خاک یکی از منابع ارزشمند طبیعت است که در حدود ۶۹ درصد غذای مورد نیاز انسان از آن تأمین می‌گردد. در نبود خاک سالم، حیات نیز روی کره زمین امکان پذیر نخواهد بود. همچنین خاک‌ها روز به روز به قبرستان مواد زیان‌بخش و زیان‌آور تبدیل می‌شوند و از طرفی به طور روز افزون بر اثر ایجاد ساختمان و راه و تأسیسات شهری و صنعتی مقدار زیادی از خاک از گردش طبیعی و نیز از حوزه کشاورزی خارج می‌گردد و تبدیل به خاک مرده می‌شود. بنابراین مدیریت صحیح برای داشتن خاکی سالم لازمه بقای انسان است.

خاک یک جسم پویا و طبیعی است که در سطح زمین قرار دارد و محیط رشد و نمو گیاهان است. خواص آن در اثر اقلیم و موجودات زنده روی سنگ مادر شکل گرفته است و در طی زمان طولانی تغییر کرده است. برای آنکه خاک محیط مناسبی برای رشد گیاهان باشد باید نیازهای آن را تأمین کند. نیازهایی که خاک برای گیاه تأمین می‌کند عبارت‌اند از: آب، عناصر غذایی، اکسیژن و محلی برای لنگرگاه ریشه گیاهان

خاک یکی از منابع تجدید ناپذیر است. تعریف فوق از خاک تعریفی متداول است، ولی دیدگاه‌های متفاوتی از این ماده ارائه شده است. آنچه از نظر کشاورز، خاک محسوب می‌شود از نظر زمین‌شناس می‌تواند سنگ نرم شده و از نظر مهندس ساختمان زمین و از نظر اقتصاددان، اراضی تعریف شود. بنابر یافته‌های زمین‌شناسان، کره زمین به صورت توده مذابی بوده که با سرد شدن تدریجی سطح خارجی آن سفت و سخت شده و به صورت پوسته جامد در آمده است که به آن لیتوسفر می‌گویند. لیتوسفر از سه نوع سنگ تشکیل شده است:

- سنگ‌های آذرین

این سنگ از سرد شدن مواد مذاب درون زمین تشکیل شده است. به مواد مذاب ماگما می‌گویند. ماگما ممکن است که از سطح پوسته بیرون نیاید و به آهستگی و طی سالیان متمادی سرد شود در این صورت سنگ‌های آذرین درونی را به وجود می‌آورد. به ماگمایی که از دهانه آتشفشان بیرون می‌آید گدازه می‌گویند. گدازه‌ها طی چندین روز به سرعت سرد می‌شوند و سنگ‌های آذرین بیرونی را به وجود می‌آورند.

- سنگ‌های رسوبی

این سنگ از تجمع و تراکم رسوبات تشکیل می‌گردد. عوامل مختلفی باعث از هم پاشیدن ساختمان سنگ‌ها و خرد شدن آنها می‌شوند. خرده سنگ‌ها همراه با مواد محلول به جاهای پستی مانند دریاها، دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و سایر نقاط دیگر می‌روند و در آنجا رسوب می‌کنند. رسوبات در اثر عوامل گوناگونی مانند فشار و گرما به هم می‌پیوندند و سنگ‌های سخت و یکپارچه‌ای را می‌سازند که به آنها سنگ‌های رسوبی می‌گویند. سنگ‌های رسوبی به علت لایه لایه بودن و داشتن سنگواره موجودات گذشته به زمین‌شناسان کمک می‌کند تاریخ گذشته زمین را بازسازی کنند.

