دانلود تحقیق خاک و زراعت

خاک به عنوان بستر حیات و جایگاه تکوین و رشد گیاهان ، یکی از اساسی ترین مائده هایی است که امانت به انسان سپرده شده است تا با حفاظت احیاء بهره برداری و توسعه دوام و قوام خویش و گیاهان و جانواران را تضمین نماید .

متاسفانه نبود شناخت کافی و لازم از اهمیت خاک و در دسترس همگان بودن آن زمینه های بی بها جلوه دادن این ماده حیاتی را در جامعه فراهم نموده است ، برخوردهای غیر علمی با خاک و تبدیل و تخریب آن توسط انسان مثل شهر سازیها ، احداث جاده ها ، چرای بی رویه دام ، قطع درختان جنگلها ، زهدار نمودن و آلوده سازی آن بوسیله پس آبهای شهری ، صنعتی و کشاورزی ، بهره کشی نامناسب انسان از خاک و 000 باعث شده است که علاوه بر کاهش منزلت و ارزش اقتصادی و اجتماعی آن ، ضربات جبران ناپذیری بر ساختمان خاکها ، حشرات وموجودات زنده در ان و مآلاً بر ریشه خود انسان فرود آید .

بنابراین مسئولان منابع خاک و آب و فرهنگی کشور فرض است در بالا بردن اطلاعات و بینش علمی جامعه به ویژه کارشناسان و کاربران کشاورزی کوشش نمایند تا خاک جایگاه مناسب و در خور شان خود را بازیابد ( 7 ) .

پیشگفتار
خاک که در فصل مشترک انسان و کره زمین قرار دارد عنصری اساسی برای بشر به شمار می رود که محل اجرای فعالیتها‌، منبع تغذیه و دستگاه تصفیه پس مانده هاست .

خاک قابل کشت موهبتی است محدود ، اولاً از لحاظ کمیت ، زیرا فقط 22 درصد از سطح خشکی ها یعنی 3300 میلیون هکتار را تشکیل می دهند .

در حال حاضر فقط نیمی از زمینهای قابل کشت یعنی 1580 میلیون هکتار کشت می شوند .

ما بقی ذخیره به شمار می آیند .

زمینهای زیر کشت نیز پایدار نیستند ، بنابر تخمین سازمان خوارو بار و کشاورزی جهانی ، هر سال 5 تا 7 میلیون هکتار زمین به سبب شرایط نامناسب بهره وری تلف می شوند .

به این ترتیب در طی 225 سال ممکن است کلیه زمینهای زیر کشت از بین برود .

علل تباهی خاکها به دست انسان فقط شرایط نامناسب بهره برداری کشاورزی نیست ، بلکه آلودگی هوا ، با تضعیف حالت تندرستی گیاهان در بخش های کشاورزی و جنگل ، خاکها را نسبت به شماری از بیماریها ، پنهان و آشکار حساس می سازد که از آن میان از دست دادن بارخیزی به سبب فرسایش و یا به علت تجمع مواد سمی به ویژه فلزات سنگین و آفت کشها را می توان برشمرد .

کاهش سطح رستنی ها بر اثر توسعه ساختمان که گاهی نابخردانه در محیط زیست صورت می گیرد نیز خود علت دیگری از اتلاف خاک بارخیزمی باشد .

( 7 )




خاک
تعریف زیادی تا کنون از خاک به عمل امده که ساده ترین آن چنین است : خاک عبارت است از قشر چند سانتی متری تا چند متری از ماده آلی و غیر آلی است که بر روی سنگ قرار گرفته و شامل هوا ، آب ، موجودات زنده ، مواد آلی در مراحل گوناگون تجزیه و تحول و بالاخره عناصر معدنی است و گیاه می تواند بر روی آن ادامه حیات دهد .

ماهیت خاک از روی مو قعیت اقلیمی ، پستی و بلندی ، وضعیت آب شناسی آن تعیین و توسعه استعداد آن برای رویانیدن گیاه بیان می شود .

هنگامی که در شرایط معین رویشی گیاهی در وضعیت بهینه قرار داشته باشد ، سخن از رویش در کلیماکس به میان می آید به عکس زمانی که شرایط محیطی امکان ظهور گیاه را ندهد نظیر بیایان گرم یا سرد و ارتفاعات کوهها در آن صورت با ماده معدنی سرو کار داریم که در حقیقت نمی توان آن را خاک نامید .

طبق تعریف ژنتیکی خاکها بر اثر تخریب فیزیکی و شیمیایی سنگها و فعالیت موجودات زنده سبب تشکیل هوموس می شود ، بوجود می آیند .بنابراین خاک در درجه اول ترکیبی است از مواد معدنی و مواد آلی .

