نمونه خاک

نمونه خاک

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.

مقدمه

خاک، خاستگاه هستی و میراث بشر برای آیندگان است. رشته خاک شناسی یا علم خاک یکی از رشته های پراهمیت و پرجاذبه در مجموعه رشته های مختلف کشاورزی است. از آن جا که احتیاجات بشر با تمام تنوع و گوناگونیهایش همه از خاک تأمین می شود، بقای این موهبت الهی به روشهای بهره برداری از آن وابسته است. استفاده مطلوب و پایدار از خاک در شرایطی امکان پذیر خواهد بود که با خصوصیات خاک آشنایی کامل حاصل گردد. خاک به عنوان یک منبع طبیعی مهم بر ثروت ملتها و امنیت غذایی هر کشور تأثیر گذارده، زندگی هر انسانی بر روی کره زمین از آن متأثر است.
با توجه به اهمیت کشاورزی در ایران و همچنین تنوع خاکها به عنوان منبع طبیعی مهم برای تولید محصولات کشاورزی، و به منظور شناخت و استفاده بهینه از خاکها در زمینه های مختلف کشاورزی، آب و خاک، دفع فاضلابها، مسکن و شهرسازی، جنگل و مرتع، پارک و فضای سبز و نیز به منظور حفظ محیط زیست و جلوگیری از فرسایش و آلودگی خاک، تأمین نیروی متخصص و کارآمد در زمینه های مختلف علوم خاک ضروری به نظر می رسد. در دوره کارشناسی کشاورزی، عنوان خاک شناسی به رشته ای اطلاق می شود که با دارا بودن مجموعه ای از علوم و روشها در زمینه های زیر کارآیی و مهارتهای مورد نظر را تأمین نماید:
الف- شناسایی و روابط خاک و آب و گیاه و عوامل مختلف اقلیمی.
ب- شناسایی مراحل پیدایش و تکامل خاکها.
ج- شناسایی و رده بندی انواع خاکهای مورد استفاده در کشاورزی.
د- آشنایی با روشهای مختلف حفظ و نگه داری، بهبود کیفیت و مدیریت بهینه خاکها.
گرایشهای مختلف رشته خاک شناسی: اگر چه رشته خاک شناسی در مقاطع تخصصی از نظر موضوعی به گرایشهای: فیزیک خاک، شیمی خاک ، بیولوژی خاک، حاصلخیزی خاک، کانی شناسی خاک ، طبقه بندی و ارزیابی خاک تقسیم می شود، اما در حال حاضر فقط یک گرایش در سطح لیسانس در دانشگاههای ایران وجود دارد.
هدف از ایجاد دوره کارشناسی در رشته خاک شناسی تربیت کارشناسانی است که بتوانند علاوه بر عهده دار شدن مسؤولیتهای مختلف در رشته خاک شناسی و طبقه بندی اراضی، در برنامه ریزی و آموزش علوم خاک و تحقیقات در زمینه های خاک شناسی و ایجاد برنامه های مناسب بهره وری از زمین و مدیریت پایدار، خدمات مفیدی را ارائه نمایند.

اهمیت و جایگاه در جامعه

طبق تخمین FAO (سازمان جهانی غذا) تولید مواد غذایی در کشورهای در حال توسعه در سال 2000، باید به حدود دو برابر میزان تولید محصول در سال 1975 افزایش یابد تا فقط استاندارد کنونی مصرف مواد غذایی حفظ گردد. موفقیت در تولید مواد غذایی با توجه به بررسی اطلاعات موجود و ارزیابی روند فعلی کشاورزی در ایران چندان امیدوار کننده نیست؛ زیرا تاکنون همچنان از حاصلخیزترین اراضی استفاده می شود ولی زمینهایی که در آینده مورد استفاده قرار خواهند گرفت از استعداد و حاصلخیزی کمتری برخوردار خواهند بود. اگر استفاده از خاک بر اساس شناسایی استعداد و قدرت تولیدی آن و مبتنی بر رعایت اصول صحیح علمی باشد منابع خاک آسیب کمتری را متحمل خواهند شد و کوچکترین اشتباهی در بهره برداری از آن موجب وارد آمدن خسارتهای جبران ناپذیر می گردد و خاکی که برای تشکیل آن سالهای زیاد وقت لازم است در مدت بسیار کوتاهی از دست می رود. پایین بودن میزان تولیدات کشاورزی در ایران، در مقایسه با استانداردهای جهانی به میزان زیادی به علت کاهش مداوم حاصلخیزی خاک است که خود ناشی از استفاده نادرست از خاک می باشد. برای رسیدن به خودکفایی غذایی، با توجه به انفجار جمعیت و عدم توسعه اقتصادی مطلوب و وابستگی به درآمدهای حاصل از نفت و اتمام آن در آینده نه چندان دور، توسعه کشاورزی در ایران بیش از پیش ضروری و لازم است. بنابراین به منظور بهره برداری مناسب از خاک برای رسیدن به خودکفایی، نیاز به نیروی انسانی کافی و کارآمد و علاقه مند به کار، ضروری است.

