عنوان :

مقاله خاک‌های هیستوسول

تعداد صفحات :۳۰

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

ماده‌ی آلی یک جزء فعال و پیچیده خاک است که تاثیر عمده‌ای بر رفتار، خصوصیات و نقش خاک در بوم‌سانان اعمال می‌کند. به خاطر کربن فوق العاده زیاد ذخیره شده در ماده‌ی آلی و سرشت پویای این جزء خاک، مدیریت خاک می‌تواند یک وسیله مهم برای متعادل کردن اثرات گلخانه‌ای جهانی باشد.

تجزیه‌ی ماده‌ی آلی، آزاد شدن عناصر غذایی و تشکیل هموس بوسیله‌ی عوامل محیطی و کیفیت مواد آلی اداره می‌شود، مقادیر زیاد لگنین و پلی فنل همراه با نسبا بالای C/N فرآیند تجزیه را به طور مشخص کاهش داده و سبب تجمع ماده آلی و در عین حال کاهش قابلیت استفاده عناصر می‌گردد.

به دلایل چندی، مفید خواهد بود که مدیریت تجزیه‌ی ماده‌ی آلی در خاک از خاک در فرآیندی که کمپوست کردن نامیده می‌شود، انجام گیرد. کمپوست کردن سبب تغییر شکل و تبدیل مواد مختلف زاید آلی به یک محصول هموس مانند می‌شود که می‌تواند به عنوان ماده‌ی اصلاح کننده‌ی خاک و یا جزئی از مخلوط گلدانی مورد استفاده قرار گیرد. تجزیه‌ی هوازی در یک توده‌ی کمپوست می‌تواند سبب حفظ عناصر غذایی، ضمن اجتناب از مسایل خاص مانند بوهای نامطبوع، وجود مقادیر اضافی و یا کمبود نیتروژن محلول گردد که در صورت مصرف کردن فضولات آلی تازه به طور مستقیم در خاک می‌تواند صورت پذیرد.

ماده‌ی آلی خاک از سه مخزن عمده ترکیبات آلی تشکیل شده است. بخش فعال شامل زیتودی میکروبی و ترکیباتی با تجزیه‌ی آسان مانند پلی ساکاریدها و سایر مواد غیرهومیکی می‌باشد. اگرچه این بخش فقط درصدی از کربن کل می‌باشد. نقش عمده‌ای در چرخه عناصر غذایی، کیلانی کردن عناصر کم مصرف، حفظ پایداری ساختمانی و شخ‌آیی خاک‌ها داشته و به عنوان منبع غذایی سبب استحکام و بقای تنوع و فعالیت زیستی در خاک‌ها می‌شود.

بیشتر ماده‌ی آلی در مخزن غیرفعال قرار دارد که شامل مواد بسیار پایداری است که در مقابل یورش میکروبی مقاومت کرده و ممکن است برای قرن‌ها در خاک دوام داشته باشد. این بخش تبادل کاتیونی و ظرفیت آب قابل استفاده را برعهده دارد، اما از نظر زیستی بدون اثر است. بخش آرام‌ ماده‌ی آلی در پایداری و مقاومت در مقابل تجزیه در حالت بینابین قرار دارد، این بخش منایع غذایی و انرژی را برای سوخت و ساز پایدار جانداران بومی خاک که در فواصل زمانی بین مصرف پس مانده‌های گیاهی موجودیت پیدا می‌کنند، فراهم می‌سازد. وقتی خاک از پوشش طبیعی عاری شد و به زیر کشت درآمد، کاهش اولیه در ماده‌ی آلی خاک مصرف بخش فعال خواهد شد. بخش غیرفعال فقط به تدریج و در ایام بسیار طولانی تخلیه خواهد شد.

نسبت کربن به نیتروژن (C/N) اکثر خاک‌ها تقریباً ثابت و معمولاً نزدیک به ۱۲:۱ است. این بدان معنا است که میزان ماده‌ی آلی تا حدی بوسیله‌ی نیتروژن قابل استفاده برای هضم میکروبی و تبدیل آن به هموس مشخص می‌گردد. مدیریت خاک برای ارتقاء سطح ماده‌ی آلی بنابراین باید شامل راه‌هایی برای تامین نیتروژن مثل استفاده از نباتات نیام دار باشد.

