یکی از روش های تعیین وضعیت پتاسیم در خاک و مدیریت مصرف کود، استفاده از منحنی های کمیت-شدت (Q/I) و پارامترهای آن است. این مطالعه به منظور تعیین و مقایسه پارامترهای Q/I پتاسیم در خاک های دشت مبارکه و دشت شهرکرد به ترتیب، در استان های اصفهان و چهارمحال و بختیاری انجام شد. منحنی های Q/I به دست آمده، شکل معمول گزارش شده در منابع را نشان دادند، اما از نظر پارامترهای Q/I تفاوت هایی بین خاک ها وجود داشت که نشان دهنده وضعیت متفاوت خاک ها از نظر حاصلخیزی پتاسیم است. نتایج پارامترهای Q/I نشان داد که در افق های سطحی (افق A) خاک های دشت مبارکه و دشت شهرکرد نسبت فعالیت پتاسیم در حال تعادل (AR0) به ترتیب در دامنه 0.014 تا 0.064 و 0.017 تا (mmol.l-1)0.5 0.081، پتاسیم به آسانی قابل تبادل (DK0) به ترتیب در دامنه 0.26 تا 0.87 و 0.56 تا 4.05 mmol.kg-1، پتاسیم به سختی قابل تبادل (KX) به ترتیب در دامنه 1.57 تا 1.73 و 3.69 تا 5.25 mmol.kg-1 و ظرفیت بافری بالقوه پتاسیم (PBCK) به ترتیب در دامنه 13.6 تا 26.15 و 30.97 تا 49.96 [mmol.kg-1/(mmol.L-1)0.5] بود. مطالعه همبستگی بین پارامترهای Q/I و ویژگی های خاک، حاکی از همبستگی معنی دار بین PBCK و CEC در خاک های مبارکه (r=0.86) و عدم همبستگی در خاک های شهرکرد می باشد. همبستگی معنی دار بین AR0 با پتاسیم تبادلی در خاک مبارکه (r=-0.64) و در خاک شهرکرد (r=-0.68) و نیز بین DK0 و مقدار پتاسیم تبادلی (r=0.86 در خاک مبارکه و r=0.83 در خاک شهرکرد) مشاهده شد.

پتاسیم فراوان ترین عنصر غذایی موجود در افق سطحی خاک با مواد آلی بالا می باشد که علاوه بر وظایف فیزیولوژیکی بسیار مهمی که در گیاه به عهده دارد، در بهبود کیفیت محصولات کشاورزی نیز جایگاه ویژه ای را به خود اختصاص داده است. در ارزیابی قابلیت استفاده پتاسیم خاک و مدیریت مصرف کود، منحنی های کمیت - شدت (Q/I) اطلاعات مفیدی ارائه می کنند. این بررسی جهت تعیین رابطه کمیت - شدت پتاسیم Q/I و بدست آوردن پارامترهایی مانند پتاسیم به سهولت قابل تبادل (DoK)، پتاسیم به سختی قابل تبادل (KX)، نسبت فعالیت پتاسیم (ARK)، نسبت فعالیت پتاسیم در حال تعادل (ARKe) و ظرفیت بالقوه بافری (PBCk) در خاکی با رس غالب ایلایت و تاثیر اختلاط زئولیت با خاک بر این پارامترها در مقایسه با خاکی با خصوصیات مشابه و رس غالب کائولینایت بود. نمونه های خاک از 30-0 سانتی متر خاک پردیس گرگان و لورک اصفهان تهیه گردید. بافت، ظرفیت تبادل کاتیونی و پتاسیم قابل عصاره گیری این دو خاک مشابه و میزان رس ایلایت در خاک پردیس غالب بود. زئولیت با شدت بالای پتاسیم در محلول خاک ها موجب افزایش ظرفیت بالقوه بافری گردید. با شدت های کمتر از(mol-1)0.5/meq.100g-1)0.001  در محلول خاک با رس غالب ایلایت، پتاسیم موجود در مکان های غیر اختصاصی در زئولیت ممکن است پتاسیم مصرف شده از محلول خاک را با سرعت بیشتری بافر نماید. انتظار همبستگی بین پتاسیم قابل جذب گیاه و ظرفیت بالقوه بافری پتاسیم (PBCk) در خاک پردیس وجود ندارد (در این خاک بین پتاسیم قابل جذب گیاه و پتاسیم قابل عصاره گیری با استات آمونیوم همبستگی وجود نداشت). ولی ممکن است مابین جذب ریشه ای پتاسیم و پتاسیم به سهولت قابل تبادل (DoK) و یا نسبت فعالیت پتاسیم در حال تعادل (ARKe) همبستگی وجود داشته باشد که بررسی آن نیازمند کارهای بعدی تحقیقاتی است.

