دید کلی
خاکها مخلوطی از
مواد معدنی و
آلی میباشند که از
تجزیه و تخریب سنگها در نتیجه هوازدگی بوجود میآیند که البته نوع و ترکیب خاکها در مناطق مختلف بر حسب شرایط ناحیه فرق میکند. مقدار آبی که خاکها میتوانند بخود جذب کنند. از نظر
کشاورزی و همچنین در
کارخانههای راهسازی و ساختمانی دارای اهمیت بسیاری است که البته این مقدار در درجه اول بستگی به اندازه دانههای خاک دارد.
هرچه دانه خاک ریزتر باشد،
آب بیشتری را به خود جذب میکند که این خصوصیت برای کارهای
ساختمانسازی مناسب نیست. بطور کلی خاک خوب و حد واسط از دانههای ریز و درشت تشکیل یافته است. تشکیل خاکها به گذشت زمان ، مقاومت سنگ اولیه یا سنگ مادر ،
آب و هوا ، فعالیت
موجودات زنده و بالاخره
توپوگرافی ناحیهای که خاک در آن تشکیل میشود بستگی دارد.
- سنگهای اولیه یا سنگ مادر :
کمیت و کیفیت خاکهای حاصل از سنگهای مختلف اعم از سنگهای آذرین ، رسوبی و دگرگونی به کانیهای تشکیل دهنده سنگ ، آب و هوا و عوامل دیگر بستگی دارد. خاک حاصل از تخریب کامل سیلیکاتهای دارای آلومینیوم و همچنین سنگهای فسفاتی از لحاظ صنعتی و کشاورزی ارزش زیادی دارد. در صورتیکه خاکهایی که از تخریب سنگهای دارای کانیهای مقاوم (از قبیل کوارتز و غیره) در اثر تخریب شیمیایی پدید آمدهاند و غالبا شنی و ماسهای میباشند فاقد ارزش کشاورزی میباشند.
- ارگانیسم :
تمایز انواع خاکها از نقطه نظر کشاورزی به نوع و مقدار مواد آلی (ازت و کربن) موجود در آن بستگی دارد. نیتروژن موجود در اتمسفر بطور مستقیم قابل استفاده برای گیاهان نمیباشد. بلکه ترکیبات نیتروژندار لازم برای رشد گیاهان باید به شکل قابل حل در خاک وجود داشته باشد که این عمل در خاکها بوسیله برخی از گیاهان و باکتریها انجام میشود. خاکها معمولا دارای یک نوع مواد آلی کربندار تیره رنگی هستند که هوموس نامیده میشوند و از بقایای گیاهان بوجود میآید.
- زمان :
هر قدر مدت عمل تخریب کانیها و سنگها بیشتر باشد عمل تخریب فیزیکی و شیمیایی کاملتر انجام میگیرد. زمان تخریب کامل بسته به نوع سنگ ، ساخت و بافت سنگها و نیز ترکیب و خاصیت تورق کانیها متفاوت میباشد ولی بطور کلی سنگهای رسوبی خیلی زودتر تجزیه شده و به خاک تبدیل میشوند، در صورتیکه سنگهای آذرین مدت زمان بیشتری لازم دارند تا تجزیه کامل در آنها صورت گرفته و به خاک تبدیل گردند.
- آب و هوا :
وفور آبهای نفوذی و عوامل آب و هوا از قبیل حرارت ، رطوبت و غیره در کیفیت خاکها اثر بسزایی دارند. جریان آبهای جاری بخصوص در زمینهای شیبدار موجب شستشوی خاکها میشوند و با تکرار این عمل مقدار مواد معدنی و آلی بتدریج تقلیل مییابد. اثر تخریبی اتمسفر همانطور که قبلا بیان گردید روی برخی از کانیها موثر و عمیق میباشد و هر قدر رطوبت همراه با حرارت زیادتر باشد شدت تخریب نیز بیشتر میگردد.
