دانلود تحقیق خواص فیزیکی خاک

خواص فیزیکی خاک:
مواد جامد و غیر محلول خاک تقریباًنیمی از حجم خاک را تشکیل می دهند و نیمه دیگر به منافذ موجود در خاک اختصاص دارد که بحش اعظم آن از آب و بقیه مملو از هوای اتمسفری است مقدار آب وهوای موجود در خاک در ارتباط مستقیم با یکدیگر می باشند مقدار مطلق منافذ به اندازه ذرات جامد خاک و سهم هر کدام در آن بستگی دارد از تجمع ذرات با ابعاد متفاوت بافت خاک مشخص می شود جدول 2و3 ذرات تشکیل دهنده خاک را با توجه به اندازه و ویژگی های آن نشان می دهند

جدول 2-انواع ذرات تشکیل دهنده خاک (نرم بین المللی)
نام فراکسیون اندازه بر حسب m m
ریگ و سنگ (gravel) بزرگتر از 2
شن درشت (coarse sand) 2%-2
شن ریز (find sand) 02% - 2%
سیلیت (silit) 002%- 02%
رس (Clay) کوچکتر از 002%







جدول3- انواع ذرات تشکیل دهنده حاک .اندازه و ویژگیهای آن (نرم آمریکایئ )
نام فراکسیون اندازه بر حسب mm تعداد ذرات در یک گرم سطح ذرات بر حسب cm2 /g
شن خیلی درشت
very coarse sand 1-2 90 3/11
شن درشت
medium sand 5/0-1 722 7/22
شن متوسط
find sand 25/0-5/0 5780 4/45
شن ریز Fine Sand 1/0-25/0 46200 7/90
شن خیلی ریز
Very Fine Sand 05/0-1/0 72200 227
سیلت Silt 002/0-05/0 578000 454
رس Clay ریز 002/0 90300000 11300

همانطور که گفته شد از تجمع ایت ذرات با نسبت های مختلف با فت های متفا وتی بوجود می آیند که در آب گیری ،تهویه،نرمیو سختیو هم چنین قدرت تبهدل یونی و سایر خواص فیزیکی و شیمیایی با یکدیگر فرق دارند جدول شماره 4 انواع بافت های مختلف را با سهم هر کدام از فراکسیونهای آن نشان می دهد



جدول 4- نام گذاری بافت خاک نسبت به سهم هر یک از فراکسیونها
رس سیلیت شن

رس 100-60 40-0 20-0
لومی 70-50 30-10 40-10
رسی سیلتی 60-35 65-30 20-0
رسی شنی 80-45 10-0 45-20

لومی رس 50-35 40-10 45-20
لوم 55-15 40-0 70-25
لومی سیلتی 40-10 60-40 50-15
اومی شنی 30-5 40-0 80-45

سیلتی رسی 35-15 85-50 15-0
سیلتی لومی 25-10 80-60 30-10
سیلتی 15-0 100-75 25-0
سیلتی شنی 10-0 75-40 60-15

شنی رسی 20-10 10-0 90-80
شنی لومی 10-5 15-0 95-80
شنی سیلتی 5-0 40-15 80-55
شنی 5-0 20-0 100-80

ذرات بزرگتر از 2 میلیمتر اسکلت خاک را تشکیل می دهند و ذرات کوچکتر از 2 میلیمتر،ذرات خاکساز هستند از هم جواری ذرات درشت منافذ بزرگ ایجاد می گردد که قادر به نگهداری آب نیستند و آبهای آبیاری و یا نزولات آسمان سریعاًاز دسترس خارج می شوند علاوه بر آن ذرات درشت شن فلقد بار الکتریکی هستند و گنجایش تبادل یونی AEC+CEC=IEC)) در آنها بسیار ضعیف است و عناصر غذایی خاک همراه با آب نفوذی طی فرآیند آبشویی به اعماق رفته و نهایتاًبه آبهای زیرزمینی می پیوندند ذرات ریز ،منافذ کوچک می سازند و دیواره های نزدیک بهم این منافذ طی نیروی کشش بین مولکولی ،مانع نزول آب به طبقات زیرین می شود و همیشه پس از یک آبیاری و یا بارش شرایط غر قابی در خاک ایجاد می گردد بر خلاف خاک شنی که اغلب در کمبود آب واقع می شود،از معایب خاک رسی کمبود اکسیژن و عدم نفوذ پذیری آن ایت با وجودبر این که مقدار در صد آب موجود در خاکهای رسی قابل توجه است ولی به علت ریز بودن ذرات و در اختیار داشتن سطحی وسیع (جدول 3)،این آب با چنان نیرویی به ذرلت می چسبد که اغلب قابل استفاده نیست.

