پروژه های من

 مقدمه:

یکی از ویژگیهای فیزیکی خاک بافت آنست. اندازه نسبي ذرات خاک را اصطلاحاً بافت خاک گويند که حاکي از ريزي و درشتي خاک مي باشد. به عبارت ديگر مقدار نسبي شن و سيلت و رس که ذرات کوچکتر از سنگريزه مي باشد ( قطرشان از 2 ميلي متر کوچکتر است) بافت خاک را تشکيل مي دهد درشت و سبک به خاک شني و ريز و سنگين به خاک رسي اطلاق مي شود. خاک لوم (loam) ما بين اين دو نوع و داراي مخلوط مناسبي از شن و سيلت و رس است. خاک هاي شني سريع تر از خاک هاي ديگر خشک و گرم مي شوند و راحت تر قابل شخم زدن هستند. خاک هاي رسي آب بيشتري را در خود نگه مي دارند و از بقيه خاک ها ديرتر خشک و گرم مي شوند و از همه سخت تر قابل شخم زدن مي باشند. خاک هاي لوم وضعيتي متوسط دارند يعني قابليت نگهداري آب در آنها خوب است و نسبتاً خوب شخم زده مي شوند.که بهترین نوع خاک در کشاورزی خاک لوم میباشد.درنتیجه شناخت نوع بافت خاک در کشاورزی اهمیت ویژه ای دارد.

بافت خاک چیست:

 بافت خاک نسبت ذرات شن ، رس و سیلت در نمونه خاک میباشد. خاک از مواد و عناصر مختلف جامد ، مایع و گاز تشکیل شده است . بخش جامد خاک را میتوان به دو بخش معدنی و آلی تقسیم نمود : بخش معدنی از تخریب سنگها حاصل شده و بیش از 90% مواد جامد را تشکیل میدهد و مواد آلی کمتر از 10% قسمت جامد بوده و از بقایای اندام های موجودات زنده تشکیل میگردد . بین هر سه فاز جامد ، مایع و گاز روابط و تعادل نسبی برقرار است . فاز جامد از مواد آلی و معدنی و فاز مایع از آب و عناصر محلول و فاز گازی از اتمسفر خاک میباشد و نسبت بین این سه فاز ثابت است .
در فاز جامد نسبت درصد وزنی در مواد معدنی 81% و در مواد آلی 2% ، نسبت درصد حجمی در مواد معدنی 49% و در مواد آلی 3% است .
در فاز مایع نسبت درصد وزنی 17% و نسبت درصد حجمی 26% است .
در فاز گازی نسبت درصد وزنی 0% و نسبت درصد حجمی 22% است .
ذرات با قطز بیش از 20 میلیمتر را سنگ ، بین 2-20 میلیمتر را ریگ و کوچکتر از 2 میلیمتر را خاک نرم میگویند .
خاکهای با بافت شنی ، سیلتی و رسی دارای شرایط زیرین است :
1/ خاکهای رسی وقتی است که رس بیش از 40% باشد .
2/ خاکهای سیلتی وقتی است که سیلت بیش از 88% باشد .
3/ خاکهای شنی که شن بیش از 85% را داراست .

