خاک، مخلوطی از مواد آلی، مواد معدنی، گازها، مایعات و موجودات زنده است. از طرفی پایه و اساس زندگی در زمین را تشکیل میدهد و برای رشد گیاه ضروری است. خاک بهعنوان یک مخزن آب و مواد مغذی، اکوسیستمها را حفظ میکند. همچنین بهعنوان یک فیلتر عمل کرده و مواد مضر را تجزیه میکند.
علاوهبر این، نقش مهمی در چرخه جهانی کربن ایفا میکند و درک ترکیب، ساختار و مدیریت آن برای کشاورزی پایدار، جنگلداری و نظارت بر محیط زیست حیاتی است. ما در این مقاله به بررسی انواع خاک، نحوه تشخیص آنها و سایر اطلاعات لازم میپردازیم، پس همراهمان بمانید.
خاک چیست؟
خاک (به انگلیسی: Soil)، لایهای سطحی از زمین است که در اثر عوامل طبیعی مانند هوازدگی فیزیکی (باد، باران، تغییرات دمایی)، شیمیایی (هیدراتاسیون، کربناتاسیون، اکسیداسیون) و زیستی (فعالیت گیاهان و دیگر موجودات) یا عوامل مصنوعی مانند دخالت انسان در طبیعت و انجام فعالیتهایی مانند حفاری و انفجار سنگ تشکیل میشود. این لایه، معمولا از مواد غیر آلی (ذرات کانیها)، مواد آلی (موجودات زنده و مرده)، هوا و آب تشکیل میشود.
اجزای تشکیل دهنده خاک
خاک، بستری پیچیده و حیاتی برای زندگی، از ترکیبی شگفتانگیز از مواد مختلف تشکیل شده است. این مواد، که هر کدام نقشی اساسی در سلامت و عملکرد خاک دارند، شامل مواد معدنی، مواد آلی، آب، هوا و موجودات زنده هستند. شناخت این اجزا به ما کمک میکند تا اهمیت خاک را در اکوسیستم و زندگی خود بهتر درک کنیم و از این منبع ارزشمند به درستی محافظت کنیم.
- مواد معدنی: مواد معدنی، سنگ بنای اصلی خاک را تشکیل میدهند و از فرسایش و تخریب سنگهای مادر به وجود میآیند. این مواد شامل ذرات با اندازههای مختلف از جمله شن، ماسه، رس و سیلت هستند که هر کدام ویژگیهای منحصر به فردی به خاک میبخشند. اندازه ذرات تأثیر مستقیمی بر خواص فیزیکی خاک مانند نفوذپذیری، نگهداری آب و تهویه دارد. به طوری که خاکهای شنی که دارای ذرات بزرگ هستند نفوذ پذیری بیشتری دارند.
- مواد آلی (هوموس): مواد آلی، که به هوموس نیز شناخته میشوند، نقشی حیاتی در حاصلخیزی و سلامت خاک ایفا میکنند. این مواد از تجزیه بقایای گیاهان و جانوران، کودهای حیوانی و کمپوست به وجود میآیند و منبع غنی از مواد مغذی برای گیاهان هستند. هوموس، مادهای تیره رنگ و اسفنجی است که ساختار خاک را بهبود میبخشد، ظرفیت نگهداری آب را افزایش میدهد و به حفظ رطوبت خاک کمک میکند.
- آب: آب، عنصری ضروری برای حیات، در منافذ خاک جریان دارد و نقش حیاتی در حل کردن مواد مغذی و انتقال آنها به گیاهان ایفا میکند. آب همچنین محیط مناسبی برای فعالیتهای زیستی در خاک فراهم میکند و به حفظ رطوبت و تهویه خاک کمک میکند. کمبود آب میتواند رشد گیاهان را محدود کند و به سلامت خاک آسیب برساند.
- هوا: منافذ خاک، فضاهای خالی بین ذرات خاک، مملو از هوا هستند که برای تنفس ریشه گیاهان و فعالیت میکروارگانیسمها ضروری است. تهویه مناسب خاک به رشد سالم گیاهان کمک میکند، از تجمع گازهای مضر جلوگیری میکند و فعالیتهای زیستی را تسهیل میکند. فشرده شدن خاک میتواند منافذ را مسدود کند و به سلامت خاک آسیب برساند.
