شیمی و حاصلخیزی خاک
شیمی و حاصلخیزی خاک به بررسی واکنشهای شیمیایی محلول خاک و سطوح جامد آن میپردازد که مواد مغذی را ذخیره و آزاد میکنند، و همچنین ظرفیت خاک برای تأمین عناصر مورد نیاز گیاهان برای رشد را مورد مطالعه قرار میدهد.
Definition
شیمی خاک مطالعه ترکیب شیمیایی، واکنشها و فرآیندهای خاکها است، به ویژه در فصل مشترک بین جامدات خاک، آب و هوا؛ حاصلخیزی خاک ظرفیت یک خاک برای تأمین مواد مغذی ضروری به مقدار کافی و تعادل برای رشد گیاه است.
Scope
این حوزه شامل کلوئیدهای باردار و تبادل کاتیونی است که مواد مغذی را حفظ میکنند، اسیدیته و pH که دسترسی شیمیایی را کنترل میکنند، چرخه و تأمین مواد مغذی گیاهی، و شیمی خاکهای شور. این حوزه واکنشهای مولکولی در سطوح خاک را به سؤال عملی میزان بهرهوری یک خاک مرتبط میسازد، که به عنوان شیمی خاک برای تمایز آن از شیمی محیط زیست به طور گستردهتر، تعریف میشود.
Sub-topics
Core questions
- کلوئیدهای باردار خاک چگونه یونهای مغذی را حفظ و تبادل میکنند؟
- pH خاک چگونه دسترسی به مواد مغذی و عناصر سمی را کنترل میکند؟
- مواد مغذی گیاهی چگونه در خاک چرخه، ذخیره و تأمین میشوند؟
- چه چیزی خاکهای شور و سدیمی را از نظر شیمیایی و فیزیکی مشکلساز میکند؟
Key concepts
- کلوئیدهای خاک و بار سطحی
- ظرفیت تبادل کاتیونی و اشباع بازی
- pH خاک و بافرینگ
- مواد مغذی ضروری گیاه
- دسترسی و جذب مواد مغذی
- شوری و سدیمی بودن
Key theories
- ظرفیت تبادل کاتیونی
- کلوئیدهای رسی و آلی با بار منفی، کاتیونهای قابل تبادل را نگه میدارند که به طور برگشتپذیر برای گیاهان و محلول خاک در دسترس هستند، بنابراین ظرفیت تبادل کاتیونی یک متغیر اصلی برای حفظ و بافرینگ مواد مغذی است.
- کنترل pH بر دسترسی مواد مغذی
- pH خاک حلالیت و شکل مواد مغذی و عناصر بالقوه سمی را کنترل میکند؛ بیشتر مواد مغذی در نزدیکی pH خنثی بیشترین دسترسی را دارند، در حالی که اسیدیته یا قلیائیت شدید دسترسی را کاهش میدهد و میتواند سمومی مانند آلومینیوم را آزاد کند.
- چرخه و تأمین مواد مغذی
- مواد مغذی گیاهی از طریق هوازدگی، کانیسازی، جذب و جذب، بین مخازن معدنی، آلی، قابل تبادل و محلول حرکت میکنند و حاصلخیزی خاک نشاندهنده اندازه و پویایی این مخازن است.
Clinical relevance
شیمی و حاصلخیزی خاک مبنای توصیههای کود و آهک، تشخیص کمبودها و سمیتهای مواد مغذی، احیای خاکهای اسیدی، شور و سدیمی، و حفاظت از کیفیت آب در برابر از دست دادن مواد مغذی است؛ آنها اساس علمی آزمایش خاک و مدیریت مواد مغذی هستند.
History
شیمی خاک از مطالعات قرن نوزدهم در مورد تبادل کاتیونی و تشخیص لیبیگ مبنی بر اینکه رشد گیاه به مواد مغذی معدنی بستگی دارد، از طریق کارهای قرن بیستم در مورد شیمی کلوئید، pH و چرخه مواد مغذی، به یک رشته کمی تبدیل شد که واکنشهای سطحی را به حاصلخیزی و کیفیت محیط زیست مرتبط میسازد.
Key figures
- Donald L. Sparks
- Nyle C. Brady
- Ray R. Weil
Related topics
Seminal works
- brady2016
- sparks2003
Frequently asked questions
- چه چیزی یک خاک را حاصلخیز میکند؟
- یک خاک حاصلخیز، مواد مغذی ضروری مورد نیاز گیاهان را به مقدار کافی و متعادل تأمین میکند، آنها را از طریق تبادل کاتیونی و مواد آلی نگه داشته و آزاد میکند، دارای pH است که مواد مغذی را در دسترس نگه میدارد، و عاری از سطوح سمی نمکها، سدیم یا آلومینیوم است.
- آیا حاصلخیزی خاک همان سلامت خاک است؟
- خیر. حاصلخیزی بر تأمین شیمیایی مواد مغذی تمرکز دارد، در حالی که سلامت خاک گستردهتر است و ساختار فیزیکی و فعالیت بیولوژیکی را نیز در بر میگیرد؛ یک خاک میتواند از نظر شیمیایی حاصلخیز باشد اما از نظر ساختار یا بیولوژی تخریب شده باشد، یا برعکس.