دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
اولین طبقه بندی خاک را داکوچایوف انجام داد که این دانشمند معروف است به پدر خاکشناسی.
شروع کننده و اولیت عامل هوادیدگی باران است که با نفوذ باران در شکافها باعث بازشدن صخره ها و خورده شدن آنها می شود و وقتی با باد همراه شد این خوردگی بیشتر می شود و در این حالت درروی صخره ها یک لایه نازک خاک متولد می شود که این خاک ابتدایی ترین خاک است و اصطلاحاً خاک در جا است یعنی در همان بستر متولد شده.
عوامل هوادیدگی خاک:
1- باران
2- یخ زدگی یا آب شدن
3- باد
اقلیم روی خاک یک منطقه تاثیر می گذارد.
عوامل خاکسازی
1- سنگ مادر 2- اقلیم یا آب و هوا 3- پستی و بلندی 4- زمان 5- موجودات زنده
رینی از دانشجویان داکوچایوف بود که عوامل بالا را عوامل خاک سازی نام نهاد.
خاک: محیطی است یا به عبارت دیگر پوستة نازک سطح خشکیهای زمین را گویند که بر اساس عوامل اقلیمی برروی سنگ مادر و بر اساس پستی و بلندی در طول زمان به وجود می آید و موجودات زنده در آن نقش دارند.
Pedology خاک: هدف این گروه این بود که خاک را به عنوان موجود غیرزنده طبقه بندی می کنند.
ادافولوژی: شاخه ای دیگر از علم خاک شناسی است که به رابطه آب و خاک و گیاه می پردازد.
از نظر این گروه خاک موجودی است زنده که به عنوان تکیه گاهی برای گیاه و محلی است برای تغذیه و جذب آب برای گیاه هم می باشد. خاک سطحی ترین پوستة قشر زمین است.
تفاوت خاکشناسی و زمین شناسی: در خاک شناسی فقط 200 متر سطح زمین مورد بررسی قرار می گیرد و از آن به پایین مخصوص زمین شناسی.
برای شناخت خاک (شناخت لایه خاک) لازم است حفره ای حفر کنیم که به آن پروفیل یا نیم رخ گویند. همه خاکها یک نوع پروفیل ندارند.
شرایط پروفیل: اعلام محیط بررسی خاک از نوع سایه بودن یا زیر خورشید بودن و حتماً باید در آفتاب باشد.
1- در نیمکره شمالی پروفیل را طوری می زنیم که یکی از دیواره های پروفیل به سمت خورشید باشد و همچنین نیم کره جنوبی. ابعاد پروفیل 2m طول 1m عرض 1.5m تا 2m متر ارتفاع که ارتفاع پروفیل بستگی به منطقه فعال ریشه در چه منطقه یا قرار دارد یعنی ریشه گیاه چه مقدار رشد می کند.
به هر لایه که روی هم قرار گرفته افق گفته می شود. عوامل تمایز افقها: 1- رنگ 2- ریزی و درشتی ذرات که به آن بافت خاک گویند. 3- ترتیب قررار گرفتن یا طرز قرار گرفتن ذرات آن که به ساختمان خاک معروف است.
Pedon پدون: کوچکترین واحد حجمی یک خاک که تمام خصوصیات آن خاک را داراست گویند. و به حفره ای که وقتی پدون را درمی آوریم پروفیل گویند.
Poly Pedon: به مجموعة چند پدون پلی پدون گویند.
خاک از سه فاز مختلف تشکیل شده
1- فاز جامد
1- فاز معدنی (مواد معدنی)
2- فاز آلی (مواد آلی)
در یک خاک نرمال فاز جامد %50 آنرا تشکیل می دهد که %5 آن مواد آلی، %45 مواد معدنی است.
2- فاز مایع %25 تا %30 آب
3- فاز هوا که %25 تا %30 را تشکیل می دهد.
اگر فاز مایع زیاد شود فاز هوا کم می شود و اگر فاز هوا زیاد شود فاز مایع کم می شود و فاز جامد همیشه ثابت است. بین رطوبت هوا و رطوبت خاک یک تعادل برقرار است. و همچنین در میزان ازت خاک و هوا. تنها مورد متفاوت در میزان Co2 و اکسیژن خاک و هوا است که اکسیژن خاک کمتر از اکسیژن هواست.
املاحی که در آب داخل خاک است بیشتر از املاح آب سطح زمین است.
مواد معدنی در خاک خصوصیات فیزیکی خاک را کنترل می کند.
مواد معدنی در خاک سه گروه هستند1- شن(sand) 2- سیلت(silt)3-رس(clay)
خاک مورد بحث ما خاکی است که قطر ذرات آن کمتر از 2mm است. و به دلیل وجود هدفهای متفاوت میزان مواد معدنی خاک و طبقه بندی آنها متفاوت است.
3 طبقه بندی وجود دارد 1- آمریکایی 2- بین المللی 3- اروپایی.
1- در آمریکایی بیشتر به اندازه شن توجه شده است.
2- در بین المللی به هر سه ذره خاک توجه شده است.
به درصد نسبی ذرات تشکیل دهنده خاک (شن، سیلت، رس) بافت خاک گویند و بافت برای هر نوع خاک متفاوت است.
افق آلی: میزان مواد آلی در اینجا زیاد است یا افق O (Organic) بعد از این افق، افق A است.
سطحی ترین افق در خاک افق O است که محل تجمع مواد آلی و نسبت به افقهای زیرین پررنگ تر است به خاطر وجود مواد آلی. افق بعدی افق A است که مخلوط مواد معدنی و آلی است. یک افق معدنی است و رنگ آن از بقیه افقهای پایین تر و تیره تر است ولی از افق O روشن تر است. محل توسعه ریشه فعال گیاه در افق A می باشد. بیشترین جذب گیاه در افق A انجام می دهد. بیشترین عملیات کشاورزی و خاک ورزی در افق A انجام می‌شود. به این افق که محل توسعه ریشه است و عملیات کشاورزی در آن انجام می شود افق سطح الارض Top Soil نامیده می شود.
افق B زیر افق A قرار دارد و محل رسوب موادی است که از افق A آمده و یک افق رسوب شده Illuvial گفته می شود. افق B جدای از افق A است و جایی است که عملیات کشاورزی انجام نمی شود ولی استثناً در هنگام subsoiler انجام می شود. اگر رسوب املاح از افق A به افق B متوالی انجام شود و تمام املاح افق A شسته شود افق جدیدی بنام افق E، تشکیل می شود و Elluvial نامیده می‌شود که بین افق A و B قرار دارد و از همه روشنتر است.
در منطقه B توسعه ریشه وجود ندارد و کم است.
بعد از افق B افق C است.
اگر خاک در جا تشکیل شده باشد و جنس خاک با سنگ زیرین یکسان باشد آن سنگ مادر P است و اگر مشابه نباشد سنگ بستر R است.
هرچه لایه های عمیق تر باشد نشان دهندة عمر بالای خاک است.
