خاك و زراعت

مقدمه
خاك به عنوان بستر حيات و جايگاه تكوين و رشد گياهان ، يكي از اساسي ترين مائده هايي است كه امانت به انسان سپرده شده است تا با حفاظت احياء بهره برداري و توسعه دوام و قوام خويش و گياهان و جانواران را تضمين نمايد . متاسفانه نبود شناخت كافي و لازم از اهميت خاك و در دسترس همگان بودن آن زمينه هاي بي بها جلوه دادن اين ماده حياتي را در جامعه فراهم نموده است ، برخوردهاي غير علمي با خاك و تبديل و تخريب آن توسط انسان مثل شهر سازيها ، احداث جاده ها ، چراي بي رويه دام ، قطع درختان جنگلها ، زهدار نمودن و آلوده سازي آن بوسيله پس آبهاي شهري ، صنعتي و كشاورزي ، بهره كشي نامناسب انسان از خاك و ۰۰۰ باعث شده است كه علاوه بر كاهش منزلت و ارزش اقتصادي و اجتماعي آن ، ضربات جبران ناپذيري بر ساختمان خاكها ، حشرات وموجودات زنده در ان و مآلاً بر ريشه خود انسان فرود آيد .

بنابراين مسئولان منابع خاك و آب و فرهنگي كشور فرض است در بالا بردن اطلاعات و بينش علمي جامعه به ويژه كارشناسان و كاربران كشاورزي كوشش نمايند تا خاك جايگاه مناسب و در خور شان خود را بازيابد ( ۷ ) .

پيشگفتار
خاك كه در فصل مشترك انسان و كره زمين قرار دارد عنصري اساسي براي بشر به شمار مي رود كه محل اجراي فعاليتها‌، منبع تغذيه و دستگاه تصفيه پس مانده هاست . خاك قابل كشت موهبتي است محدود ، اولاً از لحاظ كميت ، زيرا فقط ۲۲ درصد از سطح خشكي ها يعني ۳۳۰۰ ميليون هكتار را تشكيل مي دهند . در حال حاضر فقط نيمي از زمينهاي قابل كشت يعني ۱۵۸۰ ميليون هكتار كشت مي شوند . ما بقي ذخيره به شمار مي آيند .
زمينهاي زير كشت نيز پايدار نيستند ، بنابر تخمين سازمان خوارو بار و كشاورزي جهاني

 هر سال ۵ تا ۷ ميليون هكتار زمين به سبب شرايط نامناسب بهره وري تلف مي شوند . به اين ترتيب در طي ۲۲۵ سال ممكن است كليه زمينهاي زير كشت از بين برود . علل تباهي خاكها به دست انسان فقط شرايط نامناسب بهره برداري كشاورزي نيست ، بلكه آلودگي هوا ، با تضعيف حالت تندرستي گياهان در بخش هاي كشاورزي و جنگل ، خاكها را نسبت به شماري از بيماريها ، پنهان و آشكار حساس مي سازد كه از آن ميان از دست دادن بارخيزي به سبب فرسايش و يا به علت تجمع مواد سمي به ويژه فلزات سنگين و آفت كشها را مي توان برشمرد . كاهش سطح رستني ها بر اثر توسعه ساختمان كه گاهي نابخردانه در محيط زيست صورت مي گيرد نيز خود علت ديگري از اتلاف خاك بارخيزمي باشد . ( ۷ )

خاک
تعريف زيادي تا کنون از خاک به عمل امده که ساده ترين آن چنين است : خاک عبارت است از قشر چند سانتي متري تا چند متري از ماده آلي و غير آلي است که بر روي سنگ قرار گرفته و شامل هوا ، آب ، موجودات زنده ، مواد آلي در مراحل گوناگون تجزيه و تحول و بالاخره عناصر معدني است و گياه مي تواند بر روي آن ادامه حيات دهد .
ماهيت خاک از روي مو قعيت اقليمي ، پستي و بلندي ، وضعيت آب شناسي آن تعيين و توسعه استعداد آن براي رويانيدن گياه بيان مي شود . هنگامي که در شرايط معين رويشي گياهي در وضعيت بهينه قرار داشته باشد ، سخن از رويش در کليماکس به ميان مي آيد به عکس زماني که شرايط محيطي امکان ظهور گياه را ندهد نظير بيايان گرم يا سرد و ارتفاعات کوهها در آن صورت با ماده معدني سرو کار داريم که در حقيقت نمي توان آن را خاک ناميد .
طبق تعريف ژنتيکي خاکها بر اثر تخريب فيزيکي و شيميايي سنگها و فعاليت موجودات زنده سبب تشکيل هوموس مي شود ، بوجود مي آيند .بنابراين خاک در درجه اول ترکيبي است از مواد معدني و مواد آلي . مواد معدني آن شامل ريگ ، شن و ماسه و غيره است که بر اثر تخريب و تجزيه سنگ بوجود مي آيد و مواد آلي را بقاياي گياهي و جانوري تشکيل مي دهد . در خاک علاوه بر مواد آلي و معدني و موجودات زنده ، هوا و آب نيز وجود دارد . اين مواد معدني و آلي که در آن موجودات زنده و هوا و آب وجود دارد ، خاک را تشکيل مي دهد. نتيجه آنکه خاک را نمي توان مستقل از پوشش گياهي روي آن در نظر گرفت، زيرا تحول و تكامل خاک وابسته به آن است ( ۶‌ ) .
عوامل موثر در تشکيل و تکامل خاکها

تشکيل و تکامل خاکها نتيجه اثرات مترادف و متقابل مجموعه عوامل و شرايط زير مي باشد :
سنگ مادر ( مواد مادري ) سنگ مادر منشاء و ماده اوليه خاکهاست . تنوع فراواني که در طبيعت سنگها وجود دارد و سبب مي شود که خاکهاي حاصله از آنها نيز خصوصيات مختلفي داشته باشند ، در وهله اول پس از تخريب تدريجي سنگ نه تنها سنگ ريزه ؛ ريگ و شن بوجود مي آيد بلکه ذرات ريزتري مانند رس ها در جوار آنها عناصر غذايي متنوع در محيط آزاد مي شوند . در هر

صورت ماهيت و ترکيب سنگ مادر بر روي مواد توليد شده تاثير محسوسي داشته و بين ان ذرات شباهت زيادي به چشم مي خورد که به مرور زمان و با تشکيل مواد ثانوي و استقرار

رويش گياهي اين شباهت کمتر مي شود .
ساختمان فيزيکي ، شيميايي و مينرالوژيکي مواد مادري بر روي سرعت تخريب ، نوع و تيپ خاک توليد شده و موثر است ، به طوريکه از سنگهاي سخت و دير تخريب اکثراً زمينهاي فقير از مواد غذايي و کم عمق و از سنگهاي آهکي ، مارني و رسوبات لسي ، خاکهاي حاصلخيز و عميق تشکيل مي يابند . در ژنتيک خاک سرعت تخريب برخي از مواد مادري شرکت کننده در تشکيل خاک به طور کامل بررسي شده است . مثلاً تکامل خاک از سنگ مادر گابرو ديرتر از گرانيت _ بازالت ديرتر از پرفير ، سنگ آهک ديرتر از سنگ ماسه و سنگهاي مارني ديرتر از ليمونها صورت مي گيرد .
سنگهاي سيليکاتي محتوي بازهاي فراوان به سبب داشتن اجزاء و دانه هاي ريز و همچنين کثرت قدرت و نگاهداري آب ، دير تخريب تر از سنگهاي سيليتي فقير از قليايي مي باشند ، ولي در عوض تخريب و تکامل آن ها خاکهاي زراعي غني از مواد غذايي را بوجود مي اورد . در نواحي خشک ، مواد قليايي کننده سنگها و خاکهاي اوليه براي تکامل سريع خاکها مانع بزرگي محسوب مي شوند ، زيرا تاثير اغلب عوامل تخريبي بطور کلي توسط بازهاي محيط کاهش يافته يا زايل
مي گردد. به همين دليل و نيز به علت فقدان آب و رويش گياهي کافي اکثر خاکهاي مناطق خشک و کوهستانهاي کم آب و هوا ، خاکهاي تکامل نيافته و کم عمقي دارند و اغلب کمتر از ۳۰ سانتي متر ( ۱ ) .

