مفهوم خاکشناسی عمومی

  • تاریخ انتشار : ۱۳۹۵/۰۵/۳۱
  • بازدید : ۲۱۲۳
تعریف و مفاهیم خاک
تعریف خاک : خاک مطمئن ترین قسمت پوسته جامد زمین را تشکیل می دهد که به صورت پوششی سست و کم ضخامت سنگ هایی را که هنوز تخریب نشده اند می پوشاند. ضخامت این پوشش (خاک) در شرایط عادی 5/0 تا 2 متر است. این قشر نازک در واقع بین جو (اتمسفر) قسمت سخت زمین که هنوز تحت تأثیر عوامل جوی واقع نشده و تخریب نگردیده (لیتوسفر) قرار گرفته است.
طبق تعریف ژنتیکی ، خاک ها بر اثر تخریب فیزیکی و شیمیایی سنگ ها و فعالیت موجودات زنده که سبب تشکیل هوموس می شود به وجود می آیند. بنابراین خاک در درجه اول جدول ترکیب است از مواد معدنی و الی – مواد معدنی آن شامل ریگ، شن، ماسه و غیره است که بر اثر تخریب و تجزیه سنگ بوجود می آید و مواد آلی را بقایای گیاهی و جانوری تشکیل می دهد.
عوامل تشکیل دهنده خاک :
خاک محصول هوازدگی (weathering) سنگ های پوسته جامد زمین است . هوازدگی به مجموعه تغییرات فیزیکی و شیمیایی کانی ها و سنگ های این پوسته می گویند. این پدیده را از آن جهت هوازدگی می گویند که مستقیم و غیر مستقیم با هوا و عوامل جوی ارتباط دارد. چون انواع سنگ های پوسته جامد زمین بنا به مبدأ پیدایش که می تواند آذرین، رسوبی و یا دگرگونی باشد و نیز نوع کانی هایی که این سنگ ها را تشکیل داده ند بسیار متفاوت است، بنابراین تأثیر جوی در تولید خاک به نوع سنگ هایی که تبدیل به خاک می شوند بستگی دارد. اصولاً سنگ هایی را که تبدیل به خاک می شوند سنگ مادر می نامند. عامل دیگر پیدایش خاک، نوع و شدت تأثیر عوامل جوی است. عمده ترین عوامل جوی عبارتند از درجه حرارت و تغییرات آن ، رطوبت و پراکندگی آن، باد به ویژه نزولات حاوی co2 آب های موجود در روی زمین نیز به هر شکل و ترتیبی که باشند عامل مؤثر دیگر در پیدایش خاک اند. غیر از سنگ مادر، عوامل جوی اشکال مختلف آب، موجودات زنده از عوامل دیگر در پیدایش خاک به حساب می آیند. پس خاک محل تلاقی چهار عامل سنگ مادر، عوامل جوی ، آب های زمین و موجودات زنده است.
در مناطق گرم و مرطوب که هر چهار عامل با شدت دست اندر کار تولید خاک هستند، خاک های تکامل یافته تری وجود دارد ولی در مناطق خشک که رطوبت و در مناطق سرد که حرارت تأثیر کمی بر پیدایش خاک دارند خاک ها عموماً جوان و تکامل نیافته اند.
دیدگاه هایی که خاک بر اساس آنها مورد مطالعه قرار می گیرد:
الف) ادافولوژی :
در این دیدگاه به خاک به عنوان محیط رشد گیاه نگریسته می شود. لذا خصوصیاتی از خاک مورد مطالعه قرار می گیرد که در رشد گیاهان عالی مؤثر است. جدا کردن دقیق این دو دیدگاه از یکدیگر میسر نیست. بعضی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی و بیولوژیکی در هر دو دیدگاه مشترک می باشد. در این کتاب ما بیشتر به جنبه ادوفولوژی توجه خواهیم کرد.
ب) پدولوژی:
در این دیدگاه به خاک به عنوان یک جسم طبیعی نگریسته می شود. مطالعاتی از قبیل منشأ خاک، طبقه بندی انواع آن و غیره که در آنها استفاده آنی برای گیاه مورد نظر نیست همگی در محدوده پدولوژی می باشد.

هوادیدگی:
 به دگرگونی فیزیکی و شیمیایی سنگها و کانیها در سطح زمین یا نزدیک آن هوادیدگی گفته می شود. زیرا سنگها و کانی ها با شرایط محیط خودشان از نظر دما، فشار و رطوبت در تعادل نیستند. هوادیدگی موجب خرد شدن سنگ ها و تجزیه و تغییراتی در کانی های اولیه و ثانویه می شود و آنها را به حالت پایدارتری در محیط خودشان می رساند.
هوادیدگی بر دو نوع است ؛ هوادیدگی فیزیکی و هوادیدگی شیمیایی . این دو نوع هوادیدگی اگر چه با هم عمل می کنند ولی ممکن است در محرله ای از پیدایش خاک تأثیر یکی بیش از دیگری باشد.

