تعریف خاک و اهمیت آن

خاک خارجی‌ترين قسمت پوسته جامد زمين را تشکيل مي‌دهد که به‌صورت پوششي سست و کم‌ضخامت، سنگ‌هايي را که هنوز تخريب نشده‌اند مي‌پوشاند. ضخامت اين پوشش (خاک) در شرايط عادي 0/5 تا 2 متر است. اين قشر نازک در واقع بين جو (اتمسفر) و قسمت سخت زمين که هنوز تحت تأثير عوامل جوي واقع نشده و تخريب نگرديده (ليتوسفر) قرار گرفته است. به‌طور کلی از دیدگاه خاکشناسی به ذرات کوچکتر از 2 میلی‌متر خاک گفته می‌شود. طبق تعريف ژنتيکي، خاک‌ها بر اثر تخريب فيزيکي و شيميايي سنگ‌ها و فعاليت موجودات زنده به‌وجود مي‌آيند. بنابراين خاک شامل مخلوطی از مواد آلی و معدنی، گازها، مایعات و موجودات زنده است. در واقع، خاک از یک فاز جامد شامل مواد آلی و معدنی (زمینه خاک)، و همچنین یک فاز متخلخل تشکیل شده است که گازها (هوای خاک) و آب (محلول خاک) را در خود نگه می‌دارد. بر این اساس، خاک یک سیستم سه فازی شامل جامد، مایع و گاز است.

مواد جامد و غيرمحلول خاک تقريباً نيمي از حجم خاک را تشکيل مي‌دهند و نیم دیگر به منافذ موجود در خاک اختصاص دارد که بخش اعظم آن از آب و مابقی مملو از هواي اتمسفر است (شکل 1). مقدار آب و هواي موجود در خاک در ارتباط مستقيم با يکديگر مي‌باشند. مقدار و ميزان منافذ خاک وابستگي کامل به اندازه ذرات جامد خاک و سهم هر کدام دارند.

شکل 1- فازهای سه‌گانه خاک و درصد تقریبی هر کدام

اهمیت خاک از جنبه‌های مختلف کشاورزی (به‌عنوان بستری برای رشد گیاه)؛ عمرانی (به‌عنوان بنیانی برای پايه‌ريزی شالوده ساختمان‌ها بر روی آن)؛ صنعتی (به‌عنوان ماده اولیه بسیاری از محصولات مانند کاشی و سرامیک)؛ پزشکی (استفاده از برخی از کانی‌های خاک مثل پالیگورسکایت در ساخت شربت‌های امولسیونی) و محیط زيستی (به‌عنوان جذب‌کننده اصلی آلاینده‌ها) مطرح است (شکل 2).

شکل 2- اهمیت و کارکردهای مختلف خاک

تشکیل خاک

تشکیل خاک، تحت تأثیر چند عامل مهم شامل آب و هوا، پستی و بلندی (ارتفاع، جهت و مقدار شیب)، موجودات زنده و مواد مادری (کانی‌های اولیه) است که در طول زمان برهم‌کنش دارند. به­‌طور کلی، خاک از طریق فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی متعدد، توسعه و تکامل می‌یابد.

لایه‌های خاک تقریباً موازی سطح زمین هستند و چندین لایه ممکن است به‌طور همزمان در طی یک دوره زمانی تکامل یابند. هرچند لایه‌های خاک از نظر ژنتیکی مرتبط هستند؛ لیکن از نظر خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی با یکدیگر تفاوت دارند. در اصطلاح خاک‌شناسی، هر کدام از این لایه‌ها را يک “افق” می‌گویند. از آنجا که خاک‌ها به‌عنوان توده‌های طبیعی با افق‌های توسعه‌یافته ژنتیکی شناخته می‌شوند، تشکیل خاک دربرگیرنده توسعه و تکامل افق‌های مختلف در خاک است. شمای عمودی یک خاکِ متشکل از افق‌های مختلف را اصطلاحاً “خاکرخ يا پروفیل خاک” گويند. در خاکرخ می‌توان افق‌ها يا لايه‌های مختلفی چون O، L، A، E، B، C، V، R، W و M را تفکیک نمود.