در منطقه O و A هوازدگی شیمیایی زیاد است و در منطقه C و P یا R هوازدگی فیزیکی زیاد است. افقهای تحت الارض افقهایی است که عملیات کشاورزی و رشد ریشه در آن انجام نمی شود. در بعضی اوقات افق B و C افق تحت الارض نامیده می‌شود که بستگی به ضخامت لایه های زمین دارد.
اولین مشخصه شناخت خاکها و افقها: 1- رنگ است 2- ریزی و درشتی به عنوان بافت خاک 3- طرز قرار گرفتن اجزاء (ساختمان خاک).
ذرات خاک نرم از 2 میلی متر کمتر است.
سه جزء تشکیل دهنده خاک (رس clay، سیلت silt، شن sand)
طبقه بندی آمریکا
USDA بین المللی
Sand خیلی درشت mm2-1 -----
درشت 1-0.5 2-0.2
متوسط 0.5-0.25 -----
ریز 0.25-0.1 0.2-0.02
خیلی ریز 0.1-0.05 -----
Silt 0.05-0.002 0.02-0.002
رس clay 0.002> 0.002>
تفاوت در دو طبقه بندی در مرز بین سیلیت و شن است بین 0.02 و 0.05 است و به علت هدف مطالعه ذرات این گونه طبقه بندی شده.
و شباهت آنها مرز بین شن و سیلت 0.002 است. و دلیل این به شکل آن برمی‌گردد که شن و سیلیت کروی است ولی رس ورقه ای است و کروی نشدن رس به این دلیل است که رس یک کانی ثانویه است (کانی که ترکیب و ساختمان آن اصلاً عوض شده ………) و شن و سیلیت یک کانی اولیه است. کانی اولیه: (کانی که که ترکیب و ساختمان آن همان سنگ اولیه است یعنی سنگ مادر خرد شده و خواص آن تغییر نکرده) رسها خاصیت کلوئیدی دارند یعنی نه محلول اند و نه رسوب و این موضوع در مرز 0.002 اتفاق می افتد. و رسوب ذرات 4 روز طول می کشد و دلیل آن به خاطر ورقه ای بودن آنهاست. و به خاطر اینکه سطح ویژه آنها (سطحی که جسم با محیط در تماس است) بیشتر است.
با کوچکتر شدن ذره سطح ویژه آن نیز افزایش می یابد
شباهت آنها این است که در مرز 0.002 ذرات کلوئیدی می شود و ذرات اینجا از هم جدا می شوند. بین ذرات کلوئیدی و ذرات غیر کلوئیدی در این مرز فصل ایجاد می شود.
تجزیه مکانیکی: روشهایی را که ما بکار می بریم برای تشخیص درصد نسبی ذرات تشکیل دهنده خاک و به دنبال آن بافت را تعیین بکنیم به تجزیه مکانیکی خاک معروف است.
که تجزیه مکانیکی خاک به قانون stoke’slaw معروف است
قانون stoke’slaw: هر ذره ای که وارد سیال می شود 2 نیرو به آن وارد می‌شود که 1 نیروی جاذبه و 2 نیروی اصطکاک و یا نیروی مقاوت ذرات سیال و غیره می باشد.
ذره در هرجا ثابت است
ذره به بالا حرکت می کند
ذره به پایین حرکت می کند
قانون Stoke
V= سرعت سقوط ذره ، d1= چگالی ذرات خاک
d2= چگالی سیال (آب) ، g = شتاب ثقل زمین =
ι(نو) ضریب اصطحکاک – لزوجت ویسکوزیته، گرانروی
یا پوآز که در پوآز 0.01 .r= شعاع ذره (Cm)
V با شعاع و یا مجذور شعاع رابطه مستقیم دارد
محدودیتهای قانون stoke;s: 1- کروی و سخت 2- ذرات باید دارای چگالی یکسان باشند3- چگالی سیال ثابت 4- سقوط آزادانه (نیروی سوم وجود نداشته باشد) 5- سیال ساکن باشد.
سوال: اگر 50gr خاک نرم برداریم و داخل استوانه 1lit ریخته و 1lit آب نیز در داخل آن ریخته که ارتفاع 1lit ، 30Cm است زمان سقوط ذرات خیلی ریز را محاسبه کنید.
(0.1-0.05mm) قطر
پوآز
به پایین برسد و رسوب کند) sand(طول می کشند که
نمونه
simple
در مثلث تعیین محدوده خاک
sand موازی silt + silt موازی clay + clay موازی sand
در آزمایشات کاملاً نتیجه %100 رسوبات نمی شود بدلیل اینکه در هنگام رسوب امکان دارد ذرات silt وجود داشته باشد که این ذرات در بین ذرات sand محبوس می شود و یا به عبارت دیگر ذرات ریزتر بین ذرات درشت تر محبوس شود و این دلیل بر آن است که ما صدردرصد نتیجه رسوب نکند.
بافت خاک:
خاک به 3 محیط تقسیم می شود 1- خاک سبک (شنی) یا درشت بافت sand، %80 Lomy sand 2- خاک متوسط (میانه) لومی sandy loam خاک لومی که میزان شن بیشتر است، میزان لوم خاک بیشتر است خاک شنی که میزان سیلت و رس آنها تقریباً برابر باشد.
Silty lom خاک لومی که میزان سیلت آن بیشتر است، loam هر سه تقریباً یکسان هستند sandy clay loam خاک لومی که رس بیشتر از شن باشد، silty clay loam خاک لومی که رس بیشتر از سیلت باشد
3- خاک رسی (سنگین) ریزبافت: sandy clay خاک رسی که شن آن زیاد باشد، silty clay خاک رسی که سیلت آن زیاد باشد. Clay خاکی که بیشتر از %40 آن رس باشد.
ساختمان خاک:
طرز قرار گرفتن ذرات اولیه در کنار هم و تشکیل ذرات ثانویه به نام خاکدانه را ساختمان خاک گویند.
اگر ذرات قرار است به هم بچسبند باید به هم نزدیک شوند. ازجمله عوامل نزدیک کننده:
1- ریشه گیاهان 2- چرخ تراکتور، سم حیوانات 3- فشار لایه ها و افقهای رویی 4- فعالیتهای کشاورزی 5- رس 6- فعالیت موجودات زنده مخصو.صاً خاکسازی ها.
ریشه علاوه بر نزدیک کردن اجزاء به وسیله صمغ ریشه یا مواد مترشحه ای که از ریشه خارج می شود می توانند باعث چسبندگی عوامل خاک گردد. بقایای ریشه یکی از عواملی است که هوموس خاک را زیاد می کند (مواد آلی) و باعث افزایش چسبندگی خاک گردد.
در فعالیتهای کشاورزی بهترین حالت آن است که آنرا به حداقل ممکن برسانیم و بیشترین کار را انجام دهیم. ساختمان خاک بر خلاف بافت تغییرپذیر است.
