up
Search      menu
زمین شناسی,جغرافیا :: مقاله مواد آلي خاک PDF
QR code - مواد آلي خاک

مواد آلي خاک

کلياتي درباره خاک

بافت خاک:
پخش جامد خاک مجموعه بسيار پيچيده أي از مواد معدني و آلي بوده و ترتيب قرار گرفتن ذرات کميت و کيفيت ويژگيهايي از قبيل تخلخل ، ساختمان و وزن مخصوص ظاهري خاک را تعيين مي کند اندازه ذرات جامد در خاک از چند انگسترم تا چند دسي متر نوسان دارد.
مواد آلي خاک از بقاياي جانوري و گياهي در مراحل مختلف تجزيه و کون و فساد و ميکرو ارگانيسم هائي که مسئول اين تجزيه هستند مرکب است. مواد آلي تأثير غير قابل انکاري در خواص فيزيکي خاک داشته و فراواني يا کمبود آن در نفوذ آب به خاک ظرفيت نگهداري رطوبت و کيفيت آب در خاک و ايجاد خاکدانه ها مؤثر است. از تجزيه مواد آلي ، ترکيبات حاصل مي شوند که مانند ملاتي ذرات خاک را به يکديگر مي چسبانند. برخي از اجزاء متشکله مواد آلي ليگنن ، سلولز، چربيها و انواع مومها نباتي تجزيه شده و به تدريج که برخي تجزيه پذير به عناصر ساده‌أي تبديل مي شوند اجزاء ديگر مواد آلي که به سهولت تجزيه پذير نيستند در خاک تراکم حاصل مي نمايند اين مواد از نظر ازت و پروتئين بسيار فقير بوده و شايد همين کمبود دليلي بر مقاومت آن است مقدار هوموس در خاک بين 1 . تا 5 درصد متغير است و به رغم اندازه هاي گوناگوني که دارد يک کلوئيد محسوب مي شود
نيروي جاذبه بين ذرات خاک:
انواع مختلفي از نيروها در حد فاصل بين ذرات خاک يا سطوح ذرات رسي اعمال مي شود. به عبارت ديگر منشاء اين نيروها متفاوت است ولي همة آنها الکتريکي است قويترين اين نيروها، نيروي يوني يا کوکب مي باشد که بين دو اتم با بار الکتريکي
متفاوت به وجود مي‌آيد اين نيرو با عکس العمل مجذور فاصله بين دو اتم کاهش مي يابد و ما قوا اتم ها از شبکه در تبلور است.
نيروي جاذبه بين ملکولهائي که از نظر الکتريکي خنثي است ، با نيروي Vandedwaal و London که به اختصار (V-L) ناميده مي شود مشخص مي گردد. اين ملکول‌ها دو قطبي نبوده لذا مقداري نيروي جاذبه تابع بار الکتريکي آنها نيست اين نيرو با توان هفتم فاصله بين دو ملکولي نسبت معکوس دارد و دامنه نفوذ آن فوق العاده کوچک مي باشد بديهي است اين نکته را بايد به خاطر داشت که گر چه ملکول هايي که نيروي (V-L) در آ“ها مؤثر است ذاتاً دو قطبي نمي باشند ولي حرکت سريع الکترون ها سبب مي شود که در توجيه خاصي از ملکول ها ، يک حالت دو قطبي موقتي به وجود آيد. چنين محاسبه شده است که از فاصله بيش از صد انگسترم ، يک اتم نمي تواند اتم ديگري را دو قطبي کند (ص 59 روابط آب و خاک).
تجزيه مکانيکي خاک:
منظور از تجزيه مکانيکي خاک تفکيک ذرات خاک از روي وزن آنهاست و بدين منظور تا حصول نتيجه نهايي، مراحلي بايد طي شود. از مرحله اول توده خاک کوبيده مي شود تا
بتوان آن را از الک هائي عبور داد جداسازي کليه ذراتي که قطر آنها از 74 ميلي متر بزرگتر با يک رديف الک امکان پذير مي باشد.
براي ذرات کوچک تز ار 74% ميلي متر به روشي که در آن سرعت ترتيب ذرات در آب اندازه گيري مي شود اساس اين روش ، استفاده از قانون استوکز است که بعداً شرح داده خواهد شد. با اين روش ، مقدار ذرات شن و سليت در نمونه خاک تعيين مي شوند ولي براي تعيين ذرات رسي که اغلب کلوتيدي بوده و قطر آن کمتر از 0002 0 ميليمتر