اهمیت بافت در کشاورزی :
بافت در تغذیه و رشد و نمو گیاهان نقش مهمی را ایفا میکند . گیاهان رشد کننده در خاکهای شنی آرانی کول نام دارند خصوصیات خاک از نظر بافت و رابطه اش با سایر صفات به قرار زیر است :
1/ خاکهای شنی :قطر دانه ها بین 2 تا 05/0 میلیمتر است . شن از ذرات سیلیکاته خالص یا سیلیس و ذرات آهک مخلوط با کانی هایی مانند کوارتز ، میکا و غیره تشکیل شده است . شن با وجود داشتن قطر نسبتاً درشت ، در تغذیه مهم است ولی خاکهای شنی از نظر حاصلخیزی فقیر بوده و ظرفیت نگهداری آب در آنها کم میباشد . معمولاً خشک و کم آب هستند . با افزایش درصد رس ، از نفوذپذیری خاک کم میشود ، زیرا رس اطراف دانه های شن را گرفته و آنها را به هم متصل میسازد واین خاکها را اصلاح میسازد همچنین میتوان برای اصلاح این خاکها ، آنها را اختصاص به درخت کاری داد .
2/ خاکهای سیلتی : قطر ذرات بین 05/0 تا 002/0 میلیمتر است . رسوبات حاصله از طغیان رودخانه ها و طوفانهای بادی را سیلت گویند . سیلت از دانه های ریز کوارتز و گاهی مخلوط با ذرات ریز میکا و فلدسپات یا اکسید و هیدروکسید آهن تشکیل شده است . نفوذپذیری آب در آن کم و ظرفیت نگهداریش بیش از شن است . فاقد صفات کلوئیدی بوده و بعد از آبیاری سفت میشود . کار کشاورزی در آنها به سختی انجام گرفته و برای اصلاحشان میتوان ماسه ، کود سبز و کود دامی اضافه کرد .
3/ خاکهای رسی : منظوراز رس ترکیبات کانی ریزتر از 002/0 میلیمتر در خاک است . بنابریان شامل بلورهای لایه ای آلومینوسیلیکات ، اکسیدهای آهن ، آلومینیم و سیلیسیم و یا هر گونه خرده کانی های است که در خاک یافت میشود و هر نوع ذرات کانی بی شکل در این اندازه میباشد . رس در مجاورت آب تورم نموده ، مانع عبور آب میشود . در تابستان رس آب خود را از دست داده ، شکافهای متعددی در سطح آن ظاهر میگردد . رشد و نمو ریشه گیاهان به سختی در آن انجام میشود . برای اصلاحشان باید مخلوطی از ماسه و کود دامی را به آنها داد .
یکی از عوامل سله بندی در خاک وجود سیلت و بالاخص نسبت سیلت به رس است طبق نظریات عده ای موقعی سله بندی انجام میشود که درصد سیلت به علاوه 2 برابر درصد رس بیش از 60 باشد یا موقعی که رس بیش از 30 و سیلت بیش از 60 درصد باشد .
وجود رس در کیفیت فیزیکی و شیمیایی و زیستی خاکها اهمیت شایان دارد . رس نیز همانند هوموس با سطح ویژه زیاد خود جزء فعال خاک را تشکیل میدهد . سیلت و ماسه سطح ویژه کمی داشته عملاً در فعالیت های شیمیایی و فیزیکی خاکها نقشی ایفا نمیکند ، بلکه فقط اسکلت خاک را تشکیل میدهند . توده های خاک در اثر انقباض رس از هم جدا و به این طریق موجب پیدایش ساختمان خاکدانه ای میگردند .
بلورهای رس که کلوئیدهای معدنی خاک را تشکیل میدهند ، برحسب ترکیب خود ، ورقه ای و یا صفحه ای شکل هستند و به دلیل شکل خاص ، ریزی زیاد و سطح ویژه بسیار بالایی که دارند ، محور تحولات فیزیکی ، شیمیایی بیوشیمیایی خاک میباشند و اصطلاحاً " گوشت خاک " نامیده میشوند . سطح ویژه که از مشخصات عمده خاک است و از اندازه ذرات آنها ناشی میشود ، عبارت از سطحی است که هر گرم خاک در معرض واکنشهای فیزیکی و شیمیایی قرار میدهد و بر حسب سانتیمتر مربع یا متر مربع بر سانتیمتر مکعب خاک بیان میشود . ذرات شن و سیلت از سطح ویژه کمتری برخوردارند .
جدول مشخصات گروه های بافتی خاک :
برای تعیین بافت خاک ابتدا درصد هریک از ذرات سه گانه شن ، سیلت و رس را در نمونه خاک اندازه گیری میکنند . برای تعیین نام بافت خاک عموماً از مثلث بافت خاک استفاده میشود ؛ بدین ترتیب که درصد شن را روی محور ثبت شده ، مشخص و از آن نقطه خطی به موازات محور سیلت رسم مینمایند . درصد سیلت را روی محور مخصوص سیلت معین و خطی به موازات محور رسها رسم میکنند . درصد رس را نیز به همین ترتیب ، مشخص و خطی به موازات محور شنها ترسیم مینمایند . محل تلاقی سه خط مزبور در داخل مثلث ، نشان دهنده بافت خاک است .
خاکهای با بیش از 10 و کمتر از 35% رس را خاکهای میان بافت میگویند . این خاکها شامل سیلت ، لوم سیلتی و لوم رسی شنی هستند . رطوبت قابل استفاده این خاکها برای گیاه و مقاومت آنها در برابر فرسایش ، بیش از خاکهای سبک است . حاصلخیزی آنها در اقلیمهای مختلف متفاوت است و در شرایط مساوی ، از نظر فیزیکی بهتر از سایر خاکها هستند .
خاکهای سنگین یا رسی بیش از 28% رس دارند و شامل خاکهای رس ، لوم رسی و رس سیلتی هستند . این خاکها از نظر نفوذپذیری و تهویه بسیار نامناسب هستند ؛ ولی از جهت تغذیه گیاه و تأمین آب مورد نیاز آن جالب میباشند و نیاز به آبیاری در آنها ، کم و مقاومت آنها به خشکی و فرسایش ، بسیار زیاد است . دیر گاورو میشوند و عملیات شخم و کاشت در آنها به ویژه در مناطق مرطوب با مشکلات فراوان ، مواجه است و کشت را به تأخیر میندازد . خاکهای درشت بافت را که بیش از 80% شن داشته باشند ، خاکهای سبک مینامند .