- موجودات زنده: خاک، زیستگاهی متنوع برای موجودات زنده از جمله میکروارگانیسمها، کرمها، حشرات و قارچها است. این موجودات در تجزیه مواد آلی، تهویه خاک و ایجاد ساختار مطلوب خاک نقش دارند. میکروارگانیسمها، که جمعیت بسیار زیادی در خاک دارند، در تجزیه مواد آلی و تبدیل آنها به مواد مغذی قابل جذب برای گیاهان نقش اساسی دارند.
آشنایی با انواع خاک
انواع خاکها با توجه به طبقهبندیهای مختلف دارای بافتها و خواص متفاوتی هستند. بهطور کلی، فرایند انتخاب خاک مناسب برای کشت گیاهان یا فعالیتی که نیازمند استفاده از خاک است، نیاز به شناخت دقیقتری از آنها دارد. بررسی ویژگیهای خاک، میزان تخلخل، سفتی یا نرمی آن امری ضروری است. در ادامه انواع خاک را بررسی میکنیم.
خاک اره
خاک اره، مادهای است که با ارههای دستی از ذرات ریز چوب تولید میشود. این ماده به دلیل نحوه تولیدش به نام خاک اره شناخته میشود و کاربردهای زیادی دارد که در زیر به چند مورد اشاره کردیم.
- بهعنوان مالچ در کشاورزی مورد استفاده قرار میگیرد.
- در ظرفهای خاک گربه، خاک اره میتواند جایگزینی برای خاک رس باشد.
- بهعنوان سوخت مورد استفاده قرار میگیرد.
- در صنعت تولید نئوپان نیز از خاک اره استفاده میکنند.
- به عنوان ماده اولیه تولید زغال فشرده از آن استفاده میشود.
قبل از اختراع یخچال، خاک اره برای نگهداشتن یخ در طول تابستان در یخدانها مورد استفاده قرار میگرفت. همچنین در آثار هنری نیز از آن استفاده میشود. شاید جالبترین کاربرد خاک اره در پایکریت (pykrete) باشد که ترکیبی بسیار محکمتر از یخ است و از آب منجمد و خاک اره تشکیل شده است. این ماده برای ساخت ناوهای هواپیمابر عظیم و غرقنشدنی بهکار میرود.
خاک زغال
خاک زغال در حقیقت همان پودر زغال است که در صنعت تولید زغال فشرده از آن بسیار استفاده میشود. این ماده که مهمترین ماده اولیه در صنعت ساخت زغال فشرده (یا چینی) است، از آسیاب کردن زغال چوب بهدست میآید. زغال چوب را از صافی (سرند) عبور میدهند و ماده حاصله از این فرایند، پودر زغال نامیده میشود. این خاک زغال به دلیل خصوصیات فراوانش، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد.
خاک ماسه ای
خاک ماسهای از ۷۵درصد ماسه تشکیل شده و قطر دانههای آن ۰٫۰۶ تا ۲ میلیمتر است. خاک ماسهای سه نوع دارد و آن را بر اساس سایز دانههای ماسه به سه دسته درشت، متوسط و ریز تقسیم میکنند. خاک ماسهای، یکی از مصالح پرکاربرد در مهندسی عمران است و لایهای بالایی از سطح زمین را تشکیل میدهد. ویژگیها و کاربردهای خاک ماسهای عبارتند از:
- ترکیب شیمیایی: خاک ماسهای از مخلوطی از ماسه و خاک تشکیل شده است. مقدار خاک در آن باید کمتر از 4درصد باشد.
- ویژگیهای فیزیکی: خاک ماسهای به شکلپذیری بیشتر ماسه کمک میکند. بههمین دلیل، از آن برای شیببندی کف و سیمانکاری استفاده میشود. شمشهگیری روی ماسه کفی نیز راحتتر انجام میشود.
مثلا در ساختمانسازی، خاک ماسهای بهعنوان ماده اولیه برای ساخت بتن، ملات، دیوار چینی، بلوک چینی، آجر چینی، سیمان، سنگکاری، کاشیکاری، آستر، پلاستر، نرمه و زبره مورد استفاده قرار میگیرد. بهطور کلی، خاک ماسهای به عنوان یک منبع طبیعی مهم در مهندسی عمران است و در انواع سازهها و پروژههای ساختمانی بهکار میرود.
خاک رس
خاک رس نوعی خاک است که در ساختمانسازی و مصالح ساختمانی کاربرد دارد و به دلیل ویژگیهای خمیریاش شناخته میشود. چند مورد از ویژگیهای آن به شرح زیر هستند:
- رس به خاکی گفته میشود که بیش از نیمی از ذرات آن کوچکتر از ۰٫۰۷۵ میلیمتر باشند و خواص خمیری داشته باشد.
- این خاک با افزودن رطوبت کافی، ویژگیهای پلاستیکی را نشان میدهد و با خشک شدن سفت میشود.
- خاک رس دارای چسبندگی بالایی است.
- نسبت به سایر خاکها، مقدار آب بیشتری را در خود نگه میدارد.
- در ساختمانسازی، خاک رس معمولا در فرایند آجرسازی بهکار میرود.
- ویژگیهای این نوع خاک برای تولید آجر استاندارد باید مطابق استانداردهای ایران باشد.
خاک سیلت
خاک سیلت نوعی خاک ریزدانه است که از دانههای بسیار ریز کوارتز و ذرات پولکی شکل حاصل از متلاشی شدن کانیهای میکادار تشکیل میشود. این خاک دارای درجه نگهدارنده رطوبت بالا است و وزن بسیار کمی دارد، هنگام بارندگی یا آبیاریهای زیاد، فشرده شده و بهراحتی شسته میشود.
- خصوصیات خاک سیلت: دارای ذرات ریز معدنی است که قطر آنها بین ۰٫۰۵ تا ۰٫۰۰۲ میلیمتر است. لای، گلماسه، خره و لیمون نیز نامهای دیگر خاک سیلت هستند.
- کاربردهای خاک سیلت: از آن در ساختمانسازی استفاده میکنند. با افزودن مواد آلی به خاک سیلت، میتوان آن را به تودههای پایدارتری تبدیل کرد.
بهطور خلاصه، خاک سیلت یک رسوب جامد و گرد و غبار است که از ذرات سنگی و معدنی تشکیل شده و بزرگتر از رس اما کوچکتر از شن و ماسه است.
خاک تورب
خاک تورب (Peat) نوع دیگری از خاک است که از تودههای متراکم قهوهای تا سیاهرنگ خزهها و گیاهان تشکیل شده است. این خاک بهطور ناقص تجزیه شده است و معمولا در زمینهای بسیار مرطوب و مردابهایی که در طی سالیان طولانی خشک شدهاند، بهوجود میآید. خاک تورب در مناطق معتدل و سردسیر جهان یافت میشود و چند مورد از ویژگیها و کاربردهای آن عبارتند از:
- دارای ذرات ریز معدنی که قطر آنها بین ۰٫۰۵ تا ۰٫۰۰۲ میلیمتر است.
- در کشاورزی، بهعنوان کود برای محصولات کشاورزی استفاده میشود.
- با توجه به شدت تجزیه، خاک تورب به سه نوع تجزیه کم، تجزیه متوسط و تجزیه زیاد تقسیم میشود.
- از خاک تورب با تجزیه کم بهعنوان بستر نگهداری حیوانات اهلی نیز استفاده میکنند.
- خاک تورب دارای خواص منحصربهفردی است که به بهبود شرایط فیزیکی خاک، جلوگیری از نفوذ فلزات سنگین، خنثیسازی مواد شیمیایی مضر، جذب فرآوردههای حاصل از فتوسنتز و جمعآوری کربن موجود در هوا کمک میکند.
خاک تورب یک منبع طبیعی با خصوصیات مفید است که در کشاورزی، بستر نگهداری حیوانات اهلی و تولید کمپوست مورد استفاده قرار میگیرد.
خاک لومی
تشکیلشده از مقادیر مساوی شن، ماسه، سیلت و مقدار کمتری خاک رس است. از این سه جزء، ذرات شن و ماسه از همه بزرگتر هستند. شن و ماسه رطوبت را خیلی نگه نمیدارند، اما تهویه کافی را در خاک ایجاد میکنند. خاک لومی ویژگیهای زیر را دارد:
- دارای سه نسبت از خاکدانههای شنی، رسی و ماسهای است.
- به دلیل داشتن ترکیبی متوازن از خاکدانههای مختلف از جمله شن و رس، دارای خواص متعددی است.
- به دلیل حاصلخیزی نسبتا بالا، از خاک لومی برای کاشت انواع گیاهان و تولید محصولات کشاورزی استفاده میشود.
- مقاومت آن در برابر انواع فرسایش نسبتا بالا است.
- یک ترکیب خاک ایدهآل برای اکثر گیاهان است و خصوصیات مناسبی برای استفاده در کشاورزی دارد.
