خاک

خاک، بافت خاک و ساختمان خاک

خاک لایه بالایی سطح کره زمین و مخلوطی از مواد معدنی، مواد آلی، گازها و مایعات است که محیطی مناسب برای رشد گیاهان و زندگی میکروارگانیسم­ ها را فراهم می­ کند.

مواد معدنی خاک از فرسایش شیمیایی و مکانیکی سنگ ­ها به قطعات کوچکتر ایجاد می­ شوند و این قطعات کوچکتر به نوبه خود ذرات اولیه خاک را تشکیل می­ دهند. ذرات اولیه خاک یا همان اجزای تشکیل دهنده بخش معدنی خاک براساس اندازه به رس (اندازه کوچکتر از 002/0 میلی­متر)، سیلت (بین 002/0 و 05/0 میلی­متر) و شن (بین 05/0 و 2 میلی­متر) تقسیم می­شوند (اجزا درشت­تر از 2 میلی­متر جزء بخش معدنی خاک محسوب نمی ­شوند).

درصد اجزای تشکیل دهنده بخش معدنی خاک، بافت خاک را تشکیل می­دهد. بر اساس مقدار این اجزا، انواع مختلف بافت خاک وجود دارد. هر چقدر جز شن بیشتر باشد خاک سبک­تر است و هر چقدر جز رس خاک بیشتر باشد خاک سنگین است. به طورکلی، بافت خاک تا اندازه‌ای بیانگر تخلخل، ظرفیت نگهداری آب در خاک، نفوذپذیری و… می‌باشد. ذرات شن خاک دارای قابلیت نفوذ پذیری بالا و قابلیت نگهداری آب بسیار کمی هستند و این دو مورد در رس‌ها برعکس است. خاک شنی میزان تخلخل کل کمتری نسبت به خاک رسی دارد.

ذرات اولیه خاک (همان اجزای تشکیل دهنده بخش معدنی خاک) با مواد آلی خاک ترکیب شده و ذرات بزرگتری بنام خاکدانه ­ها را تشکیل می­دهند و از کنار هم قرار گرفتن خاکدانه ­ها، ساختمان خاک شکل می­ گیرد یا در تعریف دیگر، به شکل قرار گرفتن اجزای بافت خاک نسبت به یکدیگر را ساختمان خاک می­ گویند. ساختمان خاک برای ایجاد فضا برای تهویه مناسب برای رشد گیاهان و محیطی برای زندگی میکروارگانیسم­ ها بسیار مهم است یعنی ساختمان خاک محل زندگی است. به ­عبارت دیگر، خاک حاصلخیز یعنی خاکی که دارای ساختمان مناسب باشد.

خصوصیات فیزیکی خاک عبارتند از :

1. بافت خاک: پایدارترین و مهمترین خصوصیات خاک است که با گذشت زمان تغییر نمی ­کند.

2. ذرات اولیه خاک: همان ذرات معدنی خاک (شن، سیلت و رس) هستند وبافت خاک بر اساس مقدار این اجزا تعیین می‌گردد. سطح ویژه رس­ ها بخاطر شکل آن­ها بیشتر است.

3. ساختمان خاک: بصورت تکدانه یا توده ای بشکل منشوری، بشقابی، مکعبی و کروی هستند.

4. رطوبت خاک:

5. رنگ خاک:

خصوصیات شیمیایی خاک عبارتند از :

1. ظرفیت تبادل کاتیونی خاک (CEC): ظرفیت تبادل یونی به کل ظرفیت خاک برای نگه داشتن یون‌های قابل تبادل و تاثیر آن بر توانایی خاک برای ذخیره‌ی مواد مغذی ضروری و جلوگیری از اسیدی شدن خاک گفته می‌شود. کاتیون‌های قابل تبادل کلسیم (⁺² Ca)، منیزیم (⁺² Mg)، سدیم (⁺ Na)، و پتاسیم (⁺ K) هستند. این کاتیون‌ها به شدت قلیایی هستند، پس اگر میزان اسیدی شدن خاک بیش‌ از حد شود، این کاتیون‌ها با یون‌های دیگر جایگزین می‌شوند. این ویژگی با دو تا از اجزای تشکیل دهنده‌ی خاک که کانی رس و مواد آلی هستند به دست می‌آید. این دو ذره در سطح خود بارهای منفی دارند که با نیروی الکتریسیته ساکن (الکترواستاتیک) یون‌های با بار مثبت را به سمت خود جذب می‌کنند. بسیاری از کاتیون‌های معدنی بعنوان مواد مغذی ضروری برای بسیاری از گیاهان هستند، پس خاک‌هایی با میزان رس و مواد آلی زیاد که می‌توانند مقادیر زیادی از یون‌های مثبت را جذب کنند معمولا بعنوان خاک حاصل خیز مطرح هستند.

