بخشی از مقاله
چکیده
امروزه در کشاورزی و مخصوصاً توسعه پایدار ،کیفیت خاک جایگاه بسیار ارزشمند و ویژه ای پیدا کرده است و غاقل شدن از آن لطمه های بسیار شدیدی به محیط زیست و محیط پیرامون ما وارد می کند.آن دسته از ویژگی های قابل اندازه گیری خاک که ظرفیت خاک را برای توانمندی تولید محصول تحت تاثیر قرار می دهد شاخص کیفیت خاک نامیده می شود.
برخی از ویژگی ها شامل ماده آلی ،خاکدانه ،پ هاش،EC ، نیتروژن نیتراتی و چگالی ظاهری می باشد. شاخص کیفیت تجمعی یا IQI و شاخص کیفیت نمورو یا NQI دو مدل ارزیابی در مناطق خشک و نیمه خشک می باشد و شاخص پایداری خاک - SI - و روش رتبه بندی تجمعی - CR - نیز دو مدل دیگر هستند که برای بیان کیفیت خاک براساس پایداری فیزیکی آن در برابر فرسایش استفاده می شوند .
استفاده از این شاخص ها و بررسی کیفیت خاک در جهت رفع یک مشکل از خاک مورد نظر می باشد.برای رفع هر مشکل نیاز به بررسی شاخص ها و ویژگی های خاک می باشد شوری ، سدیمی ، فشردگی و زهکشی ضعیف برخی از مشکلات خاک است که برای رفع مشکل خاک مورد بررسی قرار گرفتند و عامل احتمالی آن بررسی شد
.1 مقدمه
کیفیت خاک بر پایه اهداف کشاورزی پایدار و حفظ سلامت محیط زیست چنین تعریف می شود : توانایی دایم خاک به عنوان یک سامانه حیاتی زنده در اکوسیستم و تحت بهره برداری های متفاوت، به ترتیبی که علاوه بر حفظ توان تولید بیولوژیک، بتواند کیفیت آب و هوا را بهبود ببخشد و همچنین تامین کننده سلامت انسان، گیاه و حیوان باشد
مفهوم کیفیت خاک به عنوان ظرفیت نوع مشخصی از خاک برای کاربرد آن در زیست بوم های طبیعی یا مدیریت شده بیان می شود.کیفیت خاک به عنوان عاملی که ویژگی های ذاتی و مدیریت خاک بر آن مؤثر است در نظر گرفته شده و با تعیین شاخص های کیفیت خاک ارزیابی می گردد
آن دسته از ویژگی های قابل اندازه گیری خاک که ظرفیت خاک را برای توانمندی تولید محصول تحت تاثیر قرار می دهند شاخص های کیفیت خاک نامیده می شود. [ 6 ] شاخص های کیفیت خاک به صورت فرآیندها و ویژگی هایی از خاک تعریف می شوند که به تغییر کاربری خاک حساس باشند.[ 4 ] این ویژگی ها برای انجام یک ارزیابی ساده و کاربردی کیفیت خاک، اهمیت دارند.[ 12 ] کیفیت خاک در نواحی مختلف جغرافیایی به دلیل تفاوت در اقلیم، توپوگرافی، مواد مادری، پوشش گیاهی و کاربری اراضی متفاوت است . [ 9 ] ویژگی های مختلفی از خاک به عنوان شاخص کیفیت خاک مطرح شده اند.
یک شاخص کیفیت خاک بایستی دارای ویژگی های زیر باشد:
-1 مشتمل بر فرایند های زیست محیطی -2 در برگیرنده خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک -3
حساسیت به تغییرات محیطی و مدیریتی -4 قابلیت اندازه گیری، دسترسی و پردازش های کمی باشد.
