ساختار خاک

[indicat]

خاک توده‌ای از مواد طبیعی با شرایط مناسب برای پرورش گیاهان که تحت تاثیر عوامل تخریبی (اثر عوامل جوی و موجودات ذره بینی) و عوامل سازنده (تشکیل مواد سمی و مشخص شدن افقهای مختلف) بوجود آمده است. خاکهای مناطق مختلف دارای خصوصیات یکسان نیستند.



همانطور که بشر برای بقای خود به خاک متکی است، دوام و تکامل خاک نیز تا حد زیادی به نحوه استفاده بشر از آن بستگی دارد. رشد و نمو گیاهان که علاوه بر سالم و زیبا ساختن محیط زیست ، منبع اصلی احتیاجات خوراکی و پوشاکی ما را تشکیل می‌دهد، بدون خاک امکان‌پذیر نیست. بی دلیل نیست که در طول تاریخ ، ظهور تمدنهای بزرگ در مناطقی که خاک خوب موجود بوده، صورت گرفته و سقوط تمدن بزرگ بین‌النهرین و دره رود نیل همزمان با تخریب خاکها در آن مناطق اتفاق افتاده است.

خاک آنقدر در طبیعت فراوان است که بسیاری از افراد واقعا تامل نکرده‌اند که خاک چیست؟ از چه موادی بوجود آمده؟ و چه اختلافی ممکن است بین خاکها موجود باشد؟ قسمتی از این عدم توجه به معنی واقعی خاک ، شاید به علت این است که برای اشخاص مختلف ، خاک مفاهیم گوناگونی دارد. هر علمی برای آنکه بنحو احسن مورد مطالعه قرار گیرد، بایستی بتواند یک تصور ذهنی ایجاد کند. این تصور ذهنی را مدل گویند.

تاریخچه استفاده از خاک

بنظر می‌رسد که انسان اولیه تا زمانی که مواد غذایی خود را از طریق شکار بدست می‌آورده، چندان توجهی به خاک نداشته است، ولی بتدریج که کشت جایگزین شکار می‌شده، اهمیت خاک نیز افزایش یافت. این تغییر روش در حدود 9000 سال پیش در کوههای زاگرس و خوزستان و قسمتی از عراق امروزی بین رودخانه‌های دجله و فرات صورت گرفته و در واقع اولین انقلاب کشاورزی در ایران آغاز شده است.

اجزا اصلی خاک

4 جز اصلی خاک عبارتند از: مواد معدنی ، مواد آلی ، آب و هوا. این اجزا بطور نزدیکی در ارتباط با یکدیگر هستند. بطوری که جدا کردن آنها مشکل است. حجم نسبی این اجزا که برای رشد گیاه مناسب باشد، بدین صورت است که در آن 50 درصد بوسیله مواد جامد (45 درصد مواد معدنی و 5 درصد مواد آلی) اشغال شده و 50 درصد بقیه شامل فضای منافذ است که بوسیله آب یا هوا اشغال می‌شوند. البته این نسبت آب و هوا بسیار متغیر بوده و تحت تاثیر شرایط خاک و جو قرار می‌گیرد.

پروفیل یا نیمرخ خاک

اگر قسمتی از خاک به طرف پایین حفر شود، لایه‌های افقی مشخصی در عمقهای مختلف آن به چشم می‌خورد. این مقطع را پروفیل خاک و لایه‌های مشخص آن را افق گویند. تمام افقهای بالای مواد مادری بطور جمعی Solum نامیده می‌شوند. مشخصات پروفیل خاک برای طبقه بندی و ارزیابی و نقشه برداری خاک بکار می‌رود.

لایه‌های بالایی پروفیل ، دارای مواد آلی بیشتری بوده و به همین علت رنگ آنها تیره است. این لایه‌ها را خاک سطح‌الارضی Top Soil گویند. لایه‌های عمیق‌تر خاک یا خاک تحت‌الارضی SubSoil به علت کمی مواد آلی رنگ روشن‌تری دارند و محل تجمع موادی هستند که از لایه‌های سطح‌الارضی شسته شده‌اند. مهمترین قسمت خاک از نظر رشد گیاهان لایه‌های سطح‌الارضی آن است که بیشتر مواد غذایی و آب قابل جذب گیاهان در این لایه‌ها متمرکز می‌شود و ریشه‌های گیاهان در اینجا یافت می‌شود.

