دید
کلی
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.
نیمرخ عمومی
خاکها
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.
فلزات
سنگین و نقش انها در الودگی خاک
مقاومت و پایایی عناصر سنگین
در خاک نسبت به سایر آلایندهها بسیار طولانی بوده و آلودگی خاک توسط فلزات
سنگین تقریبا دایمی است.
محمد علی مشکوه رئیس مجتمع آموزش جهاد
کشاورزی ملاصدرا یزد در مقالهای تحت عنوان «تاثیر عناصر آلاینده بر خاک»،
منابع آلاینده خاک، راههای ورود این آلایندهها و تاثیر دراز مدت آنها بر
خاک را بررسی کرده است.
در این مقاله آمده است: وقتی تعادل میان اجزا و
عناصر تشکیل دهنده خاک به دلیل افراط یا دخالت انسانی بر هم بخورد، باید
منتظر بروز اختلالات بسیاری بود. افزودن بیش از حد کودهای شیمیایی به خاک
به منظور افزایش محصول ممکن است سبب بروز اشکال در وظیفه تصفیهکنندگی خاک
شود. هم چنین آب زهکشی دارای ترکیبات کود شیمیایی زیاد نیز میتواند مانند
آبیاری بیش از حد با آب دارای کیفیت نامناسب سبب شور شدن خاک در جای دیگر
شود.
این مقاله میافزاید: عناصر کمیاب و سنگین از جمله آلایندههایی
هستند که با اضافه شدن به خاک از طرق مختلف به ویژه تخلیه فاضلابها، روی
سطوح کمپلکس جذب کننده خاک قرار گرفته و باعث آلودگی شیمیایی خاک گردد که
سپس وارد زنجیره غذایی انسان و دام میشوند و مخاطرات بهداشتی ناگواری را
در محیط زیست به بار میآورند.
مشکوه منابع اصلی این آلایندهها را
شامل مواد مادری این عناصر که در اثر هوازدگی، آزاد میکند و وارد خاک
میشوند و همچنین منابع خارجی دانسته است که از راههای مختلفی وارد خاک
میشوند.
بارش عناصر سنگین و رادیو اکتیو از جو به زمین شامل احتراق
سوختهای فسیلی، اگزوز اتومبیلها، ذوب فلزات، صنایع شیمیایی، سوزاندن
زبالهها و ضایعات، رادیو ایزوتوپهای حاصل از سوانح رآکتوری و آتش
سوزیهای بزرگ، تنها یکی از راههای آلودگی شیمیایی خاک است.
مواد
شیمیایی مصرف شده در کشاورزی، تخلیه فاضلابها، اماکن متروکه صنعتی مانند
کارخانههای گاز، صنایع الکتریکی، دباغیها یا صنایع چرمسازی و حتی
فعالیتهای ورزشی و تفریحی مثل تیراندازی از موارد بسیار موثر در آلودگی
خاک هستند.
این مقاله میافزاید: از میان تمام آلایندههای شیمیایی، به
نظر میرسد عناصر کمیاب و فلزات سنگین، اثرات اکولوژیکی، بیولوژیکی و یا
بهداشتی خاصی روی محیط زیست موجودات زنده ساکن روز کره زمین داشته باشد.
امروزه
از میان منابع آلاینده، معادن فعال، مصرف سوختهای فسیلی و کودها و سموم
کشاورزی از جمله مهمترین عوامل آلودگی بیوسفر به این عناصر محسوب میشوند.
فرسایش
خاک، علل وعوامل
یکی ازعواملی که درکشاورزی بسیارمورد توجه قرارمی
گیرد وعامل اصلی نابودی بسیاری اززمین های خاصلخیزکشاورزی وتبدیل آن به
مکان های غیرقابل کشت می باشد پدیده فرسایش خاح است.
متاسفانه
درکشورما به دلیل توجه بیشتر مسئولان کشوری به بخش صنعت وعدم توجه آنان به
بخش کشاورزی ونادیده گرفتن مشکلات آن،باعث شده که این،مسیر قهقرایی،سرعت
بیشتری بگیرد.
فرسایش خاک ازجمله نگرانی های عمده زیست محیطی قرن
حاضراست. برپایه برآوردهای انجام شده براثرفرسایش خاک سالیانه چندین میلیون
هکتارازاراضی کشاورزی جهان به کام نابودی کشیده می شود. برپایه همین
برآوردپیش بینی می شودکه تاسال 2010 میلادی یک سوم تا یک پنجم اراضی
کشاورزی براثرفرسایش خاک عقیم وغیراستفاده شوند.
فعل وانفعالات
فرسایش خاک وجایگزینی تپه های شنی به جای بسترهای حاصلخیزخاک تاسف انگیزاست
واین فرآیند باعث مهاجرت هزاران نفرازروستائیان به سمت شهرها می گردد.
یکی
ازاساسی ترین مسائلی که باعث فرسایش خاک درایران وجهان شده است مسئله
سیلاب هاست.
