Fatality of salt stress to plants: Morphological  physiological and biochemical

Soil salinity affects various physiological and biochemical processes which resultin reduced biomass production. This adverse effect of salt stress appears on whole plant level at almost all growth stages including germination, seedling, vegetative and maturity stages. However, tolerance to salt stress at different plant developmental stages varies from species to species. The plant response to salt stress consists of numerous processes that must function in coordination to alleviate both cellular hyperosmolarity and ion disequilibrium. Salt tolerance and yield stability are complex genetic traits that are difficult to establish in crops since salt stress may occur as a catastrophic episode, be imposed continuously or intermittently and become gradually more severe at any stage during development. The objective of this review is to summarize the morphological, physiological and biochemical aspects of plants under salt stress. It was then concluded that salt stress affects plant physiology at whole plant as well as cellular levels through osmotic and ionic adjustments that result in reduced biomass production. This adverse effect of salt stress appears on whole plant level at almost all growth stages including germination, seedling, vegetative and maturity stages. Despite causing osmotic and ionic stress, salinity causes ionic imbalances that may impair the selectivity of root membranes and induce potassium deficiency.

نوع مقاله : لاتین با ترجمه

مرتبط با : پروژه - زراعت دیمکاری - زراعت صنعتی

عنوان مقاله  :    مرگ و میر ناشی از تنش شوری در گیاهان : جنبه های مورفولوژیک فیزیولوژیک و بیوشیمیایی

مرجع مقاله :  گردآوری سیدمهدی  شمس

سال انتشار: 2010

تعداد صفحات : 6 صفحه 

دانلود مقاله شماره  116  

دانلود ترجمه (2000 تومان) به بخش راهنمای پرداخت مراجعه کنید

زهکشی Drainage

به زبان ساده میتوان گفت زهکشی خارج کردن آب و املاح اضافی از بستر و یا عمق خاک است .در کشاورزی هدف از زهکشی ، بیشتر فراهم کردن محیطی مناسب برای رشد ریشه گیاه است ( از نظر تهویه و شوری) در تعریفی جامع تر میتوان گفت زهکشی به معنی خارج شدن طبیعی یا مصنوعی آب مازاد از یک منطقه بوده و از مباحث بنیادی هیدرولوژی مهندسی است .

اهمیت زهکشی : هر وقت زمین را آبیاری میکنیم سطح آب سفره زیرزمینی بالا می آید و امر تهویه در منطقه ریشه با مشکل مواجه میشود ضمنا تجمع املاح نیز باعث ایجاد شوری در خاک میگردد .

مسائلی که به خاطر عدم تهویه در خاک بوجود می آیند :

1-کاهش تنفس ریشه و موجودات زنده

2-کاهش نفوذپذیری و حرکت کند املاح در خاک

3- تشکیل ترکیبات سمی در خاک ( انجام عملیات احیا به جای اکسیداسیون)

4-کاهش تولید مواد غذایی در خاک

بعضی از زمینها بصورت طبیعی زهکشی شده اند ( به علت وجود شیب و با کمک نیروی ثقل )و در بعضی از موارد زهکشی بصورت مصنوعی انجام میشود مانند کانال یا لوله .

نگاهی به مقایسه درصد مصرف آب در کشورهای مختلف جهان میتواند اهمیت زهکشی را برای ما نمایان تر سازد.
تاریخچه زهکشی

زهکشی کشاورزی،‌ بنا به عقیده سازمان خواربار و کشاورزی جهانی، نه هزار سال پیش در بین‌النهرین آغاز شد. در آن هنگام لوله به کار برده نمی‌شده بلکه به احتمال زیاد از سنگ و سنگ‌ریزه و شاخ و برگ گیاهان بهره‌گیری می‌شد. اولین لوله‌های زهکشی حدود چهار هزار سال قدمت دارند. در اروپا، اولین زهکشی زیرزمینی حدود دو هزار سال پیش نصب شده‌است.

در کتابی که در حدود سه هزار سال پیش در چین نگاشته شده، نقشه‌هایی از سیستم زهکشی مشاهده می‌شود. هرودت،‌ در حدود 2400 سال قبل،‌اشاره‌هایی به کاربرد زهکشی در درّه نیل دارد.

اولین مدارک ثبت شده زهکشی بوسیله شخصی به نام کاتو در دو سال ق . م .ثبت شده است . یک سال ق. م . شخصی به نام پلینگ، سیستم زهکشی خندقی را پیشنهاد کرد که از ریگ و شاخ و برگ پر شده بود و به عنوان یک زهکش زیرزمینی عمل میکرد.البته قنات که ابداع آن در حدود سه هزار سال قبل توسط ایرانیان صورت گرفته است یکی از قدیمیترین سیتمهای زهکشی محسوب میشود و در اینجا بد نیست اشاره ای نیز به سیستم زهکشی تخت جمشید کرد که این سیستم در نوع خود در جهان از نظر تاریخی بی نظیر است . زهکشی مدتی در جهان به فراموشی سپرده شد تا اینکه در 1544 میلادی در انگلستان دوباره زندگی جدیدی یافت. اولین تنبوشه ساز سفالی در 1840 در انگلستان به کار گرفته شد. در امریکا زهکشی لوله‌ای در دو سدة پیش آغاز شد..

زهکشی در ایران :

احداث اولین شبکه‌های نوین آبیاری و زهکشی در دهه 1310 در جنوب کشور صورت گرفت و اولین زهکش روباز با استفاده از ماشین در حوالی سال 1335 در شاوور خوزستان ساخته شد. در سال‌های 1341 و 1342 اولین شبکه زهکشی زیرزمینی با استفاده از لوله‌های سفالی در دانشکده کشاورزی دانشگاه جندی شاپور (شهید چمران) واقع در ملّاثانی (رامین) اهواز در وسعتی حدود 500 هکتار با نیروی کارگری به اجرا در آمد. در همین سال‌ها بود که اولین ماشین زهکشی وارد کشور شد. اولین طرح بزرگ زهکشی به وسعت 11000 هکتار در هفت تپه به اجرا درآمد. سپس زهکشی اراضی شرکت کشت و صنعت کارون و همزمان با آن زهکشی اراضی آبخور سد وشمگیر در گرگان آغاز شد. دشت‌های مغان، دالکی در بوشهر،‌ زابل، میان‌آب، بهبهان، طرح‌های هفت‌گانه توسعه نیشکر در خوزستان از جمله طرح‌های بزرگ دیگری هستند که اجرای آنها به اتمام رسیده است.

اهداف زهکشی :

1-جمع آوری و خارج کردن املاح اضافی 2-جمع آوری آبهای سطحی ناشی از روان آب ،که این مساله بیشتر در مناطق مرطوب کاربرد دارد و لازم به ذکر است در مناطق مرطوب کانالهای سطحی زهکش را بصورت عریض میسازند.3-ایجاد تهویه مناسب در محیط خاک ریشه 4-بهبود کارایی ماشین آلات ( مخصوصا کشاورزی ) 5 -استحکام بخشیدن به ساختمان خاک و ...

فواید زهکشی :

از فواید زهکشی میتوان جلوگیری از وقوع سیل ، به زیر کشت بردن اراضی جدید، زودتر گرم شدن خاک در فصل بهار ، شروع زودتر عملیات کشاورزی ، کیفیت و کمیت بهتر محصولات ، شستشوی املاح اضافی و بهتر شدن وضعیت مسائل بهداشتی را نام برد .در تعریفی جامع تر از این فواید میتوان گفت فواید زهکشی به شرح زیر است .

1-کنترل و جلوگیری از ماندابی شدن ، ۲.کنترل و جلوگیری از شورشدن اراضی ، ۳.کنترل فرسایش ، ۴.کنترل سیل ، ۵.حفاظت محیط زیست ، ۶.سلامت عمومی و بهداشت ، ۷.جلوگیری از راکد شدن آب و ایجاد بوی تعفن و نامطبوع در محیط مزرعه ،۸.حفاظت از ابنیه و تاسیسات عمومی و ۹.توسعه روستایی و امنیت غذایی

معایب زهکشی :

1-شستن و خروج بعضی از املاح مفید خاک به همراه املاح مضر 2- هزینه بر بودن مطالعه و اجرا 3-ازبین بردن اکوسیستم طبیعی منطقه به علت کم کردن رطوبت و نتیجتا غیر قابل زیست شدن آن منطقه برای بعضی از موجودات مانند پرندگان به علت کم شدن رطوبت 4- ازبین رفتن علفهای طبیعی منطقه 5- اشغال بخشی از زمین زراعی و تقسیم زمین به قطعات جداگانه 6- افزایش خطر آتش سوزی
منشاء زه آب:
زه آب ممکن است ناشی از بارندگی ، ذوب برف ، آب آبیاری ، جریانات سطحی و نشت زیر سطحی از اراضی مجاور ، سریز و طغیان رودخانه ها، نشت از کانالهای آبیاری و صعود سطح ایستابی باشد.

در نواحی مرطوب بارندگی های مداوم ؛ در نواحی سردسیرتغذیه ناشی از ذوب برف و در نواحی سردسیر تغذیه ناشی از ذوب برف و در نواحی خشک ونیمه خشک ، آبیاری طغیانهای فصلی ، آبشویی اراضی و صعود سطح ایستابی ، منشآ اصلی زه آبها به دشمار میروند.با توجه به موارد ذکر شده ، عواملی چون روش آبیاری ( ثقلی - تحت فشار)، فیزیوگرافی (توپوگرافی، شکل زمین)، شبکه آبراهه ، عمق لایه نفوذ ناپذیر ،لایه بندی خاک، ویژگیهای هیدرودینامیکی خاک (نفوذ پذیری سطحی ، هدایت هیدرولیکی) و خصوصیات شیمیایی خاک( شوری ،کسر آبشویی ، قلیائیت)بطور غیر مستقیم بر زهدار شدن اراضی موثرند.