عنصر پتاسیم مانند سایر عناصر غذایی اصلی در تغذیه گیاه نیشکر، کمیت و کیفیت محصول، عنصر غذایی بسیار مهمی است. برای ارزیابی قابلیت استفاده پتاسیم خاک و مدیریت مصرف کود منحنی های کمیت – شدت (Q/I) پتاسیم مانند پتاسیم به سهولت قابل تبادل (DKo) ، پتاسیم به سختی قابل تبادل (Kx)، نسبت فعالیت پتاسیم (ARK) و ظرفیت بافری بالقوه پتاسیم (PBCK) و ضرایب همبستگی بین این پارامترها و خصوصیات فیزیکو شیمیایی نمونه های خاک 30 – 0 سانتی متر تحت کشت نیشکر استان خوزستان اجرا شد. نتایج نشان داد که DKo از 0.0353 تا 0.2257 با میانگین 0.0835 میلی اکی والان درصد گرم، Kx از 1.063 تا 4.143 با میانگین 2.325 میلی اکی والان درصد گرم، ARo از 0.0125 تا 0.0941 با میانگین 0.040 میلی مول در لیتر و PBCK از 1.2034 تا 3.0651 با میانگین 2.232 (mmolL-1)0.5/(meq100-1g) متغیر بود. منحنی های Q/I شکل معمول مشاهده شده در منابع را داشت اما در خاکهای مختلف متفاوت بودند. ضریب همبستگی بین PBCK و درصد رس (r=0.81**) CEC, (r=0.83**)، پتاسیم قابل تبادل (r=0.59*) و درصد ماده آلی (r=0.62*) معنی دار ولی با سابقه کشت، پتاسیم محلول و pH غیر معنی دار بود. نتایج نشان داد که کشت و کار طولانی مدت بدون اضافه کردن کود پتاسه سبب کاهش میزان پتاسیم بسهولت قابل دسترس (محلول و تبادلی) شده است ولی تاثیری بر پتاسیم غیر قابل تبادل و ساختاری نداشته است.

پتاسیم وظایف فیزیولوژیکی بسیار مهمی را در گیاه به عهده دارد و از عناصر غذایی ضروری گیاه محسوب می شود. در ارزیابی قابلیت استفاده پتاسیم خاک و مدیریت مصرف کود، ایزوترم های تبادلی پتاسیم که از منحنی های کمیت- شدت ناشی می شوند، اطلاعات مفیدی را ارایه می کنند. در این بررسی برای تعیین رابطه کمیت- شدت پتاسیم و به دست آوردن پارامترهایی مانند پتاسیم به سهولت قابل تبادل، پتاسیم به سختی قابل تبادل، نسبت فعالیت پتاسیم، نسبت فعالیت پتاسیم در حال تعادل و ظرفیت بالقوه بافری، 4 تیمار کلرید پتاسیم، کلرید پتاسیم + کلرید آمونیوم، کلرید پتاسیم + مونوفسفات سدیم و کلرید پتاسیم + کلرید آمونیوم + مونوفسفات سدیم بر روی نمونه های خاکی که از عمق 30-0 سانتی متری و از سه منطقه سری خاک رحمت آباد (پردیس کشاورزی گرگان)، لورک اصفهان و دهستان صالحان خمین با سطوح ویژه متفاوت تهیه شده بود، اعمال گردید و با استفاده از آزمون مقایسه میانگین جفتی مشاهده شد که در همه تیمارها، بیش ترین مقدار ظرفیت بالقوه بافری برای خاک پردیس گرگان به دست آمد. این بیانگر این است که وجود رس غالب ایلایت در خاک پردیس، موجب تثبیت شدن پتاسیم در بین لایه ها