سازمان جهادكشاورزي استان هرمزگان

مديريت هماهنگى ترويج كشاورزى 

اداره رسانه هاى آموزش اداره رسانه هاى آموزشى

نشريه ترويجى

آزمون خاك چيست؟

نگارش: 

يعقوب حسينى، جهانشاه صالح، يعقوبعلى كرمى و رمضان رضا زاده

اعضاى هيات علمى مركز تحقيقات كشاورزى

و منابع طبيعى استان هرمزگان

مقدمه

بيش از 52 عامل بر رشد گياه مؤثر مي باشد كه به طور كلي به عوامل محيطي و ژنتيكي تقسيم مي شوند. از عوامل محيطي مي توان به دما، رطوبت، انرژي تابشي، تركيب هواي اتمسفر، تركيب هواي خاك، … و عناصر غذايي اشاره كرد.  عناصر غذايي خاك براي رشد گياه به سه دسته تقسيم مي شوند كه شامل عناصر ضروري، عناصر مفيد و عناصر مضر (ســمّی) مي باشــند. كمبود و يا زيادي يك عنصر غذايي ممكن است، اثرات زيان باري برگياه داشته باشد كه در نهايت مي تواند منجر به نابودي كامل گياه شــود. براي تشــخيص زيادي و يا كمبود هر يك از عناصر غذايي در گياه راه هاي مختلفي وجود دارد كه از جمله آنها موارد زير مي باشند:

1 – مشاهده وضعيت رشد و بروز علائم كمبود و يا سميّت یک عنصر غذایی

2- تجزيه بافت گياه از نظر يك يا چند عنصر غذايي

3- روش هاي بيولوژيكي

4- آزمون خاك

بديهي است هر يك از راهكارهاي فوق مزايا و معايب خاص خود را دارند. آزمون خاك، با تعريفي ويژه، غير از تجزيه ســاده خاك اســت، اگرچه در مرحله اي از آن خاك نيز تجزيه مي شود. تجزيه خاك عبارت است از اين كه يك نمونه خاك در آزمايشــگاه براي تعيين مقدار يك عنصر (عناصر) خاص تجزيه گردد. اما آزمون خاك يك فرآيند و يا دنبال كردن يكسري مراحل است كه از نمونه برداري شروع مي شود و به توصيه كودي براي گياه منجر مي شود. آزمون خاك در حقيقت از ابزار لازم براي توصيه كودي مي باشد و در طول زمان فرآيند و روش انجام آن تكامل يافته است.

اهداف آزمون خاك  

1. تشخيص خاك هاي داراي كمبود يك يا چند عنصر غذايي قبل از كاشت يك گياه خاص. بر اساس آزمون خاك مي توان اين كمبود را تشخيص و توصيه هاي لازم را براي گياه انجام داد.
2. تعيين سرنوشت كودهاي اضافه شده به خاك و بررسي تغييرات حاصله در قابليت استفاده عناصر غذايي موجود در آنها پس از وارد شدن به خاك.
3. پيش آگاهي دادن در باره نقاطي كه ممكن است در نتيجه مصرف بي رويه كودها يا فاضلاب در خاك، مسموميّت عناصر در گياه، حيوان و يا انسان را سبب شوند.
4. تعيين نقاطي كه خاك آنها از نظر يك و يا چند عنصر غذايي به حد سميّت رسيده و بايد از مصرف بيشتر عناصر در آنها به هر شكلي خودداري شود. دو مورد اخير اهميت فوق العاده اي در حفظ محيط زيست دارند.

