موضوع : حاصلخیزی خاک
* تعریف خاک : مجموعه ای از ذرات و اجسام طبیعی است که فضای حد واسط اتمسفر و سیتوسفر را اشغال نموده و قسمت اعظم پوسته خارجی زمین را پوشانده است
جسمی زنده ، پویا و طبیعی است که برای ایفای نقش اکوسیستم های خاکی ضروری است و تعادل بین عوامل فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی را نمایان می سازد .
* بطور متوسط زمانی بین 100 تا 400 سال برای تشکیل یک سانتی متر خاک سطحی لازم است .
* تعریف حاصلخیزی خاک : وضعیت خاک از نظر قابلیت تهیه عناصر ضروری برای رشد گیاه است بدون آنکه غلظت هیچ عنصری به حد سمیت برسد .
* حاصلخیزی خاک به تهیه مناسب و متعادل عناصر یا مواد غذایی توجه دارد تا احتیاجات گیاهان برآورده میشود .
* حاصلخیزی عبارتست از قدرت بازدهی مطلوب در زمان حال و هم برای مدتهای نامحدود . بعبارتی خاک حاصلخیز خاکی است که در آن خصوصیات فیزیکی و شیمیایی بیولوژیکی در حد ایده آل است
* هر اندازه عملکرد نهایی محصول بدون مصرف کودهای شیمیایی و آلی بالا باشد و همچنین نوسانات کمی و کیفی محصول در اثر مصرف کود و آب و غیره کمتر باشد حاصلخیزی خاک بالاتر است و برعکس .
* عوامل حاصلخیز کننده خاک : 1. حرارت ، نور 2. o2 ،Co2 3. نوع خاک 4. آب 5. گیاه 6. هوموس 7. کود 8. عملیات زراعی 9. ارگانیسم ها
* ارزیابی حاصلخیزی خاک : براساس مشاهدات و آزمونهای خاک و گیاه صورت میگیرد
* دو هدف اصلی از این آزمونها : 1. توصیه کودی 2. اندازه گیری تاثیر کود دادن
* علائم کمبود خاک در شناسایی مشکلات رشد گیاه و انتخاب محل انجام آزمایشات حاصلخیزی خاک مفید است
* آب و عناصر غذایی موجود در خاک زیر سطحی برای رشد گیاهان اهمیت دارند * بین 0 تا 8 درصد از کل عناصر غذایی جذب شده متعلق به خاک زیر سطحی بوده اند
* اهمیت حاصلخیزی خاک زیر سطحی به عوامل زیر بستگی دارد :
1. عادت ریشه دهی گیاه 2. سطح حاصلخیزی خاک زیر سطحی 3. وضعیت رطوبتی خاک
* هنگامی که خاک سطحی خشک میشود جذب عناصر غذایی از قسمتهای زیر سطحی صورت میگیرد .
* در حقیقت هنگامی که خاک سطحی دارای فسفر اندک و خاک زیر سطحی از فسفر غنی باشد بیشتر فسفر از خاک زیر سطحی جذب میشود .
* غلظت یک عنصر غذایی در گیاه یک کمیت تلفیقی است و منعکس کننده عواملی است که تا زمان نمونه برداری غلظت آن عنصر را تحت تاثیر قرار داده اند
* رابطه بین ترکیب عناصر در گیاه و مقدار عملکرد یا رشد مهمترین اطلاعاتی است که از طریق تجزیه گیاه بدست آمده و برای توصیه های کودی مورد استفاده قرار بگیرد.
* نیازهایی که باید گیاه از خاک تامین کند عبارتند از :
1. آب 2. عناصر غذایی 3. اکسیژن برای تنفس ریشه 4. محل استقرار ریشه ها
* در شرایط طبیعی پوشش گیاهی استقرار یافته در یک منطقه بستگی به باروری و حاصلخیزی خاک و دیگر عوامل همچون اقلیم و عوامل موروثی گیاهان دارد .
* اصطلاح حاصلخیزی در مفاهیم مختلف بکار برده شده بعبارت زیر میباشد :
الف . استقرار ذاتی خاک برای ذخیره مواد مغذی به مقدار کافی و به نسبت متناسب برای استفاده گیاهان .
