تفسیر آزمایش خاک کشاورزی

پارامترهایی که در آزمایشات خاک اندازه‌گیری می‌شوند!

در آزمایشات خاک، عموما یک‌سری صفاتی مثل میزان نیتروژن، فسفر، پتاسیم، اسیدیته خاک، هدایت الکتریکی، میزان کربن آلی، بافت خاک، نسبت جذب سدیم، ظرفیت تبادل کاتیونی، میزان عناصر ریزمغذی مانند آهن، روی، منگنز و … اندازه‌گیری و در برگه آزمایش خاک گزارش می‌شوند.

تعداد و نوع پارامترهایی اندازه‌گیری شده در آزمایشات خاک، بسته به درخواست کشاورز متغیر است.

بافت خاک در نتایج آزمایشات خاک

خصوصیات فیزیکی خاک: فیزیک خاک منظور بافت خاک می­باشد که با تعیین این پارامتر مشخص می شود هرکدام از ذرات معدنی تشکیل دهنده خاک (شن، سیلت و رس) به چه مقدار در خاک موجود است و خاک مزرعه مناسب کشت چه محصولاتی می­باشد. بافت خاک عبارت است از سه عدد که جمع آن ها 100% میشود. بافت خاک براساس درصد هرکدام از این سه إره با توجه به مثلث خاک تشخیص داده می شود.

Clay یا رس:

رس ریزترین جز یا ذره خاک می­باشد. قدرت جذب و نگهداری آب در خاک های سنگین- رسی (رس، سیلتی رسی، لومی رسی و لوم رسی سیلتی) بالاست. در این خاک­ها به علت فاصله بسیار کم ذرات رطوبت بیش­از حد نگهداری می­شود و نیاز آبی را کاهش می­دهند. اما از طرفی، رطوبت بیش از حد موجب مشکلاتی مانند پوسیدگی و خفگی ریشه در بعضی از گیاهان می­شود.

Sand یا شن:

درشت ترین ذره خاک است. قدرت نگهداری آب و موادغذایی در خاک­های سبک- شنی ( شنی، شنی لومی، لومی شنی) برخلاف خاک­های رسی به دلیل فاصله زیاد ذرات از یکدیگر کم می­باشد. درصد تبخیر و خشکی این خاک­ها بالاست و نیاز به نوبت­های آبیاری بیشتری دارد. یکی از معضلات خاک­های شنی این است که آبیاری بیشتر علاوه بر افزایش مصرف آب سبب آبشویی و هدررفت برخی از عناصر شده و مصرف کودها را افزایش می­دهد.

Silt یا سیلت:

ذراتی که از لحاظ اندازه حدواسط رس و شن هستند و خصوصیاتی دقیقا مابین دوذره شن و رس دارند. وجود این ذرات به مقدار نیاز در خاک کیفیت خاک را افزایش می­دهد.

Soil Texture  یا بافت خاک:

یکی از ابزارهای طبقه‌بندی خاک است که در مطالعات آزمایشگاهی و میدانی برای تعیین نوع خاک بر پایه بافت فیزیکی آن به‌کار می‌رود. بافت خاک را می‌توان با روش‌های کیفی (مانند تعیین بافت بر پایه لمس آن) و کمّی (مانند روش هیدرومتر) تعیین کرد . بافت خاک تعیین کننده درصد اجزای تشکیل دهنده بخش معدنی خاک یعنی شن، سیلت و رس است که با توجه به درصد هر جزء، کلاس بافتی خاک مشخص می شود. در واقع بافت خاک شاخصی برای تعیین محتوای نسبی ذرات معدنی تشکیل دهنده خاک می باشد. توجه به خاک و بافت آن در بخش کشاورزی حائز اهمیت است، زیرا بافت خاک یکی از خصوصیات مهم فیزیکی خاک است که بر اساس آن می توان تعیین کرد :

• خاک مورد بررسی مناسب کشت چه نوع محصولاتی است؟ و مناسب کشت چه نوع محصولاتی نیست؟
• حاصل خیز است یا خیر؟
• سرعت نفوذ آب در خاک چگونه است؟
• شخم زدن و کشت وکار در آن به راحتی انجام می گیرد یا خیر؟
• خاک تهویه مناسبی دارد یا خیر؟
• ظرفیت نگهداری و ذخیره ی آب در خاک چگونه است؟
•  پاسخ گیاه به شرایط محیطی جدید چگونه خواهد بود؟
• نقطه ی پژمردگی گیاه در این خاک کجاست؟

افزودن موادآلی، قابلیت خاک های سبک- شنی را در حفظ آب و مواد غذایی و قابلیت خاک های سنگین-رسی را برای زهکشی بهتر و مقاومت به فشردگی را بهبود می بخشد. خاک لومی یک خاک ایده آلی است که دارای نسبت متعادلی از رس، شن و سیلت می باشد.