بیماریهای خاکزی

بیماریهای خاکزی و آفات خسارات بسیار زیادی را در زمینهای کشاورزی و محصولات کشاورزی در دنیا بوجود می آورند.در مورد گیاهان جالیزی و میوه ها و … برخی از بیماریهای خاکزی علفهای هرز و نماتد بطور نسبی با آفتکش ها، قارچکش ها و علف کشها در خاک کنترل شده اند مانند متیل بروماید کلر، کلرین و .
اما استفاده از ضدعفونی کننده های خاک برای کنترل آفات همیشه آثار زیانباری برروی جانوران و انسان داشته است و باعث شده که علاوه بر هزینه بالا و پیچیده بورن روشهای آفت زدایی اثرات سمی مهم برروی گیاهان و خاک بجا بگذارد.
Soil solarizationیک روش غیر شیمیایی است که بسیاری از آفات و پاتوژنهای خاکزاد را کنترل می کند. از این تکنیک ساده انرژی حرارتی خورشید جذب میشود و تغییرات فیزیکی و شیمیایی و بیولوژیک در خاک بوجود می آید. صفحات پلاستیکی شفاف از جنس پلی اتیلن برروی سطح خاک مرطوب در ماههای گرم تابستان گذاشته می شود و درجه حرارت خاک را به سطحی می رساند که برای بسیاری از پاتوژنهای خاکزاد گیاهی و بذر علفهای هرز و نماتدها و جوانه های گیاهان انگل و کنه های ساکن در خاک کشنده است.
این روش برای گیاهان جالیزی و یکساله بهترین نتایج بهتری را داشته است. هرچه کرت بزرگتر باشد کنترل مؤثرتر است.
مناطق بزرگتر از 30 اینچ بهتر جواب می دهد زیرا کرتهای کوچکتر از 30 اینچ دارای یک اثر مسیریابی در لبه های خارجی دارند.

عملیات soil solarization:

soil solarizationدر کارونیای جنوبی بخوبی انجام میشود. بهمین دلیل هرچه درجه حرارت در ماههای تابستان بالاتر باشد و هر چقدر پلاستیک را بمدت بیشتری در جای خود بگذاریم به نتایج بهتری می رسیم. مدت زمان طولانی لازم است تا نتایج قابل قبولی برای از بین بردن علفهای هرز مقاوم بدست آید.
Soil solarizationشامل 5 مرحله می باشد که می بایست همه را بدقت و بترتیب انجام دهیم.که شامل مراحل زیر است:

1-آماده سازی خاک

اولین گام در انجام فرایند soil solarizationشخم زدن بستر زمین و آماده سازی آن برای کشت می باشد تا بعد از عملیات soil solarization از تغییر دادن و بهم زدن خاک جلوگیری شود. چنانچه بعدأ خاک را شخم زدیم دانه های علفهای هرز را به سطح خاک می آوریم و این در شرایطی است که بذر برخی از علفهای هرز که در عمق می باشند از بین نرفته اند.
بهترین نتایج فقط تا عمق 3-2 اینچ بالایی سطح خاک بدست می آید بهتر است تجهیزات آبیاری و کودها را قبل از soil solarization به خاک اضافه کنیم.
بسیار مهم است که منطقه ای که می خواهد عملیات soil solarization روی آن انجام صاف باشد و از دانه های علفهای هرز و باقیمانده، گیاهان و کلوخ پاک باشد زیرا این مواد باعث می شود که پلاستیک از سطح زمین بلند شود و حداکثر میزان حرارت موقعی بدست می آید که پلاستیک به سطح زمین نزدیک باشد و باید از بوجود آمدن محفظه های هوایی بوسیله کلوخ های بزرگ و شکافهای عمیق در سطح زمین جلوگیری کرد. سطح خاک باید مسطح و نرم شود و یک سطح صاف بوجود آید تا در زمان آبیاری آب بطور یکنواخت در خاک نفوذ کند و آنرا مرطوب سازد.

2-آبیاری خاک

خاک باید بخوبی آبیاری شود و چون باعث می شود که ارگانیسمها به حرارت حساس تر شوند و به علاوه رطوبت باعث میشود که گرما سریع تر و در عمق بیشتری در خاک نفوذ کند.
خاک را می توان پس از گذاشتن لوله های پلاستیکی بوسیله روش آبیاری قطره ای آبیاری کرد.
آبیاری در زیر سطح پلاستیکی معمولاً آفت ها را کمی زودتر و بمقدار بیشتری کنترل می کند.
آبیاری بارانی، قطره ای بهترین نتایج را دارند. آبیاری باید بمقداری انجام که آب روی خاک نایستد و تماماً نفوذ کند.

3-کندن شیار ( گودال )

می بایست یک گودال به عمق 8-6 اینچ دور تا دور محیط کرت خود حفر کنیم که برای قرار دادن لبه های پلاستیک درون آن مورد استفاده قرار میگیرد.

4-پوشاندن

سطح خاک را با پلاستیکی که توسط اشعه uv تشعشع دید را می پوشانیم. این پلاستیک ها می بایست شفاف باشند ( نه سیاه و نه رنگی ) و دارای ضخامت 4-1 متر می باشند.
پلاستیک را تا آنجا که ممکن است می کشیم و وقتی کاملاً در محل خود قرار گرفت گودال را از خاک پر می کنیم و لبه های پلاستیک را می پوشانیم.
این کار باعث میشود که پلاستیک در جای خود ثابت بماند و از رفتن هوا به زیر آن یا دزیدن و حرکت هوا در زیر آن جلوگیری می کند.
چنانچه از یک پلاستیک در لوله استفاده شود تأثیر soil solarization بیشتر میشود. و در اینصورت بهتر است که یک فاصله هوایی بین دو لوله وجود داشته باشد. می توانیم با قرار دادن دو جسم کوچک بین پلاستیکها این فاصله را بوجود آوریم.
مدت زمانی لازم است تا به سطح بالایی از کنترل برسیم بستگی به درجه حرارت دارد. با استفاده از پلی اتیلن شفاف نور خورشید مستقیماً از پلاستیک عبور کرده و خاک را گرم می کند.
پلاستیک شفاف و نازک به قطر 2-1 میلی متر به نور خورشید بیشتر اجازه می دهد که از آن عبور کند. پلاستیک شفاف و نازک بیشتر از پلاستیک سیاه به اشعه خورشید اجازه عبور می دهد و خاک بیشتر گرم میشود.
پلاستیک بمدت 8-4 هفته در گرمترین ماههای تابستان در محل مورد نظر می بایست قرار گیرد.
در کارولینای جنوبی بهترین زمان برا ی انجام soil solarization از ماه ژوئن تا آگوست میباشد.
میزان موفقیت soil solarization بستگی به میزان درجه حرارت خاک و میزان تشعشع دارد.
افزایش زمان در زیر soil solarization برای کرت مضر نیست. چنانچه نخواهیم که زمین را زیر کشت ببریم باقی گذاشتن پلاستیک میتواند کنترل را بیشتر کند و بعنوان یک مانع بر علیه آلودگی مجدد عمل کند