رسها به صورت لایه های منظم بین ذرات قرار می گیرد. و به این رسهای منظم رسهای توجیه شده گویند و تقریباً بین ذراتند. رسهای توجیه شده اطراف ذره را فرا می گیرد که به آن پوشش رسی (clay skin) گویند.
پوشش رسی بعلاوه رسهای توجیه شده تشکیل افق آرجلیک را می دهند که در افق B می باشد.
موجودات خاک زی با فعالیتشان چون دارای مواد مترشجه یا صمغی اند می‌توانند باعث چسبندگی شوند و همچنین بعد از مرگشان، جسدشان میتواند باغث افزایش مواد آلی خاک و چسبندگی بیشتر ایجاد کند.
7- رطوبت: به خاطر کشش سطحی ذرات آب می تواند ذرات خاک را به هم بچسباند.
شخمی مناسب است که کمترین خاک را از پشت تراکتور بلند کند. در زمان خیس شدن بهترین حالت برای شخم زدن است چون که چسبندگی بین ذرات در بیشترین میزان است. بنابراین در حالت خیسی حالت شکل پذیری آن (الاستیکی) بیشتر است.
حالتی که در شالیزار است و در هنگام اشباع شخم می زنیم به آن گل غرق‌آبی گویند به خاطر آنکه در این هنگام باعث درست چیده شدن لایه C، Si، S است که هم از لحاظ آبگیری در سطح آن بیشتر می شود و مناسب برای از بین رفتن علفهای هرز است. همچنین آب کمتری مصرف می شود.
رطوبت نیز با یخ بستن میتواند در ساختمان خاک دخیل باشد.
1) افت دما سریع باشد اگر سریع یخ بزند خاک دانه می ترکد و باعث تزلزل و سستی خاک دانه می شود.
2) افت دما به آهستگی و به مرور زمان باشد رطوبت فرصت دارد از خاک دانه برون بیاید و در بیرون ذره یخ بزند و در ثبات و استقامت خاک موثر خواهد بود.
پایداری، ثبات و استقامت خاک در 3 حالت بررسی می شود.
1) حالت خشک: سختی و نرمی خاک در زمانی است که خشک است بررسی می شود.
2) حالت مرطوب: حالت الاستیکی و شکل پذیری آن بررسی می شود.
3) حالت خیس یا اشباع می توان مقاومت خاکدانه در هنگام اشباع شدن را مورد بررسی قرار دهند.
شکل خاکدانه:
در خاک دو حالت دارد 1- دارای ساختمان 2- بدون ساختمان
بدون ساختمان:
1- ذرات اولیه از هم جدااند بدون خاکدانه اند مانند ماسه بادی که تکدانه ای است.
2- ذرات به هم چسبیده و شکل خاصی نداشته باشد و به صورت یک توده باشد که به آن توده ای گویند مانند خاکهای کاملاً رسی.
دارای ساختمان به این اشکال است.
1- کروی متخلخل. که دارای آن منافذ باشد. کروی بدون تخلخل کروی است که دارای منافذ نیست.
2- ورقه ای: ارتفاع از طول و عرض خیلی کمتر است.
ورقه ای و یا کروی در سطح الارض و افق A دیده می شود و ورقه ای بیشتر در افق E دیده می شود.
3- مکعبی: که طول و عرض و ارتفاع تقرباً به یک اندازه است. اگر گوشه های مکعب تیز باشد به آن زاویه دار گویند و اگر گوشه های آن منحنی باشد به آن بدون گوشه گویند.
4- ستونی و منشوری: بعد ارتفاع خیلی بیشتر از طول و عرض است. تفاوت ستونی و منشوری برش عرضی و ستونی یک گردی است و در منشوری برش عرضی یک چند ضلعی است.
3 و 4 در بخش تحت الارض و مخصوصاً در افق B دیده می شود.
در خاکهایی که ساختمان داریم وقتی ریشه به حالت مکعبی، ستونی، منشوری می رسد به علت اینکه نظام فضا کم است نفوذپذیری ریشه کم می شود.
خاک شنی و رسی تفاوتشان در فضاهای بین خاکدانه ها و یا تخلخل بین آنهاست و خاک شنی یا درشت بافت خشک و خاک شنی یا ریزبافت مرطوب است.
تخلخل (sand) درشت و طیف زیاد نفوذ آب به داخل خاک و تخلخلهای (clay) ریز نگهدار ی آب و یا رطوبت داخل خاک است و تخلل (Loamy) متوسط: حرکت آب داخل خاک.
تخلخل کل مجموعه ای از تخلخل درشت متوسط و ریز است.
تخلخل کل در رسی بیشتر است و در شنی کمتر است. و چون وزن واحد حجم خاک دست نخورده (فضاهای بین ذرات تغییر نکرده باشد و دست نخورده باشد) در خاک شنی بالاست. وزن مخصوص ظاهری که وزن بخش بر حجم خاک دست نخورده است است. (Bd) Bulk d= درنتیجه وزن مخصوص ظاهری در خاک شنی پایین و در خاک رسی وزن واحد حجم دست نخورده کم است وزن ظاهری بالاست.
عوامل مؤثر بر Bd: وزن مخصوص ظاهری 1- بافت خاک 2- ساختمان خاک 3- مواد آلی و یا هوموس 4- فعالیتهای کشاورزی 5- فشار لایه های رویی.
وزن واحد حجم ذرات جامد = وزن مخصوص حقیقی از عواملی که بر تخلخل تاثیر می گذارد. Particald (pd) عواملی که بر وزن حقیقی اثر می گذارد
1- جنس ذرات خاک 2- مواد آلی
دامنه تغییر وزن مخصوص ظاهری که نیز استفاده می شود.
و دامنه تغییر وزن مخصوص حقیقی و یا نیز استفاده می شود
برروی تخلخل کل دو عامل وزن مخصوص حقیقی و وزن مخصوص ظاهری موثر است.
درصد حجمی ذرات جامد خاک = درصد حجمی تخلخل
وزن (یک هکتار زمین) به عمق 20cm و را می توان حساب کرد.
حجم
وزن
رطوبت خاک:
حرارتی که در اثر جذب مولکول خاک توسط ماتریکس در مرحله اول خاک بوجود می آید و علت آن کاهش انرژی جنبشی خاک است.
انرژی این واکنش از پیوند قطبهای مخالف با هم به وجود می آید. آب مایع وقتی که در مجاورت ماتریکس قرار می گیرد ماهیت یخ را پیدا می کنند.
آب ادهسیون:
آب یا لایه ای که در اطراف و مجاورت ماتریکس قرار دارد و با نیروی چسبندگی به ذرات چسبیده و ماهیت یخ را دارد . این لایه غیرقابل استفاده و غیرقابل جذب برای گیاه است.
آب کوهسیون (آب و رطوبت قابل استفاده، سهل الوصول)
آبی که بعد از لایه ادهیسیون قرار می گیرد آب قابل استفاده گیاه است و چون نیروی پیوستگی آب (بین مولکولها) به وجود آمده به آن آب کوهسیون و ریشه آنرا بهتر جذب می کند چون ماتریکس بر آن تأثیر کمتری دارد.
