۶ بهمن
در خصوص خاک کشاورزی بیشتر بدانیم
خاک کشاورزی از ساختمان گیاهان روی خود پشتیبانی میکند و گیاهان با
حمایت ریشه‌هایشان توسط خاک ثابت در جای خود باقی می‌مانند. البته این
حمایت دو طرفه است و گیاهان هم پیوستگی ساختار خاک را حفظ می‌کنند. خاک
کشاورزی همچنین اصلی‌ترین منبع آب و مواد‌معدنی برای گیاهان است.
مقدمه خاک کشاورزی
در سراسر تاریخ بشر خاک به ما کمک کرده است تا
تمدن خود را گسترش دهیم و پیشرفت کنیم. توانایی کشاورزی عامل اصلی گسترش
تمدن بشری و یکجانشینی انسان بوده است. در واقع یکجانشینی انسان بدون
خاک و آب مناسب کشاورزی ممکن نبوده است. خاک ماده سست سطحی است که سطح زمین
را می‌پوشاند و شامل مواد معدنی، جانداران زنده، مواد در حال تجزیه
ارگانیگ(آلی) و غیر ارگانیک است. این عوامل تشکیل‌دهنده پیچیده سبب شده‌اند
که خاک کشاورزی بسیار پویا و یکی از ذخایر طبیعی مهم باشد.
خاک
در مناطق مختلف دارای ترکیبات فیزیکی و شیمیایی متفاوتی است. هر نوع خاک
کشاورزی نقاط قوت و ضعف خود را دارد که آن را مناسب کاشت محصول خاصی
میکند. همچنین ترکیب خاک ثابت نخواهد ماند و ممکن است به علت حضور
میکروارگانیسم‌ها، نوع گیاهان و آب‌وهوا تغییر کنند. به همین دلیل خاک با
افزایش سن تغییر میکند و از خاکهای والدینی خود متمایز میشوند. بعضی
خاک را زنده می‌دانند؛ چراکه نه تنها در هر ذره آن میلیارد‌ها میکروب جود
دارد بلکه عامل زندگی‌بخش به بخش بزرگی از جانداران روی کره زمین است.
خاک کشاورزی
با
وجود اینکه خاکها به صورت کلی بارور محسوب میشوند اما همه خاکها را
نمی‌توان به عنوان خاک کشاورزی به حساب آورد. خاک کشاورزی باید تعادل خوبی
بین عناصر معدنی، مواد آلی و آب داشته باشد.
ویژگی‌های فیزیکی خاک
این ویژگی‌ها همه آن چیزی است که میتوانید در خاک لمس کنید و ببینید که شامل موارد زیر است:
• بافت
• رنگ
• عمق
• ساختار
• منافذ
ساختار
خوب خاک کشاورزی ارتباط مستقیمی با سلامت خاک و گیاهان دارد. در واقع
ساختار مناسب سبب عبور آب و هوا از درون ذرات خاک میشود. به این نحو خاک
می‌تواند آب را در میان لایه‌های خود ذخیره کند. اندازه منافذ خاک و تعداد
آنها میزان نفوذپذیری خاک را تعیین می‌کنند. هرچه میزان نسبت رس به ماسه
در یک خاک بیشتر باشد، خاک استقامت بیشتری و نفوذپذیری کمتری دارد. در
خاکهایی که رفت و آمد و فعالیت روی آنها زیاد است، منافذ سطحی در ساختار
خاک بسته میشوند. همچنین هرچه پوشش گیاهی و فعالیت کرم‌ها بیشتر باشد
منافذ خاک بیشتر خواهد بود.
ساختار
خاک نتیجه گردهمایی ذرات خاک در دسته‌هایی به نام pedها است. مانند مواد
موجود در یک کیک، مواد موجود در خاک (رس، ماسه، مواد ارگانیک و... ) در
کنار یکدیگر ساختار را تشکیل می‌دهند. Pedها بر اساس مواد تشکیل‌دهنده و
محیطشان دارای اشکال زیادی هستند. این شرایط محیطی شامل میزان آب، سرما و
میزان فعالیت روی خاک است. میان pedها در درون خاک فضا وجود دارد. فضایی
که پیش‌تر گفته شد سبب نفوذ آب، هوا و موجودات به درون خاک میشود. اندازه و
شکل این فضاها وابسته به ساختار خاک است.