می گردد. از بین 4 تیمار در هر خاک، بیش ترین مقدار ظرفیت بالقوه بافری با تیمار کلرید پتاسیم و کم ترین مقدار آن با تیمار کلرید پتاسیم + کلرید آمونیوم مشاهده شد. تیمار کلرید پتاسیم + مونوفسفات سدیم دارای ظرفیت بالقوه بافری بیش تری نسبت به تیمار کلرید پتاسیم + کلرید آمونیوم + مونوفسفات سدیم بود. افزایش غلظت نمک سدیم در محلول خاک، موجب افزایش غلظت نمک در لایه دوگانه پخشیده الکتریکی و افزایش ظرفیت بالقوه بافری می گردد. برای مقایسه میزان قابلیت استفاده پتاسیم خاک های با سطح ویژه بالا و لایه دوگانه الکتریکی منقطع با خاک های با سطح ویژه پایین، غلظت پتاسیم در حالت تعادل ممکن است معیار مناسبی باشد و پیشنهاد می شود به جای ظرفیت بافری پتاسیم، همبستگی میزان پتاسیم قابل استفاده خاک ها با نسبت فعالیت پتاسیم در حال تعادل آن ها بررسی گردد.

در این بررسی تحت شرایط گلخانه ای، اثر آنیون همراه پتاسیم بر روابط کمیت – شدت پتاسیم خاک (Q/I) و تعیین همبستگی آن با خصوصیات خاکی و شاخصهای گیاهی گندم (.Triticum aestivum L) در منطقه آبیک استان قزوین مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی که فاکتور اول 21 نمونه خاک و فاکتور دوم دو سطح کودی 0 و 100 میلی گرم پتاسیم در کیلوگرم در سه تکرار انجام شد. به منظور تعیین اثر آنیون همراه پتاسیم بر روابط کمیت – شدت پتاسیم خاک (Q/I) از دو محلول کلرید پتاسیم (با آنیون همراه -Cl) و سولفات پتاسیم (با آنیون همراه SO4-2) استفاده گردید. اثر کود پتاسه بر عملکرد گیاه گندم در سطح %5 و اثر خصوصیات خاک بر عملکرد گندم در سطح %1 معنی دار گردید، ظرفیت بافری بالقوه پتاسیم خاک (PBCk) همبستگی بالایی را با ظرفیت تبادل کاتیونی (r=0.969**) CEC، درصد رس (r=0.908**) و درصد اشباع خاک (r=0.872**) نشان داد. در نهایت معادله زیر به عنوان برآورد کننده ظرفیت بافری خاک در خاک های زیر کشت گندم منطقه آبیک پیشنهاد گردید. PBCk=7.419 CEC-19.743 و R2adj=0.782 بین ظرفیت بافری بالقوه پتاسیم خاک (PBCk) حاصل از دو محلول پتاسیمی اختلاف معنی داری در سطح %5 وجود داشت. همچنین بین پتاسیم به سهولت قابل تبادل ( DK0) حاصل از این دو محلول اختلاف معنی داری در سطح %1 وجود داشت اما بین نسبت فعالیت پتاسیم در حالت تعادل (AReK) دو محلول اختلاف معنی داری وجود نداشت. همبستگی بین پارامترهای Q/I حاصل از دو محلول پتاسیمی با خصوصیات خاک دارای تفاوت معنی داری نبود اما از نظر همبستگی با شاخصهای گیاهی بین این دو محلول تفاوت معنی داری وجود داشت و کلرید پتاسیم در تعیین رابطه کمیت – شدت پتاسیم خاک (Q/I) ارجح بود.

