پاورپوینت تشکیل خاک

وزارت علوم،تحقیقات و فناوری
دانشکده کشاورزی نیشابور
نام و نام خانوادگی:سعید صیدمحمدخانی
استاد محترم:
جناب آقای مهندس ابراهیمی
بهار1394

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-1 تشکیل خاک
2-1-1- خاک حاصل هوازدگی مواد معدنی واختلاط آنها با مواد آلی تجزیه شده است.

تشکیل خاک (خاک زایی) طی فر آیند های زیر صورت می گیرد:
1- هوازدگی سنگ بستر و کوچک شدن ابعاد ذرات سنکها.
2-تشکیل کانیهای جدید.
3- پوسیدگی وتجزیه و افزایش تحولات مواد آلی.
4- تشکیل ترکیبات معدنی – آلی با در کنار هم قرار گرفتن مواد معدنی وآلی.

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-2- نیمرخ وافق های خاک

2-2-1- برش عمودی که در آن عمق – مقطع قائم وافقی از افق های خاک نشان داده می شود، نیمرخ (پروفیل) خوانده می شود.

نیمرخ خاک از سطح خاک شروع می شود وبه قسمت غیرخاکی (سنگ مادر) درعمق خاتمه می یابد.
نیمرخ، نمایانگر لایه های مختلف خاک است که هر لایه ویژگی معینی دارد و به ان افق خاک اطلاق می شود.

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-2 -2- افق های خاک

تفاوت های عمده ای که در افق های خاک ممکن است دیده شوند، عبارتند از:
1_ مقدار ماده آلی، که معمولا در افق های سطحی خاک متمرکز است.
2_ شستشوی مواد ونمک های محلول که در خاک های نواحی مرطوب این حرکت از بخش سطحی خاک به طرف عمق صورت می گیرد.
3_ ذرات معدنی ریز (کانیهای رسی) ومواد آلی که از افقهای فوقانی خاک شسته شده ودر افقهای تحتانی تجمع می نماید.

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-2 -2- افق های خاک

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-2 – 3- افق های مختلف، در نیمرخ خاک تکامل یافته:

1- افق O
این افق سحطی ترین لایه خاک است که محل تجمع مواد آلی است. لاشبرگها و مواد آلی دیگر تجزیه نشده یا کمی تجزیه شده، در این افق تمرکز دارند. این افق در خاکهای نواحی جنگلی با رطوبت فراوان دیده می شود (شکل2-2).

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-2 – 3- افق های مختلف، در نیمرخ خاک تکامل یافته:

2- افق A
افق A معمولا دومین افق خاک است، ولی در خاکهائیکه افق O وجود ندارد، این افق فوقانی ترین بخش خاک است.
بعلت تجزیه مواد آلی واختلاط آن با مواد معدنی وتشکیل گیاخاک، این افق به رنگ تیره است.
حداکثر فعالیت میکرو ارگانیسم ها در این افق متمرکز است.
ضخامت وگستردگی افق A تابعی از میزان تجمع مواد آلی و رطوبت محیط است ودر نواحی گرم وخشک ضخامت ناچیز دارد. بطور کلی در افق A ، مخلوط شدن مواد معدنی وآلی صورت می گیرد.

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-2 – 3- افق های مختلف، در نیمرخ خاک تکامل یافته:

2- افق A (ادامه)
شستشوی مواد معدنی و آلی از افق A باعث جدا شدن مقدار زیادی از مواد آلی و معدنی و انتقال آنها به افق زیرین می شود. در این شستشو مواد معدنی محلول، بعضی از کانیهای رسی، آهن وحتی آلومینیوم، به افق زیرین منتقل می شوند. به همین لحاظ، افق A را " افق شستشو" نیز می نامند.
در اثر انتقال ذرات کلوئیدی مانند کانیهای رسی و مواد آلی از افق A ، کوارتز و سایر کانیهای مقاوم (ذرات معدنی در حد اندازه سیلت و شن) در قسمت فوقانی نیمرخ خاک تجمع نسبی پیدا می کنند.

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-2 – 3- افق های مختلف، در نیمرخ خاک تکامل یافته:

3- افق B
موادی که از افق A شسته می شوند، در افق های تحتانی و معمولا در افق B تجمع می نمایند. از این نظر افق B را "افق انباشتگی" نیز می نامند.
در این افق، فعل وانفعالهای شیمیایی بر فعالیت های و واکنش های بیولوژیکی غلبه دارد.
مهمترین پدیده خاک زایی یعنی ایجاد کمپلکس های مواد معدنی وآلی وتشکیل گیاخاک (هوموس) در افق B متمرکز است.