ساختمان خاک

نحوه قرار گرفتن و چگونگی اجتماع ذرات خاک را ساختمان آن می‌گویند. گرچه در یک پروفیل خاک ممکن است یک نوع ساختمان بیش از سایرین دیده شود، ولی معمولا در افقها یا لایه‌های مختلف ممکن است، چند نوع ساختمان یافت شود. بسیاری از خواص فیزیکی خاک مانند حرکت آب ، تهویه ، انتقال حرارت ، وزن مخصوص ظاهری و فضای منافذ به ساختمان خاک بستگی دارد. در واقع تمام عملیات از قبیل شخم و زهکشی ، دادن کود حیوانی و آهک زدن که برای بهبود وضعیت فیزیکی خاک انجام می‌شود، روی ساختمان خاک اثر گذاشته و تاثیری روی بافت آن ندارد. ساختمانهای موجود از یکی از دو حالت زیر بوجود می‌آید:

• تک دانه‌های ذرات خاک که بطور فردی وجود داشته و اجتماع مشخصی از ذرات در آنها صورت نگرفته است.
• توده‌های فشرده و بی شکل و نامنظمی از ذرات که هیچ خصوصیات ساختمانی مشخصی ندارند.

انواع ساختمانهای خاک

برحسب شکل ظاهری 6 نوع ساختمان را می‌توان در خاک تشخیص داد. این ساختمانها به اسامی بشقابی ، ستونی ، منشوری ، مکعبی ، فندقی ، دانه‌ای و اسفنجی شناخته می‌شوند.

• ساختمان بشقابی: توده‌های خاک به صورت لایه‌های نازک افقی روی هم قرار گرفته‌اند. بیشتر در لایه‌های سطحی خاک وجود دارند، ولی گاهی در لایه‌های عمیق هم دیده می‌شوند.
• ساختمانهای ستونی و منشوری : توده‌های خاک بطور عمودی روی هم قرار گرفته‌اند، ارتفاع ستونهای حاصل متغیر و قطر آنها گاهی به 15 سانتیمتر می‌رسد. بیشتر در لایه‌های عمیق خاک مناطق خشک و نیمه خشک دیده می‌شود. در صورتی که بالای این ساختمانها گرد باشد، آنها را ستونی و اگرا مسطح باشد، آنها را منشوری گویند.
• ساختمانهای مکعبی و فندقی : توده‌های خاک به صورت مکعبهایی با سطوح نامنظم ، ولی ابعاد تقریبا مساوی در آمده‌اند. اگر لبه‌های سطوح بیشتر تیز و مشخص باشد، ساختمان را مکعبی و اگرا این لبه‌ها صاف شده باشد، ساختمان را فندقی گویند. این نوع ساختمان در لایه‌های عمیق خاک دیده می‌شود.
• ساختمانهای کروی (دانه‌ای یا اسفنجی) : توده‌های خاک شکل گرد داشته و قطر آنها معمولا از یک سانتیمتر کمتر است. این ساختمانها کاملا متخلخل بوده و اتصال بین ذرات ضعیف است (دانه‌ای) و درصورتی که ساختمان کاملا باز و درجه تخلخل زیاد باشد، ساختمان را اسفنجی گویند. ساختمانهای کروی بیشتر در لایه‌های سطحی خاک یافت می‌شوند و به آسانی تحت تاثیر عملیات زراعی قرار می‌گیرند.

آب خاک

آب خاک همراه با مواد محلول در آن ، محلول خاک را تشکیل می‌دهد که از آن ریشه گیاهان ، عناصر غذایی را جذب می‌کنند. مولکولهای آب در داخل منافذ خاک به حالت جذب شده نگهداری شده و شدت جذب به مقدار آب بستگی دارد.

هوای خاک

مقدار و ترکیب جو خاک تا حد زیادی به رابطه بین آب و خاک بستگی دارد. منافذ خالی از آب اشغال می‌شوند. هوا معمولا منافذ درشت را پر کرده و ضمن خشک شدن خاک وارد منافذ متوسط نیز می‌شود. به همین دلیل در خاکهایی که تعداد منافذ ریز زیاد است، شرایط تهویه مناسب نبوده و گیاهان و سایر موجودات خاک از این حیث صدمه می‌بینند.

بیولوژی خاک

خاک با داشتن محیط زیست مناسب و منبع کافی انرژی و مواد غذایی می‌تواند موجودات زنده مختلف را در بطن خود پرورش دهد. انواع مختلف موجودات از موجودات بزرگی مانند کرم خاکی و حشرات گرفته تا تک سلولی‌ها مانند باکتریها در خاک یافت می‌شوند.

شناخت محیط رشد: ساختار خاک

طرز قرار گرفتن ذرات خاک، ساختار خاک را تعیین می کند. شن خالص چون ذرات آن تماماً از هم جدا هستند، فاقد ساختار می باشد، ولی در خاکی که مواد آلی و یا ذرات ریزتر از شن – به نسبت مناسب – وجود داشته باشد، ذرات مجتمع شده و خاک دارای ساختار ویژه میشود، اینگونه تجمع ذرات باعث تهویه بهتر خاک می گردد.
ایجاد خاکی با ساختار خوب به کندی بسیار صورت می گیرد، ولی برعکس، به هم خوردن و خراب شدن ساختار یک خاک ، به علت عدم دقت لازم در حفاظت خاک، ممکن است بسیار سریع رخ دهد. مثلاً خاک رسی سنگین در صورتی که در موقع مرطوب بودن شخم زده می شود، ساختارش به هم می ریزد و پس از خشک شدن، سطح خاک سفت شده، سله می بندد و بصورت کلوخ در می آید.