ترکیب شیمیایی خاک :
در نتیجه تخریب و انباشته شدن مواد اولیه،مواد معدنی خاکساز (سنگ،شن و رس)بوجود می آیند اغلب این مواد اولیه از معدنیهای مختلفی تشکیل یا فته اند مانند گرانیت که از کوارتز ،فلداسپات و گلیمر ساخته شده است با وجود بر این که عناصر شیمیایی زیادی در ساختمان ستگها به کار رفته است ولی فقط تعداد معدودی از آنها بخش اعظم (%98 ) آن را تشکیل می دهند سنگهای پوسته جامد زمین بطور متوسط حاوی %9/49 اکسیژن،%8/25 سیلیسیم،%5/7 آلومینیوم ،%7/4 آهن،%4/3 کلسیم،%9/2 منیزم،%6/2 سدیمو%4/2 پتانسیم می باشند جالب توجه مقدار اکسیژن و سیلسیسیماست که هر دو تقریباً در تمام سنگها یافت می شوند این دو عنصر در کوارتز به شکل اسید سیلیسیک (SiO2)، در فلداسپات به صورت سیلیکات آلومینیوم و و در گلیمر به حالت سیلیکات منیزم نیز یافت می گردد (فلداسپات پتاسیم،فلداسپات سدیم و فلداسپات غنی از کلسیم).

در اثر تغییرات کمی عناصر مختلف و تجمع آنها با یکدیگر به صورت واحد های بزرگتر،سنگها ی زیادی با ساختمان شیمیایی متفاوت ایجاد می گردند که در اثر تغییرات آنها انواع خاکهای مختلف بوجود می آیند مقدار مواد معدنی موجود در خاک به ترکیب شیمیایی سنگهای مادر و سرعت تخریب مکانیکی و شیمیایی – بیولوژیکی و هم چنین به مقدار آبشویی بستگی دارد بنا براین تنوع مواد غذایی در خاک در وحله اول به ساختمان شیمیایی مواد اولیّه مربوط است مثلاًخاکی از شن کوارتزی بوجود می آید،هرگز نمی تواند غنی از مواد غذایی باشد عموماً می توان گفت که خاکهای سبک و خنثی تا قلیایی ضعیف نسبت به خاکهای سنگین با واکنش اسیدی ضعیف ،برای تاُمین گیاهان خاکزیان به کود بیشتری نیازمند هستند(جدول5)
جدول5- ارزیابی عرضه فسفات ،پتاسیمو کلسیم توسط خاک CAO K2O P2O2 Mg 100g خاک ضعیف 10-0 10-0 30-0 متوسط 20-4 20-10 75-30 خوب بیشتر از 20-8 بیشتر از 20 بیشتر از 75 همانطوریکه مقدار مواد معدنی محلول در لاکتات در مورد سهم مواد معدنی قابل استفاده گیاهان اطلاعاتی ارائه می نماید،سایر متد های تجزیه شیمیایی می تواند وضعیت مقدار کل ذخیره نمکهای معدنی در خاک را مشحص نمایند (ر:تغذیه و متابولیسم گیاهان) .علاوه بر عناصر غذایی اصلی،یک سری عناصر دیگر که به میکروار گانیسمها دچار اختلال می شود عبارتنداز : B, MO,CO,CO,Zn,Mn,Fe در حالیکه مقدار و قابلیت جذب عناصر نامبرده در خاک ،صرفنظر از تثبیت و برداشت آن توسط محصول ،تقریباًثابت است ،مقدار ترکیبات ازته محلول نوسا نات بزرگ و سریعی دارد قضاوت در مورد وضعیت عناصر غذایی در هوریسنت B در زمین های کشاورزی و جنگلی همیشه مشکل است ،زیرا صرفنظر از عدم وجود متد های کاملاًرضایت بخش،مقدار عناصر غذایی قابل استفاده گیاهان ،بویژه P2O2 به انواع گیاهان مختلف،نوع و واکنش خاک بستگی دارد.