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-2 – 3- افق های مختلف، در نیمرخ خاک تکامل یافته:

3- افق B(ادامه)
افق B، معمولا محل تجمع رس ها، مواد آلی تجزیه شده وآهن است. این مواد ممکن است به صورت مجزا ویا ترکیب های چندگانه وجود داشته باشند.
اکسیدهای مضاعف آهن وآلومینیوم نیز ممکن است به صورت موضعی در این افق تجمع یابند.
ذرات سیلتی وشنی نیز ممکن است در این افق به حد فراوان دیده شوند.
افق B ممکن است در خاکهای مناطق خشک و خاکهای تکامل نیافته وجود نداشته باشد.

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-2 – 3- افق های مختلف، در نیمرخ خاک تکامل یافته:

4- افق C
این افق لایه تحتانی خاک است که شباهت زیادی به سنگ مادر دارد و مواد تجزیه نشده وخرده سنگها در آن فراوان هستند.
در حقیقت این افق از موادی تشکیل شده است که ترکیب حد واسطی بین خاک وسنگ مادر است.
این افق از تجزیه فیزیکی سنگ مادر حاصل شده و تجزیه شیمیایی در ان توسعه نیافته است.

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-2 – 3- افق های مختلف، در نیمرخ خاک تکامل یافته:

5- افق R
افق R، عمیق ترین بخش نیمرخ خاک را تشکیل می دهد ولایه سنگی یا ذرات رسوبی ومواد سنگهای اولیه ای است که کمی هوازده شده یا هوازده نشده است.
در این قسمت معمولا ریشه گیاهان نمی توانند نفوذ کنند.

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-2 – 3- افق های خاک (ادامه):
افق های مختلف خاک همیشه بصورت مشخص وکاملا تفکیک شده نیستند.
قسمت هایی از نیمرخ خاک که در یک زمان دارای مشخصات مربوط به دو نوع افق های اصلی هستند را به صورت دو حرفی (مانند AB ویا AC (نمایش می دهند. به عبارت دیگر، این نوع افقها دارای خصوصیات اصلی یک افق و خصوصیات فرعی افق دیگر هستند.
اولین حرف آنها (مثلاْ A در A B ) نمایانگر افق غالب است که مشخصات آن قسمت اصل نیمرخ بیشتر به آن شبیه است و این نیمرخ خصوصیات کمتری از افق B دارد

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-2 – 3- افق های خاک (ادامه):

در صورتیکه شرایط تشکیل خاک فراهم باشد و مدت زمان کافی از تشکیل خاک گذشته باشد، افق های خاک کاملاْ مجزا و به صورت مشخص در می آیند.
چنین خاکی که در آن افق های مواد آلی (افق O ) و افق تجمع مواد معدنی – رسوبی ( افق A ) وافق آبشویی (افق B ) قابل شناسایی هستند، یک خاک تکامل یافته است.

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-2 – 3- افق های خاک (ادامه):

"سنگ مادر"
سنگ مادر یا سنگ بستر به سنگها ورسوبات اولیه ای گفته می شود که از هوازدگی آنها خاک تشکیل می گردد.

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-2 – 3- افق های خاک (ادامه):

خاکهای درجا :
خاکهایی که در اثر هوازدگی سنگ مادری تشکیل می شوند و بعد از تشکیل نیز در مجاورت (در زیر) آنها باقی مانده ونقل وانتقالی در خاک تشکیل شده صورت نگرفته است به خاکهای درجا (باقیمانده) معروفند.

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-2 – 3- افق های خاک (ادامه):

خاکهای نابرجا :
در صورتیکه خاکهای تشکیل شده، از سنگ مادر خود فاصله گرفته ودر اثر عوامل حمل ونقل (مانند باد، آبهای جاری ، یخچال وغیره) از محل تشکیل به جای دیگری انتقال داده شوند خاکهای نابرجا (جابجا شده) را به وجود می آورند.

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-2 – 3- افق های خاک (ادامه):
چگونه می توان خاکهای برجا را از خاکهای نابرجا تشخیص داد؟
به طور کلی خاکهای برجا را از روی سه ویژگی زیر می توان از انواع خاکهای نابرجا تشخیص داد:
در خاکهای برجا:
1_ شدت هوازدگی شیمیایی وخاک سازی از سطح به عمق (سنگ بستر) کاسته می شود و روند هوازدگی وتغییرات شیمیایی افق های خاک با سنگ بستر همخوانی دارد.
2_ حاوی کانیهای بیگانه با محل نیستند.
3_ دارای قطعات گوشه داری از سنگ بستر هستند ویا بطور کلی ذرات درشت و گردشدگی حاصل از حمل ونقل را نشان نمی دهند.