هوا دیدگی شیمیایی :
 به دگرگونی در ساختار شیمیایی و کافی شناختی سنگ ها ، کانی ها ، ساپرولیت (سنگ های هوا دیده و پوسیده که در آن ساختمان اصلی سنگ حفظ شده (است) و خاک هایی گفته می شود که در واقع تعدیل و بازتابی است در برابر دما، فشار آب، غلظت های شیمیایی و وضعیت محیط کنونی آنها عوامل محیطی که در تشکیل خاک مؤثر هستند عبارتند از :
آب و هوا، سنگ بستر، موجودات زنده (گیاهان و جانوران و موجودات ذره بینی خاکزی) ناهمواری ، آب ، انسان و زمان . این عوامل همگی در بستر زمان بر حسب چگونگی شرایط ، نوع و گستردگی فعل و انفعالات فیزیکی – شیمیایی که منجربه تشکیل خاک می گردد را تعیین می کنند. در حقیقت در پی این تحولات تخریب و افساد در سنگ های به وقوع پیوسته ، خاک تشکیل می شود و دراین میان هر چه درجه افساد در سنگ ها بیشتر باشد مرحله تکاملی خاک مرتبه والاتری را طی نموده است.
هوادیدگی فیزیکی :
 خرد شدن سنگ ها بدون تغییر شیمیایی و منیرالوژی (کانی شناسی) را هوادیدگی می گویند. در این هوادیدگی سنگ ها فقط به قطعات کوچکتر شکسته می شوند. عوامل اصلی شکسته شدن سنگ ها شامل تنش های درون سنگ به علت نوسان دمای شب و روز ، فشار ناشی از یخ زدن درون سنگ ها ، فشار ناشی از رشد کریستال و ته نشستهایی است که بر اثر ورود محلول های شور به درون شکاف های سنگ ایجاد می شود و همچنین فشاری که بر اثر رشد ریشه گیاه به وجود می آید.
تعریف برخی اصطلاحات خاک :
 1) پروفیل خاک :
در یک برش عمودی دیده می شود که خاک دارای لایه های افقی مختلف می باشد. این برش با مقطع عمودی را اصطلاحاً پروفیل یا نیمرخ خاک می نامند. در هر پروفیل خاک معمولاً لایه های افقی دیده می شود که از نظر عمق ، رنگ، مقدار مواد آلی نسبت ذرات ریز و درست و سایر خصوصیات با یکدیگر فرق می کنند. هر یک از این لایه های افقی را یک افق می نامند.
 خاک های معدنی :
خاک هایی هستند که مقدار ماده آلی آنها کمتر از 20 درصد وزن آنها است. کلیه خاک هایی که از این به بعد مطرح می شوند خاک های معدنی هستند به جز مواردی که اشاره به خاک های آلی شده باشد.
 خاک های آلی :
خاک هایی هستند که چنانچه درصد رس آنها کم است، حداقل 20 درصد وزن ماده آلی و چنانچه درصد رس آنها زیاد است، حداقل 30 درصد وزن ماده آلی باشد.
عوامل مؤثر خاکساز :
یکی از نتایج خاک شناسی شناخت این حقیقت است که خاک نیز مانند موجودات زنده به وجود می آید، بالغ و پیر می شود. مهم ترین دلیل تخریب فیزیکی، تغییرات شدید حرارتی است که از طریق انقباض و انبساط سنگ ها، موجب متلاشی شدن آنها می شود. یکی دیگر از راه های خرد شدن مکانیکی تصادم و به هم سائیده شدن ذرات در هنگام انتقال به ویژه توسط یخ در دوره یخبندان است. فعالیت انتقالی ذرات توسط آب و باد، امروزه یکی از فاکتورهای مؤثر در تشکیل خاکدانه است. با ادامه تخریب در اثر تجزیه فیزیکی و شیمیایی سنگ ها، از طریق تغییرات ایجاد شده ، ذرات خاکساز جدیدی ایجاد می شود.
ایجاد خاک های مختلف به سرعت و چگونگی جریان تخریب بستگی دارد که این خود نیز از طرفی به ترکیب سنگ های مادر و مقاومت آن در مقابل تأثیرات اتمسفری و از طرف دیگر به نیروهای اقلیمی و همچنین به میکرو و ماکروفلور خاک مربوط می باشد. حرارت و رطوبت اهمیت ویژه ای در تشکیل خاک دارند، زیرا آنها نه تنها تعیین کننده شدت تخریب هستند بلکه در رشد و تکامل گیاهان عالی و پست نیز مؤثرند. مهم در این رابطه نسبت مقدار بارش و تبخیر هر یک از محدوده های آب و هوایی است. نهایتاً انسانها نیز انتخاب گیاهان زراعی متفاوت و انجام عملیات زراعی مختلف اعم از مکانیکی یا شیمیایی در تشکیل خاک تأثیر گذارند.
