خاک

[nafise sadeghi]

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.

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 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.

[آبجی]

یکی از مواردی که برای گیاهان خیلی مهمه خاک است. که خاک دارای ویژگی های است بطوریکه این ویژگی ها ممکن است در مناطق مختلف با هم متفاوت باشند و ما در هر منطقه پوشش گیاهی خاصی رو ببینیم در واقع برای کشت یک محصول باید به عوامل مختلفی توجه داشته باشیم که یکی از این عوامل ویژگی های خاک است. یکی از این ویژگی ها میزان اسیدی و قلیایی بودن خاک است که معیاری که برای اینکار استفاده میکنیم PH است. بطوریکه در PH های کمتر از 4 و بیشتر از 9 گیاهان دچار مشکل میشوند. در خاکهای جنگلی و معتدله که میزان بارندگی زیاد است کاتیون هایی که در خاک وجود دارند شسته میشوند ولی هیدروژن در خاک باقی میماند که باعث پایین آمدن PHPH های پایین فعالیت میکروارگانیزم ها دچار اختلال میشود. معمولا PH مناسب برای گیاهان چیزی بین 6 تا 7 است البته بعضی از گیاهان مثل جو میتوانند PH بالایی را تحمل کنند. در صورتی که خاک خیلی اسیدی بود میتوانیم برای کاستن این خاصیت خاک از آهک استفاده کنیم. یکی دیگر از فوایدی که خاک دارد اینست که گیاه میتواند از عناصر غذایی که در خاک وجود دارد استفاده کند در واقع گیاهان برای رشد و تولید محصول احتیاج به عناصری دارند که آنها را به عناصر ماکرو و میکرو تقسیم بندی میکنند. یکی از عناصر ماکرو نیتروژن میباشد و این عنصر نقش بسیار مهمی در رشد گیاه دارد بطوریکه با کمبود آن رشد گیاه کم شده و برگ ها پژمرده میشوند. یکی دیگر از این عناصر فسفر میباشد. این عنصر در توسعه ریشه موثر است. از عناصر میکرو میتوان آهن و روی و منگنز و مس و ..را نام برد. که هر کدام در رشد گیاه نقشی دارد. برای مثال روی در فعال کردن آنزیم ها نقش دارد. و یا منگنز در تنفس نقش دارد. اما یکی دیگر از نقش های خاک نگهداری آب است. آب در که در فعل و انفعالات گیاه نقش دارد یکی از مهمترین فاکتورهای رشد برای گیاه به حساب می آید. که البته ظرفیت خاک ها یی با ساختمان های مختلف برای نگهداری آب با هم فرق میکنه یکی دیگه از خصوصیاتی که خاک داره اینه که گیاه میتونه ریشه های خودشو در اون گسترش بده و خودش رو در اون ثابت کنه بطوریکه در اثر بعضی عوامل از جمله آب های روان ویا باد بتونه در جای خودش ثابت بمونه و به حیات خودش ادامه بده و همینطور وجود نور که در هنگام جوانه زنی مضر میباشد و از جوانه زنی جلوگیری میکند نیز در خاک بصورت نکته مثبتی درآمده بطوریکه در تاریکی که برای بذر هایی که در خاک قرار میگیرن بوجود آمده در واقع یکی از شرایط مطلوب برای آنها که نبود نور است تامین شده و با داشتن شرایط دیگر مناسب برای جوانه زنی میتوانند جوانه بزنند و رشد خود را آغاز کنند. البته با تمام ویژگی های مثبتی که خاک دارد گاهی این فاکتور مهم گیاهی برای گیاهان ممکن است در بعضی جاها به اندازه کافی وجود نداشته باشد. آیا این به این معنی است که ما دیگه نمی تونیم گیاهی رو بوجود بیاریم و باید از این نعمت الهی محروم باشیم؟ مسلما اینطور نیست و ما میتوانیم با شناخت نقش خاک و مهیا کردن شرایطی که خاک برای گیاه بوجود می آورد بطور مصنوعی به پرورش گیاهان اقدام کنیم. که برای این نوع کشت میشه کشت هیدروپونیک یا معنی فارسی آن کشت آبی یا همون آبکشت رو نام ببرم. که البته چون فعلا موضوع در مورد خاک و نقش اونه در این مورد حرفی نمیزنم ولی در پایان بگم که خاک فاکتور بسیار مهمی برای وجود گیاهان و در کل حیات است. میشود. در

منبع : alonefarmer

[آبجی]

افق هاي خاك:

افق a : لايه سطحي خاك است و به علت داشتن گياخاك تيره است اين لايه داراي اين لايه داراي مقداري ماسه است اما مواد محلول آن توسط آب به افق b منتقل شده است.