ب . قدرت خاک برای تولید محصول .
* ظرفیت مواد غذایی خاک را میتوان به طریق زیر تقسیم بندی کرد : 1. حاصلخیزی فعلی عبارتست از عرضه مواد زمان ( یک دوره رشد محصول ) که به
اختصار ظرفیت عرضه مواد مغذیه نامیده میشود .
2. پتانسیل حاصلخیزی که تابع ذخیره کلی مواد غذایی مورد نیاز گیاه در خاک میباشد (معدنی متلاشی شونده ، مواد آلی و نیز قلیایی قابل تبادل یا تثبیت شده خاک ) و یا عکس العمل های خاک در مقابل مصرف کودهای شیمیایی و یا مجموع این دو میباشد .
* حاصلخیزی خاک تابعی از خواص فیزیکی و شیمیایی خاک میباشد .
* تعریف باروری و حاصلخیزی : قابلیت تامین عناصر و مواد غذایی مورد نیاز گیاهان و آب مصرفی آنها را توسط خاک گویند .
* در ارزیابی تعریف حاصلخیزی خاک به عبارت زیر میباشد : مجموعه عوامل و ویژگی های خاک و اثرات متقابل آنها را برروی هم و بطور همزمان بر
روی رشد و عملکرد محصول مورد توجه قرار میدهند .
* تعریف ظرفیت تولیدی خاک : عواملی نظیر شرایط اقلیمی ، عملیات مربوط به آماده کردن زمین ( خاک ) ، مدیریت آب و نگهداری محصول ( مصرف کودهای شیمیایی ، کنترل فرسایش ، علفهای هرز و آفات و بیماریها ، زهکشی و آبیاری و واریته های انتخاب شده ) نیز در امر تولید محصول موثر هستند که مجموعه این عوامل را ظرفیت تولیدی خاک می نامند .
* خاک و عوامل موثر در حاصلخیزی :
* ضخامت خاک از چند سانتیمتر تا 2 یا 3 متر تغییر میکند که گیاهانی در آن استقرار یافته قادر به رویش و رشد در آن هستند .
* خاک متشکل از سه فاز میباشد : 1. جامد 2. مایع 3. گاز
* مجموعه این سه فاز محیط متخلخلی را بوجود می آورد که قادر است علاوه بر تامین آب ، اکسیژن برای تنفس و توسعه ریشه ها و مواد غذایی اصلی را برای تغذیه گیاهان تامین نماید .
* برای رشد و نمو مناسب گیاهان علاوه بر تامین مواد غذایی لازم شرایط زیر نیز باید برقرار باشد :
1. درجه حرارت خاک باید برای رشد گیاهان مناسب باشد .
2. مقاومت مکانیکی در مقابل گسترش ریشه ها و ریشه چه ها نباید خیلی زیاد باشد .
3. محیط خاک باید مناسب و عاری از هرگونه عوامل مضر به حال رشد و نمو گیاهان باشد
* بررسی اثرات صفات فیزیکی در حاصلخیزی خاک : 1. بافت خاک 2. ساختمان خاک 3. تهویه خاک 4. دمای خاک 5. مواد آلی خاک
* رشد و نمو گیاهان به عوامل متعددی بستگی دارد :
1. صفات فیزیکی 2. صفات شیمیایی 3. فعالیت بیولوژیکی
* بافت خاک : خاکهایی که بافت شنی دارند یا خاکهایی که با بافت نرم و سنگین میباشند از نظر حاصلخیزی در درجات پائین تر هستند .
* هرچه مقاومت مکانیکی خاک افزایش یابد از مقدار طول ریشه ها کاسته میشود و هرچه بافت خاک نرم تر و سنگین تر باشد مقاومت خاک در مقابل فشار نفوذ ناپذیری ریشه ها زیادتر خواهد بود .
* سله بستن و سخت شدن خاک تحت تاثیر مقدار رس و لای ( سیلت ) است .
* ساختمان خاک : یکی از عوامل موثر و اساسی در حاصلخیزی خاک میباشد .
زیرا ساختمان خاکها ، سایر خصوصیات بهره دهی خاکها را از قبیل تهویه ، نفوذ پذیری آب ، ظرفیت نگهداری آب و هوا ، بیلان حرارتی ، بازده جذب و دسترسی مواد غذایی گیاه ، قابلیت نفوذ و بخش ریشه گیاه تحت الشعاع خود قرار میگیرد .
* تهویه خاک : تمام گیاهان زراعی به استثنای برنج احتیاج به مقدار کافی اکسیژن در اطراف ریشه خود دارند و در صورت کمبود اکسیژن و تداوم آنها فعالیت ریشه ها متوقف میشود و ممکن است بخشکد .
* تهویه خاک بر روی چه عواملی موثر است :
1. جذب آهن 2. جذب منگنز 3. جذب نیتریفیکاسیون 4. تولید عناصر قابل جذب
* دمای خاک : درجه حرارت یا دمای خاک اثرات مهمی در هوادیدگی سنگها و کانیها و فعالیت میکرو ارگانیسم های خاک و آزاد شدن عناصر غذایی آنها دارد .
* سرعت هوادیدگی سنگها و کانیها و فعل و انفعالات معدنی شدن ترکیبات و مواد آلی خاک توسط موجودات زنده خاک تابع دمای خاک می باشد .
* در یک محدوده معینی از دما افزایش هر 10 درجه دما سرعت واکنشهای شیمیایی و فرآیندهای حیاتی را 3 برابر افزایش میدهد .
* مواد آلی خاک : یکی از عوامل مهم در حاصلخیزی که در بهبود ویژگیهای فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی خاک اثرات مفید زیادی دارد .
* بررسی اثرات ویژگیهای شیمیایی خاک در حاصلخیزی :
* از مهمترین ویژگیهای شیمیایی خاک که بر حاصلخیزی آن تاثیر دارند :
1. واکنش خاک یا Ph 2. قدرت تامپونی خاک 3. ظرفیت تبادل کاتیونی
* اهمیت Ph در حاصلخیزی خاک :
Ph بطور مستقیم و غیر مستقیم بر روی عوامل حاصلخیز کننده خاک اثر دارد .
* یکی از عوامل موثر در جذب عناصر معدنی توسط گیاهان ph خاک است * مناسب ترین ph برای جذب عناصری مانند فسفر ، منگنز ، آهن ، روی ،
مس ، کبالت و بور در ph های اسیدی ضعیف انجام میشود .
* مولیبدن در ph قلیایی بهتر جذب گیاه میشود .
* در خاکهای آهکی مناطق خشک و نیمه خشک عناصر Fe ، Zn ، Cu ، Mn ، B معمولا کمتر به شکلهای قابل استفاده برای گیاهان وجود دارند و گیاهان در این خاکها دچار کمبود میشوند .
* فعالیت میکرو ارگانیسم ها به ph خاک بستگی دارد . چنانکه :
– مناسب ترین ph برای انجام آمونیفیکاسیون از 7 تا 8.5 است .
– مناسب ترین ph برای انجام نیتریفیکاسیون از 6.9 تا 8 است .
– مناسب ترین ph برای انجام فعالیت ازتوباکترها از 7 تا 7.8 است .
* قدرت تامپونی : منظور از قدرت تامپونی خاک ، استعداد و توانایی خاک در مقابل مواد تغییر دهنده ph است و موادی که سبب این مقاومت میگردند بنام مواد
تامپونی کننده معروف اند . شامل ترکیبات هوموس در جوار هوماتها ، رسها ، مخلوط کربنات ها با گاز کربنیک و مخلوط فسفاتهای مختلف می باشد . بستگی به شرایط خاک بویژه نوع بافت و اجزای تشکیل دهنده آن می باشد .
* ظرفیت تبادل کاتیونی و اهمیت پدیده ها :
* کاتیونها معمولا به 3 صورت در زیر خاک مشاهده میشوند :
1. کاتیونهای قابل تبادل
2. کاتیونهای محلول
3. کاتیونهای سهیم در ترکیبات اولیه کانیها و سنگها و ترکیبات ثانویه مانند رسها
* ظرفیت تبادل کاتیونی خاکها به نوع و مقدار رس و کلوئیدهای معدنی و آلی ( هوموس ) مربوط است .