مواد معدنی آن شامل ریگ ، شن و ماسه و غیره است که بر اثر تخریب و تجزیه سنگ بوجود می آید و مواد آلی را بقایای گیاهی و جانوری تشکیل می دهد .

در خاک علاوه بر مواد آلی و معدنی و موجودات زنده ، هوا و آب نیز وجود دارد .

این مواد معدنی و آلی که در آن موجودات زنده و هوا و آب وجود دارد ، خاک را تشکیل می دهد.

نتیجه آنکه خاک را نمی توان مستقل از پوشش گیاهی روی آن در نظر گرفت، زیرا تحول و تکامل خاک وابسته به آن است ( 6‌
طبق تعریف ژنتیکی خاکها بر اثر تخریب فیزیکی و شیمیایی سنگها و فعالیت موجودات زنده سبب تشکیل هوموس می شود ، بوجود می آیند .بنابراین خاک در درجه اول ترکیبی است از مواد معدنی و مواد آلی .

نتیجه آنکه خاک را نمی توان مستقل از پوشش گیاهی روی آن در نظر گرفت، زیرا تحول و تکامل خاک وابسته به آن است ( 6‌ ) .

عوامل موثر در تشکیل و تکامل خاکها تشکیل و تکامل خاکها نتیجه اثرات مترادف و متقابل مجموعه عوامل و شرایط زیر می باشد : سنگ مادر ( مواد مادری ) سنگ مادر منشاء و ماده اولیه خاکهاست .

تنوع فراوانی که در طبیعت سنگها وجود دارد و سبب می شود که خاکهای حاصله از آنها نیز خصوصیات مختلفی داشته باشند ، در وهله اول پس از تخریب تدریجی سنگ نه تنها سنگ ریزه ؛ ریگ و شن بوجود می آید بلکه ذرات ریزتری مانند رس ها در جوار آنها عناصر غذایی متنوع در محیط آزاد می شوند .

در هر صورت ماهیت و ترکیب سنگ مادر بر روی مواد تولید شده تاثیر محسوسی داشته و بین ان ذرات شباهت زیادی به چشم می خورد که به مرور زمان و با تشکیل مواد ثانوی و استقرار رویش گیاهی این شباهت کمتر می شود .

ساختمان فیزیکی ، شیمیایی و مینرالوژیکی مواد مادری بر روی سرعت تخریب ، نوع و تیپ خاک تولید شده و موثر است ، به طوریکه از سنگهای سخت و دیر تخریب اکثراً زمینهای فقیر از مواد غذایی و کم عمق و از سنگهای آهکی ، مارنی و رسوبات لسی ، خاکهای حاصلخیز و عمیق تشکیل می یابند .

در ژنتیک خاک سرعت تخریب برخی از مواد مادری شرکت کننده در تشکیل خاک به طور کامل بررسی شده است .

مثلاً تکامل خاک از سنگ مادر گابرو دیرتر از گرانیت _ بازالت دیرتر از پرفیر ، سنگ آهک دیرتر از سنگ ماسه و سنگهای مارنی دیرتر از لیمونها صورت می گیرد .

سنگهای سیلیکاتی محتوی بازهای فراوان به سبب داشتن اجزاء و دانه های ریز و همچنین کثرت قدرت و نگاهداری آب ، دیر تخریب تر از سنگهای سیلیتی فقیر از قلیایی می باشند ، ولی در عوض تخریب و تکامل آن ها خاکهای زراعی غنی از مواد غذایی را بوجود می اورد .

در نواحی خشک ، مواد قلیایی کننده سنگها و خاکهای اولیه برای تکامل سریع خاکها مانع بزرگی محسوب می شوند ، زیرا تاثیر اغلب عوامل تخریبی بطور کلی توسط بازهای محیط کاهش یافته یا زایل می گردد.

به همین دلیل و نیز به علت فقدان آب و رویش گیاهی کافی اکثر خاکهای مناطق خشک و کوهستانهای کم آب و هوا ، خاکهای تکامل نیافته و کم عمقی دارند و اغلب کمتر از 30 سانتی متر ( 1 ) .

آهک یکی از ترکیبات پایدار این نواحی خشک و نیمه خشک است که از تجزیه سنگهای آهکی و مارنی به خاکها منتقل و مدت مدیدی بدون تغییر باقی می ماند و یا در اثر جابجا شدن فصلی ( عملیات تهیه زمین و آبیاری ) در افق های فوقانی خاک اندکی تحرک می یابد .

همگامیکه شرایط انحلال آن در خاک به سبب بارندگی کافی ، رویش گیاهی مطلوب ، وجود هوموس و غیره فراهم شده باشد آهک از حالت رسوبی غیر فعال به بی کربناتهای محلول تبدیل می گردد .