آهک يکي از ترکيبات پايدار اين نواحي خشک و نيمه خشک است که از تجزيه سنگهاي آهکي و مارني به خاکها منتقل و مدت مديدي بدون تغيير باقي مي ماند و يا در اثر جابجا شدن فصلي ( عمليات تهيه زمين و آبياري ) در افق هاي فوقاني خاک اندکي تحرک مي يابد . همگاميکه شرايط انحلال آن در خاک به سبب بارندگي کافي ، رويش گياهي مطلوب ، وجود هوموس و غيره فراهم شده باشد آهک از حالت رسوبي غير فعال به بي کربناتهاي محلول تبديل مي گردد . از اين جهت فاز مايع خاکهاي آهکي که گاهي با نمکهاي بي کربناتي اشباع مي شود ، واکنشهاي قليايي ضعيف ( تا ۵/۸ = PH ) نشان مي دهند .
خاکهاي آهکي ايران اکثراً از نوع کربناتهاي کلسيم اند . گاهي ساير کربناتها مانند کربنات منيزيم و ندرتاً کربناتهاي سديم ( در خاکهاي شور و قليا ) ، نيز در جوار کربن

ات کلسيم ديده مي شوند . در اين رابطه خاکهاي حاصلخيز رسي و لومي آهکدار اين مناطق اکثراً به شرط وجود زمينه هاي مساعد خاکسازي تکامل يافته اند . مثلاً در موارديکه سنگ مادر از نوعي است که مي تواند در يک زمان ، آهک و رس تحويل خاک دهد ، خاکهاي تکامل يافته و عميقي پديد مي آيند ، مانند خاکهاي مارني و لسي . خاکهاي جوان و تکامل نيافته کم عمق ، بيشتر خصوصيات سنگ مادر اوليه را دارا بوده و شباهت کلي با آن دارند .
نمونه هاي بارز اين نوع خاكها ، خاكهاي بلوطي رنگ و خاكاي راندزين است كه دومي داراي سنگ مادر آهكي و هوموس ملايم در لايه هاي فوقاني مي باشد . در طبيعت مواد مادري متمايل به اسيدي شدن ، شرايط ديگري حكمفرماست ، به طوريكه در تكامل آن ها از هم فرسايش آبي و سپس تخريب بيولوژيكي موثر بوده است. گرانيت يكي از سنگهاي مادر متمايل به اسيدي است كه در شرايط رطوبي همزمان با تاثير شديد ساير عوامل فرسايشي تخريب يافته و خاكهاي اسيدي را بوجود مي آورد ، در حاليكه خاك تشكيل يافته از كنگلومرا معمولاً شني و سنگريزه دراست ( ۱ ) .

عملاً براي شناسايي بهتر تاثير فاكتور سنگ مادر لازم است در يك محل با شرايط آب و هوايي و جغرافيايي يكسان روي خاكهاي تشكيل شده از سنگ مادرهاي متفاوت ، بررسي شده و خصوصيات تكاملي و سيستماتيكي آنها با همديگر مقايسه گردند . از خواصي كه بيش از همه به تمايز تكاملي خاكها ياري مي كند ، سرعت و درجه تخريب پذيري سنگ مادر است . معمولاً‌ سنگ مادر خاكها با داشتن قابليت تخريبي متفاوت تيپ مختلف خاكها را به وجود مي اورند. در اروپاي

مركزي خاكهاي پدزول اكثراً بر روي سنگ مادر گرانيتي و سنگريزه هاي تشكيل و تكامل يافته است ( ۱ ) .

۲- آب و هوا
از عوامل مهم آب و هوايي ، درجه حرارت و وضع تابش خورشيد ، رطوبت نسبي و ميزان بارندگي ساليانه بيش از همه در تكامل سنگ سهيم اند . عوامل مزبور بجز اثر مستقيم تخريبي ، به طور غير مستقيم بر روي نوع و مقدار رويش گياهي اثر دارند . بديهي است مناسب ترين محيط رويش گياهان ، آب و هواي گرم و مرطوب است . گرما در تجزيه مواد و تركيبات رسوبات زمين ، مشابه فعل و انفعالات شيميايي ، وظيفه تشديد كننده دارد . در اين رابطه اثر ساير عوامل موثر در تش

 

كيل خاك نيز در محيط هاي گرم ، تشديد مي يابد. در صورتيكه اكثر فعل و انفعالات شيميايي و بيولوژيكي در حرارتهاي زير صفر و يخبندان تقريباً متوقف شده و روند تشكيل خاك نيز به كندي پيش مي رود .
خاكهايي كه در آب و هواي مختلف از مواد مادري يكسان تكامل مي يابند ، داراي خصوصيات كاملاً‌متفاوت اند . ( در آب و هواي يكسان از سنگ مادر متفاوت خاكهاي مختلفي تشكيل مي شود ) . حتي ممكن است در يك ناحيه جغرافيايي ثابت از سنگ مادر يكسان به علت وقوع حوادث زمين شناسي و آب و هوايي متفاوت در گذشته روند تخريب غير مشابه بوده و خاكهاي متفاوتي تشكيل شده باشند(۱).

۳- توپوگرافي
منظور از توپوگرافي ، وضع پستي و بلندي و شكل ظاهري سطوح يك ناحيه است. هنگام مطالعه و بررسي يك ناحيه غير مسطح از نقطه نظر شرايط محلي اختلافاتي مشاهده مي گردد كه هر يك به نوبه خود بر روي تكامل خاك موثر واقع مي شوند .

۴- ارگانيسم ها
منظور از ارگانيسمهاي موثر در تكامل خاك در درجه نخست رستني ها ، ميكروماكروارگانيسم ها مي باشند . پس از رويش گياهان در يك محل ( اولين سكنه گياهان روي خاك خام اوليه اكثراً‌ از نوع گياهان پست بوده اند ) با گذشت زمان بقايايي از آنها به خاك منتقل و پس از فعل و انفعالات متعدد بيولوژيكي و شيميايي ، هوموس و مشتقات آن تشكيل مي شود . در ضمن اين اعمال اسيدهاي آلي متعددي به خاك اولين مزيور اضافه مي گردد كه همگي آنها روي سنگ مادر و لايه هاي فوقاني خاك خام اثر كرده و با نيروي تخريبي شديد قطعات معدني را هر چه بيشتر تجزيه و خرد مي نمايند .

از ناحيه انتهايي تارهاي كشنده ريشه گياهان نيز اسيدهاي آلي و اسيد كربنيك ترشح مي شود كه هم به نفوذ ريشه در قسمتهاي سخت معدني كمك كرده و هم زمينه متلاشي شدن مواد را فراهم مي سازند . در ضمن تخريب سنگ مادر و گذشتن از مراحل تكامل به حدي است كه خاكها از حالت معدني كامل در آمده به تدريج محتوي مواد آلي و هوموس و بالاخره زنده ريز و درشت مي گردند .

۵- زمان
تاثير عوامل موثر در خاكسازي با گذشت زمان ، تشديد شده و موجب تغييرات تدريجي در خصوصيات مواد حاصله مي گردد . براي اينكه خاكي از مرحله سنگ مادري درآمده و تكامل يابد بايد دست به دست زمان پيش برود . از مرحله سختي ( سنگ ) تا مرحله خاك كامل مدت زمان مديدي لازم است كه گاهي ممكن است قرن ها طول بكشد . در اين رابطه هرقدر آب و هوا گرم و رطوبتي تر بوده و سنگ مادر قابل نفودتر باشد دوره تكامل نيز كوتاهتر خواهد بود و برعكس . همين طور بسته به شرايط جغرافيايي محل تشكيل ، خاكها داراي منشاء مارني ، لسي و يخچالي مي توانند در مدت تقريبي يك دو قرن و خاكهاي پدوزل تا حدود ۱۰۰ قرن تكامل يابند .

خاكهايي كه در شرايط جغرافيايي آب و هوايي دورانهاي پيش زمين شناسي تشكيل يافته اند به خاكهاي قديمي موسوم اند . تعيين قدمت يا سن آنها از نقطه نظر زمين شناسي ، ژئوشيمي و خاكشناسي حائز اهميت بوده و توسط روشهاي مختلفي امكان پذير است . از روشهاي مهم و موثر مي توان استفاده از مواد راديواكتيو مانند C14 مطالعه وضع انبارشدن سيلتهاي رسوبي آبرفتي و بررسي فرمهاي هوموس تشكيل شده در افق هاي فوقاني را نام برد . از نتايج

 