- توپوگرافی محل تشکیل خاک :
اگر محلی که خاکها تشکیل میشوند دارای شیب تند باشد در نتیجه مواد تخریب شده ممکن است بوسیله آبهای جاری و یا عامل دیگری خیلی زود بسادگی از محل خود بجای دیگری حمل گردند و یا شستشو بوسیله آبهای جاری و یا عامل دیگری خیلی زود بسادگی از محل خود بجای دیگری حمل گردند و یا شستشو بوسیله آبهای جاری باعث تقلیل مواد معدنی و آلی خاکها شود در نتیجه این منطقه خاکهای خوب تشکیل نخواهند شد. ولی برعکس در محلهای صاف و مسطح که مواد تخریب شده بسادگی نمیتوانند به جای دیگری حمل شوند فرصت کافی وجود داشته و فعل و انفعالات بصورت کامل انجام میپذیرد.
مواد تشکیل دهنده خاکها
موادی که خاکها را تشکیل میدهند به چهار قسمت تقسیم میشوند :
- مواد سخت : مواد سخت را ترکیبات معدنی تشکیل میدهند ولی ممکن است دارای مقداری مواد آلی نیز باشند. البته این ترکیبات معدنی از تخریب سنگهای اولیه یا سنگ مادر حاصل شدهاند که گاهی اوقات همراه با مواد تازه کلوئیدی و نمکها میباشند.
- موجودات زنده در خاکها : تغییراتی که در خاکها انجام میپذیرد بوسیله موجودات زنده در خاک انجام میگیرد. قبل از همه ریشه گیاهان ، باکتریها ، قارچها ، کرمها و بالاخره حلزونها در این تغییرات شرکت دارند.
- آب موجود در خاکها : آبی که در خاک وجود دارد حمل مواد حلشده را به عهده دارد که البته این مواد حمل شده برای رشد و نمو گیاهان به مصرف میرسد. آب موجود در خاکها از باران و آبهای نفوذی ، آب جذب شده و بالاخره آبهای زیرزمینی تشکیل شده که در مواقع خشکی از محل خود خارج شده و بمصرف میرسد.
- هوای موجود در خاک : هوا همراه با آب در خوههای خاکها وجود دارد که البته این هوا از ضروریات رشد و نمو گیاهان و ادامه حیات حیوانات میباشد. مقدار اکسیژنی که در این هوا وجود دارد از دی اکسید کربن کمتر است و این بدان علت است که ریشه گیاهان برای رشد و نمو اکسیژن مصرف کرده و دی اکسید کربن پس میدهند.
تقسیمبندی خاکها از لحاظ سنگهای تشکیل دهنده
بر حسب دانههای تشکیل دهنده خاک و همچنین شرایط میزالوژی و پتروگرافی زمین خاکهای مختلفی وجود دارد که عبارتند از :
- خاک رسی : ذرات رس (Clay) دارای قطری کوچکتر از 0.002 میلیمتر میباشند و در حدود 50% خاک را تشکیل میدهند.
خاکهای رسی چون دارای دانههای بسیار ریزی هستند به خاک سرد معروفند و در مقابل رشد گیاهان مقاومت نشان داده و رشد آنها را محدود میکنند.
- خاکهای سیلتی :
50% این نوع خاکها را ذرات سلیت تشکیل داده است که دارای قطری بین 0.05 تا 0.002 میلیمتر میباشند و بر حسب اینکه ناخالصی مثل ماسه ، رس و غیره بهمراه دارند به نام خاکهای سیلتی ماسهای و یا سیلتی رسی معروفند.
- خاکهای ماسهای :
این خاکها از 75% ماسه تشکیل شدهاند. قطر دانهها از 0.06 تا 2 میلیمتر است و بر حسب اندازه دانههای ماسه به خاکهای ماسهای درشت ، متوسط و ریز تقسیم میگردند. مقدار کمی رس خاصیت خاکهای ماسهای را تغییر میدهد و این نع خاک آب را بیشتر در خود جذب میکند تا خاکهای ماسهای که فاقد رس هستند.