میزان ماده‌ی آلی تحت تاثیر اقلیم (در مناطق سرد و مرطوب مقدار آن بیشتر است)، زه‌کشی (در خاک‌های زهکشی ضعیف زیادتر است) و نوع پوشش گیاهی است (معمولاً در زیتوده ریشه مانند علف گندمیان بیشتر است).

نگهداری ماده آلی خاک، بخصوص بخش فعال در خاک‌های معدنی یکی از بزرگترین چالش‌ها در زمینه مدیریت منابع طبیعی در سراسر جهان می‌باشد. با تقویت رشد شدید نباتات زراعی و یا سایر بقایای فراوانی (که شامل نیتروژن و کربن می‌باشد) را می‌توان به طور مستقیم یا از طریق احشام مصرف‌ کننده‌ی علوفه به زمین بازگرداند. همچنین با محدود کردن خاکورزی، مهار فرسایش و حفظ اکثر پس‌ماندهای گیاهی در سطح و یا نزدیکی سطح خاک، میزان تجزیه‌ی ماده‌ی آلی می‌تواند به حداقل برسد.

خاک‌های آلی (هیستوسول‌ها) سهم بزرگی از ماده‌ی آلی جهانی را دارا می‌باشد. این خاک‌ها نسبت به آب و هوا بسیار نفوذپذیر بوده و می‌توانند مقدار بیشتری آب و کاتیون‌ها را نسبت به خاک‌های معدنی در هکتار نگهداری کنند. زهکشی این خاک‌ها، در حالی که امکان استفاده از آنها را برای تولید سبزی‌های پرارزش و گلکاری فراهم می‌کند، سبب اکسایش تسریعی ماده‌ی آلی آنها و آزاد شدن CO₂ به مقدار زیاد می‌گردد. تجزیه و معدنی شدن ماده‌ی آلی یکی از فرآیندهای اصلی حاکم بر اقتصاد گوگرد و نیتروژن در خاک‌هاست.

واژه های کلیدی: خاک‌های هیستوسول‌ها، نیتروژن، کربن، رشد گیاهان

فهرست مطالب

مقدمه   ۱
مفهوم‌ها و تعریف‌های خاک   ۱
فرآیندهای تشکیل خاک‌های هیستوسول‌   ۵
شرح هیستوسول‌ها   ۹
کاربرد هیستوسول‌ها   ۱۱
طبقه‌بندی هیستوسول‌ها   ۱۲
خاک‌های آلی (هیستوسول‌ها)   ۱۶
مواد آلی برای محیط‌های گلدانی   ۱۸
ماده آلی خاک   ۲۰
ته نشست‌های آلی   ۲۲
توزیع و تجمع پیت‌ها   ۲۳
انواع پیت‌ها   ۲۳
حفظ اراضی مرطوب   ۲۴
نتیجه‌گیری نهایی   ۲۵
منابع   ۲۷

منابع

پیدایش و توانمندی خاک، هول فرانس داون. ترجمه غلامحسین حق نیا ـ امیر لکزیان.

سرشت و خصوصیات خاک. نایل برادی. ترجمه صابر شاهدیی

خاک شناسی کشاورزی. اکبر حاجی زاده

مقدمه

مفهوم‌ها و تعریف‌های خاک

ما باید راههاى گوناگون تفکر درباره خاکها را در نظر بگیریم. براى مثال، خاک به عنوان محیطى براى رشد گیاهان زمینى تعریف شده است. یک چنین تعریفى براى هدف‌هاى ما رضایت‌بخش است، زیرا به چیز دیگرى غیر از خاک وابسته است. دریاچه‌ها، اقیانوسها، خزه اسفاگنوم، یخچال‌ها و حتى پوست انسان نیز محیط‌هاى براى رشد کپک‌ها، جلبک‌ها، گلسنک‌ها، خزه‌ها و برخى گیاهان عالى به شمار مى‌روند. نیکى فراف (۱۹۹۹) خاک را به عنوان پوست تحریک شده پوست زمین تعریف مى‌کند. خاک موجودیى ناپایدار است. گردابى است از ماده آلى و معدنى با حرکت کند.

