تفسیر نتایج آزمایش خاک کشاورزی

یکی از مشکلاتی که کشاورزان عزیز بعد از آزمایش خاک و دریافت نتایج آنالیز با آن مواجه هستند، تفسیر و درک اعداد و پارامترهای گزارش شده در برگه نتایج آزمایش است. در این مقاله مفهوم و تفسیر هرکدام از پارامترهای اندازه‌گیری شده در آزمایش خاک توضیح داده خواهد شد.

تفسیر نتایج آنالیز خاک کشاورزی چیست؟

آزمایشات خاک کشاورزی و ارائه نتایج بطورکلی در 3 مرحله اجرا می‌شوند.

• نمونه‌بردای از خاک باغ یا مزرعه و ارسال آن به آزمایشگاه‌های خاک
• آنالیز خاک با استفاده از روش‌ها و دستگاه‌های مربوطه توسط کارشناس آزمایشگاه
• ارائه نتایج گزارش شده در برگه آزمایش خاک

هرکدام از مراحل بالا اهمیت بالایی داشته و باید در انجام آنها دقیق عمل کرد.

تفسیر نتایج برگه آزمایش خاک یعنی اینکه بتوان اعداد و ارقام صفات گزارش شده در برگه آزمایش را درک کرد و براساس آنها مدیریت صحیحی روی خاک انجام داد. عملیات مدیریتی می‌تواند تنظیم برنامه کوددهی و یا کارهای اصلاحی برای برطرف کردن مشکلات خاک مثل شوری، تنظیم pH  و… باشد.

اهداف آزمایش خاک

آزمایش خاک یکی از رایج‌ترین عملیاتی است که در کشت‌های زراعی و باغی انجام می‌شود که با استفاده از آن می‌توان به موارد زیر دست یافت.

• آزمایش خاک می‌تواند وضعیت عناصر غذایی خاک را مشخص کند و براساس آن می‌توان برنامه‌های کوددهی را تنظیم کرد.
• علاوه‌بر ارزیابی تغذیه‌ای، بعضی پارامترها مثل میزان اسیدیته، شوری و بافت خاک نیز با آزمایش خاک مشخص می‌شود.

توصیه می‌شود برای اطلاعات بیشتر، مقاله اهمیت انجام آزمایش خاک در کشاورزی مطالعه شود.

صفاتی که در آزمایشات خاک اندازه‌گیری می‌شوند!

در آزمایشات خاک، عموما یک‌سری پارامترهایی مثل میزان نیتروژن، فسفر، پتاسیم، اسیدیته خاک، هدایت الکتریکی، میزان کربن آلی، بافت خاک، نسبت جذب سدیم، ظرفیت تبادل کاتیونی، میزان عناصر ریزمغذی مانند آهن، روی، منگنز و … اندازه‌گیری و در برگه آزمایش خاک گزارش می‌شوند.

تعداد و نوع صفات اندازه‌گیری شده در آزمایشات خاک، بسته به درخواست کشاورز متغیر است.

اسیدیته (pH) خاک

pH یکی از مهم‌ترین صفاتی است که در آزمایشات خاک اندازه‌گیری می‌شود. این صفت میزان اسیدی یا قلیایی بودن محلول خاک را نشان می‌شود.

مقدار آن بین 0 تا 14 متغیر است. خاک‌های با پی‌اچ 7 به عنوان خاک خنثی، زیر 7 به عنوان خاک اسیدی و بالای 7 به خاک قلیایی شناخته می‌شوند.

اهمیت ارزیابی pH خاک در کشاورزی چیست؟

حلالیت و فراهمی عناصر غذایی برای ریشه گیاهان تاحد بسیار زیادی به pH خاک بستگی دارد. ازطرفی بسیاری از فرآیندهای بیوشیمیایی و همچنین فعالیت میکروارگانیسم‌های داخل خاک به pH وابسته هستند و این سیستم پویا تحت تاثیر pH می‌تواند دچار تغییرات شود. بنابراین اندازه‌گیری pH در آزمایشات خاک از اهمیت بالایی برخوردار است.