5-بر داشتن پلاستیک وکشت

پس از اینکه کرت ما بمدت 8-4 هفته در معرض تشعشع خورشید قرار گرفت می توان سطح پلاستیکی را برداشت . برداشتن پلاستیک باید با دقت خاص و بدون آسیب زدن به خاک همراه باشد . هیچگاه خاک را دوباره شخم نزنیم زیرا باعث می شود بذرهای گیاهان هرز و ارگانیسمهای بیماریزا که در اعماق زمین بوده اند و تحت تا ثیر حرارت قرار نگرفته اند دوباره کرت را آ لوده کنند . به همین دلیل است که آماده سازی خاک و اضافه کردن کودهای شیمیایی و یا قرار دادن تجهیزات سیستم های آبیاری باید قبل از پو شاندن سطح زمین بوسیلة پلاستیک صورت گرفته باشد رها سازی پلاستیک در محیط باعث الوده سازی محیط زیست میشود .
پلاستیک پلی اتیلن شفاف قادر است که در مقابل درجات بالاتری از حرارت نسبت به پلاستیک سیاه مقاومت کند . میتوان پلاستیک را برداشت و برای بار دوم ازآن استفاده کرد . برای استفاده مجدد از پلاستیک در برخی موارد برای گیاهانی نیاز به درجه حرارت بالاتری برای کشت دارند می توان پلاستیک را به رنگ سفید در آورد در مورد گیاهانی به خاک خنک تری نیاز دارند باید به موقع پلاستیک را برداشت تا خاک قبل از کشت خنک شود زمانی که پلاستیک را برداشتیم می توانیم کشت را شروع کنیم .

فاکتورهای مؤ ثر در میزان موفقیت :

مشخصات خاک مانند رنگ خاک ، ساختار و عمق تا ثیر زیادی بر روی soil solarizationدارند. خاک تیره گرمای بیشتری را نسبت به خاک روشن جذب می کند . خاکهای دارای خلل و فرج باعث می شود حرارت بخوبی از خاک عبور داده شود و حرارت به اعماق نفوذ کند
کنترل در چند اینچ بالایی خاک بسیار بهتر از اعماق خاک انجام می شود و سطح کنترلی که به دست می آید بستگی به ترکیب ، طول مدت زمان انجام soil solarization ، میزان درجه حرارت و میزان حساسیت گروههای علفهای هرز به حرارت دارد قارچهایی مثل Rhizoctonia که در 3-2 اینچ بالایی خاک زندگی می کنند در این روش بهتر کنترل میشوند .
فواید انجام soil solarization برای کنترل بیماریها:
انجام دادن soil solarization در ماههای ژوئن یا ژولای درجه حرارت خاک را تا 140 درجه فارنهایت در دو اینچی و 102 فارنهایت در 18 اینچی بالا می برد . در نتیجه بسیاری پاتوژنهای بیماری زا حتی در عمق 18 اینچی از بین میروند .
در کالیفرنیا پروژة soil solarization کنترل بسیار بالا و خوبی برای بیماریها به وجود آورده است . این کنترل برای حد اقل یک فصل رویش ادامه می یابد. برخی شواهد نشان میدهد که برخی از پاتوژنها ممکن است که خاک soil solarization شده را دوباره کنند اما با سرعت کمتری نسبت به خاکهای soil solarization شده این عمل انجام می شود .

کنترل علفهای هرز:

بذر و جوانه های بسیاری از علفهای یکساله و چند ساله به روش soil solarizationکنترل شده اند.
بذر برخی از علفهای هرز بسیار حساس به soil solarization هستند و برخی برای کنترل نیاز به رطوبت بالا و پلاستیک کاملا پوشانده و نزدیک به سطح زمین و تشعشع گرمای زیاد برای کنترل دارند. کنترل گونه های علفهای هرز زمستانی معمولاً برای بیش از یک سال امکان پذیر است در حالیکه علفهای هرزی مانند melilotus alba ،cyperus esculentus،c. rotundus نسبتاً کنترل می شوند .
چنانچه soil solarization در فصلهای سرد انجام شود معمولاً رشد علفهای هرز افزایش میث یابد و گاهی اوقات قبل از شخم زدن زمین soil solarization انجام می شود.

کنترل نماتدها:

soil solarizationجمعیت نماتدها را کاهش می دهد اما به قارچها و علفهای هرز بیشتر اثر میکند . نماتدها در برابر گرما مقاوم ترند و کنترل کردن آنها در خاکهایی با عمق بیشتر از 12 اینچ سخت است.
در نتیجه soil solarization در مورد گیاهان با ریشه کوتاه و با غنچه های خانگی با صرفه تر است و معمولاً نباید از آن برای کاهش جمعیت نماتدها به میزان 99% -90 % درعمق 18 اینچ خاک استفاده کرد.