انواع سیستم های زهکشی :

از دیدگاههای متفاوت ، زهکشها را به انواع مختلفی تقسیم بندی می نمایند .در صورتی که نوع زه آب از نظر سطحی یا زیر سطحی مورد توجه باشد ، زهکشها را به دو دسته زهکشهای سطحی و زیر سطحی تقسیم بندی می نمایند . در شرایطی که سازه های زهکشی مورد توجه باشند ،زهکشها را به دو دسته زهکشهای روباز و زهکشهای لوله ای(زیر زمینی) تقسیم بندی می نمایند که در مورد اخیر زهکشی قائم ( چاه زهکش )را نیز در بر میگیرد. توجه به این نکته ضروری است که زهکشهای روباز علاوه بر زه آبهای سطحی ،پروفیل خاک را نیز زهکشی می نمایند.هر سیستم زهکشی دارای اجزایی است که بسته به نوع سیستم ،ابنیه ابی متفاوتی را شامل میشود.
سیستم زهکشی سطحی : برای مناطق مرطوب بیشترین کاربرد را دارد و به خاطر اینکه بارندگی در سطح زمین تجمع پیدا میکند ، این سیستم بصورت کانالهای عریض و کم عمق( شبکه نهرهای قابل گذر) بکار میرود بطوریکه ماشین آلات هم میتوانند براحتی از روی آن حرکت کنند .
سیستم زهکشی زیرزمینی: بصورت کانال روباز عمیق تا عمق حدود 2 متر و یا لوله گذاری زیرزمینی است . زهکشی زیر زمینی بصورت عمودی نیز میتواند باشد ( حفر چاه ) لوله های زهکش زیر زمینی بصورت قطعه قطعه می باشند که یا بصورت ساده است و یا بصورت نرو مادگی .
انواع زهکش:
1-روباز 2- لوله ای

) Mole drian3-لانه موشی ( 4-عمودی ( چاه ) 5-زهکش حائل

زهکش روباز : کانال با مقطع معمولا ذوذنقه ای شکلی است .
درکانال زهکشی به مراتب بیشتر از کانال آبیاری است .free board
نکته : کانال زهکشی در گودی و کانال آبیاری در ارتفاع است .
زهکش های لوله ای :
این زهکشها در سه نوع یافت میشوند :

الف : تن بوشه ای ( سفالی ) ب: پلاستیکی پ: سیمانی ، این لوله ها با قطرهای مختلفی تولید میشوند و معمولا روی لوله مشبک است .
لوله های سفالی معمولا در قطر های 5، 6.5،8،10،20 سانتی متر و طول 30 سانتی متر تولید میشوند. حسن این لوله این است که در برابر واکنش شیمیایی آب مقاوم است .

لوله های سیمانی معمولا به قطر 10،15،20 سانتی متر و طول 30 سانتی متر موجود است . باید توجه داشت در خاکهای سولفات دار باید در ساخت این لوله ها از سیمان ضد سولفات استفاده شود .

لوله های پلاستیکی ( پلی اتیلن و پی وی سی )به دو صورت صاف و موجدار تولید میشوند . در شرایط مساوی قطر لوله موجدار را باید 20 درصد بیشتر از طول لوله صاف گرفت که این مساله به خاطر بوجود آمدن افت ناشی از موجهای لوله است .طول این لوله ها تا 100 متر میرسد .

زهکش لانه موشی : شبیه زهکش لوله ای ( یک نوع تونل زیر زمینی ) که از عبور یک جسم مخروطی شکل در خاک بوجود میآید .این نوع زهکش معمولا در مناطقی بکار میرود که مواد آلی آن زیاد است و برای یک فصل زراعی کاربرد دارد.

زهکش عمودی : بصورت چاه عمل میکند و چنانچه تعداد چاهها در یک منطقه بیشتر باشد اثر زهکشی بیشتر است .ضمنا در این نوع زهکشی می بایست آب جمع شده در چاه مکش شده و به محل مناسبی انتقال یابد.به عمل تخلیه آب از جاه زهکشی را دیواترینگ (Dewatering) گویند.

نوع مقاله :  فارسی کامل

مرتبط با : رابطه اب و خاک - ابیاری- خاکشناسی - گزارش کار آبیاری

عنوان مقاله  :  لوله های زهکشی-تخلخل خاک-اندازه گیری وزن مخصوص ظاهری خاک

مرجع مقاله : دکتر کامران پروانک

سال انتشار:  زمستان 88

نوع و حجم فایل :  13٠ کیلوبایت (دانلود در 3دقیقه با دایال اپ- فرمت  ورد2007)

دانلود مقاله شماره  93

توان تولید و باروری خاک از فرایندهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژی خاک است. توازن پایدار این فرایندها به همراه مدیریت مناسب بهرهبرداری از خاک موجب تداوم باروری میشود؛ هر گونه اقدام در جهت بر هم زدن این تعادل اثراتی جبرانناپذیر به دنبال دارد. از طرفی افزایش جمعیت با نرخ بیش از 2درصد در درازمدت شرایطی ناپایدار به وجود خواهد آورد. در بسیاری از کشورها، برای 50 تا 100 سال آینده، تولیدات کشاورزی باید دست کم سالانه 3 درصد رشد داشته باشد. تحقق این اهداف نیاز به بهرهبرداری بیشتر از مواد غذایی خاک دارد. مشکل اساسی رسیدن به این مقدار رشد در تولیدات کشاورزی میباشد که در آن کمیت منابع محیط و ظرفیت تولید اراضی و منابع آبی حفظ شود. مدیریت پایدار منابع و کاربرد فناوری مناسب در ارتباط با بهرهوری از منابع آب و خاک و منابع غذایی باید به گونهای باشد که هدف فوق تحقق یابد.

اهمیت حاصلخیزی خاک: حاصلخیزی خاک توصیفکننده توانایی و قابلیت خاک برای تامین شرایط رشد پایا، بهینه و مطلوب گیاه است. در گذشته حاصلخیزی خاک، صرفاً تامین نیاز عنصری NPK بوده است. پس از آن اهمیت ماده آلی مورد توجه قرار گرفت و
سرانجام بحث ریزمغذیها مطرح شد. سپس سیستم دینامیکی زیستی (Biodynamic System) مورد بررسی قرار گرفت که توسط دانشمندی آلمانی به نام Roudolph Steuner ارائه شد و کشاورزی به عنوان یک سیستم پایدار درون اکوسیستم معرفی گردید و نام آن از واژه یونانی «بیو» که به معنی «انرژیزیستی» است، گرفته شده است. در این سیستم جانوران به عنوان یک قسمت از اکوسیستم کشاورزی در نظر گرفته شدهاند. استانداردهای بیودینامیک محدودتر از کشاورزی آلی بود و در کشاورزی بیودینامیک متدهایی شبیه به هومیوپاتی کنونی رایج بوده است و سرانجام بحث کشاورزی آلی مطرح شد (Smith ، 2002).

هر چند استفاده از کودهای معدنی ظاهراً سریعترین و مطمئنترین راه برای تامین حاصلخیزی خاک به شمار میرود، لیکن هزینههای زیاد مصرف کود، آلودگی و تخریب محیط زیست و خاک، نگرانکننده است. بنابراین، استفاده کامل از منابع گیاهی غذایی قابل تجدید موجود (آلی و بیولوژیکی) به همراه کاربرد بهینهای از مواد معدنی، نقش مهمی در جهت حفظ باروری، ساختمان و فعالیتحیاتی خاک ایفا میکند. در ایران با اقلیم غالب خشک و نیمه خشک نه تنها خاکها عموماً از نظر مواد آلی فقیر بوده (کمتر از یک درصد) بلکه به جهت بالا بودن دما، ثابت نگهداشتن و حفظ مقدار ماده آلی خاک بسیار دشوار میباشد.

دشواری حفظ مواد آلی در خاکهای زراعی مناطق خشک و نیمه خشک (Laegried و همکاران، 1999).

علاوه بر آن با توجه مشکل یارانهای کودهای شیمیایی، هدف دستیابی به افزایش عملکرد هکتاری، علاوه بر ترمیم مواد آلی خاکها میباشد که مستلزم حمایتهای عملی دولت و نیازمند عزم ملی میباشد چرا که علاوه بر ترویج فرهنگ مصرف کودهای آلی در کشاورزی، نیاز به تولید انبوه این کودها میباشد.که :

گروه شیمیایی :پایر تروئید

ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی : اگر دلتا مترین در دمای 40درجه سانتیگراد نگهداری شود تا شش مته تجزیه نخواهد شد . در برابر هوا و نور خورشید مقاوم است . در فلزات خاصیت خورندگی ندارد . در محیط های اسیدی بسیار مقاومتر از محیط های قلیایی است.

ماندگاری در محیط زیست :در خاک یک تادو هفته تجزیه می شود . بقایای دلتامترین حدودا 10 روزپس از استفاده از روی گیاه مشاهده نمی شود . این سم خاصیت گیاه سوزی روی محصولات ندارد.

سمیت:LD50=135-5000mg/kg دلتا مترین برای زنبورهای عسل سمی میباشد.

موراد مصرف : دتا مترین حشره کشی تماسی – گوارشی است که برای کنترل حشرات مکنده سیب و گلابی , شب پره آلو, لارو اروسی فرم کلم , بید بقولات , شب پره

زمستانی ( سیب و خرما) , کرم دانه خوار سیب , شپشک آرد آلو , سپرداران, مینوز لکه گرد در ختان میوه ومگس سفید خیار گلخانه ای گوجه فرنگی , فلفل , گیاهان گلدانی و زینتی به کار می رود. این سم آفات بسیاری از محصولات زراعی را نیز کنترل می کند. تاثیر سریعی روی حشرات ناقل ویروسها دارد و به همین دلیل امید است که در آینده برای کنترل ناقلهای ویروسها به کار رود.

پادزهر: دیازپام یک پاد زهر واقعی نیست و تنها سیستم اعصاب مرکزی را تسکین می دهد.