بررسيهاي مشابه معلوم مي شود خاكهاي قديمي كه به تدريج با رسوبات و مواد جديد پوشيده شده اند دور از تاثير عوامل جوي بدون تغيير باقي مانده اند و دز اثر فشار و نفوذ تركيبات منعقد كننده سوخت شده و خاكهاي سخت شده ثانوي را بوجود اورده اند . از اين خاكها در لايه هاي زيرين پوسته سطحي سنگهاي مارني ، لسها و رسوبات سنگريزه دار رودخانه اي ( كنگلومرها ) و رسوبات لومي دريايي سخت شده به خود مشاهده مي شود .
اگر خاكهاي قديمي در سطح زمين و تحت تاثير عوامل جوي و رويشي منطقه به تكامل خود ادامه داده باشند ، خاكهاي باقيمانده را تشكيل مي دهند . اين خاكها تا به امروز زير پوشش گياهي طبيعي و يا انتخابي انيان قرار گرفته و ماهيت پروفيلي آنها بسته به شدت و ضعف تاثير عوامل موثر در خاكسازي منطقه تكامل يافته است .
با گذشت زمان در شرايط مناسب براي رويش گياهي و احياناً نامطلوب جهت تجزيه مواد آلي در خاك ، مقدار هوموس زياد شده ، افق هوموس دار ضخيم تر گشته و خواص شيميايي آن نيز كم و بيش تغيير مي يابد. اين تغيير به طور مشخص درباره PH نيز تغيير مي كند . به عبارت ساده تر با گذشت زمان و تدوام رويش يا تكرار كنشهاي زراعي بازهاي خاك شسته شده و خاكها اسيدي تر
مي گردند .
در اصل براي تشكيل و تكامل خاكها عوامل متعدد ذكر شده و دست به دست هم گاهي به طور دسته جمعي گاهي چند عامل با هم اثر كرده و خاكهايي را به وجود مي آورند كه از نقطه نظر مورفولوژي ، خواص فيزيكي ، شيميايي و بيولوژيكي متفاوت بوده و از نظر تيپ از يكديگر متمايز مي گردند . عوامل موثر در تشگيل خاك را كه قبلاً‌ به طور تفكيك و ومجزا بررسي گرديدند اجمالاً‌ مي توان فرمول بندي نمود . در اين رابطه به درجه فرمول بندي H و Jenny كه در آن از حرف اول فاكتورهاي تكاملي استفاده شده اكتفا مي شود : ( ۱ )

بافت خاك
بافت خاك Soil Tex Ture فراواني نسبي ذرات شن ، رس و سيلت را در نمونه خاك نشان مي دهد . بافت خاك از واژه هايي است كه تعريف مورد قبول همگان ندارد ، زيرا در آن واحد مبين دو فرايافت يا مفهوم مي باشد . بافت خاك يكي از مشخصات پاياتي آن بوده و معمولاً تغيير ناپذير

است . هر چه مقدار ذرات شن و سيليت در خاكي زيادتر باشد ذخيره عناصر غذايي و رطوبتي قابل استفاده گياه كمتر بوده و نفوذ پذيري آن نسبت به آب و هوا قابل توجه است ، بر عكس وجود رس فراوان در خاك متضمن توانايي خاك براي رشد گياهان مختلف مي باشد. بنابراين در خاكهاي شني و در شرايط طبيعي نمي توان محصولاتي را به عمل آورد كه به عناصر غذايي نياز فراوان دارد . اگر شكل هندسي محصولات كشاورزي از قبيل سيب زميني كه در زير خاك غده مي بندد مورد نظ

ر باشد خاكهاي شني به رسي ترجيح داده مي شوند زيرا سبكي خاك اجازه مي دهد اشكال منظم و كروي تشكيل شود . هر قدر رس خاك بيشتر باشد ، شخم پذيري آن كمتر به نيروي بيشتري نيازمند است .
خاكهاي رسي چون آب بيشتري در خود نگه مي دارند ، پس از بارندگي يا آبياري زمان لازم را براي به اصطلاح گاورو شدن آنها طولاني تر از گروههاي بافتي ديگر است . از طرفي به همين علت ويژگي تعداد دفعات آبياري و يا تناوب آن درخاكهاي رسي كمترين و در خاكهاي شني بيشترين است . از نقطه نظر زهكشي نيز هر قدر رس خاك بيشتر باشد كارايي زهكشي هاي زيرزميني كمتر مي شود. خاكهاي رسي در اثر جذب و دفع آب ، انبساط و انقباض حاصل كرده و موجد درز و تركهاي عميق در آن مي گرد ( ۴ ).

ساختمان خاك
ساختمان خاك تعيين كننده قابليت توليد خاك مي باشد . زيرا ساختمان خاك در رژيم آب ، هوا و حرارتي در مزرعه موثر است . ساختمان خاك در خصوصيات مكانيكي خاك به نوبه خود در جوانه زدن بذور ، برقراري گياهچه و رشد ريشه ها موثرند تاثير مي گذارد. علاوه بر اين ، ساختمان خاك در عمليات كشاورزي مانند شخم زدن ، آبياري ، زهكشي و كاشت نيز تاثير دارد. قسمت سطحي خاك كه در مزارع كشاورزي اغلب شخم زده مي شود و تحت تاثير قطرات باران قرار مي گيرد و با عبور و مرور تحكيم مي شود ، در مقابل شكسته شدن خاكدانه ها و خرابي ساختمان خيلي حساس مي باشد . اين خرابي و از هم پاشيدگي ساختمان خاك باعث بوجود آمدن لايه فشرده و نسبتاً‌ كم نفوذي در سطح خاك مي شود كه از نفوذ آب در خاك و تبادل گازها و همچنين خروج گياهچه از خاك جلوگيري مي نمايد . بنابراين بوجود آوردن و نگهداري ساختمان مناسب خاك مفيد براي رشد گياه لازمه مديريت خاك در كشاورزي است (۱).

خواص خاك
مطالعه فيزيكي خاك از يك طرف به واسطه فهم رل خاك در پديده ژئوفيزيك سطح زمين و رابطه آن با پديده هاي سيكل آب و انرژي در طبيعت است . از طرف ديگر مطالعه فيزيكي خاك به خاطر دست يافتن به روش هاي مختلف و مناسب آبياري ، زهكشي ، حفاظت آب و خاك ، شخم زدن بهبود ساختمان خاك ، تهويه خاك ، تنظيم گرماي خاك است . خاكي كه محتوي مقادير كافي مواد غذايي گياهي باشد گفته مي شود كه داراي حاصلخيزي شيميايي است . با اين كه اين حاصلخيزي ضرورت دارد نمي تواند به تنهايي نشان دهنده مطلوبيت ان خاك براي رشد گياه باشد .
مناسب بودن يك خاك براي رشد گياه نه تنها به وجود مقدار كافي مواد غذايي گياهي بلكه به حالت و حركت آب و هوا و شرايط مكانيكي خاك و رژيم حرارتي آن بستگي دارد . خاك بايد به حد كافي نرم باشد . خلل و فرج خاك و توزيع آن بايد طوري باشد كه آب و هواي كافي براي استفاده گياه تامين گردد . به طور خلاصه خاك علاوه بر حاصلخيزي شيميايي بايد حاصلخيزي فيزيكي ني

ز داشته باشد تا رشد گياه به خوبي انجام شود ( ۱ ).

خواص فيزيكي خاكها
بافت خاك
اندازه نسبي ذرات خاك را اصطلاحاً‌ بافت خاك گويند كه حاكي از ريزي و درشتي خاك مي بسنگ ريزه Gravel مي باشند ( و قطرشان از ۲ ميلي متر كوچك تر است ) بافت خاك تشكيل مي دهند . در بسياري از خاكها ذرات سنگريزه ، قلوه سنگ (Stone ) رخنمون هاي سنگي (Bedrockoutcrop ) در بافت خاك و استفاده از اراضي تاثير مي گذارند ( ۱۱ ).

دانه بندي ذرات معدني خاك ( بافت خاك )
مواد معدني بر حسب درشتي ( قطر ) ذرات گروههاي قراردادي رده بندي مي شوند و منظور از دانه بندي ، تعيين نسبت درصدي ذراتي است كه با داشتن قطرهاي متفاوت در محدوده هاي معيني قرار مي گيرند . ذراتي كه در بين يكي از محدوده هاي قطري قرار مي گيرند بنام فراكسيون ( گروههاي هم قطر ) مشهورند . طبق قرادادهاي موجود قابل قبول در اكثر نقاط جهان ، ذرات معدني خاك به فراكسيونهاي مختلف زير تقسيم بندي مي شوند :
تقسيمات قرار دادي ديگري نيز در عمل كاربرد دارد . در اينجا به خلاصه جمع بندي شده آنها اشاره مي شود .

سنگريزه ( ذرات به قطر بزرگتر از ۲ ميلي متر ) :
معمولاً سنگريزه ها از جنس بقاياي تخريبي سنگ مادر بوده ودر اكثر خواص با آن مشترك اند . اين ذرات از نظر فيزيكي به عنوان اسكلت خاك انجام وظيفه

مي نمايند . وجود سنگريزه در مجاورت ساير فراكسيون ها موجب تهويه بهتر خاك گشته و گاهي ساير ذرات ريز خاك را از گزند تاثير عوامل فرسايشي شديد مصون مي دارد . اغلب كانيهاي اوليه انها قابل تخريب بوده و به مرور زمان به تدريج بعضي از مواد غذايي معدني را به خاك و گياه تحويل مي دهند ( ۱ ).

شن :
ذرات شن محتوي كانيهاي اوليه دير تخريب و مقاومند . گاهي كاني كوارتز ۹۰ الي ۹۵ درصد اين فراكسيون را تشكيل مي دهند . بسته به جنس سنگ مادر ممكن است سيليكاتهاي مختلفي مانند ميكاوفلدسپات و همچنين كربناتهاي كلسيم و منيزيم نيز در ساختمان شن ها يافت شوند . معمولاً‌ مقدار ذرات شني در خاكهاي خام ( تكامل نيافته ) بيشتر است . با افزايش درجه تكاملي خاكها از ميزان شن كاسته و به فراكسيون هاي ديگر افزوده مي شود . ذرات شني از نظر شيميايي فعال نبوده ولي خواص فيزيكي خاكها را به طور محسوس تحت تاثير قرار
مي دهد .