- خاکهای اسکلتی :
خاکهای اسکلتی به خاکهایی اطلاق میگردد ک در حدود 75% آن را دانههایی بزرگتر از 2 میلیمتر از قبیل قلوه سنگ ، دیگ و شن تشکیل میدهند. این خاکها ، آب را به مقدار زیاد از خود عبور میدهند و لذا همیشه خشک میباشند.
نیمرخ عمومی خاکها
نیمرخ خاکها معمولا از 3 افق A,B,C تشکیل شده است.
- افق A : که به نام خاک بالایی نامیده میشود، فوقاتیترین منطقه خاک است و این همان افقی است که رشد و نمو گیاهان در آن نفوذ میکنند. این افق از مواد خاکی نرم (رس) که غنی از مواد آلی و موجودات زنده میکروسکوپی است تشکیل یافته است که وجود این مواد آلی باعث رنگ خاکستری تا سیاه این افق میگردد. البته این زمین غالبا برای کشاورزی مناسب میباشند. اکسیدهای آهن و همچنین بعضی از مواد محلول ممکن است از این منطقه به افق B برده شوند و در آنجا رسوب کنند.
- افق B : قشر بین افق A و C را یک قشر دیگر تشکیل میدهد که به نام افق B یا خاک میانی نامیده میگردد. در این افق عمل تخریب و تجزیه به مراتب بیشتر از افق C پیشرفت و اثر کرده است و از کانیهای سنگ مادر فقط آن دسته دیده میشوند. که بسیار مقاومند (مثل کوارتز) ولی سایر کانیها به شدت تجزیه شدهاند. این افق معمولا از مواد رسی ، ماسه و شنهای ریز و درشت و گاه مقادیر کمی بقایای نباتی تشکیل شده است. در این افق علاوه بر مواد رسی ، در آب و هوای مرطوب ، اکسیدهای آهن و همچنین مواد محلولتر که بوسیله آبهای نفوذی از افق A به آنجا آورده شدهاند دیده میشوند.
- افق C : که به آن خاک زیرین نیز گفته میشود، افقی است که مواد سنگی به میزان خیلی کم تخریب و تجزیه شدهاند و در نتیجه سنگهای اولیه زیاد تغییر نکرده بلکه بصورت قطعات خرد شده میباشند. زیر این منطقه سنگهای تخریب نشده یعنی سنگ اولیه قرار دارد که هیچگونه تخریب و یا تجزیهای در آن صورت نگرفته است.
!شناخت محیط رشد:خاک
خاک عبارتست از مخلوطی از مواد کانی (معدنی) و آلی که حاوی موجودات زنده بسیاری بوده و منبع اصلی تامین مواد غذایی و آب جهت گیاه به شمار می رود.
خاک نتیجه فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی و واکنش های بیولوژیکی گیاهان می باشد و توسط عوامل و پدیده های جوی موثر بر مواد کانی و آلی به وجود می آید.
گرچه از موجودات زنده خاک بطور معمول حشرات و کرم ها به وضوح قابل رویت هستند ولی از نظر وزنی بزرگترین بخش موجودات زنده خاک را میکروارگانیزمها از قبیل باکتری ها و قارچ ها تشکیل می دهند.
میکروارگانیزم ها مهمترین مصرف کننده مواد آلی در خاک اند که اجساد آنها مورد استفاده گیاه قرار می گیرد.
وزن موجودات زنده خاک بر حسب کیلو گرم در هکتار در عمق 30 سانتیمتر:
نام موجود خاک فقیر خاک غنی
باکتری ها 560 1120
قارچ ها 1680 2240
آکتینومیست ها 896 1680
تک یاخته ای ها 224 448
جلبک ها 224 336
نماتدها 28 56
کرم ها و حشرات 896 1120
وزن کل 4508 7000
اجزاء تشکیل دهنده خاک عبارتند از مواد کانی، مواد آلی، هوا، آب و میکروارگانیزم ها مواد کانی، حاصل تجزیه سنگهای مادریست و مواد آلی خاک از تجزیه بافت های حیوانی و گیاهی مرده حاصل می شود. تجزیه بافت های گیاهی و حیوانی معمولاً بوسیله آنزیم های موجود در صورت می گیرد.