مواد آلی خاک: مقدار مواد آلی خاک در تیپ های مختلف خاک بسیار متفاوت است میانگین مقدار آن در خاکهای معدنی 2-1 درصد است و در چرنوزم و خاکهای مشابه تا %5 در ماده خشک افزایش می یابد در خاکهای آلی مانند مرداب های مرتفع ،مقدار مواد آلی بسیار زیاد بوده و می تواند تا به 95در صد نیز برسد پراکندگی مواد آلی در پروفیل تغییرات زیادی نشان می دهد و بیشترین مقدار آن در هوریسنت A و در صورت آبشویی مقداری نیز در هوریسنت B (پودزول)دیده می شود مقدار مواد آلی در خاکهای طبیعی و دست نخورده برای مدتها ثابت می ماند ،یعنی تجزیه هوموس و وارد شدن موائ آلی به خاک در یک توازن طبیعی قرار دارند و ابتداء پس از اجرای عملیات مختلف کشاورزی این توازن به نفع تجزیه مواد تغییر می کند بقایای گیاهان و جانوران اعم از میکرو و ماکروفلور و فون خاک و هم چنین مواد حاصل و متر شحه از متابولیسم آنها،مواد آلی اولیه خاک را تشکیل می دهند که از نکته نظر کیفی،باید در اثر تغییر و تبدیل های میکروبی به هوموس غذایی و هوموس پایدار تبدیل شوند مواد آلی قابل تجزیه ،منبع انرژی میکروار گانیسمهای خاک را تشکیل می دهند که همزمان برای موجودات هتروتروف خاک منبع کربن و ازت نیز محسوب می شود مواد معدنی آزاد شده طی فرآیند های مینرالیزاسیون و هومیفیکاسیون برای تغذیه گیاهان و میکروارگانیسمها واجد اهمیت است ،زیرا عرضه یکنواخت و مداوم مواد غذاییرا ممکن می سازد مواد هومینی ،ماده نهایی تولید شده طی فرآیند هومیفیکاسسیون است که تیره رنگ بوده و در مقابل تجزیه میکروبی مقاوم می باشد مواد حد واسط در این رابطه غذایی است که نهایتاً به هوموس پایدار تبدیل می شود علاوه بر آن طی این فرآیند مقدار زیادی مواد ساده حد واسط تولید می گردد که هر کدام از آنها برای زندگی گیاهان و بویژه میکروارگانیسمها از اهمیت خاصی بر خوردار است نمونه بسیار ساده شدهاین فعل و انفعالات و مواد حد واسط و نهایی آن در زیر مشاهده می شود تولیدات نهایی مواد حاصل از متابولیسم مواد آلی اولیه Co2 .H2o .NH3 .

