تخلخل خاک

[masi eng 47,044]

خاك ايده آل :

خاكي است كه داراي 50% موادجامد و 25% هوا و 25 % رطوبت يا آب باشد.

درفرمولها M_a جرم هواي خاك M_w جرم آب خاك M_s جرم قسمت جامد M_t جرم كل اجزاء

است معمولا به جاي جرم خاك وزن خاك را بكار ميبريم كه حاصل ضرب جرم و شتاب است .

حجم كل خاك نيزاز رابطه V_t = V_a + V_w + V_s بدست مي آيد و حجم خلل و فرج خاك از رابطه V_f = V_w + V_s بدست مي آيد .

تخلخل خاك

تخلخل يعني فضاي خالي بين ذرات جامدخاك كه به وسيله هوا ، گازها وآب اشغال ميشوند. ميزان تخلخل عمدتا نتيجه ساختارخاك است. ساختارخاك نيزتحت تاثيرعواملي چون بافت، ثبات ساختار، عمليات زراعي و عوامل و شرايط محيطي است . پس تخلخل خاكها به طور مستقيم ازساختارخاك وبه طورغيرمستقيم ازتمام اين عوامل ناشي مي شود. ميزان كل تخلخل ونسبت ريزي ودرشتي فضاي خالب بين ذرات خاك، درآبياري مزرعه ورشدگياه بسيار موثر است. آب درهنگام آبياري بخش بيشتر خلل فرج خاك را اشغال مي كند. درخلل فرج ريزتربراثرنيروي موئينه اي يا نيروي لوله هاي موئين آب نگه داشته ميشودوبه مصرف ريشه گياهان ميرسد، درحالي كه درخلل وفرج درشت ترآب تحت تاثيرنيروي گرانش به اعماق زمين ميرود وهواجاي آن راميگيرد. ريشه گياه براي رشد مناسب به آب و هوانيازدارد پس تخلخل كل خاك ونحوه تقسيم خلل وفرج بين ذرات ريزودرشت درتغذيه وتنفس گياه بسيار بااهميت است .

تخلخل خاكهاي زراعي بين 35 تا 55% متغيراست. تخلخل كمتروبيشترازاين دوحد بندرت درخاكهاي زراعي مشاهده ميشود ( تخلخل كمتراز 35% مشكلات زيادي به ويژه ازلحاظ تهويه، نفوذپذيري، ظرفيت نگهداري خاك وريشه دواني ايجادميكند. تخلخل بيش از60% به ندرت درخاكهاي زراعي ( خاكهاي هوموسي وتورب) مشاهده مي شود ) . تخلخل مطلوب تخلخلي است كه حدود50% باشدوبه نسبت مساوي بين خلل و فرج ريزو درشت تقسيم ميشوند .

اندازه گيري خلل و فرج كل

تخلخل كل خاك از رابطه بدست مي آيد كه در آن P درصدكل خلل و فرج است و نسبت حجم فضاي خالي بين ذرات به حجم كل توده خاك ( دست نخورده و درحالت طبيعي ) را تشكيل ميدهد . و R_s وزن مخصوص حقيقي خاك و برحسب است. وزن مخصوص حقيقي عبارت است ازوزن خاك خشك شده دردماي 105درجه سانتيگراد به حجم ذرات تشكيل دهنده توده خاك .

A_s وزن مخصوص ظاهري خاك برحسب است. وزن مخصوص ظاهري عبارت است از وزن توده خاك خشك شده دردماي 105درجه سانتيگراد به حجم كل توده خاك دست نخورده ودررطوبت گاورو.

وزن مخصوص حقيقي و ظاهري ازطريق اندازه گيري مستقيم بدست مي آيدكه دقيق تر است. درمواردي كه اين اندازه گيري امكان پذيرنباشدودقت زيادي نيزموردنظر نباشد، ميتوان ازجدولهايي استفاده نمودكه درآنهاوزن مخصوص ظاهري باتوجه به بافت خاك به طورتقريب داده شده است .