در این نوع یا حالت تخلخلهای ریز لشباع از آب و تقریباً از تخلخلهای متوسط از آب اشباع است.
آب ثقلی
آبی که بر اثر نیروی ثقلشان حرکت می کنند (نیروی وزن) که به این آب، آب ثقلی یا آب آزاد گویند که ماتریکس هیچ تأثیری بر آن نمی گذارد و ریشه این آب را جذب نمی کند و در این حالت خاک کاملاً اشباع است (آب خارج شده از زیر گلدانی آب ثقلی است)
هرچه از آب کوهسیون حجم آب کم می شود تا نزدیکی آب ادهسیون جذب آب توسط ریشه سختر و کمتر خواهد شد.
در این حالت گیاه پژمرده می شود و پژمردگی موقت است اگر آب به گیاه بدهیم گیاه شاداب می شود ولی اگر به سمت ادهسیون بیشتر برویم گیاه کاملاً پژمرده می شود و بازگشت پذیر نخواهد بود و کاملاً به سمت آب ادهسیون حرکت کرده ایم.
هرچه مقدار کشش ماتریکس کمتر باشد آب را ریشه بهتر جذب می کند و به میزان آب بستگی ندارد.
پتانسیل ماتریک:
به نیروی کشش و مکش که توسط ماتریکس یا ذرات جامد خاک برروی مولکولهای آب وارد می شود را پتانسیل ماتریک گویند که جذب آب توسط خاک کاملاً به پتانسیل ماتریک وابسته است و آنرا با (فی ام ) نمایش می دهند. (پتانسیل ماتریک منفی است به علت این که کشش آن منفی است)
پتانسیل ثقلی: آن پتانسیلی است که بر اساس وزن مولکولهای آب به مولکولهای آب وارد می شود و مولکول آب حرکت می کند و نیروی ثقل به آن اعمال می شود و آنرا با نمایش می دهند در پتانسیل ثقلی هرچه از سطح آب پائین تر آییم مثبت و بیشتر می شود. هنگامیکه خاک اشباع است پتانسیل ثقلی مطرح است و هنگامیکه خاک غیر اشباع است پتانسیل ماتریک مطرح است. پتانسیل ماتریک بیان می کند که خاک به آب نیاز دارد یا خیر.
پتانسیل اسمز:
مواد و املاحی که در خاک حمل می شوند باعث بوجود آمدن پتانسیل اسمزی می شود و آنرا با نمایش می دهند.
پتانسیل کل
مجموع سه پتانسیل اسمزی، ماتریک و ثقلی برابر پتانسیل کل است و این پتانسیل باعث حرکت است.
(پتانسیل های جزئی)
برای اندازه گیری پتانسیل از دستگاه پتانسیومتر یا تانسیومتر استفاده می شود. تا موقعیکه هوا وارد دستگاه نشود می توان از این دستگاه استفاده کرد و در فشار صفر تا -0.8 از آن استفاده می شود.
در روش جدید از بلوکهای گچی با پشم شیشه یا آزبستی که داخل آنها دو الکترود وجود دارد که با سطح مقطع مشخص و فاصله مشخص از هم قرار دارند هرچه رطوبت الکتریکی آن بیشتر است رطوبت بیشتر خواهد شد.
و ایراد آنها این است که تخلخلهای آنها پر می شود و هرچند وقت آنها را تست می کنند که اگر پر شده بود بلوک آنرا عوض می کنند دستگاه دیگر نوترون متر است که گودالی حفر شده و آنرا داخل حفره قرار داده این دستگاه میله ای است که در انتهای آن با سرعت مشخص نوترون پرتاب می کند و در یک سطح معلوم تعداد نوترون پرتاب شده را اندازه می گیرند. هرچه رطوبت بیشتر تعداد نوترونهای پرتاب شده کمتر خواهد بود. این دستگاه از لحاظ سلامتی و بهداشت فردی مشکل دار است.
اکثر گیاهان زراعی در فشار تا گیاه شروع به جذب آب می‌کند که متوسط آن است و به آن ظرفیت زراعی یا رطوبت زراعی می گویند.
اکثر گیاهات در به پژمردگی کامل می رسند که به آن نقطه پژمردگی دائم گویند.
اگر آب ادهسیون را بخواهیم آزاد کنیم باید فشار به آن بدهیم چون فشار در آب ادهسیون است.
آب ادهسیون یا آب هیگروسکوپی، آب مویینه ای، آب کاپیلاریته، آب پوسته ای یا غشائی)
آب ساختمانی ذره که جزء ساختمان خاک است در فشار است و با آزاد می شود.
هرچه پتانسیل به -15 نزدیک تر باشد باید زودتر آبیاری شود.
آب قابل استفاده از تا است.
فشار یک ستون آب روی یک سانتیمتر مربع را یک بار گویند (1020)
PF: برابر منفی لگاریتم فشار ستون آب بر حسب سانتی متر آب است.
میزان PF در نقطه اشباع صفر است.
فرمول اصلی درصد حجمی ذرات=
سوال
درصد حجمی ذرات جامد 100-72=28
درصد تخلخل درصد حجمی ذرات جامد=
وزن یک هکتار زمین به عمق 20 سانتیمتر چند تن وزن دارد در صورتی که باشد و فرض بر اینکه در این خاک درصد رطوبت حدود 20% باشد عمق آب چقدر است.
S=10000m2
H=20Cm=0.2m
وزنW=? Ton
Bd=1/4
تقسیم بر 1000 می کنیم تا تبدیل به Ton شود.
حجم آب
عمق آب
خصوصیات شیمیایی خاک:
تجمع بار الکتریکی منفی در یک ذره به علت زیاد بودن سطح ویژه خیلی بیشتر از شن و سیلت است بنابراین رس تاثیرگذاری زیادی بر خاک دارد.
تجمع بار الکتریکی برروی سیلت و شن کم است بنابراین تاثیر کمتری در محیط می گذارد.
رسها کانی ثانویه هستند که از دوباره متبلور شدن عناصر کانی اولیه بوجود می آید و سیلت و شن کانی اولیه هستند که از خرد شدن ذرات بزرگتر بوجود آمده اند.
وقتی کانی دوباره متبلور می شود و بسته به شرایط محیطی که بلور شکل می گیرد کدامیک از عناصر دارای غلظت بیشتری است آن شکل می گیرد.
، و بیشترین عناصر در خاک هستند. کانی های ثانویه از این سه تشکیل می شود.
Si و O به طور جداگانه می توانند تشکیل شبکه بلور دهند سه در یک سطح قرار می گیرند وسط آنها یک روی Si قرار می گیرد هرم که به این شکل که Si و O می سازند تتراهیدرال گویند.