زمین‌شناسان ممکن است خاک را به صورت واحد پوستی از پیکره زمین شناختى مواد بپندارند که از آن راه همه ماده‌ها مى‌باید در چرخه فرسایش از سنگ به ته‌نشست‌ها گذر کنند. شیمیدان‌ها ممکن است خاک را به صورت شیشه یا لوله آزمایشى بنگرند که ماده‌هاى کانى به وسیله نیروها و عامل‌هاى طبیعی در آن قرار داده شده و براى تامین عنصرهاى غذاى مورد نیاز گیاه، کود به آن افزوده شده است. از دید بوم‌شناسان خاک بخشى از محیط است که زیر تاثیز جانداران قراردارد و به نوبه خود بر جانداران اثر مى‌گذارد. براى دیرین شناسان یا انسان شناسان، خاک یکى از چندین مدرک گذشته است. هنرمندان و فیلسوفان در خاک آمیخته زیباى از نیروهاى زندگی و مرگ را می‌بینند. با اینکه خاک به عنوان جزء اصلی «مادر زمین» می‌نگرد، ما برای هدف‌های خود خاک را به صورت پیکره طبیعی درنظر می‌گیریم که در واکنش با آب و هوا و جانداران تغییر می‌کند. ما به این دگرگونی‌ها پیدایش خاک می‌گوییم.

هیستوسول در رده‌بندی خاک به خاک‌هایی که از مواد آلی تشکیل شده‌اند و از ۱۲ تا ۱۸ درصد وزنی کربن عالی دارد، گفته می شود. (histos به معنی بافت و solum به معنی خاک) مواد آلی یاد شده از بافت‌های گیاهی و جانوری و مواد به دست آمده از تجزیه آنها به وجود آمده است. عامل اصلی پایداری این گونه مواد به مدت طولانی تا عمق بیش از ۴۰ سانتیمتر، وجود وضعیت بی‌هوازی در حالت اشباع یا آب پیش از عملیات زهکشی است. در هر کجا که آب به اندازه کافی فراهم بوده و اساساً چه در مناطق معتدل و چه در درون مناطق قاره‌ای و یا ساحلی و یا حتی در صحاری و مناطق استوایی و قطبی، هیستوسول‌ها در طی دوران هلوسن (ده هزار سال گذشته) تشکیل شده‌اند.

هیستوسول‌هایی که در مناطق گود زمین تشکیل می‌شوند به اقلیم وابسته نمی‌باشند. در حالی که دیگر هیستوسول‌ها وابسته به اقلیم و بارندگی‌ هستند و برای تامین آب و عناصر غذایی به جریان رودخانه‌ها وابسته‌اند نه تراوشهای زیرزمینی. هیستوسول‌هایی که در مناطق کوهستانی وجود دارند. بجز چند روز بعد از بارندگی سنگین هیچگاه از آب اشباع نیستند. آنها یا کم عمق‌اند یا کاملا سنگلاخی، ‌و ریشه گیاه تنها در ماده آلی رشد می‌کند.

توزیع هیستوسول‌ها در سطح کره زمین ۳/۱ ملیون کیلومتر مربع یا ۱ درصد سطح زمین است که ۶۱ درصد آن در روسیه ۱۱ درصد آن در فنلاند،‌ ۱۰ درصد آن در آمریکا (شامل آلاسکا و هاوایی)، ۸ درصد در کانادا ۳ درصد در سوئد و ۵/۲ درصد در ایرلند قرار دارد.

هیستوسول‌ها چه در وضعیت طبیعی به وجود آمده باشند و یا بر اثر مدیریت انسان تشکیل شده باشند، ساکن وایستا نمی‌باشند. دگرگونی‌های شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی که جمعاً توسط خاک شناسان هلندی به رسیدن معروف است ترکیب شیمیایی زیادی را تولید می‌کنند. مطالعه خاک‌های آلی مستلزم بررسی پروفیل‌های خاک و الگوهای خاک‌ نما و اکوسیستم‌هاست.