است لازم است که چند هفته‌أي در يک درجه حرارت ثابت ، آزمايش ترشيب و ته نشيني ذرات ادامه يابد تا ذرات رس نيز ته نشين شوند. چون اين امر از نظر عملي دشوار و بي مورد است لذا براي تسريع در ته نشيني از سانترفيوژ استفاده مي کنيم.
قانون استوکز:
اگر مقداري خاک را در استوانه پر از آب رها سازيم ذرات خاک بسته به شکل و اندازه أي که دارند شروع به ته نشيني مي کنند. استوکز (0850) Stokes فيزيکدان انگليسي براي چنين پديده‌أي معادله‌أي يافته است که در تعيين بافت خاک مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
اگر يک ذره کروي جامد به شعاع r وزن مخصوصي p و جرم m را در مايعي که در حال سقوط است در نظر بگيريم نيروي ثقل که بر آن اعمال مي شود عبارتست از:
F1 = mg = ( r p ) g
که در آن g شتاب ثقل است. اين نيروي رو به پايين با نيروي ديگري که مساوي وزن آب جابجا شده است ، در مصاف بوده و مي‌خواهد مانع افتادن ذره به سطوح پايين تر شود.
معادله استوکز:
اين نيرو عبارتست از F2 = - ( r p f)g
که در فرمول فوق pf وزن مخصوص مايع يا آب است.
از طرفي چون ذره در حرکت است پس نيروئي مناسب با سرعت ذره نيز مقاومتي در برابر سقوط آزاد آن ايجاد مي‌کند تا مقدار آن از رابطه ذيل محاسبه شود.
F3 = - 6 r n V
در اين معادله V سرعت يکنواخت ذره و n گرانروي مايع است پس از حصوص سرعت يکنواخت ، شتابي در کار نبوده و نتيجه اين نيروها بر روي هم مساوي صفر مي‌شود.
پس f2 + f2 + f3 = 0
و يا r (p-p f) g – 6 r n V =02
3
3
اگر از رابطه فوق سرعت V را پيدا کنيم نتيجه ذيل عبارت خواهد بود
V= - ( p – p f)
معادله فوق نيز از خاکشناسي تيتير مرد استفاده قرار مي گيرد لذا اين معادله نيز به نام استوکز ناميده مي شود
محدوديت هاي مورد نظر در کاربرد معادله استوکز
الف): ذرات بايستي کروي و سخت و جامد باشند ذرات غير کروي با سرعت کمتر يا بيشتر از ذرات کروي سقوط مي کنند ذرات غير کلوئيدي از قبيل شن و سليت شکل کم و بيش کروي دارند ولي ذرات کلوئيدي بويژه رس ها پولک مانند بوده و نسبت به ذرات کروي با وزن مشابه ، کندتر ته نشين مي‌شوند.
ب): اندازه ذرات نسبت به اندازة ملکول هاي مايع بايستي بزرگ باشند تا بتوان محيط را يک محيط همگن تلقي کرد. به عبارت ديگر ذرات نبايد بعد از خود حرکت براواني که از ويژگيهاي کلوئيد هاست نشان دهند. معمولاً ذرات کوچکتر از 002 0 ميلي متر اين پديده
را ظاهرمي سازند و در نتيجه با معداله استوکز مي توان فراواني ذرات را از Sandvery fine تا Co arseclay تعيين کرد.
ج): سقوط ذرات بايستي آزاد باشد و در اين سقوط ، ذرات مزاحم يکديگر نگرديده و ذرات بزرگتر مانند قيمي ذرات کوچکتر را با خود انتقال ندهند. اگر غلظت ذرات در حدود 3 تا 5 درصد بوده و قطر استوانه محتوي مايع اقلا ده برابر بزرگترين ذره خاک باشد امکان سقوط ازاد تأمين خواهد بود.
ترکيب مکانيکي خاک:
منظور از ترکيب مکانيکي خاک ، چگونگي کمي و کيفي ذرات آلي و معدني در خاک مي باشد.
معمولاً مواد بزرگتر از دو سانتي متر به سنگ Ston موسوم بوده و قطعاتي که قطر آنها بين دو سانتي متر و دو ميلي متر نوسان مي نمايد سنگ ريزه ( Gdavel) ناميده مي شود اصطلاح خاک نرم Fine Earth نيز به ذرات کوچک تر از هر ميلي اطلاق مي شود.
تجزيه هاي فيزيکي و شيميايي که در خاک شناسي متداول است بر روي خاک نرم صورت مي گيرد اجزا متشکله خاک نرم رس ( Clay) سيلت (Silt) و شن ( Sand) مي باشد.