افزایش رشد گیاه:

در مناطق شده گیاهان معمولاً سریعتر رشد می کنند و برگهای بیشتری، با کیفیت تری از نظر ظاهر بوجود می آورند.
این پدیده را میتوان به از بین رفتن پاتوژنها و علفهای هرز نسبت داد اما تا اندازه زیادی غیر قابل توجیه مانده است.برای مثال زمانیکه از هر نوع آفتی عاری است
اگر پدیده Soil solarization انجام شود باز هم رشد قابل ملاحظه ای در گیاه مشاهده میشود.
یک توجیه نسبی برای این پدیده را می توان به ترکیب چند مکانیسم ارائه داد:
1-به دلیل اینکه زمانی که پاتوژنهای اصلی کنترل می شوند. پاتوژنهای غیراصلی و کوچک هم کنترل می شوند
2- در خاکی که شده برخی از مواد مغذی قابل حل در آب مانند نیتروژن ، کلسیم(ca++ ) ، NH4,NO3) ),منیزیم( mg++ )افزایش می یابد و بمقدار بیشتری در دسترس گیاه قرار میگیرد.
3-برخی از میکروارگانیسم های سودمند مانند قارچهای mycorrhizal و Trichoderma sp. و اکتینومیست ها و برخی از باکتری های مفید طی فرایند soil solarization زنده می مانند و سریع وارد خاک می شوند که این علاوه بر از بین بردن پاتوژنها باعث افزایش تحریک رشد گیاه می شود.

ترمیم خاک

سه روش اصلی برای پاکسازی خاک وجود دارد:
1-میتوان خاک را تا عمق مشخصی حفر کرد از منطقه مورد نظر دور کرد و سپس آن را ترمیم کرد.
2-میتوان خاک را در همان منطقه ای که وجود دارد به صورت درجا ترمیم کرد.
3-روش دیگر، روشی است که خاک را در منطقه نگه میدارند و به آن مواد کمکی برای جلوگیری از گسترش آلودگی به گیاهان، جانوران و انسان وارد میکنند.
معمولاً برای جلوگیری از انتشار آلودگی خاک بر روی خاک پلاستیک بزرگی میکشند تا آب باران به درون آن نفوذ نکند و آلودگی به سایر مناطق راه پیدا نکند.
روشهای ترمیم خاک شامل استفاده از آب برای خارج کردن آلاینده ها از خاک، استفاده از حلالهای شیمیایی یا هوایی، یا از بین بردن آلاینده ها با کمک سوزاندن، کمک به ارگانیسمهای طبیعی برای شکستن اتمهای آلاینده ها، اضافه کردن مواد به خاک برای محافظت آن و جلوگیری از انتشار آلودگی به سایر نقاط

تعریف الودگی خاک:

خاک یکی از منابع مهم و ارزشمند طبیعت است. بدون داشتن خاک سالم حیات و زندگی روی زمین امکانپذیر نخواهد بود. 95% غذای انسان از زمین حاصل میشود. برنامه ریزی برای داشتن خاکی سالم و تولید کننده لازمه بقای انسان است. ورود مواد، ارگانیسمهای زیستی یا انرژی به درون خاک سبب تغییر کیفیت خاک میشود. همین مسئله باعث میشود که خاک از حالت طبیعی خود خارج شود.
خاک از دو بخش تشکیل شده است. یکی بخش زنده خاک و دیگری بخش مرده خاک میباشد. بخش مرده خاک شامل سنگهای هوازده و مواد معدنی حاصل از پوسیدگی گیاهان و جانوران میباشد (که مواد آلی یا هوموس نامیده میشود) و هوا و آب نیز در این بخش قرار میگیرند. اما خاک زنده، خاکی است که دارای جانوران کوچک همچون حشرات و کرمها است و در آن گیاهان، قارچها، باکتریها و سایر میکروبها قرار دارند. نمونه بارز خاک 50% مواد معدنی و آلی و 50% هوا و آب دارد که فضاهای خالی موجود در خاک را پر میکند و ارگانیسمهای زنده خاک را نگه میدارد.
بر اثر فعالیتهای مختلف انسانی، خاک دچار آلودگی میشود. اکثر این آلودگی ها بر اثر تصادف وسایل نقلیه ای که مواد آلوده کننده جا به جا میکنند، اتفاق می افتد.
آلوده کننده های دیگری که سبب آلودگی خاک میشوند شامل اتومبیلها، کامیونها و هواپیماهایی هستند که زباله جا به جا نمیکنند ولی موادی از قبیل سوخت حمل میکنند، که بر اثر ریخته شدن و خارج شدن آنها از وسیله نقلیه آلودگی خاک رخ میدهد.
عواملی مانند فعالیتهای انسانی نیز باعث آلودگی خاک میشوند. ریختن مواد سمی مانند انواع حلالها، مواد رنگی و شوینده ها آلودگی زمین و خاک را گسترش میدهند.
خاک ها به عنوان پالاینده های طبیعت محسوب می شوند . علاوه بر اینکه تأمین کننده مواد غذایی هستند ، خاصیت تصفیه کنندگی نیز دارد . این خاصیت خاک در اثر خواص فیزیکی آنها ( عمل نفوذ آب از منافذ ) ، خواص شیمیایی آنها ( جذب سطحی و تبخیر ) و خواص زیستی آنها ( تجزیه و فساد مواد آلی ) حاصل می گردد .

تجزیه خاک

تجریه خاک برای تمام محصولات کشاورزی اساس توصیه کودی می‌باشد. نمونه‌هایی که از مزارع آزمایشی گرفته می‌شود از اهمیت خاصی برخوردار است. چه این نمونه‌ها اساس آزمایشات را تشکیل می‌دهند. نمونه‌های خاک از نظر مقدار مواد غذایی و سایر مواد مربوطه مورد تجزیه قرار می‌گیرند.