بافت و ساختار خاک به ما
اطلاعات زیادی از چگونگی رفتار خاک میدهد. خاکهای دانه‌دانه و متعادل از
نظر بافت بهترین خاک کشاورزی خواهند بود. این نوع خاک میزان مناسبی از مواد
مغذی و آب را در خود نگه می‌دارد. خاکهای ماسه‌ای نمی‌توانند آب را درون
خود نگه دارند و آب از میان ذراتشان عبور میکند. همچنین خاکها با ساختار
صفحه‌ای سبب میشوند که آب به درون زمین نفوذ نکند و در صفحات رویی باقی
بماند.
برای بررسی شرایط یک خاک باید بر وضعیت تغییرات ساختار آن نظارت کرد.
بافت خاک
ترکیب
قطعات معدنی(ماسه، شن، رس و...) و ذرات ارگانیک نوع بافت خاک را تعیین
می‌کنند. ذراتی که بافت خاک را شکل می‌دهند در سه گروه ماسه، سیلت و رس
تقسیم بندی میشوند. ماسه‌ها بزرگترین و رس‌ها کوچک‌ترین اندازه را دارند.
در مناطقی خاکهایی وجود دارند که تماما یک بافت دارند و مثلا رسی هستند.
اما این نوع خاکها کمیاب هستند و بافت بیشتر خاکها از ترکیب این ذرات
حاصل شده است.
خواص شیمیایی خاک
خواص
شیمیایی خاک هم در ساختار آن تاثیر گذارند. مثلا اگر میزان سدیم موجود در
خاک زیاد باشد(بیش از 6 درصد) ذرات رسی از هم جدا میشوند و می‌توانند در
خاک خیس آزادانه حرکت کنند. خاکها با درصد سدیم بالا را sodic soil(خاک
سدیمی) می‌نامند. این گونه خاکها وقتی در تماس با آب قرار بگیرند سبب
میشوند تا آب شیری‌رنگ دیده شود و ذرات رسی در آب پراکنده شوند. همچنین
وقتی خاک خشک شود، یک پوسته خشک روی خاک را خواهد پوشاند.
رطوبت خاک کشاورزی
رطوبت در خاک همان محتوای آبی خاک است که می‌توان در قالب‌های حجمی و وزنی آن را بررسی کرد.
مواد آلی خاک
رنگ
خاک می‌تواند نشان از میزان مواد ارگانیک، جنس مواد تشکیل دهنده و میزان
هوازدگی خاک کشاورزی باشد. خاک کشاورزی با رنگ قهوه‌ای پررنگ تا سیاه نشان
از آن دارد که میزان مواد آلی و گیاخاک زیاد است. از طرف دیگر رنگ‌های
روشن‌تر به صورت کلی نشان از ناباروری خاک دارند. رنگ‌های متنوع دیگری در
خاکها وجود دارد که بیشتر نشان از ترکیبات معدنی خاص دارند. مواد آلی
معمولا 1-6 درصد خاک کشاورزی در سطح را تشکیل می‌دهند. این میزان با
افزایش عمق کاهش می‌یابد.
گیاخاک و یا مواد آلی به توانایی خاک در
ذخیره آب و تنظیم اسیدیته نیز کمک می‌کنند. در نتیجه هرچه خاک تیره‌تر باشد
بارورتر است. لایه‌های بالایی خاک یا اولین افق خاک دارای رطوبت و زندگی
غنی میکروبی و غیر میکروبی هستند.
خاکهای
مناطق بارانی و استوایی دارای لایه‌ای ضخیم از مواد آلی هستند. اما هر
گیاهی توانایی رشد در این مناطق را ندارد و ممکن است از کمبود مواد تلف
شود. رطوبت و گرمای بالا در این مناطق محیطی فوق‌العاده برای زندگی میکروبی
ایجاد کرده است. این میکروارگانیسم‌ها مواد آلی را به سرعت تجزیه خواهند
کرد.