کانی الیوین: کانی که تترا هیدرالها به صورت رشته ای یا زنجیروار در کنار هم قرار می گیرند را گویند. اگر این زنجیره و این کانی الیوین در یک صفحه به وجود بیاید به آن کوارتز گویند ( کواترز) یکی از محکم ترین کانی های طبیعت کوارتز است.
اگر تعداد بارهای مثبت و مفی را در تتراهیدرال جمع و تفریق کنیم عددی اضافه می آید که اکسیژن در لبه کانی کاملاً خنثی نشده و کانی دارای بار منفی است.
به دلیل عدن توازن بار منفی و مثبت در سر و لبه ها و گوشه ها کانی باعث منفی شدن بار الکتریکی می شو.د.
و :
چهار O در یک صفحه و یک اکسیژن بالا و یکی پایین و Al وسط آنها قرار می گیرد که شکل هشت وجه دارد و به آن اکتا هیدرال گویند.
O که در مجاورت محیط خارج قرار می گیرند یک از محیط جذب می کنند و به OH تبدیل می شود. برای اینکه یک لایه یا یک صفحه اکتاهیدرال بخواهیم تشکیل دهیم باید آنها در کنار یکدیگر قرار بگیرد و به آن واحد ساختمانی گویند.
یک لایه اکتا و یک لایه تترا می تواند به یکدیگر متصل شوند و یک O بین آنها مشترک می شود.
به دو شرط زیر کاتیونهای دیگر نیز می توانند جایگزین AL و Si شود
1- باید آن هم اندازه AL و Si باشد.
2- ساختمان کانی را به هم نزند و آنرا از هم نپاشاند (در صورت جانشین و جایگزین شدن) مانند و و به جای AL مرکزی در اکتا هیدرال می توانند این 3 کاتیون جانشین شوند که به این جانشینی، جانشینی هم شکل گویند. در تتراهیدرال به جای Si فقط ظرفیتی جایگزین می شود.
در اکتاهیدرال جانشینی هم شکل داریم به جای AL در اکتاهیدرال اگر کاتیون 2 ظرفیتی جانشین شود و سه مرکز پر می شود که به آن تری اکتا هیدرال گویند و اگر کاتیون 3 ظریفیتی قرار گیرد دو مرکز پر می شود که به آن دی اکتاهیدارال گویند و این به دلیل ساختمان و پایا بودن ساختمان خاک است.
ساختمان رس:
کانی ها رسی دو دسته اند:
1- ساختمان بلوری دارند یا متبلور شده اند (متبلورها) سیلیکاته گوییم.
2- غیرمتبلورها
1- متبلورها (سیلیکاته)
1- خانواده کائولین که از روی هم قرار گرفتن یک تترا روی یک اکتا به وجود می آید که به همین دلیل به آنها یک به یک گویند که نمونه آن کائولینیت است که چند لایه به شکل بالا روی هم قرار می گیرند. در کائولیت از سطح تترا تا تتراپائین را ضخامت لایه ای گویند و اندازه آن است. و پیوند هیدروژنی در فضای بین لایه ای قرار دارد و بدلیل استحکام و قدرت این پیوند این خاک بسیار چسبنده و مستحکم است. کائولینیت وقتی خیس می شود انبساط پیدا نمی کند و نمی تواند آب وارد این فضای بین لایه ای شود و به همین دللیل سطح ویژه و سطح خارجی ما کم است. ظروف چینی تقریباً همه کائولینیت هستند و کائولینیت به خاک چینی گویند سرامیک نیز از همین جنس است.
2- خانواده اسمکتیت ها که یک رس 2 به 1 است یعنی اکتا در بین دو لایه تترا قرار گرفته مانند ساندویچ
رس مونت موریلونیت که به صورت 2 به 1 است که به ازای هر 2 و یا 3 واحد ساختمانی ما یک Na سدیم داریم در خاک مونت موریلونیتNa+ نقش چسبندگی لایه ها را دارد. این خاک انبساط پذیر کامل است بنابراین آب وارد فضای بین لایه ای می شود و سطح ویژه افزایش پیدا می کند به دلیل وجود و کم بودن Na است.
خاکهایی که انبساط پذیر کامل اند و خاک مونت موریلونیت از این جنس است. یک ایراد دارد که وقتی خاک خیس است تورم می کند و بعد از خشک شدن تورم می خوابد در همین جریان بعد از چند دفعه تکرار ریشه به بیرون می افتد. اگر جانشینی هم شکل داشته باشیم Na+ دیگر جوابگو نیست و به جای آن K می نشیند که به صورت موضع (نقطه‌ای) نیست و ممکن است در جایی K باشد و در جایی نباشد)
ورمی کولیت: رس 2 به 1 از خانواده اسمکتیت ها که انبساط پذیری آن کمتر است به خاطر وجود پتاسیم که نقطه ای وجود دارد و آب در نقاطی که K وجود ندارد نفوذ می کند و سطح ویژه کمتری دارد.
3- اگر جانشینی هم شکل در اکتا کامل انجام شود و در تترا جانشینی حدود %15 AL به جای Si نشسته باشد رس جدیدی بوجود می آید بنام میکاها معروفند که یک لایه کامل از پتاسیم در بین آنها قرار می گیرد به وجود می آید میکاها غیر قابل انبساط اند.
دو نوع میکا وجود دارد. 1- موسکویت (میکای سفید) 2- بیوتیت (میکای سیاه)
1- موسکویت دی اکتاهیدرال است و به فرسایش زیاد حساس نیست
2- بیوتیت تری اکتا هیدرال است و به فرسایش خیلی حساس است.
اگر در اثر فرسایش میکاها پتاسیم در فضای بین لایه ای کم شود انبساط پذیری شروع می شود و ورمی کولیت تشکیل می شود در اصل میکاها، مادر ورمی کولیت ها هستند.
اهمیت میکاها
میکاها به علت وجود K زیاد در ساختمان آنها و فضای بین لایه ایشان زیاد است می تواند یکی از منابع مهم K به شمار آید.
کلریت ها:
هنگام تشکیل کلریت ها ما میزانی از منابع معدنی چون آهن، منیزیم، درحد اشباع بوده و یا فوق اشباع بوده و دومین عنصری که غلظتش از سایر عناصر بیشتر است آلومینیم در تترا جای سیلسیم جانشین همشکل و در اکتا منیزیم و آهن به جای آلومینیم جانشین می شود. در زمان تشکیل چون منیزیم بیشترین غلظت را دارد و در حالت فوق اشباع است به همین دلیل در این فضا در فضای بین لایه ای اکسید آبدار منیزیم می نشیند و ایجاد می شود که بنام بروسیت معروف است.
این رس 2 به 1 است. (2 تترا، 1 اکتا، 1 اکسید آبدار منیزیم)
اگر آلومینیم به جای منیزیم بنشیند آنگاه اکسید آبدار آلومینیم تشکیل می‌شود که می تواند تقریباً ساختمان اکتا را داشته باشد که می توانیم آنرا 2 به 2 بخوانیم و این اکسید آبدار آلومینیم گیبسایت GibSite گویند.