افقb : در زير افق a قرار دارد و گياخاك ندارد مواد محلول و رس آن زياد است.

افقc : در روي سنگ هاي پوسته قرار دارد و بيش تر از سنگ تشكيل شده و كمتر دچار هوازدگي مي شود.


خاك مناطق مختلف:
1- خاك كوهستان: اين خاك كم ضخامت است سنگ هاي تجزيه نشده زياد دارد به علت شيب زياد خاك كم توليد مي شود.

2- خاك جنگل: ضخامت كم دارد حاصلخيزي چنداني ندارد زيرا در آنجا بارندگي زياد سبب شستشوي مواد محلول در خاك مي شود اين خاك براي كشاورزي مناسب نيست.

3- خاك علفزار: حاصلخيز تر از خاك جنگ است لايه سطحي قطور و گياخاك فراوان دارد.

4- خاك بيابان: غني ترين خاك است و مواد محلول بسيار زياد دارد اما به علت هوازدگي كم خاك بيابان نازك و به صورت تكه تكه است و مواد آلي چنداني ندارد.


حاصل خيزي خاك:
ميزان توانايي خاك در پرورش گياهان را حاصل خيزي خاك گويند.
املاح موجود در خاك: شامل موادي هستند كه از تركيب آن ها با همديگر مولكول هاي مواد آلي در گياهان توليد مي شود مهمترين آنها عبارتنداز: نيتروژن- پتاسيم- فسفر به مقدار زياد و عناصر منيزيم- كلسيم- آهن- گوگرد- سديم- مس به مقدار كم موجود است.

آب: مهمترين ماده اي است كه در خاك وجود دارد. آب سبب جابه جايي مواد مورد نياز در سلول هاي گياهي مي شود و مواد دفعي را از آن ها دور مي سازد.

تركيبات شيمايي خاك:
يعني مشخص بودن اسيدي يا بازي خاك زيرا بعضي از گياهان در محيط اسيدي و بعضي در محيط بازي بهتر رشد مي كنند.


تجزيه كنندگان موجود در آب: اين جانداران موجب تجزيه بدن موجودات زنده و آزاد كردن مواد موجود در آنها جهت استفاده در گياهان بعضي از تجزيه كننده ها مثل قارچ ها- باكتري ها

[*FATIMA*]