مواد معدنی خاک
در طول تاریخ
کره زمین مواد معدنی دارای چرخه‌ای بی‌پایان بوده‌اند. این چرخه مواد از
خاک شروع شده و با گیاهان و جانوارن ادامه می‌یابد و در نهایت با تجزیه
کالبد جانداران این مواد به خاک باز می‌گردند. این چرخه کمک میکند تا خاک
کشاورزی همیشه غنی از مواد موردنیاز گیاهان باشد. از بین مواد معدنی حدودا
17 عنصر به عنوان ضروریات برای رشد گیاهان شناخته میشوند. از بین این
عناصر گیاهان فسفر، نیتروژن و پتاسیم را در میزان بالا مصرف می‌کنند و به
آنها درشت‌مغذی می‌گویند. به همین دلیل این عناصر به عنوان محدودکننده‌های
رشد به حساب میآیند. به همین دلیل خاک کشاورزی نیاز به غنی‌سازی با این
عناصر دارد.
کشاورزی
چرخه طبیعی مواد معدنی را در خاک کشاورزی تغییر میدهد. برداشت متوالی
محصولات کشاورزی برای مصرف انسان و حیوانات سبب فقیر شدن خاک سطحی در سراسر
جهان شده است. کود‌های به کار رفته برای غنی‌سازی زمین‌های کشاورزی نیز در
بسیاری موارد کارایی اولیه زمین‌ها را به آنها باز نمی‌گرداند و حتی در
مواردی سبب آلودگی آب‌ها و محیط زیست میشوند.
افزودن کودها به خاک
کشاورزی همچنین می‌تواند سبب کاهش تنوع حیات میکروبی خاک شود. بعضی کود‌های
نیتروژنی می‌توانند سبب اسیدی شدن خاک شوند. از طرفی احتمال تجمع نمک‌ها و
اضافه شدن فلزات سنگی نیز وجود دارد.
آفتکشها
آفت‌کش
ماده‌ای است که به خاک کشاورزی اضافه میشود تا محصول را از حشرات،
علف‌‌های هرز، قاچ‌ها و... حفظ کند. این مواد با توجه به ساختارشان
می‌توانند توسط عوامل میکروبی یا شیمیایی خاک تجزیه شوند و یا شروع به تجمع
در خاک بکنند. بعضی تحقیقات وجود دارند که نشان می‌دهند این مواد به زندگی
میکروب‌ها به خصوص میکروب‌های تثبیت‌کننده نیتروژن آسیب می‌زنند. حیات
موجودات غیر میکروسکوپی مثل کرم‌های خاکی نیز ممکن است توسط این مواد به
خطر بیفتد.
اسیدیته خاک
اسیدیته یا
میزان pH خاک به عنوان عامل متغیر اصلی در خاک کشاورزی شناخته میشود. pH
دامنه گسترده‌ای از عوامل فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک را کنترل میکند. در
نتیجه تاثیر زیادی روی باروری و رشد گیاهان دارد.
در pH پایین مواد
درشت‌مغذی مورد کمتر در دسترس گیاهان هستند. همچنین ریزمغذی‌ها در محیط
اسیدی بیشتر در آب حل میشوند و حتی ممکن است برای گیاهان سمی باشند.
مسمومیت با آلومینیوم در گیاهانی که در محیط با pH کمتر از 5.5 رشد
می‌کنند ممکن است رخ دهد. معمولا pH بین 6 تا 7.5 برای رشد بیشینه گیاهان
مناسب است. البته بعضی گیاهان می‌توانند شرایط اسیدی‌تر یا بازی‌تر از این
مقدار را نیز تحمل کنند. مواد آلی و رسی می‌توانند به تنظیم اسیدیته خاک
کمک کنند. همچنین اضافه کردن آهک، آلومینیوم سولفات، آهن سولفات به خاک
کشاورزی یکی از راه‌های افزایش pH است که می‌توان در صورت لزوم از آن
استفاده کرد.