کلریت ها غیر قابل انبساط اند.
رسهای مختلط
از رسهای تشکیل شده که چند لایه اند و یک دانه بوجود می آید که این لایه‌ها می تواند چند نوع رس و لایه مختلف باشد. و به این نوع رسها که از چند نوع رس مختلف تشکیل شده باشند به آن رسهای مختلط گویند. در طبیعت ما رسهای مختلط داریم نه به صورت تکی از نوعهای مختلف. کلریت ها می توانند بزرگترین منبع برای منیزیم در خاک باشد.
عدم توازن بارهای مثبت و منفی در داخل بلور رس باعث بوجود آمدن بار الکتریکی در ساختمان رس سیلیکاته می شود. بخاطر اینکه تعداد بارهای منفی بیشتر است بار آنها عموماً منفی است و به همین دلیل درونی و به همین خاطر PH بیرون روی آن تاثیر نمی گذارد و همیشه ثابت است به همین دلیل به آنها بارهای دائم گویند.
وقتی PH اسیدی شد هیدروژن مثبت آن زیاد می شود این اکسیدهای H برروی بار OH می نشیند و باعث می شود رس دارای بار الکتریکی مثبت شود.
وقتی PH زیاد شد هیدروژن مثبت کم می شود.
با افزایش و کاهش PH بار الکتریکی تغییر می کند.
نقطه صفر الکتریکی: عدد یا نقطه ای از PH که بارهای الکتریکی رسهای آمورف (مجموع آنها) صفر شود آن نقطه را نقطه صفر الکتریکی گویند ZPC (Zero Point Charge)
ZPC برای هر رس متغیر است.
تفاوت رسهای سیلیکاته با رسهای آمورف:
1- بار الکتریکی رسهای آمورف با تغییر PH تغییر می کند در صورتی که در رسهای سیلیکاته تغییر نمی کند.
2- در رسهای آمورف بار الکتریکی متغیر داریم و در رسهای سیلیکاته بار الکتریمی دائم داریم.
در رسهای آمورف به بار الکتریکی آنها به دلیل وابسته بودن به PH به آنها بارهای الکتریکی وابسته به PH گویند.
بارهای الکتریکی دائم از درون رس است. ولی بارهای الکتریکی متغیر وابسته به PH است.
در رسهای سیلیکاته ما می توانیم هم دارای بار الکتریکی دائم و هم متغیر باشیم که میزان بارهای الکتریکی دائم بیشتر است و علت بار الکتریکی متغیر وجود Oهایی که در سطح خاک وجود دارد و می تواند از محیط H+ بگیرد و این موضوع به PH محیط بستگی دارد و به OH- تبدیل می شود.
* سوال: انواع بارهای الکتریکی را توضیح دهید و ZPC را تعریف کنید. بارهای متغیر یا وابسته به PH بارهای دائم. ZPC یا نقطه صفر الکتریکی نقطه ای یا عددی از PH است که در آن مجموع بارهای الکتریکی رسهای آمورف صفر است.
C.E تبادل کاتیونی:
در اثر ایجاد بارهای منفی در رسهای سیلیکاته باعث جمع کردن کاتیونها از سطح محلول می‌شود که این موضوع به صورت تعادلی انجام می پذیرد یعنی هرگاه لازم باشد نگه می دارد و هرگاه لازم نبود به بیرون می فرستد. اگر ما به محلول کود و یا به عبارت دیگر کاتیونی اضافه کرده که باعث به هم خوردن تعادل شود و درنتیجه آن مقدار که اضافه شده باعث به هم خوردن تعادل می شود که در این صورت کاتیون جانشین بقیه کاتیونها و به عبارتی ضعیف ترین و کمترین کاتیونهای خاک قرار گرفته تا تعادل برقرارکندکه‌به‌این کار تبادل کاتیونی گویند(Cation Exchangeable = C.E)در هنگامی که میزان کاتیونها در خاک اضافه شود ما می توانیم با آبشویی میزان کاتیونها را کم کرده و خاک را به حالت تعادل برسانیم.
ظرفیت تبادلی کاتیونی:
به مجموع ماتیونهای تبادلی که در سطح یک کلوئید قرار دارد به‌آن ظرفیت تبادل کاتیونی (Cation Exchangeable Capacity) یا CEC گویند. واحد CEC برابر با میلی اکی والان بر 100gr است. واحد جدیدش سانتی مول بر کیلوگرم ویژگیهای CEC: سرعت خیلی زیاد 2- برگشت پذیر است 3- بر اساس اینکه چه کاتیونی بلند شده باشد می توانیم کاتیون مناسب را جایگزین کنیم یا به عبارت دیگر اکی والانی (ظرفیتی) جا به جا می شود که مثلاً اگر یک 3 ظرفیتی بلند شد می تواند یک 3 ظرفیتی یا 3 عدد 1 ظرفیتی جانشین شود و همیشه بر اساس تعادل و تعادلی است.
اکی والان e=
میلی اکی والان me=
:C.E.C
برای کاتیونهای 1 ظرفیتی
برای کاتیونهای 2 ظرفیتی
برای کاتیونهای 1 ظرفیتی
سؤال:
یا به عبارتی میزان ظرفیت تبادلی کاتیونی خاکی را بگویید / میزان کاتیونهای آن به قرار زیر است.
یا: بر اساس گزارشی میزان کاتیونهای تبادلی به صورت زیر گزارش شده میزان CEC را حساب کنید.
تبدیل واحدهای مثال قبل
هرچه به سطح رس نزدیکتر می شویم تعدا کاتیونها به جداکثر خود می رسد و می تواند تعداد آنیون در آن فاصله وجود داشته باشد و هرچه از سطح رس دورتر می شویم تعداد آنیونها زیادتر می شود (نسبت به بخش محلول)
لایه دوگانه پخشیدگی: لایه ای که دور هر ذره رس وجود دارد و هرچه به سطح رس نزدیکتر می شویم کاتیونها بیشتر و هرچه از سطح دورتر شویم تعداد کاتیونها کمتر و آنیونها بیشتر می شود. به این سطح لایه دوگانه یا پخشیدگی گویند. بخش تبادلی نسبت به بخش محلول دارای نسبت یا تا است.
در بخش تبادلی ما مستقیماً نمی توانیم موثر باشیم پس در بخش محلول اثر گذاشته و این تاثیر می تواند آنرا به بخش تبادلی انتقال دهد و تاثیر گذارد.
خاک به خاطر آنکه بخش تبادلی آن خیلی بیشتر از بخش محلول آن است به همین دلیل خاک دارای خاصیت بافر است. (یکی از مهمترین خصوصیات خاک)
هرگاه میزان آنیون و کاتیون برابر شد آنگاه ما به بخش محلول می رسیم.
ما در خاک به علت اینکه خاصیت بافری و یا تامپونی را داریم به همین علت با تغییرات PH می تواند مقابله کند و خاک و تغییرات PH را به بخش تبادلی انتقال می دهد و H مثبت را کم و زیاد می کند.