کاربرد هیستوسول با تعریف کمی آن از نظر واژه‌های زیادی که برای زمین‌های تر به کار می رود، دارای اهمیت بوده است. بسیاری از افراد تمایزی میان خاک‌های معدنی تیره رنگ مانند هوم اکوپت، آمبراکوالت، هوم اکواد و خاک‌های تیره درنظر نمی‌گیرند. کتاب واژگان جدید مربوط به خاک‌ها و زمین‌های آلی ۱۸۴ واژه را در این زمینه فهرست کرده است. چند نمونه از آن عبارتند از مایر، مور، باگ، پیت لند، ماسکگ، فن، مار و وسوامپ. واژه‌های یاد شده نشانه‌هایی برای اکوسیستم‌ها یا زمین‌ نماهای خاص هستند که با ویژگی‌هایی از جمله جمعیت زیستی خاص و رژیم‌های هیدرولوژیکی و سرد، واکنش (pH)، وضعیت غذایی و الگوهای پستی و بلندی کوچک و برکه‌ها مشخص می‌شوند.

بیشتر هیستوسول‌ها وزن مخصوص ظاهری کمتر از ۱ گرم بر سانتیمتر مربع دارند. فرن‌ها و فاینی وزن مخصوص‌های ۰۶/۰ بر سانتیمتر مکعب بر اساس وزن خشک را نیز گزارش کرده‌اند. وزن مخصوص با انجام عمل تجزیه افزایش می‌یابد. مقدار مواد کانی و نوع پوشش گیاهی که در تشکیل هیستوسول‌ها مشارکت دارد، سبب تغییرات عمده‌ای در وزن مخصوص آنها می‌شود. هیستوسول‌ها معمولاً از آب اشباع بوده و ظرفیت نگهداری آب آنها (هم به صورت وزنی و هم حجمی) بسیار بالاست. بیشتر آب در روزنه‌های درشت (آب ثقلی) و یا در روزنه‌های ریز که برای رشد گیاه قابل استفاده نیست، قرار دارد. لذا میزان آب قابل استفاده گیاهان (به صورت حجمی) در خاک‌های آلی کاملاً تجزیه شده زیاد نمی‌باشد. از آنجایی که هیستوسول‌ها در شرایط خشک به مقدار قابل ملاحظه‌ای چرکیده می‌شوند، خصوصیات رطوبتی آنها بر اساس حجم مرطوب یا اندازه‌گیری در جا بیان می‌شود.

ظرفیت تبادل کاتیونی هیستوسول‌ها از گروه‌های کربوکسیل، فنولی و گروه‌های فعال دیگر بدست می‌آید. با پیشروی عمل تجزیه، تعداد گروه‌های فعال افزایش می‌یابد و برای تعدادی از مواد آلی ظرفیت تبادل کاتیونی برابر ۲۰۰ میلی اکی‌والان بر ۱۰۰ گرم یا بالاتر گزارش شده است. اینها بارهای الکتریکی وابسته به pH می‌باشند و دیده شده که ظرفیت تبادل کاتیونی خاک‌های آلی از ۱۰ تا ۲۰ میلی اکی‌والان بر صد گرم در pH خاک حدود ۷/۳ (در عصاره ۱:۱) تا بیشتر از ۱۰۰ میلی‌اکی والان بر ۱۰۰ گرم در pH 7 تغییر می‌کند.

فرآیندهای تشکیل خاک‌های هیستوسول‌

نخستین فرآیندی که هیستوسول‌ها بوسیله آن شکل می‌گیرند. انباشتگی زیاد مواد آلی که Paludization نام دارد. افزایش حجم مواد آلی از پایین به بالا و با افزایش ماده‌های آلی در سطح صورت می‌گیرد. بررسی‌هایی که در ایالت ورمونت توسط اشیاک و ورلی انجام شده، نشان می‌دهد که بیوماس خزه اسفاگنون برای میانگین تولید بخش هوایی ۳۷۰±۳۳۰ گرم وزن خشک در مترمربع ۱۶ درصد افزایش داشته است. این نصف مقداری است که در جنگل‌های شمالی سرد تشکیل می‌شود، ۳/۱ مقداری است که در جنگل‌های معتدل شمالی بوجود می‌آید، ۴/۱ مقداری است که در جنگل‌های حاره‌ای وجود دارد، اما ۳/۱ برابر خلنگزارهای نواحی بلند، ۲/۲ برابر مراتع سرد مرتفع، ۴ برابر نواحی بیابانی، ۵/۱ برابر رودخانه‌ها و سه برابر اقیانوس‌هاست.