هدف آزمایش بررسی ظرفیت بافری شماری از بافرها یا قلیایی کننده ها و تأثیر آن ها بر هضم و تخمیر جیره های پر کنسانتره بود. از غلظت های 0، 5/0، 1، 5/1 و 2 گرم در 100 میلی لیتر انواع بافرها و قلیایی کننده ها شامل: بی کربنات سدیم، سدیمسسکویی کربنات، اکسید منیزیم، کربنات منیزیم، بنتونیت سدیم، زئولیت و بافر ترکیبی (75/0 درصد سدیم سسکویی کربنات+ 75/0درصد بی کربنات سدیم) استفاده شد. pH اولیه ی محلول بافری، مقدار اسید هیدروکلریک مصرف شده برای تغییر ناگهانی pH به 2/5 یا زیر آن و pH نهایی ثبت شد. کمترین هیدروکلریدریک اسید مصرف شده برای کاهش ناگهانی pH به ترتیب مربوط به محلول بافری حاوی بنتونیت سدیم، اکسید منیزیم، کربنات منیزیم و شاهد بود و بیشترین آن برای سطح 5/1 و 2 درصد سدیم سسکویی کربنات، بافر ترکیبی و سطح 5/1 و 2 درصد بی کربنات سدیم بود. بافر زئولیت نیز مقاومت مناسبی در برابر تغییر pH نشان داد و تفاوت معنی داری با بافر ترکیبی و یا بافر بی کربنات سدیم نداشت. تیمارهای مورد استفاده در آزمایش تولید گاز شامل: جیره ی شاهد یا پایه بدون افزودن بافر و مقادیر 5/0 تا 2 درصد بی کربنات سدیم، 5/0 تا 2 درصد سدیم سسکویی کربنات، 5/0 درصد بنتونیت سدیم، 2 درصد کربنات منیزیم، 5/1، 2 و 5/2 درصد زئولیت و بافر ترکیبی بود که به جیره ی پایه افزوده شدند. بیشترین گاز تولیدشده مربوط به بافرهای سدیم سسکویی کربنات، بی کربنات سدیم، بافر ترکیبی و زئولیت بود. بنابراین، از نظر ظرفیت بافری و حجم گاز تولیدشده، سدیم سسکویی کربنات بهترین جایگاه و پس از آن بافر ترکیبی، بی کربنات سدیم و زئولیت نیز بافرهای مناسبی برای استفاده در جیره های حاوی مواد متراکم زیاد در تغذیه ی نشخوارکنندگان ارزیابی شدند.

آزمایشی طی دو مرحله با هدف بررسی ظرفیت و شاخص ارزش بافری برخی ترکیبات بافری و آلکالایزری بومی و تأثیر آن ها بر فراسنجه های تخمیر و هضم شکمبه ای در شرایط برون تنی انجام شد. نمونه های مختلف اکسید منیزیم، کربنات منیزیم و بنتونیت سدیم از معادن بومی استان خراسان جنوبی و یک نمونه بیکربنات سدیم به عنوان رایج ترین بافر مورد استفاده در تغذیه دام تهیه شد. در مرحله اول pH، ظرفیت بافری و شاخص ارزش بافری نمونه ها و در مرحله دوم فراسنجه های تخمیر و تولید گاز با دو سطح یک و سه درصد از نمونه های منتخب و در روش کشت ثابت شکمبه ای اندازه گیری شد. نتایج بدست آمده از مرحله ی اول نشان داد که بیشترین مقدار pH، ظرفیت بافری و شاخص ارزش بافری مربوط به نمونه های اکسید منیزیم بود که با سایر نمونه ها اختلاف معنی دار آماری داشت. در مرحله دوم آزمایش بیشترین مقدار تولید گاز پس از 96 ساعت انکوباسیون مربوط به سطح 3 و 1 درصد بیکربنات سدیم و کربنات منیزیم، و کمترین مقدار مربوط به سطح 3 درصد اکسید منیزیم بود. بالاترین مقدار pH و ماده خشک ناپدید شده پس از 24 ساعت انکوباسیون به ترتیب در سطح 3 درصد اکسید منیزیم و سطح 1 درصد کربنات منیزیم مشاهده شد. علاوه بر این ترکیبات مورد آزمایش بر غلظت نیتروژن آمونیاکی در طول 24 ساعت انکوباسیون تأثیری نداشتند. بطور کلی نتایج این پژوهش بیان می کند که ترکیبات آلکالایزری و بافری بومی، به لحاظ ویژگی های بافری تفاوت های زیادی داشته و نمونه های کربنات منیزیم بدون داشتن ظرفیت بافری بالا قادرند قابلیت هضم را بهبود ببخشند.