طبقه بندی خاک

طبقه بندی خاک soil classification: دسته‌ بندی خاک به گروه های مختلف و قراردادن آن‌ها در سطوح مختلف بر اساس خواص ریخت شناسی و پیدایش آن‌ها طبقه بندی خاک گفته می‌شود، در دنیا دو روش طبقه بندی خاک وجود دارد که شامل 1. Soil taxonomy (طبقه بندی آمریکایی) 2. روش WRB یا FAO.

در ایران طبقه بندی آمریکایی مرسوم است در این روش خاک‌ها بر اساس مشخصات آب و هوایی منطقه، مورفولوژی و وجود یا عدم وجود افق مشخص و ترکیب مواد خاک طبقه بندی می‌شوند. در طبقه بندی آمریکایی 6 سطح وجود دارد که شامل:

1. راسته Order
2. زیر راسته Suborder
3. گروه بزرگ Great group
4. زیر گروه Sub group
5. خانواده Family
6. سری خاک soil series

بر اساس این روش خاک‌ها به 12 راسته تقسیم می‌شوند که شامل:

نقشه پراکندگی راسته‌های خاک

آلفی سولز

حدود 13 درصد اراضی دنیا توسط این خاک ها اشغال شده است. این خاک‌ها به دلیل واقع شدن در مناطق مرطوب و نیمه مرطوب و با داشتن حاصلخیزی طبیعی و همچنین پاسخ خوب به مدیریت‌های خوب به طور وسیعی در کشاورزی استفاده می‌شود.

بیشتر این خاک‌ها در مناطق معتدل هستند اما در مناطق دیگر از جمله مناطق گرمسیر و نیمه گرمسیر نیز دیده می‌شوند. به استثنای رژیم دمایی¹ pregelic می‌توانند در هر رژیم دمایی به وجود آیند.

بیش از نیمه از سال رژیم رطوبتی² خاک مرطوب است یا برای سه ماه پی در پی در فصل گرم رطوبت برای گیاه فراهم می‌باشد (در رژیم رطوبتی aridic دیده نمی‌شوند).

این خاک‌ها دارای اشباع بازی³ زیاد ( بیش از 35 درصد و با افزایش عمق این مقدار افزایش می یابد) و افق⁴ argillic هستند.

زیر راسته‌های آلفی سول

اندی سولز

خاک هایی با خواص اندیک و بیشتر بر روی مواد آتشفشانی خصوصا خاکستر آتشفشان به وجود می‌آیند. در این خاک‌ها جوان‌ترین و بدون تکامل‌ترین لایه، لایه سطحی خاک است. به دلیل آنکه رسوبات آتشفشانی شامل خاکستر در زمان‌های متعددی روی هم انباشته شده‌اند این خاک به صورت لایه لایه دیده می‌شود و این لایه‌ها دارای رنگ، بافت و … متفاوت هستند چون مواد خارج شده از آتشفشان ها متفاوت است.

مواد آتشفشانی به دلیل این که سریعا سرد شده و فرصت تشکیل کریستال نداشته‌اند حاوی مقدار زیاد سیلیس هستند. سردی هوا در قله‌های آتشفشانی و همچنین وجود ارتفاع زیاد و خشکی مناطق عوامل محدود کننده استفاده از این خاک‌ها است. بیشتر این خاک‌ها در اراضی شیب‌دار واقع شده‌اند و استفاده زراعی از آن‌ها امکان پذیر نیست بنابرین از این خاک ها به عنوان جنگل‌های تولید چوب استفاده می‌شود.

به دلیل چگالی ظاهری کم آن‌ها شخم زدن به سهولت انجام می‌شود و با توجه به نوع ترکیبات شیمیایی مواد آتشفشانی خاک‌ها حاصلخیزی به شمار می‌روند.

زیر راسته‌های اندی سول

اریدی سولز

خاک های مناطق بیابانی شامل بیابان‌های خنک و گرم می‌باشند. این خاک حدود یک سوم آفریقا و استرالیا، 11 در صد قاره آسیا و فقط 8 درصد قاره آمریکا را در بر می‌گیرد.

این خاک‌ها بیش از 50 درصد سال و در بیشتر سال‌ها خشک هستند و بیش از 90 روز پی در پی مرطوب نیستند در فصلی که دمای خاک مناسب رشد گیاهان است (دمای بیش از 8 درجه سانتی‌گراد) (رژیم رطوبتی اریدی).

