روش صحیح نمونه‌برداری خاک

چرا باید نمونه خاک جمع‌آوری کرد؟

نمونه خاک می‌تواند کمک کند که:

  • وضعیت پایه (فعلی) مواد مغذی خاک برای کشاورزان و باغداران تعیین گردد.
  • توصیه کودی متناسب با نیازهای گیاه در هر سیستم تولید انجام شود.
  • تغییر وضعیت عناصر غذایی خاک در طول زمان اندازه‌گیری شود.
  • از مصرف بیش از حد مواد مغذی (نهاده‌های کشاورزی) یا تجمع نمک محلول در خاک جلوگیری شود.

تجزیه و تحلیل خاک معمولاً به یکی از سه دلیل زیر انجام می‌شود:

پیش‌بینی: برای بررسی وضعیت حاصلخیزی یا مواد مغذی خاک و تعیین یا پیش‌بینی بهتر نیازهای غذایی گیاه.

نظارت: برای ارزیابی مناسب بودن شیوه‌های مدیریت فعلی مزارع و تنظیم برنامه‌های کودی موجود برای اطمینان از دستیابی به عملکرد بهینه.

تشخیص: برای تعیین دلیل رشد ضعیف گیاهان و نیز بررسی احتمال تجمع عناصر معدنی سمی در آن‌ها.

خاک‌ها از مکانی به مکان دیگر و نیز در طول زمان، تغییرپذیر هستند. با توجه به این موضوع، باید تلاش شود تا نمونه‌های خاک به‌گونه‌ای برداشت شوند که کاملاً معرف واقعیت منطقه مورد نظر باشند. بنابراین، مهمترین مرحله آنالیز خاک، نه در آزمایشگاه، بلکه در مزرعه یا باغی انجام می‌شود که از آن نمونه‌برداری می‌گردد!

قبل از نمونه‌برداری باید بازدیدی از منطقه مورد نظر انجام داد و با پیمایش منطقه (مزرعه یا باغ) به تنوع شیب، رنگ، بافت، مدیریت و الگوی کشت توجه نمود. سپس منطقه مورد نظر باید به نواحی یکنواخت تفکیک گردد و هر ناحیه به‌طور جداگانه نمونه‌برداری شود. اگر همه این شرایط مشابه باشند، یک مزرعه یا باغ را می‌توان به‌عنوان تنها یک واحد نمونه‌گیری در نظر گرفت. البته مساحت این واحد نباید بیش از 1 تا 2 هکتار باشد. به دیگر سخن، واحد نمونه‌گیری بیانگر نوعی مصالحه بین هزینه، کار و زمان از یک سو و دقت از سوی دیگر است.

یک راه حل بهینه برای نمونه‌برداری از باغ‌ها یا مزارع دارای تغییرپذیری زیاد، “جمع‌آوری نمونه‌های مرکب” است. نمونه‌های مرکب، مخلوطی از نمونه‌های منفرد یا نمونه‌های فرعی هستند که معمولاً از مکان‌های مختلف جمع‌آوری می‌شوند و با هم مخلوط می‌گردند تا یک نمونه ترکیبی واحد را تشکیل دهند. در واقع با ترکیب چند نمونه فرعی در قالب یک نمونه مرکب، می‌توان با میانگین‌گیری ويژگی­های خاک در مناطق بزرگ‌تر، اثرات تغییرپذیری خاک را به حداقل رساند. نمونه‌های مرکب نسبت به مقادیر غیرمعمول نتایج آزمایش خاک که ممکن است به‌دلیل کاربرد کود متمرکز (مانند کود نواری يا چالکود) یا تغییرات طبیعی خاک رخ دهند، حساسیت کمتری دارند.

چه زمانی باید نمونه خاک جمع‌آوری کرد؟

برای محصولات یکساله مانند سبزیجات، زمانی که برای اولین‌بار یک مزرعه را کشت می‌کنید یا محصول یا تناوب را تغییر می‌دهید، خاک را آزمایش کنید. اگر محصولات متوالی را در یک فصل بکارید، نیازی به آزمایش قبل از هر کاشت ندارید.

بهترین موقع نمونه‌برداری، زمانی است که زمین گاورو (رطوبت در حد ظرفیت زراعی) باشد. بهترین زمان نمونه‌برداری از خاک در مورد محصولات زراعی (یکساله) قبل از کشت و در مورد باغات میوه چنانچه باغ احداث نشده باشد بایستی قبل از کاشت درخت و در صورتی که باغ دایر باشد در اواخر زمستان و اوایل بهار بهترین زمان نمونه‌برداری از خاک می­باشد. در مورد باغ پسته، بهتر است که نمونه‌برداری خاک، یکی دو ماه پس از برداشت پسته، یعنی در ماه‌های آبان تا دی انجام شود.

