31 ± 0,03 2,54 ± 0,31 66 ± 9 60 ± 1 1,35 ± 0,04 259 4,70 ± 0,00 2,17 ± 0,16 102 ± 1 117 ± 0 3,27 ± 0,06 265 1,58 ± 0,05 0,98 ± 0,05 72 ± 1 94 ± 1 2,52 ± 0,03 269 1,76 ± 0,01 0,66 ± 0,03 63 ± 1 107 ± 1 2,24 ± 0,01 303 1,54 ± 0,05 2,87 ± 0,15 75 ± 1 62 ± 0 2,44 ± 0,04 Μέσος όρος Τυπική απόκλιση Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 22

3.1. Κατανομή των στοιχείων στα κλάσματα και σχέσεις μεταξύ των παρόμοιων κλασμάτων, των δύο μεθόδων διαδοχικής εκχύλισης Η συγκέντρωση του Cd σε όλα τα κλάσματα και των δύο μεθόδων διαδοχικής εκχύλισης κυμαινόταν στα όρια ανίχνευσης ή ήταν χαμηλότερη και για αυτόν το λόγο δεν παρουσιάζονται οι αντίστοιχες τιμές στους Πίνακες 3 και 4. Επίσης, ο Cu ήταν ανιχνεύσιμος (όριο αναλυτικού προσδιορισμού 0,1 mg L -1 ) μόνο στο τελευταίο στάδιο, κλάσμα «συστατικό της δομής των ορυκτών», και των δύο μεθόδων διαδοχικής εκχύλισης. Ο Pb εκχυλίσθηκε σε όλα τα στάδια της αρχικής μεθόδου των Tessier και συνεργατών, σε αντίθεση με την τροποποιημένη μέθοδο BCR, όπου ήταν ανιχνεύσιμος (όριο αναλυτικού προσδιορισμού 0,2 mg L -1 ) μόνο στο δεύτερο στάδιο, κλάσμα «συνδεδεμένο με τα οξείδια Fe-Mn». Ο Fe εκχυλίσθηκε σε όλα τα στάδια και των δύο μεθόδων διαδοχικής εκχύλισης, εκτός από το πρώτο στάδιο της τροποποιημένης μεθόδου BCR, «υδατοδιαλυτό + ανταλλάξιμο» κλάσμα, που ήταν μη ανιχνεύσιμος (όριο αναλυτικού προσδιορισμού 0,1 mg L -1 ). Τα στοιχεία Mn και Zn εκχυλίσθηκαν και στα τέσσερα στάδια των δύο μεθόδων διαδοχικής εκχύλισης (Πίνακες 3 και 4). Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 23

Πίνακας 3. Συγκεντρώσεις των εκχυλιζομένων στοιχείων στα διάφορα στάδια της τροποποιημένης μεθόδου BCR α/α Cu Zn Pb Στάδιο-Κλάσμα 4 1 2 3 4 2 (mg kg -1 ) 47 15,6 ± 0,5 9,0 ± 1,3 21,7 ± 2,1 24,1 ± 4,2 54 ± 5 6,4 ± 0,4 49 8,1 ± 0,5 15,6 ± 6,8 15,4 ± 0,8 14,7 ± 2,0 64 ± 5 8,4 ± 1,1 50 10,9 ± 1,0 13,1 ± 0,6 21,9 ± 3,7 28,4 ± 7,5 78 ± 10 7,3 ± 0,2 51 20,9 ± 1,4 