- سنگ های دگرگون

در اثر فشار و گرمای زیاد درون زمین سنگ‌های آذرین و رسوبی تغییر شکل می‌دهند و سنگ‌های جدیدی را به وجود می‌آورند که به آنها سنگ‌های دگرگونی می‌گویند. سنگ دگرگونی ممکن است نسبت به سنگ اولیه شکل و اندازه جدیدی داشته باشد. از طرفی سنگ‌ها خود از واحدهایی به نام کانی تشکیل شده‌اند. کانی عبارت است از: مواد معدنی با ترکیب شیمیایی معین و با خصوصیات فیزیکی ثابت مانند: شکل، سختی، نقطه ذوب، رنگ مشخص می‌باشد. در پوسته زمین حدود ۲۰۰۰ نوع کانی برآورد کرده‌اند.

 

تشکیل خاک

پوسته جامد زمین به علت تماس دائم با آب، هوا و سایر عوامل دائماً در حال تغییر است. نتیجه این تغییر، تبدیل تدریجی سنگ‌ها به خاک است. به عبارت دیگر تخریب سنگ‌ها و تبدیل آن به خاک را هوادیدگی می‌گویند. چنین تحولی به کندی صورت می‌گیرد و برای انجام آن پدیده‌ها و مکانیسم‌های مختلفی دخالت دارند. عوامل مؤثر در هوادیدگی شامل سه گروه است:

1- عوامل مکانیکی یا فیزیکی؛ ۲- عوامل شیمیایی؛ 3- عوامل بیولوژیکی.

عوامل مکانیکی یا فیزیکی

این عوامل منجر به متلاشی شدن سنگ‌ها می‌شوند. از این دسته عوامل می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

- فشار حاصل از یخ زدن آب درون سنگ‌ها

- انقباض و انبساط سنگ‌ها در اثر گرم و سرد شدن

- ورود نمک محلول به درون سنگ و ایجاد فشار حاصل از رشد نمک، تشکیل بلور انواع نمک‌ها باعث افزایش حجم شده که در نهایت منجر به خرد شدن سنگ‌ها می‌شود.

- فشار حاصل از رشد ریشه گیاهان

- انرژی حرکتی آب، باد، یخچال و نیروی ثقل

عوامل شیمیایی

این عوامل فرایند هوادیدگی فیزیکی را تکمیل می‌کند. در تشکیل خاک تجزیه شیمیایی نقش عمده‌ای را عهده‌دار است و نه تنها روی سنگ‌های متلاشی شده تأثیر می‌گذارد؛ بلکه کانی‌های جدیدی را به وجود می‌آورد که در خواص فیزیکی و شیمیایی خاک مؤثر است، از این دست عوامل می‌توان موارد زیر را نام برد:

انحلال: حل شدن بعضی از کانی‌ها در آب، حفراتی را در سنگ به وجود می‌آورد و آنها را تخریب می‌کند.

هیدرولیز آب: هیدرولیز یک واکنش شیمیایی بین آب و کانی‌ها است. هرگاه در مجاورت یک کانی آبی در دسترس باشد این واکنش آغاز می‌شود. ابتدا آب تجزیه شده، سپس یون‌های حاصل به کانی‌ها حمله می‌کنند و باعث تخریب آنها می‌شوند.

اکسیداسیون و احيا: اکسیداسیون کانی‌ها در اکثر موارد توسط اکسیژنی که در آب، محلول خاک و هوا وجود دارد صورت می‌گیرد و هرچه غلظت اکسیژن محلول در آب بیشتر و آب اسیدی‌تر باشد قدرت اکسید کنندگی آب افزایش می‌یابد. در زیر سطح ایستابی (شرایط اشباع) معمولاً به علت عدم وجود اکسیژن شرایط احیا وجود دارد. اکسیداسیون و احیا کانی‌های دارای آهن و منگنز در خاک زیاد مشاهده می‌شود.

 

آبگیری کانی‌ها: منظور اضافه شدن مولکول آب به بعضی از کانی‌هاست. آبگیری در تشکیل کانی‌های رسی اهمیت زیادی داشته و حتی ممکن است آب جزء ساختمان بلور کانی شود.