هر چند وقت یکبار باید نمونه خاک جمع‌آوری کرد؟

خاک‌ها باید اغلب به اندازه کافی مورد آنالیز قرار گیرند تا بتوان مسائل بالقوه مدیریت مواد مغذی را قبل از تأثیر نامطلوب بر رشد گیاه در آن‌ها شناسایی نمود. به‌طور کلی خاک را باید هر 2 تا 3 سال یکبار برای محصولات یکساله، مراتع و حبوبات و هر 3 تا 5 سال یکبار برای درختان میوه و نات‌ها (Nuts) آزمایش کنید.

از کجا باید نمونه خاک جمع‌آوری کرد؟

منطقه‌ای که از آن نمونه خاک جمع‌آوری می‌شود ممکن است به نوع خاک، توپوگرافی، محصولات کشت‌شده، تاریخچه مدیریت یا همه این موارد، بستگی داشته باشد. به‌عنوان مثال، مزرعه موجود در شکل 1 دارای سه منطقه نمونه‌برداری مجزا است: A (باغستان)، B (مرتع) و C (محصولات ردیفی سبزیجات). در این مثال، یک نمونه خاک جداگانه باید از هر یک از سه منطقه جمع‌آوری شود. همین مفهوم در مورد زمین‌های کوچکتر نیز صدق می‌کند. به‌عنوان مثال، یک زمین چمن و یک باغ سبزی، هر کدام باید جداگانه نمونه‌برداری شوند.

m1

شکل 1- مناطق سه‌گانه (A، B و C)تفکیک‌شده برای نمونه‌برداری خاک

بنابراین، نمونه خاکی که به آزمایشگاه ارسال می­شود باید بیانگر واقعی زمینی باشد که نمونه­برداری در آن صورت گرفته است. به همین جهت بایستی زمین به قطعات یکنواختی از لحاظ بافت خاک، رنگ، شیب، میزان فرسایش، تاریخچه کشت، تناوب، نوع محصول و غیره تقسیم‌بندی ­شود (شکل 2)؛ زیرا پارامترهای مورد اندازه­گیری در هر قسمت متفاوت خواهد بود. چنانچه در جایی که مثلاً شیب بیشتر است در موقع بارندگی و آبیاری مواد غذایی و املاح خاک بیشتر در معرض شستشو قرار گرفته و از بین رفته، برعکس نقاطی که گود است تجمع املاح و مواد مغذی بیشتر است. بنابراین در چنین مواردی با گرفتن نمونه‌های زیاد و نزدیک به هم می‌توان یک نمونه مرکب و معرف قسمت مورد نظر تهیه نمود.

m2

شکل 2- طبقه‌بندی مزرعه یا باغ به قطعات نسبتاً یکنواخت به‌منظور نمونه‌برداری خاک

عمق نمونه‌برداری، تعداد و حجم نمونه‌های خاک چقدر باید باشد؟

هر نمونه خاکی که برای تجزیه به آزمایشگاه ارسال می‌گردد بایستی از یک مساحت یکنواخت (به­طور معمول، 10 تا 15 هکتار) تهیه گردد و در غیر اینصورت پس از قطعه‌بندی زمین برحسب عواملی که ذکر گردید، از هر قطعه به‌طور جداگانه نمونه‌برداری مرکب صورت گیرد.

هر نمونه مرکب باید شامل نمونه‌های فرعی باشد که از فواصل نسبتاً مساوی و به تعداد 15 تا 20 نمونه که وزن تقریبی هر کدام یک تا يک­ونيم کیلوگرم است، در هر کدام از مناطق یا قطعات یکنواخت تفکیک­شده، تهیه می‌گردد.

