خاک چیست؟
خاک را می توان مواد آلی و غیرآلی روی سطح زمین تعریف کرد که محیطی را برای رشد گیاهان فراهم می کند. خاک که در طول زمان و به کندی ایجاد می شود، از مواد مختلف زیادی تشکیل شده است. مواد غیرآلی و نیز موادی که حیات ندارند شامل سنگ های فرسایش یافته و مواد معدنی هستند. فرسایش فرآیندی مکانیکی و یا شیمیایی است که در اثر آن سنگ ها به قطعات کوچک تری تبدیل می شوند.
خاک فاکتوری مهم و مؤثر در پیدایش و شکل‌گیری هر اکوسیستم طبیعی است. خاک را می‌توان به عنوان بخشی از سنگپوش یا رگولیت1 تعریف کرد که قادر است زندگی گیاهی را حفظ نماید.( رگولیت بخشی از ماده سنگی غیریکپارچه است که بر روی سنگ بستر قرار گرفته است و سطوح زمین را تشکیل می‌دهد.) بر اثر فرسایش سنگ مادر، لایه‌ای نازک از خاک تشکیل می‌شود و به مرور زمان لایه‌های جدیدتری از خاک روی لایه اولیه قرار می‌گیرند. با گذشت زمان لایه‌های زیرین تغییر شکل می‌دهند و در نهایت پروفیل خاک شکل می‌گیرد. پروفیل خاک از لایه‌های افقی معینی تشکیل شده است که از نظر رنگ، بافت، ساختار و مواد آلی با یکدیگر متفاوت‌اند. تکامل پروفیل خاک وابسته به فرایند فرسایش شیمیایی است که در مجاورت اکسیژن، رطوبت، دی‌اکسید کربن، موادّ آلی، موجودات خاکزی و بقایای گروهی صورت می‌گیرد.
عوامل تشکیل‌دهنده خاک
پنج عامل مهم برای تشکیل خاک، که در ارتباط با یکدیگر هستند، عبارت‌اند از: ماده والد (سنگ مادر)، ارگانیسم‌های خاک، آب و هوا، توپوگرافی و زمان
پروفیل خاک از لایه‌های افقی معینی تشکیل شده است که از نظررنگ، بافت، ساختار و مواد آلی با یکدیگر متفاوت‌اند. تکامل پروفیل خاک وابسته به فرایند فرسایش شیمیایی است که در مجاورت اکسیژن، رطوبت، دی‌اکسید کربن، مواد آلی، موجودات خاکزی و بقایای گروهی صورت می‌گیرد
- سنگ اولیه یا سنگ مادر
کمیت و کیفیت خاک‌های حاصل از سنگ‌های مختلف (سنگ‌های آذرین، رسوبی و دگرگونی) به کانی‌های تشکیل‌دهنده سنگ و نیز آب و هوا و عوامل دیگری بستگی دارد. خاک حاصل از تخریب کامل سیلیکات‌های دارای آلومینیوم، و همچنین سنگ‌های فسفاتی، از لحاظ صنعتی و کشاورزی ارزش زیادی دارد، درحالی‌که خاک‌هایی که از تخریب سنگ‌های محتوی کانی‌های مقاوم (از قبیل کوارتز) بر اثر تخریب شیمیایی پدید آمده‌اند و غالباً شنی و ماسه‌ای می‌باشند فاقد ارزش کشاورزی هستند.
- ارگانیسم‌ها
تفاوت یا تمایز انواع خاک‌ها، از نظر کشاورزی، به نوع و مقدار مواد آلی (ازت و کربن) موجود در هر خاک بستگی دارد، مثلاً نیتروژن موجود در جوّ به‌طور مستقیم قابل استفاده برای گیاهان نیست، بلکه این ترکیبات نیتروژن‌دار هستند که برای رشد گیاه، باید به شکل محلول در خاک وجود داشته باشد. این عمل در خاک به وسیله برخی از گیاهان و باکتری‌ها انجام می‌شود. اکثر خاک‌ها دارای یک نوع ماده آلی کربن‌دار به نام هوموس هستند که از بقایای گیاهان به وجود می‌آید.
ارگانیسم‌های بسیاری تاکنون شناسایی شده‌اند که نقش مهمی در پیدایش وشکل‌گیری خاک دارند؛ مثلاً میکروب‌های موجود در خاک نقش مهمی در بسیاری ازفرایندهای خاک بازی می‌کنند و با انجام فرایندهای خاص باقی‌مانده‌های گیاهیرا به هوموس تبدیل می‌کنند
ارگانیسم‌های بسیاری تاکنون شناسایی شده‌اند که نقش مهمی در پیدایش و شکل‌گیری خاک دارند؛ مثلاً میکروب‌های موجود در خاک نقش مهمی در بسیاری از فرایندهای خاک بازی می‌کنند و با انجام فرایندهای خاص باقی‌مانده‌های گیاهی را به هوموس تبدیل می‌کنند (هوموس ماده‌ای است با مولکول‌های آلی بر اثر فعالیت‌های میکروبیولوژیکی بر روی بقایای گیاهان مرده تشکیل می‌شود). بسیاری از میکروب‌ها دارای ارتباط دوطرفه با گیاهان هستند و می‌توانند نیتروژن مورد نیاز آن‌ها را تثبیت نمایند. همچنین برخی از میکروب‌ها مانع رشد ارگانیسم‌های بیماری‌زا در خاک می‌شوند و در بسیاری از واکنش‌های شیمیایی مربوط به خاک ایفای نقش می‌نمایند.
- آب و هوا
آب موجود در منافذ خاک و نیز دیگر عوامل آب و هوایی، از قبیل درجه حرارت، رطوبت و فشار، در کیفیت خاک تأثیر بسزایی دارند. جریان یافتن آب‌ها در زمین، به‌خصوص در زمین‌های شیب‌دار، موجب شست‌وشوی خاک‌ها می‌شود و با تداوم این عمل مقدار مواد معدنی و آلی به تدریج کاهش می‌یابد. اتمسفر روی برخی از کانی‌ها اثر تخریبی عمیق و مؤثری دارد و هرچه رطوبت و درجه حرارت بیشتر باشد شدت این تخریب بیشتر خواهد بود.
- توپوگرافی محل تشکیل خاک
اگر محل‌های تشکیل خاک دارای شیب تند باشد، خاک تخریب می‌شود و مواد آن می‌توانند به وسیله آب‌های جاری سریعاً از محل خود کنده شده و به محل دیگری منتقل شوند. در این صورت مواد معدنی خاک کاهش می‌یابد و نهایتاً در این مناطق، دیگر خاک برای کشاورزی مناسب نخواهد بود. اما در زمین‌های بدون شیب یا افقی که مواد به سادگی به وسیله آب‌های جاری تخریب نمی‌شوند، فرصت کافی برای انجام فعل و انفعالات به‌صورت کامل وجود دارد.
- زمان
هرقدر مدت زمان تخریب کانی‌ها و سنگ‌ها بیشتر باشد عمل تخریب فیزیکی و شیمیایی کامل‌تر انجام می‌گیرد. زمان تخریب، بسته به نوع سنگ، ساخت و بافت سنگ و نیز ترکیب و خاصیت تورق کانی‌ها، متفاوت است ولی به‌طور کلي سنگ‌های رسوبی خیلی زودتر تجزیه شده و به خاک تبدیل می‌شوند، در صورتی که برای تجزیه کامل سنگ‌های آذرین و تبدیل آن‌ها به خاک مدت زمان بیشتری باید صرف شود.