تحقیق خاکشناسی (docx) 10 صفحه
دسته بندی : تحقیق
نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحات: 10 صفحه
قسمتی از متن Word (.docx) :
خاکشناسی (Soil Science) دانش مطالعه و طبقه بندی خاک، بر اساس خصوصیات فیزیکی (مانند بافت یا ساختمان)، شیمیایی (مانند هدایت الکتریکی محلول خاک و میزان سدیم موجود) و زیستی آن است. دانش خاکشناسی خاک را به عنوان ترکیب طبیعی بسیار پیچیده، که از هوازدگی فیزیکی و بیوشیمیایی بوجود آمده مورد بررسی قرار می‌دهد. یک پدولوژیست خاک را به عنوان یک ترکیب مطالعه می‌کند و کاربردهای آن را مد نظر قرار نمی‌دهد. خاکشناسی به ما کمک می‌کند بهترین کاربرد ممکن را برای خاکهای مناطق مختلف تعیین نماییم، از آن حفاظت کنیم و کیفیت آن را افزایش دهیم. علاوه بر این، خاکشناسی شیوه‌های کشت بدون خاک گیاهان (کشت هایدروپونیک) را نیز در بر می‌گیرد. پژوهشگران رشته خاکشناسی با بررسی مواد و شرایط مورد نیاز زندگی گیاهان، امکان رشد گیاه در محیط‌های بدون خاک را فراهم می‌کنند.
کارشناسان خاکشناس میزان مواد غذایی موجود در خاکهای مناطق مختلف را بررسی می‌کنند و بهترین راه افزایش میزان مواد مورد نیاز و کاهش آثار سوء موادی که میزان آن از حد طبیعی بیشتر است را بیان می‌کنند و در صورتیکه خاک از لحاظ مواد غذایی متعدد دچار کمبود باشد، راه حل‌های ترکیبی (مانند کود فسفات آمونیوم) ارایه می‌دهند.
خاکشناسان می‌توانند با شیوه‌های غیر عادی، مثلاً با اضافه نمودن گچ به خاک سدیمی و شستشوی مداوم آن، ساختار شیمیایی و با شخم مناسب و اضافه نمودن کودهای گیاهی به خاک، ساختار فیزیکی آن را بهبود بخشند. آنها گیاهان و جاندرانی را که می‌توانند باعث بهبود کیفیت خاک از نظر شیمیایی یا فیزیکی شوند را براساس نوع خاک پیشنهاد می‌کنند. مثلاً برای خاکهایی که دارای کمبود نیتروژن هستند شبدر یا یونجه پیشنهاد می‌کنند و برای خاکهایی که به شدت فشرده شده‌اند ولی ساختار شیمیایی مناسبی دارند کرم خاکی پیشنهاد می‌کنند.
شاخه‌های دانش خاکشناسی
دانش خاکشناسی خاک هارا از دو جنبه تحت بررسی می‌دهد و بر همین اساس به دو رشته تقسیم می‌شود.
-پدولوژی یا خاک‌پژوهی خاک‌ها را به عنوان مواد طبیعی بسیار پیچیده، که از هوازدگی فیزیکی و زیست‌شیمیایی بوجود آمده مورد بررسی قرار می‌دهد. یک پدولوژیست خاک را به عنوان یک ترکیب مطالعه می‌کند و کاربردهای آن را مد نظر قرار نمی‌دهد.
-ادافولوژی خاک را به عنوان محیط زیست، رشد و نمو گیاهان مورد بررسی قرارمی دهد. ادافولوژیست‌ها ویژگی‌های خاک را از نقطه نظر حاصلخیزی مورد بررسی قرار می‌دهند.
باید در نظر گرفت دانش خاکشناسی به طور عمومی ترکیبی از این دو شاخه‌است و نمی‌توان آنها را دقیقاً از هم تفکیک کرد.
رشته دانشگاهی خاکشناسی
خاکشناسی یکی از شاخه‌های رشتهٔ کشاورزی است. این رشته با رشته‌های مهندسی شیمی و مهندسی عمران نیز رابطهٔ نسبتاً نزدیکی دارد. مهندس خاکشناس علاوه بر تسلط بر دانش شیمی (شیمی عمومی، شیمی آلی، زیست‌شیمی، شیمی تجزیه و خصوصاً شیمی خاک)، دارای دانش فنی کافی در زمینهٔ نقشه برداری و بررسی تصاویر هوایی و تصاویر ماهواره‌ای هم می‌باشد.
گرایش‌های مهم رشته خاکشناسی
دانش خاکشناسی دارای گرایش‌های تخصصی متعددی می‌باشد که گرایش‌های خاکشناسی در مقطع کارشناسی ارشد قابل انتخاب است.