شکل ذرات شن Sand و سيلت معمولاً کروي يا مکعبي بوده و در واقع کاني هايي هستند که پس از تبلور سنگهاي مختلفي را بودجود آورده اند ذرات رسي Clay به ندرت شکل کروي داشته و اغلب پولک مانند مي باشند بعضي از کوچکترين ذرات خاک نيز شکل مشخصي ندارند
رس هاي خاک:
واژة رس يا Clay براي افراد مختلف معاني متفاوتي دارد ولي آنچه در خاکشناسي مورد نظر است ذارتي هستند که قطر يا اندازه آنها از دو هزارم ميلي متر کوچکتر است اين ذرات شامل بلورهاي مطبق آلومينيوسيليک ، اکسيدهاي آهن و آلومينيوم و سيليسيم و همچنين هر ذره از کاني هاي ديگر که واجد شرايط ابعاد باشد مي شود.
بخش اعظم خاک رس خاک به حالت کلوئيدي است و به همين جهت از يک سطح ويژه قابل توجه برخوردار است حد بين رس کلوئيدي و رس غير کلوئيدي تصنعي بوده و به طور دلخواه در 0002 0 ميلي متر قرار دارد. ذرات کلوئيدي که در حالت تعليق مي باشند از خود حرکت Brownian ظاهري مي سازند بدين معني که ملکولهاي محيط تعليق ذرات را از اين سو به آن سو مي رانند در مورد ذرات بزرگترين ضربات ملکولها در جهات مختلف ، همديگر را دفع مي کنند و جسم يا ذره در حالت سکون باقي مي ماند
ساختمان خاک ( Soilstructure)
منظور از ساختمان خاک ، ترتيب قرار گرفتن ، توجيه و سازمان ذرات شن و سيلت و رس در خاک مي باشد گاهي اين اصطلاح براي تعريف شکل هندسي خلل و خرج خاک نيز استفاده مي شود و چون ترتيب قرار گرفتن ذرات به نحوي است که به آساني نمي توان آنرا با شکل هندسي معيني مشخص کرد ، لذا روش مستقيمي براي اندازه‌گيري ساختمان خاکموجود نيست و مفهوم ساختمان خاک بيشتر جنبة کيفي دارد روشهاي متداول براي مشخص کردن خاک نيز در واقع روشهاي غير مستقيمي هستند که خواصي از خاک را که تابع ساختمان خاک است اندازه گيري مي‌کنند.
به طور کلي سه نوع ساختمان امکان پذير است اول ساختمان تک دانه‌أي که در آن ذرات خاک هيچ ارتباط و پيوستگي با هم ندارند. دوم ساختمان توده‌أي يا حجيم که در آن ذرات خاک به هم پيوسته و تودة بزرگ و يکپارچه أي را تشکيل مي دهند . سوم ساختمان خاکدانه‌أي که حد واسط بين دو نوع ساختمان فوق الذکر بوده و از الحاظ کشاورزي فوق العاده مطلق مي باشد.
عوامل پايداري ساختمان خاک:
پايداري ساختمان خاک خصوصاً خاکدانه ها به عوامل چندي بستگي دارد که به شرح زير است:
1 نيروي Gohesio اين نيرو از بار منفي ذرات رسي مشتق مي‌شود و در نتيجه هنگامي جالب توجه است که ذرات از سطح ويژه بزرگي برخوردار بوده و اين سطوح در تماس
باشند بنابراين تاثير جذب ملکولي در خاک خشک حداکثر و در خاک مربوط حداقل خواهد بود.
2 نيروي Adhesion براي اينکه بتواند ذرات خاک را به هم بپيوندد به آب و هوا هر دو نياز است هر چه هلال حد و فاصل آب و هوا داري انحناي بيشتر باشد کشش سطحي در واحد سطح افزايش مي يابد از طرفي با ازدياد رطوبت در خاک ، سطح تماس آب با ذرات خاک بيشتر مي‌شود ولي کاهش کشش سطحي در واحد سطح چندان چشمگير نمي باشد بدين جهت در خاک خشک و اشباع تاثير نيروي Adhesion کمترين و در حالت مرطوب بيشترين خواهد بود ضمناً بايستي توجه داشت که ساختمان خاک هنگامي تشکيل مي شود که مقدار نيروي Gohesion از Adhesion بزرگتر است. (ص 48 کتاب روابط خاک و آب)
3 کاني هاي رس:
