خواص فیزیکی خاک :

خواص فیزیکی خاک در تعیین قابلیت استفاده از آن برای مقاصد گوناگون حائز اهمیت می باشد. استحکام و تحمل فشار، قابلیت زهکشی در حالت مرطوب و خشک، قدرت ذخیره رطوبت، سهولت نفوذ ریشه گیاهان در خاک، تهویه و قابلیت نگهداری عناصر غذایی گیاهان در خاک همگی ارتباط نزدیک با خواص فیزکی خاک دارند.
 

  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 و سیلت و رس که ذرات کوچکتر از سنگریزه می باشد ( قطرشان از 2 میلی متر کوچکتر است) بافت خاک را تشکیل می دهد درشت و سبک به خاک شنی و ریز و سنگین به خاک رسی اطلاق می شود. خاک لوم (loam) ما بین این دو نوع و دارای مخلوط مناسبی از شن و سیلت و رس است. خاک های شنی سریع تر از خاک های دیگر خشک و گرم می شوند و راحت تر قابل شخم زدن هستند. خاک های رسی آب بیشتری را در خود نگه می دارند... 

Alonefarmer.ir   / Alonefarmer.mihanblog.com

خواص فیزیکی خاک در تعیین قابلیت استفاده از آن برای مقاصد گوناگون حائز اهمیت می باشد. استحکام و تحمل فشار، قابلیت زهکشی در حالت مرطوب و خشک، قدرت ذخیره رطوبت، سهولت نفوذ ریشه گیاهان در خاک، تهویه و قابلیت نگهداری عناصر غذایی گیاهان در خاک همگی ارتباط نزدیک با خواص فیزکی خاک دارند.
 

  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 و سیلت و رس که ذرات کوچکتر از سنگریزه می باشد ( قطرشان از 2 میلی متر کوچکتر است) بافت خاک را تشکیل می دهد درشت و سبک به خاک شنی و ریز و سنگین به خاک رسی اطلاق می شود. خاک لوم (loam) ما بین این دو نوع و دارای مخلوط مناسبی از شن و سیلت و رس است. خاک های شنی سریع تر از خاک های دیگر خشک و گرم می شوند و راحت تر قابل شخم زدن هستند. خاک های رسی آب بیشتری را در خود نگه می دارند و از بقیه خاک ها دیرتر خشک و گرم می شوند و از همه سخت تر قابل شخم زدن می باشند. خاک های لوم وضعیتی متوسط دارند یعنی قابلیت نگهداری آب در آنها خوب است و نسبتاً خوب شخم زده می شوند. 
 

انواع ذرات تشکیل دهنده خاک (سیستم بین المللی)
 
نام اندازه برحسب میلی متر
ریگ و سنگ ( Gravel ) بزرگتر از 2 میلی متر
شن درشت ( Coars sand ) 2 تا 2/0 میلی متر
شن ریز ( Find sand ) 2/0 تا 02/0 میلی متر
سیلت ( Silt ) 02/0 تا 002/0 میلی متر
رس (  Clay ) کمتر از 002/0 میلی متر

انواع ذرات تشکیل دهنده خاک (سیستم آمرکایی)
 
نام اندازه برحسب میلی متر تعداد ذرات در یک گرم
شن  خیلی درشت ( Very Coars sand ) 2 - 1 میلی متر 90
شن درشت ( Coars sand ) 1 - 5/0 میلی متر 722
شن متوسط ( Medium sand ) 5/0 - 25/0 میلی متر 5780
شن ریز ( Fine sand ) 25/0 - 1/0 میلی متر 46200
شن خیلی ریز ( Very Fine sand ) 1/0 - 05/0 میلی متر 722000
سیلت ( Silt ) 05/0 - 002/0 میلی متر 5780000
رس (  Clay ) کمتر از 002/0 میلی متر 90300000

  مثلث بافت خاک :
 
مثلثی است متساوی الاضلاع که هر ضلع آن مربوط به 3 عنصر اصلی هر خاک یعنی ماسه، سیلت و رس است.
برای اینکه بدانیم نمونه خاک در چه محدوده بافتی قرار می گیرد، اگر مقادی 3 گروه اصلی اجزاء تشکیل دهنده خاک را شامل شن (درشت و ریز) – سیلت و رس می باشد با تجزیه مکانیکی اندازه گیری نماییم می توانیم به نوع بافت خاک پی ببریم.
بافت در خاک تا حدودی نمایشگر محیط های تشکیل آن، رژیم آبی خاک ، ظرفیت نگهداری آب در خاک، نفوذ پذیری و تخلخل (مقدار خلل و فرج خاک که به وسیله اب یا هوا اشغال می شود) و نقطه پژمردگی گیاه است. 
 