گرایش‌های مقطع کارشناسی ارشد (گرایش بر اساس موضوع پایان نامه تعیین می‌شود):
-شیمی خاک
-فیزیک خاک
-بیولوژی و بیوتکنولوژی خاک
-آلودگی خاک
-حاصلخیزی خاک
-فرسایش خاک
-پیدایش ورده بندی خاک
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 :وفور 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 0.002 میلیمتر می‌باشند و در حدود 50% 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 : 50% این نوع خاک‌ها را ذرات سلیت تشکیل داده است که دارای قطری بین 0.05 تا 0.002 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 75% ماسه تشکیل شده‌اند. قطر دانه‌ها از 0.06 تا 2 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 75% آن را دانه‌هایی بزرگتر از 2 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.
روخاک تیره‌رنگ و زیرخاک قهوه‌ای مایل به سرخ از ویژگی‌های خاکهای مناطق نیمه‌گرمسیری مرطوب است.
خاک از فرسایش سنگ ایجاد می‌شود. خصوصیات فیزیکی خاک در مرحله نخست تحت تأثیر کانی‌های تشکیل دهنده ذرات خاک و بنابراین تحت تأثیر سنگی قرار دارد که از آن به وجود امده‌است.
طبقه بندی خاک
نوشتار اصلی: طبقه‌بندی خاک
از دیدگاه ژئوتکنیک خاک‌ها به دو دسته درشت‌دانه و ریزدانه تقسیم می‌شوند اما از دیدگاه علم خاکشناسی خاک‌ها به سه دسته[نیازمند منبع] درشت بافت شامل خاکهای شنی و متوسط بافت شامل سیلت و ماسه و ریزبافت شامل خاکهای رسی طبقه بندی می‌شوند.
خاکهای درشت‌بافت دارای منافذ کمتری نسبت به خاکهای ریزبافت هستند. در خاکهای رسی حجم خلل و فرج بیش از خاکهای ماسه‌ای و شنی می‌باشد. خاکهای ماسه‌ای نفوذ پذیری بیشتری نسبت به خاکهای رسی دارند و آب خود را به راحتی از دست می‌دهند و توانایی ذخیره سازی رطوبت در آنها کمتر از خاکهای ریز بافت است و این به سبب بزرگی قطر خلل و فرج آنهاست.
نیم‌رخ خاک‌ها معمولا از 3 افق A,B,C تشکیل شده است.
•افق A : که به نام خاک بالایی نامیده می‌شود، فوقاتی‌ترین منطقه خاک است و این همان افقی است که رشد و نمو گیاهان در آن نفوذ می‌کنند. این افق از مواد خاکی نرم (رس) که غنی از مواد آلی و موجودات زنده میکروسکوپی است تشکیل یافته است که وجود این مواد آلی باعث رنگ خاکستری تا سیاه این افق می‌گردد. البته این زمین غالبا برای کشاورزی مناسب می‌باشند. اکسیدهای آهن و همچنین بعضی از مواد محلول ممکن است از این منطقه به افق B برده شوند و در آنجا رسوب کنند.
افق B : قشر بین افق A و C را یک قشر دیگر تشکیل می‌دهد که به نام افق B یا خاک میانی نامیده می‌گردد. در این افق عمل تخریب و تجزیه به مراتب بیشتر از افق C پیشرفت و اثر کرده است و از کانی‌های سنگ مادر فقط آن دسته دیده می‌شوند. که بسیار مقاومند (مثل کوارتز) ولی سایر کانی‌ها به شدت تجزیه شده‌اند. این افق معمولا از مواد رسی ، ماسه و شن‌های ریز و درشت و گاه مقادیر کمی بقایای نباتی تشکیل شده است. در این افق علاوه بر مواد رسی ، در آب و هوای مرطوب ، اکسیدهای آهن و همچنین مواد محلول‌تر که بوسیله آبهای نفوذی از افق A به آنجا آورده شده‌اند دیده می‌شوند.
•افق C : که به آن خاک زیرین نیز گفته می‌شود، افقی است که مواد سنگی به میزان خیلی کم تخریب و تجزیه شده‌اند و در نتیجه سنگهای اولیه زیاد تغییر نکرده بلکه بصورت قطعات خرد شده می‌باشند. زیر این منطقه سنگهای تخریب نشده یعنی سنگ اولیه قرار دارد که هیچگونه تخریب و یا تجزیه‌ای در آن صورت نگرفته است.
خاك حاصل عمل هوازدگی بر روی سنگ ها است كه از نظر تامین غذای جانوران از جمله انسان ها اهمیت و ارزش بسیار دارد. خاك رابطی میان جهان غیر زنده و جهان جانداران است. با آن كه بعضی از گیاهان مانند گلسنگ ها می توانند روی سنگ ها برویند اما بیش تر گیاهان به خاك نیاز دارند.