بسیاری از اریدی سول‌ها از نظر مورفولوژی دارای پروفیل خاک⁵ تکامل یافته هستند زیرا آب محدود خاک در حجم کوچکی از خاک متمرکز شده است. استفاده زراعی از این خاک ها به دلیل کمبود آب محدود است. در اراضی شیبدار مرتعداری و در اراضی مسطح زراعت آبی صورت می‌گیرد.

زیر راسته‌های اریدی سول

انتی سولز

خاک‌هایی که به تازگی تشکیل شده‌اند. این خاک‌ها فاقد تکامل پدوژنیکی افق‌ها هستند. در این خاک‌ها که فاقد افق پدوژنیک هستند رشد گیاهان نشان دهنده آن ست که مواد مادری به منزله خاک عمل می‌کنند. هر جا که ریشه گیاه توسعه یافته باشد خاک انتی سول می‌باشد خواه افق تشکیل شده باشد یا نه.

انتی سول‌ها فاقد فرایند و افق مشخص هستند و تنها از طریق آنکه پتانسیل پرورش گیاه دارند از مواد غیر خاکی مانند سنگ یخ و… شناخته می‌شوند.

زیر راسته‌های انتی سول

جلی سولز

حدود 13 درصد از اراضی دنیا در این دسته قرار می‌گیرد. خاک‌های مناطق خیلی سرد که در آنها خاک تا عمق 200 سانتی متری منجمد است. خاک جلی بر اساس سرمای سالانه شناخته میشود نه بر اساس افق مشخص. لذا شرط اساسی در این خاک‌ها وجود یخبندان دائمی تا عمق 2 متری از سطح زمین است.

به دلیل سرما فرایندهای خاکساز مانند هوادیدگی، افزایش و خروج مواد، تغییر مواد و … بسیار آهسته صورت می‌گیرد. به دلیل سرما زیاد کاربردی ندارد و تنها در گذشته در رسوبات به دنبال کشف طلا مقداری حفاری شده‌اند.

زیر راسته‌های جلی سول

هیستو سولز

این خاک‌ها یک درصد سطح زمین را تشکیل می‌دهند. این خاک‌ها، آلی اشباع از آب هستند و حاوی 12 تا 18 درصد کربن آلی با توجه به مقدار رس خاک دارند. چگالی ظاهری خاک های آلی کمتر از 1 گرم بر سانتی متر مکعب است. نوع مواد آلی می‌تواند fibric ،humic و sapric باشد.

این خاک‌ها برای زراعت، احداث باغ و … مورد استفاده قرار می‌گیرند.

زیر راسته‌های هیستو سول

اینسپتی سولز

خاک‌های اینسپتی دارای بافت لومی یا ریزتر هستند و تکامل پروفیل آن‌ها بهتر است و به همین دلیل از انتی سول‌ها متمایز می‌شوند.

زیر راسته‌های اینسپتی سول

مالی سولز

خاک‌های علفزارهای مناطق استپی و چمنزارها، این خاکها دارای Top soil عمیق و تیره و نسبتا حاصلخیز و زیر پوشش علفزار هستند.

فرایند ملانیزاسیون⁶ که در اثر تجزیه و اضافه شدن مواد آلی ست موجب تیره تر شدن این خاک‌ها می‌شود فرایند غالب در مالی سول‌ها است. حدود 80 درصد بیومس علفزارها در ریشه آن‌ها ست بنابرین ملانیزاسیون در مالی سول‌ها از تجزیه و افزودن شدن مستقیم مواد آلی در درون مواد معدنی حاصل می‌شود.

انجام این پروسه به صورت زیر است:

1. توسعه ریشه‌های علف‌ها در پروفیل خاک
2. تجزیه میکروبی مواد آلی در خاک هیومیفیکاسیون⁷
3. باز پروری مواد آلی توسط موجودات در خاک مانند کرم خاکی و موریانه و تبدیل این مواد به کمپلکس ماده آلی خاک
4. تشکیل مواد مقاوم به تجزیه ligno protein که موجب تیرگی رنگ خاک می‌شود حتی در خاک های تحت کشت.

این خاک ها به طور قابل توجهی توسط انسان برای تهیه غذا مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ابتدا این خاک‌ها نیاز به افزودن کود نداشتند اما امروزه با توجه به تولید ارقام پر محصول گیاهی افزودن کود ضروری است.