فرسایش خاک
خاک
کشاورزی به طور کلی نتیجه هوازدگی‌های فیزیکی و شیمیایی سنگ‌ها است که بعدا
ترکیبات آلی حاصل از تجزیه زیست‌توده‌ها به آن اضافه میشوند. تخریب سنگ
بستر و فعالیت‌های زیستی نقش مهمی در شکل‌گیری خاک دارند. وجود میزان کمی
آب در میان شکاف سنگ‌ها سبب میشود تا با تغییرات دمایی این آب‌ها تغییر
حجم بدهند و سنگ‌ها را تخریب کنند. چرخه‌های تغییر دما به مرور زمان سبب
تشکیل قطعات کوچکتر و کوچک‌تری میشوند. به بخش‌هایی از خاک که خاکهای
جدید از آنها زاده شده‌اند خاک والدینی می‌گویند. در مناطقی اگر به صورت
عمودی به لایه‌های خاکی نگاه کنیم متوجه این تغییرات از سنگ بستر تا
لایه‌های رویی خواهیم شد. به هر یک از این لایه‌ها افق می‌گویند. در کنار
فرسایش، کشاورزی بی‌رویه و بی‌برنامه سبب جنگل‌زدایی، بی‌آبی و بیابان زایی
در مناطق زیادی در سراسر دنیا شده است.
تخریب خاک کشاورزی
هرچند
خاک به صورت مداوم در حال تولید است اما زمان مورد نیاز برای کامل شدن این
فرایندها بسیار طولانی است. به همین دلیل باید خاک را به عنوان یک منبع
تجدیدناپذیر در نظر گرفت. دانشمندان تخمین می‌زنند که هر ساله چیزی بین
0.025 تا 0.125 میلیمتر خاک در طبیعت تولید میشود. به دلایل گفته شده
لازم است تا کشاورزان در کنار سیاست‌مداران و متخصصان نحوه استفاده از خاک
کشاورزی را مدیریت کنند.
در غیر اینصورت خاک در بسیاری از مناطق به
صورت غیر قابل برگشتی فقیر و یا دچار فرسایش خواهد شد. اولین نتیجه از بین
رفتن لایه رویی و بارور خاک کاهش تولید محصولات خواهد بود. روشهای کشاورزی
سنتی سبب سرعت بخشیدن به فرسایش خاک شده است. در بسیاری از مناطق دنیا به
علت عدم توزیع یکسان ثروت و تکنولوژی کشاورزی همچنان سنتی است. به همین علت
مدت‌ها است که سرعت فرسایش خاک در بیشتر مناطق دنیا از سرعت تشکیل آن پیشی
گرفته است.
روشهای سنتی خاک کشاورزی را در زمان‌هایی بدون پوشش
گیاهی رها می‌کنند؛ این عامل سبب میشود که خاک در این مناطق با سرعت
بیشتری دچار فرسایش بر اثر باد و آب شود. بر خلاف بسیاری از سهل‌انگاری‌های
بشر در زمینه‌های زیست محیطی، عدم رعایت اصول مدیریتی در کشاورزی می‌تواند
عواقب فاجعه‌بار و غیر قابل بازگشتی داشته باشد.
امروزه با کمک
conservation agriculture (کشاورزی حفاظتی) می‌توان سرعت فرسایش را تا
میزان برابری با نرخ تولید خاک پایین آورد. البته اجرای این گونه از
برنامه‌ها در خاک کشاورزی مناطق مختلف کار بسیار دشواری اشت.
Monocropping
به
معنی کشت یک محصول در خاک کشاورزی یک منطقه به صورت متوالی است. این کار
می‌تواند خاک را از یکسری مواد معدنی و آلی خاص تهی کند و سبب فرسایش شود.
در صورت کاشت متوالی یک محصول کشاورزان مجبور به اضافه کردن کودها و
مکمل‌ها به خاک کشاورزی خواهند بود و این امر سبب آلودگی محیط زیستی خواهد
شد. دانشمندان می‌گویند کشت مداوم حتی ترکیب جانداران میکروبی را در خاک
تغییر خواهد داد و با کاهش میکروب‌های مفید میزان تولید محصول هم کاهش
می‌یابد.
همچنین کشت یک محصول سبب جذب آفات خواهد شد و در نتیجه
استفاده از سموم کشاورزی هم افزایش خواهند یافت. زمین‌هایی با محصولات
مختلف و متنوع جذابیت کمتری برای مهاجمان و آفت‌ها دارند.