حدود مناسب pH در خاک کشاورزی چقدر است؟

سطح بهینه pH خاک در کشاورزی بسته به نوع محصول می‌تواند متفاوت باشد، اما به طور کلی، محدوده پی‌اچ 6 تا 7 برای اکثر گیاهان بهینه در نظر گرفته می‌شود. این محدوده pH کمی اسیدی تا خنثی است که امکان دسترسی به عناصر غذایی ضروری را برای گیاهان فراهم می‌کند.

اگر خاکی دارای pH قلیایی بود باید فعالیت‌های مدیریتی مناسب جهت کاهش pH انجام شود. البته pH‌های خیلی اسیدی هم برای رشد و تولید گیاهان مناسب نیستند.

یکی از راهکارهای مناسب جهت کاهش pH استفاده از گوگرد‌های پاستیلی یا گرانول با خلوص بالا به همراه باکتری‌های اکسیدکننده آن است.

در بازه‌های pH خیلی قلیایی کمبود عناصر ریزمغذی مثل روی و آهن و در pH‌های خیلی اسیدی معمولا کمبود عناصر پرمصرف مثل نیتروژن، فسفر و پتاسیم اتفاق می‌افتد.

هدایت الکتریکی (EC) خاک

هدایت الکتریکی یا شوری Electrical Conductivity با نماد (EC) یکی از رایج‌ترین صفاتی است که در اکثر آزمایشات خاک اندازه‌گیری می‌شود. این صفت نشان دهنده مقدار یون‌های حل شده داخل محلول خاک است. نمک‌ها نمونه‌ای از این یون‌ها هستند.

هرچقدر مقدار این صفت بیشتر باشد، خاک شوری بالایی خواهد داشت. خاک‌های شور برای اکثر کشت‌های زراعی و باغی مضر بوده و باعث کاهش عملکرد می‌شوند.

در اکثر آزمایشات، میزان شوری را با واحد میلی‌موس بر سانتی‌متر یا دسی‌زیمنس بر متر گزارش می‌کنند.

هدایت الکتریکی (ds/m)	طبقه‌بندی از لحاظ شوری
زیر 2	غیرشور
2 تا 4	کمی شور
بالای 4	شور

تحمل گیاهان مختلف به شوری متفاوت است اما بصورت عمومی در شوری‌های بالای 4 دسی‌زیمنس بر متر میزان عملکرد افت پیدا می‌کند.

در خاک‌های شور، باید عملیات مدیریتی مانند آبشویی، انتخاب سیستم آبیاری مناسب، مصرف کودهای با منبع مناسب و … جهت کاهش شوری خاک انجام شوند.

نسبت جذب سدیم (SAR)

SAR مخفف عبارت Sodium Adsorption Ratio و به معنی نسبت جذب سدیم است. این پارامتر غلظت نسبی سدیم، کلسیم و منیزیم در خاک یا آب آبیاری را نشان می‌شود.

نسبت جذب سدیم (SAR) از طریق فرمول زیر محاسبه می‌شود.

مقادیر بالای SAR نشان دهنده غلظت بالای سدیم نسبت به کلسیم و منیزیم است که می‌تواند منجر به تخریب خاک و کاهش نفوذپذیری خاک شود. این خاک‌ها به عنوان خاک‌های سدیمی شناخته می‌شوند. جایگزینی سدیم با یون‌های کلسیم و منیزیم روی ذرات خاک باعث ایجاد مشکلاتی بصورت زیر می‌شود:

• افزایش ازهم پاشیدگی ذرات رس و فرسایش خاک
• کاهش نفوذپذیری و تهویه خاک
• کاهش عملکرد محصول

مقدار مناسب SAR در خاک کشاورزی

مقدار SAR کمتر از 10 به عنوان نسبت جذب سدیم قابل قبول درنظر گرفته می‌شود. در مقادیر بالای 10، خطر سدیمی شدن خاک افزایش می‌یابد.

بعضی از مدیریت‌هایی که در خاک‌های با SAR بالا توصیه می‌شود بصورت زیر است؛

• افزایش زهکشی خاک برای جلوگیری از تجمع نمک در ناحیه ریشه
• استفاده از منابع کودی کلسیم و منیزیم
• آبشویی خاک
• استفاده از گوگرد جهت کاهش pH خاک
• استفاده از کودهای با شاخص شوری پایین
• استفاده از کودهای میکروبی حاوی باکتری‌های محرک رشد

ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC)

CEC مخفف عبارت Cation Exchange Capacity و به معنی ظرفیت تبادل کاتیونی است. عناصری مانند پتاسیم، کلسیم، منیزیم، روی و آهن و … جزو یون‌ها با بار مثبت (کاتیون) هستند.

