نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری بخش علوم خاک، دانشکده کشاورزی،دانشگاه شیراز *(مسئول مکاتبات).
2 استاد بخش علوم خاک، دانشکده کشاورزی،دانشگاه شیراز.
چکیده
کلیدواژهها
فصلنامه انسان و محیط زیست، شماره 33، تابستان 94
ویژگیهای پیدایشی و کانیشناسی خاکها تحت تأثیر توپوگرافی و سطح آب زیرزمینی وارزیابی تناسب اراضی منطقه کافتر استان فارس
ابوالفضل آزادی[1]*
سید علیابطحی[2]
پیدایش، طبقه بندی و بررسی ویژگیهای فیزیکوشیمیایی، کانیشناسی و مورفولوژیکی خاکهای منطقه کافتردر شمال استان فارس (شهرستان اقلید)، انجام شد. این منطقه دارای رژیم رطوبتی زریک ( Xeric)، رژیم دمایی مزیک (Mesic) بوده و مساحت نزدیک به 10000 هکتار می باشد. میانگین بارندگی و دمای سالیانه آن به ترتیب 508 میلیمتر و12 درجه سلسیوس بود. هدفهای اصلی این پژوهش، مطالعه ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و کانیشناسی خاکهای منطقه، مطالعه مؤثرترین عوامل تشکیل و تکامل خاکهای منطقه و طبقهبندی آنها و مطالعه کانیهای رسی و اثرات آنها بر تشکیل و تکامل خاکهای منطقه بود. پنج واحد فیزیوگرافی شامل کوه، تپه، دشتهای دامنهای، اراضی گود و پست و واریزههای بادبزنی شکل سنگریزهدار، در منطقه تشخیص داده شد. توپوگرافی و تغییرات سفره آب زیرزمینی، به عنوان مهمترین عوامل تشکیل و تکامل خاکهای این منطقه شناخته شد. راستههای خاک موجود عبارتند ازانتی سولز اینسپتی سولز، آلفی سولز وورتی سولز. مطالعات کانیشناسی حضور کانیهای کلریت، ایلیت، اسمکتیت، کانیهای مخلوط و کوارتز (در اندازه رس) را نشان داد. ایلیت و کلریت دارای منشأ توارثیاند و معمولاً به صورت کانیهای قابل هوا دیده شدن شناخته میشوند و میتوانند در نتیجه واکنشهای تغییر شکل به کانیهای مخلوط و اسمکتیت تبدیل شوند. نتایج ارزیابی تناسب کیفی اراضی نیز نشان داد که اراضی منطقه برای کشت گندم، نسبتاً مناسب، بحرانی و نامناسب میباشد.
کلمات کلیدی: ایلیت، کانیهای رسی، واحدهای فیزیوگرافی، تناسب اراضی، گندم آبی.
عامل مهم موثر در ایجاد هر اکوسیستمی، طبیعت خاکهای آن است. خاک مجموعه فعالی می باشد که در حد فاصل جو، آب، و قشر جامد زمین تشکیل شده است که از اثر مشترک آب و هوا، گیاهان و جانوران بر سنگ پدید آمده و پس از تکامل تدریجی به حد تعادل رسیده است. خاک یکی از منابع طبیعی تقریباً غیر قابل بازگشت بوده، و به عنوان مهمترین بستر حیات دارای جایگاه ویژهای در بوم نظام هر منطقهی میباشد(1). افزایش فوق العاده جمعیت از یک طرف، و تقاضای انسان برای بهبود معیارهای زندگی از سوی دیگر، مستلزم توجه به تمام جنبههای وابستگی بشر به طبیعت بوده، و در این بین خاک از جایگاه ویژهای برخوردار است. با توجه به اهمیتی که خاک در ارتباط با تامین غذای جمعیت رو به رشد جهان ایفا میکند، شناختن کلیهی خصوصیات خاک، اعم از ریختشناسی، فیزیک و شیمیایی و کانی شناسی ضروری است (2).
خاک به عنوان یک منبع طبیعی مهم، جایگاه ویژهای را در اکوسیستم کره زمین بر عهده دارد. تکامل خاک بر خصوصیات آن و کاربرد آن در فعالیتهای کشاورزی، منابع طبیعی، مهندسی و... تأثیرگذار میباشد(3). پستی و بلندی یکی از عواملی است که تاثیر مستقیم و غیرمستقیم بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک از جمله رنگ، میزان رس، ماده آلی، واکنش خاک، کربنات کلسیم، کانی شناسی، میزان رطوبت و حتی غلظت عناصر غذایی مثل آهن و فسفر دارد (4).
تأثیر اقلیم بر تشکیل و تکامل خاک به عنوان یکی از مهمترین عوامل خاکساز، توسط محققان زیادی مورد بررسی قرار گرفته است. اقلیم با تأثیرات مستقیم و غیرمستقیم خود بر تشکیل و تکامل خاک مؤثر است. اثر مستقیم اقلیم، توسط دما و رطوبت اعمال میشود. Jenny 1941 کاهش مقدار نیتروژن و ماده آلی خاک، افزایش مقدار رس، تغییر رنگ خاک به خاکستری و بیشتر قرمز و شستشوی کامل کاتیون های بازی در مناطق گرم را با افزایش دما متناسب میداند. وی پس از بررسی ویژگیهای خاک در منطقهای که میانگین بارندگی سالانه آن 380 تا 890 میلیمتر بود، نتیجه گرفت که با افزایش میزان بارندگی، غلظت یون هیدروژن در خاک افزایش یافته و بر عمق تجمع کربنات ها، مقدار نیتروژن و مقدار رس در سولوم افزوده می گردد (5). مقدار ماده آلی، مقدار و نوع رسها، رنگ، وجود و عدم وجودکربنات کلسیم و دیگر نمکهای محلول و عمق آبشویی در خاکها ارتباط بسیار نزدیکی با اقلیم دارد (6). در بعضی مناطق به دلیل وجود بارندگی کافی و دمای مناسب، فرآیندهای خاکسازی به نحو مطلوبی انجام میگیرد به طوری که فرآیند هوموسی شدن، انحلال آهک، اکسیداسیون و احیا، هیدرولیز، هیدراتاسیون، تر و خشک شدن، ایجاد درز و ترک و یخ زدن آب بر هوادیدگی فیزیکی و شیمیایی تأثیر میگذارد. از طرف دیگر در شرایط اقلیمی مناسب، با رشد انواع گونههای گیاهی، فرسایش خاک کاهش یافته و بازماندههای گیاهی به سطح خاک افزوده شده که ماده آلی خاک را افزایش میدهد(7).
موقعیت پستی و بلندی بر توزیع کانیهای رسی و عناصر غذایی تأثیر میگذارد. با گذشت زمان و پیشرفت خاکسازی، تغییراتی در خاک ایجاد میشود به طوری که ویژگیهای خاک کمتر تحت کنترل مواد مادری بوده و بیشتر توسط اقلیم و پستی و بلندی کنترل میشود(8).
اولیایی و ابطحی 1382، مؤثرترین عوامل خاکساز را در خاکهای استان کهگیلویه و بویراحمد، آب و هوا و پستی و بلندی میداند و بیان میکند که با افزایش رطوبت، درجه قرمزی، ماده آلی، شاخص رس، ظرفیت تبادل کاتیونی، آهن کریستالی، نسبت آهن کریستالی به آهن کل، نسبت مجموع آهن و آلومینیوم به سیلیسیم، نسبت اسمکتیت به ایلیت + کلریت و همچنین پذیرفتاری مغناطیسی افزایش یافته و مقدار کربنات کلسیم، هدایت الکتریکی و پهاش خاک کاهش مییابد(9). SingوChuman در سال 1991 پس از مطالعه در منطقهای با اقلیم مونسون و رژیم رطوبتی یودیک مدعی شدند که آب باران باعث جابجایی کلوئیدهای رسی شده است به طوری که توسعه و توجیه رس در افق های B سبب تشکیل و پیدایش افق زیرسطحی آرجیلیک در تراس های تسطیح شده گردیده است (10). در خاک های مورد مطالعه این محققان، بارندگی و نوع اقلیم منطقه سبب برقراری پوشش گیاهی پرپشتی شده که از راه افزودن مقادیر زیادی مواد آلی به خاک، در تشکیل و توسعه آن سهیم است. همچنین آنها اظهار داشتند که دما و بارندگی به وسیله عوامل آلی، فرسایش و رسوب گذاری، بر توسعه خاک ها تأثیر گذاشته اند. در منطقه مورد مطالعه، کاهش دما تا نقطه انجماد در فصل زمستان و بالا رفتن دما در فصل تابستان، سبب تعدیل واکنشهای هوادیدگی و توسعه ساختمان خاک در نیمرخ خاک گردیده است. Arkley 1963 میزان انتقال آب و کربناتها را در خاک با استفاده از اختلاف بین مقدار بارندگی و تبخیر و تعرق سالانه تعیین کرده و همبستگی هایی در این زمینه ارایه داد(11). عامل پستی و بلندی تأثیر عمدهای بر سرعت انجام واکنش های شیمیایی، فیزیکی و تشکیل خاک دارد. این اثرات از سه راه منعکس می شود: مقدار و شدت رواناب سطحی و در نتیجه مقدار آب نفوذ یافته به درون زمین، مقدار و شدت زهکشی زیر سطحی و تأثیر بر سرعت آبشویی نمکها، کنترل شدت فرسایش و انتقال مواد تخریب یافته.