 

سيلت :
مواد متشكله ذرات سيلت از نوع كانيهاي اوليه مانند كوارتز ، فلدسپات هاي مختلف ، پيروكسن ها ، آمفيبولها ، اوليون ، ميكاها و ديگر كانيهاي مخلوط اند . گاهي ذرات آپاتيتي ، هماتيت ها و كربناتها نيز در آنها يافت مي گردند . در شرايط آب و هوايي خشك كه خاكها معمولاً به مقادير قابل توجهي حاوي آثار سنگ مادر آهكي هستند . در اين فراكسيون ، ذرات كربناتي مانند كاليست و دولوميت يعني مهمترين اجزاء سازنده سنگهاي آهكي مشاهده مي شود .

از نقطه نظر مقدار كانيهاي كوارتز و فلد سپات از كانيهاي مهم فراكسيون هاي سيلت و شن مي باشد . خواص سيلت درشت ، شباهت زيادي به شنها داشته و سيلت ريز مي تواند در بعضي شرايط قسمتي از وظايف كانيهاي رسي را به عهده بگيرد . از طرف ديگر درتخريبهاي بعدي ذرات سيلت زمينه تشكيل رس آماده مي گردد .

رس ( ذرات كوچكتر از ۰۰۲/۰ ميليمتر ) :

كانيهاي اوليه حاصل از تخريب سنگها و رسوبات به مرور زمان تحت تاثير مجدد عوامل تخريبي مانند آب ، اكسيژن ، اسيدها و بازهاي محلول در آب و غيره قرار گرفته و به ذرات ريزتري تجزيه مي شوند . اين ذرات ريز كوچكتر از دوهزارم ميلي متر اكثراً‌ منشاء ثانوي داشته و داراي خواص فيزيكي و فيزيكوشيميايي ويژه اي هستند كه آنها را از ساير ذرات خاك متمايز مي سازد. اين ذرات ثانوي و معدني ميكروسكوپي در غالب فعل و انفعالات فيزيكي و شيميايي به طور فعال شركت جسته و در حاصلخيزي خاك اهميت وافري دارند .
فراكسيون هاي مختلف قطر ذرات ، هر يك به نوبه خود در تقسيمات فرعي ظريفتري رده بندي مي شوند . به منظور تعيين نسبت درصدي هر كدام از فراكسيون هاي قطر ذرات در يك خاك ، تا كنون روشهاي متعددي ابداع گشته كه ساده ترين آنها روش لمس خاك مرطوب زراعي بين انگشتان دست ، روش الك كردن قطر منافذ شخصي ( قطر منافذ الكها بر مبناي رده بندي هاي
بين المللي وقابل قبول تنظيم و ساخته شده است ) و روش رسوب ذرات و ترتيب ته نشيني آنها در ارتباط با جرم ( قطر ) مختلف ذرات ( ذرات درشت تر در مدت زمان هاي كوتاه و ذرات ريزتر در زمان هاي طولاني تر دردرون آب ته نشين مي شوند ) است ( ۱ ).

مواد آلي خاك
مواد آلي خاك تجمعي از بقاياي تا حدي پوسيده و تا حدي سنتز شده حيوانات وگياهان است . چنين موادي در حال پوسيدگي فعال اند و دائماً در معرض حمله ميكروارگانيسم هاي خاك قرار دارند . نتيجتاً مواد آلي خاك اغلب ناپايدارند و دائماً‌ بايد بوسيله افزودن بقاياي گياهي آن را تجديد كرد . ميزان مواد آلي موجود در قشر سطحي يك خاك معدني معمولاً‌ حدود ۵/۰ الي ۵ درصد وزني است اما در بين بعضي از خاكهاي پيت اين ميزان به حدود ۱۰۰ درصد نيز
مي رسد . حتي در خاكهاي غير آلي ، مواد آلي خاك مي تواند اثرهاي قابل توجهي بر روي خواص فيزيكي و شيميايي باقي گذارند .
بقاياي گياهان و حيوانات عالي به عنوان منبع عالي غذايي براي ميكروارگانيسم هاي خاك مورد استفاده قرار مي گيرند . اندكي بعد از وارد شدن اين بقاياء در خاك ، ميكروبها براي تامين مواد غذايي و انرژي خود شروع به تجزيه آنها
مي كنند . مواد آلي غير هوموسي شامل موادي مي شود كه يا تجزيه نشده اند (بافتهاي تازه ) و يا تا حدي تجزيه شده اند .
اجسام غير هوموسي شامل كربوهيدراتها و تركيبات وابسته ، پروتئين ها و مشتقات آن ، چربيه

ا ، ليگنين ها ، تانن ها و برخي فرآورده هاي كم پوسيده است . مواد آلي غير هوموسي ممكن است شامل ريشه ها و اندامهاي هوايي گياهان مختلف در حال پوسيدگي نيز بشود . فرآورده هاي تنزل يافته مواد غير هوموسي با قرار گرفتن در واكنشهاي آنزيمي و شيميايي تشكيل پوليمرهاي جديد به نام هوموس مي دهند . هوموس مخلوطي است كمپلكس ، از مواد كلوئيدي و بي شكل قهوه اي تيره كه به تجزيه ميكروبي مقاوم است و از تغيير شكل بافتهاي اصلي درست شده و يا توسط ميكروارگانيسمهاي خاك سنتز شده است .حدود ۹۰% يا بيشتر از كل هوموس

خاك از دو نوع پليمر به نامهاي اسيدهاي هوميك ( ۵۰ تا ۸۰% ) و پلي ساكاريدها ( ۱۰تا ۳۰% ) تشكيل شده است . اجزاي هوموسي و غير هوموسي ماده آلي خاك براي محيط خاك مهم هستند . مواد غير هوموسي اثرهاي كوتاه مدت از قبيل تامين منابع غذايي و انرژي براي موجودات زنده و تامين منابع حاصلخيزي طيبيعي خاك را به عهده دارد در حالي كه هوموس اثرهاي دراز مدتي از قبيل تامين ساخت مطلوب خاك ، افزايش ظرفيت تبادل كاتيوني ، تامپون PH و افزايش ظرفيت نگاهداري آب در خاك به جاي مي گذارد .

تفكيك جزئي اجزاء در عصاره مواد آلي توسط رسوب مواد با اسيدها و نمكهاي فلزات يا بهره گيري از تفاوت در ميزان انحلال پذيري حلالها هاي مختلف آلي انجام پذيرفته است . روشهاي كلاسيك براي تفكيك عصاره هاي مواد آلي شامل ته نشست آنها با اسيد و حل بعدي جزئي از مواد ته نشست شده در الكل است . اسامي كه براي هر جزء مواد در اين روش به دست آمده است مورد استفاده متداول يافته اما خود اجزاء در حقيقت اختلاط غير توصيفي تعدادي از تركيبات شيميايي هستند . اسيدهاي هوميك يا اسيدهاي فولويكي را كه به اين صورت تهيه مي شوند نمي توان به صورت تركيبات شيميايي متمايز محسوب كرد ، زيرا جدا ساختن آنها در روش ته نشست احتمالاً‌ بستگي به توانايي موادي دارد كه تشكيل پيوندهاي بين مولكولي مي دهند ( ۳ ).

انواع خاك
بر حسب محتواي نسبي ذرات سنگريزه ، شن ، سيلت و رس ، خاكها به گروههاي مختلف انواع زير رده بندي مي شوند :

الف : خاكهاي سنگلاخي
ذرات غالب در اين خاكها ، سنگها و سنگريزه هاي بزرگتر از ۲۰ ميلي متري است كه در جوار مقادير متفاوتي از ساير ذرات ، مجموعاً اين نوع خاكها را بوجود مي آورند ، در صورتيكه ذرات ۲ تا ۲۰ ميلي متري ذرات غالب باشند خاكهاي سنگ ريزه اي ناميده مي شوند . خاكهاي سنگلاخي از نظر زراعي اهميت كمتري داشته و فقط براي جنگل و مرتع مورد استفاده قرار مي گيرند . در شرايطي كه سهم ذرات ريز بيش از ۱۵ درصد باشد مي توان در برخي زراعتهاي كم توقع نيز مورد بهره برداري قرار داد ( ۱ ) .

ب : خاكهاي شني
حداقل ۷۵ درصد وزن ذرات تشكيل دهنده اين نوع خاكها را ذرات شني در محدوده قطري ۰۵/۰ – ۲ ميليمتري تشكيل مي دهند . ذرات شني اكثر خاكها از نوع سيليسي است كه در اين صورت خاك شني ، فقير از مواد غذايي بوده و گرايش شديد به اسيدي شدن وخنثي دارد . گاهي ممكن است ذرات فلد سپاتي و ميكائي به همراه ذرات آهكي در اكثريت باشند كه در اين حالت خاكهاي شني از كيفيت شيميايي و فيزيكي بهتري برخوردار بوده و نگهداري هوا و آب در آنها افزايش مي يابد ( ۲ ).