  تقسیم بندی بافت خاک
 
در روش مدرن، مثلث بافت خاک از دوازده کلاس تشکیل یافته است که اجزاء متشکله آن به قرار زیر می باشد :
1- شنی (sand) : حداقل مقدار شن 85 درصد و مجموع و 5/1 برابر ذرات رس کمتر از 15 درصد می باشد.
2- شنی – لومی (loamy – sand) : شن بین 70 تا 90 درصد و مجموع سیلت و 5/1 برابر ذرات رس بیش از 15 درصد و مقدار رس از 30 درصد کمتر می باشد.
3 – لومی – شنی (sandy – loam) : رس کمتر از 20 درصد یا مجموع درصد سیلت و دو برابر مقدار رس از 30 درصد بیشتر می باشد. خاک هایی که مقدار شن آنها بین 24 تا 52 درصد باشد و مقدار رس شان کمتر از 7 درصد و سیلت شان نیز کمتر از 50 درصد است خاک لومی و شنی نامیده می شوند.
4 – (loam) لوم : مقدار رس بین 7 تا 27 درصد و سیلت 28 تا 50 درصد و شن کمتر از 52 درصد است.
5 – لومی – سیلتی (silt – loam) : مقدار سیلت بیش از 50 درصد و رس بین 12 تا 27 درصد بوده و یا مقدار سیلت بین 50 تا 80 درصد نوسان داشته و مقدار رس نیز کمتر از 12 درصد است.
6 – سیلت (silt) مقدار سیلت کمتر از 80 درصد و مقدار رس کمتر از 12 درصد است.
7 – لوم رسی – شنی (sandy – clay – loam) : اینکه 20 تا 35 درصد رس داشته و مقدار سیلت آن 28 درصد کمتر و شن آن نیز بیش از 45 درصد می باشد.
8- لومی ورسی (clam –loam) مقدار رس تا 27 تا 40 درصد و مقدار لوم کمتر از 20 درصد تا 45 درصد در نوسان است.
9- لوم رسی – سیلتی (silty – clam – loam) مقدار رس 27 تا 40 درصد و مقدار شن نیز از 20 درصد کمتر است.
10- رسی و شنی (sandy – clay) مقدار رس و شن آن از 35 تا 45 درصد بیشتر است.
11 - رسی و سیلتی (silty – clay) مقدار هر یک از رس و سیلت آن به ترتیب بیش از 40 درصد است
12- رسی (clay) مقدار رس بیش از 40 درصد و مقدار شن و سیلت آن به ترتیب از 45 تا 40 درصد کمتر است.

برای تعیین بافت خاک (تجزیه گرانولومتری) متدهای متعددی پیشنهاد گردیده است . اصول متدهای فوق بر مبنای قانون استوکس پایه گذاری شده است. طبق نظریه استوکس سرعت سقوط ذرات متناسب با قطر آنها می باشد، یعنی در تجزیه گرانولومتری، سرعت سقوط ذرت را طبق معادله زیر تعیین می نمایند:

V = k R2
 

 D1 - D2
 
 2
 
 
g
 
--------------------------------------------------------------------------------
 ×
 

--------------------------------------------------------------------------------
 k =
 

 η
 
 9
 
 

 D1 - D2
 
 2
 
 
g R2
 
--------------------------------------------------------------------------------
 ×
 

--------------------------------------------------------------------------------
 V =
 

 η
 
 9
 
 