رس ها به عنوان ملتي ذرات خاک را به هم متصل مي کنند و از طرفي در اثر انقباض و انبساط تودة خاک را به قطعات کوچک تر تبديل مي نمايند معمولاً پيوسته‌أي از کاني هاي رسي دور ذرات خاک را احاطه کرده و خاکدانه هايي به وجود مي‌اورد که پايدار بوده و در طبقه بندي خاک ها نيز مورد استفاده قرار مي گيرد مثلاً در خاک هاي لاتوسول يالا تريتي ، پيوسته رسي مشاهده نمي شود نوع يون هاي تبادلي نيز اهميت داشته و کليسم ، منيزيم و پتاليم موجب بهبود وضع ساختمان خاک وهيدروژن و سديم تخريب انرا فراهم مي سازند.
4 مواد آلي مواد الي هنگامي در تشکيل خاکدانه موثر است که فعال باشد و فعاليت آن از موجودات زنده خاک سرچشمه گيرد. از طرفي ريشه گياهان با تشريح ترکيبات ژلاتيني ذرات را به هم پيوند مي دهد رشد وتوسعه ريشه گياهان نيز سبب متلاشي شدن توده
خاک و ايجاد خاکدانه مي گردد ترکيبات آلي نيز بسته به نوع خود مي توانند در خاکدانه بند و تثبيت آن موثر واقع شوند اخيراً بعضي از اين ترکيبات براي تثبيت خاک Soilconditioning استفاده مي شود و اين ترکيبات در حقيقت يک رشته طولاني از حلقه کربن است که جذب سطحي ذرات رس گرديده و مانند تسبيحي ذرات خاک را به يکديگر متصل مي سازد
هوا:
هوا از نظر فيزيکي به دو طريق در ساختمان خاک موثر است يکي اينکه توليد کشش سطحي مي نمايد و ديگر اينکه هنگام مرطوب شدن خاک خشک ، مقداري هواي محبوس در خاک حاصل مي شود که اگر راه گريزي نداشته باشد به متلاشي شدن تودة خاک منجر مي گردد.
از نظر شيميايي وجود هوا رسوب کلوئيدهاي آهن و آلومينيوم را تسهيل کرده و توام با گاز کربنيک هواي خاک موجبات حلاليت کلسيم و ساير يون هاي موثر در دانه بندي خاک را فراهم مي سازد از نظر بيولوژيکي نيز هوا براي تنفس ريشه ها و موجودات زنده ضروري است و اگر خاکي به مدت طولاني غرقاب شود ساختمان آن تخريب حاصل کرده ، سير قهقرائي مي پيمايد. در شرايط بي هوايي ترکيبات آلي که مانند ملاتي ذرات خاک را به هم وصل مي کند، تشکيل نمي شود و آنچه که موجودات تجزيه مي يابد به طور کلي ، ساختمان خاک در انتقال و جذب و هدايت آب ، نقش مهمتري از بافت خاک را داشته و در بعضي اراضي ، ايجاد درز و ترک در خاک سبب مي شود که بخش عمده آب آبياري از ايم معابر عبور نموده و مورد استفاده گياه قرار نگيرد. (ص 49 کتاب اصول روابط خاک)
مواد آلي خاک:
مواد آلي خاک بالنفسه يک کيفيت قابل مطالعه در روابط آب و خاک نيست ولي چون جزء لاينفک هر خاک بوده و خواص فيزيکي و شيميايي آن را تا حد قابل توجهي تغيير مي دهد لذا بحث دربارة آن ضروري به نظر مي رسد.
کليه اجسام الي در خاک ، زنده يا مرده ، تازه تا کهنه ، ساده يا پيچيده و مرکب ، مواد الي خاک را تشکيل مي دهند. مواد آلي خاک شامل بقاياي گياهي و حيواني در مراحل مختلف تجزيه ، هوموس ، ميکرب ها و هر ترکيب آلي ديگري مي باشد.
در تعريف مواد آلي حيوانات منظور نمي گردند ولي باکتريها ، قارچها و ساير ميکرب ها به علت اينکه جداسازي آنها از ساير مواد آلي تقريباً غير ممکن است جزو مواد آلي محسوب مي شوند.
مواد آلي خاک در حد نهايي مي توان به هوموس و ساير بقايا ، طبقه بندي کرد. منظور از بقايا ، انساج مرده گياهي و حيواني و مدفوعات حيواني در مراحل مختلف فساد و تجزيه است. هوموس نيز ماده آلي سياه رنگي است که خواص فيزيکي و شيميايي معيني داشته و شدت تجزيه آن مانند بقايا نيست. اگر چه انواع متفاوتي از هوموس بسته به نوع آب و هوا وگياهان در خاک تشکيل مي شود.