عمق نمونه‌برداری بسته به نوع محصول و هدف مطالعه فرق می­کند. خاک‌های سطحی برای وضعیت مواد مغذی و یا وضعیت باروری، آنالیز می‌شوند. در مقابل، نمونه‌های زیرسطحی اطلاعاتی را در مورد مشکلات احتمالی مانند شوری/سدیمی بودن یا اسیدی/قلیایی بودن خاک فراهم می‌کنند و در نتیجه اقدامات احیای خاک باید انجام شود. در هر حال، نمونه خاک بایستی از محل فعالیت ریشه تهیه گردد. به‌طورکلی برای محصولات زراعی عمق نمونه‌برداری، 20 تا 30 سانتی‌متر و در باغات میوه، معمولاً دو تا سه نمونه، یکی از سطح خاک تا عمق 30 تا 40 سانتی‌متر؛ دیگری از عمق 30 تا 40 سانتی‌متر تا عمق 60 تا 80 سانتی‌متر؛ و گاهی نیز از عمق 60 تا 80 سانتی‌متر تا عمق 90 تا 120 سانتی‌متر به‌طور جداگانه برداشت می‌شود. باید توجه داشت اگر نمونه تهیه‌شده از باغ می‌باشد نمونه‌های تا عمق 30 تا 40 سانتی‌متر را با هم مخلوط و از آنها یک نمونه جداگانه و برای عمق 30 تا 60 سانتی‌متر یا بیشتر نیز به همین ترتیب، نمونه جداگانه تهیه گردد.

قبل از احداث باغ بهتر است يک خاکرخ حفر شود و برحسب لایه‌ها و افق­های موجود در آن، از هر لایه نمونه‌ای به وزن یک تا يک­ونيم کیلوگرم به‌طور جداگانه (نمونه ساده) تهیه و به آزمایشگاه ارسال گردد. برای جلوگیری از اختلاط نمونه‌ها، نمونه‌های خاک باید از لایه‌های پایین به سمت لایه‌های بالایی (به جای برداشت نمونه‌ها از سطح به سمت زیرسطح) جمع‌آوری شوند. بنابراین اولین نمونه از پایین‌ترین لایه و به دنبال آن، لایه‌های بالایی جمع‌آوری می‌شود. نمونه‌های خاک جمع‌آوری شده باید به‌درستی برچسب‌گذاری شده و به آزمایشگاه ارسال شوند.

با توجه به اینکه کشت گلخانه‌ای در فضای محدود صورت می‌گیرد لازم است قبل از احداث گلخانه از هر ۵۰۰۰ مترمربع یک نمونه خاک از عمق صفر تا 30 سانتی­متری برداشته شود. نمونه‌برداری بایستی به­صورت مرکب و تصادفی انجام گیرد به این ترتیب که از ۸ تا ۱۰ نقطه به‌صورت تصادفی تا عمق ۳۰ سانتی‌متر نمونه‌برداری می‌شود، سپس خاک این ۸ تا ۱۰ نقطه را با هم مخلوط کرده و حداقل یک کیلوگرم از این مخلوط (نمونه مرکب) به آزمایشگاه ارسال می‌گردد.

در برداشت نمونه بر اساس عمقي كه مورد نظر مي‌باشد، مي‌توان طبق الگوی ارایه‌شده در شکل 3 عمل نمود. ملاحظه می‌گردد که نمونه‌های خاک در باغات باید از محل سایه‌انداز درخت برداشت شود.

m3

شکل 3- نحوه برداشت نمونه از اعماق مختلف

الگوی نمونه‌برداری خاک به چه شکلی باشد؟

دو روش اصلی برای نمونه‌برداری خاک در راستای مدیریت مکانی خاک وجود دارد:

الف) نمونه‌برداری مبتنی بر منطقه‌بندی باغ یا مزرعه مورد نظر

هدف در روش مبتنی بر منطقه‌بندی، جمع‌آوری نمونه‌هایی است که نشان‌دهنده میانگین خاک در هر منطقه همگن یا نسبتاً یکنواخت است. به‌طور معمول، هرچه خاک تغییرپذیرتر باشد؛ برای ترسیم دقیق الگوهای حاصلخیزی خاک، باید به مناطق کوچکتری تفکیک گردد. در بیشتر موارد، مناطق تفکیک­شده بین 8/0 تا 4 هکتار وسعت دارند.