2. درصد اشباع بازی (BS%) مقدار درصدی نسبت کاتیون­ های بازی قابل تبادل به ظرفیت تبادل کاتیون است.

3. ظرفیت بافری خاک (BC)

4. واکنش خاک (pH)

انواع خاک­ ها:

1. خاک معمولی: مقدار هدایت الکتریکی خاک کمتر از 2 (EC<2)، مقدار درصدی سدیم قابل تبادل در خاک کمتر از 15 (%ESP<15) و مقدار pH کمتر از 5/8 (pH<8.5) است.

2. خاک شور: مقدار هدایت الکتریکی خاک بیشتر مساوی 2 (EC≥2)، مقدار درصدی سدیم قابل تبادل در خاک کمتر از 15 (%ESP≤15) و مقدار pH کمتر از 5/8 (pH≤5) است. در خاک شور همه عناصر معدنی بغیر از سدیم قابل تبادل زیاد است و مشکل ساختمان خاک نداریم بلکه از نظر تغذیه ­ای مشکل داریم.

3. خاک قلیا (سدیمی): مقدار هدایت الکتریکی خاک کمتر از 2 (EC<2)، مقدار درصدی سدیم قابل تبادل در خاک کمتر از 15 (%ESP>15) و مقدار pH کمتر از 5/8 (pH>5) است. مقدار سدیم قابل تبادل زیاد است و سدیم ساختمان خاک را خراب می ­کند.سدیم قابل تبادل سبب از هم پاشیدن خاکدانه ­ها می­ شوند و نفوذپذیری خاک کاهش می­ یابد.

ساختمان منشوری شکل خاک بیشتر در قسمت­ های سطحی خاک­ های مناطق خشک دیده می­ شوند و یکی از مشخصات اصلی خاک­ های قلیایی به شمار می­ روند شکاف ها درز و ترک­ های خاک در این نوع ساختمان بیشتر عمودی است.

4. خاک شور و قلیا: مقدار هدایت الکتریکی خاک کمتر از 2 (EC≥2)، مقدار درصدی سدیم قابل تبادل در خاک کمتر از 15 (%ESP>15) و مقدار pH کمتر از 5/8 (pH≤5) است. در این خاک همه عناصر و همچنین مقدار سدیم قابل تبادل خاک زیاد است وضعیت فیزیکی خاک خراب است ولی مشکل ساختمانی نداریم.

حاصل خیزی خاک­ های مناطق پرباران و مناطق حاره ­ای

در مناطق پرباران و مناطق حاره ­ای که میزان بارندگی بالاست بعلت اینکه آب باران خاصیت اسیدی دارد میزان اسید خاک زیاد و میزان واکنش خاک (pH) کم است و برای همین میزان بار منفی خاک کم است. در این خاک ها مواد غذایی شسته شده و خاک از نظر مواد غذایی فقیر است. چنین خاکی ظرفیت تبادل کاتیونی و درصد اشباع بازی کمتری دارد. خاک‌هایی که ظرفیت تبادل کاتیونی پایینی دارند اغلب دچار کمبود مواد مغذی مهمی مثل پتاسیم و منیزیم می‌شوند. بدیهی‌ترین راه‌حل برای خاک‌هایی با ظرفیت تبادل کاتیونی پایین، افزایش مواد آلی و کود در ترکیب آنهاست. ماده‌ی آلی و کودها سطح ظرفیت تبادل کاتیونی، مواد مغذی و میزان نگه داشت آب را افزایش می­دهد.

حاصلخیزی خاک­ های نواحی خشک و نیمه خشک

در نواحی خشک و نیمه خشک میزان بارندگی کمتر است میزان اسید خاک کم و میزان واکنش خاک (pH) زیاد است و برای همین میزان بار منفی خاک، ظرفیت تبادل کاتیونی و درصد اشباع بازی بالاست. این خاکها مواد مغذی ضروری را حفظ کرده و ظرفیت ذخیره‌ی آب بالاتری دارند و خاک غنی است. با این وجود، در این مناطق، به علت بالا بودن دما و خشکی هوا، تبخیر از سطح خاک و تعرق از سطح گیاه به مراتب بیشتر از میزان بارندگی است و کمبود آب بیشتر از هرجای دیگر جهان مشهود است. کمبود رطوبت، مواد آلی و عناصر میکرو از محدودیت­ های اصلی بهره برداری کشاورزی از این خاک­ هاست. در این مناطق همچنین به دلیل تفوق تبخیر بر بارندگی و حرکت صعودی محلول خاک، مدیریت نادرست آبیاری می­تواند خطر شور شدن اراضی را در مناطق خشک گسترش دهد.