از این جهت فاز مایع خاکهای آهکی که گاهی با نمکهای بی کربناتی اشباع می شود ، واکنشهای قلیایی ضعیف ( تا 5/8 = PH ) نشان می دهند .

خاکهای آهکی ایران اکثراً از نوع کربناتهای کلسیم اند .

گاهی سایر کربناتها مانند کربنات منیزیم و ندرتاً کربناتهای سدیم ( در خاکهای شور و قلیا ) ، نیز در جوار کربنات کلسیم دیده می شوند .

در این رابطه خاکهای حاصلخیز رسی و لومی آهکدار این مناطق اکثراً به شرط وجود زمینه های مساعد خاکسازی تکامل یافته اند .

مثلاً در مواردیکه سنگ مادر از نوعی است که می تواند در یک زمان ، آهک و رس تحویل خاک دهد ، خاکهای تکامل یافته و عمیقی پدید می آیند ، مانند خاکهای مارنی و لسی .

خاکهای جوان و تکامل نیافته کم عمق ، بیشتر خصوصیات سنگ مادر اولیه را دارا بوده و شباهت کلی با آن دارند .

نمونه های بارز این نوع خاکها ، خاکهای بلوطی رنگ و خاکای راندزین است که دومی دارای سنگ مادر آهکی و هوموس ملایم در لایه های فوقانی می باشد .

در طبیعت مواد مادری متمایل به اسیدی شدن ، شرایط دیگری حکمفرماست ، به طوریکه در تکامل آن ها از هم فرسایش آبی و سپس تخریب بیولوژیکی موثر بوده است.

گرانیت یکی از سنگهای مادر متمایل به اسیدی است که در شرایط رطوبی همزمان با تاثیر شدید سایر عوامل فرسایشی تخریب یافته و خاکهای اسیدی را بوجود می آورد ، در حالیکه خاک تشکیل یافته از کنگلومرا معمولاً شنی و سنگریزه دراست ( 1 ) .

عملاً برای شناسایی بهتر تاثیر فاکتور سنگ مادر لازم است در یک محل با شرایط آب و هوایی و جغرافیایی یکسان روی خاکهای تشکیل شده از سنگ مادرهای متفاوت ، بررسی شده و خصوصیات تکاملی و سیستماتیکی آنها با همدیگر مقایسه گردند .

از خواصی که بیش از همه به تمایز تکاملی خاکها یاری می کند ، سرعت و درجه تخریب پذیری سنگ مادر است .

معمولاً‌ سنگ مادر خاکها با داشتن قابلیت تخریبی متفاوت تیپ مختلف خاکها را به وجود می اورند.

در اروپای مرکزی خاکهای پدزول اکثراً بر روی سنگ مادر گرانیتی و سنگریزه های تشکیل و تکامل یافته است ( 1 ) .

2- آب و هوا از عوامل مهم آب و هوایی ، درجه حرارت و وضع تابش خورشید ، رطوبت نسبی و میزان بارندگی سالیانه بیش از همه در تکامل سنگ سهیم اند .

عوامل مزبور بجز اثر مستقیم تخریبی ، به طور غیر مستقیم بر روی نوع و مقدار رویش گیاهی اثر دارند .

بدیهی است مناسب ترین محیط رویش گیاهان ، آب و هوای گرم و مرطوب است .

گرما در تجزیه مواد و ترکیبات رسوبات زمین ، مشابه فعل و انفعالات شیمیایی ، وظیفه تشدید کننده دارد .

در این رابطه اثر سایر عوامل موثر در تشکیل خاک نیز در محیط های گرم ، تشدید می یابد.

در صورتیکه اکثر فعل و انفعالات شیمیایی و بیولوژیکی در حرارتهای زیر صفر و یخبندان تقریباً متوقف شده و روند تشکیل خاک نیز به کندی پیش می رود .

خاکهایی که در آب و هوای مختلف از مواد مادری یکسان تکامل می یابند ، دارای خصوصیات کاملاً‌متفاوت اند .

( در آب و هوای یکسان از سنگ مادر متفاوت خاکهای مختلفی تشکیل می شود ) .

حتی ممکن است در یک ناحیه جغرافیایی ثابت از سنگ مادر یکسان به علت وقوع حوادث زمین شناسی و آب و هوایی متفاوت در گذشته روند تخریب غیر مشابه بوده و خاکهای متفاوتی تشکیل شده باشند(1).

3- توپوگرافی منظور از توپوگرافی ، وضع پستی و بلندی و شکل ظاهری سطوح یک ناحیه است.

هنگام مطالعه و بررسی یک ناحیه غیر مسطح از نقطه نظر شرایط محلی اختلافاتی مشاهده می گردد که هر یک به نوبه خود بر روی تکامل خاک موثر واقع می شوند .