Jenny 1958 نشان داد که عامل پستی و بلندی بسته به موقعیتهای مختلف و وضعیت ارتفاع در توزیع انرژی، پراکندگی آب باران، تغذیه گیاهان و پوشش گیاهی تأثیر میگذارد. این تأثیر از راه ایجاد تغییر در فعالیت میکروبی، وضعیت شیب نسبت به نور آفتاب، اختلاط مواد معدنی، عمق آب زیرزمینی، شرایط جریان آب سطحی در ارتباط با ایجاد فرسایش و شرایط تثبیت و حرکت رسوبات بادی به وجود میآید(12).
در مناطق شیبدار، میزان نفوذ آب باران به داخل خاک کم است، ولی سیلاب سطحی زیاد میباشد. بنابراین خاکهای این مناطق تکامل نیافته و جوان میباشند. زیرا از یک سو به دلیل نفوذ کم آب در خاک میزان رطوبت خاک برای انجام واکنشهای شیمیایی کم بوده و از سوی دیگر سیلاب سطحی سبب فرسایش خاک میشود. در پستی ها (مناطق گود)، مقدار آب خاک زیاد است. زیرا افزون بر آب نزولات جوی، آبهای جاری شده از مناطق شیبدار نیز به خاک افزوده میشود و در نتیجه شرایط زهکشی ضعیف و نامطلوب را در خاک به وجود می آورد. خاکهای این مناطق تکامل نیافته و مردابی میباشند زیرا در شرایط سفره آب بالا به وجود آمدهاند(13).
زارعیان و باقر نژاد 1379 در مطالعه تأثیر پستی و بلندی در تحول و تکامل خاکهای منطقه بیضاء در استان فارس چنین نتیجهگیری نمودند که اراضی مرتفع در منطقه مطالعاتی دارای خاکهای جوان و فاقد تکامل پروفیلی بوده در حالی که اراضی کم ارتفاع شامل خاکهای تکامل یافته با افقهای کمبیک، کلسیک و سالیک می باشند. همچنین وضعیت پستی و بلندی موجب تنوع در بافت، شوری و تجمع کربنات کلسیم در خاکهای منطقه شده است. خاکهای اراضی کم ارتفاع منطقه مطالعاتی مورد نظر در مقایسه با اراضی مرتفع دارای بافت سنگینتر، شوری بیشتر، همراه با تجمع آهک ثانویه میباشند(14).
ابطحی در سال 1980 ضمن مطالعه تأثیر پستی و بلندی و ژنتیک خاک در مواد مادری آهکی تحت شرایط خشک ایران، به این نتیجه رسید که وضعیت پستی و بلندی در دشت سروستان باعث ایجاد اختلاف در بافت و شوری خاک شده، به طوری که شوری کم و بافت درشت تر مربوط به ارتفاعات بالا و شوری بیشتر و بافت ریزتر مربوط به زمین های با ارتفاع کم بوده است(15). بهدلیل اینکه خاک محیطی پویا و در حال تغییر و تحول است، به روز بودن مطالعات خاکشناسی و طبقهبندی خاک از اهمیت ویژهای برخوردار است.
لذا شناخت پتانسیل تولید اراضی و اختصاص دادن آنها به بهترین و در عین حال پایدارترین سیستم بهره وری، از جایگاه و اهمیت ویژه ای برخوردار است. ارزیابی اراضی عکسالعمل زمین را در قبال بهره وری خاصی که از آن میشود، تعیین می کند. به کمک ارزیابی اراضی، رابطه بین زمین و نوع بهره وری از آن، مشخص می گردد. سپس بر اساس این رابطه می توان به نوع استفاده مناسب آن زمین پی برد و تخمینی از میزان نهادههای لازم و ستاندههای حاصل را بهدست آورد. در دنیای امروز، بهدلیل رشد روز افزون جمعیت و توسعه شهرها از امکان گسترش سطح زیر کشت بهمرور زمان کاسته میشود و در نتیجه نیاز شدیدی به استفاده بهینه از اراضی موجود احساس میگردد. هدف اصلی ارزیابی اراضی اینست که با بررسی جنبههای فیزیکی و اجتماعی- اقتصادی اراضی، از هر زمینی، استفاده بهینه و پایدار صورت گیرد (16). ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﻫﻤﯿﺖ ﻣﻨﻄﻘﻪی کافتر از ﻟﺤـﺎظ ﮐﺸﺎورزی، ﻟﺬا اﯾﻦ ﺗﺤﻘﯿﻖ در ﺟﻬﺖ ﻧﯿﻞ ﺑﻪ اﻫﺪاف زﯾـﺮ اﻧﺠﺎم ﮔﺮدﯾﺪ: ﺑﺮرﺳـﯽ ﺧﺼﻮﺻـﯿﺎت ریخت شناسی و ﻓﯿﺰﯾـکو ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﺧﺎکهای ﻣﻨﻄﻘهی ﻣﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ، ﺑﺮرﺳﯽ ﻧﻘﺶ اﻗﻠﯿﻢ و توپوگرافی و سطح آب زیرزمینی در ﺗﺸـﮑﯿﻞ و ﺗﮑﺎﻣـﻞ ﺧﺎکهای منطقه. و تناسب اراضی کیفی منطقه برای محصول گندم آبی.
موادوروشها
حوضه مورد مطالعه در شمال استان فارس، در 35 کیلومتری جنوب شهرستان اقلید و در ارتفاع 2300 متری از سطح دریا قرار دارد ، در موقعیت جغرافیایی ً02 َ27 ْ30 تا ً50 َ32 ْ30 عرض شمالی و ً29 َ42 ْ52 تا ً50 َ53 ْ52 طول شرقی واقع شده است(شکل1). میانگین رطوبت نسبی سالانه منطقه با توجه به اطلاعات ایستگاه اقلید 55 درصد میباشد، مجموع سالانه تعداد روزهای یخبندان ایستگاه سینوپتیک اقلید در طول دوره آماری81- 1356 به عنوان ایستگاه شاخص 83 روز میباشد. از آنجایی که نزدیکترین ایستگاه سینوپتیک به منطقه مطالعاتی (دارای دستگاه آفتاب نگار)، ایستگاه سینوپتیک اقلید میباشد، لذا تعداد ساعات آفتابی این ایستگاه در طول دوره آماری 81-1356 مورد بررسی قرار میگیرد که مجموع سالیانه آن 3/111 ساعت میباشد. آمار میانگین بادهای رخ داده در ایستگاه سینوپتیک اقلید در طول دوره آماری 81- 1356 نشان میدهد که میانگین سالانه آن در ارتفاع 2 متری، 29/6 نات میباشد، میانگین بارندگی آن6/508 میلیمتر و میانگین دمای سالیانه 12درجه سانتیگراد میباشد. رژیم حرارتی و رطوبتی آن به ترتیب مزیک و زریک می باشد. با آگاهی از سازندهای زمینشناسی میتوان اطلاعاتی در مورد توان ذخیرهی آبهای زیرزمینی، منابع شورکنندة آبهای زیرزمینی و سطحی، محدودة گسترش آبرفتهای جوان، میزان فرسایشپذیری منطقه و مناطق مستعد لغزش بدست آورد. منطقه مورد بررسی، از لحاظ موقعیت زمین شناختی در زاگرس مرتفع یا زاگرس داخلی واقع شده است. این ناحیه به شدت خورد شده و گسل خورده می باشد و به صورت نوار باریک کم عرض بین ناحیه سنندج- سیرجان و زاگرس چین خورده قرار دارد. وجود افیولیت و سنگهای تخریبی آن، نشانه حرکات مهمی در کرتاسه بالایی – پلیوسن بوده و سبب بالا آمدن زمین، چین خوردگی و تخریب شده است. از دیدگاه چینه شناسی، سازندهای رخنمون شده در این منطقه به ترتیب سن از قدیم به جدید: سازند خوف(سازند کربناتی دالان)، سازندخانه کت، سازند سورمه، سازند فهلیان، سازندگدوان، سازندداریان، رسوبات عهد حاضر میباشند.