مراحل انجام آزمون خاك

همان گونه كه قبلا گفته شــد، آزمون خاك يك فرآيند بوده و داراي مراحلي اســت كه طي آن مراحل، شــاخصي از قابليت استفاده يك عنصر غذايي براي يك گونه خاص گياهي (و حتي يك رقم) و براي پاسخ مشخصي از گياه (براي مثال عملكرد) تعيين مي شــود. كاربرد اين شــاخص در نهايت منجر به توصيه كودي براي آن گياه خاص مي گردد. به  عبارت ديگر، هنگامي كه آزمون خاك براي يك گياه و پاسخ مشخص آن در ارتباط با يك عنصر خاص انجام شد، در اين حالت شاخصي ايجاد شده است كه مي توان نياز و يا عدم نياز گياه به يك عنصر خاص را به صورت كمّی تشخيص داد و در صورت كمبود آن عنصر در خاك، با تأمين آن به رشد گياه كمك كرد. آزمون خاك يك ابزار تشخيص دهنده و كمك كننده است كه نقش آن مانند يك دماسنج و يا گوشي براي يك پزشك مي باشد. اما استفاده از اين ابزار احتياج به تخصص، مهارت و تفسير درست دارد تا به ارائه يك راهكار واقعي و برآورده كردن نيازهاي كشاورزان منجر شود.

1- نمونه برداري  

مرحله اول آزمون خاك نمونه برداري از خاك است. اين مرحله در عين سادگي، مهمترين مرحله آزمون خاك است.  دليل گفته اخير اين است كه اگر، براي مثال، از هر هكتار زمين نمونه اي يك كيلو گرمي خاك گرفته شود، اين بدين معني اســت كــه از حدود 2 ميليون كيلوگــرم خاك (دو ميليــون كيلوگرم خاك با فرض وزن مخصوص ظاهري 1/4 گرم بر سانتي متر مكعب و عمق 15 سانتي متر) يك كيلوگرم خاك به عنوان نماينــده آن يك هكتار انتخاب و به آزمايشــگاه بــراي انجام مراحل بعــدي كار منتقل مي شود.

شكل 1 – نمونه برداري از خاك را نشان مي دهد و بيلچه يكي از وسايل نمونه برداري از خاك است.

واضح اســت در صورتي كه نمونه برداري خاك درست انجام نشود، حتي هنگامي كه مراحل ديگر آزمون خاك نيز با دقت بالايي انجام شــود، نتيجه كار مطلوب نخواهد بود. زيرا در نهايت توصيه هايي كه بر اساس اين نتايــج صورت مي گردد، نمي تواند كمكي به بهتر شــدن شرايط براي رشد گياه نمايد. بايستي هميشه به ياد داشته  باشــيم كه دقت آزمون خــاك و در نتيجه توصيه كودي هرگز نمي تواند بيشــتر از دقت نمونه برداري خاك باشد.  بنابراين نمونه گرفته شــده از هر مزرعه بايستي وضعيت  خــاك آن مزرعه را منعكس نمايد. البته اين موضوع نيز بي معني اســت كه انتظار داشته باشــيم كه اگر دو نمونه  از يــك مزرعه برداريم، حتماً بايد نتايج به دســت آمده از تجزيه آن دو نمونه دقيقاً يكسان باشند.

شـكل 2- بـراي نمونه برداري از خاك ابتـدا آن را به بخش هاي مناسـب تقسيم و سپس در راس مسيرهاي  ايجاد شده در هر قسمت نمونه برداري انجام مي شود.