مدیریت خاک کشاورزی
در
اینجا با مفهومی به نام sustainable agriculture یا کشاورزی تاب‌اوری آشنا
می‌شویم. این نوع کشاورزی سعی میکند با حفظ انواع اشکال حیات در خاک و
حفظ ساختار طبیعی آن میزان تولید محصول و بازدهی را نیز افزایش دهد.
محافظت
و بهبود شرایط خاک یکی از اصول این نوع کشاورزی است. خاک کشاورزی باید به
وسیله مواد آلی طبیعی و کمپوست غنی و بارور شود. حفاظت از منابع آبی نیز
بسیار مهم است. در این نوع کشاورزی مثلا باید گیاهانی استفاده کرد که با
شرایط آبی محیط سازگار باشند و فقط در طول فصل بارش‌ها نیاز آبی داشته
باشند.
برای حذف آفات بهتر است از راه‌های سازگار با محیط زیست برای
مقابله استفاده کرد. مثلا استفاده از حشراتی که به آفات حمله می‌کنند و یا
استفاده از گیاهان مهندسی‌شده مقاوم به آفات. این نوع گیاهان مهندسی‌شده
نیاز کشاورزان به آفتکشها را از بین می‌برند. هرچند سال‌ها است که مزایا و
خطرات مهندسی ژنتیک در حوزه کشاورزی موضوع بحث است و موافقان و مخالفان
زیادی 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 یافته‌است. 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. خاک در اسلام یکی از پاک کننده ها محسوب می شود . خارجی ترین بخش زمین از خاک تشکیل شده است. خاک محصول فرسایش و خردشدگی سنگ هاست .
عوامل موثر در تشکیل خاک
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 غالباً شنی و ماسه‌ای می‌باشند فاقد ارزش کشاورزی می‌باشند. خاک مجموعه فعالی است که در حد فاصل اتمسفر ، آب و قشر جامد زمین تشکیل شده است که از اثر مشترک آب و هوا ، گیاهان و جانواران بر سنگ پدید آمده که پس از تکامل تدریجی به حد تعادل رسیده است. تکامل خاک از سه مرحله تشکیل شده است
پوشش گیاهی و فعالیت موجودات زندهپوشش گیاهی قالب هرمنطقه و نوع و ترکیب مواد آلی حاصل از باقی‌مانده‌های گیاهی که مرتباً به خاک افزوده میشوند تأثیر به سزایی در خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیک خاک دارند. تمایز انواع خاکها از نقطه نظر کشاورزی به نوع و مقدار مواد آلی (ازت و کربن) موجود در آن بستگی دارد. بعنوان مثال نیتروژن و کربن موجود در اتمسفر بطور مستقیم قابل استفاده برای گیاهان نمی‌باشد. بلکه ترکیبات نیتروژن‌دار و کربن دار لازم برای رشد گیاهان باید به شکل قابل حل در خاک وجود داشته باشد که این عمل در خاکها بوسیله فعالیت‌های زیستی برخی از گیاهان و باکتری‌ها انجام میشود. خاکها معمولاً دارای یک نوع مواد آلی کربن‌دار تیره رنگی هستند که هوموس نامیده میشوند و از بقایای گیاهان بوجود می‌آید. از جمله تأثیرات فیزیکی مواد آلی موجود در خاک، ذخیره رطوبت بیشتر در این خاکها در مقایسه با خاکهای با شرایط فیزیکی مشابه ولی فاقد مواد الی می‌باشد.
زمانهر قدر مدت عمل فرسایش کانی‌ها و سنگ‌ها بیشتر باشد عمل تخریب فیزیکی و شیمیایی کاملتر انجام می‌گیرد. زمان فرسایش 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 هواوفور 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 قبلاً بیان گردید روی برخی از کانی‌ها موثر و عمیق می‌باشد و هر قدر رطوبت همراه با حرارت زیادتر باشد شدت تخریب نیز بیشتر می‌گردد. عامل زمان پس از تشکیل خاک اولیه منجر به تکامل ثانوی خاک و شکل گیری لایه بندی خاک، ساختمان خاک و جابجایی و رسوب پدوژنیک مواد معدنی و آلی موجود در لایه‌های فوقانی خاک میشود.