به طور کل مالی سول ها خاک هایی اند که افق مالیک دارد لذا می‌توان گفت همه مالی سول‌ها دارای افق مالیک‌اند اما وجود افق مالیک لزوما به دلیل مالی سول بودن نیست.

مالی سول‌ها درصد اشباع بازی 50% یا بیشتر در تمام افق‌ها تا عمق 180 سانتی متری یا تا روی مرز سنگی دارند.

زیر راسته‌های مالی سول

اکسی سولز

خاک‌های با فعالیت کم، این خاک‌ها دارای افق اکسیک در عمق 1.5 متری از سطح خاک هستند. اگر 18 سانتی متر سطح خاک حاوی 40% یا بیشتر روس باشد این خاک دارای افق کندیک نیز هستند. افق اکسیک و کندیک بایستی کمتر از 10% مواد قابل هوادیده در بخش شن خاک باشند اگر بیش از 10% بود اینسپتی سول می‌باشد.

تشکیل بیشتر اکسی سول‌ها مربوط به شرایط آب و هوایی فعلی نیست بلکه هوادیدگی مواد رسوب یافته در دوران پرکامبرین صورت گرفته است.

پوشش گیاهی این خاک‌ها معمولا جنگل و علفزار است. خاک‌های اکسی سول برای چراگاه و زراعت ( نیشکر، آناناس، موز و قهوه ) کاربرد دارد. مدیریت این خاک‌ها منحصر به فرد است زیرا CEC این خاک کم، ظرفیت نگهداری آب قابل استفاده در آن‌ها کم و نفوذپزیری آن‌ها بسیار زیاد است.

خاک‌هایی که کمتر از 15% رس داشته باشند اکسی سول هستند، خاک‌هایی که بیش از 40% رس دارند و CEC آن‌ها در pH 7 مساوی یا کمتر از 16 باشد و مقدار مواد قابل هوادیده در اندازه شن کمتر از 10% باشد اکسی سول هستند.

زیر راسته‌های اکسی سول

اسپادو سولز

این خاک حدود 4.2% زمین را در بر می‌گیرند و در آمریکای شمالی، کانادا، اروپا، شرق آسیا، استرالیا و آمریکا جنوبی دیده می‌شوند. خاک‌هایی که در افق زیرین آن‌ها تجمع مواد آلی و سزکویی اکسیدها وجود دارد. این خاک‌ها white earths نامیده می‌شود و درست نقطه مقابل خاک‌های Borolls که black earths خوانده می‌شود.

خاک اسپادو سول خاکی است که دارای افق اسپادیک است که در این افق زیر سطحی مواد آلی به صورت کمپلکس با اکسید آلومینیوم همراه یا بدون اکسید آهم شسته شده از بالا تجمع یافته است.

خاک اسپادوسول معمولا در مناطق سرد و مرطوب زیر پوشش سوزنی برگ‌ها و روی بافت درشت (شنی) تشکیل می‌شوند.

فرایند غالب در این خاک ها شامل mobilization و eluviation آلومنیوم و آهن از افق O A E به دنبال آن immobilization آن‌ها همراه با کمپلکس مواد آلی در افق B است به مجموع این پروسه‌ها podzolization می‌گویند.

این خاک به ترتیب برای جنگلداری ،مرتع، علوفه و … استفاده می‌شود.

زیر راسته‌های اسپادو سول

اولتی سولز

خاک‌ها با اشباع بازی کم، این خاک‌ها بیشتر روی مواد مادری با کاتیون‌های بازی کم تشکیل می‌شود. فرایند قالب در این خاک‌ها هوادیدگی و آبشویی است در خاک‌های با مواد مادری اسیدی مقدار شستشوی محدود موجب تشکیل این خاک‌ها می‌شود اما در خاک‌های حاوی کاتیون‌های بازهای شستشوی زیاد و طولانی مدت موجب تشکیل این خاک ها می‌شود. این خاک‌ها در مناطقی با زهکشی ضعیف fragi pan تشکیل می‌دهند.

در بیشتر مناطق بارندگی بیشتر از تبخیر و تعرق است این خاک‌ها تا عمق زیادی دارای pH اسیدی هستند مخصوصا آن‌هایی که دارای مواد مادری سیلیسی و یا رسوبات دارای مقدار کم کاتیون‌های باز هستند. این خاک‌ها بیشتر در اراضی شیبدار قرار دارند.