4- ارگانیسم ها منظور از ارگانیسمهای موثر در تکامل خاک در درجه نخست رستنی ها ، میکروماکروارگانیسم ها می باشند .

پس از رویش گیاهان در یک محل ( اولین سکنه گیاهان روی خاک خام اولیه اکثراً‌ از نوع گیاهان پست بوده اند ) با گذشت زمان بقایایی از آنها به خاک منتقل و پس از فعل و انفعالات متعدد بیولوژیکی و شیمیایی ، هوموس و مشتقات آن تشکیل می شود .

در ضمن این اعمال اسیدهای آلی متعددی به خاک اولین مزیور اضافه می گردد که همگی آنها روی سنگ مادر و لایه های فوقانی خاک خام اثر کرده و با نیروی تخریبی شدید قطعات معدنی را هر چه بیشتر تجزیه و خرد می نمایند .

از ناحیه انتهایی تارهای کشنده ریشه گیاهان نیز اسیدهای آلی و اسید کربنیک ترشح می شود که هم به نفوذ ریشه در قسمتهای سخت معدنی کمک کرده و هم زمینه متلاشی شدن مواد را فراهم می سازند .

در ضمن تخریب سنگ مادر و گذشتن از مراحل تکامل به حدی است که خاکها از حالت معدنی کامل در آمده به تدریج محتوی مواد آلی و هوموس و بالاخره زنده ریز و درشت می گردند .

5- زمان تاثیر عوامل موثر در خاکسازی با گذشت زمان ، تشدید شده و موجب تغییرات تدریجی در خصوصیات مواد حاصله می گردد .

برای اینکه خاکی از مرحله سنگ مادری درآمده و تکامل یابد باید دست به دست زمان پیش برود .

از مرحله سختی ( سنگ ) تا مرحله خاک کامل مدت زمان مدیدی لازم است که گاهی ممکن است قرن ها طول بکشد .

در این رابطه هرقدر آب و هوا گرم و رطوبتی تر بوده و سنگ مادر قابل نفودتر باشد دوره تکامل نیز کوتاهتر خواهد بود و برعکس .

همین طور بسته به شرایط جغرافیایی محل تشکیل ، خاکها دارای منشاء مارنی ، لسی و یخچالی می توانند در مدت تقریبی یک دو قرن و خاکهای پدوزل تا حدود 100 قرن تکامل یابند .

خاکهایی که در شرایط جغرافیایی آب و هوایی دورانهای پیش زمین شناسی تشکیل یافته اند به خاکهای قدیمی موسوم اند .

تعیین قدمت یا سن آنها از نقطه نظر زمین شناسی ، ژئوشیمی و خاکشناسی حائز اهمیت بوده و توسط روشهای مختلفی امکان پذیر است .

از روشهای مهم و موثر می توان استفاده از مواد رادیواکتیو مانند C14 مطالعه وضع انبارشدن سیلتهای رسوبی آبرفتی و بررسی فرمهای هوموس تشکیل شده در افق های فوقانی را نام برد .

از نتایج بررسیهای مشابه معلوم می شود خاکهای قدیمی که به تدریج با رسوبات و مواد جدید پوشیده شده اند دور از تاثیر عوامل جوی بدون تغییر باقی مانده اند و دز اثر فشار و نفوذ ترکیبات منعقد کننده سوخت شده و خاکهای سخت شده ثانوی را بوجود اورده اند .

از این خاکها در لایه های زیرین پوسته سطحی سنگهای مارنی ، لسها و رسوبات سنگریزه دار رودخانه ای ( کنگلومرها ) و رسوبات لومی دریایی سخت شده به خود مشاهده می شود .

اگر خاکهای قدیمی در سطح زمین و تحت تاثیر عوامل جوی و رویشی منطقه به تکامل خود ادامه داده باشند ، خاکهای باقیمانده را تشکیل می دهند .

این خاکها تا به امروز زیر پوشش گیاهی طبیعی و یا انتخابی انیان قرار گرفته و ماهیت پروفیلی آنها بسته به شدت و ضعف تاثیر عوامل موثر در خاکسازی منطقه تکامل یافته است .

با گذشت زمان در شرایط مناسب برای رویش گیاهی و احیاناً نامطلوب جهت تجزیه مواد آلی در خاک ، مقدار هوموس زیاد شده ، افق هوموس دار ضخیم تر گشته و خواص شیمیایی آن نیز کم و بیش تغییر می یابد.

این تغییر به طور مشخص درباره PH نیز تغییر می کند .

به عبارت ساده تر با گذشت زمان و تدوام رویش یا تکرار کنشهای زراعی بازهای خاک شسته شده و خاکها اسیدی تر می گردند .