 
: سرعت سقوط ذرات بر حسب سانتی متر در ثانیه R شعاع ذرات بر حسب سانتی متر D1 وزن مخصوص ذرات بر حسب گرم بر سانتی متر مکعب D2 وزن مخصوص محلول بر حسب گرم بر سانتی متر مکعب g شتاب ثقل زمین بر حسب سانتی متر برثانیه η ضریب چسبندگی محلول بر حسب دین بر سانتی متر 
 

  تعیین بافت خاک در صحرا
 
بافت خاک را در صحرا بدین ترتیب معین می کنند که مقداری از خاک را مرطوب کرده بین انگشتان شصت و سبابه فشار می دهند. از احساسی که به حس لامسه دست می دهد و از طرز تشکیل نوار خاک مرطوب بین انشگتان می توان به بافت خاک پی برد. ذرات شن زبر و خشن بوده و در زیر انگشتان حس می شوند. ذرات سیلت در حالت خشکی آردی و شبیه پودر می باشند. رس در حالت خشکی سفت و سخت و در حالت مرطوب چسبنده و شکل پذیر است. 
 

  رفتار خاک های سبک :
 
خاک های سبک خاک هایی هستند که بیش از 80% وزن خاک را شن تشکیل داده و مقدار رس کمتر از 12 درصد و یا مجموع رس و سیلت آن ها کمتر از 20 درصد است. رطوبت قابل استفاده در هر متر از عمق خاک کمتر از 125 میلی متر است. زهکشی آنها آزادانه و به طور طبیعی صورت گرفته و با پیدایش یک دوره خشکی رطوبت خود را به سرعت از دست می دهد. در معرض فرسایش بادی قرار دارد و بارخیزی آنها ناچیز است. ساختمان خاک در این اراضی بسیار سست و شکننده بوده و با فشاری متلاشی شده و به ذرات اولیه تبدیل می شود. اگر در حالتی که خاک مرطوب است عملیات شخم و غیره انجام شود، سطح خاک متراکم شده ولی درز و ترکی در آن پدیدار نمی شود در نتیجه نفوذ آب در خاک مرطوب است گرفته و جوانه زدن بذر و انتقال هوای خاک از هوا به درون خاک و یا بالعکس دچار وقفه ی شود. این عوامل به حاصلخیزی ناچیز خاک دامن می زند. وجود سنگ ریزه و فراوانی آن نیز از بارخیزی خاک کاسته و استهلاک ادوات کشاورزی نیز در مدت کوتاهی به وقوع می پیوندد. رطوبت قابل استفاده گیاه در این خاک ها ناچیز بوده و آبیاری بایستی به تناوب بیشتری صورت گیرد. آبشویی (leaching) املاح و کودهای شیمیایی نیز قابل توجه است و تلفات و ضایعات کودی بیشتر از سایر خاکها است. 
 

  رفتار خاک های سنگین :
 
خاک های سنگین یا رسی محتوی بیش از 28 درصد رس بوده و چسبندگی آنها زیاد است.
ساختمان خاک در صورتی که مواد آلی خاک ناچیز باشد از پایداری مطلوبی برخوردار بوده و سطح خاک در اثر تناوب خشکی و رطوبت، ایجاد درز و ترک می کند که به انتقال آب و هوا به درون خاک کمک می کند. رطوبت قابل استفاده گیاه در این خاکها از کلیه خاک های دیگر بیشتر بوده و زهکشی آن نیز دشوارتر است چون در رطوبت های کمتری از اشباع نفوذ پذیری خاک بسیار ناچیز است لذا این خاک ها به مدت طولانی مرطوب باقیمانده و بروز خشکی هوا در عملکرد گیاه چندان مؤثر نمی باشد. نکته دیگر اینکه رطوبت خاک های رسی در حد خمیرایی کاهش یابد. بنابراین انتخاب زمان شخم اهمیت به سزایی در بهبود یا تخریب ساختمان خاک دارد. بارخیزی در این خاک ها نیز به علت ظرفیت تبادل کاتیونی قابل توجه آن، در حد مطلوبی بوده و تناوب آبیاری در این خاک ها کمتر از سایر گروه های بافتی است. 
 