 

[khaNuMi]

ساختمان خاک

ساختمان خاک

ساختمان خاک ( Soilstructure) منظور از ساختمان خاک ، ترتیب قرار گرفتن ، توجیه و سازمان ذرات شن و سیلت و رس در خاک می باشد گاهی این اصطلاح برای تعریف شکل هندسی خلل و خرج خاک نیز استفاده می شود و چون ترتیب قرار گرفتن ذرات به نحوی است که به آسانی نمی توان آنرا با شکل هندسی معینی مشخص کرد ، لذا روش مستقیمی برای اندازه‌گیری ساختمان خاکموجود نیست و مفهوم ساختمان خاک بیشتر جنبة کیفی دارد روشهای متداول برای مشخص کردن خاک نیز در واقع روشهای غیر مستقیمی هستند که خواصی از خاک را که تابع ساختمان خاک است اندازه گیری می‌کنند. به طور کلی سه نوع ساختمان امکان پذیر است اول ساختمان تک دانه‌أی که در آن ذرات خاک هیچ ارتباط و پیوستگی با هم ندارند. دوم ساختمان توده‌أی یا حجیم که در آن ذرات خاک به هم پیوسته و تودة بزرگ و یکپارچه أی را تشکیل می دهند . سوم ساختمان خاکدانه‌أی که حد واسط بین دو نوع ساختمان فوق الذکر بوده و از الحاظ کشاورزی فوق العاده مطلق می باشد. ( ص 47 روابط خاک و آب). عوامل پایداری ساختمان خاک:
پایداری ساختمان خاک خصوصاً خاکدانه ها به عوامل چندی بستگی دارد که به شرح زیر است: 1ـ نیروی Gohesio ـ این نیرو از بار منفی ذرات رسی مشتق می‌شود و در نتیجه هنگامی جالب توجه است که ذرات از سطح ویژه بزرگی برخوردار بوده و این سطوح در تماس باشند بنابراین تاثیر جذب ملکولی در خاک خشک حداکثر و در خاک مربوط حداقل خواهد بود. 2ـ نیروی Adhesion ـ برای اینکه بتواند ذرات خاک را به هم بپیوندد به آب و هوا هر دو نیاز است هر چه هلال حد و فاصل آب و هوا داری انحنای بیشتر باشد کشش سطحی در واحد سطح افزایش می یابد از طرفی با ازدیاد رطوبت در خاک ، سطح تماس آب با ذرات خاک بیشتر می‌شود ولی کاهش کشش سطحی در واحد سطح چندان چشمگیر نمی باشد بدین جهت در خاک خشک و اشباع تاثیر نیروی Adhesion کمترین و در حالت مرطوب بیشترین خواهد بود ضمناً بایستی توجه داشت که ساختمان خاک هنگامی تشکیل می شود که مقدار نیروی Gohesion از Adhesion بزرگتر است. (ص 48 کتاب روابط خاک و آب) 3 ـ کانی های رس:
رس ها به عنوان ملتی ذرات خاک را به هم متصل می کنند و از طرفی در اثر انقباض و انبساط تودة خاک را به قطعات کوچک تر تبدیل می نمایند معمولاً پیوسته‌أی از کانی های رسی دور ذرات خاک را احاطه کرده و خاکدانه هایی به وجود می‌اورد که پایدار بوده و در طبقه بندی خاک ها نیز مورد استفاده قرار می گیرد مثلاً در خاک های لاتوسول یالا تریتی ، پیوسته رسی مشاهده نمی شود نوع یون های تبادلی نیز اهمیت داشته و کلیسم ، منیزیم و پتالیم موجب بهبود وضع ساختمان خاک وهیدروژن و سدیم تخریب انرا فراهم می سازند.
4 ـ مواد آلی ـ مواد الی هنگامی در تشکیل خاکدانه موثر است که فعال باشد و فعالیت آن از موجودات زنده خاک سرچشمه گیرد. از طرفی ریشه گیاهان با تشریح ترکیبات ژلاتینی ذرات را به هم پیوند می دهد رشد وتوسعه ریشه گیاهان نیز سبب متلاشی شدن توده خاک و ایجاد خاکدانه می گردد ترکیبات آلی نیز بسته به نوع خود می توانند در خاکدانه بند و تثبیت آن موثر واقع شوند اخیراً بعضی از این ترکیبات برای تثبیت خاک Soilconditioning استفاده می شود و این ترکیبات در حقیقت یک رشته طولانی از حلقه کربن است که جذب سطحی ذرات رس گردیده و مانند تسبیحی ذرات خاک را به یکدیگر متصل می سازد (ص 48 کتاب روابط خاک و آب).