تأثیر عوامل اقلیمی ( آب و هوایی) در تشکیل خاک :
 1) درجه حرارت :
عامل حرارتی نقش ارزنده ای در مورد روند سرعت فعل و انفعالات شیمیایی و یا حتی محیط های مطلوب رشد نباتی و حیوانی به عهده دارد. به طوری که با افزایش 10 درجه حرارت، سرعت واکنش های شیمیایی دو تا 3 برابر افزایش می یابد و همچنین سنگ ها در برابر تغییرات ناگهانی و شدید حرارتی توان مقاومت نداشته و خرد می گردند. دما باعث بالا رفتن توان پتانسیل طبیعی تبخیر در محیط می گردد. در نتیجه افزایش مقدار تبخیر، میزان آب و یا رطوبت موجود در محیط خاک کاهش یافته و آبشویی املاح در خاک بنا به شرایط محیطی متوقف و کند می شود.
 2) باد :
باعث خشکی سریع خاک می شود و خشکی هم مانعی برای تشکیل خاک است. در ضمن چون در مناطق خشک پوشش گیاهی تنک است، امکان کنده شدن خاک به وسیله باد یا آب (فرسایش) زیاد است . بنابراین باد با از جا کدن قسمت سطحی زمین و تشکیل ماسه بادی مانع از تشکیل خاک می گردد و برای قوه م حرکه خاک ( دینامیک خاک) ایجاد مزاحمت می کند.
 3) رطوبت :
تجزیه فیزیکی سنگ که در مراحل اولیه تکامل خاک اتفاق می افتد، همیشه تابع مقدار معینی آب است که اغلب فقط به صورت آب نزولات جوی در اختیار گیاه قرار می گیرد. هر چه درجه حرارت و مقدار نزولات جوی افزایش یابد به همان نسبت تغییر شکل مواد اولیه آلی و معدنی شدیدتر و سریع تر انجام می شود. باران کم و ناچیز و درجه حرارت سالانه خیلی پایین، سرانجام باعث مغلوب شدن پدیده تشکیل خاک می گردد. البته مقدار نزولات جوی به تنهایی می تواند در تشکیل خاک بسیار مؤثر و مهم باشد، بلکه نوع پراکندگی و همچنین فصل ریزش آنها ( فصول گرم یا سرد) به مراتب اهمیت بیشتری دارد.
 4) تأثیر رستنی ها :
ریشه های عمیق گیاهان ، به ویژه ریشه درختان جنگلی باعث هدایت و نفوذ بیشتر آب به داخل خاک می گردد. در بعضی موارد ، آنها اسید نیز ترشح می کنند که به حل شدن آهن و دیگر اجزاء و مواد تشکیل دهنده خاک کمک می کند. گیاهان از طریق دیگر در تشکیل خاک و به وجود آمدن تیپ معینی از خاک مؤثر هستند و آن ایجاد هوموس است که ماده اولیه آن را بقایای گیاهی و جانوری تشکیل می دهد.
از ماده آلی (بقایای گیاهی و بقایا و فضولات حیوانی) بر اثر فعالیت موجودات خاکزی (به ویژه باکتری ها و کرم های بارانی) هوموس بوجود می آید که در تشکیل ، حفظ و حاصلخیزی خاک های بسیار مؤثر است.
 5) عامل سنگ مادر در تشکیل خاک :
چون سنگ ها از لحاظ بافت، ترکیب و مقاومت با هم فرق دارند. تأثیر آنها در تشکیل خاک نیز متفاوت است. به عنوان مثال سنگ های درشت دانه سریعتر از سنگ های ریز دانه متراکم، خرد و تجزیه می شوند. تأثیر سنگ ها در خصوصیات خاک در مراحل اولیه تکامل خاک بیش از سایر عوامل است. سنگ در مناطقی که تخریب شدید است (مناطق حاره) در خصوصیات خاک کمتر مؤثر واقع می شود تا در مناطقی که تخریب ضعیف می باشد ( مناطق معتدل مرطوب) این که سنگ مادر به عنوان ماده اولیه و خام خاک محسوب می شود امری بدیهی و مسلم است و بدون شک هر خاکی در هر کجا که تشکیل می شود اگر چه در جریان تکوینی خود دچار تغییرات و دگرگونی فراوانی می شود به هر حال چارچوب و اسکلت اولیه آن از سنگ مادر نشأت گرفته و لاجرم مواد آن هم از سنگ بستر تبعیت خواهد کرد. صرف نظر از جنس سنگ مادر که نقش عمده ای در ایجاد نوع و مراحل تکوینی خاک دارد، عوامل دیگری نیز در این امر مؤثرند. این عوامل مربوط به بافت ها و نفوذ پذیری و شبکه تبلور کانی های موجود در سنگ است.