نمونه خاک

ایده‌آل‌ترین نمونه خاک بایستی حداقل 400 گرم وزن داشته باشد مگر اینکه مقدار بیشتر از 400 گرم درخواست شده باشد. نمونه‌ها بایستی داخل یک پاکت پلاستیکی ریخته شود و خود داخل پاکت دیگری قرار گیرد. اطلاعات هر نمونه را بایستی طوری روی پاکت نوشت که پاک نشده و بتوان آن را خواند. اطلاعات بایستی شامل محل نمونه‌برداری، نام زارع یا مشتری و نوع محصول باشد.
به‌عنوان یک قاعده کلی مزارعی که تا 10 هکتار وسعت داشته باشند را به‌عنوان یک واحد نمونه‌برداری می‌توان محسوب کرد. با توجه به این نکته که کل مزرعه از بابت جنس خاک، نوع زراعت قبلی و نوع کود استفاده شده یکسان باشد. مزارع بزرگ و مزارعی که از یک‌دستی برخوردار نیستند باید به قطعات کوچکتر یک‌دست تقسیم و از هر قسمت جداگانه نمونه‌برداری کرد.
وسایل مورد نیاز نمونه‌برداری
1- مته نمونه‌برداری چرخشی (در صورت در دسترس نبودن بیل و یا بیلچه ترجیحا" از جنس ضدزنگ)
2- سطل پلاستیکی بزرگ
3- پاکت پلاستیکی نمونه‌برداری
4- برچسب بزرگ

نمونه‌برداری از خاک باغات مرکبات و میوه‌جات

نمونه‌ای که به آزمایشگاه‌های فوسین ارسال می‌گردد بایستی نماینده تمامی منطقه‌ای باشد که در آن آزمایش پیاده می‌گردد. زمین محل آزمایش بایستی کاملاً یکنواخت بوده و هیچ تفاوت آشکاری در آن دیده نشود. برای تهیه یک نمونه بایستی در مسیری به شکل " w " در سطح مزرعه نمونه‌های فرعی تهیه گردد.
توصیه می‌شود که برای تهیه هر نمونه 20 تا 30 نمونه فرعی گرفته شود. نمونه‌های فرعی بایستی کاملاً مخلوط شده و از آن یک نمونه 400 گرمی برای ارسال به آزمایشگاه تهیه شود.
مسیر گرفتن نمونه‌های فرعی

نمونه‌برداری خاک برای باغات مرکبات ومیوه‌جات بایستی از عمق 25 تا 30 سانتیمتری تهیه گردد و قبل از نمونه‌برداری پنج سانتیمتر از  پوشش روی خاک برابر شکل زیر کنار زده شود.

در باغات مرکبات و میوه‌جات تهیه نمونه‌های فرعی بایستی به روش " w " شکل باشد و محل گرفتن آنها بایستی از محیط اطراف برابر شکل زیر باشد.نمونه‌برداری بایستی از منطقه‌ای در زیر تاج درخت گرفته شود.

نمونه‌ها بایستی طوری از زمین اطراف درخت گرفته شود که نماینده خاک پای درخت باشد. قابل توجه است که خاک بین ردیف درختان وضعیت متفاوتی از خاک زیر درخت دارد. بایستی بخاطر داشت که وسائل نمونه‌برداری طوری تمیز باشد که مانع آلودگی نمونه‌ها گردد. همچنین نمونه‌برداری نبایستی بعد از کود پاشی صورت گیرد.

محل آزمایش

نمونه خاک بایستی نماینده منطقه مورد آزمایش باشد. شرایط منطقه می‌بایست یکنواخت باشد. اندازه مزرعه آزمایشی با توجه به روش مصرف فرآورده و همچنین هدف آزمایش که تحقیقاتی و یا ترویجی باشد متفاوت است.
طرز نمونه‌برداری از خاک مزارع

1-انتخاب مسیر نمونه‌برداری

با استفاده از شکل W می‌توانیم مسیر نمونه‌برداری خود در مزرعه را تعیین کنیم. با توجه به شکل‌های پایین Wفرضی را طوری روی زمین تصویر می‌کنیم که شروع و پایانش دور از محل ورود به مزرعه باشد و همچنین از نقاطی که نمایانگر کل زمین نیست نیز نگذرد (مثل کنار پرچین‌ها، محل انبار شده کود حیوانی، محل‌های آغشته به ذغال و خاکستر چوب و غیره).

2-چگونگی انجام عمل نمونه‌برداری

در مسیر W فرض شده بر روی زمین حداقل 20 نمونه (و نه به هیچ وجه کمتر) با فاصله‌های مناسب به شرح زیر برمی‌داریم. ابتدا 5 سانتیمتر رویه خاک را کاملاً کنار می‌زنیم کیلو از خاک در عمق 15 سانتیمتری (15 سانتیمتر بعد از برداشتن 5 سانتمیتر رویه خاک) را برداشته داخل سطل پلاستیکی می‌ریزیم.
بنابراین حداقل بیست بار نمونه‌برداری حدود 10 کیلوگرم خاک داخل سطل است. خاک داخل سطل را به‌خوبی به‌هم می‌زنیم و سعی می‌کنیم خاکی از درون سطل بیرون نریزد از خاک مخلوط شده داخل سطل بیشتر از نصف کیسه پلاستیکی نمونه‌برداری (حدود 1000-750 گرم) را پرمی‌کنیم و سر کیسه را محکم می‌بندیم. سپس روی کیسه برچسب زده، مشخصات مزرعه از قبیل جنس خاک، نوع محصول، محصول مورد کشت در آینده، کشت قبلی، اسم مزرعه، محل مزرعه، تاریخ نمونه‌برداری و نام نمونه‌بردار را ذکر می‌کنیم.

