سعة التبادل الأنيونية (AEC)

سعة التبادل الأنيونية (AEC)*

& غالباً ما تكون سعة ادمصاص الأنيونات صغيرة مقارنة بسعة التبادل الكاتيونية لمعظم الترب الزراعية ، وتنتج السطوح الموجبة في التربة عن مجموعة من معادنها وغروياتها غير المتبلورة القادرة على ربط الشوارد الأنيونية بقوة على سطوحها ، تعرف سعة التبادل الأنيوني على أنها قدرة التربة على امتصاص أو إطلاق الأنيونات تحت ظروف التربة الطبيعية وهي عدد ميليمكافئات الأنيونات المدمصة على سطوح 100 غ تربة جافة . . ينشأ التبادل الأيوني من بروتونات مجموعات الهيدروكسيل OH^- على حواف طين السيليكات وعلى أسطح الفلزات المعدنية القادرة على ربط الأنيونات أهمها أكاسيد الحديد والألمنيوم المائية كالهيماتايت والجيوتايت والجبسايت والأكاسيد غير المتبلورة ومعادن الطين 1:1 و 1:2 ومعقدا الحديد والألمنيوم العضوية وأخيراً كربونات الكالسيوم . &

& وللسطوح الموجبة للمجموعات AlOH و FeOH أهميتها الخاصة كمواقع ادمصاص للأنيونات سواء كانت ضمن المركبات المعدنية أو العضوية كأحماض الهيوميك والفولفيك، وتشكل أنيونات الفوسفات HPO₄^-2 و H₂PO₄^- المكون الأساسي لمجموعة الأنيونات على معقد الأدصاص ومقدار مساهمة أنيونات السلفات SO₄^-2 و الموليبدات MoO₄^-2 قليلة وبدرجة أقل كثيراً كل من Cl^- و NO₃^- يرتبط تبادل الأيونات بصورة عكسية مع درجة التفاعل الهيدروجيني في التربة التي تسيطر عليها . كما أن الأنيونات SeO₄^-2 وإلى حد ما HS^- ، HCO₃^- ، و CO₃^- تدمص أساسا من خلال التبادل الأيوني . &

**مصادر سعة تبادل الأنيون**

& لم تتم دراسة تبادل الأنيون على المعادن الطينية والتربة مثل تبادل الكاتيونات . ويبدو أن تأثير التركيز ، والجزء المولي والأيون التكميلي على توزيع الأنيونات القابلة للتبديل (HPO₄^-2،H₂PO₄^- ، CI^- ، SO₄^-2 ، NO₃^- ، MoO₄^-2) مماثل للتأثير على الكاتيونات. &

& ومن المعروف أن تبادل الأنيون يزيد مع ادمصاص الكاتيونات. ويزيد AEC مع انخفاض درجة الحموضة في التربة . وعادة ما يكون الرقم الهيدروجيني للتربة الأكثر تأثيراً لرفع السعة التبادل الأنيوني AEC ، وبالتالي فإنه يلعب عموماً دورًا ثانويًا في تزويد النباتات بأنيونات . &

يمكن تمييز نوعين من الادمصاص للأنيونات الأول هو ادمصاص متبادل مع مجموعات الـ OH^- على معقدات الادمصاص ، والثاني هو ادمصاص على مجموعات الهيدروكسيل البروتونية OHH⁺ والتي يمكن أن نوضحها بشكل مبسط كما يلي :

& ولأن قيمة AEC لمعظم الترب الزراعية صغيرة بالمقارنة مع CEC ، يتم صد الأنيونات المعدنية مثل النترات (NO3^- و Cl^-) بواسطة الشحنة السالبة المتواجدة على سطوح غرويات التربة . وتبقى هذه الأيونات متنقلة في محلول التربة وبالتالي فهي عرضة للإرتشاح والانغسال ضمن آفاق التربة . على سبيل المثال ، يرتبط أنيون الفوسفات على الأماكن المشحونة إيجابيا (مثل كاتيونات الحديد والألمنيوم ومركبات الكالسيوم وما إلى ذلك) . &

& يختلف ذلك بحال وجود مصادر للشحنة الموجبة على سطوح التربة ، ففي ظل ظروف معينة ، تظهر أكاسيد الحديد من الحديد والألمنيوم وحتى الكاولينايت أدلة على وجود شحنات موجبة على أسطحها البلورية .

تنشأ من المصدرين التاليين:

1. بروتونات أو إضافة أيونات الهيدروجين إلى مجموعات الهيدروكسيل على حافة هذه المعادن. عند قيم درجة التفاعل الهيدروجيني pH العالية يميل أيون الهيدروجين إلى الانفصال عن الأكسجين ، تاركًا شحنة سالبة على السطح. وعندما ينخفض درجة pH ، يرتبط أيون الهيدروجين الإضافي بالهيدروكسيل ، مما يترك شحنة موجبة صافية.
2. تبادل مجموعات الهيدروكسيل (OH^-) مع الأنيونات الأخرى ، على سبيل المثال . الفوسفات وأنيونات أخرى المماثلة (تبادل الأنيون) . يحدث هذا التفاعل في المقام الأول عند انخفاض قيم pH ، ويتم استبدال أيون الهيدروكسيل السالب من أيونات الألومنيوم المشحونة إيجابيا في البلورة. &

**العوامل المؤثرة على سعة تبادل الأنيونات :**

& - درجة الحموضة في التربة: على عكس تبادل الكاتيون ، تزداد القدرة على الاحتفاظ بالأنيونات مع انخفاض في درجة الحموضة في التربة .

- كفاءة الأيونات: يزداد تبادل الأنيون مع تكافؤ الأنيون لكنه يتناقص مع زيادة تكافؤ الكاتيون.

- نوع و كمية الطين الغروي : التبادل الأيوني يكون أكبر بكثير في التربة التي تحتوي على معادن طينية من النوع 1: 1 وتلك التي تحتوي على أكاسيد مائية من الحديد والألمنيوم ، ثم التربة التي تحتوي على كميات كبيرة من 2: 1 نوع من المعادن الطينية . المعادن الطينية في مجموعة مونتموريونايت لسيليكات الطبقة الممتدة لديها عادة قدرة تبادل الأنيون أقل من 5 ملليمكافئ / 100غ . من ناحية أخرى ، يمكن أن تحتوي الكاولينات على قدرة تبادل أنيون تصل إلى 43 ميليمكافئ/ 100 غ عند درجة حموضة توازن حامضية 4.7 .

- تركيز الملح: ينخفض ​​عموماً تبادل الأنيون مع زيادة تركيز الأملاح في محلول التربة . وعند تواجد تركيز مرتفع من أحد الأملاح يحد من توزع الأيونات الأخرى وينافسها على مواقع الإدمصاص . بشكل عام ، الترتيب النسبي لتبادل الأنيون بحسب درجة أولويتها للادمصاص والذي يعكس هذا الترتيب أيضاً قوة الادمصاص (Parfitt, 1978) كالتالي :

في الترب الغنية بالمادة العضوية يمكن لنواتج تحلل المادة العضوية أن تنافس الشوارد الأنيونية المعدنية في ادمصاصها على مواقع التبادل ، وهنا يمكن فهم دور شاردة السترات R-COO^- والجذور السالبة لبعض الأحماض العضوية في تحرير الفوسفات المدمصة إلى محلول التربة ، الأمر الذي يزيد امتصاص الفوسفور من قبل جذور النبات . .&