در خاک، تجزیه کربوهیدرات ها (قند و نشاسته) نسبتاً سریع رخ می دهد و باعث آزاد شدن گاز کربنیک در خاک می گردد. پروتئین های محلول در آب نیز نسبتاً سریع تجزیه شده و تولید اسیدهای آمینه می کنند که خود تبدیل به ترکیبات آمونیومی قابل استفاده گیاه می شوند. ترکیبات آمونیومی هم تحت تاثیر بعضی از باکتری ها تبدیل به نیترات می شوند که آن نیز برای گیاه قابل استفاده است. بعضی از مواد مثل لیگنین (چوب)، موم، چربی ها و غیره در مقابل تجزیه شدن کامل از خود مقاومت نشان می دهند و پس از فرآیندهای زیست شیمیایی زیاد تبدیل به ماده سیاه رنگی به نام هوموس می گردند. قدرت جذب آب و مواد غذایی هوموس که حتی از رس بیشتر است. و بر عکس رس، دارای خاصیت، چسبندگی بسیار پائین می باشد. به همین جهت مقدار بسیار کمی هوموس که ، ساختار خاک و ماهیت غذایی آنرا به نسبت زیادی تغییر می دهد.
در نیمرخ عمودی خاک(در برش عمودی)لایه های متفاوتی دیده میشود. قسمت بالای مقطع که معمولاً نرم تر است دارای رنگ تیره ایست به نام خاک زبرین(Top soil) و قسمت پائین که دارای رنگ روش تری است و معمولاً ضخامت بیشتر هم دارد خاک زیرین(Sub soil) نامیده میشود. در زیر قسمت زیرین سنگ های مادری(Bed rocks) وجود دارند.
ذرات جامد خاک در صورتی که قطرشان بین 05/0 و 2 میلیمتر باشد، شن و در صورتی که قطرشان بین 002/0 و 05/0 میلیمتر باشد لای و در صورتی که قطرشان از 002/0 میلیمتر کمتر باشد رس نامیده می شوند. ریگ(Gravel) قطرش بین 2 تا 76 میلیمتر است و بزرگتر از آنرا سنگ(Stone) می نامند. شن و ذرات درشت تر از شن معمولاً از لحاظ شیمیایی بطور معمول خنثی می باشند، ولی ذرات ریز، مخصوصاً رس، از لحاظ شیمیایی بسیار فعال اند. این فعالیت به علت وجود سطح بسیار زیادشان، نسبت به حجم آنها می باشد، که در این مورد در مباحث بعدی بیشتر شرح داده خواهد شد.
آب، یکی از مواد موجود در خاک است که برای رشد گیاه اهمیت بسیار دارد. قدرت نگهداری آب در خاک ، به میزان مواد آلی و اندازه ذرات مواد کانی (معدنی) بستگی دارد، بدین معنا که هر چه مواد آلی در خاک بیشتر شود و یا اندازه ذرات خاک کوچکتر باشد قدرت نگهداری آب موجود در خاک ، بیشتر است. آب موجود در خاک، به صورت آب خالص نبوده بلکه مواد بسیار زیادی در آن محلول است و پیوسته در حال تغییر می باشد.
در خاک، مقداری هم هوا وجوددارد که برای تنفس ریشه های گیاه و میکروارگانیزم ها مورد نیاز است. در خاک های شنی، به علت وجود فضاهای خالی و بزرگ ما بین ذرات ، معمولاً تهویه به راحتی صورت می گیرد، در صورتی که در خاک های رسی سنگین با وجود فضاهای خالی متعدد، چون اندازه این فضاها کوچک است و اغلب بوسیله آب پر می گردند، عمل تهویه بخوبی صورت نمی گیرد. در چنین خاک هایی، در اثر تنفس ریشه و میکروارگانیزم میزان اکسیژن خاک کاهش یافته و در عوض غلظت گاز کربنیک بالا می رود و گیاه آسیب می بیند.
مباحث مرتبط با عنوان