به منظورمطالعه منطقه مورد نظر، ابتدا با استفاده از عکسهای هوایی و نقشههای توپوگرافی با مقیاس 1:50000 واحد های فیزیوگرافی در منطقه شناسایی شد. سپس در صحرا با استفاده از GPS محل پروفیل ها مشخص و اقدام به حفر تعدادی پروفیل گردید و از میان آنها 7 پروفیل به عنوان شاهد انتخاب شد و خصوصیات کلی محل پروفیل از جمله شیب، پستی و بلندی، وضعیت زهکشی، مقدار سنگریزه خاک، نوع استفاده از زمین، گیاهان بومی منطقه، مواد مادری، وضعیت فرسایش و همچنین مشخصات مربوط به هر پروفیل از قبیل بافت، ساختمان، رنگ، ضخامت و درجه پایداری خاک تعیین گردید. سپس از هر افق یک نمونه تهیه شده و پس از خشک کردن و عبور از الک 2 میلیمتری برای انجام آزمایشهای مختلف آماده گردید. و برخی ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و کانیشناسی به شرح زیر انجام گرفت:
آنالیزهای فیزیکی و شیمیایی: بافت خاک به روش هیدرومتر (17)، اندازهگیری کربن آلی به روش سوزاندنتر (18)، پهاش در خمیر اشباع به وسیله دستگاه پهاشمتر (19)، سدیم و پتاسیم با دستگاه فلیم فتومتر(20)، ظرفیت تبادل کاتیونی خاک با استفاده از استات سدیم یک نرمال (21)، قابلیت هدایت الکتریکی عصاره اشباع به وسیله دستگاه هدایت سنج الکتریکی (22)، کربنات کلسیم معادل به روش خنثی سازی با اسید کلریدریک (19)، کربنات و بیکربنات، تیتره کردن با اسید سولفوریک (23)، گچ به روش استون (23) تعیین گردیدند.
آنالیز های کانی شناسی خاکها: برای تعیین نوع و میزان رسها در خاک، ابتدا 20 گرم خاک عبور داده شده از الک 2 میلیمتری توزین شد، و گام بعدی از بین بردن مواد سیمانی است که این مواد شامل کربناتها، مواد آلی و اکسیدهای آهن و منگنز میباشند. جهت خروج کربناتها روش جکسون (24) و کیتریک و هوپ (25)، ملاک عمل قرار گرفتند. بدینصورت که کربناتها بهوسیله شستشو با بافر استـات ســدیم نرمــال در ٥ = pH و در حمام بخار و دمای حدود 75 تا 80 درجه سلسیوس خارج شدند. این عمل تا جایی ادامه یافت که هیچگونه حباب و یا جوششی بر اثر افزایش اسید کلریدریک نرمال در خاک تولید نگردد. ماده آلی بهوسیله آب اکسیژنه 30 درصد و حرارت دادن نمونهها تا 80 درجه سلسیوس از بین رفت که در این میان اکسید منگنز نیز خارج شد. برای خارج نمودن اکسیدهای آهن نمونهها، از روش مهرا و جکسون (26) استفاده شد. برای این کار از بافر سیترات- دیتیونات ٣/٧= pH و قرار دادن نمونهها در حمام بخار و دمای80-75 درجه سلسیوس استفاده گردید. پس از آن با سانتریفوژ (دور 750 به مدت 5 دقیقه) بخش رس جدا شد. بخش شن از سیلت نیز با استفاده از الک50 میکرومتر جدا گردید. سپس هر نمونه رس و سیلت به دو بخش تقسیم شد، یکی با کلرید منیزیم نرمال و دیگری با کلرید پتاسیم نرمال اشباع گردید تا رسها به صورت هماور درآمده و رسوب نمایند. سپس برای خارج کردن آنیون کلر اضافی، نمونهها با آب مقطر تا آنجا شستشو داده شدند که بر اثر افزایش نیترات نقره رسوب سفیدرنگ حاصل نگردد. برای تعیین نوع رس با استفاده از پراش پرتو ایکس چهار پلاک برای هر یک از نمونهها تهیه شد:
1- پلاک اشباع با منیزیم و گلیسرول به منظور شناسایی کانیهای قابل انبساط و تشخیص آنها از کلریت،
2- پلاک اشباع با منیزیم به منظور تکمیل شبکه ساختمانی کلریت و تثبیت منحنیهای آن،
3- پلاک اشباع با پتاسیم و حرارت 550 درجه سلسیوس به مدت دو ساعت بهمنظور تشخیص کلریت و جداسازی آن از کائولینیت،
4- پلاک اشباع از پتاسیم در دمای معمولی به منظور شناسایی کلریت.
پراش نگارهای نمونه های رسی با استفاده از دستگاه XRD و شناسایی رس ها از مقا یسه منحنی ها با اطلاعات و منحنیهای به دست آمده توسط براون، گریم، و میلوت انجام شد و میزان رسها نیز از روش تخمین نیمه کمی جونز و همکاران ( 27) محاسبه شد.
شکل1- موقعیت منطقه مطالعه شده در استان فارس
ارزیابی تناسب اراضی: جهت تعیین تناسب اراضی کیفی سه مرحله عمده وجود دارد که عبارتند از : 1- تهیه اطلاعات خاکی و اقلیمی مورد مطالعه 2- تعیین مشخصات وخصوصیات مورد نیاز گیاهان عمده منطقه -3مقایسه مرحله اول ومرحله دوم با یکدیگر. در این روش یک درجه بندی کمی به هر شاخص داده می شود اگر مشخصه برای گیاه مورد نظر کاملا مطلوب باشد، درجه حداکثر (100) به آن داده میشود و این روش ارزیابی دو قسمت دارد.1- ارزیابی اقلیم و 2- ارزیابی مشخصات زمین . در این مرحله فاکتورهای اقلیمی که برای هرگیاه متفاوت است را مشخص کرده سپس شرایط اقلیمی موجود در زمین مورد ارزیابی را با نیاز اقلیمی گیاه مقایسه نموده و طبق جدول به آن درجه ای اختصاص داده میشود. سپس درجههای بدست آمده را طبق روش استوری یا روش ریشه دوم به شاخص اقلیمی تبدیل میکنیم. در روش استوری شاخص، مطابق با رابطه زیر بدست می آید.
(1) |
I |
:I شاخص اقلیمی تناسب زمین و A , B, C درجات اختصاص داده شده به مشخصههای مختلف اقلیمی میباشد. در روش ریشه دوم شاخص از رابطه زیر بدست میآید.
(2) |
I Rmin |
:Iشاخص:Rmin درجه حداقل:A , B,… سایر درجات
سپس شاخص بدست آمده با استفاده از نمودار، تبدیل به درجه اقلیمی میشود. همچنین درجه هر کدام از مشخصات زمین تعیین و در نهایت درجه اقلیمی و درجات بدست آمده از مشخصات زمین توسط یکی از دو روش استوری و ریشه دوم شاخص زمین تعیین میگردد(16). روش محدودیتدار نیز خود به به دو روش محدودیت ساده و محدودیتی که تعداد عوامل محدود کننده در آن مشخص است تقسیم میشود. در محدودیت ساده جدول نیازهای هر محصول که قسمت عمودی آن مشخصات اراضی است و قسمت افقی آن کلاسها نوشته میشود تهیه میگردد؛ سپس هر عامل با شرایط موجود در زمین مقایسه کرده و آن عامل مشخص میگردد. اراضی در دو روش مذکور به دو رده متناسب S و نامتناسب N تقسیم میشوند. رده متناسب به سه کلاس تقسیم شده است.