مطالعات انجام شده در اسکاتلند نشان داده است که پیکرده هیستوسول‌ها در دوره زمانی ۵ تا ۱۰ سال در حال ترمیم و رشد مجدد است، اما چنین حالت ترمیمی در ایالت مینه سوتا که گیاه دم گربه (با عملکرد ۳۳ تن در هکتار در سال) به عنوان یک گیاه بیوانرژی بعد از خارج کردن ماده آلی مورد آزمایش قرار گرفت، دیده نشده است.

توسعه هیستوسول‌ها از پایین به سمت بالا انجام می‌شود و این موضوع بوسیله ^۱۴C به اثبات رسیده است. در برخی از هیستوسول‌های باتلاق‌های ایالات فلوریدا، ماده آلی واقع در چند سانتیمتری بالای سنگ آهک حدود ۴۳۰۰ سال و موادی که در ۲۶/۱ متری بالای سنگ آهک قرار داشتند، حدود ۱۲۵۰ سال سن داشتند. از آنجا که پیدایش هیستوسول‌ها به ته نشست ماده آلی وابسته است، فرآیند زمین‌سازی بیشتر از فرآیند خاکسازی مطرح می‌باشد. با آگاهی از این موضوع می‌توان ته نشست اولیه مواد آلی را به عنوان ماده مادری درنظر گرفت که هیستوسول‌ها از دگرگونی شکل‌های آلی شناخت‌پذیر (برگ، ساقه و مانند آن) تا مواد تجزیه شده و از لایه‌ها تا توده‌های بدون ساختمان تا افق‌هایی با ساختمان‌های دانه‌ای، منشوری و مکعبی بوجود می‌آیند. ذره‌های مغناطیسی که در هیستوسول‌های بریتانیا و ایرلند یافت شده و باران‌های رادیواکتیو اتمسفری نسبت داده می‌شوند. این ذرات در لایه‌های آلی تشکیل شده از آغاز انقلاب صنعتی به میزان ۲ تا ۳ برابر افزایش یافته است.

تجزیه مواد آلی توسط چندین عامل وابسته به هم کنترل می‌شود که مهمترین آن عبارتند از: میزان رطوبت، دما، ته نشست، اسیدیته، فعالیت میکروبی و زمان. دگرگونی‌ها و واکنش‌هایی که در طی تجزیه رخ می‌دهد، بسیار زیاد و پیچیده است و تنها بخشی از آن شناخته شده است.

در هلند پژوهشگرانی ملاحظه کرده‌اند که به محض ورود هوا به درون مواد آلی، فعالیت‌های میکروبی افزایش یافته و تشکیل هیستوسول‌ها آغاز می‌گردد. آنها به فرآیندهای پیچیده رسیدن فیزیکی شیمیایی و بیولوژیکی اشاره کرده‌اند. رسیدن فیزیکی سبب کاهش حجم می‌شود. مقدار رسیدن فیزیکی به سرشت بقایای گیاهی مقدار مواد کانی و ارتفاع سطح ایستایی وابسته است. رسیدن شیمیایی بیانگر تجزیه شمیایی مواد آلی است. این فرآیندها دربر گیرنده تجزیه کامل بخشی از مواد آلی و تبدیل (جزئی) مواد به ترکیبات پیچیده حد واسط می‌باشد که نسبت به تجزیه پایدارتر بوده و به آنها هوموس گفته می‌شود.