توپوگرافی محل تشکیل خاکاگر 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 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 خاکهاموادی 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 خوه های 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 به ان علت است که ریشه گیاهان برای رشد و نمو اکسیژن مصرف کرده و دی اکسید کربن را پس می‌دهند.
خاک که پدوسفر نامیده میشود، می‌تواند به صورت یک مخزن شیمیایی در سطح زمین درنظرگرفته شود که از برهم کنش‌های چهارمخزن شیمیایی بزرگ تشکیل شده و به وسیله انرژی خورشیدی قدرت لازم را اخذ می‌نماید، خاک از زمانی که زندگی بر روی کره زمین شروع شده از گیاهان و حیوانات حمایت نموده است. خاک از سه حالت فیزیکی ماده یعنی جامد، مایع و گاز تشکیل شده است. تقریباً نصف حجم خاک بخش جامد، و نصف دیگر از آب و هوا تشکیل شده است. مقدار هوای خاک به مقدار آب بستگی دارد، در مقدار آب بهینه برای رشد اکثر گیاهان، آب و هوا ممکن است هر کدام به ترتیب در حدود 30 و 20 درصد از حجم خاک را اشغال کرده باشند. عملیات خاک ورزی می تواند نسبت آب و گازها در خاک سطحی را تحت تأثیر قرار دهد. درخاکهای غرقابی شالیزار، اکسیژن فقط به صورت محلول در آب خاک وجود دارد خاکها بر اساس نیمرخ به سه دسته تقسیم میشود1-افقA2
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 رسیذرات رس (Clay) دارای قطری کوچکتر از ۰٫۰۰۲ میلیمتر می‌باشند و در حدود ۵۰٪ 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 سیلتی۵۰٪ این نوع خاکها را ذرات سلیت تشکیل داده‌است که دارای قطری بین ۰٫۰۵ تا ۰٫۰۰۲ 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 ماسهایاین خاکها از ۷۵٪ ماسه تشکیل شده‌اند. قطر دانه‌ها از ۰٫۰۶ تا ۲ 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 اسکلتیخاکهای اسکلتی به خاکهایی اطلاق می‌گردد ک در حدود ۷۵٪ آن را دانه‌هایی بزرگتر از ۲ 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.
روخاک تیره‌رنگ و زیرخاک قهوه‌ای مایل به سرخ از ویژگی‌های خاکهای مناطق نیمه‌گرمسیری مرطوب است.
خاک از فرسایش سنگ ایجاد میشود. خصوصیات فیزیکی خاک در مرحله نخست تحت تأثیر کانی‌های تشکیل دهنده ذرات خاک و بنابراین تحت تأثیر سنگی قرار دارد که از آن به وجود امده‌است.
طبقه بندی خاک
از دیدگاه ژئوتکنیک خاکها به دو دسته درشت‌دانه و ریزدانه تقسیم میشوند اما از دیدگاه علم خاکشناسی خاکها به سه دسته درشت بافت شامل خاکهای شنی و متوسط بافت شامل سیلت و ماسه و ریزبافت شامل خاکهای رسی طبقه بندی میشوند.
خاکهای درشت‌بافت دارای حجم منافذ بیشتری نسبت به خاکهای ریزبافت هستند ولی ظرفیت نگهداری آب در آنها به سبب بزرگی قطر خلل و فرج کمتر است. در خاکهای رسی حجم خلل و فرج کمتر از خاکهای ماسه‌ای و شنی می‌باشد ولی ظرفیت نگهداری آب در آنها بیشتر است. خاکهای ماسه‌ای نفوذ پذیری بیشتری نسبت به خاکهای رسی دارند و آب خود را به راحتی از دست می‌دهند و توانایی ذخیره سازی رطوبت در آنها کمتر از خاکهای ریز بافت است .
نیمرخ خاکها معمولاً از ۳ افق A,B,C تشکیل شده‌است.
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 یافته‌است که وجود این مواد آلی باعث رنگ خاکستری تا سیاه این افق می‌گردد. البته این زمین بیشتر 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 کرده‌است و از کانی‌های سنگ مادر فقط آن دسته دیده میشوند. که بسیار مقاومند (مثل کوارتز) ولی سایر کانی‌ها به شدت تجزیه شده‌اند. این افق معمولاً از مواد رسی، ماسه و شن‌های ریز و درشت و گاه مقادیر کمی بقایای نباتی تشکیل شده‌است. 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 نگرفته‌است.