درصد وزنی ذرات تشکیل دهنده خاک را بافت خاک می گویند. بافت خاک یکی از مشخصات پایای خاک است و معمولا تغییر پذیر نیست.

انواع بافت های خاک عبارتند از :

1) Sand : خاک های که حداقل 85 درصد شن داشته و مجموع ذرات سیلت و 1.5 برابر ذرات رس از 15 درصد کمتر است.

2) Loamy Sand : خاکهای که مقدار شن آن 70-90 درصد بوده و مقدار ذرات سیلت و 1.5 برابر ذرات رس از 15 درصد کمتر و از 30 درصد بیشتر نیست.

3) Sandy Loam : خاکهای که مقدار رس آن کمتر از 20 درصد بوده و یا مجموع درصد سیلت و دو برابر درصد رس از 30 درصد تجاوز می کند. و یا خاکهای که مقدار شن آنها 43-52 درصد، مقدار رس آن کمتر از 7 درصد و سیلت کمتر از 50 درصد است.

4) Loam : خاکی که مقدار رس آن بین 7-27 درصد وسیلت آن 28-50 رصد و شن آن کمتر از 52 درصد است.

5) Silt Loam : خاکی که مقدار سیلت آن بیش از 50 درصد و رس آن بین 12-27 درصد بوده و یا مقدار ذرات سیلت بین 50-80 درصد و مقدار رس آن کمتر از 12 درصد باشد.

6) Silt : خاکی که مقدار سیلت آن کمتر از 80 درصد و مقدار رس آن کمتر از 12 درصد است.

7) Sandy Clay Loam : خاک های که محتوی 20 تا 35 درصد رس بوده و مقدار سیلت آن از 28 درصد کمتر و مقدار شن آن از 45 درصد بیشتر باشد.

8) Clay Loam : خاک هایی که در آن مقدار رس بین 27-40 درصد و مقدار لوم از 20 تا 45 درصد نوسان می کند.

9) Silty Clay Loam : خاک هایی که در آن مقدار رس بین 27 تا 40 درصد بوده و مقدار شن از 20 درصد کمتر است.

10) Sandy Clay : خاک هایی که در آن مقادیر رس و شن به ترتیب از 35 و 45 درصد بیشتر است.

11) Silty Clay : خاک هایی که در آن مقادیر هر یک از ذرات رس و سیلت از 40 درصد تجاوز می کند.

12) Clay : خاک هایی که در آن مقدار رس از 40 درصد بیشتر بوده و مقادیر شن و سیلت به ترتیب از 45 درصد و 40 درصد کمتر است.