در اصل برای تشکیل و تکامل خاکها عوامل متعدد ذکر شده و دست به دست هم گاهی به طور دسته جمعی گاهی چند عامل با هم اثر کرده و خاکهایی را به وجود می آورند که از نقطه نظر مورفولوژی ، خواص فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی متفاوت بوده و از نظر تیپ از یکدیگر متمایز می گردند .

عوامل موثر در تشگیل خاک را که قبلاً‌ به طور تفکیک و ومجزا بررسی گردیدند اجمالاً‌ می توان فرمول بندی نمود .

در این رابطه به درجه فرمول بندی H و Jenny که در آن از حرف اول فاکتورهای تکاملی استفاده شده اکتفا می شود : ( 1 ) بافت خاک بافت خاک Soil Tex Ture فراوانی نسبی ذرات شن ، رس و سیلت را در نمونه خاک نشان می دهد .

بافت خاک از واژه هایی است که تعریف مورد قبول همگان ندارد ، زیرا در آن واحد مبین دو فرایافت یا مفهوم می باشد .

بافت خاک یکی از مشخصات پایاتی آن بوده و معمولاً تغییر ناپذیر است .

هر چه مقدار ذرات شن و سیلیت در خاکی زیادتر باشد ذخیره عناصر غذایی و رطوبتی قابل استفاده گیاه کمتر بوده و نفوذ پذیری آن نسبت به آب و هوا قابل توجه است ، بر عکس وجود رس فراوان در خاک متضمن توانایی خاک برای رشد گیاهان مختلف می باشد.

بنابراین در خاکهای شنی و در شرایط طبیعی نمی توان محصولاتی را به عمل آورد که به عناصر غذایی نیاز فراوان دارد .

اگر شکل هندسی محصولات کشاورزی از قبیل سیب زمینی که در زیر خاک غده می بندد مورد نظر باشد خاکهای شنی به رسی ترجیح داده می شوند زیرا سبکی خاک اجازه می دهد اشکال منظم و کروی تشکیل شود .

هر قدر رس خاک بیشتر باشد ، شخم پذیری آن کمتر به نیروی بیشتری نیازمند است .

خاکهای رسی چون آب بیشتری در خود نگه می دارند ، پس از بارندگی یا آبیاری زمان لازم را برای به اصطلاح گاورو شدن آنها طولانی تر از گروههای بافتی دیگر است .

از طرفی به همین علت ویژگی تعداد دفعات آبیاری و یا تناوب آن درخاکهای رسی کمترین و در خاکهای شنی بیشترین است .

از نقطه نظر زهکشی نیز هر قدر رس خاک بیشتر باشد کارایی زهکشی های زیرزمینی کمتر می شود.

خاکهای رسی در اثر جذب و دفع آب ، انبساط و انقباض حاصل کرده و موجد درز و ترکهای عمیق در آن می گرد ( 4 ).

ساختمان خاک ساختمان خاک تعیین کننده قابلیت تولید خاک می باشد .

زیرا ساختمان خاک در رژیم آب ، هوا و حرارتی در مزرعه موثر است .

ساختمان خاک در خصوصیات مکانیکی خاک به نوبه خود در جوانه زدن بذور ، برقراری گیاهچه و رشد ریشه ها موثرند تاثیر می گذارد.

علاوه بر این ، ساختمان خاک در عملیات کشاورزی مانند شخم زدن ، آبیاری ، زهکشی و کاشت نیز تاثیر دارد.

قسمت سطحی خاک که در مزارع کشاورزی اغلب شخم زده می شود و تحت تاثیر قطرات باران قرار می گیرد و با عبور و مرور تحکیم می شود ، در مقابل شکسته شدن خاکدانه ها و خرابی ساختمان خیلی حساس می باشد .

این خرابی و از هم پاشیدگی ساختمان خاک باعث بوجود آمدن لایه فشرده و نسبتاً‌ کم نفوذی در سطح خاک می شود که از نفوذ آب در خاک و تبادل گازها و همچنین خروج گیاهچه از خاک جلوگیری می نماید .

بنابراین بوجود آوردن و نگهداری ساختمان مناسب خاک مفید برای رشد گیاه لازمه مدیریت خاک در کشاورزی است (1).

خواص خاک مطالعه فیزیکی خاک از یک طرف به واسطه فهم رل خاک در پدیده ژئوفیزیک سطح زمین و رابطه آن با پدیده های سیکل آب و انرژی در طبیعت است .

از طرف دیگر مطالعه فیزیکی خاک به خاطر دست یافتن به روش های مختلف و مناسب آبیاری ، زهکشی ، حفاظت آب و خاک ، شخم زدن بهبود ساختمان خاک ، تهویه خاک ، تنظیم گرمای خاک است .

خاکی که محتوی مقادیر کافی مواد غذایی گیاهی باشد گفته می شود که دارای حاصلخیزی شیمیایی است .