نکات کلی و مهم در نمونه‌برداری

1-خاک نمونه‌برداری شده نمی‌بایست حاوی برگ و ساقه گیاهان باشد.
2-قبل از شروع به نمونه‌برداری از تمیز بودن وسایل نمونه‌برداری (مته یا بیل، بیلچه، سطل) مطمئن شویم.
3- بعد از دادن کود به زمین نمونه‌برداری نکنیم. بهترین زمان نمونه‌برداری بعد از برداشت محصول است.
4- یکی از مهمترین نکات اطمینان از صحت مشخصات ذکر شده بر روی برچسب است.
ژئواستاتیستیک شاخه ای از علم آمار کاربردی است که با استفاده از اطلاعات حاصله از نقاط نمونه برداری شده، قادر به ارائه مجموعه وسیعی از تخمینگرهای آماری بمنظور برآورد خصوصیت مورد نظر در نقاطی که نمونه برداری نشده اند می باشد. یکی از ابزار مطالعات ژئواستاتیستیکی تابعی آماری بنام واریوگرام است که امکان تجزیه و تحلیل ساختار، مقیاس و شدت تغییرات مکانی متغیرهای ناحیه ای را فراهم می آورد. چنانچه واریوگرام بدرستی تعیین گردد از آن نه تنها جهت تخمین آماری بلکه بمنظور طراحی و اصلاح شبکه نمونه برداری نیز می توان استفاده کرد. بطور کلی کریجینگ را می توان یک تخمینگر ممتاز بحساب آورد زیرا نه تنها منجر به تخمین نااریب می شود بلکه برآوردی از حداقل خطای تخمین نیز ارائه می دهد. وجود انواع مختلف تکنیک های کریجینگ (مانند کریجینگ معمولی، کوکریجینگ، کریجینگ گسسته و ...) باعث انعطاف پذیری و دامنه وسیع کاربری ژئواستاتیستیک در تجزیه و تحلیل بسیاری از مسائل موجود در علوم محیطی شده است

خصوصیات و کاربرد مهندسی خاکها

بطور کلی از نظر مهندسی ساختمان و مکانیک خاک به مجموعه مواد سنگی که نتواند بیش از 14 کیلوگرم
بر سانتیمتر مربع فشار را تحمل نماید، خاک گفته می شود.این معیار یک قراداداست و هیچگونه مبنای علمی ندارد .در عرف به ماد ریز دانه ، خاک گفته می شود.در زمین شناسی تعریف خاصی برای خاک وجود ندارد.
اجزای تشکیل دهنده توده خاک را می توان به شرح ذیل خلاصه نمود:
1-کانی ها 2- آب 3- هوا 4- بقایای موجود زنده 5- موجودات زنده
مواد معدنی خاک دارای ابعاد و اندازه مختلفی است و خاک با تکیه بر ابعاد و اندازه مواد معدنی مشخص می شود.
فراوان ترین ماده معدنی خاک عبارتند از:
کوارتز( سیلیس) اکسید سیلیسیم
فلد سپات( سیلیکات مضاعف آلومینیوم با سدیم یا پتاسیم ویا کلسیم)
ورقه های میکا ( سیلیکات فرو منیزیم)
کلسیت ( کربنات کلسیم)
گچ( ژیپس و اندریت)
دو لومیت (کربنات مضاعف کلسیم و منیزیم)
گاهی کانیهای آهن (عمدتاً اکسیدهای آهن)مواد آلی هوموس نام دارد با وجود مواد آلی( هوموس )، رنگ خاک سیاه و خاکستری و قهوه ای خواهد بود. ترکیب هوای درون خاک با وجود زمین یکی نیست. فعل وانفعالات درون خاک با جو زمین یکی نیست.فعل وانفعالات درون خاک باعث می شود که مقدار گاز کربنیک هوای داخل خاک به مراتب بیشتر از هوای خارج آن باشد.ترکیب شیمیایی آب دائماً در حال تغییر است.آب زیر زمینی مواد غذایی را حل و شرایط جذب آن را توسط گیاهان فراهم می سازد.در چنین مواردی اگر مقدار مواد معدنی زیاد باشد خاکها از نوع سفید قلیایی خواهد بود واگر
مقدار هوموس خاک زیاد باشد خاکهای تورب دار و اگر مقدار مواد معدنی و آلی هر دو کم باشد خاکهای ماسه ای گسترش می یابد.

رده بندی خاکها:

خاکها را از دیدگاه های مختلف و بر حسب کاربرد طبقه بندی می کنند .مانند:
رده بندی از نظر ذرات تشکیل دهنده آن
طبقه بندی از نظر منشاء تشکیلات
رده بندی از نظر ترکیب شیمیایی و عناصر تشکیل دهنده آن
طبقه بندی از نظر کاربرد در کشاورزی
رده بندی از نظر کاربرد در کارهای ساختمانی
طبقه بندی از دیدگاه توسعه جغرافیایی
* در این قسمت به توضیح وتشریح دو نوع طبقه بندی که در رشته های ساختمان و راه وعمران کاربرد دارد اکتفا می شود:
طبقه بندی از نظر منشأتشکیل
منشأ اصلی خاکها ، سنگهای سه گانه آذرین ،رسوبی،دگرگونی می باشدکه از منظر فرآیند تشکیل ،
این خاکها به دو دسته تقسیم می گردند:خاکهای انتقالی وخاکهای درجا