وزن مخصوص ظاهري خاكها برحسب بافت خاك 1.1 تا 1.8 متغيراست. وزن مخصوص ظاهري خاكهاي رسي ( خاكهاي سنگين ) كمتراز وزن مخصوص خاكهاي شني ( خاكهاي سبك ) است .

اگردرخاك موادآلي وجودنداشته باشد، وزن مخصوص حقيقي حدود2.6 است. درصورتي كهخاك داراي موادآلي باشد، وزن مخصوص حقيقي ازاين رابطه بدست مي آيد: كه %x درصد موادآلي ميباشد . اگردرخاك داراي بافت وساختار وشرايط متوسط، وزن مخصوص حقيقي 2.6 و وزن مخصوص ظاهري 1.4 فرض شود، تخلخل كل چنين محاسبه ميشود :

يعني اگر حجم كل خاك دست نخورده، به همان حالت كه درطبيعت و مزرعه وجود دارد100 فرض شود، 46 قسمت آن رافضاي خالي ( مجموع خلل وفرج ريزودرشت ) تشكيل ميدهد . براي روشن ترشدن موضوع ، خاك گلداني درنظرگرفته ميشودكه رطوبت آن به حد اشباع كامل برسد ( يعني آنقدر آب به گلدان افزوده شودكه آب درسطح گلدان ظاهرشود). در اين حالت اگرحجم كل خاك گلدان 100فرض شود ، حجم آبي كه مصرف شده است ( حجم آبي كه فشاي خالي بين ذرات راپركرده است) 46 خواهدبود.

جدول(2) وزن مخصوص ظاهري وتخلخل خاكها ورابطه آنهابابافت خاك

[TABLE]

[TR]

[TD=width: 151] كيفيت بافت حاك

[/TD]

[TD=width: 151] بافت خاك

[/TD]

[TD=width: 126] تخلخل كل (تقريب)

[/TD]

[TD=width: 175] وزن مخصوص ظاهري ( تقريب)

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=width: 151] بافت بسيارسبك

[/TD]

[TD=width: 151] شني

[/TD]

[TD=width: 126] 38

[/TD]

[TD=width: 175] 1.65

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=width: 151] بافت سبك

[/TD]

[TD=width: 151] شني لومي رسي

[/TD]

[TD=width: 126] 43

[/TD]

[TD=width: 175] 1.5

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=width: 151] بافت متوسط

[/TD]

[TD=width: 151] ليموني شني رسي

[/TD]

[TD=width: 126] 47

[/TD]

[TD=width: 175] 1.4

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=width: 151] بافت متوسط سنگين

[/TD]

[TD=width: 151] رسي ليموني شني

[/TD]

[TD=width: 126] 49

[/TD]

[TD=width: 175] 1.35

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=width: 151] بافت سنگين

[/TD]

[TD=width: 151] رسي ليموني

[/TD]

[TD=width: 126] 51

[/TD]

[TD=width: 175] 1.3

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=width: 151] بافت بسيارسنگين

[/TD]

[TD=width: 151] رسي

[/TD]

[TD=width: 126] 53

[/TD]

[TD=width: 175] 1.25

[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

 

تخلخل هرخاك معرف حجم خلل وفرج درخاك بوده ومقدارآن بين 0.3 تا 0.6 نوسان ميكند . درخاكهاي درشت بافت ، تخلخل كمترازخاكهايي با بافت ريزاست واندازه خلل وفرج درخاك اولي بيشتر است. درخاكهاي رسي ، مقدار تخلخل همواره درخال تغييراست زيراخاك مرتبا و به تناوب آماس و انقباض حاصل كرده ، خاكدانه تشكيل شده، انتشاريافته، متراكم گشته و ايجاددرزوترك مينمايد . تخلخل خاك نكته اي درباره توزيع وابعادخلل وفرج خاك آشكار نمي سازد. خلل و فرج خاك، درجذب آب وهواوانتقال آنها، گسترش ريشه ها ، هدايت حرارتي و قدرت ساختماني خاك اهميت فراواني داردواندازه گيري ان بطور مختلفي امكان پذيراست . مقدار تخلخل ازرابطه زيرمحاسبه ميشود :

كه V_t حجم كل خاك V_f حجم خلل و فرج V_a حجم هوا V_w حجم آب و V_s حجم موادجامد خاك است .