جنگل هاطی قرنن های طولانی موجب پایداری خاک وذخیره
سازی آب ورونق فعالیت های گوناگون کشاورزی بوده اند،ولی به مروروبا ازمیان
رفتن تدریجی جنگل ها وپوشش های گیاهی دراین بهشت سرسبزخداوندی ،جاری شدن
سیلاب متداول شده است .
هنگامیکه پوشش جنگلی براثرقطع بی رویه حالت
مناسب وتراکمی خودرا ازدست می دهد .خاک آن منطقه به علت کمبود شاخ وبرگ
وفاصله ایجاد شده بین آنها دربرابربارانهای شدید ورگبارهای تند بی دفاع
مانده ومقاومت خودرا ازدست می دهد وبا کمترین بارش تند،مرگبارترین سیلابها
را بوجود می آورد.
با ازبین رفتن پوشش گیاهی ،باران هایی که برسطح
خاک می بارد علاوه برشستن خاک وتبدیل شدن به روان آب توانایی نفوذ به داخل
زمین را ازدست می دهد .
پیامد بوجود آمدن روان آب وعدم نفوذ آب
درخاک،پائین رفتن سفره های آب زیرزمینی است که اصلی ترین منبع آبیاری
گیاهان درمناطق خشک است. به مرروزمان آنقدرآب وخاک وجود نخواهدداشت که یک
کشاورزبتواند مایحتاج روزانه خودرا به دست آورد. ازاین روپدیده مهاجرت به
شهرها شدت بیشتری خواهد گرفت که پیامدهای خاص خودرا به دنبال خواهدداشت.
متاسفانه
درکشورما پدیده تخریب جنگل ها روند سریعی را درپیش گرفته است.عریانی بیش
ازحد دامنه شمالی کوههای البرزکه درروزگاری نه چندان دورپوشیده ازجنگل
وبیشه بوده است اکنون به خاطربی توجهی ما انسان ها درمعرض نابودی کامل
قرارگرفته وفرسایش خاک،تراکم حرارتی ناشی ازتغییرات جوی ،کاهش رطوبت وازهمه
مهمترتقلیل ونابودی پوشش گیاهی (به علت قطع بی رویه وعدم کاشت همزمان درخت
) ازپیامدهای نامطلوب این بی رحمی انسان نسبت به طبیعت اطراف خود است .
شرایط
اقلیمی ووضع کنونی زمین شناسی به گونه ای است که آن را به صورت یک
کشورمستعد به فرسایش خاک درآورده است . ولی حقیقت آن است که میزان فرسایش
خاک درایران بیش ازمقدارمورد نظرمی باشد.آمارنشان می دهد که تلفات خاک
دراثرفرسایش درمملکت ما چندین برابربیش ازمیانگین آن درکشورهای آفریقایی
واروپایی است.
فرسایش خاک درایران یک مسیرصعودی داشته وبراساس
اطلاعات منتشرشده متوسط سالانه تلفات خاک ناشی ازفرسایش درایران رشد قابل
توجهی داشته است.به عقیده عموم کارشناسان مهمترین علت فرسایش خاک عوامل
انسانی است.افزایش رشد جمعیت دراین دوران با نرخ سرسام آورآن نیازهای
اقتصادی زیادی به دنبال داشته است ودرنتیجه جمعیت نیازبه مکانی برای زندگی
دارند وافراد سودجوازاین مورد استفاده کرده وبه تخریبت جنگلها می
پردازند.متاسفانه ناتوانی مراکزترویجی دراشاعه فرهنگ استفاده صحیح ازجنگل
ها ومراتع براساس اصول علمی وفقدان مدارس آموزش منابع طبیعی کافی برای
روستائیان وعشایرازعلل دیگرروند فوق بوده است.
برمبنای دلایل فوق
انسان ازطریق افزایش تعداد دام درسطح مراتع وتخریب غیرقانونی جنگل ها ،عدم
کاربری صحیح اراضی کشاورزی ،استفاده نادرست ازمنابع آبی وگاهی ازطریق احداث
خطوط جاده ای وبهره برداری غلط ازمعادن و... ،فرسایش خاک را ازحالت طبیعی
ومعمول خود خارج ساخته وبرآن دامن زده است. علاوه براین می توان به عدم
تخصیص بودجه مناسب جهت مبارزه با پیشرفت بیابان ها وهمچنین عدم توجه به حفظ
زمین های زیرکشت اشاره کرد.
با نیم نگاهی به تاریخچه کشاورزی
کشورهای توسعه یافته،می توان دریافت که این کشورها دارای برنامه ریزی صحیح
دربخش کشاورزی بوده وکمبود بودجه بخش صنعت خویش را ازدرآمد های بخش کشاورزی
تامین می کنند. کشورهایی مانند آمریکا،فرانسه ،ژاپن ازاین راه علاوه
برخودکفایی دربخش کشاورزی دارای صنعتی توسعه یافته نیزهستند.