گروه شیمیایی :ارگانوکلره
ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی : ماده تکنیکال زرد یا قهوه ای رنگ میباشد . این ترکیب در آب غیر محلول است ولی در حلال های الی حل می شود .

ماندگاری در محیط زیست :ماندگاری در محیط زیست: اندوسولفان در خاک نسبتا پایدار است و نیمه عمر آن 50روز می باشد . این ماده به وسیله باکتریها و قارچها تجزیه می شود .اگر اندوسولفان جذب سطحی ذرات خاک شود به کندی درخاک جابه جا خواهد شد .

سمیت:LD50=80-110mg/kg برای زنبورهای عسل نسبتا سمی است و برای حشرات مفیدی از قبیل زنبورهای پارازیت , کفش دوزک و برخی از کنه ها تقریبا سمیت ندارد . این حشره کش برای انسان نسبتا خطرناک است.

موراد مصرف : اندوسولفان یک حشره کش و یک کنه کش است که برای گستره وسیعی از حشرات و کنه ها از جمله کرم غوزه پنبه , کرم برگ خوار پنبه , پسیل گلابی , لیسه سیب , شته و نیز افات سویا سمی است . از ان می توان به عنوان یک محافظ چوب هم استفاده کرد .اندوسولفان برای طیف وسیعی از محصولات زراعی از قبیل چای , قهوه, میوه جات و سبزیجات و همچنین برنج ,غلات , ذرت,سور گوم به کاربرده می شود .

پادزهر: فنو باربیتال

گروه شیمیایی :دی أمیدین

ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی : این سم خاصیت خورندگی ندارد و نسبت به گرما مقاوم است . به نظر میرسد که اشعه ماورا بنفش , تاثیر اندکی بر پایداری ان داشته باشد در صورتی که امیتراز به مدت طولانی درشرایط مرطوب نگهداری شود به أرامی تجزیه خواهد شد .

ماندگاری در محیط زیست :امیتراز در خاک داری تهویه مناسب به سرعت تجزیه می شود . نیمه عمر ان یعنی مدت زمانی که طول می کشد تا ماده تجزیه شود و غلظت ان به نصف غلظت اولیه برسد کمتر از یک روز است. تجزیه در خاکهای اسیدی سریعتراز خاکهای قلیایی و یا خنثی صورت می گیرد .

سمیت: LD50= 600-800 mg/kg امیتراز برای زنبور عسل تقریبا بی ضرر است .

موراد مصرف : امیتراز یک حشره کش و کنه کش است که برای کنترل کنه قرمز تار عنکبوتی , مینوز برگ و سپرداران به کارمیرود . این سم در پنبه علیه کرم غوزه پنبه , مگس سفید و کرمهای برگ خوار و در حیوانات برای کنترل ساس ,کنه ,شپش و دیگر افات حیوانی به کار برده می شود.