خواص بخش ریز خاک

با توجه به اینکه ذرات رس دارای ساختمان بلوری بسیار کوچکی هستند ، ولی مانند هوموس به علت بار الکتریکی که دارند ، خواص ویژه ای را عرضه میکنند . مولکولهای هم بار در حالت پراکنئگی همدیگر را متقابلاً دفع میکنند ، ولی وقتی که بارهای آنها خنثی شده حالت انعقاد پیش می آید و تشکیل سیمانی را میدهند که میتواند ذرات درشت تر مانند سیلت یا حتی شن را به هم چسبانده ، خاکدانه ها را به وجود آورده که از تشکیل آنها ساختمان مناسبی در خاک ایجاد میشود . خواص مربوط به بارهای الکتریکی ذرات ریز را اغلب به طور نادرست خواص کلوئیدی مینامند .
برحسب نوع بار الکتریکی دو نوع کلوئید در رس خاک تشخیص داده شده است :
کلوئیدهای مثبت یا بازوئیدها : این گروه دارای بارالکتریکی مثبت میباشد و از هیدرات های آهن و آلومینیوم (سزکوبی اکسیدها) تشکیل شده است . این کلوئیدها که نقش بازی ضعیفی دارند ، در محیط اسیدی پراکنده و در محیط قلیایی منعقد میشوند .
کلوئیدهای منفی یا اسیدوئیدها : فراوانترین کلوئیدها در خاک است ، دارای بار الکتریکی منفی بوده ، معمولاً از رس و هوموس و ژل کانیهای مختلف تشکیل شده است . دارای خواص اسیدی ضعیف میباشد و در محیط قلیایی پراکنده و در محیط اسیدی به حالت انعقاد درمی آید (فلکوله میشود) .
از نظر خاصیت جذب آب نیز کلوئیدها به دو گروه تقسیم میشود :
1/کلوئیدهای آب گریز یا هیدروفوب یا سوسپانسوئیدها ؛ مانند رس که مولکول آنها را قشر نازکی از آب فرا میگیرد .
2/ کلوئیدهای آب دوست یا هیدروفیل یا لیوفیل یا امولسوئیدها : مانند اسیدهومیک ها که دور مولکولهای آنها را قشر ضخیمی از آب فرا گرفته است .
مولکولهای کلوئیدی از دو قشر بار الکتریکی پوشیده شده است . اولین قشر مربوط به بار الکتریکی خود مولکول بوده و یک پوشش به هم فشرده و چسبیده به توده مولکول است . دومین قشر مربوط به یون های جذب شده در سطح مولکول بوده و بار آن مخالف بار اصلی مولکول است . این لایه سست است و نیز هرچه از مولکول دور شویم ، پیش ار پیش پراکنده میشود .
کلوئیدهای منفی به علت واردشدن یون های OH- پراکنده شده و برعکس در مجاورت یونهای H+ فلکوله میشود . پراکندگی یا فلکوله شدن کلوئیدهای رس را میتوان به وسیله قانون تبادل یونی زیر نشان داد :
رس H ↔رس + H+
منعقد شدن کلوئیدهای منفی به وسیله کاتیونها :
یون های H+ و OH- تنها یونهایی نیست که بر روی کلوئید حاک اثز میگذارد ، بلکه کیتیون های مثل K+ , NA+ , Ca2+ , Mg2+ نیز به علت داشتن بار الکتریکی مثبت خود میتوانند موجب فلکوله شدن کلوئیدهای خاک شوند . این کاتیون ها ، بار مثبت قشر خارجی کاتیون های جذب شده توسط مولکول را دور کرده ، بار منفی کلوئید را خنثی میسازند و در نتیجه موجب فلکوله شدن آنها میگردند .
اثر فلکوله کردن کاتیون های دو ظرفیتی و سه ظرفیتی خیلی شدیدتر از کاتیون های یک ظرفیتی است . این نکته مخصوصاً در مورد کلوئیدهای آب دوست مانند اسیدهومیک ها که مولکول آنها به وسیله یک لایه آب نسبتاً ضخیم حمایت میشود ، صادق است .
یون های K+ , Na+ وقتی به مقدار زیاد در محلولهای خاک وارد شوند ، رس را فلکوله میکنند ولی بر محلولهای هوموس تقریباً اثری ندارند ، در حالی که یون های Ca+ , Mg2+ هر دو نوع کلوئید را فلکوله میکنند .
اثر دو جانبه یون های رقیب :
اغلب در یک محیط ، هم یون فلکول کننده و هم یون انتشاردهنده وجود دارد ، در این حال باید پرسید که کدام دسته بر دیگری غلبه خواهد داشت . در این مورد سه حالت تشخیص داده میشود :