9,2 ± 2,1 18,1 ± 3,0 15,5 ± 3,7 88 ± 5 6,0 ± 1,0 53 24,9 ± 0,8 13,0 ± 3,2 22,2 ± 0,3 15,4 ± 4,3 73 ± 7 7,2 ± 0,7 55 13,5 ± 0,4 6,8 ± 1,2 18,6 ± 5,7 19,0 ± 3,1 75 ± 3 4,9 ± 0,5 56 18,5 ± 1,4 5,5 ± 0,9 19,4 ± 5,9 12,4 ± 1,5 65 ± 6 3,6 ± 0,5 57 23,6 ± 0,8 12,3 ± 1,3 18,9 ± 3,7 26,9 ± 7,5 72 ± 3 2,7 ± 0,6 58 11,4 ± 1,0 10,6 ± 3,9 23,5 ± 3,7 21,5 ± 6,5 76 ± 4 8,1 ± 1,0 61 12,5 ± 0,8 5,9 ± 0,5 14,8 ± 2,3 17,7 ± 1,3 76 ± 4 9,8 ± 1,1 67 18,2 ± 0,6 7,6 ± 1,3 26,6 ± 6,0 29,2 ± 0,5 53 ± 9 3,7 ± 0,8 68 12,9 ± 1,1 5,4 ± 0,7 11,2 ± 1,2 13,6 ± 3,7 79 ± 2 11,7 ± 0,5 69 30,5 ± 1,7 6,1 ± 0,6 18,2 ± 6,8 13,4 ± 0,3 79 ± 3 9,5 ± 0,6 70 13,4 ± 0,7 6,8 ± 0,9 18,8 ± 6,0 16,6 ± 3,8 65 ± 1 5,9 ± 0,8 71 15,3 ± 1,1 8,1 ± 0,7 20,9 ± 4,6 16,2 ± 2,6 70 ± 3 4,6 ± 0,1 81 21,0 ± 0,8 9,1 ± 0,6 20,9 ± 2,1 19,8 ± 3,3 69 ± 5 6,2 ± 0,3 82 5,5 ± 0,4 5,5 ± 1,5 15,7 ± 4,1 14,9 ± 0,6 64 ± 9 2,9 ± 0,3 86 13,6 ± 0,3 6,2 ± 0,7 19,5 ± 3,3 17,0 ± 5,6 45 ± 0 14,3 ± 1,3 87 16,6 ± 0,3 5,2 ± 2,2 24,4 ± 1,8 23,0 ± 6,2 59 ± 2 13,5 ± 1,2 128 11,4 ± 0,5 6,9 ± 0,4 13,4 ± 2,8 7,5 ± 1,2 55 ± 13 14,8 ± 0,2 130 28,2 ± 1,6 6,9 ± 0,7 25,0 ± 4,3 13,6 ± 4,6 60 ± 2 12,2 ± 0,7 131 21,8 ± 0,8 5,2 ± 1,1 13,3 ± 2,7 6,5 ± 1,5 73 ± 2 11,6 ± 0,2 139 6,8 ± 0,6 11,3 ± 6,4 21,1 ± 12,7 15,8 ± 7,3 55 ± 11 11,6 ± 0,5 257 20,7 ± 2,1 7,3 ± 0,2 17,2 ± 3,1 16,5 ± 2,6 89 ± 13 11,5 ± 0,9 258 9,8 ± 3,3 16,8 ± 4,6 14,4 ± 1,6 12,3 ± 4,4 53 ± 6 7,4 ± 0,7 259 43,4 ± 2,2 5,2 ± 1,3 17,1 ± 1,2 16,6 ± 3,4 111 ± 21 20,4 ± 0,5 265 14,2 ± 1,7 7,9 ± 1,9 18,7 ± 3,2 23,0 ± 4,5 58 ± 8 10,3 ± 1,7 269 15,4 ± 2,0 14,2 ± 1,2 21,6 ± 6,9 24,8 ± 11,2 68 ± 14 10,3 ± 1,1 303 11,5 ± 0,9 7,5 ± 0,6 20,8 ± 2,1 16,7 ± 4,6 66 ± 5 5,5 ± 1,1 Μέσος όρος Τυπική απόκλιση Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 24