S1 : کلاس متناسب
S2 : کلاس نسبتا متناسب
S3 : کلاس متناسب ولی با سود آوری کم
رده نامتناسب به دو زیر کلاس تقسیم میشود.
N1 : در حال حاضر نامتناسب ولی پس از رفع محدودیت ها متناسب خواهد شد. N2 : نامتناسب
زیر کلاسها نوع محدودیت یا انواع عملیات اصلاحی مورد نیاز را در یک کلاس نشان میدهد. زیر کلاسها با حروف کوچک نشان داده میشود و عبارتند از :
c : محدودیت مربوط به اقلیم، t : محدودیت مربوط به پستی و بلندی، w : محدودیت مربوط به خیسی، s : محدودیت مربوط به خواص فیزیکی خاک، n : محدودیت مربوط به شوری و قلیاییت، f: محدودیت مربوط به حاصلخیزی خاک.
جهت تعیین تناسب اراضی گندم، خصوصیات اقلیمی و خاکی اراضی با نیازهای رویشی گندم تطبیق داده شده و به صورت زیر به روش پارامتریک تعیین گردید:
تعیین خصوصیات اقلیمی: برای محاسبه دوره رطوبتی رشد از ابتداییترین مراحل تعیین تناسب اراضی برای یک نبات خاص، مشخص کردن دوره رشد در منطقه مطالعاتی و بررسی میزان انطباق آن با سیکل رشد نبات مورد نظر است. دوره رطوبتی رشد دورهای است که رطوبت فراهم شده بیشتر از از نصف تبخیر و تعرق باشد بهعلاوه تعداد روزهایی که لازم است تا 100 میلی متر از رطوبت خاک تبخیر گردد. محاسبات دوره رشد مرجع بر اساس مدل تراز آبی است که در آن بارندگی با تبخیر و تعرق مقایسه می شود(28 ). برای محاسبه دوره رشد ابتدا با استفاده از داده های اقلیمی، میزان تبخیر و تعرق محاسبه شده و سپس با استفاده از روابط زیر دوره رشد محاسبه میگردد.
(3) |
t=intege |
t: زمان بر حسب روز که از وسط ماه اول شروع میشود. در رابطه بالا چنانچه روابط زیر برقرار باشد مربوط به شروع دوره رشد خواهد بود.
R1 ، R2
R1و E1 به ترتیب دادههای مربوط به بارندگی و تبخیر و تعرق پتانسیل آخرین ماه قبل از آغاز دوره رشد (نوامبر) می باشد و R2و E2 به ترتیب داده های مربوط به بارندگی و تبخیر و تعرق پتانسیل اولین ماه بعد از آغاز دوره رشد (دسامبر) است.
t = integer
عدد 4 بهعلاوه پانزده نوامبر میشود و آغاز دوره رشد یا آغاز دوره بارندگی نوزدهم نوامبر میشود.
برای محاسبه پایان دوره بارندگی از رابطه زیر استفاده میشود:
(4) |
t = integer |
t زمان بر حسب روز که از وسط ماه اول شروع می شود.که در رابطه بالا مربوط به پایان دوره مرطوب خواهد بود چنانچه روابط زیر برقرار باشد:
R1 ، R2
برای محاسبه پایان دوره بارندگی، R1و E1 به ترتیب دادههای مربوط به بارندگی و تبخیر و تعرق پتانسیل آخرین ماه قبل از پایان دوره بارندگی ( آوریل )، R2و E2 به ترتیب دادههای مربوط به بارندگی و تبخیر و تعرق پتانسیل اولین ماه بعد از پایان بارندگی ( می ) در رابطه زیر وارد و مقدار t که از این رابطه بدست می آید با پانزدهم آوریل جمع می شود.
t = integer
6 روز پس از پانزدهم آوریل، بیست و یکم آوریل میگردد که پایان دوره بارندگی است. پایان دوره رشد زمانی است که 100 میلیمتر آب از خاک بعد از پایان دوره بارندگی تبخیر شود. بنابراین با توجه با دادههای هواشناسی دوره رطوبتی رشد برای منطقه، نوزدهم نوامبر شروع و نهم می پایان مییابد. این دوره گرچه ممکن است توانایی تآمین رطوبت مورد نیاز گیاهان را داشته باشد، ولی برای برخی از آنها از نظر حرارتی محدودیت ایجاد میکند و نمیتوان در این دوره برخی از گیاهان حساس به دمای پایین را کاشت.
برای محاسبه پایان دوره رشد، بایستی تعداد روزهایی را که در طول آنها 100 میلیمتر از آب تبخیر میشود، به پایان دوره بارندگی اضافه نمود. میزان تبخیر و تعرق ماه آوریل 1/113 میلیمتر است. مقدار تبخیر و تعرق از نوزدهم آوریل تا آخر آوریل، طبق محاسبات زیر برابر است با:
میلی متر 3/69 = 19×(31÷1/113)
میلی متر 8/43 =3/69– 1/113
مابه التفاوت 100 و 8/43 میلی متر تبخیر و تعرق در ماه می صورت میگیرد میزان کل تبخیر و تعرق ماه آوریل 189 میلیمتر و مقدار متوسط روزانه آن 6 میلیمتر ( 6 = 31÷189) است. محاسبات زیر نشان میدهد که بقیه 100 میلیمتر تبخیر و تعرق در ماه می صورت میگیرد:
میلیمتر 2/56 =8/43- 100
روز 9~ 36/9 =6 ÷2/56
با توجه به مطالب فوق، دوره رشد از نوزدهمنوامبرشروع و نهم می خاتمه مییابد. و طول آن بالغ بر 172 روز میباشد، که چرخه رشد گندم آبی در منطقه مورد مطالعه از 25 مهر ماه شروع و تا 15 مرداد ادامه دارد.
محاسبه میانگین دمای چرخه رشد: با توجه به اینکه، خصوصیات اقلیمی مورد نیاز گندم آبی همگی در گروه نیازهای حرارتی قرار میگیرند (به دلیل کشت آبی و عدم توجه به میزان و توزیع بارندگی) لذا در روش پارامتریک، کمترین درجه بین درجات این گروه به عنوان شاخص اقلیمی در نظر گرفته می شود. سپس این شاخص با استفاده از معادلات و یا اشکال ارایه شده به درجه اقلیمی تبدیل میشود. شاخص اقلیم به روش استوری از رابطه زیر بدست میآید، چون در کشت گندم آبی در منطقه محدودیتی از نظر آبیاری وجود ندارد، برای ارزیابی اقلیم در منطقه فقط از گروه درجه حرارت استفاده میشود و برای محاسبه شاخص اقلیم، در گروه درجه حرارت، پایینترین درجه(65) در محاسبات منظور خواهد شد و طبق جدول 4 کلاس تناسب اقلیم S2 می باشد.