در حقیقت سنگ مادر از 4 نظر در تکوین خاک می توان مورد بررسی قرار گیرد :
الف) جنس
ب) بافت
ج) نفوذ پذیری
د) شبکه تبلور کانی های موجود در آن
منظور از بافت سنگ همان درصد ذرات مختلف تشکیل دهنده است، زیرا بعد از واپاشی سنگ میزان رس و سیلیس موجود در خاک به آن بستگی پیدا می کند. نفوذ پذیری نیز عامل مؤثری در تسریع فعالیت های فیزیکی شیمیایی خاک محسوب می شود. زیرا بالا بودن ضریب نفوذ پذیری بیشتر در نیمرخ پروفیل خاک محسوس می شود. نوع شبکه تبلوری کانی های موجود، در سنگ در تغییر و تحول خاک مؤثر است، زیرا هر چه مقدار آنیون هایی که کاتیون بخصوصی را احاطه می نمایند بیشتر و بار کاتیونی کمتر باشد انرژی لازم برای ازهم پاشیدگی سنگ کمتر خواهد بود.
عامل پستی و بلندی در تشکیل خاک
 پستی و بلندی نه تنها به خودی خود رل مهمی را در تکامل و تکوین خاک ایفا می کند بلکه پارامترهای حساس جوی چون دما و رطوبت را تغییر می دهد و لذا این عامل به عنوان یک تغییر دهنده کلیما در سطح ناحیه ای مطرح می شود.
بنابراین نقش عوارض پستی و بلندی در تکوین خاک را می توان مشتمل بر دو بخش است :
الف) به عنوان یک تعدیل کننده کلیما
ب) یک عامل مؤثر در تکوین و تشکیل خاک
عامل بیولوژیکی (موجودات زنده) در تشکیل خاک
 نقش این عامل در فرآیند خاکسازی آن چنان مهم است که بخش وسیعی از فعالیت های فیزیکوشیمیایی خاک را به خود اختصاص می دهد. منظور از موجودات زنده خاک بخش های وسیعی از باکتری ها، میکروبها ، انگلها و قارچهاست . اما از این مجموعه نقش باکتری ها در تجزیه مواد و تبدیل مواد آلی به معدنی از اهمیت خاصی برخوردار است. موجودات زنده گیاهی و حیوانی در حقیقت ایستگاهی هستند که انرژی خورشیدی را گرفته از طریق انواع تجزیه های فیزیکی و شیمیایی به اکوسیستم خاک و تأمین قوت دیگر موجودات زی حیات می گردد. نقش دیگری که می توان به گیاهان و نباتات و موجودات ذره بینی قائل شد تجدید فعل و انفعالات پاره ای فرایندهای هوازدگی است. ریشه گیاهان صرف نظر از اعمال فشار و ایجاد هوازدگی مکانیکی در سنگ ها همواره سعی بر تثبیت پاره ای از عناصری چون ازت و غیره در خاک دارند. از طرفی ریشه های گیاهی همواره سبب نفوذ مقادیری آب به درون خاک می شوند. در ضمن به واسطه تنفس مقادیری گاز کربنیک نیز در خاک آزاد می سازند که هر دو عامل فوق از عناصر اصلی در هیدرولیز و کربناتاسیون به شمار می آیند. پاره ای از گیاهان نیز وسط ریشه های خود ترشحات اسیدی دارند که بی تردید در مجموعه خاک بی تأثیر نمی تواند باشد.
تشکیل خاک و چگونگی شناسایی آن :
 خاک محیطی بی نهایت مرکب و غیر متجانس است که در اصل از 3 بخش جامد و مایع گاز تشکیل یافته و بسته به کمیت و کیفیت اجزاء مختلف هر فاز و رابطه متقابل آنها با یکدیگر می تواند به طور متفاوت در برآورد توقعات بی حد و حصر گیاهان سهیم باشد.
 الف)بخش گازی خاک شامل هوای درون خاک است که ترکیباتی مشابه هوای جو زمین دارد، با این تفاوت که مواد گازی حاصله از فعل و انفعالات شیمیایی و بیولوژیکی، به ویژه گازهای تولید شده از تجزیه مواد آلی در آن غلظت بیشتری دارند.
 ب) بخش مایع خاک یعنی آب موجود در خاک با صورت های مختلف و املاح معدنی و آلی و سایر ترکیبات محلول در آب
ج)بخش جامد خاک را ذرات و اجزاء معدنی مانند قلوه سنگ، سنگریزه ، شن ، سیلت، رس و نمک های معدنی و اجزاء مواد آلی مانند بقایای اعضای گیاهان و جانوران تجزیه یافته و موجودات ذره بینی و غیره ذره بینی ساکن خاک تشکیل می دهد.
مواد جامد و غیرمحلول خاک تقریباً نیمی از حجم خاک را تشکیل می دهند و نیمه دیگر به منافذ موجود در خاک اختصاص دارد که بخش اعظم آن از آب و بقیه مملو از هوای اتمسفر است. مقار آب و هوای موجود در خاک در ارتباط مستقیم با یکدیگر می باشند. مقدار و میزان منافذ خاک وابستگی کامل به ندازه ذرات جامد خاک و سهم هر کدام دارد.