.2 برخی ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی در محاسبه شاخص های کیفیت خاک مورد استفاده قرار می گیرند ماده آلی
ماده آلی خاک به خاطر نقش مهم آن برای تولید محصولات کشاورزی برای تولید محصول شامل مجموعه ساز و کارهای بیولوژیکی که همراه با رشد و حمایت از میکروارگانیسم های سود بخش و ریز، متوسط و درشت - جانداران - از جمله کرم های خاکی - ؛ مجموعه عملکرد های شیمیایی با چرخه ها و منبع مورد نیاز مواد غذایی گیاه - به ویژه نیتروژن، فسفر و گوگرد - ، و مجموعه عملکرد های فیزیکی با ساختمان خاک، کشت، سله سطحی، رواناب ، آب و ورود و ابقا و انتقال هوا می باشد. .[ 27 , 29 ] وضعیت ماده آلی خاک درکاربرد های مدیریتی از جمله شدت شخم، بقایای گیاهی، و تنوع و شدت محصول موثر است
-2.2 خاکدانه
خاکدانه، که بیان کننده ترتیب اندازه ذرات اولیه شن ، سیلت و اجزا ی در حد رس درون واحد های ساختمانی هستند که به عنوان پد ها تعریف شده اند. در محدودیت های اصلی شان - مثلا شن ها همیشه تجمع جزئی ترو پایداری تجمع کمتر از خاک های لوم، لوم رسی و رسی دارند - ، خاک ها با سطح بهینه خاکدانه ها در مقابل انسداد حفرات مقاوم می شوند لذا اجازه نفوذ سریع آب و هوا را می دهد. خاک های با تجمع خوب عموماً تماس خاک-بذر بهتری فراهم می کنند، نتیجه این امر ، عبور سریعتر آب به بذر، جوانه زنی سریعتر، و عموماً بهتر و بیشترتر شدن محصول مورد نظر می باشد. تشکیل خاکدانه در مرحله اول توسط شدت شخم و مدیریت بقایا متاثر است
pH -3.2
pH، به خاطر اثر آن بر روی فراهمی عناصر غذایی - ازجمله فسفر و روی - و هم مسمومیت ها - مثل آلومینیوم یا منگنز - و کمبود ها - مثل منگنز، آهن و روی - ، فرایند های آمونیفیکیشن و نیتریفیکیشن، زیستگاه میکروبی و رشد و توسعه ریشه گیاه بسیار حائز اهمیت است. پی اچ خاک همچنین یک شاخص خوبی از راهکارهای مدیریتی از جمله استفاده از کود های آمونیوم،استفاده از آهک و کاربرد کود های حیوانی است.
EC-4.2
ECعموماً، با تعیین شوری خاک محاسبه می شود، اما قابلیت هدایت الکتریکی می تواند به عنوان اندازه گیری عناصر غذایی محلول که شامل هر دو کاتیون ها و آنیون ها هست، برآورد شود .[ 28 ]در یک محدوده خاصی ، قابلیت هدایت الکتریکی با نشان دادن حد پایینی خاک فقیر از نظر مواد غذایی که از نظر ساختمانی ناپایدار است و به اسانی دیسپرس می شود می تواند برای نشان دادن وضعیت مواد غذایی در دسترس برای گیاهان استفاده شود . مقادیر بالای EC اغلب شرایط ضعیف رشد گیاه را منعکس می کند و پتانسیلی برای مشکلات شوری است. شوری و SARکه عموماً در سرزمین های خشک و نیمه خشک جایی که تعرق بیش از حد مطرح است می تواند دلیلی برای تشکیل نمک در سطح افق باشد و حائز اهمیت بسیار است. همچنین می تواند به شناسایی شکافهایی که آب درون در واحدهای فیزیوگرافی بالا دست به سمت لایه های غیر قابل نفوذ در جریان است کمک کند
-5.2 فسفر قابل دسترس گیاه
فسفر قابل دسترس گیاه، به دلیل نقش کمکی آن در رشد گیاه، مهم است اما برای اینکه یک عامل خطرناک زیست محیطی در روانآب سطحی مبدل نشود باید کنترل شود .[ 24 ]راه کارهای مدیریتی از طریق کاربرد کود و بقایای دامی آن قدرمی تواند مهم باشد که فسفر قابل دسترس را به اندازه نگه داشتن پ هاش خاک در محدوده خنثی دارای یک درجه اهمیت می داند.
-6.2نیتروژن نیتراتی
- NO3-N - نیتروژن نیتراتی، منعکس کننده اثرات باقی مانده خیلی از راهکارها شامل تناوب کشت، تدبیر های کود دهی و استفاده از کود حیوانی می باشد.همچنین مربوط به پتانسیل آبشویی ، آلودگی آب های زیر زمینی یا منابع آب های سطحی و برای خروج اکسید نیترات فراهم می باشد.