با این که این حاصلخیزی ضرورت دارد نمی تواند به تنهایی نشان دهنده مطلوبیت ان خاک برای رشد گیاه باشد .

مناسب بودن یک خاک برای رشد گیاه نه تنها به وجود مقدار کافی مواد غذایی گیاهی بلکه به حالت و حرکت آب و هوا و شرایط مکانیکی خاک و رژیم حرارتی آن بستگی دارد .

خاک باید به حد کافی نرم باشد .

خلل و فرج خاک و توزیع آن باید طوری باشد که آب و هوای کافی برای استفاده گیاه تامین گردد .

به طور خلاصه خاک علاوه بر حاصلخیزی شیمیایی باید حاصلخیزی فیزیکی نیز داشته باشد تا رشد گیاه به خوبی انجام شود ( 1 ).

خواص فیزیکی خاکها بافت خاک اندازه نسبی ذرات خاک را اصطلاحاً‌ بافت خاک گویند که حاکی از ریزی و درشتی خاک می باشد .

به عبارت دیگر مقدار نسبی شن ( Sand ) سیلت (Silt ) و رس (Clay ) که ذرات کوچکتر از سنگ ریزه Gravel می باشند ( و قطرشان از 2 میلی متر کوچک تر است ) بافت خاک تشکیل می دهند .

در بسیاری از خاکها ذرات سنگریزه ، قلوه سنگ (Stone ) رخنمون های سنگی (Bedrockoutcrop ) در بافت خاک و استفاده از اراضی تاثیر می گذارند ( 11 ).

دانه بندی ذرات معدنی خاک ( بافت خاک ) مواد معدنی بر حسب درشتی ( قطر ) ذرات گروههای قراردادی رده بندی می شوند و منظور از دانه بندی ، تعیین نسبت درصدی ذراتی است که با داشتن قطرهای متفاوت در محدوده های معینی قرار می گیرند .

ذراتی که در بین یکی از محدوده های قطری قرار می گیرند بنام فراکسیون ( گروههای هم قطر ) مشهورند .

طبق قرادادهای موجود قابل قبول در اکثر نقاط جهان ، ذرات معدنی خاک به فراکسیونهای مختلف زیر تقسیم بندی می شوند : تقسیمات قرار دادی دیگری نیز در عمل کاربرد دارد .

در اینجا به خلاصه جمع بندی شده آنها اشاره می شود .

سنگریزه ( ذرات به قطر بزرگتر از 2 میلی متر ) : معمولاً سنگریزه ها از جنس بقایای تخریبی سنگ مادر بوده ودر اکثر خواص با آن مشترک اند .

این ذرات از نظر فیزیکی به عنوان اسکلت خاک انجام وظیفه می نمایند .

وجود سنگریزه در مجاورت سایر فراکسیون ها موجب تهویه بهتر خاک گشته و گاهی سایر ذرات ریز خاک را از گزند تاثیر عوامل فرسایشی شدید مصون می دارد .

اغلب کانیهای اولیه انها قابل تخریب بوده و به مرور زمان به تدریج بعضی از مواد غذایی معدنی را به خاک و گیاه تحویل می دهند ( 1 ).

شن : ذرات شن محتوی کانیهای اولیه دیر تخریب و مقاومند .

گاهی کانی کوارتز 90 الی 95 درصد این فراکسیون را تشکیل می دهند .

بسته به جنس سنگ مادر ممکن است سیلیکاتهای مختلفی مانند میکاوفلدسپات و همچنین کربناتهای کلسیم و منیزیم نیز در ساختمان شن ها یافت شوند .

معمولاً‌ مقدار ذرات شنی در خاکهای خام ( تکامل نیافته ) بیشتر است .

با افزایش درجه تکاملی خاکها از میزان شن کاسته و به فراکسیون های دیگر افزوده می شود .

ذرات شنی از نظر شیمیایی فعال نبوده ولی خواص فیزیکی خاکها را به طور محسوس تحت تاثیر قرار می دهد .

سیلت : مواد متشکله ذرات سیلت از نوع کانیهای اولیه مانند کوارتز ، فلدسپات های مختلف ، پیروکسن ها ، آمفیبولها ، اولیون ، میکاها و دیگر کانیهای مخلوط اند .

گاهی ذرات آپاتیتی ، هماتیت ها و کربناتها نیز در آنها یافت می گردند .

در شرایط آب و هوایی خشک که خاکها معمولاً به مقادیر قابل توجهی حاوی آثار سنگ مادر آهکی هستند .

در این فراکسیون ، ذرات کربناتی مانند کالیست و دولومیت یعنی مهمترین اجزاء سازنده سنگهای آهکی مشاهده می شود .

از نقطه نظر مقدار کانیهای کوارتز و فلد سپات از کانیهای مهم فراکسیون های سیلت و شن می باشد .