در مناطق باتلاقی به علت انباشته شدن مواد آلی ممکن است نسبت این مواد به 80% هم برسد و گاهی هم بیشتر که به این خاک ها، خاک های آلی می گویند از این خاک ها به عنوان منبع افزایش مواد آلی خاک های معدنی استفاده می کنند و تحت عنوان تورب (peat) نامیده می شود) در اغلب خاک های مناطق جهان به ویژه خاک های جنوب و غرب و مرکزی ایران میزان مواد آلی در حدود 1% در بعضی جاها کمتر از این میزان نیز است.
به طور کلی میزان هوموس در خاک خوب کشاورزی 5 تا 6 درصد میزان هوموس موجود است که بیشتر در لایه های O,A متمرکز شده و رنگ تیره تری را ایجاد می کند که به راحتی قابل تشخیص است.
 مواد بستری خاک که دارای ساختمان شل و پراکنده هستند به همراه خاک تحت الارضی و سطح الارضی ذراتی را بوجود می آورند که Regolith نامیده می شود. قسمت فوقانی Regolith به علت نزدیک بودن به جو در معرض تخریب بیشتر آب و هوا و حرارت و موجودات خاک قرار گرفته و در این قسمت نفوذ ریشه گیاهان و وجود بقایای گیاهی و موجودات زنده به خوبی مشاهده می شود. بالا بودن سرعت تخریب و تجزیه مواد در قسمت فوقانی Regolith باعث شده که این قسمت خواص ویژه ای را به خود بگیرد که آن را soil یا solum گویند.
این خواص یا مشخصات ویژه که خاک را از لایه های تحتانی متمایز می کند عبارتند از :
الف) وجود مواد آلی زیادتر
ب) وجود ریشه گیاهان و موجودات زنده خاک
ج) وجود عملیات تخریبی با سرعت بیشتر
د) وجود افق های مشخص
 مورفولوژی خاک
 مورفولوژی خاک ساختمان خاک را مورد بررسی قرارمی دهد و در وضعیت صحرا مشاهده می شود. این پارامتر شامل ویژگیهایی مانند رنگ ، ساختمان فیزیکی ، ویژگیهای شیمیایی و کانی شناختی مواد خاک را در بر میگیرد که افق های خاک را تشکیل می دهد. مورفولوژی خاک عبارتند از :
1) افق های خاک و تشخیص آنها در صحرا :
افق های خاک در صحرا بر اساس خواص زیر ترشح می گردند : رنگ – بافت – پایداری – ساختمان – پوشش های رسی – سخت دانه ها یا گره ها و حفره ها به روش صحرایی
 2) نامگذاری افق های خاک :
پروفیل خاک :
عبارت است از برش عمودی خاک ( خاک رخ) اگر برش عمودی از خاک تهیه کنیم ملاحظه می کنیم که دارای لایه های تقریباً موازی و گاهاً منقطع است که به طور افقی هم قرار گرفته اند. هر یک از این افق ها ممکن است دارای یک لایه یا افق فرعی باشد. این افق ها از لحاظ رنگ، بافت ، ساختمان ، میزان مواد آلی و غیره با هم تفاوت هایی دارند.
 نیمرخ خاک :
مجموعه افق های خاک را نیمرخ خاک می نامند و طبقه بندی خاک های مختلف بر اساس مخضسات نیمرخ یا پروفیل خاک صورت می گیرد. افق های اصلی خاک عبارتند از :
O1 شامل برگ ها و بقایای آلی تجزیه نشده
O2 مواد آلی تجزیه شده
A1 افق مواد معدنی آبشویی یافته، حاوی هوموس و تیره رنگ است
A2 مواد معدنی شستشو یافته به رنگ روشن
B1, A3 افق های حد فاصل A2, B2 که تحت فرسایش هستند.
A3 تحت آبشویی قرار دارد و قسمتی از مواد آلی، رس و آلومینیوم خود را از دست داده
B2 افق تیره رنگ و ناحیه حداکثر تجمع مواد B3 مشابه مواد مادری C مواد مادری
 افق O محل تجمع بقایای گیاهی تجزیه شده که در حدود 20 تا 30 % کل مواد آلی خاک را تشکیل می دهد. افق O به افق های O , O1 تقسیم می شود. در افق O مواد آلی تجزیه نشده وجود دارد. در افق O1 مواد آلی تا حدودی تحت تأثیر تجزیه قرار گرفته و تا حدودی تبدیل به هوموس شده است.
 افق A لایه تقریباض سطح الارض خاک زیر افق O که دارای هوموس فراوان یعنی مواد آلی تجزیه فراوان دارد که در خاک های خوب در حدود 5 تا 6 درصد خاک را تشکیل می دهد و محل تجمع ریشه گیاهان است. افق A به دو افق A1,A2 تقسیم می شود. افق A1 به علت دارا بودن مواد هوموسی رنگ تیره تری دارد. افق A2 هوموس کمتری دارد و شستشوی مواد از این افق به حداکثر دیده می شود.