1/ رس اشباع شده از کلسیم در خاک های آهکی : با وجود آهک فعال PH کمی بالاتر از 7 است . پس رس و هوموس گرایش کمی برای انتشار دارند ، ولی در محلول خاک ، یون کلسیم خیلی فراوان است ، اثر آن غلبه کرده و موجب فلکوله شدن کلوئیدها میگردد (وجود ساختمان درشت دانه در خاکهای آهکی در اثر همین پدیده است) .
2/ رس اشباع شده از سدیم : با وجود آب شیرین (آب باران) در اثر تفکیک یونی ، PH خاک بالا رفته و از 9 تجاوز میکند . در این حالت محلول رس و هوموس به طور کامل پراکنده گشته ، ساختمان خاک منهدم شده و محیط خفه کننده ای در خاک ایجاد میشود . برعکس با بودن آب شور ، ذرات رس هم آور میشود و PH مختصری از 7 تجاوز میکند . در این حالت یون Na+ در محلول خاک فراوان شده ، رس را به حالت انعقاد درمی آورد . از این جهت برای شیرین کردن خاکهای شور نباید از آب شیرین و فقیر از کلسیم و منیزیم استفاده نمود ، چرا که موجب پراکنش رس و انهدام ساختمان خاک میشود .
3/ رس اشباع از H+ و Al3+ در خاکهای اسیدی : در محیط های اسیدی رسها به صورت رس H+ و رس Al3+ هستند . در این محیط های اسیدی معمولاً معمولاً ترکیبات آلی محلول نیز فراوان است و این ترکیبات برای رس نقش یک کلوئید حامی را بازی میکنند . اثر محلول کنندگی آنها بر اثر منعقد کنندگی کاتیون ها غلبه میکند زیرا از طرفی مقدار آنها به صورت آزاد در محلولهای خاک کم است و از طرف دیگر رس های H+ هم قابلیت تفکیک یونی کمی دارند . فراوانی Fe و Al جذب شده در خاکهای اسیدی این انعقاد را آسان میکند (مثل خاکهای قهوه ای اسیدی که با وجود اسیدیته نسبتاً زیاد دارای ساختمان پایداری میشوند) .
بخش ریز خاک (رس ها) :
رسهای معدنی از تخریب کند کانی های اولیه از قبیل فلدسپات ها ، میکاها ، آمفیبولها و پیروکسن ها به دست می آید . رسها سیلیکاتهای آلومین کم و بیش آبدار با فرمول عمومی nSiO2 , Al2O3 , mH2O است که نسبت رابطه مولکولی سیلیس به آلومین در آنها بین 2 و 5 تغییر میکند . این رابطه در تشخیص نوع رس بسیار مهم است . رسها دارای ساختمان بلوری ریزی میباشد و هر ذره رس از لایه های مختلفی درست شده است که برحسب فواصل لایه ها میتوان انواع رسها را مشخص نموده و به علت بار الکتریکی آنها و در برخی از حالات به سبب باز شدن لایه های آنها و جذب مولکولهای آب و یون های مختلف ، دارای خاصیت کلوئیدی میباشد . روی اصل رسها میتواند موقع جذب آب مانند کلوئیدهای حقیقی متورم شود . براساس خصوصیات مختلف میتوان گروهای بزرگ رس را تشخیص داد :
1/ کائولینیت : این رس با فرمول شیمیایی 2SiO2 , Al2O3 , 2H2O که فقیرترین رس از نظر میزان سیلیس است ، دارای خواص کلوئیدی ضعیف میباشد . فواصل لایه های آن نسبت به هم تقریباً ثابت است و از این رو نمیتواند آب و کاتیون ها را در فواصل لایه های خود جذب و نگهداری نماید ، پس امکانات تورم و قدرت جذب سطحی در آن کم است .
2/ مونت موریونیت ها : این رس با فرمول شیمیایی 4SiO2Al2O3 , H2O است کخ میزان سیلیس آن نسبت به کائولینیت بیشتر میباشد . خواص کلوئیدی ، جذب آب و تثبیت کاتیونها در آن قابل توجه است . فواصل لایه ها زیادتر از کائولینیت میباشد ، به علاوه این فواصل ثابت نبوده و کم و زیاد میشود .