يكي ديگر ازروابط محاسبه تخلخل خاك چنين است :

حفر چاهك مشاهده اي

وسايل مورد نياز:

آگر يا مته خاك : از انواع آگر جهت حفرچاهك ميتوان استفاده نمود، ليكن بهتراست باتوجه به شرايط خاص خاك از انواعي استفاده شود كه حداقل تراكم وپراكندگي را درديواره چاهك ايجادنمايد .

عمق چاهك بستگي به شرايط خاك دارد . ابتدا چاهكي به عمق 2 متر تا بالاي سطح ايستابي حفرنموده و لايه هاي مختلف خاك را با توجه به ضخامت لايه ها مشخص ويادداشت مينماييم.

ضمنا دقت بسياري ميبايست اعمال نمودكه چاهك داراي قطريكنواخت وبطورمستقيم حفرشود . دربسياري ازحالات خاك يكنواخت نبوده وشامل دو لايه يا بيشتر مي باشدكه نهايتا ضريب آبگذري آنان با يكديگرمتفاوت ميباشد كه دراينصورت لازم ميباشد چاهك و يا چاهكهايي دراعماق مختلف حفرنمائيم وقطرچاهك بين 8 الي 10 س م انتخاب نموده تا براساس آن بتوان آزمايشات مورد نظررا انجام داد .

تعيين بافت خاك درمزرعه

درمزرعه تركيب مكانيكي خاك با روش لمسي تخمين زده ميشودبه اين صورت كه خاك مرطوب را بين انگشتان لمس ميكنندوبافت خاك رامشخص ميكنند. اين روش معيارمشخصي است كه بالمس كردن انجام پذيراست واحتياج به تجربه ومهارت دارد وبا تكرارها ، نتايج را با نتيجه آزمايشگاهي مطابقت نموده وخيلي دقيقتربدست خواهدآمد. لمس خاك خشك ومرطوب فرق ميكند. يعني درحالت خشك ذرات رس دورهم جمع شده و ايجادذرات سخت ميكند كه شبيه Silt Sand است .

اگردرصد ذرات ماسه بيشتر باشد آن خاك راماسه اي گويند واگردرصدذرات رس بيشتر باشد آن را رسي مي نامند . سيلت ازرس و ماسه تشكيل ميشود. لوم نيزخاكي است بابافت متوسط كه به مقدار مناسبی ذرات رس ، سيلت وماسه دارد. دانه هاي ماسه رابا انگشت مي توان تميزدادوبا چشم غيرمسلح به آساني قابل رويت بوده، اما دانه هاي رس راكه مانندآردند بسختي مي توان با چشم غيرمسلح ديد. تك تك ذرات رس كه بيشترآنها كلوئيدي غيرآلي بوده متراكم وشكننده بوده وباعث سله بستن خاك مي شود .

درآزمايشگاه بافت وميزان كاتيونها وآنيونهابادقت اندازه گيري ميشوند .

اندازه قطرذرات برحسب ميلي متر :

 

شن - سنگ ريزه Gravel 1 تا 2میلیمتر

ماسه Sand 0.05میلیمتر

لاي (سيلت ) Silt 0.05 تا 0.002 میلیمتر

رس Clay كمتراز 0.002 میلیمتر

بافت خاك : اندازه ذرات تشكيل دهنده خاك بافت آنرا تعيين مي كند .

منبع: محمد کریم زاده عقدا