کربناته و بی‌کربناته شدن کانی‌ها: دی اکسید کربن موجود در هوا با آب ترکیب شده و اسید ضعیفی به وجود می‌آورد که میل ترکیبی آن با کانی‌ها زیاد است؛ بنابراین هرچه دی اکسید کربن بیشتری در آب باران حل شود، آب‌های اسیدی به وجود می‌آید که در تخریب سنگ‌ها تأثیر به سزایی دارد. در این نوع واکنش‌ها کربنات‌ها با آب و کربن دی اکسید ترکیب شده و بی‌کربنات‌ها را به وجود می‌آورند.

 

عوامل بیولوژیکی

هرگونه تخریب سنگ‌ها را که توسط موجود زنده شامل گیاهان، جانوران و موجودات میکروسکوپی انجام می‌شود تخریب حیاتی یا بیولوژیکی می‌نامند. تخریب و متلاشی شدن سنگ‌ها و کانی‌ها تا حد قابل توجهی تحت تأثیر فعالیت گیاهان، حیوانات و باکتری‌هاست. اقلیم هر منطقه نوع گیاهان آنجا را مشخص می‌کند. گیاهان به صورت‌های زیر در تخریب سنگ‌ها دخالت دارند:

- آب و املاح محلول را از اعماق خاک به سطح می‌آورند و موجب گردش محلول آب خاک می‌شوند.

- مواد آلی شاخ و برگ گیاهان، محلول اسیدی ایجاد می‌کنند که در انحلال و انتقال نمک‌ها و کانی‌ها نقش به سزایی دارند.

- ریشه گیاهان به علت دارا بودن خاصیت اسیدی به تخریب سنگ‌ها کمک می‌کند.

- ایجاد معبر توسط ریشه گیاهان جهت جریان آب و املاح در خاک

- فعالیت حیاتی ریشه، گاز کربنیک به وجود می‌آورد و این گاز، کربنیک اسید تولید می‌کند که در تخریب سنگ‌ها تأثیر دارد.

- ریشه گیاهان در درز و ترک سنگ‌ها نفوذ کرده و آنها را خرد می‌کند.

اکثر جانوران خاکزی مانند مورچه‌ها، حشرات، کرم‌های خاکی، موریانه‌ها و موش‌ها در اثر زندگی در خاک باعث ورود اکسیژن به خاک شده و بقایای حاصل از این موجودات امکان انجام واکنش‌های شیمیایی را بیشتر می‌کند. موجودات میکروسکوپی که شامل نماتدها، پروتوزوآها، جلبک‌های سبز و غیره هستند؛ نیز با تجزیه مواد آلی و تولید اسید آلی باعث حل شدن تدریجی کانی‌ها می‌گردند. در تخریب سنگ و تشکیل خاک زمان خیلی مهم است؛ زیرا در زمان طولانی عوامل مؤثر در تشکیل خاک بر سنگ‌ها اثر گذاشته و آنها را تخریب می‌کنند و بدون در نظر گرفتن زمان، امکان تشکیل خاک غیرممکن است.

 

تکامل خاک

اگر چند سنگ را خرد کنیم و گیاهی در آن بکاریم رشد نخواهد کرد. به همین دلیل به اجزای ریز تولید شده، خاک مطلوب کشاورزی نمی‌گویند زیرا این اجزای ریز تکامل نیافته‌اند و توانایی آن را ندارند که عناصر غذایی مورد نیاز گیاه را تأمین کنند. خاک‌ها با گذشت زمان طولانی بسته به نوع سنگ اولیه باید چند صد سال بگذرد تا همه عوامل هوادیدگی بر آنها تأثیر بگذارد و تکامل یابند و تغییراتی در آن به وجود آید تا بتوانند عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان را تأمین کنند. برای همین است که خاک را جز منابع تجدیدناپذیر می‌دانند؛ زیرا مدت زمانی که برای تشکیل و تکامل خاک لازم است طولانی است. پس باید در حفظ این منبع خدادادی تلاش کنیم. با گذشت زمان در اجزاء خرد شده سنگ‌ها اتفاقاتی می‌افتد و آنها را به خاک تبدیل می‌کند. یکی از مهم‌ترین این اتفاقات تشکیل لایه‌ها و طبقات در خاک است. هرچه خاکی تکامل یافته‌تر باشد تعداد و ضخامت لایه‌های آن بیشتر است. این موضوع را در مقایسه خاک کوهستان و دشت می توان دید.