ظرفیت تبادل کاتیونی صفتی است که قابلیت ذرات خاک در نگهداری یون‌ها با بار مثبت را نشان می‌دهد. در خاک‌ها با مواد آلی و رس بالا میزان این صفت بیشتر است. درواقع از روی این صفت می‌توان وضعیت بافت خاک و میزان ماده آلی را هم حدس زد.

همانطور که در تصویر بالا مشخص است، ریشه‌های گیاهان با دفع یون‌های ⁺H، کاتیون‌هایی مانند کلسیم و پتاسیم را از روی ذرات خاک جذب می‌کنند.

در نتایج آزمایشات خاک، ظرفیت تبادل کاتیونی براساس میلی‌اکی‌والان یون‌های مثبت در 100 گرم خاک (meq/100g) گزارش می‌شود.

ظرفیت تبادل کاتیونی چه اهمیتی دارد؟

همانطورکه گفتیم، ظرفیت تبادل کاتیونی میزان حاصلخیزی و توانایی خاک برای نگهداری عناصر را نشان می‌دهد. خاک‌هایی که ظرفیت تبادل کاتیونی کمتری دارند، احتمال آبشویی و کمبود عناصر غذایی در آنها محتمل‌تر است.

CEC نشان دهنده این است که چه مقدار عنصر غذایی با بار مثبت می‌تواند در سطح ذرات خاک نگهداری شود. خاک‌های شنی و با ماده آلی کم، ظرفیت تبادل کاتیونی کمتری دارند.

ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) مناسب برای کشاورزی

برای ظرفیت تبادل کاتیونی، مقدار و استاندارد دقیقی تعیین نشده است، اما بصورت عمومی میزان ظرفیت تبادل کاتیونی 20 تا 25 به عنوان مقدار مطلوب درنظر گرفته می‌شود و این خاک‌ها معمولا بافت لومی دارند. مقدار CEC تحت تاثیر بافت خاک متغیر است. در خاک‌های شنی میزان این صفت زیر 10 و در خاک‌های رسی میزان CEC بالای 25 است.

برای اصلاح ظرفیت تبادل کاتیونی چه باید کرد؟

استفاده از کودهای میکروبی، مواد هیومیکی مثل هیومیک‌اسیدها و همچنین کمپوست‌هایِ فرآوری شده و مناسب تاثیر زیادی در افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی خاک دارند.

کربن آلی (OC) یا مواد آلی (OM) در خاک

ماده آلی جزء حیاتی خاک است و نقش مهمی در حاصلخیزی، ساختار و سلامت کلی خاک دارد. کربن آلی یک عنصر کلیدی ماده آلی است و حضور آن در خاک مزایای زیادی دارد.

تامین مواد غذایی: با تجزیه مواد آلی، عناصری مانند نیتروژن، فسفر، گوگرد و ریزمغذی‌ها در خاک آزاد می‌شوند که این عناصر می‌تواند مورد مصرف گیاهان و جمعیت میکروبی خاک قرار گیرد. البته توجه شود که میزان عناصر غذایی در مواد آلی کمتر بوده و نمی‌تواند به عنوان منبع اصلی تغذیه گیاهان درنظر گرفته شود.

بهبود ساختار خاک: مواد آلی، از جمله کربن آلی، نقش مهمی در ساختار خاک دارد. به تشکیل خاکدانه‌های پایدار کمک می‌کند و تخلخل و ساختار خاک را بهبود می‌بخشد. ساختار مناسب خاک باعث افزایش نفوذ آب، نفوذ ریشه و تهویه خاک می‌شود.

افزایش ظرفیت نگهداری آب: خاک‌های با مواد آلی زیاد، ظرفیت نگهداری آب بالایی دارند. این مواد مثل اسفنج عمل کرده و رطوبت را در خاک حفظ می‌کنند.