خواص سیلت درشت ، شباهت زیادی به شنها داشته و سیلت ریز می تواند در بعضی شرایط قسمتی از وظایف کانیهای رسی را به عهده بگیرد .

از طرف دیگر درتخریبهای بعدی ذرات سیلت زمینه تشکیل رس آماده می گردد .

رس ( ذرات کوچکتر از 002/0 میلیمتر ) : کانیهای اولیه حاصل از تخریب سنگها و رسوبات به مرور زمان تحت تاثیر مجدد عوامل تخریبی مانند آب ، اکسیژن ، اسیدها و بازهای محلول در آب و غیره قرار گرفته و به ذرات ریزتری تجزیه می شوند .

این ذرات ریز کوچکتر از دوهزارم میلی متر اکثراً‌ منشاء ثانوی داشته و دارای خواص فیزیکی و فیزیکوشیمیایی ویژه ای هستند که آنها را از سایر ذرات خاک متمایز می سازد.

این ذرات ثانوی و معدنی میکروسکوپی در غالب فعل و انفعالات فیزیکی و شیمیایی به طور فعال شرکت جسته و در حاصلخیزی خاک اهمیت وافری دارند .

فراکسیون های مختلف قطر ذرات ، هر یک به نوبه خود در تقسیمات فرعی ظریفتری رده بندی می شوند .

به منظور تعیین نسبت درصدی هر کدام از فراکسیون های قطر ذرات در یک خاک ، تا کنون روشهای متعددی ابداع گشته که ساده ترین آنها روش لمس خاک مرطوب زراعی بین انگشتان دست ، روش الک کردن قطر منافذ شخصی ( قطر منافذ الکها بر مبنای رده بندی های بین المللی وقابل قبول تنظیم و ساخته شده است ) و روش رسوب ذرات و ترتیب ته نشینی آنها در ارتباط با جرم ( قطر ) مختلف ذرات ( ذرات درشت تر در مدت زمان های کوتاه و ذرات ریزتر در زمان های طولانی تر دردرون آب ته نشین می شوند ) است ( 1 ).

مواد آلی خاک مواد آلی خاک تجمعی از بقایای تا حدی پوسیده و تا حدی سنتز شده حیوانات وگیاهان است .

چنین موادی در حال پوسیدگی فعال اند و دائماً در معرض حمله میکروارگانیسم های خاک قرار دارند .

نتیجتاً مواد آلی خاک اغلب ناپایدارند و دائماً‌ باید بوسیله افزودن بقایای گیاهی آن را تجدید کرد .

میزان مواد آلی موجود در قشر سطحی یک خاک معدنی معمولاً‌ حدود 5/0 الی 5 درصد وزنی است اما در بین بعضی از خاکهای پیت این میزان به حدود 100 درصد نیز می رسد .

حتی در خاکهای غیر آلی ، مواد آلی خاک می تواند اثرهای قابل توجهی بر روی خواص فیزیکی و شیمیایی باقی گذارند .

بقایای گیاهان و حیوانات عالی به عنوان منبع عالی غذایی برای میکروارگانیسم های خاک مورد استفاده قرار می گیرند .

اندکی بعد از وارد شدن این بقایاء در خاک ، میکروبها برای تامین مواد غذایی و انرژی خود شروع به تجزیه آنها می کنند .

مواد آلی غیر هوموسی شامل موادی می شود که یا تجزیه نشده اند (بافتهای تازه ) و یا تا حدی تجزیه شده اند .

اجسام غیر هوموسی شامل کربوهیدراتها و ترکیبات وابسته ، پروتئین ها و مشتقات آن ، چربیها ، لیگنین ها ، تانن ها و برخی فرآورده های کم پوسیده است .

مواد آلی غیر هوموسی ممکن است شامل ریشه ها و اندامهای هوایی گیاهان مختلف در حال پوسیدگی نیز بشود .

فرآورده های تنزل یافته مواد غیر هوموسی با قرار گرفتن در واکنشهای آنزیمی و شیمیایی تشکیل پولیمرهای جدید به نام هوموس می دهند .

هوموس مخلوطی است کمپلکس ، از مواد کلوئیدی و بی شکل قهوه ای تیره که به تجزیه میکروبی مقاوم است و از تغییر شکل بافتهای اصلی درست شده و یا توسط میکروارگانیسمهای خاک سنتز شده است .حدود 90% یا بیشتر از کل هوموس خاک از دو نوع پلیمر به نامهای اسیدهای هومیک ( 50 تا 80% ) و پلی ساکاریدها ( 10تا 30% ) تشکیل شده است .

اجزای هوموسی و غیر هوموسی ماده آلی خاک برای محیط خاک مهم هستند .