پادزهر: امیتراز پادزهر اختصاصی ندارد

آیا تا به حال اندیشیده اید که محل ساختمان محل سکونت شما بر چه نوع خاکی بنا شده است؟ آیا تا به حال در مورد اهمیت نوع خاک در پایداری سازه ها اندیشیده اید؟ آیا در هنگام ساخت ساختمانها به و ضعیت آبهای زیرزمینی و وجود حفره ها و کوره ها یا قناتها در نزدیکی ساختمان خود دقت کرده اید؟ آیا تا به ساختمانهایی که در کناره خاکبرداریها بنا شده اند نظر کرده اید؟آیا به چگونگی خاک در محل شیب کوهها فکر کرده اید؟
سوالات بسیاری از این قبیل در اهمیت تاثیر وضعیت شرایط خاک در استحکام و پایداری ساختمانها چه در وضعیت ایستایی وچه بعد از وقوع زلزله قابل مطرح شدن است.پس بیایید ابتدا خاک رابهتر بشناسیم. بطورکلی خاکها از فرسایش سنگها و در دراز مدت تشکیل شده ، در محل خود رسوب کرده یا انتقال می یابند. خاکها دارای اندازه ذرات متفاوتی بوده و در یک تقسیم بندی بسیار کلی خاکها در طبیعت به صورت خاکهای رسی ،‌ سیلتی ، ماسه ای ، شنی و قطعات سنگی تقسیم می شوند.خاکهای سطحی عموما ترکیبی از خاکهای فوق و خاکهای نباتی می باشند. خاکها از لحاظ تراکم ساختمانی به شکل شل، نیمه متراکم و متراکم وجود دارند. خاکها علاوه بر تفاوت در ریزدانه و درشتدانه بودن دارای چسبندگی و قفل و بستهای متفاوتی می باشند. خاکهای رسی اشباع عموما دارای چسبندگی قابل توجهی بوده لیکن خاکهای سیلتی و ماسه ای از چسبندگی کمتری برخوردارند. خاکهای مناطق مختلف ، بدلیل خصوصیات مختلف ، دارای استحکام و مقاومت های متفاوت هستند و همچنین در اثر بارهای وارده نشست های متفاوتی از خود بروز می دهند. بطور کلی وجود رطوبت در خاکها باعث کاهش پارامترهای مقاومتی می شود.
قبل از احداث هر بنا چه ساختمان ساده چند طبقه و چه پلها ، تونلها ، سدها وغیره انجام عملیات شناسایی خاکها (عملیات شناسایی ژئوتکنیکی ) امری ضروری است . امروزه مهندسین بیش از پیش به اهمیت شناسایی خاکها قبل از احداث ساختمان بر آن پی برده اند.عملایت شناسایی خاکها به دو گروه عملیات شناسایی صحرایی و عملیات آزمایشگاهی تقسیم می شوند. در عملیات صحرایی عملیات حفاری دستی یا ماشینی و نمونه گیری ، شناسایی زمین شناسی ،‌ شناسایی پارامترهای آب وهوایی و همچنین آزمایشهای درجای صحرایی و در آزمایشگاه ، آزمایشهای آزمایشگاهی انجام می گیرد. و در نهایت پس از بررسی ها و مطالعات مقدار مقاومت خاک برای پی ها ی مختلف ارائه می شود. این مطالعات در عملیات ساختمان سازی ار اهمیت بسزایی برخوردار می باشد و با توجه به این مطالعات می توان پی و فونداسیون مناسب را با توجه به بارهای وارده تعیین نمود. پی ها به طور کلی به دو گروه پی های سطحی و پی های عمیق تقسیم می شوند. پی های سطحی همان پی های متداول در شهرها هستند که به صورت پی تک ، نواری و گسترده(رادیه) می باشند.
پی های عمیق همان شمعها می باشند که در شرایطی که مقاومت خاک برای پیهای سطحی کفایت نمی کند از این پی استفاده می شود.این نکته لازم به ذکر است که تعیین نوع پی هم به نوع سازه و هم به مقاومت خاک بستگی دارد. بنابراین ممکن است برای دو ساختمان کاملا مشابه در دو محل خاکی متفاوت پی های متفاوت پیشنهاد شود.در آخر باز متذکر می شویم که پیش از ساخت سازه ها به مسئله خاک آن توجه کنیم. سازه خود را بر هر خاکی ننهیم ، قبل ساخت سازه ها در دامنه شیبها با متخصص آن مشورت کنیم و بدانیم هز قدر سازه ما محکم باشد اگر بر خاکی ضعیف بنا شود ، در اینده با مشکل مواجه خواهد شد.
به نظر 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 ۹۰۰۰ 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.
●خاک چیست؟
خاک مخلوط پیچیده ای از مواد معدنی، آلی و موجودات زنده است. خاک یکی از محصولات محیط است که دائماً در معرض تغییر و نمو قرار دارد. خاک همیشه و در همه حال توسعه می یابد حال یا به آهستگی در مناطق خشک و یا سریع در مناطق مرطوب.
در سالهای دور خاک بعنوان بخش بی ارزش پوسته زمین به شمار می رفت. تا اینکه در سال ۱۸۸۰ میلادی توسط دانشمندی روسی به نام "داکوچائف" بعنوان بخشی زنده و دارای ارزش مورد مطالعه قرار گرفت.خاک مخلوط پیچیده ای از مواد معدنی، آلی و موجودات زنده است. خاک یکی از محصولات محیط است که دائماً در معرض تغییر و نمو قرار دارد. خاک همیشه و در همه حال توسعه می یابد حال یا به آهستگی در مناطق خشک و یا سریع در مناطق مرطوب.خاک با یک تکه سنگ خرد شده و یا یک لایه جرم کثیف متفاوت است، خاصه مهم خاک این است که زنده است و موجودات زنده را می پروراند که مثال بارز آن گیاهان هستند. به دیگر بیان میتوان خاک را پوسته ای از زمین نامید که بدون آن زمین خواهد مرد.پوسته زمین ( در اینجا خاک) بوسیله باد، آب یا فعالیتهای انسان فرسوده می شود و از دیگر سو توسط فرآیند هوا زدگی سنگها یا بعبارت درست تر مواد مادری مجدّداً احیا یا نو می شود. خاک با دیمانسیون سه بعدی تعریف می شود یعنی ارتفاع به علاوه مساحت.
هنگامی که در جاده ای شما در حال حرکت هستید به مقطع بریده تپه کنار جاده ( مقطع طبیعی ) نگاه کنید. می بینید که خاک روی آن، از لایه های مختلفی با رنگهای متفاوت تشکیل شده است. دقت کنید که به چه ترتیبی ضخامت لایه های منفرد از بالا به پائین تغییر می کند. چرا لایه های پائینی خاک تپه معمولاً ضخیم تر هستند؟ چرا لایه بالائی خاک تیره تر است؟ پاسخ همه این سئوالها به چگونگی تشکیل خاک بر می گردد.به دیگر بیان میتوان خاک را پوسته ای از زمین نامید که بدون آن زمین خواهد مرد.تصویر از رایزو باکتریای خاک تهیه شده است.تصور هر شخص از خاک بر اساس استفاده ای است که از آن می کند.یک مهندس عمران، از خاک بعنوان زیر بنا و مهد ساختمان، جاده و بزرگراه نگاه می کند.یک مهندس معدن، خاک را پوششی می بیند که باید آنرا بردارد تا به معادن و کانی های گرانبها دست پیدا کند.یک طراح فضای سبز به خاک بعنوان منبعی برای ساخت یک پارک یا باغ زیبا می نگرد.
و بالاخره، مهندسین کشاورزی و منابع طبیعی به خاک بعنوان منبعی برای تولید محصولات کشاورزی و جنگل نگاه می کنند.ما می توانیم و باید علوم متداول مثل شیمی، فیزیک و بیولوژی را در مطالعات خاک بکار ببریم. همانطوری که بسیاری از دانشمندان در طول سالیان متمادی اینکار را انجام داده اند. ولی تحقیقات اخیر نشان دهنده این است که باید تحقیقات خود را تنوع ببخشیم و تغییراتی در آن بوجود آوریم. چالش پیش روی ما نگاه به کل سیستم طبیعی همراه با پیشرفت علوم در سایر زمینه ها و روابط متقابل بین آنهاست.
آیا میتوان روی موجودات زنده خاک بدون توجه به محیط زیست مطالعه نمود؟ آیا میتوان یک ذره از خاک را بدون در نظر گرفتن ذرات کنار آن در یک خاکدانه مطالعه نمود؟ مشخصاً، دانش بیشتری را باید بدست آوریم. اگر چشمان خود را بیشتر باز کنیم تا از ماورای حصاری که علوم متداول یاد شده برای ما ترسیم نموده اند و با زاویه ای دیگر به مسائل بنگریم. دانشمندان خاک (خاکشناسی) در زمینه های شیمی، فیزیک و بیولوژی در اندیشه چنین کاری خواهند بود، به شرطی‌که وقتی به خصوصیات فیزیکی، شیمیائی و بیولوژیکی خاک فکر می کنند، پویایی و روابط متقابل آنرا از یاد نبرند...
● 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 ۵۰ درصد بوسیله مواد جامد (۴۵ درصد مواد معدنی و ۵ درصد مواد آلی) اشغال شده و ۵۰ 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.
●برخی تعاریف مربوط به خاک:
خاکفرد(Soil individual): پیکره ای از خاک است که خصوصیات پروفیلی اش در یک منطقه جغرافیایی خاص از لحاظ نظم و ترکیب منحصر به فرد است.
خاکرخ(پروفیل خاک): عبارتست از نمای عمودی افقهای یک خاکفرد.
خاک فعال(Solum): یک پروفیل ناقص خاک است که عبارتست از تکوین ژنتیکی خاک بوسیله نیروهای سازنده
خاک بعد خاک(Soil sequum): خاکها پیکره هایی می باشند که یکسری خصوصیات را در سه بعد مختلف نشان می دهند. اول بعد عمودی خواص خاک را می توان نام برد که از سطح خاک یا مرز تماس خاک با هوای آزاد شروع شده و تا عمقی که مواد از آن ژرفا به بعد زیر تاثیر و نفوذ فرآیندهای خاک زایی(پدوژنی) نیستند(مواد زمین شناختی) ادامه می یابد. بعد جانبی توالی خاک تن های مجاور از خاک تن مورد نظر در جهت افقی می باشد.
پدون(Pedon): کوچکترین حجمی را که بصورت یک خاکفرد می توان تشخیص داد، پدون نامیده می شود.
پلی پدون(Polypedon): یک حجم خاک، در جای خود که در برگیرنده بیش از یک پدون باشد، پلی پدون نامیده می شود.
خاک تن(Soil body): توده خاک را خاک تن می نامند و در حقیقت یک خاک تن بر روی زمین، همان خاکفرد واقعی است.
●جغرافیای خاک:بر اساس تعریف بانتینگ(1967) جغرافیای خاک دربرگیرنده مطالعه توزیع و مورفولوژی خاک در ارتباط با آثار بیرونی و فرآیندهای درونی است.هوبل و کامبل(1985) به این نکته اشاره دارند که برای جغرافیای خاک دو دیدگاه وجود دارد. دیدگاه سنتی تر روی مطالعه توزیع جغرافیایی رده ویژه خاک تمرکز دارد و بر ویژگیها و پیدایش آنها، وابستگیهایشان با محیط و انسان و موقعیت های جهانی و ناحیه ای تاکید می کند. دیدگاه دیگر درباره جغرافیای خاک بر مطالعه رخداد واحدهای نقشه بر روی زمین در شکلها و الگوهای ویژه و اهمیت این الگوها برای شناسایی تاکید دارد؛ گر چه پروفیل خاک را نیز در نظر می گیرد.
● 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 ۶ 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 ۱۵ 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.
● خصوصیات فیزیکی، شیمیائی و بیولوژیکی
▪ خصوصیات فیزیکی خاک‌ها مرکب از سه فاز یا حالت جامد، مایع و گاز هستند. مطالعه فیزیکی این سه فاز، فیزیک خاک نام دارد و مشتمل بر موارد زیر میباشد:
-دانسیته و تخلخل- بافت- ساختمان- رنگ- نگهداری و حرکت آب در خاک هر چند بیشتر این خصوصیات خاک از مواد مادری آن به ارث می رسند ولی بعضی تلاشهای انسانی می توانند برخی از این خصوصیات را تغییر دهند بطوریکه حاصل خیزی خاک تامین شود. ساختمان مدوری که در شکل دیده می شود یک نمونه از خاکی است که نمک های سدیمی زیادی دارد. محصولاتی که در چنین خاکهائی رشد می کنند مشکلات فراوان نفوذپذیری ریشه های گیاهی را خواهند داشت.
▪ خصوصیات شیمیائی مطالعات مربوط به خواص شیمیائی خاک به خصوصیات شیمیائی خاک که بستگی به ترکیب معدنی، مواد آلی و محیط دارد، می پردازد.
همانطور که می دانیم، واکنش‌های شیمیائی هنگامی رخ می دهند که مواد یا ترکیب و یا تجزیه شوند بطوریکه با مواد اولیه از نظر ماهوی تفاوت دارند. واکنش ها در حین انجام یا انرژی از دست می دهند یا انرژی خواه هستند. مواد جدید وقتی بوجود می آیند که پیوندهای بین اتمها یا یونها تشکیل می شود، پیوندهائی شکسته می شوند و یا وقتی اتمها آرایش جدیدی به خود می گیرند. یونها اتمهائی هستند که بواسطه از دست دادن یا گرفتن الکترون ها باردار شده اند، مثبت یا منفی. یونهای با بار مخالف همدیگر را جذب می کنند،در حالیکه یونهای با بار یکسان همدیگر را دفع می کنند. یک مثال ساده ترکیب اکسیژن و هیدروژن و تشکیل آب است.فهم شیمی خاک در فهم تشکیل خاک و حاصلخیزی نقش مهمی دارد. چگونگی شکسته شدن سنگها و کانی ها و تبدیل آنها به ترکیبات جدید برای درک چگونگی هوا دیدگی و فرسایش خاک ضروری است. نیزچگونگی تبدیل و تشکیل مواد معدنی خاکها منجر به حاصلخیزی بهتر و روشهای برتر آزمایشهای خاک منجر می شود. تصویر، یک مقطع نازک از مواد مادری خاک را زیر یک میکروسکوپ پلاریزان نشان می دهد.
در این تصویر، به ترتیب پیچیده و اندازه کانی ها و ساختمانهای متخلخل توجه کنید . هر کانی دارای قابلیت حلالیت و همچنین مقاومت به هوادیدگی منحصر بفرد می باشد . در کانی های مشابه ، ذرات کوچکتر سریعتر حل می شوند به علت اینکه دارای سطح تماس ( در واحد جرم ) بیشتری هستند و این سطح در معرض فرایند هوا دیدگی می باشند.
▪ خصوصیات بیولوژیکی بیولوژی خاک مطالعه موجودات زنده در خاک است . تعداد زیادی باکتری ، قارچ ، اکتینو مایست ، کرمها ، حشرات ، پستانداران و جوندگان کوچک در خاک زندگی می کنند . بسیاری از این موجودات زنده به تامین حاصلخیزی خاک بواسطه تجزیه باقیمانده های گیاهی و جانوری که منجر به گردش مجدد عناصر غذایی می شود کمک می کنند . تاثیر متقابل بین موجودات مختلف یک موضوع بسیار جالب در علم خاک است . یک مثال از این تاثیر متقابل همیاری باکتری با ریشه گیاهان است که در تصویر نشان داده شده است .اغلب این همیاری به فواید دو طرفه منجر میشود.
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 :فور 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 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 داده است 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.
●پیدان (Pedon) :نیمرخی از خاک که یک ستون شش وجهی از خاک است که سطح آن روی زمین بین یک تا ده متر مربع وسعت دارد. در پیرامون این ستون شش وجهی ، لایه‌های مختلف خاک قابل روئیت است. بنابراین پیدان عبارت است از یک واحد نمونه برداری خاک که برای بررسی خاک بکار می‌رود.
●افق خاک: هر لایه‌ای که در یک ستون شش وجهی خاک روئیت شود، افق خاک (Soil horizon) نامیده می شود. افق خاک تقریبا موازی سطح پیدان است و ویژگیهایی دارد که از افقی به افق پایین‌تر متفاوت است.


* اختلافات موجود بین افقهای خاک :در صحرا و ضمن بررسیهای میدانی ، می‌توان به اختلافات موجود بین افقهای مختلف خاک پی برد. این اختلاف از ویژگیهایی نظیر رنگ ، بافت ، ساختار ، چسبندگی و حضور و عدم حضور مواد غیر آلی نظیر کانیها و نیز مواد آلی حاصل می‌شود.