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-3 عوامل موثر در تشکیل خاک
عوامل متعددی در تشکیل خاک موثرند که به همین دلیل بیش از 15000 نوع خاک در روی سطح کره زمین تشخیص داده شده است.
درجه تحولات وتکامل خاک را می توان از روی مطالعه ویژگیهای افق های آن مشخص کرد.
بطور کلی – عمق خاک، مقدار ماده آلی موجود در افق ها، درجه سختی خاک و ترکیب کانی شناسی (بخصوص کانیهای رسی) درافق های مختلف خاک، درجه تحولات خاک را نشان می دهند

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-3 عوامل موثر در تشکیل خاک (ادامه)

بطور کلی خاک زایی وتحولات آن بیشتر به فاکتورهای اصلی زیر بستگی دارد:
1_ درجه هوازدگی مواد اولیه (سنگ بستر یا مادر)
2_ نوع مواد اولیه
3_ آب وهوای محیط
4_ موجودات زنده وبقایای مواد آلی در محیط
5_ توپوگرافی
6_ زمان

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-3 – عوامل موثر در تشکیل خاک (ادامه)

2-3-1- نقش هوازدگی در تشکیل خاک
هوازدگی از فرایندهای مهمی است که سبب تغییر و تحول در سنگهای متراکم و سخت شده و آنها را به ذرات ناپیوسته و در نهایت خاک تبدیل می کند.
هوازدگی سنگها و رسوبات به صورت فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی عمل میکند.
اکثر فر آیندهاییکه در طی هوازدگی موجب خرد شدن و تجزیه سنگها می شوند، به کندی عمل می کنند.
در اثر هوازدگی کانی های موجود در سنگها (کانیهای اولیه) تغییر کرده و ممکن است به صورت کـانی های جدید ظاهر شوند

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-3 – عوامل موثر در تشکیل خاک (ادامه)
2-3-1- نقش هوازدگی در تشکیل خاک (ادامه)
هوازدگی شیمیایی، معمولاْ مهمترین و موثرترین فرآیند در تشکیل خاکها است که به صورت زیر باعث تجزیه سنگها می شود:
1- هیدرولیز
2- آبگیری وبی آب شدن
3- اکسید شدن
4- انحلال

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-3 – عوامل موثر در تشکیل خاک (ادامه)
2-3-1- نقش هوازدگی در تشکیل خاک (ادامه)
هوازدگی شیمیایی
الف- هیدرولیز
هیدرولیز نوعی هوازدگی شیمیایی است که آب با کانی واکنش انجام داده و باعث تجزیه سنگ می شود.
دی اکسید کربن اتمسفر و یا تولید شده در اثر فعالیت حیاتی ریشه گیاهان، به آب زیر زمینی وارد می شود با آب ترکیب گردیده و یونهای هیدروژن را ایجاد می کند.
هیدروژن به علت کوچکی شعاع یونی به آسانی وارد شبکه کانی ها (کانیهای سیلیکاته) می شود و جایگزین کاتیونهای درشت (مانند K+ و یا Na+ ) می شود و به این ترتیب ساختمان بلورین کانی را تخریب می کند.

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-3 – عوامل موثر در تشکیل خاک (ادامه)
2-3-1- نقش هوازدگی در تشکیل خاک (ادامه)
هوازدگی شیمیایی
الف- هیدرولیز (ادامه)
هیدرولیز کانی فلدسپات مانند ارتوکلاز (ارتوز) و تبدیل آن به کانی رسی به صورت زیر انجام می شود:

H+ +(HCO3) H2CO3 ——–H2O+Co2
KAISi3O8 + 2H+, H2O—- 2k +Al2 Si3O5 + 4Sio2

رابطه فوق، مرحله ساده شده ای از مراحل متعددی است که ضمن عمل هیدرولیز صورت می گیرد

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-3 – عوامل موثر در تشکیل خاک (ادامه)
2-3-1- نقش هوازدگی در تشکیل خاک (ادامه)
هوازدگی شیمیایی
الف- هیدرولیز (ادامه)

محصول دیگر هیدرولیز اسید سیلسیک H 2SiO3 است.
اسید سیلسیک غیر پایداری که بدین طریق ایجاد می شود حالت کلوئیدی داشته و در شرایط مساعد عامل تشکیل انواع کانیهای رسی می شود (به مبحث تشکیل کانیهای رسی مراجعه شود).
علاوه بر اسید سیلسیک، اسید دیگری که در واکنش هیدرولیز حاصل می شود اسید کربنیک است، که در هوازدگی دخالت دارد.

در تحقیقات آزمایشگاهی که در مورد واکنش هیدرولیز انجام شده است، نشان داده شده است که از هوازدگی شیمایی کانی ارتوز ابتدا قشر نازکی از مواد هوازده در اطراف آن تشکیل می شود که عمدتاً از سیلیس و آلومینیویم ساخته شده و نسبت S i O2/Al2O3 بیشتر از 5 به 1 می باشد.
این نسبت درجه هوازدگی سنگ اولیه و ساده تر شدن ترکیب کانی را نشان می دهد

آنچه در مورد مکانیزم هوازدگی نوع هیدرولیز و تشکیل خاک اهمیت دارد، حلالیت نسبی SiO2و AI(OH)3 در محیط هوازدگی است.
حلالیت Sio2 تابعی ازpH محیط است در شکل 2-4 نشان داده شده است.
حلالیت هیدروکسید آلومینیوم (AI(OH)3کانی گیبسیت) پیچیده تر از کوارتز (Sio2) است و در محیط اسیدی ضعیف، این ترکیب یونیزه می شود.

