خصوصیات فیزیکی خاک در کشاورزی

خاک چیست؟

خاک یک ماده معدنی پویا یا دینامیک بوده که بخشهایی از سطح کره زمین را پوشانده است و ترکیب آن از مکانی به مکان دیگر تغییر می کند.

 

 توپوگرافی، سنگ والد تشکیل دهنده خاک، آب و هوا، ارگانیسمها از جمله فاکتورهایی هستند که ترکیب خاک را تعیین می کنند. برای تشکیل خاک از سنگهای والد (صخره ای) به هزاران سال زمان نیاز می باشد و اینکار توسط عواملی نظیر فرسایش و هوازدگی انجام می گیرد. از جمله وظایف مهم خاکها در کشاورزی، ایجاد بستری برای رشد گیاهان و زیستگاهی برای موجودات ذره بینی نظیر قارچها و باکتریها می باشد.

وظایف خاک در ارتباط با رشد گیاه چیست؟

- ثابت ماندن گیاه بر روی خاک توسط توسعه سیستم ریشه ها در آن

- تامین اکسیژن مورد نیاز برای سلولهای زنده داخل خاک نظیر سلولهای ریشه، تا با تجزیه قندها  انرژی مورد نیاز این سلولها جهت رشد و بقا تامین شود. اینکار  از طریق هوای موجود در بین ذرات خاک انجام می گیرد.

- تامین آب مورد نیاز گیاه برای اموری نظیر حمل مواد غذایی مورد نیاز گیاه از خاک به داخل گیاه، شرکت در فرآیند فتوسنتز، حفظ فشار داخلی سلول و جلوگیری از پژمردگی گیاه. آب مورد نیاز گیاه در لابه لای فضای ذرات خاک قرار دارد.

- تعدیل دما برای ریشه های خاک به ویژه در شرایطی که دمای محیط بسیار گرم یا سرد می باشد.

- تامین مواد مغذی برای گیاه و همچنین حفظ مواد مغذی که از طریق کود به خاک افزوده می شود.

منظور از بافت خاک چیست؟

به طور کلی خاک از دو بخش تشکیل شده است:

- مواد معدنی 

- مواد آلی (حاصل از تجزیه گیاهان و حیوانات) 

 قسمت معدنی خاک با بافت آن مشخص می شود. بافت به مقادیر نسبی ماسه ، سیلت و خاک رس در خاک اشاره دارد.  این سه اصطلاح فقط به اندازه ذرات مربوط می شود و ارتباطی با ترکیب شیمیایی یا نوع مواد معدنی که در آنها وجود دارد ندارد.

- ماسه درشتترین ذرات خاک بوده و با چشم غیرمسلح دیده می شود. هوادهی و زه کشی خاک توسط ماسه به بهترین نحو ممکن انجام می گیرد.شخم زدن آن راحتتر بوده و در بهار به سهولت گرم می شود. با این حال، توانایی کمی در حفظ رطوبت و مواد مغذی را دارد و به راحتی دچار سایش می شود.

- رس ریزترین ذرات خاک را دارا بوده و فقط با میکروسکوپ الکترونی قابل مشاهده می باشد. رس ها دارای هوای کمی بوده و توانایی کمی در عبور آب و  زه کشی را دارد. رس به سختی شخم خورده و در بهار به کندی گرم می شود و  به کندی دچار سایش می شود. با این حال توانایی حفظ رطوبت و مواد مغذی در خاک رس بالا است. 

- سیلت دارای اندازه ذراتی بین ماسه و رس بوده و ذرات آن با میکروسکوپهای ضعیف دیده می شود. ویژگی سیلتها حد واسط رس و ماسه می باشد.

خاک لوم چیست؟

بیشتر خاکها حاوی ذرات ماسه، سیلت و رس می باشد. خاک لوم اصطلاحی است که به مخلوطی از ماسه ، رس و سیلت اشاره دارد. نسبت این ذرات در خاک لوم متغیر بوده و از نسبت مساوی هر سه ذرات تا نسبت غالب یکی از ذرات ذکر شده اطلاق می شود.

خلل و فرج خاک چه نقشی در بافت فیزیکی خاک ایفا می کنند؟

ذرات خاک به ندرت به طور کامل به هم چسبیده هستند و توسط فضاهایی به نام خلل و فرج (پرزها) از یکدیگر فاصله دارند.معمولا فضای خلل و فرج با آب یا هوا یا هر دو  پر می شوند. پس از بارندگی شدید یا آبیاری ،  خلل و فرجخاک تقریباً به طور کامل با آب اشغال می شود. با گذشت زمان ، آب توسط جاذبه زمین از داخل خاک عبور کرده یا در هوا تبخیر می شود  یا توسط ریشه های گیاه استفاده می شودکه در پی این فرآیندها، دوباره بیشتر خلل و فرج خاک توسط هوا پر می شود.  بیشتر ذرات خاک رس بهم چسبیده است لذا خاک رس دارای فضای خلل و فرج بسیار ریز برای نگه داشتن هوا و آب می باشند. از طرف دیگر ،  ذرات ماسه دارای  اندازه خلل و فرج بزرگ فراوانی است.