S2→ ( 75-50)→ 65CI =
چون شاخص اقلیمی بین 25تا 5/92 می باشد پس درجه اقلیمی که در ارزیابی کل زمین بکار می رود از رابطه زیر بدست میآید: index 9/0 + 6/16=CR
S2 → (85-60)→ 1/75=65 × 9/0+6/16=CR
شاخص اقلیم به روش ریشه دوم نیز بصورت زیر محاسبه میشود و پایینترین درجه حرارت، در محاسبات منظورمیشود:
→S2 ( 75-50) →65CI =
طبق جدول 4 کلاس تناسب اقلیم S2 می باشد. درجه اقلیمی که در ارزیابی کلی زمین بکار می رود از رابطه زیر بدست میآید:
S2 → (85-60)→1/75=65× 9/0+6/16=CR
نتایج و بحث
مواد مادری در نتیجه تاثیرعوامل خاکساز (اقلیم، موجودات زنده،پوشش گیاهی، پستی وبلندی وزمان)، به تدریج متحول شده وتبدیل به خاک میشوند. شدت ویا ضعف هریک ازاین عوامل پنج گانه سبب تشکیل خاکهای مختلف در دنیا میشود. خواص و مشخصات خاک مناطق مختلف درتاثیرمستقیم عوامل غالب آن مناطق میباشد. با توجه به نتایج به دست آمده ازآزمایش های فیزیکوشیمیایی پروفیل ها، خاکهای متفاوتی دراین مناطق وجود داردکه بازتابی ازشرایط متفاوت حاکم براین مناطق است. و با توجه به یکسان بودن سایر عوامل خاکساز پستی و بلندی و و سطح آب زیر زمینی تاثیر قابل توجهی در پراکنش و پیدایش خاکهای منطقه دارند. در منطقه مورد مطالعه واحد های فیزیوگرافی که پروفیل های شاهد در آنها واقع شده اند، عمدتا شامل مخروط افکنه های آبرفتی - واریزهای سنگریزهدار و دشتهای دامنهای و اراضی پست میباشد. وضعیت توپوگرافی مختلف خاکها سبب تفاوت درمیزان هرز آب سطحی، مقدارآب نفوذی، انتقال عمودی و شستشوی املاح ومواد، مقدار تابش دریافتی خورشید، وضعیت متفاوت رطوبت وپوشش گیاهی خاک و ... شده که نتیجه آن تشکیل خاکهای مختلف میباشد. هرزآب جاری شده ازمناطق مرتفع مقدار زیادی مواد ریز و درشت واملاح محلول را با خود حمل میکند. هرزآب در اوایل مسیر که شیب بیشتر است مواد درشتتر را رسوب داده و درادامه با کاسته شدن از شیب زمین مواد ریز رسوب می کنند. بنابراین اراضی نزدیک کوه (رسوبات واریزه ای – آبرفتی بادبزنی شکل) دارای مقدار زیادی ذرات درشت به صورت سنگ و سنگریزه درسطح و نیمرخ خاک میباشد و هرچه به طرف اراضی مسطح پیش میرویم مقدار سنگریزه کم شده ومواد ریزتر میشوند. خاکهای در نظر گرفته شده برای مطالعه شامل پروفیلهایی است که بروی فیزیوگرافی های متفاوت حفر شده اند که دو عامل پستی و بلندی و سطح آب زیر زمینی مهمترین عوامل کنترل کننده جهت تکامل پروفیلی و مسئول ایجاد محیط پدو شیمیایی متفاوت و به دنبال آن موجب اختلاف نحوه تشکیل و هوادیدگی کانی های رسی در این خاکها گردیدهاند. به طور کلی خاکهای مناطق مورد مطالعه در راستههای اینسپتی سولز، انتی سولز، ورتی سولز و آلفی سولز قرار میگیرند که راسته انتی سول در واحد فیزیوگرافی اراضی واریزهای بادبزنی شکل سنگریزهدار و اراضی پست، راسته اینسپتی سول واحد فیزیوگرافی دشت های دامنه ای و اراضی پست، آلفی سول و ورتی سول در واحد فیزیوگرافی دشتهای دامنهای دیده شدند. بنابراین، با توجه به مشابه بودن مواد مادری، می توان تشکیل و تکامل بیشتر خاکهای پایین دست نسبت به بالا دست، به پستی و بلندی و شیب نسبت داد.
خاکهای واحد فیزیوگرافی مخروط افکنه: این اراضی شامل ذرات ریز و درشتی است که در اثر جریان آب یا نیروی ثقل در کوهپایهها تشکیل شده و دارای مقادیر زیاد سنگریزه و قلوه سنگ زاویه دار یا بدون زاویه هستند و به دلیل دارا بودن شیب، پستی و بلندی و فرسایش، خاکهای تشکیل شده روی آنها دارای عمق کم و مواد آلی ناچیز میباشند. رنگ این خاکها قهوهای تا قهوهای تیره بوده و دارای زهکشی مناسبند. این عوامل تکامل پروفیلی خاکهای این واحد را تحتتآثیر قرار داده و از این رو این خاکها فاقد هر گونه افق مشخصه زیر سطحی که شاهدی بر تکامل ژنتیکی باشد بوده و فقط افق A برویC تکامل یافتــه و خــاک راستــه آنتــیســول (Typic Xerorthents) را مشاهده گردید.
خاکهای واحد فیزیوگرافی دشتهای دامنهای: این تیپ شامل اراضی نسبتآ شیبدار تا مسطح با خاک عمیق و تکامل پروفیلی و افق تجمع رس (آرجیلیک) با بافت متوسط تا سنگین و با سنگریزه که درحال حاضربه طورغالب به صورت کشت آبی و قسمتی مرتع ضعیف مورد استفاده است.و دارای خاکهایی مختلفی میباشد، راسته اینسپتی سول (Petrocalcic Calcixerepts) ، آلفی سول (Calcic Haploxeralfs) و ورتی سول ( Typic Calcixererts) در این واحد مشاهده شدند.
خاکهای واحد فیزیوگرافی اراضی پست: این تبپ شامل اراضی گود حاشیه دریاچه کافتر با خاک عمیق و مرطوب و بافت سنگین که درحال حاضربه صورت چراگاه مورد استفاده است. نزدیک بودن سطح آب زیر زمینی به سطح زمین و زهکشی ضعیف بیش از پیش تکامل خاکهای این منطقه را تحت تآثیر قرار داده است. و به دلیل شرایط زهکشی ضعیف حالت احیایی در خاکهای این واحد وجود دارد و خاکهایی آنتیسول(Typic Fluvaquents) و اینسپتیسول(Aquic Haploxerepts) در این واحد مشاهده شد.
ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاکها: بررسی خاکهای مورد مطالعه حاکی از این است که عمده خاکها دارای بافتهای رسی، لومی رسی، لومی، لومی سیلتی و لومی رسی سیلتی میباشند و تغییرات بافتی در طول پروفیلها از روند مشخصی پیروی نمیکند و یک روند همسان افزایش و یا کاهش منظم در مقدار شن و سیلت و رس مشاهده نمیشود و بطور کلی دامنه تغییرات مقدار شن در طول پروفیل ها بین (41-5/8) به ترتیب در افق های A پروفیل شماره چهار و Cg2پروفیل شماره هفت و مقدار سیلت بین (7/68-6/15) به ترتیب در افق های Bg پروفیل شماره دو و Bkm پروفیل شماره چهار و مقدار رس بین (4/53-3/15) به ترتیب در افقهای Bss2 پروفیل شماره سه و Bg پروفیل شماره دو میباشد. در خاکهای مورد مطالعه بیشترین درصد آهک 01/60 می باشد که مربوط به افق Bkm پروفیل شماره چهار و کمترین مقدار 62/4 درصد و مربوط به افق سطحی Aپروفیل شماره یک و چهار می باشد ولی اندازه آن در هر یک از پروفیلها، همراه با افزایش عمق روند کاهشی و یا افزایش منظمی را نشان نمیدهد. در این مناطق بر حسب مقدار بارندگی، مقداری از کربناتها شسته شده، در عمق پایینتر رسوب کرده افق کلسیک را تشکیل می دهند. وجود مقادیر بالای کربنات کلسیم در خاک بر تحول و تکامل خاکها و بسیاری از خواص فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و مینرالوژیکی آن اثر می گذارد. در شروع تکامل خاک، کلسیم دار شدن خاکها از جمله فرایندهای اولیه تشکیل خاک میباشد. نقل و انتقالات کربناتها در پروفیل خاک و تشکیل کربنات ثانویه از جمله فرآیندهایی است که در خاکها به مقدارکم و بیش اتفاق افتاده و منجر به تشکیل افق کلسیک در برخی پروفیلها شده است. جهت تشکیل افق کلسیک، ابتدا کربنات کلسیم براثر ترکیب با گاز کربنیک حاصل از فعالیت موجودات خاک به بیکربنات تبدیل شده که درآب محلولتر می باشد وهمراه آب به اعماق نفوذ می کند. درآنجا براثر کاهش رطوبت وکاهش فشارجزئی گازکربنیک، بیکربنات به کربنات نامحلول تبدیل شده و رسوب میکند. تکراراین اعمال درسالیان دراز سبب تشکیل افق کلسیک میشود. مهجوری (29)، بیان میکند در بیشتر خاکها، مقدار آهک درافق B، بیشتر از افق A میباشد. که این در خاکهای شنی به دلیل نفوذپذیری خوب خاک وشسته شدن آهک و درخاک های رسی به دلیل حرکت مویین آب حاوی بیکربنات