 افق C : لایه ناحیه عمیق خاک که سنگ بستر نیست لکن شبیه به مواردی است که تصور می رود خاک از آن حاصل شده و اغلب همراه مواد اولیه تشکیل دهنده خاک (سنگ و قوله سنگها) است. حداقل اعمال سازندگی خاک در این افق صورت می گیرد و کلاً فاقد مشخصات افق A,B است.
 افق R: شامل سنگ بستر محکم و یک پارچه از قبیل ماسه سنگ و سنگ آهک و گرانیک و غیره است. که در حقیقت ماده اولیه تشکیل دهنده خاک است. مرز بین افق های یک پروفیل همیشه به طور وضوح دیده نمی شود و ممکن است کلیه افق های ذکر شده درهر خاکی موجود نباشد .
خواص فیزیکی خاک
خواص فیزیکی خاک در تعیین قابلیت استفاده از آن برای مقاصد گوناگون حائز اهمیت می باشد. استحکام و تحمل فشار، قابلیت زهکشی در حالت مرطوب و خشک، قدرت ذخیره رطوبت، سهولت نفوذ ریشه گیاهان در خاک، تهویه و قابلیت نگهداری عناصر غذایی گیاهان در خاک همگی ارتباط نزدیک با خواص فیزکی خاک دارند.
بافت خاک
اندازه نسبی ذرات خاک را اصطلاحاً بافت خاک گویند که حاکی از ریزی و درشتی خاک می باشد. به عبارت دیگر مقدار نسبی شن و سیلت و رس که ذرات کوچکتر از سنگریزه می باشد ( قطرشان از 2 میلی متر کوچکتر است) بافت خاک را تشکیل می دهد درشت و سبک به خاک شنی و ریز و سنگین به خاک رسی اطلاق می شود. خاک لوم (loam) ما بین این دو نوع و دارای مخلوط مناسبی از شن و سیلت و رس است. خاک های شنی سریع تر از خاک های دیگر خشک و گرم می شوند و راحت تر قابل شخم زدن هستند. خاک های رسی آب بیشتری را در خود نگه می دارند و از بقیه خاک ها دیرتر خشک و گرم می شوند و از همه سخت تر قابل شخم زدن می باشند. خاک های لوم وضعیتی متوسط دارند یعنی قابلیت نگهداری آب در آنها خوب است و نسبتاً خوب شخم زده می شوند.
مثلث بافت خاک :
مثلثی است متساوی الاضلاع که هر ضلع آن مربوط به 3 عنصر اصلی هر خاک یعنی ماسه، سیلت و رس است.
برای اینکه بدانیم نمونه خاک در چه محدوده بافتی قرار می گیرد، اگر مقادی 3 گروه اصلی اجزاء تشکیل دهنده خاک را شامل شن (درشت و ریز) – سیلت و رس می باشد با تجزیه مکانیکی اندازه گیری نماییم می توانیم به نوع بافت خاک پی ببریم.
بافت در خاک تا حدودی نمایشگر محیط های تشکیل آن، رژیم آبی خاک ، ظرفیت نگهداری آب در خاک، نفوذ پذیری و تخلخل (مقدار خلل و فرج خاک که به وسیله اب یا هوا اشغال می شود) و نقطه پژمردگی گیاه است.
تقسیم بندی بافت خاک
در روش مدرن، مثلث بافت خاک از دوازده کلاس تشکیل یافته است که اجزاء متشکله آن به قرار زیر می باشد :
1 – (loam) لوم : مقدار رس بین 7 تا 27 درصد و سیلت 28 تا 50 درصد و شن کمتر از 52 درصد است.
2 – لومی – سیلتی (silt – loam) : مقدار سیلت بیش از 50 درصد و رس بین 12 تا 27 درصد بوده و یا مقدار سیلت بین 50 تا 80 درصد نوسان داشته و مقدار رس نیز کمتر از 12 درصد است.
3- شنی (sand) : حداقل مقدار شن 85 درصد و مجموع و 5/1 برابر ذرات رس کمتر از 15 درصد می باشد.
4 – لومی – شنی (sandy – loam) : رس کمتر از 20 درصد یا مجموع درصد سیلت و دو برابر مقدار رس از 30 درصد بیشتر می باشد. خاک هایی که مقدار شن آنها بین 24 تا 52 درصد باشد و مقدار رس شان کمتر از 7 درصد و سیلت شان نیز کمتر از 50 درصد است خاک لومی و شنی نامیده می شوند.
5- شنی – لومی (loamy – sand) : شن بین 70 تا 90 درصد و مجموع سیلت و 5/1 برابر ذرات رس بیش از 15 درصد و مقدار رس از 30 درصد کمتر می باشد.