 

در کشاورزی خاک را به دو طبقه رویین و زیرین تقسیم می‌کنند. خاک سطحی یا رویین قسمتی از خاک است که بیشتر فعالیت‌های کشاورزی در آن انجام می‌گیرد و معمولاًً تخلخل بیشتری دارد و ریشه گیاهان در آن رشد می‌کند. هرچه ضخامت خاک رویی بیشتر باشد از نظر زراعی خاکی مناسب است. در مناطق کوهستانی به علت شیب زیاد و در اثر فرسایش، خاک سطح‌الارض بسیار کم عمق بوده و در عوض در مناطق پست و مسطح عمق آن افزایش می‌یابد. در خاک‌هایی که ضخامت خاک سطح‌الارض کم است در صورت امکان می‌توان با استفاده از ادوات کشاورزی و به مرور زمان به عمق شخم افزود و از این طریق ضخامت خاک سطحی را افزایش داد. به طور کلی اگر ضخامت خاک سطح‌الارض 50 تا 100 سانتیمتر باشد خاک عمیق و اگر کمتر از 25 سانتیمتر باشد خاک کم عمق است. ضخیم بودن خاک سطحی یکی از ویژگی‌های خاک‌های زراعی خوب محسوب می‌شود. بین عمق خاک و میزان محصول و رشد گیاهان رابطه مستقیم وجود دارد؛ زیرا خاک‌های عمیق به علت توسعه ریشه، امکان جذب عناصر غذایی و آب بیشتری را فراهم می‌کنند. خاک زیرین قسمتی از پروفیل خاک که در زیر خاک رویی قرار داشته، معمولاً متراکم و فشرده بوده و به ندرت ریشه گیاهان زراعی در آن یافت می‌شود. در این قسمت به علت عدم وجود اکسیژن و فشرده بودن خاک موجودات میکروسکوپی فعالیت چندانی ندارند و استعداد تولید گیاه را نداشته و از نظر کشاورزی اهمیت چندانی نیز ندارد.

اجزای خاک

اگر به یک کلوخه خاک به دقت نگاه کنیم دو بخش کاملاً متمایز در آن می‌بینیم: الف) بخش جامد خاک ب) بخش خلل و فرج خاک.

الف) بخش جامد خاک

۱. مواد معدنی: شامل اجزای حاصل از تخریب و تجزیه سنگ‌هاست که به صورت‌های شن، سیلت و رس در خاک مشاهده می‌شود. مبنای تقسیم‌بندی ذرات معدنی خاک قطر آنها است.

 

 

۲. مواد آلی: این مواد از بقایای جانوری و گیاهی که در مراحل مختلف تجزیه و فساد قرار دارند تشکیل شده است. نام دیگر مواد آلی کلوئیدهای آلی خاک است و تأثیر زیادی در جذب آب و نگهداری مواد غذایی دارند، ضمناً باعث چسبیدن ذرات معدنی خاک به مواد معدنی یکدیگر می شوند.

ب) خلل و فرج: فضاهای خالی موجود بین ذرات خاک خلل و فرج خاک محسوب می‌شوند و آب و هوای مورد نیاز گیاهان را تأمین می‌کند. اگر خاکی فضاهای خالی آن کم باشد گیاهان به خوبی در آن رشد نمی‌کنند. به طور کلی در یک خاک مناسب 50 درصد آن بخش جامد و 50 درصد دیگر بخش خلل و فرج است. در فضاهای خالی با توجه به شرایط متفاوت آب و هوا، می‌تواند جایگزین یکدیگر شوند.