-7.2 کربن زیست توده میکروبی
کربن زیست توده میکروبی، یک اندازه گیری از فعالیت های بیولوژیکی درون خاک فراهم می کند. فرایند های چرخه نیترات را که برای رشد گیاه ضروری است بازتاب می کند. همچنین تحت تاثیر راهکارهای مدیریتی از جمله شدت شخم، نوع کشت - سالانه در مقابل همیشگی - و سیاست های مدیریت بقایای گیاه است .
-8.2 چگالی ظاهری
چگالی ظاهری، به عنوان وزن خاک خشک بر حجم خاک تعریف می شود که معرف یکی از شاخص های مهم کیفیت خاک است . به خاطر اثرات پتانسیل آن روی توسعه ریشه گیاه، بازیابی و بنابراین حجم خاکی که هرگیاه لازم دارد تا به آب و مواد غذایی مورد نیازش برسد. راهکارهای مدیریتی از جمله شخم، الگوهای زمان عملیات مزرعه ای - به دلیل برهم کنش ها با میزان آب خاک موجود - و مدیریت بقایا می تواند بر چگالی ظاهری اثر می گذارد
.3 تجزیه های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی برخی از این ویژگی ها:
نیتروژن کل به روش کجلدال [ 10 ]، آهک به روش خنثی کردن [ 21 ]، پتاسیم قابل استفاده از طریق جایگزین کردن یون آمونیوم [ 23 ]، فسفر قابل استفاده به روش اولسن و سامرز [ 20 ]، سدیم محلول با استفاده از دستگاه فلیم فتومتر، کلسیم و منیزیم محلول با استفاده از تیتراسیون عصاره اشباع، ظرفیت تبادل کاتیونی به روش جایگزین کردن یون سدیم ، هدایت الکتریکی در عصاره گل اشباع، اسیدیته خاک در گل اشباع و ماده آلی به روش اکسیداسیون تر [ 19 ]، اندازه گیری می شوند. جرم مخصوص ظاهری به روش پارافین [ 7 ]، میانگین وزنی قطر خاکدانه - MWD - به روش الک تر [ 3 ]، توزیع اندازه ذرات به روش هیدرومتر [ 8 ]، تنفس میکروبی به روش تصاعد CO2 و کربن توده زنده میکروبی به روش ضد عفونی عصاره گیری می شود
شاخص ها می توانند بصورت کمی و کیفی اندازه گیری شوند. یک ارزیابی کیفی ماهیت یک شاخص را تعیین می کند. ارزیابی کمی اندازه گیری دقیقی از یک شاخص است. شاخص های اندازه گیری شده با مدل کمی مقدار دقیق و عددی دارند بنابراین افراد مختلف که اندازه گیری یکسانی انجام می دهند باید نتایج یکسانی به دست آورند.
ارزیابی کیفی معمولاً می تواند به آسانی و سریع باشد و تولید کنند گان می توانند بدون اندازه گیری آن را کامل کنند. به هر حال، به خاطر ماهیت ذهنی - شخصی - از اندازه گیری کیفی، نتایج نه می توانند برا ی ویژگی های خاک در هر سطح "هدف" مقایسه شوند و نه باید نتایج بین کاربران مختلف و مزارع مختلف مقایسه شوند.
برای مدل کردن این ویژگی ها نیاز به روش های اندازه گیری خاص و شاخص های خاصی می باشد که در زیر دوروش معمول اندازه گیری آورده شده است.
.4روش های اندازه گیری
: Soil health scorecard -1.4 ویژگی هایی از خاک شامل کشت و شرایط خاک، بیولوژی خاک، رابطه آب و هوا، قدرت رشد گیاهان، حاصلخیزی و سهولت شخم را بازتاب می کند.
: soil quality test kits -2.4 برای اندازه گیری فیلتر شدن آب، چگالی ظاهری، ظرفیت تنفس مزرعه، میزان آب خاک، ظرفیت نگهداری آب، فضای منافذ پر از آب، دمای خاک،pH خاک، EC، و نیترات خاک استفاده می شود