6– سیلت (silt) مقدار سیلت کمتر از 80 درصد و مقدار رس کمتر از 12 درصد است.
7 – لوم رسی – شنی (sandy – clay – loam) : اینکه 20 تا 35 درصد رس داشته و مقدار سیلت آن 28 درصد کمتر و شن آن نیز بیش از 45 درصد می باشد.
8-لوم رسی – سیلتی (silty – clam – loam) مقدار رس 27 تا 40 درصد و مقدار شن نیز از 20 درصد کمتر است.
9- لومی ورسی (clam –loam) مقدار رس تا 27 تا 40 درصد و مقدار لوم کمتر از 20 درصد تا 45 درصد در نوسان است.
10- رسی و شنی (sandy – clay) مقدار رس و شن آن از 35 تا 45 درصد بیشتر است.
11- رسی (clay) مقدار رس بیش از 40 درصد و مقدار شن و سیلت آن به ترتیب از 45 تا 40 درصد کمتر است.
12 - رسی و سیلتی (silty – clay) مقدار هر یک از رس و سیلت آن به ترتیب بیش از 40 درصد است
: سرعت سقوط ذرات بر حسب سانتی متر در ثانیه R شعاع ذرات بر حسب سانتی متر D1 وزن مخصوص ذرات بر حسب گرم بر سانتی متر مکعب D2 وزن مخصوص محلول بر حسب گرم بر سانتی متر مکعب g شتاب ثقل زمین بر حسب سانتی متر برثانیه η ضریب چسبندگی محلول بر حسب دین بر سانتی متر
تعیین بافت خاک در صحرا
بافت خاک را در صحرا بدین ترتیب معین می کنند که مقداری از خاک را مرطوب کرده بین انگشتان شصت و سبابه فشار می دهند. از احساسی که به حس لامسه دست می دهد و از طرز تشکیل نوار خاک مرطوب بین انشگتان می توان به بافت خاک پی برد. ذرات شن زبر و خشن بوده و در زیر انگشتان حس می شوند. ذرات سیلت در حالت خشکی آردی و شبیه پودر می باشند. رس در حالت خشکی سفت و سخت و در حالت مرطوب چسبنده و شکل پذیر است.
رفتار خاک های سبک :
خاک های سبک خاک هایی هستند که بیش از 80% وزن خاک را شن تشکیل داده و مقدار رس کمتر از 12 درصد و یا مجموع رس و سیلت آن ها کمتر از 20 درصد است. رطوبت قابل استفاده در هر متر از عمق خاک کمتر از 125 میلی متر است. زهکشی آنها آزادانه و به طور طبیعی صورت گرفته و با پیدایش یک دوره خشکی رطوبت خود را به سرعت از دست می دهد. در معرض فرسایش بادی قرار دارد و بارخیزی آنها ناچیز است. ساختمان خاک در این اراضی بسیار سست و شکننده بوده و با فشاری متلاشی شده و به ذرات اولیه تبدیل می شود. اگر در حالتی که خاک مرطوب است عملیات شخم و غیره انجام شود، سطح خاک متراکم شده ولی درز و ترکی در آن پدیدار نمی شود در نتیجه نفوذ آب در خاک مرطوب است گرفته و جوانه زدن بذر و انتقال هوای خاک از هوا به درون خاک و یا بالعکس دچار وقفه ی شود. این عوامل به حاصلخیزی ناچیز خاک دامن می زند. وجود سنگ ریزه و فراوانی آن نیز از بارخیزی خاک کاسته و استهلاک ادوات کشاورزی نیز در مدت کوتاهی به وقوع می پیوندد. رطوبت قابل استفاده گیاه در این خاک ها ناچیز بوده و آبیاری بایستی به تناوب بیشتری صورت گیرد. آبشویی (leaching) املاح و کودهای شیمیایی نیز قابل توجه است و تلفات و ضایعات کودی بیشتر از سایر خاکها است.
رفتار خاک های سنگین :
خاک های سنگین یا رسی محتوی بیش از 28 درصد رس بوده و چسبندگی آنها زیاد است.
ساختمان خاک در صورتی که مواد آلی خاک ناچیز باشد از پایداری مطلوبی برخوردار بوده و سطح خاک در اثر تناوب خشکی و رطوبت، ایجاد درز و ترک می کند که به انتقال آب و هوا به درون خاک کمک می کند. رطوبت قابل استفاده گیاه در این خاکها از کلیه خاک های دیگر بیشتر بوده و زهکشی آن نیز دشوارتر است چون در رطوبت های کمتری از اشباع نفوذ پذیری خاک بسیار ناچیز است لذا این خاک ها به مدت طولانی مرطوب باقیمانده و بروز خشکی هوا در عملکرد گیاه چندان مؤثر نمی باشد. نکته دیگر اینکه رطوبت خاک های رسی در حد خمیرایی کاهش یابد. بنابراین انتخاب زمان شخم اهمیت به سزایی در بهبود یا تخریب ساختمان خاک دارد. بارخیزی در این خاک ها نیز به علت ظرفیت تبادل کاتیونی قابل توجه آن، در حد مطلوبی بوده و تناوب آبیاری در این خاک ها کمتر از سایر گروه های بافتی است.