با توجه به طرز قرار گرفتن ذرات خاک در کنار یکدیگر انواع مختلفی از خلل و فرج در خاک ایجاد می‌شود که از نظر اندازه آنها را به سه دسته تقسیم می‌کنند:

- خلل و فرج درشت: آب در اثر نیروی وزن در آن حرکت می‌کند و بیشتر مواقع در آن هوا قرار دارد.

- خلل و فرج متوسط: با توجه به شرایط در آن آب و هوا در جریان است و هدایت آب و عناصر غذایی را به عهده دارد.

- خلل و فرج ریز: فضاهایی هستند که بیشتر مواقع آب در آن نگهداری می‌شود و مواقع لزوم در اختیار گیاه قرار می‌دهد.

 

 فیزیک خاک یکی از شاخه های علم خاک شناسی است و وظیفه پیش بینی، اندازه گیری و کنترل فرایندهای فیزیکی که در خاک رخ می‌دهد را بر عهده دارد. اهداف کاربردی اندازه‌گیری خصوصیات فیزیکی خاک در کشاورزی بسیار زیاد است که از آن جمله می‌توان به مدیریت صحیح خاک در زمینه‌های آبیاری، زهکشی، حفاظت آب و خاک، شخم و انواع خاک‌ورزی، تنظیم دمای خاک و ... اشاره کرد.

برای افزایش تولیدات زراعی و باغی شناسایی خاک از ضروریات است بخشی از خاک که مورد ارزیابی قرار می‌گیرد نمونه نامیده می‌شود. نمونه‌برداری باید به طریقی انجام شود که نماینده کاملی از کل زمین موردنظر باشد. در نمونه‌برداری به منظور ارزیابی حاصلخیزی خاک، باید نوع بهره‌برداری مشخص شود سپس اقدام به جمع‌آوری اطلاعات اولیه و تهیه نقشه اراضی گردد. در صورت عدم وجود نقشه می‌توان با تهیه کروکی وضعیت محل نمونه‌برداری را مشخص نمود. به دلیل اینکه کلیه آزمایشات بعدی ما در رابطه با خاک روی نمونه‌های برداشته شده انجام می‌گیرد، روش نمونه‌برداری باید به صورت صحیح انجام شود.

معمولاً روش‌های متفاوتی مانند زیگزاگ، مستطیلی و... برای نمونه‌برداری وجود دارد.

برای قطعه‌بندی اراضی بایستی با توجه به مشخصات ظاهری خاک مانند رنگ خاک، شیب زمین، بافت خاک، پوشش گیاهی و ... ابتدا زمین را به قطعاتی یکنواخت تقسیم کرد، سپس اقدام به نمونه برداری نمود.

انواع نمونه

الف) نمونه دست خورده: نمونه‌ای است که خاک از لحاظ ظاهری و فیزیکی شبیه به خاک مزرعه نیست. برای اکثر آزمایش‌های شیمیایی خاک می‌توان از نمونه دست خورده استفاده کرد.

ب) نمونه دست نخورده: نمونه‌ای است که خاک از نظر فیزیکی کاملاً شبیه خاک مزرعه می‌باشد. برای آزمایش‌هایی مانند تعیین درصد رطوبت و تعیین وزن مخصوص ظاهری خاک از این نوع نمونه استفاده می‌شود.

نکاتی که باید در زمان نمونه‌برداری رعایت کرد:

- از برداشت نمونه، از نقاطی که به کودهای شیمیایی و حیوانی و یا بقایای گیاهی آغشته هستند خودداری شود،

- از نقاطی که محل رفت و آمد دام، ماشین‌ها و ادوات کشاورزی هستند نمونه‌برداری صورت نگیرد،

- از جدا کردن مواد آلی در حال تجزیه که در داخل خاک هستند خودداری شود.

- رطوبت زمین در موقع برداشت نمونه باید در حد گاورو باشد.