ازاعماق به افق B می باشد. با توجه به شرایط حاکم در منطقه امکان حرکت آهک با این مکانیسم تا حدودی مطابقت دارد. ماده آلی در خاکهای مورد مطالعه بیشترین درصد آن 61/2 می باشد که مربوط به افق سطحی Aپروفیل شماره دو و کمترین مقدار002/0درصد و مربوط به افق Bk پروفیل شماره شش میباشد ولی مقدار آن در هر یک از پروفیلها، همراه با افزایش عمق روند کاهشی و یا افزایش منظمی را نشان نمی دهد. مقدار pH خاک همانطور که انتظار میرفت با توجه به مواد مادری آهکی pH خاکهای منطقه قلیایی ضعیف بوده و بیشترین مقدار آن 2/8 میباشد که مربوط به افق Bg پروفیل شماره دو و کمترین مقدار47/7 و مربوط به افق A پروفیل شماره چهار می باشد و بطور کلی می توان بیان نمود که مقدار pHدر اکثر پروفیلها، همراه با افزایش عمق روند افزایش را نشان میدهد که با توجه به مواد مادری آهکی دور از انتظار نبود. مقدار ظرفیت تبادل کاتیونی که بیشتر به مواد آلی، بافت خاک و نوع رس موجود در خاکهای منطقه مرتبط است، در خاکهای مورد مطالعه بیشترین مقدار آن 27 میباشد که مربوط به افق سطحی A و Bss2 پروفیل شماره سه و کمترین مقدار14و مربوط به افقBkm پروفیل شماره چهار و Cg1 پروفیل شماره هفت میباشد و مقدار آن در هر یک از پروفیلها ، همراه با افزایش عمق با توجه به مقدار ماده آلی و مقدار و نوع رس تغییر میکند. مقدار رطوبت اشباع نیز در خاهای مطالعه شده تا حد زیادی تابع مقدار رس و در صد ماده آلی می باشد و با افزایش این دو رابطه ای مستقیم دارد بطوری که بیشترین مقدار رطوبت اشباع مقدار 08/63 درصددر افق سطحیA - پروفیل شماره دو می باشد که حاوی بیشترین مقدار ماده آلی نیز می باشد و این بیانگر رابطه مستقیم رطوبت اشباع با مقدار ماده آلی میباشد و کمترین مقدار 58/ 41 درصد و مربوط به افق A پروفیل شماره یک میباشد. مقدار هدایت الکتریکی عصاره اشباع نسبتاً کم است و مشکلی را از لحاظ شوری شاهد نبودیم و در خاکهای مورد مطالعه بیشترین مقدار آن 51/1 میباشد که احتمالا مربوط به حرکت املاح بر اثر پدیده موئینگی در فصل تابستان است که مربوط به افق Cg1 پروفیل شماره هفت و کمترین مقدار 2/0 و مربوط به افق Bk پروفیل شماره شش میباشد و مقدار آن در هر یک از پروفیلها، همراه با افزایش عمق از روند خاصی پیروی نمیکند. نتایج خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاکهای مورد مطالعه بصورت پیوست در جدول 5 ارایه گردیده است.
کانیهای رسی: کانیهای رسی، به عنوان یکی از مهمترین بخشهای فاز جامد خاک مطرح میباشند. تأثیر کانیهای رسی در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک مانند ظرفیت تبادل کاتیونی، ظرفیت نگهداری آب، حاصلخیزی خاک، تهویه و... بسیار چشم گیر است. این تأثیر به نوع و میزان کانیها بستگی دارد (30). شناسایی کمی، کیفی و ترکیب ساختمانی کانیهای رسی اطلاعات ارزشمندی را از نظر وضعیت جذب، تثبیت و رهاسازی کاتیونها در اختیار قرار داده، ضمن این که یکی از مهم ترین روشها در تعیین توانایی ذاتی خاک و میزان تخریب آن است (31). در این منطقه، اسمکتیت از طرف واحدهای فیزیوگرافی دارای زهکشی مناسب( مخروط افکنههای آبرفتی-واریزه ای) به طرف واحدهای فیزیوگرافی با زهکشی ضعیفتر (دشتهای دامنهای و اراضی پست) افزایش تقریبی را نشان میدهد. درتمام پروفیلهای واقع در این حوضه کانیهای ایلیت، کلریت، اسمکتیت، رس های مخلوط و کوارتز مشاهده گردید که کانی های رسی غالب این خاک ها از لحاظ نوع کم و بیش یکسان و فقط از نظر مقدار با یکدیگر متفاوت هستند. مواد مادری خاک های مورد مطالعه از هوادیدگی سنگ آهک بوجود آمده وبه نظر میرسد که کانی ایلیت ازاین مواد مادری به خاک به ارث رسیده باشد (9) . این کانی در خاکهای جوان که در مراحل اولیه تکامل بوده و فرایند هوادیدگی شدید در آنها صورت نگرفته به وفور یافته میشود . اما با تکامل خاک از مقدار این کانی کاسته شده که این به علت خروج پتاسیم بین لایه ای ایلیت و حذف آن از محلول خاک (جذب گیاه، اثر آبشویی و ...) است در این حالت این کانی به کانیهای دیگراز جمله مونت موریلونیت و ورمی کولیت تبدیل میشود. در منحنیهای پراش پرتو ایکس همه نمونههای مورد مطالعه پیک 10 آنگسترم وجود داشته و با هیچ یک از تیمارها از بین نرفته که این نشان دهنده وجود ایلیت دراین خاکهاست. خرمالی و ابطحی 2003 در مطالعه کانیشناسی خاکهای استان فارس به عدم وجود یک روند خاص در میزان کانیهای ایلیت در نیمرخ های مطالعه شده اشاره کرد. کانی کلریت نیزمانند ایلیت در مواد مادری وجود داشته و به صورت موروثی به خاک ها افزوده میشود. براثرتکامل خاک وپیشرفت هوا دیدگی این کانی به کانیهایی مانند مونت موریلو نیت و ورمی کولیت تبدیل میشود(32). اسمکتیتها نقش مهمی درتعیین خواص فیزیکی و شیمیایی خاکها ایفا میکند بنابراین شناسایی آنها در خاک جهت استفادههای کشاورزی و مهندسی از اهمیت خواصی برخوردار است. برخی از خواص مهم فیزیکی و شیمیایی این کانی در خاک عبارت است از: سطح ویزه بالا، خاصیت چسبندگی و شکل پذیری زیاد، ظرفیت تبادل کاتیونی زیاد، نفوذ پذیری کم و قابلیت انبساط پذیری زیاد. اسمکتیتها در خاک میتوانند از تغییر شکل ایلیت، کلریت و پالی گورسکیت بوجود بیاید. محققان زیادی در مورد تبدیل و تغییر شکل ساده ایلییت به اسمکتیت گزارش دادهاند که در طی آن با خروج پتاسیم از بین لایه گزارش دادهاند که در طی آن با خروج پتاسیم از بین لایه های ایلیت، خروج آلومینیم از لایه هشت وجهی و جایگزینی منیزیم به جای آن و همچنین افزایش سیلسیم در لایه چهار وجهی این کانی به اسمکتیت تبدیل میگردد. همچنین شرایط دما و فشار بایستی به گونه ای باشد که Al موجود در ساختار ایلیت را ناپایدار کند این شرایط در فعالیت کم پتاسیم و آلومینیم و فعالیت زیاد Si(OH)4 فراهم میگردد. اسمکتیت همچنین میتواند از محلول خاک به صورت نو تشکیلی ساخته شود. بر طبق نظر بورچاردت (33) غلظت بالایSi و Mg، وجود توپوگرافی پست و زهکشی ضعیف از شرایطی است که منجر به تشکیل این کانی میگردد. نو تشکیلی اسمکتیت، همچنین توسط قرایی و مهجوری (34) و گیوی و ابطحی (35) در شرایط شور و قلیا و غلظت زیاد Si و Mg در جنوب ایران گزارش شده است. کوارتز کانی است که بخش اصلی اجزای شن و سیلت اغلب خاکها میباشد. اگرچه جز کانیهای رسی محسوب نمیشود، اما غالبآ در بخش رس درشت خاک یافت میشود و تقریبآ در تمامی خاکها دلایل گسترش این کانی:1- بعد از فلدسپات ها، کواتز فراوان ترین کانی در پوسته زمین است.2- این کانی بسیار مقاوم به هوادیدگی است. گسترش کوارتز عمدتآ تحت تآثیر شرایط پستی و بلندی و عمق خاک است بر این اساس است که در خاکهای بافت درشت و عمق بیشتر نیمرخ، میزان این کانی بیشتر است. شناسایی کوارتز به لحاظ تعیین میزان هوادیدگی خاکها حایز اهمیت است. در واقع هر چه مقدار نسبی کوارتز در خاک کمتر باشد نشان دهنده مقدار بیشتر هوادیدگی است. مطالات کانیشناسی بخش رس (ذرات کوچک تر از 002/0 میلیمتر) افق های پدوژنیک زیر سطحی نشان داد که کانیهای رسی غالب این خاکها از لحاظ نوع کم و بیش یکسان و فقط از نظر مقدار با یکدیگر متفاوت هستند که نوع و فراوانی کانیها در منطقه مورد مطالعه در جدول 1 و پراش پرتو ایکس خاکهای مطالعه شده در شکل 2 ارایه شده است .
جدول 1- نوع و فراوانی کانی های رسی موجود در خاک
کوارتز |
مونت موریلونیت |
ایلیت |
کلریت |
عمق |
افق |
شماره پروفیل |
+ |
+ |
+++ |
+++ |
65-20 |
Bg |
2 |
+ |
+++ |
++ |
+++ |
85-45 |
Bss1 |
3 |
+ |
++ |
+++ |
++ |
70-20 |
Bk |
4 |
+ |
+ |
+++ |
+++ |
25-0 |
Ap |
5 |
+ |
+ |
++ |
+++ |
95-50 |
Bk |
6 |
+: کمتر از 10 درصد ++: 25-10 درصد +++: 50-25 درصد ++++: بیش تر از 50 درصد |
شکل2- پراش پرتو ایکس پروفیل های مورد مطالعه
ارزیابی تناسب اراضی: تاریخ کشت و برداشت برای محصول گندم آبی محاسبه گردید و با توجه به اطلاعات اقلیمی طول دوره رشد برای گندم 172 روز میباشد و با توجه به سایر اطلاعات و محاسبات اقلیمی کلاس تناسب اقلیم برای گندم آبی S2 بدست آمد، لذا توجه به طول دوره رشد امکان کشت دیم این گیاه در منطقه وجود ندارد. در صورت کشت گیاهان به صورت دیم حتماً بایستی آبیاری تکمیلی در پایان دوره رشد انجام گیرد. با توجه به اینکه، خصوصیات اقلیمی مورد نیاز گندم آبی همگی در گروه نیازهای حرارتی قرار میگیرند (به دلیل کشت آبی و عدم توجه به میزان و توزیع بارندگی) لذا در روش پارامتریک، کمترین درجه بین درجات این گروه به عنوان شاخص اقلیمی در نظر گرفته شد. سپس این شاخص با استفاده از معادلات و یا اشکال ارایه شده به درجه اقلیمی تبدیل گردید. در روش محدودیت ساده کمترین کلاس به عنوان کلاس تناسب اقلیم برای گندم آبی معرفی میشود. با بررسی شاخص بدست آمده از هر دو روش پارامتریک (استوری وریشه دوم ) نتیجه ریشه دوم در عمل به واقعیت نزدیکتر است و کارایی آن در تعیین بهرهوری اراضی در این منطقه بهتر از روش استوری نشان داده شده است. با بررسی نتایج ارزیابی تناسب اراضی ملاحظه میگردد با وجود اینکه منطقه مورد نظر از نظر اقلیم نسبتا مناسب برای محصولات عمده منطقه میباشد. ولی غالب واحدهای اراضی دارای محدودیتهای متوسط تا زیاد بوده و در واقع عمدهترین محدودیت از جانب خاک میباشد. اغلب عوامل محدود کننده در منطقه برای محصول گندم که باعث کاهش درجه تناسب اراضی گردیده عبارتند از : شوری و قلیاییت، زهکشی ضعیف، عمق خاک، آهک بالا، توپوگرافی) درصد شیب و پستی و بلندی(سنگ و سنگریزه سطحی وعمقی و اسیدیته میباشد. که بایستی نسبت به کاهش یا رفع محدودیت آنها اقدام نمود تا سازگاری زمین افزایش یابد. در بعضی از واحدها شدت این محدودیتها بسیار زیاد بوده و بنابراین عملیات اصلاحی برای این واحدها اقتصادی نمی باشد و در برخی واحدها شدت این محدودیتها زیاد نیست لذا میتوان با انجام عملیات اصلاحی برای فاکتور های قابل اصلاح نظیر تسطیح اراضی و جمعآوری سنگ وسنگریزه از سطح خاک، احداث زهکش، شستشوی نمک به افزایش قابل توجهی در عملکرد محصول نایل شده و در کلاس آتی تناسب واحدهای خاک بهتر خواهند شد و با توجه به کلاس تناسب اقلیم و درجات محدودیت زمین و مطالعات نیازهای خاکی، کلاس تناسب در واحدهای مختلف به روش استوری و ریشه دوم و روش محدودیت ساده محاسبه گردید که نتایج بهصورت پیوست در جدول 2 ارایه گردیده است.
جدول 2- نتایج تناسب اراضی گندم به روش پارامتریک و محدودیت ساده
پارامتریکریشهدوم |
پارامتریک استوری |
محدودیت ساده |
کلاس تناسب اقلیمی |
واحد اراضی |
||
کلاس اراضی |
شاخص اراضی |
کلاس اراضی |
شاخص اراضی |
|||
N1 |
88/22 |
N2 |
64/11 |
NS |
S2 |
1 |
N1 |
36/24 |
N2 |
87/11 |
NSW |
S2 |
2 |
S2 |
97/61 |
S2 |
13/51 |
S2 |
S2 |
3 |
S3 |
62/48 |
S3 |
53/31 |
S3T |
S2 |
4 |
N1 |
18/15 |
N1 |
76/5 |
NTS |
S2 |
5 |
S3 |
7/43 |
S3 |
85/31 |
S3F |
S2 |
6 |
S3 |
93/32 |
N1 |
72/19 |
S3TS |
S2 |
7 |
جدول3- نتایج ارزیابی خصوصیات اقلیمی برای گندم آبی در منطقه
خصوصیات اقلیمی |
مقدار(درجه سلسیوس) |
درجه تناسب |
|
میانگین دما (درجه سلسیوس) |
در طول فصل رشد |
61/11 |
80 |
در مرحله رشد رویشی |
42/5 |
65 |
|
در مرحلی گلدهی |
24/15 |
96 |
|
در مرحله رسیدگی |
26/21 |
98 |
|
حداقل در سردترین ماه |
8/6- |
100 |
|
حداکثر در سردترین ماه |
72/4 |
100 |
جدول 4- راهنمای تعیین درجه اقلیم با استفاده ازشاخص اقلیم
کلاس های اقلیمی |
سطوح محدودیت |
کلاس های شاخص ها |
درجه بندی مربوطه |
S1 |
بدون محدودیت و یا محدودیت کم |
100-75 |
100-85 |
S2 |
محدودیت متوسط |
75-50 |
85-60 |
S3 |
محدودیت شدید |
50-25 |
60-40 |
N |
محدودیت خیلی شدید |
25-0 |
40-0 |
جدول 5- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی سریهای خاکها
افق |
عمق
|
شن |
سیلت |
رس |
بافت |
pH |
CEC |
CCE |
OM |
SP |
EC |
|
(cm) |
% |
|
|
cmol(+)/kg |
% |
(dSm-1) |
||||
|
|
|
|
|
TypicXerorthents (Colluvial fan) 1 |
|
|
|
|
|
|
A |
25-0 |
9/22 |
5/39 |
6/37 |
cl |
74/7 |
19 |
62/4 |
21/1 |
2/43 |
39/0 |
C |
50-25 |
28 |
7/38 |
3/33 |
cl |
81/7 |
24 |
98/24 |
32/0 |
58/41 |
34/0 |
|
|
|
|
|
AquicHaploxerepts (low land ) 2 |
|
|
|
|
|
|
A |
20-0 |
3/33 |
1/41 |
6/25 |
l |
86/7 |
24 |
24/21 |
61/2 |
08/63 |
73/0 |
Bg |
65-20 |
16 |
7/68 |
3/15 |
sl |
2/8 |
21 |
93/24 |
32/0 |
18/62 |
61/0 |
|
|
|
|
|
TypicCalcixererts (piedmont plain) 3 |
|
|
|
|
|
|
A |
25-0 |
16 |
8/39 |
2/42 |
c |
54/7 |
27 |
93/30 |
24/2 |
26/56 |
54/0 |
Bw |
45-25 |
14 |
9/39 |
1/46 |
c |
67/7 |
22 |
01/30 |
65/0 |
69/54 |
4/0 |
Bss1 |
85-45 |
3/15 |
1/39 |
6/45 |
c |
84/7 |
22 |
39/25 |
22/0 |
38/47 |
5/0 |
Bss2 |
120-85 |
1/15 |
5/31 |
4/53 |
c |
96/7 |
27 |
62/34 |
32/0 |
41/52 |
24/0 |
|
|
|
|
|
PetrocalcicCalcixerepts (piedmont plain) 4 |
|
|
|
|
|
|
A |
20-0 |
5/8 |
3/57 |
2/34 |
scl |
47/7 |
27 |
62/4 |
42/0 |
53/43 |
45/0 |
Bk |
70-20 |
25 |
6/31 |
4/43 |
c |
97/7 |
22 |
85/13 |
29/0 |
36/49 |
22/0 |
Bkm |
120-70 |
37 |
6/15 |
4/47 |
c |
87/7 |
14 |
01/60 |
62/0 |
59/48 |
25/0 |
|
|
|
|
|
Typic Xerorthents ( Colluvial fan)5 |
|
|
|
|
|
|
A |
15-0 |
3/23 |
1/29 |
6/47 |
c |
71/7 |
21 |
39/24 |
28/2 |
49/46 |
52/0 |
C |
50-15 |
6/20 |
5/33 |
9/45 |
c |
63/7 |
