جزوه خاک شناسی عمومی

دانلود جزوه

 

 

 

 

 

 

پس از آنکه خلل و فرج ریز خاک از آب پر شد اگر نفوذ آب در خاک ادامه داشته باشد به تدریج هوای موجود در خلل و فرج درشت نیز خارج و آب جانشین آن می گردد. آب مازاد بر رطوبت کاپیلاریته تحت تأثیر نیروی ثقل قرار می گیرد و در صورت مناسب بودن دانلود جزوه خاک شناسی عمومی زهکشی در جهت نیروی مزبور جریان می یابد (به همین جهت آب اشباع را آب ثقلی نیز می نامند) حالت اشباع در خاک پس از آبیاری بیش از حد و یا بعد از بارندگی های طولانی حاصل می شود که زمان لازم برای خروج آب

تحت قوه ثقل بسته به چگونگی موجودیت فیزیکی خاک متفاوت است. از این رو در شرایطی زهکشی مناسب می توان آب اشباع را نیز همانند آب کاپیلاریته به دو قسمت تقسیم نمود . قسمت اول آب اشباع با جریان سریع که خلل و فرج بسیار درشت را اشغال نموده است و با سرعتییشترب از محیط خاک خارج می شود ( که این قسمت از آب اشباع، معمولا0 مربوط به خلل و فرج به قطر بیش از 30 تا 40 میکرون است و به دلیل سهولت خروج از خاک آنرا آزاد نیز گفته اند) در حالی که قسمت دوم آب اشباع با جریان کند است که در باقی مانده خلل و فرج درشت قرار دارد و در زمانی طولانی تر جای

خود را به هوای خاک می دهد. در خاک های سبک و شنی آب اشباع بیشتر شامل قسمت اول است . در صورتی که خاک های سنگین و فشرده بخش اعظم این آب به قسمت دوم تعلق دارد.

پتانسیل آب درخاک

انرژی آب در خاک یا پتانسیل آب در خاک دانلود جزوه خاک شناسی عمومی  از مقدار کار لازم جهت انتقال یک واحد آب از مخزنی درارتفاع مشخص تحت فشار یک اتمسفر به درون خاک

پتانسیل کل آب در خاک شامل پتانسیلهای فرعی دیگر ی است که شامل پتانسیل ماتریک .ثقلی .فشاری .اسمزی است.

ظ ظرفیت اشباع (saturation capacity)

ظرفیت اشباع نماینده حداکثر مقدار آبی است که در یک توده خاک جا می گیرد. چون آب اشباع در واقع جایگزین هوای خاک در کلیه خلل و فرج آن شده بنابراین ظرفیت ارتباط با مجموع خلل و فرج خاک دارد و با در دست داشتن وزن مخصوص حقیقی و ظاهری خاک قابل محاسبه می باشد.

ظ ظرفیت نگهداری آب در خاک (field capacity)

حداکثر مقدار آبی که خاک می تواند در شرایط زهکشی در خود نگهداری کند ظرفیت نگهداری آب در خاک نامیده می شود. به عبارت دیگر این ظرفیت معرف توانایی یک توده خاک برای نگهداری آب در مقابل نیروی ثقل می باشد و مقدار آن به حد بالای

دانلود جزوه خاک شناسی عمومی pdf

 

آب کاپیلاریته مربوط است. ظرفیت نگهداری آب در خاک ارتباط مستقیم با میزان خلل و فرج دارد و در واقع قسمت اعظم مقدار آبی که نمایانگر این ظرفیت است خلل و فرج ریز خاک را پر می نماید. بافت که تعیین کننده کمیت و درشتی و ریزی خلل و فرج می باشد و در معرفی ظرفیت مزبور مؤثرند. در یک خاک که ساختمان فیزیکی مطلوب تر دارد هر قدر ذرات جامد تشکیل دهنده خاک و خاکدانه کوچکتر باشد مجموع سطوح ذرات مزبور زیادتر و نیروی نگهدارنده آب در خاک بیشتر خواهد بود. یکی از نقاط پتانسیلی مهم خاک می باشد. که پتانسیل ماتریک برای خاکهای شنی در این نقطه -200 سانتیمتر ودرخاکهای رسی -400 سانتیمتر است. یا 0,1 تا 0,33 اتمسفر یا -33 کیلوپاسکال می باشد.

 

یک قسمت از آب نگهداری شده در خاک به تدریج توسط ریشه گیاهان مصرف می شود که بخش اعظم آن صرف تعرق از طریق اندامهای هوایی آنها می گردد و قسمتی دیگر از سطح زمین تبخیر و از دسترس خاک خارج می شود. جذب آب توسط گیاهان تا مقداری از آب کاپیلاریته که با نیرویی کمتر از نیروی کمتر از نیروی مکشی ریشه گیاهان در خاک نگهداری شده است ادامه می یابد و هنگامی که درصد رطوبت خاک به حدی تنزل نماید که شدت دانلود جزوه خاک شناسی عمومی آب باقی مانده به خاک بیش از نیروی مکشی مزبور باشد جذب آب توسط ریشه ها متوقف می شود. گیاه مقداری از آب مزبور در اندامهای هوایی خود را تعریق می نماید. یاخته حالت تورم خود را از دست می دهند و بالاخره حالت پژمردگی در گیاه ظاهر می شود.

نقطه پژمردگی را به صورت درصدی از رطوبت نسبت به وزن خشک یا حجم ظاهری خاک نشان می دهند که مقدار آن به موجودیت فیزیکی و به ویژه بافت خاک بستگی دارد. برای یادآوری حدود تغییرات رطوبت خاک در این نقطه می توان گفت که رطوبت نقطه پژمردگی در خاک های شنی در حدود 1 تا 3/5 درصد و در خاک های لیمونی 5 تا 15 درصد و در خاک های رسی 15 تا %20 وزن خشک خاک است.

تعیین دقیق رطوبت در نقطه پژمردگی مشکل است چرا که علاوه بر موجودیت فیزیکی خاک گیاه نیزبنا به چگونگی حساسیت ود در بروز حالت پژمردگی دخالت می نماید. تأثیر وجود سفره آب و در فاصله یی نسبتا0 کم از سطح خاک بر حرکتی که از نیروی کاپیلاریته ناشی می شود و حائز اهمیت زیاد است. چرا که حرکت آب تحت نیروی مزبور از نقطه ای با رطوبت زیاد به طرف نقطه با رطوبت کمتر انجام می گیرد و وجود چنین سفره آب در خاک همواره در سطح خود یک ورقه از خاک با رطوبت زیادتر از خاک لایه های فوقانی ایجاد می نماید. بدین ترتیب حرکت آب در خاک تحت تأثیر نیروی کاپیلاریته تا فاصله ای از سفره آب زیر زمینی در کنترل و نفوذ این سفره قرار می گیرد. مقدار پتانسیل ماتریک در این نقطه در حدود 10 تا 20 اتمسفر است یا -10000 تا -20000 سانتیمتر یا -1000 تا -2000 کیلوپاسکال می باشد.

هر گاه خاک اشباعی بتواند زهکشی پیدا کند، آب به سرعت از خلل و فرج درشت خارج شده و هوا جایگزین آن می گردد. این طوبت که تحت تأثیراختلاف پتانسیل ثقلی خارج می گردد به نام آب ثقلی معروف است و در بیشتر خاکها حدودا0 یک روز پس از اشباع خاک از آن خارج می گردد. پس از خروج این رطوبت ، آب باقیمانده را رطوبت زراعی می گویند. بدین ترتیب رطوبت ظرفبیت زراعی حداکثر رطوبتی است که پس از خروج آب ثقلی در خاک باقیمانده و خروج آن از خاک مطلقا0 و یا خیلی کم تابع اختلاف پتانسیل ثقلی است.

دانلود رایگان جزوه خاک شناسی عمومی pdf

 

قابلیت کم و بیش متفاوتی که خاک های مختلف برای هدایت آب از خود نشان می دهند تحت نام نفوذ پذیری یکی از مشخصات مهم فیزیکی خاک به حساب می آید. در مبحث حرکت آب اشباع در خاک منظور از نفوذ پذیری همان سهولت نسبی عبور آب از خاک است و همان طوری که برای سهولت عبور الکتریسته لغت هدایت الکتریکی به کار می رود در خصوص حرکت آب اشباع در خاک نیز اصطلاح هدایت آبی (conductivity Hydroulic) جایز گردید.

تأثیر خلل و فرج را در نفوذ پذیری خاک باید در نسبت ریزی و درشتی آنها جستجو نمود، اگر مجموع خلل و فرج خاکی زیاد ولی قسمت اعظم آن از نوع ریز باشد توده خاک به وجود دارا بودن ظرفیت نگهداری آب قابل ملاحظه نفوذپذیری ناچیزی خواهد داشت. در واقع مقدار خلل و فرج درشت در واحد حجم خاک، تعیین کننده نقطه پژمردگی از گیاهی به گیاه دیگر کمی متفاوت می کند.

آب قابل دسترس

با آنچه در خصوص حدود مشخصه آب در خاک گفته شد به آسانی می توان دریافت که رطوبت قابل استفاده گیاهان در هر نوبت یاری عبارت است از تفاضل دو رطوبت نگهداری آب در خاک و نقطه پژمردگی و مقدار آن معمولا0 نصف ظرفیت نگهداری آب در خاک است. = . −

در حالت آزمایشگاهی ولی در مزرعه عملا گیاه قبل از دانلود جزوه خاک شناسی عمومی پژمردگی قادر به جذب آب از خاک نمی باشد که به آن حد آب قابل جذب می گویند بنابراین فرمول آب قابل دسترس گیاه بصورت زیر می باشد

 

 

CEW = حد آب قابل جذب  .

ظرفیت نگهداری     نقطه پژمردگی دائم

شدت رطوبتPF

معادل PH است که شدت رطوبت را بیان می کند. وعبارتست از لگاریتم پتانسیل ماتریک آن خاک برحسب سانتیمتر بدون در

نظر گرفتن علامت منفی آن

PF (F.C)

=-300  \ LOG 300 = 2.4

رنگ خاک :

رنگ خاک واضح ترین مشخصه خاک است که به آسانی قابل اندازه گیری است. تعیین رنگ خاک بیشتر به این دلیل حائز اهمیت ست که از طریق آن می توان به خواص مهم شیمیایی، بیولوژیکی و فیزیکی پی برد که اندازه گیری آنها اغلب یا مشکل است و یا ه طور دقیق علمی نیست در نتیجه رنگ خاک هنگامی که با سایر خصوصیات خاک در نظر گرفته شود بسیار از تفسیرهای ژنتیکی و بهره برداری اراضی را ممکن می سازد.

اهمیت رنگ خاک :

رنگ خاک یکی از خصوصیات فیزیکی خاک است که می تواند در برخی خواص خاک مؤثر واقع شود. مهمترین خاصیتی که می توان اثر رنگ را بر آن ملاحظه نمود خاصیت جذب حرارت توسط خاک است. از روی رنگ خاک می توان به میزان نسبی مواد آلی، وضع زهکشی داخلی و تهویه خاک پی برد و نحوه تشکیل افقهای مختلف را بهتر درک کرد. کانی های عمده خاک در اصل دارای گ روشنی می باشند. تغییرات شیمیایی برخی عناصر مخصوصا0 آهن و تشکیل مواد آلی در مراحل مختلف سبب رنگ های تیره و خاکستری و قرمز و ... در خاک می گردند.

خاک های با زهکشی ضعیف حاوی مقدار بیشتریمواد آلی بوده و رنگ سطح آنها کاملا0 تیره است . قسمت های زیرین خاک دارای رنگ خاکستری روشن می باشد. در خاک های با زهکشی متوسط رنگ خاکستری خاک یکنواخت نبوده بلکه لکه های زرد رنگ در آن مشاهده می گردد. در دانلود جزوه خاک شناسی عمومی های با زهکشی مناسب واکنش های اکسید کننده مناسب در آن به وقوع پیوسته سبب ایجاد رنگ های زرد و قرمز در ترکیبات آهن می گردد. هر چه درجه آبدار شدن ترکیبات آهن حاصل بیشتر باشد رنگ خاک زردتر هر چه این ترکیبات کم آب تر باشد رنگ خاک قرمز شفاف تر است.

تعیین رنگ خاک

رنگ خاک را در حالت مرطوب وخشک تعیین می کنند جهت تعیین رنگ خاک از دفترچه رنگ خاک مانسل استفاده میکنند. وسه پارامتر هیو HUE وولیو VALUE وکروما CHROMA تعیین کننده رنگ یک خاک می باشند که بشرح زیر است.

 

 

دربالای صفحه دفتر چه نوشته شده است. وعبارتست از رنگ اصلی یا غالب که طیف آن از قرمز تا زرد را شامل می شودودر بعضی از شرایط مثلا درخاکهای هیدرومورف رنگ شامل سبز یا آبی می گردد مشخصات رنگ غالب از قرمز شروع وبه زرد ختم می گردد. هیو از یک عددویک یا دو حرف لاتین تشکیل شده است مثلا 5YR , 10YR ,7.5YR ,10R حدواسط 7.5YR زرد غالب ومابقی قرمز (نارنجی)

VALUEولیو : عبارتست از شدت طول موج غالب که تیرگی وروشنی رنگ را بیان می کند میزان ولیو از 0تا 10 در نوسان است که صفر سیاه کامل و10 سفید کامل است در دفترچه رنگ خاک ولیو از 2تا 8 متغیر است ولیو در سمت چپ دفترچه نوشته شده است.

CHROMA کروما : کروما دلالت بر درجه خلوص رنگ می کند که در پایین دفترچه نوشته شده است صفر کروما ناخالص ترین و10 خالص ترین رنگ است ولی در دفتر چه رنگ خاک مانسل از 1تا 8 می باشد. ناخالص ترین رنگ در طبیعت خاکستری است که کرومای آن صفر است

اصول شیمیایی خاک

مواد کلوئیدی خاک

فعالترین ذرات خاک آنهایی هستند که در حالت کلوئیدی می باشند.دوگروه مشخص کلوئیدهای معدنی وآلی بصورت مخلوط درخاک وجودداشته وبطور نزدیکی با همدیگر ارتباط دارند کلوئیدهای معدنی بطور کامل به صورت انواع

 

 

مختلف رس و کلوئیدهای آلی به شکل هوموس می باشند

کلوئیدهای معدنی

حدود واندازه ذرات کلوئیدی را بین 0,2تا 1 میکرون می دانند باتوجه به اینکه ذرات معدنی که تا 2 میکرون قطر دارند رس محسوب می شوند ولی تمام موادرسی را نمی توان کلوئید فرض کرد.

موادرسی به دوگروه تقسیم می شوند.-1رسهای سیلیکاتی که بیشتر درمناطق معتدله یافت می شوند -2رسهای اکسیدهای هیدراته آهن وآلومینیوم

رسهای سیلیکاتی قسمت عمده مواد رسی مناطق کشاورزی توسعه یافته جهان را تشکیل داده است.

ساختمان عمومی رسهای سیلیکاتی

تعریف رس

رسها شامل مواد و کانیهای ریز اندازه، طبیعی و با منشأ زمین و در واقع شامل فراوردههای حاصل از هوادهی، تغییرات حرارتی و رسوبی میباشند. از نظر کانیشناسی رسها در میان ترکیبات معدنی، دارای کوچکترین اندازه هستند. دانشمندان علوم مهندسی و خاک، اندازه ذرات رس را کمتر از 4 میکرومتر تعریف کردهاند در حالی که دانشمندان رسشناس اندازه 2 میکرومتر را به عنوان حد بالایی اندازه رسها قائل هستند. به طورکلی رسها را میتوان به عنوان »سیلیکاتهای آلومینیم آبدار « شناخت که در برخی از آنها آهن و منیزیم جایگزین آلومینیم شده و در برخی عناصر قلیایی و قلیایی خاکی جایگزین شده است. ترکیب معدنی رسها تابع دانلود جزوه خاک شناسی عمومی نسبی و نوع کانیهای رسی موجود در آن میباشد. گاه مقادیر بسیار کمی از یک نوع کانی رسی خاص، اثر بسیار مهمی بر روی ویژگیهای آن دارد..

ساختمان رس ها و ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی آنها

ساختار اتمی کانیهای رسی شامل دو نوع واحدهای ساختمانی است که ورقههای هشت وجهی و چهار وجهی نامیده میشوند. ورقههای هشتوجهی (تصویر (1 متشکل از گروههای اکسیژن و هیدروکسیل است که در میان آنها اتمهای آلومینیم، آهن و منیزیم وجود داشته و نوعی آرایش هشت وجهی به آن میدهد. وقتی آلومینیم با سه ظرفیت مثبت در میان این هشت وجهیها قرار

گرفته، تنها دو سوم جایگاهها از نظر   می نامند مانند کانی جیبسایت   DiOctahedrol.متعادل کردن بارهای الکتریکی پر

میگردند. در این صورت ماده معدنی را دیاکتاهدرال

وقتی عنصر منیزیم که دارای دو بار مثبت است در مرکز هشت وجهی قرار میگیرد، هر سه جایگاه پر شده و ساختمان آن به تعادل میرسد. ماده معدنی را در این حالت تریاکتاهدرال مینامند مانند کانی بروسایت teriOctahedrol.

 

 

دومین واحد ساختمانی رسها متشکل از ورقهها یا لایههای حاوی واحدهای تتراهدرون یا چهار وجهی سیلیکون (سیلیسیوم) است. سیلیکون در مرکز و در فاصله یکسانی از اکسیژنهای چهار گوشه آن قرار گرفته است. واحدهای متعدد تتراهدرون در کنار هم قرار میگیرند و در دو جهت افقی توسعه مییابند و ایجاد شبکههای شش وجهی تکرار شونده مینمایند. نتیجه ساختاری است که طلاحا» 0ورقههای تتراهدرال« نامیده میشود

 

 

انواع رسها : انواع رسهایی که در طبیعت یافت می شوند از ترکیب یک یا دولایه چهاروجهی سیلیکون ویک لایه جیبسایت ویا بروسایت (هشت وجهی ) بوجود می آیند.

رسهای 1:1

به ازای هر یک ورقه اکتاهدرال دارای یک ورقه تتراهدرال هستند. رسهای 1:1 دارای ساختمان سادهتری بوده و مجموع بار الکتریکی واحدهای سازنده کائولینیت که یکی از گونههای معروف و فراوان این گروه از کانیهای رسی محسوب میشود، برابر صفر است. به همین دلیل فاقد بسیاری از خواص رسها میباشند که مستلزم استفاده از ویژگی باردار بودن مولکول، جاذبه برای یونها و در نتیجه تبادل یونی است

 

رسهای 2:1 به ازای هر یک ورقه اکتاهدرال ، دو ورقه تتراهدرال در دو طرف آنها قرار میگیرد. وجود بار الکتریکی (و در نتیجه ظرفیت تبادل کاتیونی) و وجود خلل و فرج موجود در ساختمان رسهای پیچیده 2:1 منشأ بسیاری از خواص آنها است

رسهای2:1:1 به ازای هر یک ورقه اکتاهدرال ، دو ورقه تتراهدرال در دو طرف آنها قرار میگیردو یک ورقه اکتاهدرال درکنار لایه تترا هدرال قرار می گیرد وجود بار الکتریکی (و در نتیجه ظرفیت تبادل کاتیونی) و وجود خلل و فرج موجود در ساختمان رسهای پیچیده 2:1:1 منشأ بسیاری از خواص آنها است -

کائولینیت

-1 کانی های رسی گروه کائولینیت (گروه کاندیت) دارای ساختمان ورقه ای هستند که در هر ورقه از یک ردیف (یک سطح) از چهار وجهی های سیلیسیم دار و یک ردیف از هشت وجهی های آلومینیوم دار تشکیل شده و به گروه یک به یک 1 : 1) ویا تتراهدر-اکتاهدر، Te-Oc) معروفند

-2 کانی کائولینیت که بخش عمده کائولن (خاک نسوز) را دانلود جزوه خاک شناسی عمومی می دهد و هالوزیت از کانیهای رسی این گروه هستند.

-3 در کانی رسی کائولینیت ضخامت هر ورقه که شامل ضخامت یک ردیف چهار وجهی سیلیسیم دار و ضخامت یک ردیف هشت وجهی آلومینیوم دار و فضای بین ورقه ای (فاصله تا لایه بعدی) است، 7 / 21 آنگسترم است.

به علت ثابت بودن این ضخامت ورقه رسی و عدم قدرت جذب یونی، ساختمان این رسها غیر قابل انبساط است. ظرفیت تبادل کاتیونی آن بسیار کم 10-5میلی اکی والان در هر100گرم خاک است.

-4 در کانی رسی هالوزیت، که نوعی کائولینیت- فواصل بین ورقه ای آن ملکولهای آب وجود دارد. ضخامت هر ورقه (فواصل لایه ها) در رسهای هالوزیت، در حدود10 آنگسترم است.