دلایل ثبات PH و اهمیت PH
1- گیاهان نمی توانند در مقابل تغییرات سریع PH مقاومت کنند
2- عناصر غذایی که در خاک هست در PH های مختلف قابلیت جذب پیدا می کنند.
3- تاثیر PH برروی موجودات خاکزی و آنها نسبت به تغییرات PH خیلی حساس هستند.
شعاع اتمی Na+ کوچکتر از شعاع اتمی K+ است و به همین دلیل شعاع هیدراته Na+ خیلی بزرگتر از شعاع هیدراته K+ است و بار بیشتری در سدیم نگهداری می شود و می تواند مولکولهای آب بیشتری را در خود قرار دهد. و بخاطر اینکه فاصله بار مثبت از سطح K+ کوچکتر از Na+ است به همین دلیل پتاسیم بهتر جذب می شود و می تواند به خاطر اینکه Na+ فاصله بیشتری از بار منفی دارد می تواند پتاسیم بجای آن بنشیند و جانشینی انجام دهد.
در خاک مونت موریلونیت به علت اینکه Na در خاک زیاد است و شعاع هیدارته آن زیاد است پس انبساط پذیری زیاد است. به علت اینکه Ca2+ نسبت به Mg2+ درای شعاع اتمی بزرگتری است به همین ترتیب دارای شعاع هیدراته کوچکتر است بنابراین می تواند Ca2+ به جای Mg2+ بنشیند و با اضافه شدن آب به خاک فاصله بین لایه های خاک بدلیل داشتن سدیم زیاد می شود. در خاکهای ورمی کولیت میزان K+ زیاد پس لایه ها از انبساط پذیری کمی برخوردار است.
در خاکهای سدیمی به علت اینکه در بین لایه خاک سدیم وجود دارد و شعاع هیدراته آن زیاد است به همین دلیل خاک هنگامیکه روی آن راه می رویم تا ساق پای ما داخل آن می رود.
عوامل موثر بر CEC:
1- شعاع اتمی یا شعاع هیدراته 2- ظرفیت کاتیون (هرچه بیشتر باشد بهتر جذب می کند پس H+>AL+3>Ca2+>Ng2+>K+>Na+
H+ وقتی وارد فضای کاتیونی می شود و هیچ کدام از عناصر نمی تواند جانشین آن شود.
فاصله هیدروژن تا بار منفی از سطح همه بارها کوچکتر است پس به همین دلیل از همه بهتر و بیشتر می تواند جذب شود.
3- غلظت یا میزان غلظت می تواند باعث جابجایی CEC شود. اگر به طور مثال بخواهیم K+ را جای Ca2+ و یا Mg2+ بنشانیم باید غلظت K+ خیلی بیشتر از Ca2+ و Mg2+ باشد.
وقتی H+ در سطح تبادلی می نشیند با Al3+ واکنش نشان داده و AL هیدرولیز باعث یک محیط اسیدی می شود.
AL++H2O->Al(OH)2++H+
AL(OH)2++ H2O ->Al(OH)2++H+ AL(OH)+2
AL)OH)2++ H2O ->Al(OH)3 ++H+
دلیل اینکه در خاکهای اسیدی درصد رسهای سیلیکاته کم است.
این Al هیدرولیز شده به هیدروکسید آلومینیم تبدیل می شود و رسهای سیلیکالته به رسهای آمورف تبدیل می شود و با این کار ساختمان رس از هم می پاشد.
1- در خاکهای اسیدی رسهای سیلیکاته دارای درصد کم هستند.
2- هیدرولز باعث افزایش H+ یا PH اسید می شود.
AL3+ وقتی هیدرولیز می شود H+ تولید می کند.
کاتیون اسیدی
AL3+ و Mg2+ و K+ و Na+ املاح نمک اسید ضعیف + باز قوی
درصد اشباع بازی Bas struration P
چون محیط توسط NaoH بازی یا قلیایی می شود پس به این عناصر، عناصر قلیایی گویند.
کاتیونهای تبادلی در یک آزمایش با اعداد زیر داده شد درصد اشباع بازی آنها را بنویسید.
کاتیون اسیدی
درصد اشباع بازی
نسبت کل این کاتیون های بازی به کل کاتیونها می تواند پارامتری برای قلیایی بودن خاک باشد.
(نسبت کل کاتیونهای بازی) = (CEC کاتیونهای تبادلی)
در کشت های هیدروپونیک به دلیل نداشتن خاصیت بافر یا تامپون تغییرات PH بسیار سریع است و این نیز برای گیاهان بسیار مضر بوده و تا به حال کاری برای آن انجام نشده.
هرچه تعداد کاتیونهای بازی بیشتر باشد خاک قلیایی تر است.
زمانی که Hها اسیدی بوده خاکهای آمورف داریم پس در خاک بارهای مثبت خواهیم داشت.
%5 مواد تشکیل دهنده خاک / مواد آلی هستند.
مواد آلی با ورود به خاک توسط میکروارگانیسمها سریع تجزیه می شود و دو دسته ماده به وجود می آید
1- موادی که زود تجزیه می شد مثل قندها (تعداد آنها کم می شود)
2- افزایش موادی که تجزیه پذیری آنها خیلی کند است (چوب / سلولز)
هوموسی شدن ماده آلی سه مرحله را طی می کند:
1- کاهش سریع موادی که زود جذب می شود مثل موادی چون قندها
2- افزایش موادی که دیرجذب می شوند، مانند چوب، لیگنین.
3- افزایش میزان جذب آب.
خاصیت اسفنجی دارد و همیشه آب در خود جمع می کند و هرگاه گیاه لازم دارد آن را به خاک انتقال می دهد.
Humus هوموس می تواند به عنوان یک عامل چسبنده باشد. CEC در هوموس بالا است. (هوموس 15 برابر وزن خود آب جذب می کند) خاک هوموس کروی شکل است.
Peat ماده آلی که کاملاً تجزیه نشده و هنوز ساختمان آن و اسکلت آن باقی مانده.
Muck ماک: ماده آلی که کاملاً تجزیه شده و اسکلت و ساختمان آن از بین رفته و تجزیه تقریباً در آخر است و قابل تشخیص نیست که منشاء آن گیاهی است یا / حیوانی.
Peat در لایه سطحی تر Muck در زیر این منطقه قرار می گیرد و این دو سطح با هم لایهء O را تشکیل می دهد. مابین Peat و Muck افق O است افق O
خصوصیات هوموس بسته به 1- ماده آلی اولیه و 2- شرایط اقلیمی هوموسی شدن بستگی دارد. مواد آلی دو نوع حیوانی و انسانی داریم.
کودهای دامی از جهات 1- نوع دام 2- خوراک دام 3- بستر دام 4- جنس و سن دام 5- قسمت یا اندامی که به عنوان کود مصرف می شود، با هم متفاوت می شوند.