 

ج : خاكهاي لومي
مقادير متفاوت درصد ذرات شن ، سيلت و رس ، خاكهاي لومي متنوع با درجه حاصلخيزي مختلف را به وجود مي اورند . يك خاك ليموني ايده ال به مقدار ۵۰ الي ۶۰ درصد ذرات شني ، ۲۵ تا ۳۰ درصد ذرات سيلتي و ۲۰ ال ۲۵ درصد ذرات رسي دارد . عوامل حاصلخيزي به شرط مناسب بودن كيفيت و كميت فراكسيون هاي مختلف دراين نوع خاكها اكثراً فراهم بوده و در زراعتهاي پرتوقع بدون محدوديت مورد بهره برداري توليدي قرار مي گيرند . از خواص قابل ذكرآنها نگهداري و نفوذ مناسب آب و هوا و ساير شرايط متعادل فيزيكي و شيميايي مي باشد ( ۱ ) .

د : خاكهاي رسي
خاكهايي كه حاوي بيش از ۳۵ درصد رس و بيش از ۵۰ درصد مجموع رس و سيلت باشند به خاكهاي رسي موسومند . بسته به مقدار شن و سيلت موجود ، خاكهاي رسي درجه حاصلخيزي متفاوتي دارند . خاكهاي حاوي ذرات رسي ريز فراوان مخصوصاً ذرات كوچكتر از ۰۰۰۲/۰ ميليمتر ، گرايش شديدي به تراكم و سخت شدن دارند كه در اين صورت نفوذ آب و هوا شديداً دچار اشكال
مي گردد . همينطور خاكهاي حاوي ۹۰ درصد مجموعه رس و سيلت ، عملاً غير قابل زراعت اند .
معمولاً‌ خاكهاي رسي متوسط ، حاوي شن نسبتاً‌ زياد و سيلت كم خاكهاي حاصلخيزي را تشكيل مي دهند ، مخصوصاً وضع فعل و انفعالات شيميايي و دسترسي مواد غذايي گياهي در اين خاكها مطلوب بوده و هم زمان با نفوذ آب و هوا به لايه هاي خاك اصلي و گنجايش مطلوب نگهداري آب و مواد غذايي ، فعاليتهاي بيولوژيكي نيز به حالت طبيعي ادامه دارد ( ۱ ).

وابستگي خاك به گياه
خاك يك جسم سه بعدي متحول و طبيعي است كه در سطح زمين قرار دارد ، محيط نموگياهان است ، خواصش در اثر نيروهاي اقليم و موجودات زنده بر روي سنگ مادري شكل گرفته و بر اثر پستي و بلندي و طي زمان طولاني تغيير كرده است. براي آنكه محيط خاك محيط سالمي براي

رشد گياهان باشد بايد نيازهاي انها را برآورد و ممانعتي براي زندگي انها نداشته باشد . نيازهايي كه گياه بايد از خاك تامين كند عبارتند از : آب ، عناصر غذايي ، اكسيژن براي تنفس ريشه و محلي براي لنگرگاه ريشه ها و خاك . همچنين نبايستي حاوي عوامل محدود كننده رشد مانند غلظت زياد املاح محلول و فلزات سمي باشد ( ۵ ) .

خاك عرضه كننده هوا به ريشه
تنفس هوازي ريشه گياهان با جذب دائم اكسيژن از هوا و پس دادن گاز كربنيك اجرا مي شود . فعاليتهاي حياتي گياهان كه ممولاً در خاكهاي تهويه شده كاشته مي شوند با توقف تبادل اين دو گاز بين خاك و ريشه كند شده و اگر مدت طولاني ادامه پيدا كند كليه اين فعاليتها متوقف مي شود . قطع فعاليتهاي حياتي ريشه مي تواند باعث مرگ آن شود. معني تهويه خاك تبادل اكسيژن و گاز كربنيك بين ريشه گياه ( و به طور اعم موجودات زنده خاك ) ، خاك و جو است . اين تبادل د

ر خاكهاي معمولي زراعي از داخل خاك و از درون حفره هاي آن صورت مي گيرد . وقتي كه خاك از آب اشباع شود گازها بايستي به صورت محلول درآمده و حركت كنند . معلوم است كه اين حركت خيلي كند خواهد بود و به همين دليل تنفس گياهان مختل خواهد شد ( ۵ ) .

 

املاح محلول زياد
گياهاني كه در خاكهاي شور كاشته مي شوند معمولاً‌ ، كوچك و كوتاه هستند . عملكرد محصول آنها كم و در غالب موارد كيفيت محصول دلخواه نيست . علت اثرات سوء شوري در گياه متعدد است . وقتي مقدار املاح محلول خاك زياد شود مكش آب خاك زياد شده و بنابراين آب مفيد خاك براي گياه كم خواهد شد و بنابراين گياه دچار كمبود آب خواهد شد . اثر ديگر شوري در گياه سميت خاص يونهاي موجود در محلول خاك است . اثر يك يون در نمو گياه در شرايط خاكهاي شور بسيار پيچيده است و نمي توان بدون توجه به اثراتي كه روي خاك و يونهاي ديگر مي گذارد مو

رد بررسي قرار گيرد . گاهي زيادي يك عنصر خود سميتي براي گياه ندارد ، بلكه وجود يون ممانعتي براي جذب يون ديگري فراهم مي كند كه بدين طريق مانع رشد گياه مي شود .
به طور كلي مي توان اثرات شوري را بدين طريق خلاصه كرد كه گياه در اين خاكها از كم آبي رنج برده و بعضي يونها بخصوص كلروسديم موجب بروز سميت در گياه و توقف رشد مي شوند . براي اين عمل كربنات كلسيم را تا سرحد امكان پودر كرده و در سال اول به ميزان چندين تن در هكتار و سپس ۴ تا ۵ سال يك بار نيز حدود ۱ تا ۲ تن كربنات كلسيم به خاك اضافه مي كنند . مقدار دقيق آهك لازم را از روي PH‌ موجود خاك ، PH‌ مورد نظر ، ظرفيت تبادل كاتيوني و عكس العمل خاك تعيين مي كنند ( ۷ ).

خاكهاي شور و قليا
از نقطه نظر كشاورزي مسائل بهره وري از خاكهاي شور و قلياء از نارسايي جذب آب و عناصر غذايي توسط ريشه گياهان سرچشمه مي گيردو نسبت نامساعد بين يونها ، اختلالي در رشد و باردهي متعارفي گياه ايجاد مي كند . از طرفي چون نفوذپذيري خاكهاي قليا بسيار اندك است لذا آبياري و زهكشي اين خاكها نيز رضايت بخش نبوده و در آغاز مشكلات فراواني را عرضه مي كنند . براي بهسازي و اصلاح خاكهاي شور ، چاره اي جز آبشويي املاح واقداماتي در جهت بهبود وضع زهكشي خاك نيست . در مورد خاكهاي قلياء ، سديم موجود در همتافت تبادلي بايستي با كلسيم تبادل يافته و از خاك خارج شود . بدين منظور از آبشويي با آبهايي كه در آن SAR‌ ، مقادير كوچكي دارد استفاده شده گاهي نيز املاح كلسيم به آب آبياري افزوده مي شود . آهك به علت حلاليت ناچيز خود هيچگونه تاثر مثبتي در اصلاح خاكهاي قليا ندارد ( ۴ ) .

دشواريهاي نفوذ آب در خاك
اگر در هنگام آبياري كه به منظور تامين نياز آبي گياه صورت مي گيرد آب كافي نمي تواند وارد خاك شود ، دشواري نفوذ كند آب پيش مي آيد . واژه نفوذ آب از اين رو به كار فته است كه هم معني ورود آب به داخل خاك باشد و هم اين كه حركت آب را در داخل خاك در بر گيرد . نشانه هاي نفوذ كند آب عبارتند از: خشكي خاك بعد از دوره هاي بلند آبياري ، توقف رشد گياه به علت كمبود آب ، طولاني بودن زمان آبياري به اندازه اي كه از انجام ديگر عمليات كشاورزي جلوگيري كرده يا با آن برخورد نمايد ، خسارت ديدن گياه بر اثر تهويه ضعيف خاك و افزايش مسائل مربوط به بيماريهاي ريشه .
دشواريهاي نفوذ كند آب معمولاً به ناتواني در تامين آب كافي براي گياه
مي انجامد . نشانه هاي متداول آن خشكي در لايه نزديك سطح خاك بعد از غرقاب شدن طولاني ، تهويه ضعيف خاك ، افزايش بيماريهاي ريشه ، پژمردگي شديد گياه در ماههاي گرم سال و كاهش محصول است . علاوه بر اين نفوذ كند آب مي تواند شوري خاك را نيز افزايش دهد . مشكل شدن آمد و شد ماشين آلات كشاورزي از ميان درختان به منظور سمپاشي ، دشواري ديگري است كه درنتيجه نفوذ آهسته آب به وجود مي آيد .براي جلوگيري از دشواريهاي نفوذ آب يا به طور ساده سازش با آن اولين گام ضروري تغيير عمليات آبياري است . شخم قبل از آبياري و كاربرد ماده هاي بهسازي خاك و آب از جمله مواردي هستند كه در مرحله بعدي درنظر گرفته مي شوند . در مورد باغهاي ميوه تغيير در مديريت گياهي ممكن است راه حل موثر به شمار رود .