جلوگیری از فرسایش خاک: مواد آلی به اتصال ذرات خاک به یکدیگر کمک می‌کند. این اثر می‌تواند فرسایش خاک بوسیله آب و باد را کاهش دهد، از خاک سطحی محافظت و حاصلخیزی خاک را حفظ کند.

افزایش تنوع زیستی خاک: خاک های سالم با سطح کربن آلی کافی، بستر مناسبی برای رشد طیف متنوعی از میکروارگانیسم‌ها و گیاهان هستند که این موضوع باعث افزایش تنوع زیستی و پایداری اکوسیستم خاک می‌شود.

مواد و کربن آلی در برگه آزمایش خاک

کربن آلی (OC) جزوی از مواد آلی (OM) است و هردو پارامتر، مفهوم یکسانی دارند. این پارامترها در برگه نتایج آزمایشات خاک بصورت درصد (%) گزارش می‌شوند. بصورت عمومی، خاک‌های با کربن آلی بالای 1/5 درصد به عنوان خاک مطلوب از لحاظ این پارامتر درنظر گرفته می‌شوند.

بافت خاک در نتایج آزمایشات خاک

بافت خاک یک ویژگی فیزیکی از خاک است که بر توانایی آن در نگهداری آب و مواد غذایی، نفوذپذیری آن در برابر آب و هوا و توسعه ریشه گیاهان تاثیر می‌گذارد.

ذرات خاک براساس اندازه در 3 دسته شن، سیلیت (لای) و رس قرار دارند. شن درشت‌ترین و رس ریزترین اندازه را دارد. سیلت هم از لحاظ سایز حدواسط شن و رس قرار دارد.

درصد نسبی هرکدام از ذرات شن، سیلت و رس، بافت خاک را تعیین می‌کند.

اندازه ذرات خاک تاثیر زیادی در توانایی خاک برای نگهداری عناصر غذایی دارند. ذرات ریز نسبت به ذرات درشت توانایی بالاتری در حفظ و عناصر کاتیونی دارند و دلیل آن مساحت سطح بیشتر ذرات رسی است. عموما خاک‌های شنی ظرفیت تبادل کاتیونی کمتری نسبت به خاک‌های رسی دارند

خاک‌های شنی توانایی کمتری در نگهداری آب و عناصر غذایی دارند و حاصلخیزی آنها کمتر است. ازطرفی خاک‌های با بافت رسی این‌کار را بخوبی انجام می‌دهند. اما در خاک‌های رسی به علت فشرده بودن بافت خاک، میزان تهویه و توسعه ریشه گیاهان محدود می‌شود که ممکن است تاثیر منفی روی تولید محصول داشته باشد.

براساس مواردی که گفته شد، بافت خاکی مناسب است که نه بیش‌ازحد رسی و نه بیش‌ازحد شنی باشد. بافت خاکی که هرکدام از اجرای رس، شن و سیلت را بصورت متعادل داشته باشد، بافت مطلوب درنظر گرفته می‌شود.

خاک‌هایی که 40 درصد شن، 40 درصد سیلت و 20 درصد رس داشته باشند، به عنوان خاک ایده‌آل از لحاظ بافت شناخته می‌شوند. این نوع خاک اصطلاحا دارای بافت لومی است و برای کشت انواع گیاهان زراعی و باغی مناسب خواهد بود.

درصد مواد خنثی شونده یا آهک (TNV) در نتایج آزمایش خاک

TNV مخفف عبارت Total Neutralizing Value و به معنی ارزش خنثی‌سازی کل است که مقدار آهک خاک را نشان می‌دهد.

توانایی خاک برای مقاومت در برابر تغییرات pH به عنوان ظرفیت بافری شناخته می‌شود. ظرفیت بافری خاک به وجود موادی در خاک مربوط می‌شود که می‌توانند اسیدها یا بازها را خنثی کنند و به حفظ pH نسبتاً پایدار خاک کمک کنند. این مواد شامل مواد معدنی خاک و مواد آلی هستند.

کربنات کلسیم اغلب برای خنثی کردن خاک‌های اسیدی استفاده می‌شود. ارزش خنثی سازی کل (TNV) معیاری برای خنثی کردن اسیدیته خاک است.

توجه: در خاک‌های قلیایی، TNV بالا یک صفت مضر و در خاک‌های خیلی اسیدی مقدار بالای TNV مفید است.