2- آزمون انتخاب عصاره گير  

مرحله دوم آزمون خاك، انتخاب عصاره گيرهاســت. منظور از عصاره گير، مواد شيميايي است كه اگر به نمونه خاك (مطابق با دســتور العمل آزمايشــگاه) اضافه شوند، مي توانند يك و يا چند عنصر غذايي قابل استفاده گياه را كه ممكن است به صورت هاي گوناگون در خاك وجود داشته باشند از خاك جدا نمايند تا امكان اندازه گيري بعدي آنها فراهم شود.  منظور از شكل قابل استفاده يك عنصر براي گياه، شكلي از آن عنصر غذايي است كه گياه، در شرايط عادي، توانايي  جذب آن را دارد. بيشتر عصاره گيرهاي شيميايي به صورت محلول هستند كه ممكن است شامل آب، اسيد ضعيف، باز ضعيف، اسيد قوي، باز قوي و يا تركيبي از اين مواد شيميايي باشند كه مى توانند در مدت زمان نسبتاً كوتاهي با خاك واكنش دهند. به طور كلي، شكل قابل استفاده يك عنصر براي گياه كه با كمك عصاره گير مناسبي عصاره گيري شده اســت، تخميني خوب از مقدار آن عنصر غذايي كه قابل جذب براي يك گياه به خصوصي در فصل رشــد مي باشــد را به دست مي دهد. مي توان جذب يك عنصر توسط گياه را نوعي عصاره گيري آن عنصر از خاك دانست.  در حقيقت خواسته ما در آزمايشگاه نيز اين است تا جايي كه امكان دارد عصاره گير شيميايي نيز براي يك و يا چند عنصــر غذايي شــبيه گياه عمل كرده و عنصــر و يا عناصر مورد نظر را به مقداري كه گيــاه از خاك جذب مي كند، از خاك بيرون بكشد. با توجه به گفته هاي بالا، معيارهايي براي عصاره گير مطلوب ذكر شده است. به طور كلي يك روش عصاره گيري قابل قبول براي تجزيه عناصر غذايي خاك بايستي سريع، دقيق و قابل اعتماد باشد.  در آزمايشگاه هاي خاك و آب، عصاره گيرهاي مختلفي با توجه به ويژ گي هاي عنصر (عناصر) غذايي، خاك و برخي عوامل ديگر استفاده مي شوند.

شكل 3- عصاره گيري عناصر غذايي در آزمايشگاه

شكل 4- اندازه گيري عناصر غذايي در آزمايشگاه

3- همبستگي

مرحله ســوم در آزمون خاك، همبســتگي اســت. آزمون خاك وقتي معني پيدا مي كند كه با پاسخ گياه رابطه داشته باشد (منظور از پاسخ گياه رشد گياه، عملكرد و يا مواردي از اين قبيل مي باشد). به ديگر سخن، آيا تغييرات غلظت هاي  اندازه گيري شده عنصر مورد نظر با پاسخ گياه همسو و هم جهت است يا خير. براي مثال، اگر مقدار عنصر غذايي در خاك زياد شود آيا مقدار عملكرد دانه و يا ميوه گياه افزايش مي يابد؟ با كمك نتايج مرحله همبستگي مي توان عصاره گير  مناسب براي عنصر (عناصر) غذايي تعيين كرد. در صورتي كه مقدار عنصر عصاره گيري شده با يك عصاره گير خاص،  با پاسخ گياه (براي مثال عملكرد گياه) همبستگي بالايي داشته باشد مي توان براي آن عنصر و خاك و گياه معين، آن عصاره گير را توصيه كرد.

4- واسنجي (كاليبراسيون)

مرحله چهارم آزمون خاك مرحله واسنجي (كاليبراسيون) است. شايد بزرگترين چالش در يك برنامه آزمون خاك اين مرحله از كار است. اطلاعات براي اين مرحله، از آزمايش هاي حاصلخيزي كه در گلخانه و مزرعه و در گستره وسيعي از خاك ها انجام مي گيرد، بدســت مي آيد (شــكل 5).

شکل 5- برخي از مراحل آزمون خاك در گلخانه انجام مي شود

در اين مرحله شاخصي تعيين مي گردد كه با كمك آن مي توان خــاك هــاي داراي كمبود يك و يا چند عنصر را از خاك هايي كه به مقدار كافي و يا در حد ســمّيت داراي آن عنصر (عناصر) هســتند، تشــخيص داد. در حقيقت در اين مرحله مي توان به خاك از نظر قابليت استفاده يك و يا چند عنصر  غذايي موجود در آن براي گياه رتبه داد. با ايجاد اين شاخص (متر) توانايي خاك هاي يك منطقه براي تأمين يك و يا  چند عنصر غذايي براي يك گياه خاص مشخص مي شود. روش هاي مختلفي براي رتبه بندي خاك ها از نظر توانايي تأمين يك و يا چند عنصر غذايي اســتفاده مي شــود. براي مثال، در يك روش خاك ها را از اين نظر به دو گروه تقسيم مي كنند. اين دو گروه ممكن است با نام «خاك داراي مقدار كافي شكل قابل استفاده عنصر مورد نظر براي گياه (خاکا بســنده) و خاك با مقدار ناكافي شــكل قابل استفاده عنصر مورد نظر براي گياه (خاك نابسنده)» از هم تفكيك شوند.