فضای خلل و فرج به طور کلی 30-60٪ از کل حجم خاک را اشغال می کند. یک خاک خوب دارای ترکیبی از فضای خلل و فرج بزرگ (ماکروپور) و ریز (میکروپور) است. این تعادل باعث می شود تا هوا و آب مورد نیاز گیاهان فراهم شود. به عبارت دیگر ماکروپورها، سبب بهبود زهکشی خاک شده و میکروپورها آبی را  که گیاهان به آن نیاز دارند حفظ می کنند. 

ماده آلی خاک چیست  و چه کارکردی دارد؟

ماده آلی خاک از موادی تشکیل شده است که در گذشته زنده بوده اند. بر روی سطح خاک مواد آلی تجزیه نشده به صورت بستر (Litter  یا duff) یا به صورت مالچ (در برخی فضاهای سبز شهرها) وجود دارد که از ساختمان خاک را از فرسایش ناشی از ضربات قطرات باران محافظت می نمایند. این مواد در نهایت تجزیه شده و مواد مغذنی آن توسط آب حاصل از آبیاری یا بارندگی به داخل خاک وارد می شود.

وقتی ماده آلی داخل خاک قرار گیرد بیشتر تجزیه شده و به موادی تبدیل می شوند که در مقابل تجزیه بیشتر مقاومت می کنند. به این مواد هوموس (Humus) گفته می شود. هوموس منبع غذایی مهمی برای گیاهان بوده و یاعث تجمع ذرات خاک در کنار هم می شود. با کشت محصولات مختلف از میزان هوموس خاک کاسته می شود لذا با افزودن کود یا کمپوست یا یا باقیمانده ضایعات زراعی یا کود سبز (کشت محصولاتی نظیر چاودار، شبدر و گندم سیاه و بازگرداندن آنها به زمین با شخم مجدد) این کاهش جبران می شود. ماده آلی خاک را می توان با کاهش عملیات کشاورزی نظیر کشت بدون شخم حفظ کرد. ماده آلی خاک باعث افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک می شود که می تواند با افزدون به خاکهای شنی باعث بهبود این موضوع شود. از سوی دیگر، افزدون ماده آلی به خاکهای رسی یا سلیتی باعث بهبود خاکدانه و ساختمان خاک شده و متعاقب آن زه کشی خاک بهتر می شود. ماده آلی خاک به عنوان یک بافر باعث جلوگیری از تغییرات PH خاک شده و تبادل کاتیونی را بهبود می بخشد.

خاک مناسب باغبانی چه ویژگیهایی دارد؟

با توجه به توضیحاتی که در بالا اشاره شد خاک دارای بخش های زیر می باشد:

- بخش معدنی (رس، سیلت و ماسه)

- بخش آلی

- هوا

- آب

در بیشتر خاکها بخش معدنی غالب بوده  اما در برخی از خاکها بخش آلی غالب است.از سوی دیگر، در برخی خاکها، حجم خلل و فرج از درصد بیشتری برخوردار است و در برخی نیز این درصد کمتر است.در یک زمین ممکن است خاک یک قسمت با قسمت دیگر زمین متفاوت باشد. 

خاک مناسب باغبانی خاکی است که 50 درصد آن از مواد جامد(که شامل بخش معدنی به علاوه 5 تا 10 درصد بخش آلی) و 50 درصد فضای خلل و فرج باشد. معمولا فضای خلل و فرج توسط آب یا هوا اشغال می شود. 

نحوه ارزیابی میزان خلل و فرج خاک چگونه انجام می گیرد؟

بعد از یک آبیاری سنگین اجازه داده می شود تا به مدت یک روز ، زه کشی خاک انجام گیرد. بعد از یک روز، باید فضای داخل خلل و فرج خاک حاوی 50 درصد هوا و 50 درصد آب باشد. اگر بعد از زمان مذکور، خاک خشک باشد ممکن است ماسه، بخش غالب خاک باشد که می توان با افزدون ماده آلی، آنرا صلاح کرد. اگر خاک خیس باشدممکن است بخش خاک رس غالب باشد یا بافت خاک از تراکم خوبی برخوردار نباشد که با افزودن ماده آلی می توان بافت خاک را اصلاح کرد.

منابع:

- https://extension.umaine.edu/gardening/manual/soils/soil-and-plant-nutrition/