Πίνακας 3. Συγκεντρώσεις των εκχυλιζομένων στοιχείων στα διάφορα στάδια της τροποποιημένης μεθόδου BCR (συνέχεια) α/α Fe Στάδιο-Κλάσμα 2 3 4 (mg kg -1 ) 47 1453 ± 90 861 ± 12 29010 ± 507 49 814 ± 16 146 ± 42 21298 ± 1363 50 745 ± 43 793 ± 15 31643 ± 972 51 1423 ± 24 523 ± 24 38492 ± 2229 53 1413 ± 59 424 ± 51 30568 ± 519 55 1115 ± 98 436 ± 62 28546 ± 326 56 1227 ± 77 256 ± 18 27542 ± 912 57 835 ± 41 725 ± 42 32418 ± 627 58 1009 ± 30 363 ± 18 23423 ± 1333 61 1066 ± 36 359 ± 41 23092 ± 1552 67 1810 ± 113 528 ± 55 25010 ± 682 68 812 ± 52 357 ± 36 23978 ± 892 69 782 ± 26 565 ± 25 31296 ± 784 70 596 ± 42 416 ± 45 24472 ± 717 71 819 ± 45 373 ± 57 27330 ± 537 81 1184 ± 66 480 ± 26 28318 ± 1788 82 1128 ± 81 685 ± 89 31425 ± 884 86 899 ± 113 128 ± 21 24682 ± 558 87 1065 ± 102 476 ± 13 36512 ± 1526 128 554 ± 49 63 ± 14 18135 ± 1086 130 674 ± 16 383 ± 25 36020 ± 2925 131 885 ± 10 244 ± 29 40498 ± 514 139 713 ± 9 99 ± 13 18206 ± 561 257 793 ± 53 213 ± 45 31947 ± 1065 258 463 ± 98 124 ± 58 21274 ± 3606 259 1110 ± 136 445 ± 61 36764 ± 3082 265 543 ± 70 293 ± 18 22517 ± 345 269 579 ± 30 293 ± 25 23944 ± 2592 303 534 ± 33 165 ± 21 23646 ± 3517 Μέσος όρος Τυπική απόκλιση Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 25

Πίνακας 3. Συγκεντρώσεις των εκχυλιζομένων στοιχείων στα διάφορα στάδια της τροποποιημένης μεθόδου BCR (συνέχεια) α/α Mn Στάδιο-Κλάσμα 1 2 3 4 (mg kg -1 ) 47 64 ± 5 177 ± 13 25,7 ± 0,3 149 ± 3 49 55 ± 4 121 ± 7 16,3 ± 1,3 145 ± 6 50 27 ± 1 32 ± 3 30,4 ± 0,7 172 ± 3 51 78 ± 2 304 ± 10 32,1 ± 1,2 171 ± 7 53 100 ± 8 216 ± 13 28,5 ± 1,5 156 ± 5 55 132 ± 3 250 ± 29 43,6 ± 1,8 145 ± 0 56 96 ± 3 274 ± 50 25,5 ± 2,4 158 ± 4 57 71 ± 8 163 ± 22 23,5 ± 0,3 85 ± 1 58 108 ± 3 185 ± 42 29,9 ± 1,2 156 ± 0 61 118 ± 5 238 ± 60 35,0 ± 1,6 144 ± 8 67 107 ± 1 394 ± 61 31,2 ± 3,0 117 ± 5 68 101 ± 5 127 ± 11 26,1 ± 0,3 139 ± 2 69 49 ± 1 126 ± 8 21,5 ± 1,3 138 ± 6 70 51 ± 3 67 ± 11 22,6 ± 0,6 128 ± 3 71 103 ± 6 176 ± 8 24,0 ± 0,7 156 ± 2 81 91 ± 2 203 ± 6 26,1 ± 0,6 131 ± 5 82 53 ± 2 134 ± 5 24,5 ± 0,7 133 ± 3 86 160 ± 1 117 ± 5 30,2 ± 4,4 187 ± 10 87 97 ± 2 214 ± 18 43,7 ± 2,9 184 ± 6 128 78 ± 3 192 ± 3 20,3 ± 3,1 103 ± 5 130 109 ± 3 287 ± 18 37,5 ± 2,5 170 ± 3 131 76 ± 5 200 ± 14 39,8 ± 1,1 139 ± 4 139 51 ± 4 54 ± 4 11,5 ± 0,7 94 ± 5 257 107 ± 2 161 ± 9 27,4 ± 1,3 127 ± 5 258 94 ± 15 144 ± 15 11,9 ± 0,4 84 ± 6 259 134 ± 5 448 ± 27 48,4 ± 2,1 138 ± 2 265 65 ± 1 148 ± 40 33,6 ± 7,4 95 ± 3 269 99 ± 9 263 ± 21 47,9 ± 1,5 100 ± 4 303 45 ± 2 501 ± 106 21,9 ± 1,4 72 ± 8 Μέσος όρος Τυπική απόκλιση Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 26

Πίνακας 4. Συγκεντρώσεις των εκχυλιζομένων στοιχείων στα διάφορα στάδια της αρχικής μεθόδου των Tessier και συνεργατών α/α Cu Zn Στάδιο-Κλάσμα 5 1 3 4 5 (mg kg -1 ) 47 11,4 ± 1,3 12,2 ± 1,2 14,2 ± 0,3 7,5 ± 0,9 62 ± 7 49 7,1 ± 0,8 13,3 ± 1,7 17,1 ± 1,1 7,6 ± 1,3 60 ± 2 50 10,9 ± 0,5 9,8 ± 1,3 9,9 ± 0,3 6,0 ± 0,5 70 ± 3 51 16,9 ± 1,8 10,3 ± 2,9 13,4 ± 2,7 7,3 ± 0,8 81 ± 6 53 18,1 ± 0,5 8,8 ± 1,7 12,9 ± 0,3 6,1 ± 0,7 84 ± 5 55 11,6 ± 1,0 9,2 ± 0,2 10,4 ± 1,4 6,9 ± 0,6 66 ± 3 56 11,9 ± 0,8 9,8 ± 0,5 11,6 ± 1,0 5,4 ± 0,1 60 ± 4 57 18,5 ± 0,9 7,1 ± 0,1 9,1 ± 0,1 6,1 ± 1,2 69 ± 4 58 8,8 ± 1,0 7,3 ± 0,1 10,0 ± 1,0 5,2 ± 1,8 61 ± 6 61 8,4 ± 0,3 6,7 ± 1,9 10,3 ± 1,3 4,0 ± 0,7 65 ± 3 67 13,7 ± 0,1 7,2 ± 1,7 11,1 ± 1,3 5,7 ± 1,5 57 ± 4 68 9,0 ± 0,4 7,3 ± 1,2 10,9 ± 1,2 5,4 ± 1,2 68 ± 3 69 20,9 ± 0,9 6,6 ± 0,2 11,0 ± 0,8 5,2 ± 0,4 86 ± 3 70 9,9 ± 0,3 6,7 ± 0,9 9,6 ± 2,0 4,6 ± 0,8 60 ± 1 71 10,7 ± 1,2 6,6 ± 0,9 10,4 ± 0,9 4,1 ± 0,2 58 ± 4 81 16,4 ± 0,7 6,8 ± 0,8 9,9 ± 1,3 4,6 ± 1,3 60 ± 3 82 3,6 ± 0,1 5,6 ± 0,9 8,1 ± 2,1 3,7 ± 0,3 53 ± 3 86 9,9 ± 0,3 5,4 ± 0,4 7,5 ± 0,3 4,1 ± 0,4 48 ± 2 87 11,9 ± 0,5 6,0 ± 0,6 7,6 ± 1,7 3,7 ± 0,2 55 ± 2 128 6,9 ± 0,5 5,5 ± 0,2 7,7 ± 0,0 3,7 ± 0,6 50 ± 4 130 18,0 ± 0,4 5,7 ± 0,4 6,8 ± 0,2 5,1 ± 1,0 50 ± 2 131 14,9 ± 0,4 7,2 ± 1,8 8,6 ± 1,3 2,6 ± 0,3 66 ± 8 139 3,7 ± 0,8 12,0 ± 0,2 7,5 ± 0,5 3,0 ± 0,1 33 ± 8 257 13,8 ± 0,3 5,5 ± 0,5 6,8 ± 1,0 3,3 ± 0,3 61 ± 6 258 4,1 ± 0,9 