24 |
33/25 |
94/0 |
37/48 |
49/0 |
|
|
|
|
|
Calcic Haploxeralfs (piedmont plain) 6 |
|
|
|
|
|
|
Ap |
15-0 |
33 |
6/43 |
4/23 |
l |
72/7 |
22 |
85/13 |
22/0 |
25/44 |
42/0 |
Btk |
50-15 |
27 |
6/35 |
4/37 |
cl |
87/7 |
22 |
35/21 |
58/0 |
91/41 |
21/0 |
Bk |
95-50 |
21 |
6/35 |
4/43 |
c |
01/8 |
22 |
93/27 |
002/0 |
78/48 |
2/0 |
|
|
|
|
|
Typic Fluvaquents (low land)7 |
|
|
|
|
|
|
A |
20-0 |
33 |
37 |
30 |
cl |
62/7 |
19 |
53 |
4/2 |
96/45 |
2/1 |
Cg1 |
45-20 |
24 |
32 |
44 |
c |
93/7 |
14 |
52 |
1/1 |
11/51 |
51/1 |
Cg2 |
70-45 |
41 |
33 |
26 |
c |
86/7 |
12 |
55 |
7/0 |
51/49 |
36/1 |
نتیجه گیری
به طور کلی خاکهای مناطق مورد مطالعه در راستههای اینسپتی سولز، انتی سولز، ورتی سولز و آلفی سولز قرار میگیرند که راسته انتی سول در واحد فیزیوگرافی اراضی واریزهای بادبزنی شکل سنگریزه دار و اراضی پست، راسته اینسپتی سول واحد فیزیوگرافی دشتهای دامنه ای و اراضی پست، آلفی سول و ورتی سول در واحد فیزیوگرافی دشتهای دامنهای دیده شدند. بنابراین، با توجه به مشابه بودن مواد مادری، می توان تشکیل و تکامل بیشتر خاک های پایین دست نسبت به بالا دست، به پستی و بلندی و شیب نسبت داد. درتمام پروفیلهای واقع در این حوضه کانیهای ایلیت، کلریت، اسمکتیت، رسهای مخلوط و کوارتز مشاهده گردید که کانیهای رسی غالب این خاکها از لحاظ نوع کم و بیش یکسان و فقط از نظر مقدار با یکدیگر متفاوت هستند. به طور کلی مطالعات نشان میدهد که منشا بیشتر کلریت و ایلیت موجود در خاکها موروثی بوده و از سنگهای مادر به خاک به ارث رسیدهاند. این دو کانی به عنوان پیش ماده جهت تشکیل پدوژنیک بیشتر کانیها در خاکهای مناطق خشک در نظر گرفته میشود و با توجه به و ضعیف زهکشی بسیار ضعیف بعضی از خاکها و پهاش خنثی تا قلیایی میتوان منشا نوسازی را برای حداقل بخشی از اسمکتیت موجود در این خاکها تصور کرد. فرضیه تبدیل ساده ایلیت به اسمکتیت در این خاکها نیز وجود دارد. علت واقعی وجود این کانی در این خاکها میتواند مربوط به شرایط فیزیوگرافی خاص آنها باشد. بعضی از خاکها در اراضی پست قرار گرفته و عمل فرسایش و رسوبگذاری میتواند سبب انتقال کانیهای بسیار ریز اسمکتیت به این نواحی پست شده باشد. بنابراین میتوان مهمترین منشا این کانی را منشا آواری و انتقال از اراضی اطراف دانست. خرمالی و ابطحی در سال 2003 نیز نوسازی اسمکتیت را در شرایط زهکشی ضعیف برای خاکهای جنوب ایران گزارش کردند(32). بخش اعظم اسمکتیت موجود در خاکهای مورد مطالعه میتواند مربوط به تبدیل ساده ایلیت به اسمکتیت باشد. از طرفی منشا توارثی نیز میتواند بخشی از اسمکتیت موجود در این خاکها را توجیه کند. با بررسی نتایج ارزیابی تناسب اراضی ملاحظه میگردد با وجود اینکه منطقه مورد نظر از نظر اقلیم نسبتا مناسب برای محصولات عمده منطقه می باشد. ولی غالب واحدهای اراضی دارای محدودیتهای متوسط تا زیاد بوده و در واقع عمدهترین محدودیت از جانب خاک می باشد. اغلب عوامل محدود کننده در منطقه برای محصول گندم که باعث کاهش درجه تناسب اراضی گردیده عبارتند از : شوری و قلیاییت، زهکشی ضعیف، عمق خاک، آهک بالا، توپوگرافی (درصد شیب وپستی وبلندی) سنگ و سنگریزه سطحی وعمقی و اسیدیته میباشد،که بایستی نسبت به کاهش یا رفع محدودیت آنها اقدام نمود تا سازگاری زمین افزایش یابد.
منابع
Genesis and Mineralogical properties as influenced by topography and ground water table and Land Suitability Evaluation for Kaftar Region of Fars Province
Abolfazl Azadi[3]*
abolfazl_azadi @yahoo.com
S.Ali Abtahi[4]
Abstract
Genesis, classification and study of physicochemical, mineralogical and morphological properties of soils of kaftar region in the north of Fars province (Eghlid), was conducted. This region has xeric soil moisture regime and mesic soil temperature regime and its area is about 10,000 hectares. The mean annual rainfall and temperature were 508 mm and 12 degrees of Celsius, respectively. The main objectives of this investigation were study of physical, chemical and mineralogical properties of soils of the region, study of effective factors of formation and genesis of soils of the region and their classificationand land suitability evaluation of land under cultivation of irrigated wheat, study of soil clay minerals and their effects on formation and genesis of soils of the region. Five physiographic units consist of five physiographic units, namely gravelly colluvial fans, Piedmont plains, Low lands, Mountains and Hills were identified. Topography and the underground water table changes were known as the most important factors of soil formation of this region. Entisols, Inceptisols,vertisols and Alfisols are four soil orders that have been found. Clay mineralogy studies showed the presence of chlorite, illite, smectite, interstratified minerals, and quartz (in clay size). Illite and chlorite have inheritance origin and are generally considered to be weatherable minerals and could be changed because of transformation reactions into interstratified minerals and smectite. The result for qualitative land suitabilities have been shown critical, unfit and fairly suitable for wheat cultivation.
Keywords: Illite, Clay Minerals, Physiographic Units, Land Suitability, Irrigated Wheat
1- دانشجوی دکتری بخش علوم خاک، دانشکده کشاورزی،دانشگاه شیراز *(مسئول مکاتبات).
2- استاد بخش علوم خاک، دانشکده کشاورزی،دانشگاه شیراز.
1- PhD student of Soil Science,Department of Soil Science, Agriculture Faculty, Shiraz University, Shiraz, Iran.(Corresponding author)
2- Professor of Soil Science, Department of Soil Science, Agriculture Faculty, Shiraz University, Shiraz, Iran