برای تشكیل خاك هوازدگی فیزیكی و شیمیایی هر دو موثرند. سرعت تشكیل خاك به نوع آب و هوای هر محل بستگی دارد. در بیابان ،سرعت تشكیل خاك كم و در آب و هوای گرم و مرطوب زیاد است. به غیر از آب و هوا،نوع سنگ های محل ، زمان ، شكل ناهمواری ها و نوع جانداران هر منطقه هم بر روی میزان تشكیل خاك موثرند.
* خاك متسكل از مواد معدنی و مواد آلی است . حداقل 80درصد خاك را مواد معدنی حاصل از هوازدگی سنگ ها تشكیل می دهد. ذرات ماسه و رس و تركیبات عناصری چون پتاسیم ، فسفر و نیتروژن مهمترین مواد معدنی موجود در خاك اند.
بخش آلی خاك را گیاخاك (هوموس) می نامند. گیاخاك باقیمانده های گیاهان و اجساد جانوران پس از مرگ آن هاست به طوری كه دیگر نتوان نوع و گیاه و جانور را تشخیص داد. گیاخاك سبب تیرگی رنگ خاك می شود. علاوه بر این گیاخاك سبب ورود آب و هوا به خاك می شود و برخی از مواد مورد نیاز گیاهان را به آن ها می رسانند.
*تركیب خاك ها در همه جای زمین یكسان نیست، زیرا عواملی كه در تشكیل خاك موثرند،به طور مداوم در همه جای زمین به طور یكسان عمل نمی كنند . به همین علت اقسام خاك بسیار زیاد است. می توان انواع مهم خاك را به ترتیب زیر طبقه بندی كرد:
- خاك كوهستان، معمولاً كم عمق و پر از سنگ است. شیب زمین در كوهستان ها زیاد است و به همین علت امكان تشكیل خاك های ضخیم بسیار كم است.
- خاك جنگل ها، كه به آن خاك اسیدی نیز می گویند. جنگل ها معمولاً در مناطقی پدید می آیند كه مقدار بارندگی زیاد باشد. واكنش های شیمیایی كه در خاك جنگل صورت می گیرد و مقدار باران زیاد سبب كاهش كلسیم و منیزیم این گونه خاك ها می شود. خاك جنگل مناسب كشاورزی نیست در عوض گیاهانی مانند كاج و صنوبر و درختان مشابه كه به كلسیم و منیزیم زیادی نیاز ندارند در آن به خوبی رشد می كنند.
- خاك علفزارها، حاصل خیزتر از خاك جنگل است. لایه سطحی خاك قطور است و گیاخاك فراوان دارد در عین حال مقدار بارندگی هم در علفزار مناسب است.
- خاك بیابان، از لحاظ دارا بودن املاح غنی تر از سایر خاك ها است، زیرا در این نوع خاك به علت كمی رطوبت عمل هوازدگی و حل شدن املاح زیادصورت نمی گیرد اما كمبود رطوبت مانع رویش فراوان گیاهان می شود.
بنابراین در چنین خاك هایی نیتروژن و گیاخاك كم است. در عوض این خاك ها مقدار زیادی كلسیت و نمك طعام وجود دارد، زیرا آب كافی برای حل كردن این مواد وجود ندارد، اگر آبیاری درخاك بیابان مناسب باشد، محصول فراوانی می تواند از این نقاط به دست آید.
* هر چه فضای خالی بین ذرات خاك بیش تر باشد می گویند درجه تخلخل خاك زیادتر است. مثلاً خاكی كه مقدار ذرات ماسه آن زیاد باشد، فضاهای خالی بین ذرات خاك هم زیادتر و در نتیجه آب بیش تری در این گونه خاك ها جای می گیرد.
البته باید توجه داشت برای این كه آب در خاك به خوبی جای گیرد و یا از آن عبور كند باید فضاهای خالی خاك به یكدیگر ارتباط داشته باشند. مثلاً بین ذرات خاك رس فضاهای خالی فراوانی وجود دارد ولی خاك رس عملاً آب را از خود عبور نمی دهد به علت این كه فضاهای خالی آن با جذب مقدار كمی آب ارتباط خود را با یكدیگر از دست می دهند بنابراین خاك رس نمی تواند آب را به خوبی در خود جای دهد یا از خود عبور دهد.
*خاك مناسب برای كشاورزی یا گلدان باید به طور مساوی از ذرات ماسه ، رس و گیاخاك تشكیل شده باشد كه هم آب و هوا به راحتی در آن جای گیرند و مواد آلی و معدنی مورد نیاز گیاه هم به آسانی در دسترس باشد.
منبع: كتاب معلم (راهنمای تدریس) علوم تجربی پایه اول ابتدایی تایپ: علی اكبر ادهم