توجه!

رطوبت در حد گاورو مقداری از رطوبت خاک است که پس از فشردن مقداری خاک در دست تبدیل به گلوله شده، اما به دست نچسبیده و پس از پرتاب آرام روی زمین گلوله خاک از هم پاشیده شود.

نکاتی که بعد از نمونه‌برداری باید مد نظر قرار گیرد

- پس از مخلوط کردن نمونه‌های فرعی و انتخاب نمونه نهایی، آن را باید در اسرع وقت به آزمایشگاه منتقل نمود.

- از قرار دادن نمونه در معرض نور مستقیم آفتاب و یا دیگر منابع مستقیم حرارتی خودداری کنید.

- دو نمونه کارت مشخصات نمونه‌برداری را تهیه و تکمیل کرده و یک عدد را داخل نمونه و دیگری را به بیرون ظروف محتوی نمونه الصاق کرده و آن را به آزمایشگاه مورد نظر ارسال کنید.

خصوصیات فیزیکی خاک

بافت خاک

بافت خاک درصد نسبی ذرات شن، سیلت و رس را در نمونه خاک نشان می‌دهد. بسیاری از واکنش‌های مهم فیزیکی و شیمیایی خاک با بافت آن رابطه مستقیم دارد. بافت یکی از مشخصات معمولاً تغییرناپذیر خاک است. هرچه مقدار ذرات درشت خاکی بیشتر باشد ذخیرۂ عناصر غذایی و رطوبت قابل استفاده گیاه کمتر می‌شود؛ ولی نفوذپذیری آن نسبت به آب و هوا قابل توجه است. ابتدا به خصوصیت مهم این سه نوع ذره (شن - سیلت - رس) می‌پردازیم.

اندازه ذرات شن بین 2 تا 0.05 میلیمتر بوده، بنابراین کمتر در معرض واکنش‌های فیزیکی و شیمیایی قرار می‌گیرند. اهمیت این ذرات از نظر ایجاد نقطه اتکا برای سایر ذرات ریز هستند به علت فضای زیاد بين ذرات شن، جریان هوا و آب را تسهیل می‌کنند. ذرات سیلت اندازه‌ای بین 0.05 تا 0.002 میلیمتر دارند و پودر مانند احساس می‌شوند و خاصیت چسبندگی آنها کم است و از طرفی مقدار زیادی آب قابل استفاده برای گیاه در خود نگهداری می‌کنند. این خاصیت باعث خطراتی در ساختمان‌سازی و راه‌سازی می‌شود زیرا نگهداری آب و انجماد آن باعث تخریب خاک می‌شود.

ذرات رس از نظر اندازه کمتر از 0.002 میلیمتر می‌باشند. دارای سطوح زیادی هستند و مقدار قابل توجهی آب و عناصر غذایی جذب سطوح رس می‌شوند به همین جهت رس‌ها در میزان ظرفیت کل آب در خاک و مواد غذایی مورد نیاز گیاهان مؤثر هستند.

بافت خاک را با روش‌های لمسی، هیدرومتری و پیپت اندازه‌گیری می‌کنند.

روش لمسی (صحرایی)

بافت خاک ، چون با دست و لمس کردن خاک‌ها با دو انگشت شست و سبابه صورت می‌گیرد به آن روش لمسی می‌گویند. ابتدا گل یا خمیری که دارای حداکثر چسبندگی باشد تهیه می‌کنند و آن را بین دو انگشت دست قرار داده و خصوصیاتی نظیر زبری، نرمی، وجود ذرات شن، حالت چسبندگی یا لوله شدن، تشکیل نوار، شکل‌پذیری و ... را مورد بررسی قرار می‌دهند. این روش بسیار ساده و درست زمان کوتاهی انجام‌پذیر است. میزان دقت آن به تجربه فرد بستگی دارد.