خاک کشاورزی
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 یافته‌است. 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. خاک در اسلام یکی از پاک کننده ها محسوب می شود . خارجی ترین بخش زمین از خاک تشکیل شده است. خاک محصول فرسایش و خردشدگی سنگ هاست .
عوامل موثر در تشکیل خاک
سنگهای اولیه یا سنگ مادرکمیت 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 غالباً شنی و ماسه‌ای می‌باشند فاقد ارزش کشاورزی می‌باشند. خاک مجموعه فعالی است که در حد فاصل اتمسفر ، آب و قشر جامد زمین تشکیل شده است که از اثر مشترک آب و هوا ، گیاهان و جانواران بر سنگ پدید آمده که پس از تکامل تدریجی به حد تعادل رسیده است. تکامل خاک از سه مرحله تشکیل شده است
پوشش گیاهی و فعالیت موجودات زندهپوشش گیاهی قالب هرمنطقه و نوع و ترکیب مواد آلی حاصل از باقی‌مانده‌های گیاهی که مرتباً به خاک افزوده میشوند تأثیر به سزایی در خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیک خاک دارند. تمایز انواع خاکها از نقطه نظر کشاورزی به نوع و مقدار مواد آلی (ازت و کربن) موجود در آن بستگی دارد. بعنوان مثال نیتروژن و کربن موجود در اتمسفر بطور مستقیم قابل استفاده برای گیاهان نمی‌باشد. بلکه ترکیبات نیتروژن‌دار و کربن دار لازم برای رشد گیاهان باید به شکل قابل حل در خاک وجود داشته باشد که این عمل در خاکها بوسیله فعالیت‌های زیستی برخی از گیاهان و باکتری‌ها انجام میشود. خاکها معمولاً دارای یک نوع مواد آلی کربن‌دار تیره رنگی هستند که هوموس نامیده میشوند و از بقایای گیاهان بوجود می‌آید. از جمله تأثیرات فیزیکی مواد آلی موجود در خاک، ذخیره رطوبت بیشتر در این خاکها در مقایسه با خاکهای با شرایط فیزیکی مشابه ولی فاقد مواد الی می‌باشد.
زمانهر قدر مدت عمل فرسایش کانی‌ها و سنگ‌ها بیشتر باشد عمل تخریب فیزیکی و شیمیایی کاملتر انجام می‌گیرد. زمان فرسایش 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 هواوفور 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 قبلاً بیان گردید روی برخی از کانی‌ها موثر و عمیق می‌باشد و هر قدر رطوبت همراه با حرارت زیادتر باشد شدت تخریب نیز بیشتر می‌گردد. عامل زمان پس از تشکیل خاک اولیه منجر به تکامل ثانوی خاک و شکل گیری لایه بندی خاک، ساختمان خاک و جابجایی و رسوب پدوژنیک مواد معدنی و آلی موجود در لایه‌های فوقانی خاک میشود.
توپوگرافی محل تشکیل خاکاگر 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 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 خوه های 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 به ان علت است که ریشه گیاهان برای رشد و نمو اکسیژن مصرف کرده و دی اکسید کربن را پس می‌دهند.