راه حل هاي گرانتر ديگر دربر گيرنده تغيير سيستمهاي آبياري ، تغيير گياه يا تلاش براي تغيير خاك به شخم عميق يا زيرشكني است . با اين وجود شخم عميق يا زير شكني تنهاي زماني كارايي دارد كه خاك داراي كفه رسي ، سخت لايه يا لايه هايي با بافت گوناگون باشد . جلوگيري از دشواريهاي نفوذ آب مستلزم آن است كه بدانيم گياه به چه مقدار آب نياز دارد و چه مقدار آب به درون خاك نفوذ مي كند ( ۱۲ ).

تاثير اكسيژن خاك
هر چه تهويه خاك بهتر شود ميزان جذب پتاسيم به وسيله گياه افزايش
مي يابد. آزمايش هاي متعدد براي بررسي اثر اكسيژن در خاك انجام شده است، ولي چون كم شدن اكسيژن با افزايش گاز كربنيك توام مي باشد اين مطالعه مشكل است . بدي تهويه خاك يكي از عوامل مهمي است كه مي تواند باعث كندي رشد و نمو شود . بدي تهويه در نتيجه مناسب نبودن ساختمان خاك و شخم مغروق شدن خاك ، فشردگي خاك با تراكتور يا پيدايش مناطق يا لايه هاي سخت در خاك بوجود آيد . در عمل مشاهده شده است كه وقتي تهويه مناسب نباشدجذب پتاسيم به خوبي صورت نمي گيرد . اين موضوع در نيشكر ، مركبات ، ذرت و محصولات صحرايي ديگر مشاهده شده است ( ۵ ).

تاثير محيط ريشه
محيطي از خاك كه زير ريشه قرار دارد و ريشه ها آن را در بر مي گيرند يا ريز وسفر گفته مي شود . موجودات ذره بيني متعددي در اطراف ريشه ها فعاليت مي كنند. جمعيت باكتريها ، قارچها و پرتوزآ در سطح ريشه تارهاي كشنده تا حدود ۱۲۰ برابر جمعيت اين موجودات در خارج از محيط ريشه است . چون موجودات ذره بيني خاك داراي محل تبادلي هستند و تراكم آنها در اطراف ريشه زياد است به نظر مي رسد كه ظرفيت تبادلي محيط ريشه بيش از محيط خارج شود و اين در جذب عناصر بوسيله گياه موثر است ( ۵ ).

خاكهاي اسيدي
خاك در نواحي مرطوب مداوماً توسط آب باران شسته مي شود . شستشوي خاك موجب خروج كلسيم ، منيزيم ، سديم و پتاسيم از خاك گشته و يون ها هيدروژن و آلومينيوم جاي آنها را روي كلوئيدهاي خاك مي گيرند . PH‌ خاك با افزايش غلظت يون هيدروژن در خاك نقصان يافته و خاك اسيدي
مي گردد . اسيدي بودن خاك به علت وجود غلظت نسبتاً زيادي يون هيدروژن در محلول خاك است . غلظت هيدروژن موجود در محلول خاك را اسيديته فعال گويند .
يونهاي هيدروژني كه روي كلوئيد ها قرار دارند اسيديته ذخيره نام دارد، زيرا غلظت هيدروژن محلول خاك را در صورت خنثي شدن ترميم و از افزايش PH خاك جلوگيري مي كند . اضافه نمودن مقدار زيادي از كودهايي كه يون هيدروژن را به طور مستقيم ويا در اثر فعل و انفعالات بعدي آزاد و به خاك اضافه مي كنند ( مانند اوره ، نيترات آلومينيوم و سولفات آمونيوم ) PH‌ خاك را نقصان مي دهد . غلظت يون هيدروژن در خاك مي تواند بر فعاليت ميكروارگانيسمها و رشد گياه موثر باشد .
كمبود عناصر فسفر ، كلسيم ، منيزيم ، پتاسيم و موليبدن و همچنين زيادي غلظت آلومينيوم

و منگنز در خاكهاي اسيدي بر رشدگياه و ميكروبها اثر مي كنند . گياهان نسبت به PH‌خاك متفاوت است . بعضي از گياهان مثل آزاليا (Azalia ) و ذغال اخته (Blue Berries ) خاكهيا اسيدي را به خوبي تحمل مي كنند و بعضي ديگر مانند يونجه در خاكهاي اسيدي رشد نمي نمايند . شرايط خاك و از جمله PH آن يكي از عوامل موثر در سازگاري ارقام يك گياه به شرايط محيطي خاص است . با اين حال بعضي از گياهان به علت وابستگي هاي خود به موجودات ديگر دچار محدوديتهايي هستند . مثلاً‌ رشد مطلوب و اقتصادي بقولاتي مثل يونجه به تثبيت ازت توسط ريزوبيومها وابسته است . PH خنثي يا قليايي و فراواني كلسيم ، موليبدن و كبالت براي فعاليت اين باكتريها ضرورت دارند . به همين جهت يونجه در خاكهاي اسيدي عملكرد مطلوب و اقتصادي نمي دهد . گفته شد كه خاكهاي خنثي مطلوب اغلب گياهان است . براي اصلاح خاكهاي اسيدي و تغيير PH‌ آن از اصلاح كلسيم و معمولاً سنگ كربنات كلسيم استفاده مي كنند (۱۲).

حركت آب در خاك
حركت آب در خاك از نظر تبخير رطوبت از خاك ، زهكشي ، و خروج آب ( از خاك مرطوب به خاك خشك ) و يا حركت آن به طرف ريشه ( و سپس برگها و اتمسفر ) حائز اهميت زيادي است . حركت آب در خاكهاي اشباع به صورت مايع و در خاكهاي غير اشباع به صورت مايع و بخار مي باشد . عوامل كنترل كننده حركت آب در خاك در هر دو حالت يكي هدايت آبي (Hidrulic Conductivity ) است و ديگري اختلاف پتانسيل آب در دو نقطه كه از نظر رياضي به صورت زير نمايش داده مي شود : V=KF
كه در آن :
V = حجم آب
K = هدايت آبي خاك
F = اختلاف پتانسيل يا كراديان آب در خاك

مديريت خاك ورزي
از آن جا كه مديريت خاك ورزي نامناسب سله سطحي و فشردگي را افزايش مي دهد نفوذ آب را كاهش داده موجب رشد ضعيف ريشه نيز مي شود . مديريت مناسب دربرگيرنده دومورد زير است :
 كاربرد عمليات خاك ورزي مناسب

 كترل دو عامل زمان و مقدار رفت و آمد ماشين ها .
خاك ورزي بر انسداد سطحي وسله تاثير مي گذارد و هر بار كه مزرعه اي خاك ورزي مي شود و خاك به ذره هاي كوچكتر فرو مي پاشد و آن را آماده سله بستن و فشردگي مي كند . روشهاي خاك ورزي كه سطح خاك را صاف و بدون پس مانده گياهي مي گذارد و خاك را به ذره هاي ريز مي شكند به احتمال زياد سله و انسداد را يجاد مي كند . فشردگي خاك مشكلي جدي است ، زيرا براي آماده سازي زمين ، از بين بردن علفهاي هرز ، كاربرد ماده هاي
بهساز و برداشت محصول اغلب از ماشين هاي بزرگ استفاده مي شود .
رفت و آمد ماشينها لايه هاي فشرده اي را در دست زير ناحيه شخم بوجود
مي آورد .
به اين گونه لايه هاي فشرده سخت لايه خاك ورزي گفته مي شود . وجود همين سخت لايه هاي خاك ورزي است كه باعث مي شود نفوذ آب در شيارهاي محل رفت و آمد ماشينها كند تر از شيارهايي با شد كه بدون رفت و آمد مانده است . همچنين بر اثر تهويه نامناسب و دخالتهاي مكانيكي و يا هر دوي آن ها رشد كند يا متوقف مي شود . در اين وضعيت حجم كل منافذ خاك كاهش مي يابد . با اين وجود درچنين حالتي تعداد منفذهاي كوچك افزايش و تعداد منفذهاي بزرگ كاهش مي يابند . در بيشتر موارد فشردگي را از راه چگالي ظاهري اندازه
مي گيرند . پايداري فروسنجها نيز نشانه حساسي از فشردگي به شمار مي رود . آشكارترين نشانه فشردگي خاك آن است كه وقتي با بيل كنده مي شود حتي زماني كه خاك مرطوب است ، سخت و شكننده مي باشد ( ۹ ).