رشد و عملکرد گياهان داروئي بستگي به تداوم تأمين موادغذائي و رطوبت دارد که اين گياهان با سيستم ريشه اي خود در خاک به دست مي آورند. بنابراين خاک از اهمي ...

خاک ها مخلوطي از مواد معدني و آلي مي باشند که از تجزيه و تخريب سنگ ها در نتيجه هوازدگي بوجود مي آيند که البته نوع و ترکيب خاک ها در مناطق مختلف بر حسب ...

خاک‌ها مخلوطي از مواد معدني و آلي مي‌باشند که از تجزيه و تخريب سنگ‌ها در نتيجه هوازدگي بوجود مي‌آيند که البته نوع و ترکيب خاک‌ها در مناطق مختلف بر حسب ...

رسها به همراه کلوئيدها ، فعالترين بخش خاک محسوب مي شوند و اکثر آنها داراي ساختمان بلوري هستند. قبل از مطالعه کانيها توسط اشعه ايکس تصور مي شد که کانيه ...

آبهاي معدني ( Inorganic Water ) ، آبهايي هستند که در يک کيلوگرم آنها لااقل هزار ميلي گرم نمک و يا ۲۵۰ ميلي گرم انيدريد کربنيک آزاد موجود است. آبهاي مع ...

بررسي آتشفشان ها در ايران نشان مي دهد ايران داراي پنج آتشفشان دماوند ، سبلان ، تفتان ، بزمان و سهند است که از اين تعداد سه آتشفشان بزمان، تفتان و دماو ...

طبيعت بر ۳ رکن اساسي آب، هوا و خاک استوار است؛ بر اين اساس شناخت طبيعت و ارکان آن، حفاظت و پاسداري از طبيعت از مسووليت اجتناب ناپذير انسان هاست. کشاور ...

با توجه به توضيحات عنوان شده خاکها از نظر قابليت اراضي وسريهاي داراي محدوديت در استان تهران وهمچنين با درنظر گرفتن تعاريف موجود از بيابان و شرايط اکول ...

دانلود نسخه PDF - مواد آلي خاک