3/ ایلیت ها : این گروه شامل انواع زیادی از رسهایی است که از لحاظ سیلیس غنی میباشد . مشخصات و خواص آنها تقریباً شبیه میکاهاست . خواص ایلیت ها حد واسط دو گروه بالایی میباشد . رس ایلیت از نظر ساختمانی جز رس های سه لایه (2:1) و از این لحاظ مانند مونت موریلونیت است . ضخامت لایه با فاصله مربوطه کمتر از مونت موریلونیت و حدود 10 آنگستروم است که معمولاً قابلیت اتساع ندارد . در ایلیت بعضی از سیلیسم های تترائدری توسط آلومینیوم تعویض شده و پس از این جانشینی ، بارهای منفی اضافی از اکسیژن آزاد میماند . اجتماع بارهای اضافی مزبور به سطوح این رس بارگیری منفی میدهد .
4/ ورمی کولیت : در اکثر خاکها ورمی کولیت به مقدار قابل توجهی وجود دارد . این کانی ثانویه از رسهای 2:1 بوده و اکثراً از منشأ بیوتیت و گاهی مسکوویت به وجود می آید .
ضخامت لایه و فاصله بین لایه ای با هم حدود 14 آنگستروم است . در فاصله بین لایه ای این رس معمولاً دو ردیف مولکولی آب جذب و نگهداری میشوند . ضخامت طبقه آبی بستگی نزدیک با کاتیون جذب شده در سطوح داخلی دارد . معمولاً قابلیت اتساع ورمی کولیت کمتر از مونت موریلونیت ولی قدرت جذب کاتیونی آن بیشتر است . به علت جانشینی ایزومرف در تترائدرها و اکتائدرها بارهای منفی فراوانی تولید میکند . ورمی کولیت در خاک شناسی از نظر انتقال و در دسترس قرار دادن منیزیم به گیاه اهمیت دارد . ورمی کولیت در محیط های دارای آبشویی کافی و در جوار مواد هوموسی نسبتاً کافی یافت شده و از رسهای قابل فعل و انفعال شدید میباشد .
5/ کلریت ها : رسهای کلریتی از گروه دارای دارای چهار ردیف واحد ساختمانی یعنی 2:1:1 هستند . یعنی به جز دو ردیف چهاروجهی و یک ردیف هشت وجهی ، یک ردیف اکتائدر دیگر نیز بین دو لایه موجود است . کلریت معمولاً در اثر تجزیه و تغییر شکل کانی های اولیه مخصوصاً اوژیت در خاکها تشکیل میگردد . از نظر شیمیایی کلریت بین میکاها و هیدروکسیدهای فلزی قرار میگیرد . محیط مناسب تشکیل آنها غالباً اسیدی و مرطوب بوده و ترکیبات اسیدی و هیدروکسیدی فلزات سنگین در آن یافت میشود . فواصل لایه های کلریت ثابت و ضخامت آن 14 آنگستروم است .
6/ آلوفان ها : ساختمان آلوفان ها به حالت کلی بی شکل و کلوئیدی نزدیک بوده و تبلور آنها ناقص است . احتمالاً در آنها نیز لایه های مرکب از واحدهای ساختمانی چهاروجهی و هشت وجهی وجود دارد که هنوز به صورت کریستالی منظم درنیامده اند . ترکیب شیمیایی آنها تقریباً Al­2O3 , H2O , 2SiO2 بوده و از نقطه نظر عناصر فرمولی شباهت زیادی به اکسیدهای آلومینیوم و سیلیسیم دارند که در خاکها تمایز آنها از یکدیگر مشکل است .
7/ زئولیت ها : زئولیت های حقیقی جزو کانی های متبلور با واحدهای ساختمانی سیلیسی و آلومینیمی میباشند که بارهای اضافی بیشمار در آنها وجود دارد . در قدیم از این خاصیت برای صاف کردن مایعات از نمک و کاتیون ها استفاده میشد که امروزه برای این منظور مصنوعاً از ژل های شبه زئولیتی مرکب کارخانه ای استفاده میشود . زئولیت ها ممکن است به طور اتفاقی در شرایط ویژه خاک های قلیایی یافت شوند که از نظر خاک شناسی اهمیت چندانی ندارند .
طبقه بندی رسها :
طبقه بندی رسها اساساً بر مبنای ساختمان شیمیایی و بلور ریزلایه آنها بنا شده است . ساده ترین نوع لایه ها عبارت از لایه کائولینیت میباشد که تشکیل شده است از :
- یک قشر چهاروجهی که در وسط هر چهاروجه سیلیسیم و در چهار رأس اتم های اکسیژن قرار دارد و منشورهای چهاروجهی توسط یون های اکسیژن به هم متصل شده و مجموعه یک شبکه شش ضلعی را تولید میکند .
- یک قشر هشت وجهی آلومینیم که 6 بار منفی قشر چهاروجهی توسط 6 بار مثبت قشر 8 وجهی و بار مثبت دیگر توسط 6 یون OH- خنثی میشود .

