کانیشناسی و بافت خاک
کانیشناسی و بافت خاک به این موضوع میپردازند که خاک از چه چیزی ساخته شده است، چه نوع کانیهایی در آن وجود دارد و توزیع اندازه ذرات از شن تا لای و رس چگونه است. این عوامل در کنار هم، بسیاری از رفتارهای فیزیکی و شیمیایی خاک را تعیین میکنند.
Definition
بافت خاک، نسبت نسبی ذرات شن، لای و رس در یک خاک است؛ کانیشناسی خاک، هویت و فراوانی کانیهای اولیه و ثانویه تشکیلدهنده این ذرات، به ویژه کانیهای رسی که بر بخشهای ریز غالب هستند، میباشد.
Scope
این مبحث شامل کانیهای اولیه و ثانویه خاکها، ماهیت و خواص کانیهای رسی، بخشهای اندازه ذرات که بافت خاک را تعریف میکنند و طبقهبندیهای بافتی مورد استفاده برای نامگذاری خاکها میشود. بافت و کانیشناسی، ویژگیهای ارثی و کند تغییر هستند که روابط آبی، حاصلخیزی و ساختار خاک به آنها وابسته است.
Core questions
- بخشهای اندازه ذرات شن، لای و رس کدامند و بافت چگونه طبقهبندی میشود؟
- کدام کانیهای اولیه و ثانویه خاکها را تشکیل میدهند؟
- کانیهای رسی از نظر ساختار و واکنشپذیری چه تفاوتی دارند؟
- چرا بافت و کانیشناسی ظرفیت نگهداری آب و مواد مغذی را کنترل میکنند؟
Key concepts
- بخشهای شن، لای و رس
- مثلث بافت و طبقهبندیهای بافتی
- کانیهای اولیه و ثانویه
- کانیهای رسی سیلیکات لایهای
- سطح ویژه
- جانشینی ایزومورفیک و بار سطحی
Key theories
- طبقهبندیهای بافتی بر اساس اندازه ذرات
- تقسیم مواد جامد معدنی به بخشهای شن، لای و رس و ترسیم نسبت آنها بر روی مثلث بافت، طبقهبندیهای بافتی نامگذاری شدهای (مانند لوم شنی یا رس) را به دست میدهد که بسیاری از خواص خاک را پیشبینی میکنند.
- ساختار و بار کانیهای رسی
- رسهای سیلیکات لایهای که از ورقههای چهاروجهی سیلیس و هشتوجهی آلومینا ساخته شدهاند، به دلیل جانشینی ایزومورفیک، بار سطحی دارند که به خاکهای ریزبافت، سطح ویژه بزرگ، ظرفیت نگهداری یون و رفتار انقباض و انبساط آنها را میدهد.
Mechanisms
اندازه ذرات، سطح ویژه در واحد جرم را کنترل میکند: ذرات رس، به دلیل کوچکترین بودن، دارای سطوح ویژه عظیمی هستند که بر نگهداری آب، تبادل یونی و چسبندگی غالب است، در حالی که شن، منافذ بزرگ و زهکشی را فراهم میکند. کانیهای رسی از هوازدگی سیلیکاتهای اولیه تشکیل میشوند؛ ساختارهای لایهای و بار منفی ناشی از جانشینی ایزومورفیک به آنها اجازه میدهد کاتیونها و آب را جذب کنند، بنابراین نوع و مقدار رس تا حد زیادی واکنشپذیری و پتانسیل انقباض و انبساط خاک را تعیین میکند.
Clinical relevance
بافت و کانیشناسی، ظرفیت نگهداری آب، زهکشی، قابلیت کار، نگهداری مواد مغذی و رفتار مهندسی خاک را تعیین میکنند؛ اینها ویژگیهای ارثی هستند که برنامهریزی آبیاری، انتخاب محصول، طراحی فونداسیون و تفسیر نیازهای حاصلخیزی و حفاظت را هدایت میکنند.
History
تجزیه مکانیکی خاکها به بخشهای اندازه ذرات در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم توسعه یافت و روشهای اشعه ایکس و شیمیایی بعدها ساختارهای کانیهای رسی را آشکار کردند. مثلث بافت و طبقهبندیهای بافتی استاندارد به ابزارهای اساسی توصیف خاک و علوم فیزیکی خاک تبدیل شدند.
Key figures
- Nyle C. Brady
- Ray R. Weil
- Daniel Hillel
Related topics
Seminal works
- brady2016
- hillel1998
Frequently asked questions
- تفاوت بین بافت خاک و ساختار خاک چیست؟
- بافت، نسبت ذاتی ذرات شن، لای و رس است که تنها در طول بازههای زمانی بسیار طولانی تغییر میکند، در حالی که ساختار، نحوه تجمع این ذرات به صورت تودهها و منافذ است که میتواند نسبتاً سریع با مدیریت و فعالیت بیولوژیکی تغییر کند.
- چرا رس نسبت به شن آب و مواد مغذی بیشتری را نگه میدارد؟
- ذرات رس بسیار کوچکتر از شن هستند و به همین دلیل سطح ویژه کلی بسیار بزرگتری دارند و برای بسیاری از رسها، بار سطحی منفی دارند؛ این ویژگی به آنها اجازه میدهد لایههای نازکی از آب را نگه دارند و کاتیونهای مغذی را جذب و حفظ کنند، در حالی که شن درشت سطح کمی دارد و به راحتی زهکشی میشود.