جدول 1- اعداد جدول فقط براي مثال آورده شده اند

روش هاي ديگري نيز براي رتبه بندي خاك ها از نظر توانايي تأمين يك و يا چند عنصر غذايي وجود دارند. در برخي از اين روش ها خاك ها به جاي دو گروه به چند گروه تقسيم مي شوند كه به آنها در اصطلاح روش هاي چند گروهي گفته مي شود. در اين روش ها خاك ها از نظر توانايي تأمين يك و يا چند عنصر غذايي به بيش از دو گروه تقسيم مي شوند.  براي مثال ممكن است خاك ها به سه گروه  «داراي توانايي كم»،  «داراي توانايي متوسط» و  «داراي توانايي بالا » براي تأمين عنصر (عناصر غذايي) تقسيم گردند. گروه بندي ديگر مي تواند شامل پنج گروه باشد: داراي توانايي  «خيلي كم»،   توانايي «كم» ،  توانايي «متوسط»، توانايي «زياد» و توانايي «خيلي زياد».  معمولاً در مقابل هر يك از اين درجه و يا رتبه ها مقداري براي شكل قابل استفاده آن عنصر ذكر مي شود. مثلاً براي عنصر فسفر در جدول زير گروه بندي و مقدار دامنه مقادير اين گروه ها نشان داده شده است. با كمك اين مرحله از آزمون خاك مي توان تشخيص داد كه آيا خاك مزرعه نياز به كود دارد يا خير. حتي مي توان مقدار كود مورد نياز را به صورت كمّی تعيين كرد. احتمال پاســخ گياه به كاربرد كود با توجه به نتايج آزمون خاك در شكل زير آمده است.

5- تفسير و توصيه كودي

مرحله پنجم آزمون خاك كه آخرين مرحله مي باشــد، مرحله تفســير و توصيه كودي است. با كمك شاخصي كه در مرحله قبل به دست آمد، مي توان رتبه يك خاك به خصوص را از نظر مقدار عنصر قابل استفاده عنصر در خاك تخمين زد. در صورتي كه كمبودي وجود داشته باشد، مي توان مقدار مورد نياز را تعيين و به خاك اضافه كرد. اگر مقدار عنصر در خاك بيش از مورد نياز باشد بايستي در مورد كاربرد آن عنصر در خاك هشدار لازم داده شود.

در هنگام تفسير و توصيه كودي بايستي نكات زير را مد نظر قرار داد

1- مراحل همبســتگي و تفســير نتايج و توصيه كودي بسيار گران و وقت گير هستند. از مرحله سوم به بعد نياز به آزمايش هاي مزرعه اي اســت. وقتي قرار باشد بخشــي از كار در مزرعه انجام شود، عوامل مختلفي ممكن است روي نتايج اثرگذار باشد. براي مثال شرايط آب و هوايي ممكن است، روي نتايج تأثير گذار باشد. براي كم كردن اين اثرات بايد چندين سال اين آزمايش ها را تكرار كرد. اين كار همان طور كه قبلاً گفته شد هزينه بر و وقت گير است. علاوه بر اين،  در مواردي ممكن است، مثلاً براي توصيه كودي يك رقم خاص گندم چندين سال وقت و هزينه صرف شده باشد تا توصيه كودي آن بر اساس آزمون خاك انجام گيرد؛ اما هنگامي كه آزمايش هاي توصيه كودي (مراحل آزمون خاك) تكميل شد، ممكن است رقم جديدي (گندم) معرفي شود و رقم گندمي كه براي آن توصيه كودي (آزمون خاك) انجام  گرفته است، كنار گذاشته شود.