هدایت الکتریکی (EC) خاک

هدایت الکتریکی یا شوری Electrical Conductivity با نماد (EC) نشان دهنده مقدار یون‌های حل شده (به عنوان مثال نمک ها) داخل محلول خاک است. هرچقدر مقدار این پارامتر بیشتر باشد، شوری خاک بالا خواهد بود. . خاک‌های شور برای اکثر کشت‌های زراعی و باغی مضر بوده و باعث کاهش عملکرد می‌شوند.در اکثر آزمایشات، میزان شوری را با واحد میلی‌موس بر سانتی‌متر یا دسی‌زیمنس بر متر گزارش می‌کنند.

تحمل گیاهان مختلف به شوری متفاوت است اما بصورت عمومی در شوری‌های بالاتر از 4 دسی‌زیمنس بر متر محصول با کاهش عملکرد مواجه خواهد شد. جهت کاهش شوری در  خاک‌های شور، باید عملیات مدیریتی مانند آبشویی، انتخاب سیستم آبیاری مناسب، استفاده از سیستم های زهکشی، مصرف کودهای با منبع مناسب و … باید در دستور کار قرار گیرد.

اسیدیته (pH) خاک

pH یکی از مهم‌ترین صفاتی است که در آزمایشات خاک اندازه‌گیری می‌شود. این صفت میزان اسیدی یا قلیایی بودن محلول خاک را نشان می‌شود. مقدار آن بین 0 تا 14 متغیر است. خاک‌های با پی‌اچ 7 به عنوان خاک خنثی، زیر 7 به عنوان خاک اسیدی و بالای 7 به خاک قلیایی شناخته می‌شوند.

 از آن جایی که حلالیت و فراهمی عناصر غذایی برای ریشه گیاهان تاحد بسیار زیادی به pH خاک بستگی دارد. از سوی دیگر بسیاری از فرآیندهای بیوشیمیایی و همچنین فعالیت میکروارگانیسم‌های داخل خاک به pH وابسته هستند.  بنابراین ارزیابی pH در کشاورزی حائز اهمیت می­باشد. حد بهینه pH خاک در کشاورزی بسته به نوع محصول متفاوت می باشد، اما به طور کلی، محدوده پی‌اچ 6 تا 7 برای اکثر گیاهان بهینه در نظر گرفته می‌شود. این محدوده pH کمی اسیدی تا خنثی است که در این محدوده قابلیت جذب عناصر غذایی ضروری برای گیاهان فراهم می شود.

نسبت جذب سدیم (SAR)

SAR مخفف عبارت Sodium Adsorption Ratio و به معنی نسبت جذب سدیم است. این مشخصه غلظت نسبی سدیم، کلسیم و منیزیم در خاک یا آب آبیاری را نشان می‌شود. نسبت جذب سدیم (SAR) از طریق فرمول زیر محاسبه می‌شود.

مقادیر بالای SAR نشان دهنده غلظت بالای سدیم نسبت به کلسیم و منیزیم است که می‌تواند منجر به تخریب خاک و کاهش نفوذپذیری خاک شود. این خاک‌ها به عنوان خاک‌های سدیمی شناخته می‌شوند.

تعریف خاک سدیمی: خاک سدیمی به خاک‌هایی اطلاق می‌شود که دارای میزان بالای سدیم قابل تبادل هستند، به طوری که pH آن‌ها بیش از 8.5 است و نسبت جذب سدیم (SAR) آن ها بیش از 13 می باشد. این میزان بالای سدیم باعث بروز مشکلاتی مانند پراکندگی رس‌ها و فرسایش خاک، کاهش نفوذپذیری و تهویه خاک و در نهایت کاهش عملکرد محصول می‌شود.

مقدار SAR کمتر از 10 به عنوان نسبت جذب سدیم قابل قبول درنظر گرفته می‌شود. در مقادیر بالای 10، خطر سدیمی شدن خاک افزایش می‌یابد.

بعضی از مدیریت‌هایی که در خاک‌های با SAR بالا توصیه می‌شود بصورت زیر است؛

• استفاده از سیستم های زهکشی خاک
•  آبشویی خاک برای جلوگیری از تجمع نمک در ناحیه ریشه
• استفاده از منابع کودی کلسیم و منیزیم
• استفاده از گوگرد جهت کاهش pH خاک
• استفاده از کودهای با شاخص شوری پایین
• استفاده از کودهای میکروبی حاوی باکتری‌های محرک رشد

 طبقه بندی خاک های شور

• خاکهای متأثر از نمک به صورت زیر طبقه بندی می گردند.

1- خاکهای شور

این خاکها دارای مقادیر زیاد نمک محلول خنثی (کلرید و سولفات های سدیم، کلسیم و منیزیم) هستند. به طوری که رشد بیشتر گیاهان زراعی را تحت تأثیر منفی قرار می دهند. شوری عصاره اشباع یا Ece چنین خاکهائی بیش از 4dS/m است و SAR آنها کمتر از 13 ESP, کمتر از 15 و  pH عصاره اشباع آنها کمتر از 8.5 می باشد.