No3 مواد معدنی هوموس پایدار اسید های آلی و اسیدهای آمینه هوموس غذایی اسید هومیک قهوهای کینونهاو مشتقات آن،، مواد محلول و مترشحه اسید هومیک خاکستری هیدراتهای کربن و و اسید اوونیک از گیاهان ، جانوران مواد لزج،هورمونها ،آنتی بیوتیک و میکروارگانیسمها در تشکیل مواد هومینی،علاوه بر فرآیندهای شیمیایی زیادی از قبیل اکسیداسیون، پلی مریزاسیونو غیره…،میکروارگانیسمهای زیادی در آن شرکت دارند هوموس پایدار از نظر شیمیایییک ترکیب واحد و مشخصی نیست و ترکیبات سنگین و تصفیه شده هومینی را می توان توسط مواد قلیایی از یکدیگر جدا کرد با کمک ئآنالیز شیمیایی می توان فراکسیونهای مختلف و خواص آنها را تعیین نمود با بررسیدر این زمینه دو نوع هوموس به ناهای اسید هومیک خاکستری و اسید هومیک قهوه ای مشخص شده اند که اولی نسبت C/N کوچک و دومی نسبت C/N بزرگ دارد مقدار هوموس خاک و قابلیت ایجاد کمپلکسهای آلی معدنی آن بوسیله کلو ئید های رس و کلسیم ،برای رشد گیاهان واجد اهمیت زیادی است مقدار مواد آلی در خاک: وجود نمکهای معدنی و میکروالمانت ها برای تاُمین مواد غذایی میکروارگا نیسمها از اهمیت ویژهای برخوردار است ترکیب مواد معدنی در محلول خاک در وحله اول به مواد ژئولوژیکی که خاک از آن تشکیل می شود بستگی دارد و غلظت آن به مقدار آب موجود در خاک مربوط می باشد نیاز میکروار گانیسمهای خاک نسبت به مواد معدنی خاک مشابه با نیاز گیاهان عالی است مواد معدنی موجود در خاکستر میکروار گا نیسمها برای رشد موجودات علی و پست لازم و اجتناب ناپذیر است بعضی از این مواد معدنی در ساختمان آنزیمها شرکت دارند و سایر عناصر از قبیل فسفر در تولیدات متابولیسمی بی شماری دیده می شوند پتاسیم برای فعال سازی آنزیمها و هم چنین برای تنظیم حالات فیزیکی (تور ژسانس)و قابلیت نفوذ ممبران سلولی لازم است بعضی از کا تیونهای مخالف یکدیگر تاُثیر می گذارند ،مثلاًپتاسیم و کلسیم انقباض و انبساط کلوئید پلاسمایی را تنظیم می کنند و یا عناصری که به تنهایی سمی هستند و در حالت هو جواری با یکدیگر اثرات سمی را می زدایند منیزیم بطور ویژه در تقسیم سلولی ،احتما لاً از طریق هدایت متابولیسم فسفات ،تاُثیر می گذارد و بر عکس آن کلسیم فقط در بعضی از میکروار گا نیسمها مانند جلبکها و دنیتر یفیکانت ها برای تولید اسپور نقش دارد همین وضعیت برای سدیم نیز صادق است و اغلب میکروار گا نیسمها به آن نیازی ندارند فقط بعضی از باکتریهای د ریایی که هالوفیل (Halophile) هستند و یا میکرولر گا نیسمهای خاکهای شور می توانند از آن استفاده کنند علاوه بر عناصر اصلی مانند پتاسیم ،فسفر،منیزیمو گوگرد به مقدار کافی عناصر میکرو از قبیل Zn.

Cu, Co, Fe, Mn و غیره نیاز است مولیبدن و انادیوم برای رشد نیتریفیکانت ها و ازتوباکتری های تثبیت کننده ازت نیز اجتناب ناپذیر می باشد .

میکروارگانیسمهای مختلف نسبت به هر یک از عناصر غذایی نیاز متفاوتی از خود نشان می دهند .

نق میکروالمانت ها اغلب ساختن بخشی از گروه پروستتیک آنزیمها است .

F e ,C u برای ساختمان همین ( Hemin ) وپرتئین های هم دار Hem مانند سیتوکرمها ، کاتالازها وپراکسیدازها مصرف می شوند .

M h در بسیاری از آنزیمها وجود دارد وعمل کرب اکسیلاسیون را هدایت می کند .

شکل 53 تاثیر افزایش غلظت منگنز در محلول غذایی را برای میکروارگانیسمعای منگنزوفیل مانند لاکتوباسیلوس پلانتا روم در تخمیر گلوکز نشان می دهد .

********* شکل شکل 53- قدرت تخمیری لاکتوباسیلوس پلانتاروم در رابطه با غلظت M n در 24 ساعت برای تاثیر عناصر میکرو در ساختمان فعال کننده ها ویا به عنوان کو-فاکتور (Co –Faktor) در میکرو ارگانیسمهای منگنروفیل ، مقادیر بسیار کم کفایت می نماید .

فقدان عناصرمیکرو در خاک نه تنها موجب بیمار شدن گیاهان به امراض میکرو ارگانیسمها نیز جلوگیری می شود ، مثلاً فقدان ازتوباکتر