ساختمان خاک :
شکل و نوع قرارگیری ذرات و اجزاء متشکله خاک که منجر به تشکیل توده های خاکی به هم پیوسته ریز و درشت (خاکدانه ها) می گردد، به نام ساختمان خاک بیان می گردد.
ساختمان خاک به اتصال ذرات اصلی خاک و تشکیل ذرات ثانوی اشاره دارد. اگر ذرات ریز رس و سیلت به هم متصل شوند، خاکدانه یا ساختمان ثانوی را تشکیل دهند، چنین خاکی دارای ساختمان مناسبی خواهد بود. ساختمان خرده (crumb) باعث نفوذ آب، کاهش وزن مخصوص ظاهری و نفوذ هر چه بهتر ریشه ها می گردد. بافت و ساختمان خاک تعیین کننده تعداد و اندازه منافذ موجود در بین و درون ذرات خاک ، چه ذرات اولیه و چند ثانویه است .
اندازه خلل و فرج و شکل آنها و ممتد و غیر ممتد بودنشان بر انتشار اندام های عفونت زا و متحرک میکروارگانیسم های درون خاک اثر می گذارند. اتصال ذرات ریز خاک و تشکیل ذراتی بزرگتر توسط کلسیم، منیزیوم و هوموس افزایش می یابد. سدیم هم پاشیدگی و تخریب ساختمان خاک را تشدید می کند.
به طور کلی هر خاکی بر اساس ترکیب فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خود قادر است، ذرات جامد معدنی خود را در جوار هوا و آب به شکل واحدهای خاکی مخصوص در کنار هم مجتمع نموده و درون واحدهای خاکی مجتمع نیز، اتصال و ارتباط مجددی برقرار نماید. نتیجه این فرآیند مرحله ای ، تشکیل واحدهای ریز ساختمانی یعنی خاکدانه ها و واحدهای درشت ساختمانی یعنی کلوخچه ها و کلوخه هاست.
ساختمان خاک اثرات بافت را در رابطه با آب و هوای خاک اصلاح می کند. اندازه بزرگ و ماکروسکوپی خاکدانه ها باعث پیدایش و فضای خالی در بین آنها می گردد که به مراتب بزرگتر از خلل و فرجی است که در فواصل ذرات شن، سیلت و رس در درون خاکدانه ها بوجود آید و در حقیقت همین تأثیر ساختمان خاک بر روی خلل و فرج خاک است که آن را در زمره یکی از خصوصیات مهم قرار می دهد.
خاکدانه ها بر اساس شکل ظاهری به 4 گروه کردی (spheroidail) ، ورقه ای (plate like) مکعبی (Block like) و منشوری (prismlike) تقسیم می شوند که با تقسیمات فرعی این چهار شکل، اشکال هفت گانه خاک را تشکیل می دهند.
 کروی ساده ترین شکل یک خاکدانه است. خاک هایی که بیشتر خاکدانه های آن کروی است دارای ساختمان دانه ای می باشند. ساختمان مکعبی از خاکدانه هایی تشکیل شده که شبیه مکعب و یا منشورهای کوتاه مستطیل شکل است. اگر گوشه خاکدانه ها گرد و صاف باشد به آن مکعبی بدون گوشه و اگر گوشه تیز باشد به آن مکعبی گوشه دار می گوئیم. خاکدانه هایی که در ازای آنها بیشتر از پهنای آنها باشد منشور بوده و در این حالت ساختمان خاک را منشوری می نامند. منشورها دارای لبه ها و سطح هایی زاویه دار هستند. هنگامی که سطح های کناری و بالایی بدون زاویه باشند. خاکدانه ها تشکیل ستون می دهند که به این ساختمانها ستونی گفته می شود. در برخی از خاک ها به ویژه در افق های فشرده شده، خاکدانه ها، نازک، مسطح و بشقاب مانند هستند و بنابراین در این حالت خاک بشقابی یا صفه ای نام دارد. برخی از خاک ها ساختمان مشخصی نداشته که آنها را بی ساختمان می نامند. خاک های بی ساختمان به دو گروه توده ای و تک دانه ای تقسیم می شود. وضعیت بی ساختمان توده ای نشان می دهد که همگی ذره ها به یکدیگر چسبیده اما هیچگونه خاکدانه ای در آنها دیده نمی شود.

دیدگاه ها


اگر تصویر خوانا نیست اینجا کلیک کنید

همزمان با تأیید انتشار دیدگاه من، به من اطلاع داده شود.
* دیدگاه هایی كه حاوي توهين است، منتشر نمی شود.
* لطفا از نوشتن دیدگاه های خود به صورت حروف لاتين (فينگليش) خودداري نماييد.