خاک که پدوسفر نامیده میشود، می‌تواند به صورت یک مخزن شیمیایی در سطح زمین درنظرگرفته شود که از برهم کنش‌های چهارمخزن شیمیایی بزرگ تشکیل شده و به وسیله انرژی خورشیدی قدرت لازم را اخذ می‌نماید، خاک از زمانی که زندگی بر روی کره زمین شروع شده از گیاهان و حیوانات حمایت نموده است. خاک از سه حالت فیزیکی ماده یعنی جامد، مایع و گاز تشکیل شده است. تقریباً نصف حجم خاک بخش جامد، و نصف دیگر از آب و هوا تشکیل شده است. مقدار هوای خاک به مقدار آب بستگی دارد، در مقدار آب بهینه برای رشد اکثر گیاهان، آب و هوا ممکن است هر کدام به ترتیب در حدود 30 و 20 درصد از حجم خاک را اشغال کرده باشند. عملیات خاک ورزی می تواند نسبت آب و گازها در خاک سطحی را تحت تأثیر قرار دهد. درخاکهای غرقابی شالیزار، اکسیژن فقط به صورت محلول در آب خاک وجود دارد خاکها بر اساس نیمرخ به سه دسته تقسیم میشود1-افقA2
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 رسیذرات رس (Clay) دارای قطری کوچکتر از ۰٫۰۰۲ میلیمتر می‌باشند و در حدود ۵۰٪ 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 سیلتی۵۰٪ این نوع خاکها را ذرات سلیت تشکیل داده‌است که دارای قطری بین ۰٫۰۵ تا ۰٫۰۰۲ 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 ماسهایاین خاکها از ۷۵٪ ماسه تشکیل شده‌اند. قطر دانه‌ها از ۰٫۰۶ تا ۲ 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 اسکلتیخاکهای اسکلتی به خاکهایی اطلاق می‌گردد ک در حدود ۷۵٪ آن را دانه‌هایی بزرگتر از ۲ 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.
روخاک تیره‌رنگ و زیرخاک قهوه‌ای مایل به سرخ از ویژگی‌های خاکهای مناطق نیمه‌گرمسیری مرطوب است.
خاک از فرسایش سنگ ایجاد میشود. خصوصیات فیزیکی خاک در مرحله نخست تحت تأثیر کانی‌های تشکیل دهنده ذرات خاک و بنابراین تحت تأثیر سنگی قرار دارد که از آن به وجود امده‌است.
طبقه بندی خاک
از دیدگاه ژئوتکنیک خاکها به دو دسته درشت‌دانه و ریزدانه تقسیم میشوند اما از دیدگاه علم خاکشناسی خاکها به سه دسته درشت بافت شامل خاکهای شنی و متوسط بافت شامل سیلت و ماسه و ریزبافت شامل خاکهای رسی طبقه بندی میشوند.
خاکهای درشت‌بافت دارای حجم منافذ بیشتری نسبت به خاکهای ریزبافت هستند ولی ظرفیت نگهداری آب در آنها به سبب بزرگی قطر خلل و فرج کمتر است. در خاکهای رسی حجم خلل و فرج کمتر از خاکهای ماسه‌ای و شنی می‌باشد ولی ظرفیت نگهداری آب در آنها بیشتر است. خاکهای ماسه‌ای نفوذ پذیری بیشتری نسبت به خاکهای رسی دارند و آب خود را به راحتی از دست می‌دهند و توانایی ذخیره سازی رطوبت در آنها کمتر از خاکهای ریز بافت است .
نیمرخ خاکها معمولاً از ۳ افق A,B,C تشکیل شده‌است.
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 یافته‌است که وجود این مواد آلی باعث رنگ خاکستری تا سیاه این افق می‌گردد. البته این زمین بیشتر 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 کرده‌است و از کانی‌های سنگ مادر فقط آن دسته دیده میشوند. که بسیار مقاومند (مثل کوارتز) ولی سایر کانی‌ها به شدت تجزیه شده‌اند. این افق معمولاً از مواد رسی، ماسه و شن‌های ریز و درشت و گاه مقادیر کمی بقایای نباتی تشکیل شده‌است. 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 نگرفته‌است.
کلام آخر
با نرخ فعلی رسد
جمعیت جهان پیش‌بینی میشود که میزان مصرف مواد غذایی تا نیمه قرن حاضر دو
برابر میزان فعلی شود. مشخص است که نباید مدیریت کشاورزی در سطح جهان با
وضعیت فعلی ادامه پیدا کند. خاک کشاورزی اولین و آخرین سنگر بشریت در برابر
کمبود غذا است.
بنابراین مدیریت سلامتی خاک کشاورزی به تولید‌کنندگان
این امکان را میدهد تا با فرسایش و کاهش ذخایر آبی زمین مقابله کنند و
چرخه‌های مواد مغذی را بهود ببخشند.
* اگر نیاز به تهیه انواع خاک کشاورزی یا مشاوره در خصوص آن دارید با تیم متخصص نارگیل تماس بگیرید. تماس با نارگیل