تعیین بافت خاک به روش هیدرومتری

هیدرومتر یا چگال‌سنج وسیله‌ای است که می‌توان غلظت ذرات موجود در مایعات را با آن تعیین کرد. اعدادی که از روی هیدرومتر خوانده می‌شود به قرائت معروف هستند. هیدرومتر در دمای ۲۰ سانتی‌گراد استاندارد شده‌اند. به این دلیل باید پس از هر قرائت آنها را با توجه به دمای محیط تصحیح کرد.

انواع بافت خاک

با کمی دقت در مثلث بافت خاک در می‌یابیم که دوازده منطقه در آن قرار دارد. به طور کلی بافت‌های خاک را در چهار گروه طبقه‌بندی می‌کنند: الف) خاک‌های سبک، ب) خاک‌های متوسط، ج) خاک‌های نیمه‌سنگین د) خاک‌های سنگین

خاک‌های سبک: خاک‌هایی که قسمت اعظم بافت آنها از شن تشکیل شده است. زهکشی آن آزادانه و به طور طبیعی صورت می‌گیرد. با پیدایش دوران خشکسالی زودتر رطوبت خود را از دست می‌دهند و در معرض فرسایش بادی هستند. رطوبت قابل استفاده گیاه در این خاک‌ها ناچیز بوده و آبیاری باید با تناوب بیشتری صورت گیرد. آبشویی املاح و کودهای شیمیایی نیز قابل توجه است. تلفات کودی بیشتر از سایر خاک‌هاست. خاک‌هایی با بافت شنی، شنی‌لومی و لومی‌شنی در این گروه قرار می‌گیرند. این خاک‌ها معمولاً در بهار زودتر گرم شده و محصولات کاشته شده در آنها زودرس می‌شوند.

خاک‌های متوسط: به خاک‌هایی که مقدار درصد رس آنها بین ۱۰ تا ۳۰ درصد در نوسان است، اطلاق می‌شود. حاصلخیزی این خاک‌ها در آب و هوای مختلف متفاوت بوده و رطوبت قابل استفاده گیاه از خاک‌های سبک بیشتر و خطر فرسایش آنها کمتر است. بافت‌های لومی، لومی‌سیلتی و سیلتی در این گروه قرار می‌گیرند.

خاک‌های نیمه‌سنگین: خاک‌های که از لحاظ خصوصیات فیزیکی بین خاک‌های متوسط و سنگین قرار دارند مانند بافت‌های لومی‌رسی، لومی‌رسی‌شنی و لومی‌رسی‌سیلتی.

خاک‌های سنگین: خاک‌هایی که رس زیادی دارند. در این خاک‌ها سطح خاک در اثر تناوب خشکی و رطوبت ایجاد درز و ترک می‌کند. رطوبت قابل استفاده گیاه در این خاک‌ها از کلیه خاک‌ها بیشتر است. زهکشی آنها دشوار است، به همین دلیل این خاک‌ها به مدت طولانی مرطوب می‌مانند. حاصلخیزی این خاک‌ها در حد مطلوب بوده و تناوب آبیاری آن کمتر از سایر گروه‌ها است. بافت‌های رسی، رسی‌سیلتی و رسی‌شنی در این گروه قرار دارند.

ساختمان خاک

ذرات معدنی خاک شن و سیلت و رس به ندرت به صورت مجزا در خاک دیده می‌شوند، به جز خاک سواحل و تپه‌های شنی، این ذرات اغلب با مواد چسبنده به یکدیگر چسبیده و واحد بزرگ‌تری به نام خاکدانه را به وجود می‌آورند. خاکدانه به مقداری از ذرات جامد خاک گفته می‌شود که با مواد چسبنده به یکدیگر چسبیده‌اند. ساختمان خاک عبارت است از ترتیب قرار گرفتن ذرات خاک در کنار یکدیگر. ساختمان خاک در ایجاد شرایط فیزیکی مطلوب مؤثر است که این شرایط مطلوب فیزیکی باعث آبرسانی، تهویه، تغذیه گیاهان و فعالیت میکروبی و توسعه ریشه می‌گردد. پس ساختمان خاک به طور غیرمستقیم موجب رشد بهتر گیاه می‌شود.