  ساختمان خاک :
 
شکل و نوع قرارگیری ذرات و اجزاء متشکله خاک که منجر به تشکیل توده های خاکی به هم پیوسته ریز و درشت (خاکدانه ها) می گردد، به نام ساختمان خاک بیان می گردد.
ساختمان خاک به اتصال ذرات اصلی خاک و تشکیل ذرات ثانوی اشاره دارد. اگر ذرات ریز رس و سیلت به هم متصل شوند، خاکدانه یا ساختمان ثانوی را تشکیل دهند، چنین خاکی دارای ساختمان مناسبی خواهد بود. ساختمان خرده (crumb) باعث نفوذ آب، کاهش وزن مخصوص ظاهری و نفوذ هر چه بهتر ریشه ها می گردد. بافت و ساختمان خاک تعیین کننده تعداد و اندازه منافذ موجود در بین و درون ذرات خاک ، چه ذرات اولیه و چند ثانویه است .
اندازه خلل و فرج و شکل آنها و ممتد و غیر ممتد بودنشان بر انتشار اندام های عفونت زا و متحرک میکروارگانیسم های درون خاک اثر می گذارند. اتصال ذرات ریز خاک و تشکیل ذراتی بزرگتر توسط کلسیم، منیزیوم و هوموس افزایش می یابد. سدیم هم پاشیدگی و تخریب ساختمان خاک را تشدید می کند.
به طور کلی هر خاکی بر اساس ترکیب فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خود قادر است، ذرات جامد معدنی خود را در جوار هوا و آب به شکل واحدهای خاکی مخصوص در کنار هم مجتمع نموده و درون واحدهای خاکی مجتمع نیز، اتصال و ارتباط مجددی برقرار نماید. نتیجه این فرآیند مرحله ای ، تشکیل واحدهای ریز ساختمانی یعنی خاکدانه ها و واحدهای درشت ساختمانی یعنی کلوخچه ها و کلوخه هاست.
ساختمان خاک اثرات بافت را در رابطه با آب و هوای خاک اصلاح می کند. اندازه بزرگ و ماکروسکوپی خاکدانه ها باعث پیدایش و فضای خالی در بین آنها می گردد که به مراتب بزرگتر از خلل و فرجی است که در فواصل ذرات شن، سیلت و رس در درون خاکدانه ها بوجود آید و در حقیقت همین تأثیر ساختمان خاک بر روی خلل و فرج خاک است که آن را در زمره یکی از خصوصیات مهم قرار می دهد.
خاکدانه ها بر اساس شکل ظاهری به 4 گروه کردی (spheroidail) ، ورقه ای (plate like) مکعبی (Block like) و منشوری (prismlike) تقسیم می شوند که با تقسیمات فرعی این چهار شکل، اشکال هفت گانه خاک را تشکیل می دهند. 
 
 
 
کروی ساده ترین شکل یک خاکدانه است. خاک هایی که بیشتر خاکدانه های آن کروی است دارای ساختمان دانه ای می باشند. ساختمان مکعبی از خاکدانه هایی تشکیل شده که شبیه مکعب و یا منشورهای کوتاه مستطیل شکل است. اگر گوشه خاکدانه ها گرد و صاف باشد به آن مکعبی بدون گوشه و اگر گوشه تیز باشد به آن مکعبی گوشه دار می گوئیم. خاکدانه هایی که در ازای آنها بیشتر از پهنای آنها باشد منشور بوده و در این حالت ساختمان خاک را منشوری می نامند. منشورها دارای لبه ها و سطح هایی زاویه دار هستند. هنگامی که سطح های کناری و بالایی بدون زاویه باشند. خاکدانه ها تشکیل ستون می دهند که به این ساختمانها ستونی گفته می شود. در برخی از خاک ها به ویژه در افق های فشرده شده، خاکدانه ها، نازک، مسطح و بشقاب مانند هستند و بنابراین در این حالت خاک بشقابی یا صفه ای نام دارد. برخی از خاک ها ساختمان مشخصی نداشته که آنها را بی ساختمان می نامند. خاک های بی ساختمان به دو گروه توده ای و تک دانه ای تقسیم می شود. وضعیت بی ساختمان توده ای نشان می دهد که همگی ذره ها به یکدیگر چسبیده اما هیچگونه خاکدانه ای در آنها دیده نمی شود. 

Alonefarmer.ir   / Alonefarmer.mihanblog.com