در نقاطی از خاک‌های آلی شمال ایالت مینه سوتا که بر اثر عوامل اقلیمی بوجود آمده‌اند، از دیدگاه هیدرولوژیکی پروفیل‌های هیستوسول از دو افق اصلی تشکیل شده‌اند:

لایه کلفت ۲۵ تا ۵۰ سانتیمتر بالایی با سطح ایستایی نوساندار که تهویه دوره‌ای را امکان‌پذیر می‌سازد و رسانایی هیدرولیکی غالباً عمودی است.

افق یاد شده روی لایه آلی با تجزیه بیشتر و وضعیت بی‌هوازی قرار گرفته که در آن رسانایی هیدرولیکی در راستای افقی دو تا سه برابر سریعتر از حرکت عمودی آن است. رسانایی در حالت اشباع زیاد و غیرقابل انتظار در این سه حالت (حدود ۵*۱۰^-۳cm/s) ممکن است نتیجه کانال‌های ایجاد شده اطراف ریشه و قطعه‌های چوب باشد. رسیدن بیولوژیکی دربرگیرنده کاهش اندازه ذره‌ها و آمیزش ماده آلی توسط موجودات زنده می‌باشد.

در سوئد، گونه‌ای مقیاس ده درجه‌ای را بر اساس نسبتی از ماده آلی که پس از فشردن یک نمونه از خاک آلی مربوط در دست باقی می‌ماند، پیشنهاد کرد. اگر مایع بی‌رنگی بر روی نمونه فشرده بوجود آید، گفته می‌شود که خاک کم تجزیه شده است و اگر همه مواد آلی از بین انگشتان خارج شود، خاک در بالاترین مرحله تجزیه طبقه‌بندی می‌شود. با تمرین چنین روشی، افق‌های همیک، فیبریک و ساپریک به خوبی شناسایی می‌شوند. از یک افق فیبریک به مقدار بسیار کمی آب تیره رنگ خارج می‌شود. از یک افق همیک آب تیره‌رنگ خارج می‌شود و حدود ۳/۲ یک مشت پر از این مواد به محض فشردن از بین انگشتان خارج می‌شود و بیشتر از ۳/۱ مشت پر از این مواد باقی می‌ماند. به محض فشردن مواد ساپری مربوط بیشتر از ۳/۲ نمونه از بین انگشتان خارج می‌شود.

در فنلاند درجه تجزیه را بوسیله رنگ مایع تولید شده از آمیزش مواد آلی در محلول اشباع شده پیرو قسفات سدیم تعیین کرده است. این شیوه یک روش مزرعه‌ای مناسب به شمار می‌رود. زمانی که رنگ مایع جذب شده بر روی کاغذ صافی سفید از نظذ ولیو پایین‌تر و یا از نظر کروما بالاتر از ۱۰ YR 7/3 باشد، به عنوان افق ساپریک شناسایی می‌شود. رنگ‌های روشن‌تر و ولیو و کروماهای بیشتر از ۷ و ۳ به ترتیب توسط موادی با تجزیه کمتر از افق‌های همیک و فیبریک تولید شده‌اند.

عنصرهای غذایی از نظر شمیایی روی پیکره هیستوسول‌های یوتروف اثر می‌گذارند. خاک آلی هوفتون در شکل عناصر غذایی را از رودخانه و زهکش آل یخ‌برف‌های مجاور شنی خنثی دریافت می‌دارد. برعکس خاک آلی غیرحاصلخیز با نام ناپلئون که با باران تغذیه می‌شود و وضعیت توپوگرافی بر تشکیل آن بی‌اثر است. عنصرهای غذایی را تنها از راه ریزش‌های جوی و باد دریافت می‌کند. شکل یک خاک حاصلخیز (فن) را نشان می‌دهد که با خاک moat پر از آب روی سنگ آهک قرار گرفته است. خاک آلی با حاصلخیزی کمتر در گودی و روی زمین شنی قرار گرفته است. خاک آلی سمیت راست و مرکز توسط باران تجزیه شده و بسیاری اسیدی است و پشته‌هایی در آن ایجاد شده که آب سطحی اضافه را به درون آبراهه‌ها هدایت می‌کند.

شرح هیستوسول‌ها

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .