بافت خاک: روشهای تحلیل و کاربردها

مقدمه:

"آیا می‌دانستید بافت خاک یکی از مهم‌ترین عوامل تعیین‌کننده در موفقیت کشاورزی است؟ در این مقاله، همه‌چیز را درباره انواع بافت خاک، روش‌های اندازه‌گیری و تأثیر آن بر محصولات کشاورزی بررسی می‌کنیم!"

برای دسترسی به نقشه‌‌های خصوصیات مختلف خاک (بافت، محتوای کربن آلی خاک، وزن مخصوص ظاهری ، طبقه‌بندی ، فرسایش‌پذیری، ظرفیت آب قابل دسترس و آلبدو) استان‌های مختلف ایران به لینک زیر مراجعه فرمایید:

"پایگاه نقشه‌های خصوصیات مختلف خاک همه استان‌های کشور ایران"

 

بافت خاک چیست؟ (تعریف علمی)

بافت خاک (Soil Texture)، به نسبت درصد ذرات معدنی خاک شامل شن (Sand) ، رس (Clay) و سیلت (Silt) اشاره دارد. این سه جزء، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک را تعیین می‌کنند.

طبقه‌بندی بافت خاک بر اساس مثلث بافت USDA:

بر اساس روش USDA طبقه‌بندی خاک طبق جدول زیر بافت تعیین می‌گردد

 

روش‌های تعیین بافت خاک

۱. روش دستی (لمسی)

خاک رسی: چسبنده و شکل‌پذیر

خاک شنی: دانه‌دار و غیرچسبنده

خاک لومی: نرم و مرطوب

۲. روش هیدرومتری (آزمایشگاه)

استفاده از استوانه هیدرومتری

محاسبه درصد ذرات بر اساس سرعت ته‌نشینی

۳. روش‌های نوین (سنجش از دور و GIS)

تصاویر ماهواره‌ای (مانند Sentinel-2)

تحلیل DEM برای شناسایی مناطق رسی و شنی

تأثیر بافت خاک بر کشاورزی

مزایای خاک لومی:

زهکشی مناسب

نگهداری مطلوب آب و مواد مغذی

بهترین بافت برای بیشتر محصولات

معایب خاک‌های رسی و شنی:

رسی: مشکل در تهویه و رشد ریشه

شنی: عدم نگهداری آب و کود

پهنه‌بندی بافت خاک ایران

شمال ایران: خاک‌های رسی با مواد آلی بالا

مناطق مرکزی: خاک‌های شنی و شور

کوهپایه‌ها: خاک‌های لومی و حاصلخیز

برای دسترسی به نقشه‌‌های بافت خاک استان‌های مختلف ایران به لینک زیر مراجعه فرمایید:

"نقشه‌های بافت خاک ایران"

روش‌های بهبود بافت خاک

اضافه کردن کود آلی (کمپوست برای خاک‌های شنی)

اصلاح خاک‌های رسی با شن و مواد آلی

کشت گیاهان پوششی برای افزایش مواد آلی

سوالات متداول

۱. بهترین بافت خاک برای کشت گندم چیست؟

پاسخ: لومی رسی (ترکیب ۳۰% رس، ۴۰% سیلت، ۳۰% شن)

۲. چگونه بافت خاک را در خانه تشخیص دهیم؟

پاسخ: آزمایش شیشه‌ای:

خاک را در آب مخلوط کنید.

پس از ۲۴ ساعت، لایه‌بندی ذرات مشخص می‌شود.

۳. آیا می‌توان خاک شنی را به لومی تبدیل کرد؟

پاسخ: بله، با اضافه کردن کود حیوانی و کمپوست طی ۲-۳ سال.

اهمیت خاک در علوم مختلف:

1- کشاورزی و تولید محصولات کشاورزی:

• تعیین‌کننده محصولات قابل کشت

هر گونه گیاهی نوع خاصی از بافت خاک را ترجیح می‌دهد. و لذا وجود نقشه بافت خاک در مکان‌یابی مکان‌های مناسب برای کشت یک محصول خاص الزامی است.

ذکر این نکته الزامی است که چنان‌چه نوع بافت خاک برای یک گیاه مناسب نباشد، یا کاشت گیاه با شکست مواجه می‌شود و یا رشد مورد انتظار آن گونه اتفاق نمی‌افتد. به‌عبارتی درجه تناسب یک بافت خاک برای کاشت یک محصول دارای تناسب و بدون تناسب نیست بلکه، تناسب را به طور مثال می‌توان به طبقات دارای تناسب‌های خیلی کم، کم، متوسط، خوب و خیلی خوب تقسیم کرد.

خاک‌های رسی برای کشت برنج، خاک‌های لومی برای کشت گندم و خاک‌های شنی برای کشت صیفی‌جات مناسب‌ترند.

• مدیریت آبیاری

خاکهای رسی در مقایسه با خاکهای شنی، آب را به مدت طولانی در خود نگه می‌دارند ولی، زهکشی مناسبی ندارند، آبیاری در خاکهای رسی نسبت به خاک‌های شنی باید با مدت طولانی‌تر و تکرار کم‌تر انجام شود.

نفوذ آب در خاک‌های رسی به دلیل زهکشی کم، نسبت به خاک‌های شنی، کندتر بوده و لذا برای رسیدن آب به عمق ریشه محصولات زراعی و باغی، مدت زمان بیشتری نیاز است.  

از طرف دیگر به دلیل زهکشی کم، خاک‌های رسی زمان بیشتری آب را در خود نگه داشته و لذا برای آبیاری نیاز به تکرار کمتری دارند.

• جذب عناصر غذایی

ذرات رس با بار منفی، عناصر مثبت (K⁺, Ca²⁺) را جذب می‌کنند.

2- پایه‌ای برای مطالعات محیطی

گونه‌های جانوری نیز مانند گونه‌های گیاهی، نوع خاصی از بافت خاک را برای زندگی ترجیح می‌دهند. بافت خاک، عامل بسیار تعیین کننده‌ای برای تعیین نوع پوشش گیاهی، میزان رطوبت خاک در دسترس خاک و سایر عواملی است که آنها نیز در تعیین مکان مناسب برای استقرار گونه‌های جانوری خاص موثرند.

در مطالعاتی که در علم آبخیزداری انجام می‌شود هم تهیه نقشه بافت خاک در مطالعات خاکشناسی دیده می‌شود.

3- منابع آب و هیدرولوژی

نوع بافت در جنبه‌های مختلف هیدرولوژی منجمله موارد زیر موثر است:

• نفوذپذیری آب:

خاک شنی: نفوذپذیری حدود 20-30 سانتی‌متر بر ساعت

خاک رسی: نفوذ 0.1-0.5 سانتی‌متر بر ساعت

• مدیریت سیلاب:

خاک‌هایی که دارای نفوذپذیری بیشتری هستند، ضریب رواناب کمتری دارند و در شرایط بارندگی یکسان، رواناب کمتری تولید می‌کنند. در روش SCS برای برآورد مشخصات سیلاب، چهار گروه هیدرولوژیکی خاک از A تا تعریف می‌گردد که نفوذپذیری از A به D بترتیب کاهش و پتانسیل سیل‌خیزی افزایش می‌یابد. گروه هیدرولوژیکی خاک به طور مستقیم تحت تاثیر بافت خاک است.

مناطق با خاک رسی دارای پتانسیل سیلابی بالا و مناطق با خاک شنی پتانسیل سیلابی کمی دارند.

• اثر بر تبخیر و تعرق

خاکهای رسی با نگهداشت آب بیشتر، تبخیر و تعرق کمتر و خاکهای شنی نگهداشت آب و تبخیر و تعرق بیشتری دارند. مناطق با خاکهای شنی، به علت تبخیر و تعرق بیشتر دارای دمای محلی بیشتری هستند.  

• پروژه‌های عمرانی:

پروژه‌های عمرانی بنابه مشخصات و الزامات، به خاک‌های با بافتهای متفاوتی نیاز دارند به طور مثال تراکم پذیری خاک‌های رسی به نسبت خاک‌های شنی بیشتر و زهکشی آن کمتر است.

در یک سازه خاکی مثل سد خاکی، از خاک رس برای کاتاف، از خاک سیلت برای بدنه و از شن برای فیلترهای عمودی  و افقی استفاده می‌گردد.

• محیط‌زیست و تغییرات اقلیمی

خاک‌های رسی 2-3 برابر بیشتر از خاک‌های شنی کربن ذخیره می‌کنند و خاک‌های با سیلت بالا تولید متان بیشتری دارند.

فرسایش و آلودگی‌های محیطی:

مناطق با خاک‌های سیلتی مستعد فرسایش بادی بوده و کانون‌های تولید گردوغبار هستند. خاک‌های رسی نیز جاذب آلاینده‌های سنگین مانند سرب هستند.

نتیجه‌گیری:

بافت خاک یکی از خصوصیات خیلی مهم خاک است که بر روی رفتارهای آن مانند نفوذپذیری، تراکم‌پذیری، توانایی ذخیره کربن و توانایی زهکشی آن تاثیر دارد و این خصوصیات نیز بر وضعیت پوشش گیاهی، نوع محصولات مناسب، میزان ذخیره کربن، وضعیت سیل‌خیزی و تاثیر مستقیم دارد.