سه روش کلی تعیین بافت خاک عبارتند از:۱-روش لمسی۲-روش هیدرومتر۳-روش پیپت

۱-روش لمسی

در روش لمسی گل یا خمیری که به حداکثر چسبندگی رسیده باشد را بین دو انگشت دست قرار داده و مورد بررسی قرار می دهند بطوریکه چنانچه طول نوار تهیه شده از خاک کمتر از یک اینچ باشد خاک را لومی و اگر طول نوار یک تا دو اینچ باشد خاک کلی لومی گویند .و اگر طول نوار بین ۲-۳ اینچ باشد بافت خاک رسی است. بافت شنی و لومی شنی تشکیل نوار نمی دهند.یا اینکه بافت خاک را در صحرا بدين ترتيب معين مي کنند که مقداري از خاک را مرطوب کرده بين انگشتان شصت و سبابه فشار مي دهند. از احساسي که به حس لامسه دست مي دهد و از طرز تشکيل نوار خاک مرطوب بين انشگتان مي توان به بافت خاک پي برد. ذرات شن زبر و خشن بوده و در زير انگشتان حس مي شوند. ذرات سيلت در حالت خشکي آردي و شبيه پودر مي باشند. رس در حالت خشکي سفت و سخت و در حالت مرطوب چسبنده و شکل پذير است.

تعیین بافت خاک به روش هیدرومتری :

وسایل و مواد مورد نیاز آزمایش:

50 گرم خاک-آب مقطر- گلکان-میکسر-مزور
در آزمایشگاه برای جدا کردن ذرات خاک از هم و تعیین بافت خاک ، ابتدا خاک را نرم میکنند و از الک 2 میلیمتری میگذرانند ، پس از حذف مواد آلی و خشک کردن خاک در اتو ، آن را از الکهای درجه بندی شده عبور میدهند . معمولاً ذرات با قطر کمتر از 5/0 میلیمتر را از طریق رسوب گذاری اندازه میگیرند ؛ بدین ترتیب که با اندازه گیری سرعت سقوط خاک در محلول اندازه گیری وزن مخصوص آب و خاک با چگالی سنج در حالی که ذرات خاک در حال سقوط هستند ، اندازه آنها را محاسبه میکنند . ساده ترین روش در آزمایشگاه ، روش هیدرومتری است . در این روش 50 گرم خاک خشک را  وزن کرده داخل ارلن میریزیم سپس 100 میلی لیتر گلکان و 20 میلی لیتر آب مقطر را به آن اضافه میکنیم آن را داخل سیلندر مخصوص دستگاه میکسر ریخته همزن دستگاه را وارد محلول کرده تا به مدت 5 دقیقه مخلوط شود. پس از 5دقیقه محلول را داخل مزور میریزیم و آن را توسط همزن دستی مخلوط میکنیم بلافاصله پس از اختلاط ، زمان را یادداشت میکنیم و با استفاده از هیدرومتر ، یک بار پس از 40 ثانیه و بار دیگر پس از 2 ساعت چگالی محلول را اندازه میگیرند . بار اول ، ذرات رس و سیلت و بار دوم ، ذرات رس با قطر کمتر از 002/0 میلیمتر تعیین میشود . درصد شن حاصل نیز تفریق مجموع این دو عدد از 50 خواهد بود .
قانون استوکس :

برای تعیین بافت خاک (تجزیه گرانولومتری) تا به امروز روشهای متعددی پیشنهاد شده و اصول روشهای فوق بر مبنای قانون استوکس (Stocks ) پایه گذاری شده است . طبق قانون استوکس سرعت سقوط ذرات متناسب با قطرشان میباشد ، یعنی در تجزیه گرانولومتری سرعت سقوط ذرات را طبق رابطه زیر تعیین میکنند :

V=2/q gr²(d_s-d_w)/ η

  :V   سرعت سقوط ذرات کروی

G:   شتاب جاذبه

R:  شعاع ذره

D_s: دانسیته ذره

d_w:دانسیته مایع

η:گرانروی مایع

نکته:باید هنگام قرائت عدد از هیدرومتر دمای محلول توسط دماسنج اندازه گیری شود .عدد قرائت شده از هیدرومتر برای دمای 20 درجه سانتی گراد استاندارد است درنیجه در صورت پایین یا بالا بودن دما از این مقدار لازم است عدد تصحیح شود.