بیشتر رس‌های این خاک‌ها از نوع کائولینایت و گیبسایت است.

در سال‌های اولیه زراعت در این خاک‌ها خوب بوده است زیرا مواد آلی تجزیه شده و کانی‌های تجزیه شده مواد غذایی خوبی برای گیاهان بوده‌اند اما به تدریج با کم شدن این مواد و مخصوصا اسیدی بودن این خاک‌ها با افزایش عمق زراعت در آن‌ها محدود و یا ناممکن شده است. امروزه بیشتر برای تولید چوب جنگلی مورد استفاده قرار می‌گیرند برای این کار افزودن کود شیمیایی و باز کاشت درختان ضروریست.

ویژگی عمده که موجب تشکیل خاک اولتی می‌شود شامل وجود افق آرجلیک و کندیک و درصد اشباع بازی کمتر از 35 در عمق 1.25 متری است.

زیر راسته‌های اولتی سول

ورتی سولز

خاک‌های حاوی رس‌های تیره با انبساط و انقباض زیاد. این خاک‌ها بیشتر در استرالیا و آسیا دیده می‌شود. از ویژگی‌های مناطق دارای ورتی سولز وجود دوره خشکی فصلی در پروفیل خاک است.

آب و هوای این مناطق به صورت دوره‌های تری و خشکی به شکل monsoon با رژیم ustic است. pH مواد مادری این خاک‌ها که بیشتر خاک‌های ورتی سول معمولی است قلیایی می‌باشد.

عمده فرایند جاری در این خاک‌ها کشیدگی مواد پلاستیکی (رس‌ها) که نتیجتا argilli pedoturbation ظاهر می‌شود می‌باشد. مقدار رس در این خاک‌ها بیش از 30% و بیشتر از نوع 2 به 1 انبساط پذیر است.

وجود رس زیاد در این خاک‌ها مدیریت خاصی را می‌طلبد، که بسته به شرایط اقلیمی منطقه‌ای که ورتی سول در آن قرار دارد کاربرد آن‌ها متفاوت است. مثلا مناطقی که رطوبت به اندازه کافی وجود دارد با توجه به بافت سنگین این خاک‌ها و نفوذپذیری بسیار کم آن‌ها این اراضی به برنجکاری اختصاص داده می‌شود. در مناطق نیمه خشک تولید محصولات دانه‌ای به صورت دیم معمول است. به مقدار کم از این خاک‌ها در جنگل کاری و باغداری استفاده می‌شود در بسیاری از نقاظ دنیا از این خاک به عنوان چراگاه استفاده می‌شود.

زیر راسته‌های ورتی سول

اصطلاحات

1. رژیم دمایی خاک: برای تعیین رژیم دمایی خاک باید دما در عمق 50 سانتی متری اندازه گیری شود و پس از ثبت آن در طولانی مدت خاک‌ها از نظر دمایی تقسیم بندی می‌شوند.

2. رژیم رطوبتی خاک: برای تعیین رژیم رطوبتی خاک، رطوبت خاک در عمق مقطع کنترل خاک اندازه گیری می‌شود و پس از ثبت آن در طولانی مدت خاک‌ها از نظر رطوبتی تقسیم بندی می‌شوند.

3. اشباع بازی BS: به نسبت کاتیون‌های بازی قابل تبادل (سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم) به مقدار کل CEC ضرب در 100.

4. افق horizon: لایه‌ای است که در اثر فرایندهای خاکسازی حاصل شده است، مشخصات هر افق با افق‌های زیرین و بالایی متفاوت است و افق‌ها کم و بیش موازی با سطح هستند.

+4. لایه layer: لایه رسوباتی است که در اثر فرایندهای زمین شناسی مانند نهشته‌های آبی، بادی و واریزه‌ای حاصل می‌شود به عبارتی لایه به سرعت در اثر فرایندهای زمین شناسی حاصل می‌شود.

5. نیم رخ خاک soil profile: مقطع یا برشی از خاک (عمودی) که در آن افق‌ها و لایه‌ها نمایان است.

6. ملانیزاسیون: به تیره شده، غیر سنگی شدن مواد اولیه با ترکیب مواد آلی با مواد معدنی خاک.

7. هیومیفیکاسیون: به تبدیل مواد آلی خام به هوموس در خاک.

افق‌های خاک