5,5 ± 0,6 6,6 ± 0,2 2,2 ± 0,1 27 ± 5 259 33,4 ± 0,8 4,4 ± 0,3 8,3 ± 1,1 4,2 ± 0,3 73 ± 3 265 9,2 ± 0,3 8,0 ± 1,9 4,7 ± 1,1 4,5 ± 1,4 38 ± 10 269 10,7 ± 0,3 5,3 ± 1,1 6,2 ± 0,8 3,1 ± 0,2 48 ± 2 303 4,8 ± 0,9 7,3 ± 0,8 6,9 ± 1,0 3,3 ± 0,5 38 ± 8 Μέσος όρος Τυπική απόκλιση Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 27

Πίνακας 4. Συγκεντρώσεις των εκχυλιζομένων στοιχείων στα διάφορα στάδια της αρχικής μεθόδου των Tessier και συνεργατών (συνέχεια) α/α Pb Στάδιο-Κλάσμα 1 3 4 5 (mg kg -1 ) 47 0,72 ± 0,32 5,9 ± 0,2 1,4 ± 0,4 4,7 ± 0,5 49 1,34 ± 0,25 7,5 ± 0,2 0,9 ± 0,4 9,4 ± 1,2 50 2,52 ± 0,09 6,7 ± 0,3 1,4 ± 0,9 13,9 ± 0,9 51 1,06 ± 0,37 3,7 ± 0,2 2,3 ± 0,4 7,4 ± 0,3 53 0,71 ± 0,18 5,2 ± 0,6 2,5 ± 0,4 6,8 ± 0,4 55 1,81 ± 0,22 8,2 ± 0,8 4,1 ± 0,7 11,5 ± 0,2 56 0,93 ± 0,21 4,5 ± 1,4 1,1 ± 0,3 4,9 ± 0,5 57 0,92 ± 0,05 6,1 ± 0,6 2,9 ± 0,1 10,2 ± 0,8 58 1,55 ± 0,06 10,1 ± 1,1 4,8 ± 0,5 12,5 ± 0,9 61 1,87 ± 0,06 10,1 ± 0,5 5,3 ± 0,5 15,0 ± 2,3 67 0,93 ± 0,12 6,5 ± 0,3 2,8 ± 0,3 7,5 ± 0,3 68 2,09 ± 0,25 10,6 ± 0,6 4,2 ± 0,4 18,3 ± 1,2 69 1,55 ± 0,07 10,1 ± 0,2 3,7 ± 0,3 10,0 ± 0,8 70 1,59 ± 0,15 8,2 ± 0,6 2,8 ± 0,3 12,2 ± 0,4 71 0,43 ± 0,36 4,0 ± 0,6 2,1 ± 0,3 8,1 ± 0,6 81 0,42 ± 0,15 5,4 ± 0,4 2,9 ± 0,2 6,2 ± 0,7 82 0,27 ± 0,00 2,4 ± 0,1 1,6 ± 0,2 7,4 ± 0,2 86 0,48 ± 0,09 8,2 ± 0,8 2,3 ± 0,4 10,7 ± 0,3 87 1,23 ± 0,10 5,6 ± 0,1 2,8 ± 0,1 8,8 ± 0,3 128 0,37 ± 0,14 8,8 ± 2,5 2,1 ± 0,1 8,8 ± 0,5 130 0,53 ± 0,09 6,2 ± 0,7 2,1 ± 0,1 7,9 ± 0,3 131 1,80 ± 0,03 7,4 ± 0,6 4,1 ± 0,3 9,2 ± 0,2 139 1,13 ± 0,22 10,5 ± 0,7 3,5 ± 0,4 8,8 ± 2,1 257 1,64 ± 0,11 11,1 ± 0,3 4,5 ± 0,7 10,9 ± 0,3 258 1,07 ± 0,29 7,5 ± 0,1 3,8 ± 0,1 16,3 ± 1,5 259 1,35 ± 0,26 13,0 ± 0,6 7,9 ± 0,7 15,5 ± 0,4 265 2,34 ± 0,20 6,8 ± 0,4 4,5 ± 0,1 5,3 ± 0,6 269 1,61 ± 0,07 8,8 ± 0,7 5,5 ± 0,6 7,7 ± 1,2 303 2,18 ± 0,12 5,0 ± 0,4 3,7 ± 0,3 7,7 ± 1,2 Μέσος όρος Τυπική απόκλιση Εργαστήριο Εδαφολογίας, Γεωπονική Σχολή, Α.Π.Θ. 28