خاک‌ها را براساس وجود یا عدم وجود ساختمان به دو گروه تقسیم می‌کنند:

خاک‌های بدون ساختمان: خاک‌هایی هستند که ساختمان مشخصی ندارند، در نتیجه بدون خلل و فرج بوده و عمل تهویه در آنها به خوبی انجام نمی‌گیرد. از این دسته می‌توان به ساختمان تک‌دانه‌ای و ساختمان توده‌ای اشاره کرد.

خاک‌های ساختمان‌دار: خاک‌هایی هستند که در آنها ذرات اصلی خاک (شن، سیلت و رس) به صورتی در کنار هم قرار گرفته‌اند که منجر به شکل‌گیری آنها و تشکیل خاکدانه و در نهایت ساختمان خاک می‌شود. براساس شکل خاکدانه، خاک‌ها در گروه‌های کروی، مکعبی، منشوری، ستونی و بشقابی قرار می‌گیرند.

عوامل مؤثر در تشکیل خاکدانه

هنگامی که ذرات معدنی خاک به یکدیگر متصل شوند، خاکدانه تشکیل می‌شود. خاکدانه‌ها به نوبه خود ساختمان خاک را به وجود می‌آورد. برای این منظور دو نیرو باید وجود داشته باشد.

الف) نیروهای فشردگی: در طبیعت و در داخل خاک نیروهای فشردگی به کمک پدیده‌هایی مانند یخ زدن و ذوب شدن، چروکیدگی و تورم که در اثر وجود آب در خاک است و همچنین حفر زمین به وسیله جانوران و فشار ریشه گیاهان در خاک تأمین می‌شود.

ب) نیروهای چسبندگی حاصل از مواد چسبنده: چسبندگی ذرات خاک به یکدیگر از منابع مختلفی تأمین می‌شود مانند: رس‌ها و اکسیدهای آهن، مواد آلی ترشح یافته از ریشه گیاهان، گوارش جانوران خاکزی، فعالیت میکروب‌ها و هوموس حاصل از تجزیه مواد آلی خاک، نیروی چسبندگی از کشش سطحی آب هم مشتق می‌شود و برای ایجاد آن وجود آب و هوا توأماً ضروری است. در خاک خشک با افزایش تدریجی رطوبت میزان نیروی چسبندگی افزایش پیدا می‌کند این افزایش نیرو تا زمانی است که لایه‌ای ناپیوسته از آب و هوا بین ذرات خاک وجود داشته باشد. با افزایش زیاد رطوبت و تجمع ملکول‌های آب و تبدیل آن به یک لایه پیوسته از آب، نیروی کشش سطحی به علت فقدان هوا از محیط حذف شده و نیروی چسبندگی کاهش می‌یابد. هنگامی که در کنار دریا و روی شن‌های ساحلی قدم می‌زنید در صورتی که خاک کاملاً خشک باشد و یا کامل زیر آب باشد پایمان به راحتی در شن ساحلی فرو می‌رود. در صورتی که خاک ساحلی کمی مرطوب باشد و به عبارت دیگر در خاک، هم آب و هم هوا هم زمان وجود داشته باشد پا در شن فرو نمی‌رود و در برابر وزن عابر پیاده مقاومت می‌کند؛ زیرا در رطوبت کم نیروی کشش سطحی، ذرات شن را به هم می‌چسباند و در حالت کاملاً خشک و کاملاً مرطوب از نیروی کشش سطحی خبری نیست و پا به راحتی در آن فرو می‌رود.

ادامه دارد.....

 

 

منبع: کتاب آب، خاک و گیاه، رشته کشاورزی، شاخه فنی و حرفه‌ای، انتشارات سازمان پژوهش و برنامه‌ریزی آموزشی، 1398