اغلب خاک‌های ایران قلیایی هستند و مقدار بالای آهک در این خاک‌ها مضر و عامل محدود کننده برای رشد و تولید گیاهان است. براساس گزارش فائو میزان مطلوب این صفت 15 درصد است.

عناصر غذایی در برگه آزمایشات خاک کشاورزی

در آزمایشات خاک کشاورزی، عناصر غذایی در دو دسته کلی پرمصرف و کم‌مصرف اندازه‌گیری و در نتایج گزارش می‌شوند. نیتروژن، فسفر و پتاسیم در دسته عناصر پرمصرف، آهن، روی، منگنز، مس و بور در دسته عناصر ریزمغذی قرار می‌گیرند.

در اکثر آزمایشات، عناصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم بصورت پایه اندازه‌گیری می‌شوند. اندازه‌گیری ریزمغذی‌ها ممکن است با درخواست کشاورز و با دریافت هزینه اضافه صورت گیرد.

نیتروژن (N) در نتایج آزمایشات خاک

نیتروژن یا ازت پرمصرف‌ترین عنصر غذایی برای رشد همه گیاهان است. این عنصر نقش مهم در تولید عملکرد دارد. همانطورکه در مقالات قبلی هم اشاره کردیم، این عنصر به عنوان موتور و محرک رشد گیاهان مطرح است.

چند نقش‌ مهم نیتروژن در گیاهان:

• تولید پروتئین‌ها
• تشکیل کلروفیل و سبزینگی
• نقش در فتوسنتز
• رشد و نمو گیاهان
• و …

در اکثر آزمون‌های خاک، نیتروژن بصورت نیتروژن کل (N) و با واحد درصد اندازه‌گیری و گزارش می‌شود. اما باید بدانید که فرم قابل جذب نیتروژن برای گیاهان نیترات و آمونیوم است و بهتر این که برای ارزیابی وضعیت خاک از لحاظ نیتروژن، فرم‌ نیترات نیز در آزمایشات خاک اندازه‌گیری شود.

مقدار بهینه نیتروژن در خاک چقدر است؟

مقدار مطلوب هر عنصری برای گیاهان مختلف متفاوت است اما مقدار مطلوب نیتروژن کل و نیترات در نتایج آزمایشات خاک بصورت زیر است.

• مقدار نیتروژن کل (N) : این صفت بصورت درصد بیان می‌شود و مقدار مطلوب آن بصورت عمومی برای تمام گیاهان 0/1 تا 0/2 درصد است.
• مقدار نیترات (^–NO₃): مقدار بهینه نیترات در آزمایشات خاک 20 تا 30 میلی‌گرم در کیلوگرم (ppm) خاک است.

در صورت کمبود نیتروژن در خاک، باید از منابع مناسب کودی مثل اوره، سولفات آمونیوم و یا نیترات آمونیوم استفاده کرد. نوع کود نیتروژنی مصرفی نیز بسته به نوع کشت، وضعیت خاک از لحاظ پارامترهای دیگر مثل شوری، pH و زمان مصرف کود متفاوت است.

فسفر در نتایج آنالیز خاک کشاورزی

فسفر هم جزو عناصر پرمصرف برای تمام گیاهان است که نقش‌های مهمی در گیاهان دارد:

• ذخیره و انتقال انرژی در گیاه
• رشد و توسعه ریشه
• تشکیل دانه و میوه
• نقش در فتوسنتز
• و …

مقدار فسفر در نتایج آزمایشات خاک بصورت میلی‌گرم در کیلوگرم خاک (ppm) گزارش می‌شود. در مقادیر کمتر از 15 ppm، احتمال کمبود فسفر اتفاق خواهد افتاد.

برای تامین فسفر مورد نیاز در گیاهان زراعی و باغی می‌توان از منابع کودی مثل سوپرفسفات تریپل، دی آمونیوم فسفات و مونوآمونیوم فسفات استفاده کرد. هرکدام از این کودها دارای ویژگی‌های خاص بوده و بسته به شرایط مختلف مورد مصرف قرار می‌گیرند.