* ارتباط بین پیدان و افق :افقهای خاک ، اساس اولیه در طبقه بندی خاکها محسوب می‌شوند و به همین سبب ، انواع بسیار متنوع و گوناگونی از خاک در طبیعت یافت می‌شود. برای دست یافتن به طبقه بندی خاکها باید به بررسی پیدان به عنوان واحد طبقه بندی پرداخت.

* علت تشکیل افقهای مختلف خاک :افقهای مختلف که لایه‌های خاک را تشکیل می‌دهند، در اثر واکنش بین سنگها و رسوبات با آب که وجود آن به شرایط اقلیمی بستگی دارد و نیز تاثیر ارگانیسمها ایجاد می‌شوند.

●انواع افقهای مختلف خاک
▪افق Oبالاترین بخش نیمرخ در افق خاک O قرار دارد. این نامگذاری ، به سبب وجود مواد آلی (Organic) در این افق است که از گیاهان و نیز بقایای حیوانات بوجود می‌آید و پس از مدتی تشکیل هوموس را می‌دهد.

*تاثیر مواد آلی بر افق Oافق O در حدود 20 تا 30 درصد از ماده آلی تشکیل شده است. همین میزان قابلیت این افق را در نگهداری آب و مواد غذایی افزایش می‌دهد. این ویژگی ماده آلی با حضور کانیهای رسی افزایش بیشتری می‌یابد.
▪افق R : در تحتانی‌ترین بخش نیمرخ خاک افق R (سنگ _ Rock) قرار گرفته که شامل مواد متراکم سنگ و عمدتا سنگ بستر است. هنگامی که سنگ بستر هوازدگی و فرسایش شیمیایی می‌یابد، به سنگ پوشش (Regolith) تبدیل می‌شود. مواد حاصل از این فرایند برای تشکیل نیمرخ خاک به مصرف می‌رسد.
افقهای C ، B ، E ، A این افقها لایه‌های مختلفی را از افق O تا افق R نشان می‌دهند. این لایه‌های میانی در نیمرخ خاک از شن ، سیلت و ماسه و رس تشکیل یافته‌اند و همگی محصولات هوازدگی فیزیکوشیمیایی هستند.

▪افق A : در این افق هوموس و ذرات رس از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند. این مواد بین گیاهان و مواد غذایی موجود در خاک ، ارتباط برقرار می‌کنند. این افق دارای ماده آلی فراوان و در نتیجه رنگ تیره‌ای است. افق A به تدریج به افق E تبدیل می‌شود که از مواد دانه درشت‌تر تشکیل یافته است. این امر نمایانگر مقاومت در برابر تجزیه‌ها و هوازدگی سنگ به میزان کمتر است.

▪افق :E رس و اکسیدهای آهن و آلومینیوم توسط آب از افق E نشست کرده و افقهای زیرین در اثر نفوذ آب حمل می‌شوند. فرایند جابه‌جایی ذرات ریز دانه و کانیها توسط آب از افق E ، جابه‌جایی eluviation نام دارد. بنابراین دلیل نامگذاری این افق به افق E همین است. هر قدر میزان بارش در منطقه بیشتر باشد، نرخ جابه‌جایی بیشتر خواهد بود.
▪افق B: بر خلاف افقهای A و E ، افق B تجمع (Illuviation) رسها و اکسیدهای آهن و آلومینیوم است. افق B رنگهایی مایل به قرمز یا زرد به خود می‌گیرد، چون حاوی مواد آلی و اکسیدهای مختلفی از عناصر است. بعضی از موادی که در این خاک حضور دارند، به صورت درجا تشکیل گردیده‌اند. در مناطق بسیار مرطوب ، این افق در بخشهای بسیار عمیق خاک تشکیل می‌شود.
سولوم (Solum) تر کیب افقهای A و E با موادی که از جابه‌جایی و نیز تجمع بعدی بوجود می‌آیند، روی‌هم‌رفته Solum نامیده می‌شوند که در حقیقت خاک واقعی را تشکیل می‌دهند.
▪افق C : این افق سنگ بستر تجزیه و فرسایش یافته است و در اثر عوامل فیزیکوشیمیایی و همچنین در اثر دخالت ریشه گیاهان تشکیل می‌شود. این افق در حقیقت سنگ بستر دست نخورده را از عوامل بیولوژیکی حفظ می‌کند و به عنوان سنگ پوشش (Regolith) محسوب می‌شود. این افق فاقد کانیهای رسی است و بیشتر از قطعات سنگی تشکیل یافته است. ضخامت لایه‌ها و افقهای منفرد خاک متغیر و به نحوه تشکیل خاک بستگی دارد.
●فرسایش
فرسایش خاک دونوع است: تسریعی(آبی) - بادی
▪ فرسایش تسریعی(آبی)
فرسایش آبی در واقع یکی از پدیده‌های معمولی زمین شناسی است که بوسیله آن کوهها بتدریج فرسوده شده و دشتها ، دره‌ها و بستر رودخانه‌ها و دلتاها ، تشکیل می‌یابند. این نوع فرسایش که به کندی صورت می‌گیرد، فرسایش طبیعی نامیده می‌شود. در صورتی که فرسایش با سرعت خیلی بیشتری انجام شود و حالت تخریبی به خود بگیرد، به آن فرسایش تخریبی گفته می‌شود.
در پدیده فرسایش دو عمل مختلف انجام می‌شود: یکی جدا شدن ذرات و دیگری حمل و تغییر مکان آنها. عواملی مانند انجماد و ذوب متناوب ، جریان آب و ضربانات قطران باران اثر جدا کنندگی داشته و مواد را جهت شسته شدن آماده می‌کنند.
●عوامل موثر در میزان فرسایش تسریعی: دو عامل اصلی را می‌توان مسئول وقوع فرسایش تسریعی دانست: از بین رفتن پوشش گیاهی طبیعی خاک و کشت گیاهانی که پوشش گیاهی کافی فراهم ننموده و قسمتی از خاک را برهنه می‌گذارند. کشت نباتات کرتی مانند ذرت و سیب زمینی ، بخصوص اگر کرتها در جهت شیب زمین باشد، پوشش کافی به خاک نداده، فرسایش و از بین رفتن خاک را تشدید می‌کنند.
▪مقدار کل بارندگی و شدت آن :بارندگی زیاد در صورتی که ریزش آن آرام باشد، فرسایش زیادی ایجاد نمی‌کند، در صورتی که بارانهای شدید حتی به مقدار کم سبب فرسایش زیاد می‌شوند. در فصل سرما که زمین منجمد می‌شود و در فصل رشد گیاهان که پوشش گیاهی انبوه است، بارندگی اثر فرسایشی کمتری دارد.

▪شیب زمین :شیب زیاد باعث تسریع جریان آب شده و به همان نسبت میزان فرسایش و هدر رفتن آب افزایش پیدا می‌کند. طول شیب نیز اهمیت دارد، چون هر قدر شیب ادامه بیشتری داشته باشد، بر مقدار سیلاب افزوده خواهد شد.

▪پوشش گیاهی :درختان جنگلی و مرتع موثرترین عوامل محافظ خاک در مقابل فرسایش هستند. نباتات زراعی اثر محافظتی کمتری دارند، ولی این امر در نباتات مختلف یکسان نیست. نباتاتی مانند جو و گندم پوشش نسبتا کافی برای خاک فراهم می‌کنند.
▪ماهیت خاک:از بین خواص فیزیکی خاک موثر در میزان فرسایش مهمترین آنها قابلیت نفوذ خاک و ثبات ساختمانی خاک است. قابلیت نفوذ خاک به عواملی مانند ثبات ساختمانی ، بافت ، نوع رس ، عمق خاک و وجود لایه‌های غیر قابل نفوذ بستگی دارد. ثبات ساختمانی ذرات خاک سبب می‌شود که علی‌رغم هرزروی سطح آب فرسایش زیادی صورت نگیرد.