برای نمونه‌برداری خاک براساس روش منطقه‌بندی، یک نمونه مرکب از هر منطقه جمع‌آوری کنید. شکل 4 نشانگر یک مثال از این روش است. در این مثال، مناطق مدیریتی مختلف با رنگ‌های مختلف نشان داده شده‌اند. نمونه‌های فرعی برای منطقه نارنجی رنگ با نقاط سیاه مشخص شده‌اند. این نمونه‌های فرعی پس از برداشت با هم مخلوط می‌گردند و درنهایت یک نمونه مرکب از آن‌ها تهیه می‌شود.

m4

شکل 4- نمونه‌ای از نمونه‌برداری خاک بر اساس روش منطقه‌بندی

مناطق بزرگتر نسبت به مناطق کوچکتر به نمونه‌های بیشتری نیاز دارند. به‌عنوان یک قانون کلی، دو نمونه فرعی در هر جریب (4/0 هکتار) در یک منطقه باید جمع‌آوری نمود. البته صرف نظر از اندازه منطقه، حداقل پنج نمونه فرعی در هر منطقه باید جمع‌آوری شود. نمونه‌های فرعی باید به‌طور تصادفی در هر منطقه برداشت شوند. بدین ترتیب که در هر قطعه یکنواخت باید به‌طور زیگزاگ (شکل 5) که یکی از متداول‌ترین روش­های نمونه‌برداری می­باشد حرکت کرد و نمونه‌های فرعی را برداشت نمود.

m5

شکل 5- شیوه‌های مختلف حرکت زیگزاگی برای برداشت نمونه‌های فرعی در قطعات تفکیک‌شده

ارزش واقعی نمونه‌برداری مبتنی بر منطقه‌بندی این است که از داده‌های آن می‌توان برای ایجاد نقشه حاصلخیزی خاک در یک مزرعه استفاده کرد. این نقشه می‌تواند مناطقی با باروری بالا یا پایین را نشان دهد و می‌تواند برای توسعه دقیق، با نرخ متغیر کود و کاربرد اصلاح‌کننده‌های خاک، مورد استفاده قرار گیرد.

ب) نمونه‌برداری شبکه‌ای

در الگوی شبکه‌ای، نمونه‌های خاک با یک الگوی یکنواخت برداشت می‌شوند. هرچند اندازه شبکه‌ها از 4/0 تا 2 هکتار متغیر است؛ لیکن به‌طور معمول از شبکه‌های یک هکتاری استفاده می‌شود. برای یک شبکه با ابعاد 4/0 هکتار (یک جریب)، حداقل پنج نمونه فرعی جمع‎آوری کنید. برای شبکه‌های با ابعاد یک تا دو هکتار، بین 8 تا 10 نمونه فرعی برداشت نمایید.

استفاده از الگوی شبکه‌ای، از جذابیت خاص خود برخوردار است؛ زیرا پیاده‌سازی آن آسان است و اطلاعات مکانی بهتری از وضعیت کلی خاک مزرعه یا باغ مورد نظر در دسترس قرار می‌دهد. با این حال، نمونه‌برداری شبکه‌ای از تغییرات اساسی در مناطق مدیریتی یا انواع خاک استفاده نمی‌کند. به دیگر سخن، نمونه‌برداری شبکه‌ای در مقایسه با نمونه‌برداری مبتنی بر منطقه‌بندی، دارای چندین عیب است. اولین نقطه ضعف نمونه‌برداری شبکه‌ای، افزایش خطر اُریب نتایج است. برای مثال، اگر اکثر نمونه‌های شبکه‌ای روی یک نوع خاک خاص قرار داشته باشند، نمونه‌برداری شبکه‌ای ممکن است تغییرپذیری واقعی یک مزرعه را به‌درستی نشان ندهد (شکل 6). همان‌گونه که شکل 6 نشان می‌دهد، الگوی نمونه‌برداری شبکه‌ای می‌تواند منجر به سوگیری و اُریب نتایج شود. در این مثال، 30 درصد از کل نقاط مشاهداتی (نقاط سفید) در منطقه نارنجی واقع شده‌اند؛ حال آنکه منطقه نارنجی تنها نشان‌دهنده 22 درصد از کل مساحت مزرعه است. در این شرایط، نتایج حاصل از نمونه‌های خاک، به‌شدت به سمت شرایط خاکی موجود در منطقه نارنجی رنگ، اُریب خواهند داشت.

m6

شکل 6- نمونه‌ای از الگوی نمونه‌برداری شبکه‌ای با توزیع یکنواخت

عیب دیگر، آن است که چون شبکه‌ها مناطقی با تغییرپذیری مشخص در سطح یک مزرعه یا باغ را هدف مطالعه خود قرار نمی‌دهند؛ بنابراین نیازمند اخذ نمونه‌های بیشتر برای پوشش طیف کاملی از انواع خاک‌ها و تغییرات آن‌ها می‌باشند.