حلالیت Sio2 تابعی ازpH محیط است

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-3 – عوامل موثر در تشکیل خاک (ادامه)
2-3-1- نقش هوازدگی در تشکیل خاک (ادامه)
هوازدگی شیمیایی (ادامه)

ب- آبگیری (هیدراتاسیون) و بی آب شدن (دی هیدراتاسیون)
جذب آب ملکولی جدید توسط کانی و یا از دست دادن آن ممکن است نوع و مشخصات آن کانی را تغییر دهد.
آبگیری در تشکیل کانی های رسی اهمیت فوق العاده ای داشته و گاهی باعث تشکیل کانی های رسی جدید از کانی های قبلی می گردد.
قدرت جذب آب کانیها، به بار الکتریکی یونهای آنها بستگی دارد و با افزایش بار الکتریکی قدرت آبگیری بیشتر می شود.
آبگیری کانی انیدرید و تبدیل آن به کانی ژیپس و یا بر عکس مثالی از این نوع هوازدگی است که با تغییر حجم قابل ملاحظه ای همراه است.

ج- اکسید شدن
ترکیب شدن کانیها با اکسیژن موجود در محیط و اکسید شدن آنها پدیده ای غالب در مناطق گرم و مرطوب است و به عنوان یک نوع هوازدگی در تشکیل خاک اهمیت دارد.
اگر در محیط آب وجود داشته باشد، اکسید شدن کانیها منجر به تشکیل هیدروکسیدها (اکسیدهای آبدار) می شود.
میل ترکیبی آهن با اکسیژن بسیار زیاد است و کانیهای آهن دار (دو ظرفیتی) به ترکیبات آهن دار سه ظرفیتی تبدیل می شوند.
رنگهای زرد، قرمز و یا قهوه ای متمایل به زرد که در خاکها دیده می شود، معمولاً نتیجه عمل اکسیداسیون و پیدایش اکسیدهای آهن (هماتیت و لیمونیت) است .

د- انحلال
پدیده انحلال واکنشی مهم در هوازدگی است که به تشکیل خاک کمک می کند. مقدار و سرعت انحلال کانی ها در آب به فاکتور های زیر بستگی دارد:
1 – قابلیت انحلال کانی
2 – شرایط اقلیمی
3 – مشخصات حلال

د- انحلال (ادامه)
نقش انحلال در کمک به تشکیل و یا تکامل خاکها متفاوت است. برای مثال انحلال صخره های آهکی در محیطهایی که بارندگی و تشکیل باران اسیدی (حاوی گاز کربنیک) وجود دارد، منجر به انحلال آهک شده و به صورت محلول کربنات کلسیم در محیط فعال می گردد.

فرض کنید، اگر دو نوع سنگ آهک خالص و یا آهک ناخالص (آهک رس دار) مورد انحلال قرار گیرد، بقایای حاصل از انحلال (مواد نامحلول مانند کانیهای رسی باقیمانده) و محلول حاصل از این واکنش (تر کیبات کربنات) می تواند در محیط نقش متفاوتی داشته باشد.

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-3 – عوامل موثر در تشکیل خاک (ادامه)

2-3-2- نقش سنگ مادر
1- تاثیر نوع سنگ مادر، مانند توده ها و لایه های سنگی و رسوبات سطحی (مانند شن و ماسه)، در تشکیل خاکها و تنوع آنها مشهود است.
2-از هوازدگی و تجزیه سنگهای مختلف و در شرایط متفاوت، مجموعه ای از کانیهای مختلف (کانی های رسی و یا اکسید های آهن و آلومینیوم) و یا ذرات حاصل از تجزیه متفاوت به وجود می آید.

تشکیل وطبقه بندی خاک
2-3 – عوامل موثر در تشکیل خاک (ادامه)

2-3-2- نقش سنگ مادر (ادامه)

سرعت هوازدگی سنگ مادر و نقش آن در تشکیل انواع خاک عمدتا به فاکتورهای زیر بستگی دارد:
1- نوع سنگ یعنی ترکیب شیمیایی کانی های تشکیل دهنده آن .
2- اندازه ذرات سنگ.
3- مقدار شکستگیها و فضاهای خالی موجود در سنگ جهت نفوذ آب و هوا.

برای روشن شدن این بحث، تحولات چند نوع سنگ مادر، بررسی می شود.