خاک گچی
خاک گچی نوعی از گچ است که از ترکیب گچ با خاک رس حاصل میشود. اضافهکردن خاک رس به گچ باعث میشود که خاصیت چسبندگی آن برای سطوحی مثل آجرها افزایش یابد. بنابراین در ابتدا یک لایه از آن را روی سطح میکشند تا برای مرحله سفیدکاری آماده شود. این نوع خاک دارای ذرات بزرگتر و سنگمانند است، و وجود ذرات گچ را در آن میتوان بهراحتی دید.
اگر نیاز به زیرکاری دیوارهای آجری دارید، استفاده از خاک گچی گزینه مناسبی است. چون باعث افزایش چسبندگی گچ روی سطح شده و بهعنوان پایهای برای سفید کاری استفاده میشود.
کاربرد خاک
خاک، یک جزء اساسی و حیاتی از محیط زیست ما است و نقش مهمی در حمایت از زندگی، تامین منابع و حفظ تعادل اکولوژیکی دارد. تعدادی از کاربردهای بیشمار آن عبارتند از:
- کشاورزی و باغداری: خاک بستر مناسبی را برای ریشه گیاهان فراهم میکند و مواد مغذی ضروری برای رشد گیاه را در خود نگه میدارد. تمام گیاهان و مواد غذایی تولیدشده در زمین به خاک بستگی دارند. درختان میوه، محصولات غلات و علفهای چرا، به خاک سالم و پربار متکی هستند. باغهای خانگی، گلزارها، پارکهای عمومی و باغهای گیاه شناسی همگی برای رشد گیاهان به خاک نیاز دارند.
انواع مختلف خاک برای محصولات مختلف مناسب هستند. مثلا خاکهای شنی برای محصولاتی مانند ذرت، لوبیا، گوجه فرنگی و سبزیجات ریشهای ایدهآل هستند. خاک رسی یا سیلت برای سبزیجاتی مانند بروکلی، گل کلم، کلم و کلم بروکسل خوب عمل میکند.
- ساختمان سازی: خاک منشاء بیشتر مصالح مورد استفاده در ساخت و ساز زمین است. فلزاتی مانند آهن، آلومینیوم و قلع از سنگها و خاکها استخراج میشوند.
شیشه از ماسه ساخته میشود و سنگ آهک (که بهوفور و در طول زمان توسط جانداران دریایی تشکیل شده است) برای تولید سیمان ضروری است. خاکهای رسی به ساخت آجرهای خشتی و کاشیهای سفالی کمک میکنند.
- اکوسیستم: خاک آب باران را جذب میکند، آب را در داخل خود و چشمهها نگهداری میکند تا از سیل در مناطق پایین دست جلوگیری کند. با عبور آب از خاک، ناخالصیها و باکتریهای آب پاک شده و کیفیت آن حفظ میشود.
- صنعت پزشکی و زیبایی: بعضی از گیاهانی که در خاک رشد میکنند برای مصارف دارویی استفاده میشوند. مواد تشکیلدهنده خاک در محصولات آرایشی و بهداشتی یافت میشوند.
استفاده از خاک اره برای تولید زغال
تولید زغال از خاک اره فرایندی جالب و مفید است. در این روش، خاک اره بهعنوان ماده اصلی برای تولید زغال فشرده استفاده میشود و مزایای زیادی دارد، از جمله:
- نیازی به قطع درختان نیست: برای تولید زغال، از چوب درختان مختلف استفاده میشود. اما در تولید زغال فشرده از خاک اره، هیچ درختی قطع نمیشود. این روش برای محیط زیست و اقتصاد بسیار مفید است.
- مواد اولیه ارزان: مانند خاک اره، تولید زغال با پوست گردو، پوست بادام، ساقه گیاه نیشکر، برگ نخل، سبوس برنج و سایر مواد دورریز محصولات کشاورزی میتوانند مواد اولیه زغال فشرده باشند. این مواد ارزان هستند و بازار فروش خوبی دارند. به طوریکه حتی امکان صادرات زغال نیز پس از تولید آن امکان پذیر خواهد بود.
- کیفیت زغال: جنس خاک اره مهم است و تاثیر مستقیم در کیفیت زغال دارد. رطوبت خاک اره نیز در خط تولید کنترل میشود.
- روشهای تولید: میتوان از خاک اره بهتنهایی یا با ترکیب با مواد دیگر (مانند پوست گردو) زغال تولید کرد. روشهای متفاوتی برای تولید زغال از خاک اره وجود دارد. تولید زغال از خاک اره یک راهحل پایدار و موثر برای مصرف زغال است.
چگونه میتوان نوع خاک خود را تعیین کرد؟
یک روش استفاده از تستی تحت عنوان تست فشار است. برای انجام آن به شکل زیر عمل کنید:
- یک مشت خاک بردارید و آن را در دست بغلتانید.
- اگر ریزبافت و کمی مرطوب به نظر میرسد و وقتی فشرده میشود برای مدت کوتاهی انسجام خود را حفظ میکند، ممکن است خاک لومی باشد.
- اگر زمانی که خیس است حالت چسبناک دارد، بهراحتی شکل میگیرد و میتوانید آن را لوله کنید، احتمالا خاک رس است.
- اگر به نظر میرسد ریگ دارد، از انگشت شما میافتد و نمیتوانید آن را لولهای شکل کنید، احتمالا ماسهای است.
- اگر بافت کمی صابونی و لغزنده داشته باشد که بهراحتی جمع نمیشود، احتمالا سیلت است.
- اگر سنگی با دانههای بزرگتر است، سعی کنید آن را در شیشه سرکه قرار دهید. اگر کف کرد، پس خاک گچی است.
- اگر در هنگام فشرده شدن اسفنجی شکل و تیره به نظر میرسد و الیاف مواد آلی زیادی در آن وجود دارد، احتمالا زغال سنگ نارس است.
اگر بهکمک تست فشار نمیتوانید نوع خاک را تشخیص دهید، آزمایش تهنشینی را بهشکل زیر امتحان کنید.
- یک مشت خاک را الک کنید تا زبالههایش از آن جدا شود.
- سپس آن را به یک شیشه شفاف آب با مایع ظرفشویی اضافه کنید.
- خوب تکان دهید، سپس بگذارید 12 ساعت ته نشین شود.
- از آنجایی که ذرات مختلف با سرعتهای متفاوتی ته نشین میشوند، بهطور طبیعی انواع مختلف خاک از هم جدا میشوند.
- اگر خاک لوم باشد، ذرات در لایههای مجزا ته نشین میشوند، با ریزترین ذرات در بالا و بزرگترین ذرات در پایین (رس کوچکترین ذره، سیلت بعد از آن و ماسه بزرگترین اندازه را دارد). آب باید شفاف باشد.
- اگر خاک رس باشد، هم خاک رس و هم خاک سیلتی آب را کدر میکنند و لایهای از ذرات در پایین ظرف قرار میگیرد. اگر وقتی آن را فشار میدهید شکل خود را حفظ میکند و میتوانید آن را به شکل سوسیس دربیاورید، پس خاک رس است.
- اگر خاک ماسهای باشد، شن و ماسه در ته ظرف مینشیند و آب شفاف خواهد بود.
- اگر خاک سیلتی باشد، هر دو خاک سیلتی و رسی آب را کدر میکنند و لایهای از ذرات در پایین ظرف ته نشین خواهند شد. اگر آن را فشار دهید، شبیه گل و لای میشود و برای مدت کوتاهی شکل خود را حفظ میکند.
- اگر خاک گچی باشد، گچ رنگ خاکستری کم رنگی دارد و ذرات خاکستری یا سفید در ته شیشه باقی میماند.
- اگر خاک تورب باشد، آب را کمی کدر میکند و ذرات موجود در آب بهصورت معلق در سطح آن قرار میگیرند.
بیشتر خاکها در این 6 دسته قرار نمیگیرند. در عوض، آنها ترکیبی از ماسه، خاک رس و سیلت خواهند بود. اگر لایههای رسوب را اندازه گیری کنید، میتوانید تعیین کنید که چه مقدار از آنها در خاک شما وجود دارد. ممکن است متوجه شوید که در حالیکه خاک شما عمدتا رسی است، ماسه زیادی نیز دارد. این ترکیبها به شما کمک میکنند تا بهتر بافت و ساختار خاک را تشخیص دهید.
سخن پایانی
خاک، پایه و اساس اکوسیستمهای زمینی، تنوع قابلتوجهی دارد. درک ویژگیهای خاک ما را قادر میسازد تا تصمیمات آگاهانهای در زمینه کشاورزی، مدیریت زمین و حفاظت بگیریم. به یاد داشته باشید، زیر پای ما دنیایی پنهان است که مملو از زندگی، مواد مغذی و داستانهایی است که انتظار کشفشدن را میکشند.