1-خاکها ی انتقالی

این خاکها به وسیله عوامل انتقال از قبیل ، آب ،یخچال، بادو غیره از جای تشکیل به محل دیگری انتقال یافته و ته نشین شده اند.خاکهای انتقالی به چندین دسته تقسیم می شوند:
آبرفتهای رودخانه ای : عامل انتقال در این رسوبات،آب رودها ،سیلابها و نهرهااستو مواد تخریبی را آب با خود حمل می کند و در جای دیگری با بافت فیزیکی جدید بر جای می گذارد.از مبدأ به طرف مقصد مواد شروع به ته نشین شدن می نمایند.دانه های درشتتر در ابتدا و دانه های ریز تر درشیبهای کمتر رسوب می نمایند.خصوصیات اینگونه آبرفتها به شرح زیر می باشد:
الف- سنگدانه ها در این رسوبات گرد گوشه اند
ب- رسوبات دارای لایه بندی است
ج- عموماً لایه ها از نظر بافت (درشت –متوسط –ریز) بطور متناوب رسوب نموده اند.
تناوب لایه بدی معلول جریانهای سریع وکند آب در فصول مختلف سال می باشد.البته لایه لایه بودن می تواند معلول رسوب گذاری سیلابهای موقت نیز باشد.
2-رسوبات آبعای شیرین دریایی:مواد ته نشین شده در این مکان شامل دو خاستگاه است. قسمتی از آن مربوط به موادی است که از طریق حمل رودها وارد آن می گردد و بخشی از آن مربوط به تخریب ساحل دریاچه های آب شیرین است.تبخیر دراینگونه محیطها نسبتاً کم است.از رسوبات تبخیری که در بخش سنگ شناسی شرح آن گذشت در این محیطها کمتر دیده می شود.
رسوب گذاری در دریا نیز تابع عمق می باشدرسوبات درشت نزدیک ساحل و رسوبات ریزتر در عمقهای پائین تر قرار می گیرند. به طور کلی خصوصیاتی که برای آبرفتهای رودخانه ای برشمرده شد در این رسوبات نیز دیده می شود.تناوب لایه بندی معلول پیشروی وپسروی آب دریا است.
رسوبات آبهای شور دریایی:علاوه بر مواد حمل شده توسط آبهای جاری و تخریب ساحل ،رسوبات تبخیری و شیمیایی نیز در این محیطها به وفور وجود دارند:مارن
پیشروی وپسروی دریا آب دریاها پیشروی وپسروی در ساحل دارد.این عمل باعث تغییر عمق سبت به سطح دریا و نتیجتاً تغییر نوع رسوب گذاراری است.هنگام پیشروی آب به طرف ساحل نقاطی که در تصرف آب نبوده در محیط رسوب گذاری وا قع می شوند . لذا رسوباتی که قبلاٌ در ساحل ته نشین می شدند حال در منطقه آب فرا گرفته رسوب می نمایند . با این تر تیب روی رسوبات ساحلی قبلی رسوباتی ریز تر مربو ط به ناحیه عمیق تر رسوب می نماید در هنگام عقب نشینی دریا حالت عکس اتفاق می افتد . تکرار پیشروی وعقب نشینی دریا باعث لایه بندی محیط دریایی می شود که حالت تناوب مواد دارد .
خاکهای یخچالی : عمل انتقال توسط یخچالهای طبیعی صورت می گیرد . رسوبات بر جای مانده مورن نام دارد . این رسوبات دارای مشخصات کلی زیر می باشند :
1-رسوبات مورنی فاقد لایه بندی می باشند.
2- عموماٌ سنگدانه ها مخطط می باشند .
3-سنگهای سرگردان در این رسوبات دیده می شود . سنگهای سرگردان سنگهایی هستند که در قلل مرتفع در میان یخچال قرار می گیرند و پس از انتقال یخچال به نقاط کم ارتفاع تر و ذوب یخچال سنگها در میان رسوبات ریز بر جای می مانندکه از نظر اندازه همخوانی با سنگدانه های اطراف خود ندارنند.
4-خاکهای باد رفتی: عامل انتقال در تینگونه رسوبات ، باد می باشد .در سواحل اقیانوسها ، دریاها ،دریاچه ها،رودخانه های بزرگو بیابانهااین رسوبات بر جای گذاشته می شود.تپه های ماسه ای ساحلی و تپه های ماسهای صحرایی و بیابانی از جمله این رسوبات هستند. خصوصیات عمومی این رسوبات به شرح زیر است:
1-سنگدانه ها ریز هستند
2-ازنظر تراکم ،توده خاک سست است
3-دانه ها در اثر حمل وسایش ،گرد گوشه شده اند
4-در هر مکان قطر سنگدانه ها بهم نزدیک می باشد و تقریباً بافت خاک یکنواخت است
5-در بسیاری از نقاط بیابانی ،این رسوبات به نحوی ته نشین میشوند که تشکیل خاکهای رمبنده و" مسئله ساز"را می دهد که در مطالعات ژئو تکنیک و بررسی توانمندی زمین از نظر تحمل بار ،باید مورد توجه خاص قرار گیردو در صورت نیاز و اجبار به استفادهاز چنین زمینهایی لازم است با روشهای مهندسی زمین اصلاح و بهینه گرددسپس بار گذاری روی آن صورت گیرد.
این توده های خاک که عموماً سیلتی هستندبه نام لس معروفند.ضخامت این رسوبات در صحرای گپی چین ،بالغ بر 400 متراست.
سیلیسیم دارای 4 ظرفیت مثبت است با 5 ظرفیت منفی گوشه های چهار وجهی مجموعه واحد سیلیکا ،دارای یک بار منفی است زیرا از چهار اکسیژن سیلیکا ،سه یون اکسیژن با سه سیلیکای دیگر پیوند اشتراکی داردو سهم ظرفیتی این سه اکسیژن برای هر سیلیکا 3- می شود که با2- اکسیژن راس سیلیکا ،جمعاً 5- ظـرفیت منفی اکسیژن در مجموعه وجود دارد.

2- واحد گیبسیت Al(OH)

واحد گیبسیت که همان اکسید همان اکسید آلومینیوم می باشد دارای ساختمان 8 وجهی است .در واقع شکل آن دو هرم مربع القاعده که از طریق قاعده بهم چسبیده انداست.که در گوشه ها ی آن یونOH منفی قرار دارد و در مرکز ساختمان 8 وجهی گیبسیت ،یون آلومینیوم مثبت می باشد.واحد گیبسیت دارای بار مثبت است زیرا هر یون هیدروکسیل OH پیوند اشتراکی (کووالانسی ) با دو هیدروکسیل از دو گیبسیت دیگر دارد.بنا براین سهم ظرفیت منفی هر هیدروکسیل برای هر گیبسیت 1/3 - خواهد بودبا توجه به اینکه آلومینیوم با ظرفیت 3 مثبت در مرکز هیدروکسیل قراردارد با 2 ظرفیت منفی OH های آن (-1/3*6=-2) بار مجموعه گیبسیت 1 مثبت می شود.
در صورتی که شبکه بوجود آورنده سیلیکات هیدراته آلومینیوم (رس) دارای تعداد مساوی سیلیکا و گیبسیت باشدمجموعه این کانی از نظر بار الکتریکی خنثی خواهد بود،در حالیکه چنین نیست و تعداد سیلیکا از تعدادگیبسیت بیشتر است لذا این مجموعه دارای بار منفی می باشد.
سطوح ذرات (ورقه های )رس دارای بار منفی است و وجود بار ذره ای منفی سبب جذب یونهای مثبت آب و قرار گرفتن آنها در فضاهای خالی بین دانه ای میشود.مولوکولهای آب به دلیل پیوند هیدروژنی و قطبی بودن ،جذب سطح ذرات رس که بار منفی دارد می شوندو در اطراف ذرات باقی می مانند.بنابراین توده کانی رس به دلیل سطح زیاد و بار الکتریکی منفی می تواند آب زیادی را جذب و در خود نگهدارد.
لازم به ذکر است ه ذراتی وجود دارند که از نظر اندازه ،هم اندازه رس هستند ولی خواص و رفتار رس را ندارندو رفتار وحالاتی که رس از خود نشان میدهدخاص ساختمان فیزکو شیمیایی رس می باشد.
جذب آب به وسیله یک کانی دو پارامتر عمده لازم داردکه عبارتنداز: سطح نیروی جذب در رسها این دو پارامتر جایگاه ویژه ای دارند.نیروی جاذبه پولکها به دلیل دارا بودن بار منفی و سطح مخصوص زیاد آنها عامل بسیار مهمی برای جذب و نگهداری می باشد.
و-پیت(Pit ) : خاکی است تشکیل یافته از اجزاء میکروسکوپی حاصل از تجزیه بقایای گیاهان که بسیار تراکم پذیر وتغییر شکل پذیر است.نشست آن سالیان متمادی ادامه پیدا میکند لذا احداث ساختمان بر وری چنین خاکی جایز نیست و باید این خاک برداشته شودو به جای آن خاک منتخب ریخته و متراکم گردد.
توضیح1) به تخته سنگها و قلوه سنگها و شن و ماسه اصطلاحاً مصالح سنگی درشت دانه و به سیلت (لای) و رس مصالح سنگی ریز دانه گفته می شود.
توضیح2) نامگذاری مخلوطها: اغلب در صحرا مصالح سنگی مخلوطی از دو یا بیشتر موادذکرشده در طبقه بندی از نظر مواد تشکیل دهنده می باشد. بنابراین برای بیان نام و معرفی مخلوط مصالح سنگی باید ترتیبی وجود داشته باشد.که این ترتیب به شرح زیر است: در زبان فارسی نام بخشی از مواد که از همه بیشتر است اول سپس نام بخشی از مواد که از همه بیشتر است اول سپس نام بخش کم و بعد کمتر وسپس کمترین ذکر می گردد.مثلاً اگر مخلوطی 60% شن و 25% ماسه و 15% لای داشته باشد نام فارسی آن شن ماسه ای لای دار و معرفی آن به زبان انگلیGravel Silty Sandy است.
تشخیص میزان درصد مواد در صحرا تقریبی و بیشتر مقایسه ای است و بر اساس تجربه و دید مهندسی صورت می گیرد مقدار درصد دقیق مواد تشکیل دهنده مخلوط در آزمایشگاه و از طریق آزمایش دانه بندی است و برای طبقه بندی خاک با توجه به میزان خاصیت پلاستیسیته آن صورت می پذیرد.
توضیح 3) مقاومت ظاهری خاک: توده های خاک و زمین ها را از نظر مقاومت ظاهری چنین معرفی می نمایند:
الف-خاکهای درشت دانه : (مخلوط قلوه سنگها ،شن ، ماسه و غیره که بیش از 50% سنگدانه های آن درشت تر از 074/0 میلیمتر است) این خاکها بسته به میزان ترکم به گروههای زیر تقسیم می شوند:
1-سست (غیر متراکم ( Loos )
2-متوسط ( Medium )
3-متراکم (Dense )
4-خیلی متراکم ( Very Dense )
ب- خاکهای ریز دانه( مخلوطی که 50% یا بیشتر از 50% سنگدانه های آن ریزتر از 074/0 میلیمتر است) این خاکها بر اساس سفتی (قوام) بشرح زیر تقسیم می شوند:
1-نرم ( Soft )
2-متوسط (Mediom )
3-سفت ( Stiff )
4-بسیار سفت(سخت ( Hard )
5-خیلی سخت ( Very Ha

منابع:

1-http://forum.p30world.com
2-http://forum.jtkhco.com
3-http://www.crop.blogsky.com
4-http://daneshnameh.roshd.ir

/