ممكن اســت نياز باشــد تا مراحل آزمون خاك و توصيه كودي براي اين رقم جديد انجام شود. نتيجه اين كه انجام آزمون خاك و مراحل آن كه به توصيه كودي منجر مي شود كاري دائمي مي باشد. در مثال اخير، اگر پتانسيل عملكرد رقم جديد گندم معرفي شده نسبت به رقم قبلي افزايش يافته باشد، آزمون خاك قبلي براي عناصر غير پويا در خاك مانند فســفر، در صورتي مناســب رقم جديد است كه به همراه افزايش پتانسيل عملكرد در رقم جديد، سيستم ريشه اي نيز افزايش يافته و كاراتر شده باشد. در غير اين صورت (عدم افزايش سيستم ريشه اي رقم جديد و كارايي آن)، براي رقم جديد بايستي برنامه آزمون خاك و توصيه كودي جديد انجام گيرد. به طور كلي، از آنجا كه فاكتورهاي زراعي مانند سيستم شخم، هيبريد و واريته و تاريخ هاي كاشت مي توانند پاسخ گياه به عناصر غذايي را تحت تأثير قرار دهند، مرحله واسنجي آزمون خاك بايستي يك فرايند مداوم باشد تا واسنجي با تغيير فاكتورهاي گفته شده، تعديل گردد

2- اگر منظور دستيابي به يك آزمون خاك واقعي و قابل اعتماد است، بايستي رقم گياه، روش مديريت و متغيرهايي مانند قيمت كود و محصول نيز در نظر گرفته شوند.

3- اقتصادي بودن مصرف كود نيز مي تواند مهم باشد.

4- نكته ديگر اختلاف در فلسفه كوددهي است. بدين معني كه برخي اعتقاد دارند كه بايستي خاك هميشه انباشته از عناصر غذايي باشد و در هنگام هر كشت جديد، مقدار عناصر مورد نياز گياه در كشت جديد به مقدار قبلي عناصر در خاك اضافه گردد. البته اين عقيده داراي مزايا و معايبي مي باشد.

برخي ديگر معتقدند كه فقط بايستي نياز كودي گياه تأمين گردد و در هر بار فقط اندكي بيشتر از نياز گياه، كود به  خاك اضافه كرد و نبايستي خاك را به انبار عناصر غذايي تبديل نمود. در اين صورت ضمن اينكه نياز گياه تأمين مي شود به تدريج عناصر غذايي نيز در خاك انباشته مي شوند.

5- در توصيه كودي بايســتي ســرمايه كشاورز، مالكيت زمين (آيا كشاورز صاحب زمين است و يا آن را اجاره كرده است)، هدف كشاورز، جايگذاري كود و عملكرد پتانسيل در نظر گرفته شود.

نتيجه گيري

آزمون خاك ابزاري كارآمد در توصيه صحيح كودي براي محصولات مختلف مي باشــد. كمبود عناصر غذايي و در برخي موارد سميّت آنها در بسياري از محصولات كشاورزي، اهميت اين ابزار را به خوبي مشخص مي سازد. آزمون خاك يك فرايند چند مرحله اي است كه از نمونه برداري خاك شروع و در نهايت به توصيه كودي براي يك گياه خاص ختم مي شود. گام اول آزمون خاك به معني نمونه برداري خاك يكي از مهمترين مراحل و شايد مهمترين مرحله آزمون خاك  مي باشد. بايستي سعي شود كه حداكثر دقت در اين مرحله صورت گيرد. زيرا نتايجي كه در مراحل بعدي به دست مي آيد در صورتي قابل استفاده است كه مرحله نمونه برداري خاك به نحوي درست انجام پذيرفته باشد.  انجام آزمون خاك كاري اســت كه بايســتي به طور دائم صورت گيرد. در توصيه كودي براي يك گياه كه در نهايت از انجام آزمون خاك حاصل مي شود، بايستي به شرايطي همچون قيمت محصول، قيمت كود و … توجه گردد. توصيه كودي بر اساس آزمون خاك، ضمن اين كه در به فعاليت رسيدن پتانسيل توليد يك محصول كمك مي كند، از اتلاف منابع هم جلوگيري مي كند.