عمليات خاك ورزي
كارهاي مربوط به كشت و اثر حركت چرخها گرايش خاك را براي سله بستن زياد مي كند . خاك ورزي اين گونه سله ها تنها به افزايش موقتي نفوذپذيري خاك مي انجامد . بهبودي اين وضعيت معمولاً‌ تنها براي يك دوره آبياري دوام دارد . گرچه روي برخي از خاكها بايد كارهاي خاك ورزي صورت بگيرد تا بتوانند مقدار قابل توجهي آب از خود عبور دهند . خاكهايي كه در انها سيليت يا شن بسيار ريز زياداست و از رس قابل تورم كمي برخوردارند بيشترين دشواري را ايجاد مي كنند .
روشهايي كه براي سله شكني بكار مي رود اما خاك را ناهموار نگه مي دارد و پس مانده هاي گياهي را روي سطح باقي مي گذارند به احتمال زياد نفوذپذيري را در سراسر يك دوره آبياري و شايد تا آبياري بعدي در حد مناسبي نگه مي دارد. گونه هاي مختلف گاوآهنهاي قلمي ، كولتيواتورها و پنجه غازيها سطحي نامهموار را با كاه و كلش را باقي مي گذارند. اگر شوري آب آبياري كمتر از ۵/۰ دسي زيمنس بر متر باشد ، كاربرد ۵/۲ تا ۵ نم گچ در هكتار به سطح خاك ورزي شده مي تواند سله را كاهش دهد . اگر نسبت جذبي سديم خاك يا آب آبياري بيش از ۵ باشد سودمندي كاربرد گچ در سطح خاك باز هم بيشتر مي شود .
خاك ورزي براي شكستن سخت لايه خاك ورزي
همانند خاك ورزي كم عمق خاك ورزي به منظور سست كردن سخت لايه هاي زير سطحي كه از رفت و آمد به وجود آمده تنها تدبيري موقتي است . شخم بايد عميق زده شود تا كارايي داشته باشد . تيغه شكافنده بايد كاملاً زير لايه فشرده خاك قرار گيرد ، زيرا بخش عمده سست شدن خاك درقسمت V شكل اطراف نيمه بالاي تيغه رخ مي دهد . بايد خاك را ۵۰ درصد ژرفتر از مرز پايين فشردگي شكافت و فاصله تيغه ها را به گونه اي تنظيم كرد كه به اندازه ۸۰ درصد عمق از يكديگر فاصله داشه باشند . مثلاً اگر فشردگي تا عمق ۴۰ سانتي متر ادامه دارد بايد خاك را تا عمق ۶۰ سانتي متر شكافت و تيغه ها را به فاصله ۵۰ سانتي متر از يكديگر تنظيم كرد ( ۱۱‌).

 

خاك ورزي عميق براي لايه هاي محدود كننده طبيعي
شخم عميق اغلب زماني سودمند است كه وجود لايه هايي مانند كفه رسي ، سخت لايه يا لايه هايي با بافت گوناگون آب گذري ژرف آب و رشد ريشه را محدود مي سازد . با وجود اين بايد بيش از آن كه درباره استفاده از شخم عميق تصميم گرفت خاك را بررسي كرد . اگر خاك لايه لايه باشد يا سوخت لايه اي در بخش ۲/۱ متري از سطح خاك دارا باشد انجام خاك ورزي عميق تا ژرفاي ۵/۱ متر مفيد و اثر آن معولاً هميشگي است . خاك ورزي عميق عموماً يك بار اغلب پيش از كشت محصولات چند ساله مانند باغهاي ميوه و تاكستانها
زده مي شود .

خاك ورزي حفاظتي ( نگهدارنده )
اين واژه به كارهاي آماده سازي زمين گفته مي شود كه در بر گيرنده وضعيت بدون خاك ورزي ، حداقل خاك ورزي و خاك ورز كاهش يافته است . خاك ورزي حفاظتي نفوذ آب را بهبود مي بخشد . زيرا علاوه بر كاستن از رفت و آمد مقادير قابل توجهي پس مانده گياهي را در سطح خاك بر جاي مي گذارد . اين پوشش خاك را در بر ابر برخورد قطره هاي باران فروپاشي خاكدانه و پيدايش سله يا انسداد سطحي نگه مي دارد . همچنين نفوذپذيري بهتر آب از پيدايش وضعيت ماندابي و رواناب كه به فرسايش مي انجامد جلوگيري مي كند .

كنترل رفت و آمد ماشين ها
ارزانترين و ساده ترين روش براي كاستن از فشردگي ، تغيير زمان انجام كارهايي است كه به رفت و آمد ماشين ها در مزرعه نياز دارد . مناسب ترين وقت براي رفتن به مزرعه زماني است كه خاك نسبتاً خشك باشد مقدار آب خاك براي چندين روز بايد برابر يا كمتر از ظرفيت زراعي باشد . اين سطح رطوبتي براي خاك شني چندين روز پس از آبياري به دست مي آيد ، در حالي كه براي خاكهاي رسي زمان چند هفته ممكن است ضروري باشد . با اين وجود اگر كيفيت محصول و فرصت عرضه آن به بازار در معرض تهديد باشد . به دليل تاخيري كه بوجود مي آيد انتظار براي رسيدن به وضعيت خشك خاك ممكن است منطقي نباشد .هر خاكي در مقدار معيني از رطوبت بيشترين فشردگي را خواهد داشت . فشردگي را مي توان با كم كردن اندازه دستگاهها و ميزان رفت و آمد در مزرعه كاهش داد .
طبق روش هاي زير بايد عمل كرد :
 خاك ورزي را به حداقل رساند ، زيرا به اين ترتيب ميزان رفت و امد در مزرعه كاهش مي يابد . با اين وجود اگر اندازه ماشين ها افزايش يابد سودمندي رفت و آمد كمتر از بين مي رود .
 سعي شود كه وزن ماشينها را روي سطح زيادتري پخش كرد . برخي روشهاي مفيد عبارتند از : كاهش باد لاستيكها ، افزايش عرض آنها و افزايش تعداد لاستيكها و محور آنها .
 بايد از مسيرهاي هميشگي و ثابت براي ماشين ها استفاده كرد تا حركت چرخها به شيارها و خطهاي خاص محدود شود و بقيه مزرعه بدون رفت و آمد بماند .از آنجا كه فشردگي خاك در همان چند رفت و آمد نخستين ماشينها روي زمين پديد مي آيد . حذف رفت و آمد تا حد امكان بهتر از كاهش تعداد رفت و آمد خواهد بود . پژوهش ها نشان مي دهد كه حذف رفت و آمد نفوذ آب را تا حد زيادي بهبود مي بخشد ( ۱۱ ).

دشواريهاي سطحي
سطح خاك و خاكي كه بلافاصله زير آن قرار دارد مستقيماً‌در معرض اثر آب افزوده و رفت وآمد ماشينها مي باشد . هر دو عامل مي تواند به مقدار زياد از تواناييهاي خاك براي هدايت آب بكاهد . دشواريهاي سطحي در برگيرنده سله و فشردگي است . سله هاي ساختماني بر اثر برخورد قطره هاي آب باران و فواره ها و همچنين بر اثر فروپاشي خاكدانه ها با مرطوب شدن خاك تشكيل مي شود . فشردگي گرچه در ناحيه شخم و منطقه زير آن رخ مي دهد ، اما آن را در بخش دشواري سطحي قرار داده اند .

ماده هاي بهساز شيميايي
ماده هاي بهساز شيميايي گوناگوني را مي توان براي بهبود نفوذ آب بكار برد . اين ماده ها ساختار شيميايي خاك يا آب را اساساً با تقويت مقداري كلسيم بهتر مي كند . اين كار به دو دليل سودمند است :
۱- غلظت كل نمك يا رسانايي الكتريكي (Ese ) آب خاك را افزايش مي دهد .
۲- نسبت جذبي سديم (SAR ) آب خاك و در نتيجه آن درصد سديم تبادل خاك را كاهش مي دهد . هر دو اثر مي تواند نفوذ آب را افزايش دهد ، بويژه اگر مكشل كندي نفوذ آب وجود داشته باشد هر دو حالت ياد شده پايداري خاكدانه ها را بهتر مي كند . از اين رو تشكيل سله هاي سخت و فشرده خاك كاهش
مي يابد و منافد بزرگ كه آب را هدايت مي كند توسط ذره هاي ريز رس
كمتر بسته مي شود . ماده هاي بهساز به خاك ، آب ، يا هردو افزوده
مي شود ( ۱۱‌).