کودهای دامی معمولاً به خاطر اینکه دارای 1- دانه های گیاهی است و تولید علف هرز می کند باید به صورت تازه مصرف نشود چون تولید علف هرز می کند.
کود پوسیده دارای مزیات زیر است 1- در دمای بالا پوسیده شدن علفهای هرز را از بین می برد 2- درحالت تخمیر یک مرحله تجزیه شدن انجام می شود 3-3- در حرارت تولید شده که بالا است باکتریها و بیماریها از بین می رود و بسیاری از بیماریها از بین می رود (عوامل بیماری زا کم می شود) 4- سهولت استفاده آن در مزرعه
بیولوژی خاک:
حداکثر 1% خاک را موجودات زنده تشکیل می دهند. هر خاک و در هر شرایطی شامل موجودات زنده است و به این صورت موجودات زنده دارای پراکندگی جغرافیایی هستند.
از لحاظ فراوانی: موجودات زنده بیشترین و پرجمعیت ترین در خشکیها هستند و دارای تنوع گونه نیز هستند. و پراکندگی موجودات زنده در تمام افقهای خاک می باشد و پروفیل خاک می باشد.
به خاطر این دلایل ما علائم حیاطی را در خاک مشاهده می کنیم. با توجه به این علائم ما خاک را یک جامعه زیستی می دانیم.
شروطی که همه خاکها دارند:
1- تنفس (تبادل گاز با محیط اطراف)
2- آب (مایع حیات برای همه موجودات و گیاهان)
3- تغذیه (غذای اصلی در خاک مواد آلی است)
4- خستگی: در خاک متراکم و مداوم کشت شود و مواد آلی هم به آن ناقص رسد و تغذیه نشود خاک دچار خستگی می شود.
5- خصوصیت ترمیم پذیری که در اثر آیش گذاشتن و کود دادن و تغذیه خاک، خاک خود را ترمیم می کند.
6- مراحل رشد یعنی خاک متولد می شود رشد می کند و اگر ترمیم نشود خاک به مرحله مرگ می رسد و باروری خود را از دست می دهد.
این 6 عامل از خصوصیات یک موجود زنده است که به این صورت ما در خاکشناسی با یک موجود زنده سر و کار داریم و به همین دلیل ما باید به خاک به عنوان یک سیستم زنده معدنی Bio-organic-Mineral نگاه کنیم و خاک را بشناسیم که در این یک چرخه به فرم زیر به وجود می آید.
موجودات خاک زی: موجوداتی هستند که 1- یک یا چند مرحله از رشد خود را به خاک وابسته باشند مانند مورچه ها، موریانه ها، کرم ساقه خانواده روزیاسه
موجودات خاک زی به دو گروه تقسیم می شوند:
1- Funa: فون خاک یا جانوران خاک زی گویند.
2- Flura: گیاهان خاک زی
1- Fune:
A: مورچه ها: که ذرات خاک را خرد و ریز می کنند برای ساختن لا نه خود و با بزاق دهان خود خانه را به صورت کروی و ذرات ریز درآودره و تخلخل خاک را زیاد می کند و درنتیجه خاک دارای نفوذپذیری زیاد می شود و به همین دلیل اثر نفوذپذیری خاک نسبت به آب زیاد می شود. و همچنین بافت خاک را ریزتر و نرم تر می کند و همچنین به بهترین حالت ساختمان خاک را بهبود می بخشد.
خاک دانه کروی به خاطر اینکه دارای بزاق مورچه است دارای مواد آلی و معدنی است.
مورچه در چرخه تجزیه مواد آلی یکی از مرحله ها است. مورجه وقتی ماده آلی را می خورد یکی از مراحل تجزیه مواد آلی را انجام می دهد و مواد آلی را آماده تجزیه و هضم بهتر می کند.
مورچه باعث می شود که ذرات مواد آلی از سطح به عمق برده شود و بعد از مدتی فعالیت پروفیل خاک یکنواخت می شود.
یکی از ایرادهای مورچه این است که فعالیت مورچه موضعی است و در یک منطقه کوچک فعالیت می کند موریانه مزیتی که نسبت به مورچه دارد این است که لیگنین و سلولز را هضم می‌کند و فعالیت آن شبیه مورچه است.
B کرم خاکی: فعالیتی گسترده دارد و در تمام سطح زمین کار می کند. فعالیت کرم خاکی در سطح یک متر مربع برای 3 سال همانند یک شخم عمیق است.
شرایط زندگی:
1- کرم خاکی تنفس جلدی دارد و باید خاک مرطوب باشد تا قادر به تنفس شود.
2- کرم خاکی به هیچ عنوان آفت نیست و گیاه زنده را نمی خورد و از لاشه گیاهان تغذیه می کند و در خاکی زیاد است که میزان مواد آلی آن زیاد باشد.
3- PH که کرم خاکی در آن فعالیت می کند PH خنثی یا کمی قلیایی است چون در دستگاه گوارشی آن غددی وجود دارد که این غدد املاح کلسیم را ترشح می کند برای بهتر هضم شدن غذا و به همین خاطر باید در منطقه ای باشد که غلظت Ca زیاد باشد (PH بین 6.5 تا 7 و 7.5 تا 8) خاک های معدنی که مواد آلی زیاد دارند و رطوبت هم داشته باشند و PH آن خنثی یا قلیایی باشد محیط خوبی برای زندگی کرم خاکی است.
کرم خاکی مواد معدنی را می بلعد و مواد آلی را در بدن خود با آنها همراه می کند و وقتی به بیرون می دهد به صورت کروی که حاوی مواد آلی و معدنی است. باعث بالا رفتن تخلخل و بالا بردن نفوذپذیری می شود 2- با افزایش نفوذپذیری و ایجاد خاکدانه های کروی ساختمان خاک را بهبود می بخشد 3- مواد معدنی و آلی را در دستگاه گوارش خود مخلوط می کند و تولید خاکدانه حاوی مواد معدنی و آلی می کند که این خاکدانه از بهترین خاک است.
کرم خاکی با آب دهان و هوموسی که داخل معده خود دارد و بخاطر خیسی بدن خود ذرات خاک را که کاملاً به هم می چسباند و ذرات خاک را به هم مستحکم می چسباند و راهروهای با استقامت ایجاد می کند. و سه عامل مهم انجام می دهد 1- فعالیت موجود زنده را زیاد می کند 2- هوموس را در اطراف خاک یکنواخت و پراکنده کرد 3- باعث توسعه ریشه می شود.
کرم خاکی همانند مورچه یکی از مراحل تجزیه مواد آلی را انجام می دهد (از مراحل اولیه) چون میکروارگانیسمها برروی مدفوع کرم بهتر فعالیت می کنند و همچنین باعث تعدیل PH خاک می شود. چون در شکم خود کلسیم دارد و با تعدیل PH محیط مناسبی برای فعالیت میکروارگانمیسمها به وجود می آورد.
کرم خاکی از 0.5mm تا 3m پیدا شده است.
کرم خاکی بر اساس نوع زیست در عمق خاک دسته بندی می شود