مواد غیر هوموسی اثرهای کوتاه مدت از قبیل تامین منابع غذایی و انرژی برای موجودات زنده و تامین منابع حاصلخیزی طیبیعی خاک را به عهده دارد در حالی که هوموس اثرهای دراز مدتی از قبیل تامین ساخت مطلوب خاک ، افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی ، تامپون PH و افزایش ظرفیت نگاهداری آب در خاک به جای می گذارد .

تفکیک جزئی اجزاء در عصاره مواد آلی توسط رسوب مواد با اسیدها و نمکهای فلزات یا بهره گیری از تفاوت در میزان انحلال پذیری حلالها های مختلف آلی انجام پذیرفته است .

روشهای کلاسیک برای تفکیک عصاره های مواد آلی شامل ته نشست آنها با اسید و حل بعدی جزئی از مواد ته نشست شده در الکل است .

اسامی که برای هر جزء مواد در این روش به دست آمده است مورد استفاده متداول یافته اما خود اجزاء در حقیقت اختلاط غیر توصیفی تعدادی از ترکیبات شیمیایی هستند .

اسیدهای هومیک یا اسیدهای فولویکی را که به این صورت تهیه می شوند نمی توان به صورت ترکیبات شیمیایی متمایز محسوب کرد ، زیرا جدا ساختن آنها در روش ته نشست احتمالاً‌ بستگی به توانایی موادی دارد که تشکیل پیوندهای بین مولکولی می دهند ( 3 ).

انواع خاک بر حسب محتوای نسبی ذرات سنگریزه ، شن ، سیلت و رس ، خاکها به گروههای مختلف انواع زیر رده بندی می شوند : الف : خاکهای سنگلاخی ذرات غالب در این خاکها ، سنگها و سنگریزه های بزرگتر از 20 میلی متری است که در جوار مقادیر متفاوتی از سایر ذرات ، مجموعاً این نوع خاکها را بوجود می آورند ، در صورتیکه ذرات 2 تا 20 میلی متری ذرات غالب باشند خاکهای سنگ ریزه ای نامیده می شوند .

خاکهای سنگلاخی از نظر زراعی اهمیت کمتری داشته و فقط برای جنگل و مرتع مورد استفاده قرار می گیرند .

در شرایطی که سهم ذرات ریز بیش از 15 درصد باشد می توان در برخی زراعتهای کم توقع نیز مورد بهره برداری قرار داد ( 1 ) .

ب : خاکهای شنی حداقل 75 درصد وزن ذرات تشکیل دهنده این نوع خاکها را ذرات شنی در محدوده قطری 05/0 – 2 میلیمتری تشکیل می دهند .

ذرات شنی اکثر خاکها از نوع سیلیسی است که در این صورت خاک شنی ، فقیر از مواد غذایی بوده و گرایش شدید به اسیدی شدن وخنثی دارد .

گاهی ممکن است ذرات فلد سپاتی و میکائی به همراه ذرات آهکی در اکثریت باشند که در این حالت خاکهای شنی از کیفیت شیمیایی و فیزیکی بهتری برخوردار بوده و نگهداری هوا و آب در آنها افزایش می یابد ( 2 ).

ج : خاکهای لومی مقادیر متفاوت درصد ذرات شن ، سیلت و رس ، خاکهای لومی متنوع با درجه حاصلخیزی مختلف را به وجود می اورند .

یک خاک لیمونی ایده ال به مقدار 50 الی 60 درصد ذرات شنی ، 25 تا 30 درصد ذرات سیلتی و 20 ال 25 درصد ذرات رسی دارد .

عوامل حاصلخیزی به شرط مناسب بودن کیفیت و کمیت فراکسیون های مختلف دراین نوع خاکها اکثراً فراهم بوده و در زراعتهای پرتوقع بدون محدودیت مورد بهره برداری تولیدی قرار می گیرند .

از خواص قابل ذکرآنها نگهداری و نفوذ مناسب آب و هوا و سایر شرایط متعادل فیزیکی و شیمیایی می باشد ( 1 ) .

د : خاکهای رسی خاکهایی که حاوی بیش از 35 درصد رس و بیش از 50 درصد مجموع رس و سیلت باشند به خاکهای رسی موسومند .

بسته به مقدار شن و سیلت موجود ، خاکهای رسی درجه حاصلخیزی متفاوتی دارند .

خاکهای حاوی ذرات رسی ریز فراوان مخصوصاً ذرات کوچکتر از 0002/0 میلیمتر ، گرایش شدیدی به تراکم و سخت شدن دارند که در این صورت نفوذ آب و هوا شدیداً دچار اشکال می گردد .

همینطور خاکهای حاوی 90 درصد مجموعه رس و سیلت ، عملاً غیر قابل زراعت اند .