مديريت ماده آلي
ماده آلي بخشي ازخاك است كه توسط موجودات زنده توليد شده است . اين ماده دربرگيرنده پس مانده گياهي و جانوري در مراحل مختلف تجريه و همچنين سلولهاي ميكروبي و موادي است كه توسط جانداران در خاك بوجود آمده است .
در كشورهايي مانند ايران به دليل دماي زياد خاك ماده آلي به سرعت تجزيه مي شود . ماده آلي تاره فعاليت ميكروبي را زيادتر كرده و به دليل توليد
پولي ساكاريدها و پولي يورونيدها درپايداري ساختمان خاك بسيار موثر است . در نتيجه بهبود در وضعيت نفوذ مستلزم افزودن سالانه ماده آلي بعنوان بخشي از سيستم كلي مديريت است .
ماده آلي مهمترين عامل پايداري براي خاكدانه ها به شمار مي رود . افزون بر اين ، همانگونه كه كارهاي پژوهشي دوداتاوهوندال ( ۱۹۸۴ ) ، بويل و همكاران (۱۹۸۹) و مارتن و فرانكن برگر ( ۱۹۹۲ ) نشان مي دهند هنگامي كه ماده آلي خاك افزايش مي يابد ، تخلخل خاك زيادتر شده ، خاكدانه ها پايدازتر و نفوذ آب بهتر شده است . كارهاي كشاورزي ، تجزيه مواد آلي ارا افزايش مي دهد . در نهايت مقدار ماده آلي به يك مقدار ثابت مي رسد . در اين حد ، همانگونه كه كار پژوهشي جوف ( ۱۹۵۵ ) نشان داده است ، انجام كارهاي كشاورزي معمولاً ماده آلي را بيش از حد كاهش نمي دهد .
هنگامي كه ماده آلي به خاك افزوده مي شود ، آميختگي سبك پس مانده جانوري و گياهي با خاك سبب مي شود كه مقدار زيادتري از باقيمانده هاي آلي با خاك تماس داشته باشد . اين كار باعث مي شو دكه ماده آلي و عنصرهاي غذايي ان در برابر آسيب باد يا شستشو نگهداري شود . افزون بر اين ساختمان خاك را در سطح از برخورد از برخورد قطره هاي آب يا آب در حال جريان حفظ مي كند . باقيمانده هاي آلي مانند كوههاي سبز كه به سرعت تجزيه مي شوند در مقايسه با كاه ، جو يا برنج به كندي تجزيه مي شوند ساختمان خاك را با سرعت بيشتري بهبودمي بخشند . با اين وجود ، اين گونه مواد كه به كندي تجزيه مي شوند پيش از تجزيه شدن ، خاك را در برابر اثرات نامطلوب ناشي از برخورد آب آبياري محافظت مي كند ( ۱۱ ).

كود دامي
جايي كه كود دامي فراهم باشد در نگهداري يا افزايش مقدار ماده آلي خاك سودمند است . توليد ساليانه كود دامي توسط دامداريها و مرغداريها در ايالات كاليفرنيا حدود ۹ ميليون تن است و. با اين وجود ، مقدار كم عناصر غذايي و هزينه زياد جابجايي ، كاربرد آن را به جز در مزراع نزديك به دامداري يا مرغ داري غير عملي مي سازد . مقدار ( ۳ تا ۶ درصد ) و مقدار نمك ( ۶ تا ۱۰ درصد) كود نيز براي انكه حداقل آسيب را به محيط برساند به نمكهايي كه دركود دامي موجود است ( ۴۵ تا ۹۰ كيليوگرم درهر تن ) احتمالاً‌ بوسيله عمليات معمول آبياري شسته مي شود . هنگامي كه مقدار زياد كود مرغي به خاك هاي رسي ، رسي سيلتي يا لوم رسي افزوده مي شود ، ممكن است براي پايين آوردن سطح شوري در ناحيه ريشه به خاك ورزي عميق و آبياري سنگين نياز باشد .

گياهان پوششي و مالچ سطحي
پوشاندن سطح زمن با گياهان زنده يا مالچ باعث مي شود كه ساختمان خاك از خيس شدن توسط جريان آب يا برخورد قطره هاي برخورد آب حفظ شود . ريشه گياهان پوششي به تشكيل خاكدانه كمك مي كند و تجزيه باقيمانده گياهي نيز كه در نگهداري ساختمان خاك موثر است . براي نگهداري گياه پوششي كاستي هايي نيز وجود دارد. اول اينكه به همان مديريتي نياز دارد كه براي گياه اصلي غير ضروري است .اين مديريت در برگيرنده هزينه هاي اضافي به منظور برآورد نيازهاي غذايي و آبي گياه پوششي و همچنين هزينه هايي براي تغيير زمان بندي كارهاي ضروري براي گياه پوششي است . دوم اينكه آفات و بيماريها ممكن است در گياه پوششي پرورش يابد و سوم اينكه باقيمانده گياهي ممكن است دركار برداشت گياه اصلي اختلال ايجاد كند .
كاشتن يك گياه پوششي يك ساله در پاييز كه در پي آن كشت اصلي در بهار انجام مي شود كاستيهاي ياد شده را به حداقل مي رساند . گياهاني مانند گندم ، جو يا چاودار پوششي فراوان انبوهي را در زمستان و بهار فراهم مي كند . گياهان پوششي را يا هنگامي كه سبز است به خاك برمي گردانند و يا اينكه يك يا دوبار بريده مي شوند و سپس شخم صورت مي گيرد . عمليات نوع دوم برتري دارد ، بويژه اينكه برشها بلند باشند و شخم پس از اينكه كاه زرد شده انجام شود تا سطح زبري پديد آيد .
براي آنكه گياه پوششي كارايي داشته باشد بايد به اندازه اي فشرده شود كه زمين را كاملاً‌ بپوشاند . بر پايه مطاله اي كه از حوضه آبخيزي در ايالت نيومكزيكو انجام گرفت ـ پوشش كلي زمين مهمترين عامل براي دستيابي به سرعت نفوذ مناسب بوده است . ( وود و همكاران ۱۹۸۷) . پژوهش انجام شده بر روي گياهان پوششي نشان مي دهد كه اين گياهان به طور كلي وضعيت خاك و نفوذ آب را بهبود مي بخشند ، ليكن عملكرد را بيشتر نمي كند ( ۱۱ ).

دشواريهاي زيرسطحي
لايه هاي طبيعي مانند سخت لايه ، كفه رسي و لايه اي بودن خاك نفوذ ژرف آب يا رشد ريشه را محدود مي كند . اين لايه ها را مي توان توسط شخم عميق يا شكافتن خاك براي هميشه تغيير داد . شخم عميق ، توسط گاو آهنهايي برگردان دار عميق يا ماشينهايي كه جوي را در ميان مي آورند براي مخلوط كردن خاكهاي لايه اي با بافت گوناگون و شكستن سخت لايه يا لايه رسي بكار مي رود . از ميله هاي شكافنده براي شكستن سخت لايه به منظور دستيابي به خاك نفوذپذير آن مي توان بهره گرفت .

رنگ خاك
رنگ خاك واضحترين مشخصه خاك است كه به آساني قابل اندازه گيري
مي باشد. تعيين رنگ خاك بيشتر به اين دليل حائز اهميت است كه ازطريق آن مي توان به خواص مهم ديگري ( مثلاً وضعيت زهكشي خاك ) پي برد كه اندازه گيري آنها اغلب يا مشكل است و يا به طور دقيق عملي نيست . در نتيجه رنگ خاك هنگامي كه با ساير خصوصيات خاك در نظر گرفته شود بسياري از تفسيرهاي ژنتيكي و بهره برداري اراضي را ممكن مي سازد .
پيدا كردن رابطه كلي بين رنگ خاك و قدرت حاصلخيزي آن به دليل تغييرات مينرالوژيكي خاك ، تغييرات بافت خاك و تغييرات ميزان مواد آلي كار بيهوده ايست . البته خاكهايي كه به رنگ روشن و سفيد مي باشند اغلب در حالتهاي طبيعي حاصلخيزي چنداني ندارند . لكن همين خاكها در صورت مديريت صحيح ممكن است وضعيت كاملاًَ متفاوتي از خودشان نشان دهند. گاهي اوقات در يك منطقه محدود خاكهايي ديد

ه مي شود كه رنگ آنها به تناسب ميزان مواد آلي و وضعيت زهكشي خاك تغيير مي كند .
خاكهايي كه تحت الارض آن ها خاكستري رنگ مي باشند ، احتمالاً از آب اشباع بوده و به هنگام كشت و كار مي بايد زهكشي شوند . همچنين اين گونه اراضي جهت احداث ساختمان يا احداث مخازن فاضلاب زيرزميني به دليل مرطوب بودن به هيچ وجه مناسب نيستند ، خاكهايي كه تحت الارضي آن ها بدون منقوطه بوده و رنگ خاكستري هم ندارند ، وضعيت زه كشي و تهويه آنها مطلوب است . بنابراين با توجه به نياز رطوبتي و تهويه اي متفاوت گياهان و درختان مي توان از طريق رنگ خاك اراضي مناسب را براي گياهان مختلف انتخاب نمود (۱۱).