● نحوه کنترل فرسایش آبی
روشهای مختلفی برای کاهش یا کنترل فرسایش آبی می‌توان بکار برد:
بطور کلی هر اقدامی مانند شخمهای سطحی و عمقی و اضافه کردن مواد آلی خاک که قدرت جذب آبی خاک را افزایش دهد، هدر رفتن سطحی آب را کاهش می‌دهد.انتخاب نوع نباتات زراعی در کنترل فرسایش اثر زیادی دارد.بالا نگه داشتن سطح حاصلخیزی خاک خود یک نوع عمل محافظتی در مقابل فرسایش است، زیرا تحت این شرایط رشد زیاد نباتات ، علاوه بر بهتر نمودن قابلیت نفوذ آب خاک ، پوشش گیاهی و مواد آلی خاک را بطور قابل ملاحظه افزایش می‌دهند.با دقت در انتخاب روشهای کشت و زرع و نحوه انجام آنها می‌توان با فرسایش خاک مبارزه کرد. در صورتی که شیب زمین تا مسافت زیادی ادامه داشته باشد، بهتر است که نباتات کرتی مانند ذرت با نباتات پوششی مثل گندم و جو بطور یک در میان کشت شوند، تا بدین وسیله از شتاب گرفتن آب جلوگیری شود. این روش کشت را که اصطلاحا کشت نواری گویند، اثرات کاملا مثبتی در حفاظت خاک داشته است.
● فرسایش بادی :تخریب خاک از طریق فرسایش بادی بیشتر در مناطق خشک صورت گرفته و گاهی در مناطق مرطوب هم اتفاق می‌افتد. اثر تخریبی باد غالبا خیلی جدی بوده و نه تنها ذرات ریز و حاصلخیز خاک را هدر می‌دهد، بلکه به علت رو بازکردن ریشه گیاهان و یا پوشاندن قسمت هوایی گیاهان با مواد معلق در هوا ، سبب مرگ آنها می‌شود. خشک شدن لایه‌های سطحی خاک به علت کمی آب ، آنها را در خطر فرسایش باد قرار می‌دهد.
●عوامل موثر در فرسایش بادی:مهمترین عامل درصد رطوبت خاک است، زیرا خاک مرطوب از این حیث مصون است. عوامل دیگر عبارتند از: سرعت باد ، وضعیت قسمت سطحی خاک ، خصوصیات کلی خاک.خصویات خاکی مانند ثبات دانه بندی ذرات خاک ، میزان مواد آلی و درصد ذرات خاک همگی در فرسایش پذیری خاک بوسیله باد موثر هستند.
●کنترل فرسایش بادی:با توجه به عوامل موثر در میزان فرسایش بادی می‌توان روشهای مبارزه و کنترل را حدس زد. این روشها شامل مرطوب نگه داشتن خاک ، زبر و خشن نمودن سطح خاک و داشتن پوشش گیاهی است. کشت نوارهای نباتی و ایجاد بادشکن‌ها عمود بر جهت وزش باد پیشگیریهای موثری برای فرسایش بادی محسوب می‌شوند. اکثر روشهای بکار رفته ضمن اینکه برای مبارزه با اثر باد منظور می‌شوند، در واقع تا حد زیادی در جهت کنترل درصد خاک نیز عمل می‌کنند.
●خطرات فرسایش:زیانهای ناشی از فرسایش به خاک محدود نشده، بلکه ذرات خاک شسته شده و سبب پر شدن کانالهای آبیاری ، سدها و ... نیز می‌گردد. علاوه بر آن خاکهای زمین پست نیز بوسیله یک لایه از لای پوشیده شده و به بهره برداری آن لطمه می‌خورد. فرسایش خاک نه تنها در عصر حاضر بلکه در طی قرون ، یکی از خطرات جدی و تهدید کننده رفاه و آبادی هر جامعه بوده است. تردیدی نیست پیشرفت و دوام کشاورزی مستلزم بکار بردن روشهای مناسب و موثر برای جلوگیری یا کم کردن میزان شسته شدن و هدر رفتن خاک می‌باشد.
●هوموس: توده ای از ذرات کانیایی به تنهایی یک خاک واقعی را تشکیل نمی دهد. خاک های واقعی بوسیله ارگانیزم های زنده تحت تاثیر قرار گرفته، تغییر می کنند و (Supplemented) افزوده میشوند.گیاهان و جانوران در توسعه و گسترش خاک ها بوسیله ایجاد مواد آلی اضافی کمک می کنند. قارچ ها و باکتری ها این مواد آلی را به یک ترکیب شیمیایی نیمه محلول که "هوموس" نامیده می شود، تبدیل می کنند. ارگانیزم های بزرگتر موجود در خاک مانند کرم های خاکی، سوسک ها و موریانه ها، هوموس را با مواد معدنی موجود در خاک در هم می آمیزند.
"هوموس" یک ماده بیوشیمیایی است که در لایه های بالایی خاک که تیره است، تشکیل می شود. خود هوموس به رنگ قهوه ای تیره تا سیاه است. مطالعه هوموس بصورت مجزا بسیار مشکل است، چرا که هوموس با ذرات ریز مواد معدنی به خوبی مخلوط شده است. هوموس از اسیدها(هومیک و فولیک)، قارچها، باکتریها، دیاستازها و ترکیبات آلی دیگر که در مراحل گوناگون تجزیه می باشند تشکیل یافته است و در تشکیل آن نقش لیگنین حائز اهمیت فراوان است؛ زیرا مواد ازته و گلوسیدها بر روی ان تثبیت گشته، به این ترتیب از یک طرف مولکولهای بزرگ آلی را تشکیل میدهد و از طرف دیگر به ذرات رس متصل می گردد. خاکدانه های رسی- هوموسی که به این ترتیب از آمیزش تنگاتنگ مواد آلی و معدنی پدید می آیند ساختمانی نرم و قابل تهویه با ظرفیت بالای ذخیره آب و عناصر غذایی به خاک می بخشد.مواد پروتئینی موجود در هوموس که از کالبد موجودات زنده حاصل می شود، توسط موجودات ذره بینی با منشاء گیاهی و جانوری(گیاوزیا) تجزیه می یابند و به آهستگی معدنی شده، به طور پیوسته غذای گیاهان را تامین می نمایند. به بیان دیگر هوموس ماده غذایی بینابینی و ذخیره ای است که عامل اصلی حاصلخیزی خاک را تشکیل می دهد.هوموس فواید زیادی را برای خاک فراهم می آورد؛ از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- هوموس توانایی خاک را برای نگهداری و ذخیره رطوبت افزایش میدهد
- ته نشست مواد حمل شده توسط باد و باران
- هوموس منبع مهم مورد نیاز تامین کربن و نیتروژن گیاهان است
- هوموس باعث بهبود ساختمان خاک برای رشد گیاهان می شود
هوموس دارای انواع گوناگونی است که بستگی به کیفیت مواد آلی و نوع سنگ مادر دارد:
1- هوموس مول: پیوند تنگاتنگ با ذرات معدنی دارد و غالبا در اقلیم معتدل و مرطوب بر روی خاکهای قلیایی و رسی با خاک برگ فراوان و تجزیه پذیر تشکیل می شود.
2- هوموس مور: فشرده تر بوده، در اقیلم سردتر و بر روی خاک برگهایی که به دشواری تجزیه می شوند(مانند برگهای سوزنی کاج) و بر روی خاکهای ماسه ای و اسیدی که عملا فاقد کلوئید رس می باشند تشکیل می شود.
3- هوموس مودر: نوع بینابینی دو قسم فوق می باشد. نمونه هوموس اسید در اطراف کوه های آلپ مشاهده می شود.
فعالیت های آلی در خاک ها فراوان است. یک سانتی متر مکعب از خاک حاوی بیش از 1000000 باکتری است. 1 هکتار از چراگاه ها در یک آب و هوای مرطوب می توانند حاوی بیش از 1000000 کرم خاکی و 25000000 حشره باشد. حشرات و کرم های خاکی در به هم آمیختن و تهویه خاک ها نقش بسیار موثری دارند. این ارگانیزم ها(موجودات زنده) مسئول ایجاد بخش مهمی از هوموس بوسیله گوارش ناقص مواد آلی هستند.
●رسها
رسها به همراه کلوئیدها ، فعالترین بخش خاک محسوب می شوند و اکثر آنها دارای ساختمان بلوری هستند. قبل از مطالعه کانیها توسط اشعه ایکس تصور می‌شد که کانیهای رسی ذرات کوچک و ریز کانیهای اولیه نظیر ذرات کوارتز ، فلدسپار و میکاها باشند، در حالی که در حال حاضر کانیهای رسی ، ترکیب شناخته شده‌ای دارند که شبیه این کانیها نیست و تنها کانی میکا به آنها شبیه است. کانیهای رسی ، اغلب کانیهای جدید یا حاصل انحلال کانیهای اولیه یا کانیهای ثانویه هستند.
● تاثیر آب و هوا بر خاک رس خاکها در مناطق گرم و شرایط آب و هوایی مرطوب جایی که زهکشی مناسبی ندارد، دارای میزان بالایی از کانیهای اولیه حل شده می‌باشند که به کانیهای رسی تبدیل شده‌اند. خاکهای موجود در مناطق گرم و مرطوب ، میزان بالایی از رس حتی در اعماق ۵ تا ۲۰ متری دارند. در حالت زهکشی مناسب ، کانیهای رسی از درون سیستم خاک خارج می‌شوند. بعضی کانیهای رسی در اثر تجزیه و دگرسانی کانیهای اولیه نظیر میکاها تشکیل می‌شوند.
● منشا تشکیل دهنده رسها▪ رسهای درجا که در حین تشکیل خاک شکل می‌گیرند.
▪ رسهای تغییر مکان یافته که در اثر فرسایش بیشتر حرکت کرده و مجددا در محل جدید نهشته می‌شوند.
▪ رسهای تبدیل شده که از رسهای به شدت هوازده و فرسایش یافته تجمع کرده و در رسوبات و خاکها رسوب گذاری می‌کنند.
▪ رسهای تشکیل شده جدید که در اثر تبلور مجدد رسهای موجود در محلولها ، در خاک در حال تشکیل شکل می‌گیرند.
● کانیهای رسی : این کانیها سیلیکاتهای آلومینیوم آبداری هستند که ساختمان ورقه‌ای داشته و مانند میکاها ، از فیلوسیلیکاتها می‌باشند.
● ساختمان کانیهای رسیلایه‌ای از چهار وجهی‌های (تتراهدرالهای) Si _ O. در این لایه ، هر چهار وجهی با چهار وجهی مجاورش ، سه اتم اکسیژن به اشتراک گذاشته‌اند. واحد پایه است، اما Al می‌تواند حداکثر جانشین نصف اتمهای Si شود.لایه‌ای متشکل از Al در موقعیت اکتاهدرال با یونهای و بطوری که در عمل یونهای بین دو لایه از یونهای O/OH قرار می‌گیرند. عناصر Mg ، Fe و سایر یونها ، ممکن است جانشین Al شوند.
▪ گیبسیت : لایه Al _ O/OH را لایه گیبسیت می‌گویند. چون ساختمان این کانی کلا از چنین لایه‌هایی تشکیل شده است.
● تقسیم بندی ساختمانی رسها
▪ بروسیت :لایه Mg _ O/OH را لایه بروسیت می‌گویند. چون ساختمان این کانی کلا از این لایه‌ها تشکیل شده است.
▪ گروه کاندیت :
ـ ساختمان دو لایه ای دارند یعنی لایه تتراهدرال بوسیله یونهای O/OH به لایه اکتاهدرال متصل است.
ـ در آن جانشینی به جای Al و Si صورت نمی‌گیرد، لذا فرمول ساختمانی آن است.
ـ اعضا این گروه کائولینت ، هالوئیزیت (کائولینیت آبدار) ، دیکیت ، ناکریت هستند.
ـ فاصله بنیادی (فاصله بین یک لایه سیلیس با لایه سیلیس بعدی) ۷ آنگستروم است.
▪ گروه اسمکتیت :
ـ ساختمان ۳ لایه‌ای دارند. بطوری که یک لایه اکتاهدرال مانند ساندویچ بین دو لایه تتراهدرال سیلیس قرار دارد.