زمانیکه دمای محلول کمتر از 20 درجه باشد:

اختلاف دما را با دمای 20 بدست آورده ضرب در 0.36 میکنیم جواب بدست آمده را از عدد هیرومتر کم میکنیم.

زمانیکه دمای محلول بیشتر از 20 درجه باشد:

اختلاف دما را با دمای 20 بدست آورده ضرب در 0.36 میکنیم جواب بدست آمده را به عدد هیرومتر اضافه میکنیم.

برای این آزمایش نمونه شاهد هم تهیه و آزمایش میشود.

نمونه شاهد:100 میلی لیتر گلکان را با 20 میلی لیتر آب مقطر مخلوط کرده عدد هیدرومتر و دمای آن را قرائت میکنیم.

اعداد بدست آمده گروه:

قرائت هیدرومتر پس از40 ثانیه:28در دمای24

قرائت هیدرومتر پس از 2 ساعت:17 در دمای 22.5

محاسبات:

قرائت پس از2 ساعت =غلظت رس

قرائت پس از 40 ثانیه=غلظت سیلت و رس

تصحیح دمایی عدد قرائت شده هیدرومتر پس از 40 ثانیه :

24-20=4*0.36=1.44

1.44=29.44+28

غلظت سیلت و رس29.44=

تصحیح دمایی عدد قرائت شده هیدرومتر پس از 2 ساعت:

22.5-20=2.5*0.36=0.9

17+0.9=17.9

غلظت رس17.9=

****************************************

   % 35.8 17.9/50)*100  =) )*100=وزن خاک/غلظت رس(: درصد رس

غلظت رس و سیلت-غلظت رس=غلظت سیلت

29.44-17.9=11.54

*100=(11.54/50)*100=%23.08(وزن خاک/غلظت سیلت) : درصد سیلت

غلظت شن=غلظت سیلت و رس-50

50-29.44=20.56

20.56/50)*100=%41.12): درصد شن

35.8+23.08+41.12=100

درصد ذرات را در مثلث بافت خاک نقطه یابی کرده و تقاطع آنها را بر روی مثلث تعیین میکنیم که در این آزمایش خاک دارای بافت لومی و رسی clay loam) (میباشد.

مثلث بافت خاک :

مثلثي است متساوي الاضلاع که هر ضلع آن مربوط به 3 عنصر اصلي هر خاک يعني ماسه، سيلت و رس است. براي اينکه بدانيم نمونه خاک در چه محدوده بافتي قرار مي گيرد، اگر مقادي 3 گروه اصلي اجزاء تشکيل دهنده خاک را شامل شن (درشت و ريز) – سيلت و رس مي باشد با تجزيه مکانيکي اندازه گيري نماييم مي توانيم به نوع بافت خاک پي ببريم.
بافت در خاک تا حدودي نمايشگر محيط هاي تشکيل آن، رژيم آبي خاک ، ظرفيت نگهداري آب در خاک، نفوذ پذيري و تخلخل (مقدار خلل و فرج خاک که به وسيله اب يا هوا اشغال مي شود) و نقطه پژمردگي گياه است.

روی مثلث بافت خاک میتوان کلاس خاک را تعین کرد برای تعیین بافت خاک ابتدا درصد هریک از ذرات سه گانه شن ، سیلت و رس را در نمونه خاک اندازه گیری میکنند . برای تعیین نام بافت خاک عموماً از مثلث بافت خاک استفاده میشود ؛ بدین ترتیب که درصد شن را روی محور ثبت شده ، مشخص و از آن نقطه خطی به موازات محور سیلت رسم مینمایند . درصد سیلت را روی محور مخصوص سیلت معین و خطی به موازات محور رسها رسم میکنند . درصد رس را نیز به همین ترتیب ، مشخص و خطی به موازات محور شنها ترسیم مینمایند . محل تلاقی سه خط مزبور در داخل مثلث ، نشان دهنده بافت خاک است.

*************************************

منابع:

http://yousefasadollahi-az.blogfa.com/post-39.aspx

http://af2008.persianblog.ir/post/2