پتاسیم (K) در نتایج آزمایشات خاک کشاورزی

پتاسیم هم جزو عناصر پرمصرف برای گیاهان است که نقش‌های مهمی در تولید و انتقال مواد داخل گیاه دارد. چند مورد از نقش‌های مهم پتاسیم در گیاهان بصورت زیر است:

• افزایش انتقال مواد به میوه یا دانه
• فعال‌سازی آنزیم‌ها
• نقش در فتوسنتز
• افزایش جذب عناصر غذایی
• مقاومت به تنش‌های محیطی
• و …

پتاسیم در نتایج آزمایشات خاک بصورت پتاسیم قابل دسترس و با واحد میلی‌گرم در کیلوگرم خاک (ppm) گزارش می‌شود.  مقدار بهینه پتاسیم بسته به نوع محصول و شرایط دیگر خاک متفاوت است اما بصورت عمومی مقادیر 300 تا 400 ppm این عنصر برای تولید اکثر گیاهان زراعی و باغی مطلوب است.

برای تامین پتاسیم، فرم‌‌های مختلف کودی تولید و به بازار عرضه می‌شود. سولفات پتاسیم گرانول، سولفات پتاسیم پودری و کودهای پتاسه مایع نمونه‌هایی از این کودها هستند که می‌توان از آن‌ها در برنامه‌های کوددهی باغات و مزارع استفاده کرد.

عناصر ریزمغذی در برگه آنالیز خاک کشاورزی

ریزمغذی‌ها عناصر ضروری هستند که گیاهان در مقادیر کمتری نسبت به درشت مغذی‌ها به آنها نیاز دارند، اما اهمیت آنها کمتر نیست. این ریزمغذی‌ها در فرآیندهای مختلف بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی برای رشد، نمو و سلامت کلی گیاهان نقش حیاتی دارند.

ریزمغذی‌هایی که در آزمایشات خاک ارزیابی و گزارش می‌شوند بصورت زیر است.

• آهن
• روی
• منگنز
• بور
• مس
• مولیبدن

در جدول زیر مقادیر بهینه هرکدام از عناصر ریزمغذی در خاک بصورت عمومی گزارش شده است.

نوع ریزمغذی	مقادیر مطلوب (ppm)
آهن (Fe)	10-15
روی (Zn)	2-3
منگز (Mn)	10
بور (B)	2
مس (Cu)	1/5-2

در مقاله جداگانه به بررسی حدمطلوب عناصر غذایی در خاک پرداخته شده است که برای مطالعه بیشتر توصیه می‌شود.

برای تامین عناصر ریزمغذی می‌توان از کودهای ریزمغذی، انواع کودهای کلات آهن، روی و … بصورت محلول‌پاشی برگی و کودآبیاری استفاده کرد. انتخاب نوع کود مصرفی بسته به زمان مصرف، نوع محصول و وضعیت خاک متغیر است.

چند سوال رایج در ارتباط با تفسیر نتایج آزمایش خاک کشاورزی

نتایج آزمایشات خاک کشاورزی را چطور تفسیر کنم؟

برای تحلیل نتایج آزمایشات خاک کشاورزی باید شناخت کافی از پارامترهای اندازه‌گیری شده داشته باشید، کمبود و بیش‌بودها را شناسایی و اقدامات لازم برای رفع مشکلات احتمالی را انجام دهید. در این مقاله صفات مورد ارزیابی خاک کشاورزی مورد بررسی قرار گرفت.

در نتایج آزمایشات خاک چه پارامترهای گزارش می‌شود؟

در آزمایشات خاک کشاورزی، معمولا ویژگی‌های بافت، شوری، اسیدیته و میزان عناصر غذایی ماکرو مانند نیتروژن، فسفر، پتاسیم و برخی ریزمغذی‌های مانند آهن، روی، منگنز و … اندازه‌گیری و گزارش می‌شود.

انجام آزمایشات خاک در کشاورزی چه اهمیتی دارد؟

آزمایشات خاک به کشاورزان کمک می‌کند تا مشکلات و سلامت خاک را بهتر بشناسند، از وضعیت عناصر غذایی در خاک مطلع شوند و برنامه‌های مدیریتی و کوددهی را براساس شرایط موجود تنظیم کنند.

اگر در مورد تفسیر نتایج آنالیز خاک کشاورزی سوال و پیشنهادی دارید، در بخش نظرات همین صفحه با ما به اشتراک بگذارید.