ـ فاصله بنیادی ۱۴ آنگستروم است و با جذب آب تا ۲۱ آنگستروم می‌رسد.

ـ اعضا این گروه شامل مونتموریلونیت ، ساپونیت ، نانترونیت (وقتی Fe جانشین Al می‌شود) و استونزیت (وقتی Mg جانشین Al شود) می‌باشند.

▪ اعضای گروه اسمکتیت :
ـ ورمیکولیت :ساختمانی مشابه اسکمتیت دارد، ولی در آن تمام موقعیتهای اکتاهدرال بوسیله و اشغال شده و جانشین شده است.

ـ ایلیت : این کانی نیز ساختمانی مشابه اسکمتیت دارد، اما به علت جانشینی به جای در لایه‌های تتراهدرال ، کمبود بار بوجود می‌آید که بوسیله که در موقعیتهای بین لایه‌ای قرار می‌گیرد، جبران می‌شود. یونهای ، و نیز در آن دیده می‌شوند. فاصله بنیادی ۱۰ آنگستروم است.

ـ کلریت :ساختمان سه لایه‌ای (مثل ایلیت و اسکمتیت) دارد، ولی لایه‌های بروسیت (Mg _ O/OH) بین آنها قرار دارند. فاصله بنیادی ۱۴ آنگستروم است.
● منشا کانیهای رسی در رسوبات یا سنگهای رسوبی- رسهای موروثی یا وراثتی :این رسها از انواع آواری هستند.
ـ رسهای تازه تشکیل شده (Neoformation) :این رسها به صورت برجا و در اثر ته‌نشینی مستقیم از محلول یا از مواد سیلیکاته آمورف و یا حاصل جانشینی هستند.
ـ رسهای تبدیلی (Transformation) :رسهای موروثی از طریق تبادل یونی یا تغییر منظم کاتیونها ، به رسهای تبدیلی ، تبدیل می‌شوند.

● فرایندهای تشکیل دهنده انواع رسها
▪ محیط هوازدگی و تشکیل خاک :اصلی‌ترین محیط تشکیل رسها مخصوصا رسهای موروثی یا وراثتی است.
▪ محیط رسوبگذاری :رسها از آب حوضه یا آبهای حفره‌ای ته‌نشین می‌شوند (مخصوصا رسهای تازه تشکیل شده).
▪ دیاژنز و دگرگونی درجه پایین :در طول این فرآیند انواعی از رسها (مخصوصا رسهای تبدیلی) حاصل می‌گردند.
● دیاژنز کانیهای رسی کانیهای رسی در طول دیاژنز اولیه و دیاژنز نهایی و همچنین در طول دگرگونی تغییر یافته و حتی دگرسان می‌شود. اصلی‌ترین فرایند فیزیکی که رسها را تحت تاثیر قرار می‌دهد، فشردگی (Compaction) است که باعث خروج آب و کاهش ضخامت آنها تا ۰،۱ ضخامت اولیه می‌شود.

●خاک در علوم مهندسی
در علوم مهندسی ، خاک مخلوط غیر یکپارچه‌ای از دانه‌های کانیها و مواد آلی فاسد شده می‌باشد که فضای خالی بین آنها توسط آب و هوا (گازها) اشغال شده است. خاک به عنوان مصالح ساختمانی در طرح‌های مهمی در مهندسی عمران بکار گرفته می‌شود و همچنین شالوده اکثر سازه‌ها بر روی آن متکی است.
بنابراین مهندسان عمران باید بخوبی خواص خاک از قبیل مبدا پیدایش ، دانه بندی ، قابلیت زهکشی آب ، نشست ، مقاومت برشی ، ظرفیت باربری و غیره را مطالعه نمایند. مکانیک خاک شاخه‌ای از علوم مهندسی است که به مطالعه مشخصات فیزیکی و رفتار توده خاکی تحت بارهای وارده می‌پردازد. مهندسی پی ، کاربرد اصول مکانیک خاک در مسائل عملی است.
 

بقیه در ادامه مطلب

نوع مقاله :  گزارش کار- فارسی کامل

مرتبط با :  حاصلخیزی خاک و کود

عنوان مقاله  :  گزارش کار ازمایشگاه حاصلخیزی

مرجع مقاله : تالیف مدیرسایت

سال انتشار:  پاییز ٨٧

نوع و حجم فایل :   (دانلود در 3دقیقه با دایال اپ)

دانلود مقاله شماره ١۵

امروزه با توجه به بحثهای جدی شکل گرفته در زمینه توسعه روشهای آبیاری نوین به منظور استفاده بهینه و موثر از منابع آبی و مقابله با محدودیتهای آبی بوجود آمده در دنیا، موضوع مدیریت و نگهداری این نوع سیستمها نیز مطرح می شود. اعمال صحیح این نوع مدیریت در تداوم بکار گیری این نوع سیستمها و حفاظت از منابع آبی نسبت مستقیم داشته و فرهنگ گسترش صحیح این نوع سیستمها را بهمراه خواهد داشت.
عدم رعایت رفتار صحیح در نگهداری و بهره برداری از این سیستمها عواقب ناگواری در بسیاری از مناطق دنیا بهمراه داشته به طوری که علی رقم سرمایه گذاریهای سنگین در این بخش نه تنها فرهنگ استفاده و گسترش بکارگیری سیستمهای آبیاری رشدی نشان نداده بلکه تاثیر منفی در اذهان و تفکرکشاورزان آن مناطق را بهمراه داشته است.
از این رو متن حاضر قدمی است هر چند کوچک در شناساندن رفتار های عملی در نحوه نگهداری و مدیریت بهره برداری از اینگونه سیستمها. در متن حاضر نخست به مدیریت اسید شویی به منظور پیشگیری از انسداد اجزای سیستمهای آبیاری قطره ای پرداخته شده است، امید است در آینده نزدیک به دیگر ارکان مدیریت بهره برداری و نگهداری سیستمهای آبیاری تحت فشار پرداخته شود.
اسید شویی
اسید در سیستمهای آبیاری به منظور شستشوی رسوبات تثبیت شده درون لوله ها و قطره چکانها که ناشی از مواد شیمیایی محلول در آب آبیاری می باشد کاربردهای فراوانی دارد. این نوع رسوبات یا از آب آبیاری ناشی شده(به دلیل وجود بی کربنات و کربنات کلسیم به میزان بالاتر از حد مجاز 200 ppm ) و یا به دلیل بکار گیری و تزریق کودهای محلول نا مرغوب در آب آبیاری بوجود می آید. جهت تزریق کود به درون سیستم آبیاری می بایست از کودهای اسیدی که خود به دلیل داشتن pH بسیار پایین موجب نگهداری مناسب سیستم می شوند استفاده نمود.
البته از اسید علاوه بر بر طرف نمودن انسداد در قطره چکانها ، جهت ارتقای مشخصات فیزیکی و شیمیایی خاک مزرعه نیز استفاده می گردد که در این مورد پس از آزمایش خاک با کارشناس خاکشناسی خبره می بایست مشورت شود.
نحوه اسید شویی
جهت اجرای موثر اسید شویی می بایست pH آب آبیاری هنگام کار در سیستم بین 2 الی 3 پایین آورده شود در این حالت آب آبیاری قادر خواهد بود ذرات رسوب درون قطره چکانها و لوله ها را حل کرده و به بیرون هدایت کند.
همگام تزریق اسید دقت شود به ریشه های حساس گیاهان صدمه ای وارد نشود. در صورت رعایت موارد زیر میزان خسارت احتمالی به ریشه گیاهان به حداقل خواهد رسید:
1- قبل از تزریق اسید با آبیاری میزان آب موجود در خاک را به ظرفیت مزرعه برسانید(در این حالت اسید به محض ورود به خاک رقیق شده و میزان خسارت به حداقل می رسد)
2- مدت تزریق اسید در شبکه به دقت محاسبه شود.
3- پس از تزریق اسید به شبکه سیستم به مدت حداقل 1 ساعت به حالت خاموش در آید تا اسید به صورت کامل رسوبات را حل نماید. با انجام این عمل خاصیت اسیدیته محلول خروجی نیز
کاهش می یابد.
4- پس از خروج اسید از سیستم، شبکه حداقل برابر مدت تزریق اسید با آب شستشو داده شود.
5- جهت اطمینان بیشتر از خروج اسید از محیط رشد ریشه بهتر است به مدت 2 ساعت خاک زراعی تحت آبیاری قطره ای قرارگیرد.
توجه نمایید در هنگام کار با انواع اسید تمامی نکات ایمنی لازم در هنگام بکار گیری و تزریق آن را رعایت نموده و هنگام رقیق نمودن اسید همواره اسید را به آب اضافه نمایید. از آنجایی که برخی از فلزات مانند آهن در برابر اسید مقاوم نیستند بنابر این قبل از تزریق اسید به درون سیستم از جنس کلیه قطعات نصب شده بر روی سیستم خود آگاه شوید. لوازم ساخته شده از جنس پلی اتیلن و پی وی سی معمولا در برابر اسید مقاوم هستند.
اسیدهای مناسب جهت شستشوی سیستم به شرح زیر می باشد:
- اسید هیدروکلریک
- اسید سولفوریک
- اسید فسفریک

محاسبه زمان تزریق اسید درون سیستم
جهت تزریق اسید درون سیستم می بایست اسید درون کل سیستم نفوذ کرده و کل بخشهای آن را از رسوب شستشو دهد. به همین دلیل باید اطلاعاتی نظیر فاصله محل تزریق تا دورترین عضوسیستم (L) و حداقل سرعت حرکت آب درون لوله آبیاری (V) دراختیار باشد.
با داشتن اطلاعات فوق و با استفاده از فرمول زیر می توانزمان مناسب جهت تزریق اسید به درون سیستم را به نحوی که اثر حل کنندگی اسید در کل سیستم بروز کند بدست می آید:
T=L / V
که در آن: v حداقل سرعت آب درون لوله بر حسب متر بر ثانیه (m/s) ، L فاصله محل تزریق از دورترین خروجی دریپر بر حسب متر (m) و T زمان لازم جهت تزریق اسید درون سیستم
بر حسب ثانیه (s) می باشد.
بدین ترتیب با تزریق اسید در مدت زمان بدست آمده مطمئن خواهیم بود که اسید به تمام بخشهای سیستم راه یافته است.