گفتنی است
کشورهند درسال 1975 دارای فرسایش خاکی درحدود5میلیاردتن خاک درسال بوده
است وبا حمایت ماهاتما گاندی درسال 1985 موفق به تأسیس دفترملی عمران اراضی
هند شدکه هدفش به زیرکشت بردن سالانه 5میلیون هکتارازاراضی بایراین
کشوروتبدیل آن به اراضی کشاورزی بود.
این روند شامل گسترش زمین های
کشاورزی وگسترش مناطق جنگلی بودکه تاحدبسیارزیادی مانع ازافزایش میزان
فرسایش خاک درآن کشورگردید.
خاک و خاکشناس:
خاک،
ترکیب پیچیده ای است که در شاخه های مختلف از علوم، مورد بررسی قرار
میگیرد. از رشته خاکشناسی soil science که جنبه های زیستی آن را بیشتر از
همه مورد توجه قرار میدهد تا رشته های مکانیک خاک که جنبه هائی از خاک را
که در احداث سازه های مختلف مورد نیاز است، همه را در بر میگیرد.
شاید
برای شما جالب باشد که بدانید حتی در ساخت شیره انگور و در قسمت های دیگر
از صنایع غذائی و شوینده ها ، در صنایع فولاد، خاک نسوز،چینی، کاشی و حتی
دفترچه های بیمه شما که دیگر کاربن نمی خواهد همه از نوعی از خاک در آن
استفاده شده است.
از دید مهندسین کشاورزی یا خاکشناسان، خاک یک
ترکیب پیچیده از ماده های بیوژئوشیمیائی محسوب میشود. متخصصین این رشته سعی
می کنند تا سر حد امکان شرایطی را فراهم کنند تا گیاهان در آن امکان رشد و
نمو یابند و از این طریق نه تنها امنیت غذائی ملتها را تامین کنند بلکه
جلوی سیلابهای ویرانگر و طوفانهای شن نیز گرفته میشود.
افزون بر آن
خاکها سیستمهای اکولوژیکی فعالی هستند که وظیفه نگهداری گیاهان را بر عهده
دارند و تامین کننده آب و مواد غذائی برای گیاهان می باشند. از سوی دیگر
هوای لازم برای نگهداری و رشد انبوه میکروارگانیسم هائی که در چرخه ماده
های حیاتی دخالت دارند، بوسیله خاک تامین می شود.
فعالیت در زمینه
فرسایش و حفاظت خاک، در حوزه های فعالیت متخصصین این رشته است. (هر چند که
تخصصی تر شدن دروس این رشته و حذف برخی دروس از دوران کارشناسی احساس
میشود). جالب است بدانید در یک برنامه حساب شده علمی به موازات احداث یک
سد، فعالیت متخصصین حفاظت خاک و آبخیزداری شروع میشود. چرا که این
دانشمندان سعی بر این دارند که فرسایش خاک یعنی کنده شدن بیش از حد و حرکت
خاک را که فراتر از روند طبیعی آن صورت میگیرد را کند یا متوقف کنند و خاک
را تثبیت نمایند. چرا که در غیر اینصورت سدهای احداثی به جز انبار رسوب
نخواهند بود و طول عمر سدها کاهش یافته که میلیاردها تومان خسارت مالی در
بر خواهد داشت.
در این رشته شیمی خاک، حاصلخیزی و تغذیه گیاه و
کود، بیولوژی خاک و بیوشیمی، فیزیک خاک، رده بندی و ژنز خاک، فرسایش ( آبی و
بادی ) و حفاظت خاک و کیفیت خاک و ... در کلیه سطوح مورد بحث و تحقیق
موشکافانه قرار گرفته و این رشته را به رشته ای حیاتی، ظریف اما کاملاً فنی
و استراتژیک در دنیا مطرح ساخته است. متاسفانه در زمینه های ذکر شده شکاف
بین کشورهای پیشرفته با سایر کشورها زیاد است که تلاش و همت بزرگی را از
محققین و مسئولین می طلبد. بعنوان مثال مشکلاتی همچون سیل هائی مثل گلستان و
سایر فجایع برای اکثر کشورهای پیشرفته کاملاً حل شده است.
اما خاک
از دید مهندس عمران، در زمینه های راه و سد و ساختمان، بحثی دیگر و شاید
معکوس است، هر چند در برخی زمینه ها همپوشانی را با کار مربوط به خاکشناسان
احساس می کنیم. یک مهندس عمران سعی می کند خاک را فشرده کند یعنی عکس کار
یک خاکشناس، که از دید بیولوژیکی کار می کند و حتی الا مکان سعی میکند که
استحکام را بیشتر کند. شما نشست ابنیه ، ترک برداشتن برخی سازه ها و حتی
درز و شکاف جاده و خیابان را دیده اید، که یکی از دلایل آن مربوط به
خصوصیات خاک است که شرح مفصل آن در این مقال نمی گنجد.
منبع:مهندسی کشاورزی