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]^*

Abolfazl_azadi@yahoo.com

سید علیابطحی[2]

چکیده

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.

مقدمه

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.

: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.

:Iشاخص:R_min    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.

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:

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

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

جدول3-  نتایج ارزیابی خصوصیات اقلیمی برای گندم آبی در منطقه

جدول 4-  راهنمای تعیین درجه  اقلیم با استفاده ازشاخص اقلیم

جدول 5- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی سریهای خاکها

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

1. ظهیرنیا، ع، و ش. محمودی . 1382. بررسی خصوصیات ریخت‌شناسی، فیزیکوشیمیایی، کانی شناسی و رده بندی خاک‌های ایستگاه تحقیقات دیم و حفاظت خاک کوهین. چکیده مقالات هشتمین کنگره علوم خاک ایران. دانشگاه رشت. صفحات 152.153-
2. رضاپور، س، و م. باقرنژاد. 1380 . بررسی و مطالعه خصوصیات ژنتیکی، موروفولوژیکی، فیزیکوشیمیایی، مینرالوژیکی و طبقه بندی خاک‌های منطقه‌ی دلی مهرجان استان کهگیلویه و بویر احمد. چکیده مقالات هفتمین کنگره علوم خاک ایران. دانشگاه شهرکرد. صفحات 149- 148.
3. Schaetzl, R., and Anderson, S. 2005. Soils: genesis and geomorphology. Cambridge University Press, Cambridge.
4. Jiang, P., and Thelen, K.D. 2004. Effect of soil and topographic properties on crop yield in a north-central corn-Soybean cropping system. J. Agron. 96: 252-258.
5. Jenny, H. 1941. The Factors of soil formation. McGraw- Hill Book Co., New York. 281pp.
6. Birkeland, P. W. 1999. Soils and geomorphology. 3rd ed. Oxford Univ. Press, New York
7. جعفری، م. و ف. سرمدیان. 1387 . مبانی خاک شناسی و رده بندی خاک. انتشارات دانشگاه تهران788 صفحه.
8. Nael M Khademi H Jalalian A Schulin R Kalbasi M and Sotohian F, 2009. Effect of geo-pedological conditions on the distribution and chemical speciation of selected trace elements in forest soils of western Alborz, Iran. Geoderma, 152:157-170.
9. اولیائی، ح. ر.، و ع. ابطحی". 1382. "کانی شناسی رس برخی از خاکهای استان کهگیلویه و بویر احمد". مجموعه مقالات هشتمین کنگره علوم خاک ایران. جلد اول. صفحات106-  108
10. Sing, G. H., and G. S. Chuman. 1991. Morphology and characteristics of some soil on different land forms in kamrup district of Assam. J. Indian Soc. Soil Sci. 39:209-211
11. Arkley, R. J. 1963. Calculation of carbonate and water movement in soil from climatic data. Soil Sci. 96: 239-248.
12. Jenny, H. 1958. Role of plant factor in the pedogenic function. Ecology. 39: 5-16.
13. باقر نژاد، م. 1381. جغرافیای خاک های ایران و جهان . انتشارات دانشگاه شیراز. 146 صفحه.
14. زارعیان، غ. و م. باقر نژاد .1379 .  اثر توپوگرافی در تکامل خاک و تنوع کانی های رسی منطقه بیضاء استان فارس، مجله علوم خاک و آب.  جلد 14 . شماره .1
15. Abtahi, A. 1980. Soil genesis as affected by topography and time in highly calcareous parent material under semiarid conditions in Iran. Soil Sci. Soc. Am. J .44: 329-336.
16. گیوی، ج. 1377. ارزیابی کیفی، کمی و اقتصادی تناسب و تعیین پتانسیل تولید اراضی برای محصولات عمده فلاور جان اصفهان. مؤسسه پژوهش های برنامه ریزی و اقتصاد کشاورزی، 436 صفحه.
17. Gee, G. W., and J. W. Bauder. 1986. Particle - size analysis, hydrometer method. p. 404-408. In A. Klute et al. (ed.) Methods of Soil Analysis, Part I, Am. Soc. Agron., Madison, WI.
18. Nelson, D. W., and L. E. Sommers. 1996. Total carbon, organic carbon and organic matter. P. 961-1010.In D.L. Sparks et al. Methods of Soil Analysis, Part III, 3^th ed., Am. Soc. Agron., Madison, WI.
19. Thomas, G. W. 1996. Soil pH and soil acidity. P. 475-490. In D. L. Sparks et al. (ed.) Methods of Soil Analysis, Part III, 3rd Ed., Am. Soc. Agron., Madison, WI.
20. Helmke, P. A., and D. L. Sparks. 1996. Lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium. p. 551-574. In D. L. Sparks et al. (ed.) Method of Soil Analysis. Part 3. 3^th ed. Am. Soc. Agron., Madison, WI.
21. Sumner, M. E. and W. P. Miller. 1996. Cation exchange capacity and exchange coefficients. P. 1201-1229. In D. L. Sparks et al. (ed.) Methods of Soil Analysis Part III, 3rd Ed., Am. Soc. Agron., Madison, WI.
22. Rhoades, J. D. 1996. Salinity: Electrical conductivity and total dissolved solids. P. 417-436. In D. L. Sparks et al. (ed.) Methods of Soil Analysis, Part III, 3rd Ed., Am. Soc. Agron., Madison, WI.
23. Loppert, R. H., and D. L. Suarez. 1996. Carbonate and gypsum. p. 437-474. In D. L. Sparks et al. (ed.) Method of Soil Analysis. Part 3. 3^th ed. Am. Soc. Agron., Madison, WI.
24. Jackson,‌ M‌L. ‌1975. ‌Soil Chemical Analysis‌Advanced‌Course,‌ Univ.Wis.College of Agric., Dept. Soils, Madison, WI. 894 pp.
25. Kitrick, J.A., and E.W.Hope.1963.A procedure for particle size seprations of soils for XRay diffraction.
26. Mehra, O. P., and M. L. Jackson. 1960. Iron oxide removal from soils and clays by a dithionate- citrate system buffered with sodium bicarbonate. Clays and Clay Miner. 7:317-327.
27. Johns, W. D., R. E. Grim, and W. F. Bradley. 1954. Quantitative estimation of clay minerals by diffraction methods. J. Sediment. Petrol. 24: 242-251.
28. Sys, C., E.  Vanranst, and J. Debaveye. 1991. Land evaluation. Part I: Principles in land‌evaluation‌and‌crop‌production calculation.‌General‌Administration for Development Cooperation. Agric. Pub. 1. No. 7. Brussels, Belgium.
29. Mahjoory, R. A. 1979. The nature and genesis of some soils in arid regions of Iran. Soil Sci. Soc. Am. J. 43: 1019-1024.
30. Wilson, M.J. 1999. The origin and formation of clay minerals in soils: past present and future perspectives. Clay Miner. 34: 7-25.
31. ترابی گل سفیدی، م. ، م. کریمیان اقبال.، ج. گیوی.و ح. خادمی .1380 .  مطالعه‌ کانی های‌ رسی‌ در اراضی‌ شالیکاری روی‌ لندفرم های‌ مختلف‌ شرق‌ گیلان‌، مجله علوم خاک و آب. جلد 15 . شماره .1 صفحات122-  138.
32. Khormali, F.,‌and‌ A.‌Abtahi, 2003. Origin and distribution of clay minerals in calcareous arid and semi- arid soils of Fars province. Clay Miner. 38: 511– 527.
33. Borchardt,‌ G. 1989.‌Smectites.” pp. 675-727. In: Dixon, J.B., and S.B Weed, (eds.), Minerals in Soil  Environment‌ Soil Sci. Soc. Amer., Madison, WI  .
34. Gharaee, H. A., and R. A., Mahjoori. 1984.”Characteristics‌and‌geomorphic relationships‌of some representive Aridsols in Souther Iran. Soil Sci. Soc. Am. J. 48:1115-1119.
35. Givi, J., and A. Abtahi. 1985. “Soil  gensis as affected by topography and depth of saline and alkali groundwater  under semiarid condition in Southern  Iran .Iran Agric. Res. 4:11-27.