2- خاکهای سدیمی

این خاکها دارای مقدار زیادی از املاح سدیم هستند به طوری که pH عصاره اشباع بیش از 8.5 است. Ece این خاکها کمتر از 4dS/m  و SAR بیش از 13و ESP بیش از 15 می باشد. غلظت سدیم در این خاکها می تواند خیلی بالا باشد و pH خاک ممکن است تا 10 افزایش یابد. خاکهایی با SAR بین 5 و 13 تا 15 ممکن است مشکلاتی از قبیل دیسپرس شدن ذرات و سله بستن و همچنین کاهش نفوذپذیری را نشان دهد.

3- خاکهای شور- سدیمی

این خاکها ویژگی های خاکهای شور و سدیمی را با هم دارند. در حالی که pH خاک کمتر از 8.5 می باشد و  ECe ممکن است بیشتر از 4dS/m  و SAR بیش از 13 ESP بیش از 15  باشد.

ظرفیت خاک در تبادل کاتیون ها (CEC)

CEC مخفف عبارت Cation Exchange Capacity و به معنی ظرفیت تبادل کاتیونی است. ظرفیت تبادل کاتیونی خاک معیاری از توانایی خاک در نگه داشتن یون های با بار مثبت می باشد. خاصیت بسیار مهمی از خاک است که بر روی پایداری فیزیکی خاک، دسترسی به مواد تغذیه ای، پی اچ خاک وعکس العمل خاک به کود و اصلاح کننده ها را نشان می دهد. در واقع این پارامتر نشان می دهد که خاک تا چه اندازه می تواند کاتیون و عناصر غذایی را جذب و نگهداری کند. خاک هایی که CEC پایینی دارند بیشتر در معرض آبشویی و فقر عناصر غذایی قرار می­گیرند. خاک های رسی با مواد آلی زیاد دارای ظرفیت تبادل کاتیونی بالایی هستند و عملکرد مناسبی در جذب و نگهداری آب و مواد غذایی دارند. به طور کلی هرچقدر این پارامتر بیشتر باشد بهتر است.

آهک خاک (TNV)

مخفف عبارت Total Neutralizing Value و به معنی ارزش خنثی‌سازی کل است که براساس کربنات کلسیم معادل بیان می شود. اغلب خاک‌های ایران به دلیل وجود مقادیر بالای آهک، قلیایی هستند. براساس گزارش فائو میزان مطلوب این صفت 15 درصد است.

کربن آلی (OC)یا مواد آلی (OM) موجود در خاک

مواد آلی خاک یکی از پارامترهای موثر در حاصلخیزی خاک یا CEC و ظرفیت تبادل کاتیونی می­ باشد که می تواند خاک های فقیر که مواد آلی کافی برای کشت و کار ندارند را اصلاح کند.

 ماده آلی خاک به هر ماده ای گفته می شود که در اصل توسط موجودات زنده (گیاهی یا حیوانی) تولید می شود و به خاک بازگردانده می شود و فرآیند تجزیه را طی می کند. به طور کلی شامل طیف وسیعی از مواد از بافت‌های اولیه دست نخورده گیاهان و جانوران تا مخلوط تجزیه شده از مواد به نام هوموس است.

مقدار مواد آلی در خاک به نوع خاک و مقدار ورودی سالانه بقایای گیاهی و حیوانی به اکوسیستم بستگی دارد. در یک اکوسیستم خاک، سرعت تجزیه و تجمع مواد آلی خاک با ویژگی‌های خاک مانند بافت، pH، دما، رطوبت، هوادهی و فعالیت‌های بیولوژیکی خاک تعیین می‌شود.

مواد آلی موجود در سطح خاک به عنوان بقایای خام گیاهی به محافظت از خاک در برابر اثرات بارندگی، باد و خورشید کمک می کند. افزون بر این مواد آلی به عنوان یک “منبع غذایی” و به عنوان عاملی برای بهبود ساختار خاک، حفظ شیب و به حداقل رساندن فرسایش حائز اهمیت می باشد.  مهمترین راه مبارزه با سله، افزایش ماده آلی خاک و بهبود ساختمان خاک است. خاکدانه هایی که دارای ماده آلی زیادی هستند پایدار بوده، مقاومت زیادی در مقابل فشار آب دارند و متلاشی نمی گردند. کربن آلی (OC) جزئی از مواد آلی (OM) است و هردو پارامتر، مفهوم یکسانی دارند. این پارامترها در برگه نتایج آزمایشات خاک بصورت درصد (%) گزارش می‌شوند. بصورت عمومی، خاک‌های با کربن آلی بالای یک و نیم درصد به عنوان خاک مطلوب برای کشاورزی درنظر گرفته می‌شوند.