* تاثیر فعالیت های بیولوژیکی در حاصلخیزی خاک :
* اثر فعالیت های حیاتی موجودات زنده خاک در حاصلخیزی بطور خلاصه به شرح زیر است :
الف . تجزیه بقایای گیاهی و حیوانی و ترکیبات آلی ساده و پیچیده و آزاد ساختن یونهای غذایی مورد استفاده گیاهان .
ب . با تشکیل هوموس ( ماده کلوئیدی آلی ) از تلفات سریع و شست و شوی مواد غذایی ازت دار و فسفر جلوگیری میشود .
ج . فعالیت های آنزیمی میکرو و ماکرو ارگانیسم ها ، تجزیه و ترکیبات آلی و گاهی معدنی را تشدید میکنند و بطور موثر بر قابلیت انحلال و جذب سایر مواد معدنی می افزایند .
د . تحول و تکامل خاک و تبدیل یک خاک کم عمق به یک خاک زراعی عمیق و حاصلخیز
ه . تثبیت ازت جوی بوسیله بعضی از ارگانیسم های آزاد و نیز با ایجاد همزیستی با گیاهان عالی ( ریزوبیوم ها ) .
و . معدنی کردن مواد آلی تا مرحله تولید Co2 و O2h و Sh2 که این مواد میتوانند در انحلال ترکیبات معدنی نامحلول در شرایط عادی مانند فسفاتها ، کربناتها و سیلیکاتها اثر گذارند ( افزایش بازده دسترسی مواد غذایی معدنی گیاه ) .
ز . نتیجه فعالیتهای بیولوژیکی ، بجز تولید آنزیم ها و مواد نهایی مختلف ، آزاد شدن انرژی حرارت است ، بنابراین خاک دارای فعالیت بیولوژیکی شدید رویش بذور کشت شده و رشد مناسب گیاهان را تسریع میکند .
ح . از بین بردن اثرات سمی مواد آلوده کننده خاک نظیر داروها و مواد شیمیایی سمی که به منظور مبارزه با آفات ، بیماریها و علف هرز ( علف کش ها و حشره کش ها ) به
خاک اضافه می شود .
ط . ماکرو ارگانیسم ها ( نظیر کرمهای خاکی ) با تشکیل مجاری و راهروهای زیر زمینی مخصوصا در خاکهای سنگین عمل تهویه و نفوذ پذیری آب را افزایش میدهند و باعث سهولت در نفوذ ریشه گیاهان نیز میگردند .
ی . ایجاد همزیستی میکرو ارگانیسم ها و قارچهای عالی با گیاهان عالی ( میکوریز ) مخصوصا در جنگلها به تعادل و افزایش جذب مواد غذایی منجر میشود .
ک . بطور کلی وجود یک زندگی میکرو ارگانیسمی همه جانبه و متعادل در خاکهای زراعی سبب افزایش حاصلخیزی و قدرت تولید محصول خاک میگردد ،
این مطلب پس از بررسی آزمایشهای مختلف که در آنها تزریق باکتری های مفید به خاک مخصوصا باکتریهای ازت ، فسفر ، گوگرد ، پتاس و غیره صورت گرفته
مورد تایید واقع شده است .
ل . انواع میکرو ارگانیسم ها بویژه باکتریهای خاکزی پس از تجمع در اطراف ریشه گیاهان زراعی با ایجاد یک محیط فعال تجزیه ای از نفوذ سایر پارزیت های بیماری زا در گیاهان تا حدودی مخالفت کرده بدین وسیله سلامتی ریشه و خود گیاهان را حفظ میکنند و از طرف دیگر تجمع بعضی از انواع این موجودات در اطراف ریشه ، موجب گرم شدن موضعی خاک ، تبادل گازی بهتر بین خاک و جو مجاور ، در دسترس قرار دادن بعضی از مواد غذایی تجزیه یافته و ساده و بالاخره افزایش حلالیت عناصر معدنی مانند پتاس ، کلسیم ، منیزیم ، فسفر ، آهن و …. میگردند .
م . بقایای موجودات زنده خاک عامل افزایش مواد آلی خاک میباشد .