بقیه در ادامه مطلب

خاک دیاتومه (Diatomaceous earth) از بقایای فسیلی جلبک‏های تک سلولی تحت عنوان دیاتوم بوجود آمده ‏است.

خاک‏های دیاتومه با توجه به مواد تشکیل دهنده به رنگ‏های مختلف از سفید تا خاکستری یا زرد و قرمز دیده می‏شوند و در اشکال متفاوت گرد، پهن و مسطح وجود دارند. فرم پهن خاک‏های دیاتومه سطح فعال بیشتری داشته لذا توانایی حشره‏کشی بالایی دارند (Korunic, 1997 ).

خاک‏های دیاتومه از دیاتوم‏هایی با منابع متفاوت بوجود آمده‏اند. مقدار کریستال سیلیکای موجود در خاک دیاتومه نقش موثری در قدرت حشره‏کشی آن‏هاایفا می‏کند (Fields and Korunic, 2000). به طور کلی خاک‏های دیاتومه‏ای که از دیاتوم‏های آب‏های دریاها[1] بوجود آمده‏اند 2 تا 7 درصد کریستال سیلیکا دارند و خاک‏های دیاتومه‏ای که از دیاتوم‏های آب‏های شیرین (برکه، دریاچه، مرداب)[2] ایجاد شده‏اند محتوی کمتر از 1 درصد کریستال سیلیکا می‏باشند. فرمولاسیون‏های دریایی خاک‏دیاتومه به دلیل داشتن مقدار کریستال سیلیکا زیاد قدرت حشره‏کشی بالاتری داشته و حدود 1/0 درصد وزنی از آن‏ها برای کنترل آفات انباری کافی است (Golob, 1997).

علاوه بر این اندازه ذرات خاک‏های دیاتومه نیز در توانایی حشره‏کشی آن‏ها موثر است. میانگین اندازه ذرات تشکیل دهنده خاک‏های دیاتومه در صورتی که برابر و کوچکتر از 15 میکرومتر باشد مناسب است . مقدار اکسید سیلیسیم (SiO₂) موجود در خاک دیاتومه نیز در عملکرد آن موثر است. فرمولاسیون‏هایی که مقدار اکسید سیلیسیم آنها بیشتر از 80 درصد باشد توانایی حشره کشی بالاتری دارند ((Korunic, 1997; Korunic and Ormesher, 1998.

طرز عمل  خاک دیاتومه

ذرات خاک‏ دیاتومه حاوی حفرات ریزی هستند که توانایی جذب مولکول‏های موم اپی‏کوتیکول حشره را دارند. لذا هنگام تماس با کوتیکول حشرات لایه مومی کوتیکول را جذب کرده، به مقدار کمی باعث ایجاد خراش بر روی سطح کوتیکول می‏گردد و سبب از دست رفتن آب بدن و مرگ حشره می‏شود Ebeling, 1971)).

نحوه کاربرد خاک دیاتومه

خاک‏های دیاتومه  به دو صورت مورد استفاده قرار می‏گیرند:

•1-             تیمار کردن انبار با خاک دیاتومه قبل از ذخیره‏سازی مواد غذایی

خاک‏های دیاتومه به صورت گرد و یا اسپری‏ وتابل جهت تیمار انبارهای خالی و وسایل نقلیه‏ای  که برای حمل و نقل مواد غذایی به انبارها مورد استفاده قرار می‏گیرد، بعد از انجام اقدامات بهداشتی برای جلوگیری از ورود آفات به انبارها و ایجاد آلودگی‏های ثانویه بکار گرفته می‏شوند (Korunic et al., 1997).

روش گردپاشی متداول‏تر بوده و با توجه به تحقیقات انجام گرفته استفاده از گرد موثرتر از روش اسپری‏پاشی وتابل در کنترل آفات انباری می‏باشد. به این دلیل در حالت اسپری‏پاشی برای بالا بردن عملکرد خاک دیاتومه مقدار بیشتری از آن بکار گرفته می‏شود (Fields and Korunic, 2000). به طوری که در مورد فرمولاسیون Dryacide^® خاک دیاتومه فرم گرد در حالت استاندارد به مقدار 2 گرم بر متر مربع مورد استفاده قرار می‏گیرد و فرم وتابل آن به مقدار 6 گرم بر متر مربع کاربرد دارد (Anonymous, 2002).

بقیه در ادامه مطلب

ورمی کمپوست چیست ؟

Worm   یک کلمه لاتین به معنی کرم است و ورمی کمپوست به کودی اطلاق می شودکه از مدفوع گونه ای خاص از کرمهای خاکی بدست می آید.

در طبیعت بیش از 2500 گونه مختلف از کرمهای خاکی زندگی می کنند، اقسام این کرمها از نوع مستقر در سطح زمین تا کرمهای مستقر در سوراخهای عمیق متفاوت است. بیولوژی ، الگوهای رفتاری ، عادات تغذیه ای و احتیاجات زیست محیطی این گونه ها بسیار متنوع می باشد.

 برای تهیه ورمی کمپوست از گونه ای خاص از کرمهای قرمز رنگ مناطق گرم و مرطوب بنام   Eisenia Foetida که به کرم ببری یا کرم کمپوستر نیز معروف میباشند استفاده می شود. فرآیند تولید ورمی کمپوست عبارت است از عبور آرام و پیوسته مواد آلی از درون دستگاه گوارش کرم و تغییر حالت این مواد به مدفوع کرم؛ فضولات کرمها شامل مواد مغذی برای گیاهان بوده و دارای حالتی است که به موقع برای تغذیه گیاه آزاد می شود، ورمی کمپوست ماده ای است که بخوبی تغییر فرم یافته و ساختار، تخلخل، تهویه، زهکشی و ظرفیت نگهداری رطوبت در آن در حد عالی بوده و از لحاظ کیفی سرشار از مواد هومیک و عناصر قابل جذب برای گیاهان است .

ورمی کمپوست دارای عناصری از قبیل :

کربن ، نیتروژن ، فسفر ، پتاسیم ، سدیم ، کلسیم ، آهن ، روی ، منگز وسایر عناصر میکرو و ماکرو میباشد. خواص یاد شده فوق ورمی کمپوست را تبدیل به کودی ایده ال برای رشد و بالندگی عمومی گیاهان کرده و با توجه به اینکه در فرآیند تولید این کود از هیچ ماده شیمیایی استفاده نمی شود، محصولات کشاورزی تولید شده کاملاً طبیعی خواهند بود ؛ این ویژگیهای منحصر بفرد توجه علاقمندان محیط زیست را نیز در سراسر جهان به خود جلب کرده و آینده روبه رشدی برای استفاده وسیع از ورمی کمپوست در کشاورزی ارگانیک را رقم خواهد زد.  

ضرورت استفاده از کودهای بیولوژیک

•        تامین عناصر غذایی به صورت کاملاً مناسب با تغذیه طبیعی

•        کمک به تنوع زیستی

•        تشدید فعالیتهای حیاتی گیاه

        • بهبود کیفیت ، حفظ بهداشت و محیط زیست

•        حفظ و حمایت از سرمایه های ملی

روش مصرف

ورمی کمپوست یک کود آلی می باشد که از لحاظ کیفی سرشار از مواد هومیک و بیومیک ، انواع ویتامین ها و هورمونهای محرک رشد ، آنزیم های مختلف و عناصر غذایی قابل جذب برای گیاه با اسیدیته تنظیم شده است .

خواهشمند است برای استفاده از این محصول ارزشمند طبق جدول زیر عمل بفرمایید

میزان مصرف نوع گیاه ردیف

1- 3 کیلوگرم برای هر درخت درختان میوه بسته به سن 

100 گرم برای هر نهال جنگلداری و نهال کاری 

500 گرم برای هرمتر مربع درختچه های زینتی و چمن 

400 گرم برای هرمتر مربع گیاهان زینتی (انواع گل) 

80 گرم برای هرگلدان گلدانهای متوسط 

150 گرم برای هر گلدان گلدانهای بزرگ 

 اگر از ورمی کمپوست برای پرورش گل های تزئینی و گلدانهای خانگی استفاده می کنید در نظر داشته باشید که گیاهان نیز مانند هر موجود زنده دیگر برای رسیدن به رشد و بالندگی مطلوب به عوامل دیگری نظیر دما ، نور و دفعات آبیاری متناسب با نوع گیاه نیازمند هستند که در صورت فراهم کردن این شرایط می توانید از پرورش گل های خود لذت برده و محیط زندگی خود را سبزتر کنید .

 با توجه به نیاز گیاهان خود می توانید دفعات کود دهی را بین 2 تا 6 ماه تکرار کنید .

مزایای ورمی کمپوست

 بدون بو

 کم وزن

 قابلیت نگهداری آب با حجم بالا

 اصلاح کننده خصوصیات فیزیکی و شیمیایی و بیولوژیک خاک

 تامین کننده کلیه عناصر مورد نیاز برای رشد گیاهان

عناصرتشکیل دهنده ورمی کمپوست

 کربن

 نیتروژن

 فسفر

 پتاسیم

 کلسیم

 روی

 آهن

 عناصر میکرو و ماکرو