[سجاد عابدی]

خاک



یک منطقه خاک رس در آلمان


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 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.
فهرست مندرجات

• ۱ عوامل موثر در تشکیل خاک
  
  • ۱.۱ سنگ‌های اولیه یا سنگ مادر
  • ۱.۲ پوشش گیاهی و فعالیت موجودات زنده
  • ۱.۳ زمان
  • ۱.۴ آب و هوا
  • ۱.۵ توپوگرافی محل تشکیل خاک
• ۲ مواد تشکیل دهنده خاک‌ها
• ۳ تقسیم‌بندی خاک‌ها از لحاظ سنگ‌های تشکیل دهنده
• ۴ طبقه بندی خاک
• ۵ منابع

[ 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 غالبا شنی و ماسه‌ای می‌باشند فاقد ارزش کشاورزی می‌باشند.


[ پوشش گیاهی و فعالیت موجودات زنده

پوشش گیاهی قالب هرمنطقه و نوع و ترکیب مواد آلی حاصل از باقیمانده های گیاهی که مرتباً به خاک افزوده می شوند 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 فعالیت های 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 خاک ها در مقایسه با خاک های با شرایط فیزیکی مشابه ولی فاقد مواد الی می باشد.
[ زمان

هر 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 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. 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 لایه های فوقانی خاک می شود.
[ 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 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 سیلتی : ۵۰٪ 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 ماسه‌ای : این 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 اسکلتی : خاکهای 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

نوشتار اصلی: طبقه‌بندی خاک
از دیدگاه ژئوتکنیک خاک‌ها به دو دستهدرشت‌دانه و ریزدانه تقسیم می‌شوند اما از دیدگاه علم خاکشناسی خاک‌ها به سه دسته[نیازمند منبع] درشت بافت شامل خاکهای شنی و متوسط بافت شامل سیلت و ماسه و ریزبافت شامل خاکهای رسی طبقه بندی می‌شوند.
خاک‌های درشت‌بافت دارای منافذ کمتری نسبت به خاکهای ریزبافت هستند. در خاکهای رسی حجم خلل و فرج بیش از خاکهای ماسه‌ای و شنی می‌باشد. 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 و این به سبب بزرگی قطر خلل و فرج آنهاست.
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 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 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. سب

[GOLE M@RY@M]

خاك، بيشتر خشكي روي زمين را مي پوشاند. خاك از مواد معدني (سنگ،‌ لای و لجن و شن و ماسه)، هوا، آب و مواد آلي (گياهي و جانوري) تشكيل شده است.
انواع خاك: انواع بسيار مختلفي از خاك ها وجود دارد و هر يك مشخصه هاي بي همتايي از نظر رنگ، بافت، ساختمان و محتويات دارند. عمق خاك هم متفاوت است. نوع خاك يك منطقه، نوع گياهاني كه مي توانند در آن رشد كنند را تعيين مي كند. 12 نوع خاك وجود دارد كه عبارتند از: آلفوسولز Alfisols، اريديسولز Aridisols، انتيسولز Entisols، هيستوسولز Histosols، اينسپتيسولز Inceptisols، موليسولز Mollisols، اكسيسولز Oxisols، اسپودوسولز Spodosols، آلتيسولز Ultisols، ژليسولز Gelisols، انديسولز Andisols و ورتيسولز Vertisols.
علمي كه خاك را مطالعه مي كند خاك شناسي ناميده مي شود.
تشكيل خاك: خاك ابتدا به كندي به صورت سنگ تشكيل مي شود و بعد بر اثر فرسايش در نزديكي سطح زمين به صورت ذرات ريز (ماده منشأ) در مي آيد. مواد آلي هم با مواد غير آلي (ذرات سنگ، مواد معدني و آب) مخلوط مي شوند تا خاك تشكيل شود.
لايه هاي خاك: خاك از لايه هاي افقي متمایز و مشخصی تشكيل شده. لايه هاي بالاتر غني از مواد آلي (خاك سطحي و مواد آلي انساني) است و لايه هاي زيرين سنگي (خاک زیر، regolith و سنگ بستر) است.
لايه O: لايه بالايي آلي خاك كه بيشترش از آت و آشغال برگ ها و مواد آلي انساني (مواد آلي تجزيه شده) تشكيل شده.
لايه A: لايه اي به نام خاك سطحي: اين خاك زير لايه O و بالاي لايه E يافت مي شود. در اين لايه كه رنگ تيره دارد، بذرها و دانه ها جوانه مي زنند و ريشه هاي گياهان رشد مي كنند. اين لايه از گياخاك (مواد آلي تجزيه شده) كه با ذرات مواد معدني مخلوط شده تشكيل شده.
لايه E: اين لايه شسته شده (به وسيله باد و باران) رنگ روشن دارد و زير لايه A و بالاي لايه B قرار دارد. اين لايه بيشتر از شن و ماسه و لاي و لجن تشكيل شده و بيشتر مواد معدني و لجنش را به صورت آبي كه از ميان خاك مي چكد (در فرايند شسته شدن) از دست داده است.
لايه B: همچنين خاك زير ناميده مي شود- اين لايه زير لايه E و بالاي لايه C است. اين لايه حاوي لجن و رسوبات مواد معدني (مثل آهن، اكسيد آلومينيوم و كربنات كلسيم) است كه از لايه هاي بالايي به آن رسيده. يعني موقعي كه آب حاوي مواد معدني از خاك بالايي مي چكد.
لايه C: همچنين ريگوليت ناميده مي شود، اين لايه زير لايه B و بالاي لايه R است. اين لايه حاوي سنگ بستر، اندكي تجزيه و حل شده است. ريشه هاي گياه به اين لايه نفوذ نمي كند. مواد آلي خيلي كم در اين لايه يافت مي شود.
لايه R: لايه سنگ بستر كه زير همه لايه هاي ديگر است.