از چه مناطقی نباید نمونه‌برداری کرد؟

صرف نظر از الگوی نمونه‌برداری خاک، هنگام جمع‌آوری نمونه در مزرعه یا شناسایی مکان‌های نمونه‌برداری خاک، بایستی از برداشت نمونه از چندین منطقه اجتناب کنید. این مناطق مشکل‌دار (جدول 1) بیانگر مناطقی هستند که به‌دلیل وجود برخی اختلالات یا تغییرات طبیعی در آن‌ها، خاک این مناطق نشانگر نماینده واقعی کل جامعه خاکی مزرعه یا باغ مورد نظر نیست. اگر نقطه نمونه‌برداری شما در داخل یا نزدیک یکی از این مناطق مشکل‌دار قرار دارد، باید مکان نمونه‌برداری را به مکان جدیدی انتقال دهید. اگر مناطق مشکل‌دار، بخش قابل توجهی از یک مزرعه یا باغ را اشغال نموده‌اند (مساحت آن‌ها بیش از 2 تا 4 هکتار است)، هر منطقه مشکل‌دار را به‌عنوان یک منطقه منحصر به فرد در نظر بگیرید و از آن به‌طور جداگانه نمونه‌برداری کنید.

جدول 1- برخی از مناطق مشکل‌دار که نباید نمونه‌برداری شوند

ردیفمنطقه مشکل‌دار
1ردیف‌های انتهایی باغ یا مزرعه و مناطق تردد ادوات و ماشین‌آلات سنگین
2لکه‌ها یا فرورفتگی‌های مرطوب
3مناطق بسیار فرسایش‌یافته
4محوطه تردد حیوانات
5مکان‌هایی که در حد فاصل 30 متر از جاده قرار گرفته‌اند
6مکان‌هایی که سطح خاک آن‌ها آغشته به کودهای حیوانی، شیمیایی و یا بقایای گیاهی است
7آبراهه­ها، توده­های قدیمی و پوسیده کاه، کنار دیوار پرچین­ها و موارد مشابه
8مناطق دارای خرده‌سنگ، آشغال، تكه‌هاي چوب، علف‌هاي هرز و يا ريشه محصولات مختلف

با چه وسایلی می‌توان نمونه‌برداری خاک را انجام داد؟

شکل 7- ابزارهای مختلف مورد استفاده برای نمونه‌برداری خاک

m7

ابزارهای مختلفی برای جمع‌آوری نمونه وجود دارند (شکل 7).

الف) بیل: به‌طور کلی، بیل راحت­ترین وسیله نمونه‌برداری از خاک است. برای استفاده از آن ابتدا باید به اندازه یک کفه‌ی بیل از نقطه مورد نظر برداشت و سپس جدار گودال را به‌طور یکنواخت تا عمق مورد نظر با ضخامت یکنواخت تراشید (شکل 8) و در نهایت نمونه‌ای به مقدار حدود یک تا يک­ونيم کیلوگرم برداشت.

m8

شکل 8- نحوه صحیح استفاده از بیل برای نمونه‌برداری خاک

ب) مته (اوگر): اوگرها اكثراً به دو صورت توخالي و مته‌اي مي‌باشند كه در اوگرهاي توخالي خاك در وسط محفظه مورد نظر جمع مي‌گردد و در نوع مته­اي، خاك در شيارهاي مته جمع مي‌شود (شکل 7). ساده­ترین نوع اوگر، یک لوله توخالی است که دارای نوک نسبتاً تیزی است. برای نمونه‌برداری توسط اوگر، با فشار و چرخشی که بر روی دسته آن وارد می‌نماییم نمونه تهیه می‌گردد.

نحوه آماده‌سازی نمونه برای ارسال به آزمایشگاه به چه شکل است؟

قبل از فرستادن نمونه خاک به آزمایشگاه، آن را در هوای آزاد روی یک قطعه روزنامه یا گونی که آلوده به چیزی نباشد پخش نموده تا خشک شود. توجه داشته باشید که برای خشک کردن خاک، مطلقاً نباید از حرارت استفاده نمود.

پس از خشک کردن نمونه، آن را در داخل یک کیسه پلاستیکی، قوطی یا جعبه مقوایی تمیز بریزید و با نصب دو اتیکت (کاغذ حاوی مشخصات نمونه)، یکی در داخل و دیگری در خارج ظرف، که نشان­دهنده مشخصات خاک از قبیل شماره نمونه، عمق نمونه‌برداری، تاریخ برداشت و نام نمونه‌بردار می­باشد به آزمایشگاه ارسال نمایید.

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *