اهمیت و روش انجام آزمایش خاک

تجزیه و تحلیل خاک بخشی جدایی ناپذیر از کشاورزی است. هر ساله تولیدکنندگان از خاک خود نمونه برداری می‌کنند و رشد محصولات خود را ارزیابی می‌کنند. آزمایش خاک در کشاورزی برای تعیین سطوح مواد مغذی خاک که برای رشد سالم گیاه و عملکرد بالای محصول حیاتی است، مهم است.

چرا آزمایش خاک مهم است؟

نتایج آزمایش خاک می‌تواند سطوح مواد مغذی، کمبود مواد مغذی یا مواد مغذی اضافی در خاک را نشان دهد و به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد تا تصمیمات آگاهانه ای در مورد کاربرد کود و سایر شیوه های مدیریت خاک بگیرند. به عنوان مثال، اگر آزمایش خاک سطوح پایین پتاسیم را نشان دهد، پرورش دهندگان می توانند یک کود غنی از پتاسیم برای بهبود محتوای مواد مغذی خاک اضافه کنند. از سوی دیگر، مواد مغذی اضافی می‌تواند منجر به مشکلات زیست محیطی، مانند رواناب مواد مغذی و آلودگی آب مرتبط شود. یک آزمایش جامع خاک می‌تواند به پرورش دهندگان کمک کند تا از کاربرد بیش از حد کودها اجتناب کنند و خطر اثرات زیست محیطی آن را کاهش دهد و در عین حال شرایط خاک سالم را برای رشد محصول حفظ کند.

مزایای آزمایش خاک چیست؟

• بهبود عملکرد محصول: آزمایش خاک می‌تواند کمبود یا عدم تعادل مواد مغذی را شناسایی کند که ممکن است رشد و عملکرد گیاه را محدود کند و به تولیدکنندگان امکان می‌دهد تا شیوه های کوددهی خود را تنظیم کنند و عملکرد محصول را بهینه کنند.
• کاهش هزینه‌های کود: آزمایش خاک همچنین می‌تواند به تولیدکنندگان کمک کند تا از مصرف بیش از حد کودها که می‌تواند پرهزینه بوده و اثرات منفی زیست‌محیطی داشته باشد، اجتناب کنند.
• بهبود سلامت خاک: آزمایش خاک می تواند دید ارزشمندی در مورد سلامت خاک، از جمله محتوای مواد آلی، pH و بافت خاک ارائه دهد. با مدیریت مناسب سلامت خاک، پرورش دهندگان می‌توانند ساختار خاک، چرخه مواد مغذی و حفظ آب را بهبود بخشند.
• کشاورزی دقیق: آزمایش خاک می‌تواند به پرورش دهندگان کمک کند تا مناطقی از مزارع خود را با ویژگی های مختلف خاک و نیازهای غذایی مختلف شناسایی کنند و امکان کوددهی هدفمندتر و سایر اقدامات مدیریتی را فراهم کند.
• حفاظت از محیط زیست: با اجتناب از کاربرد بیش از حد کودها و سایر اصلاحات خاک، پرورش دهندگان می‌توانند خطر رواناب مواد مغذی و مشکلات زیست محیطی مرتبط را کاهش دهند.
• به طور کلی، آزمایش خاک یک ابزار مقرون به صرفه است که می‌تواند به تولیدکنندگان کمک کند تا تصمیمات آگاهانه ای در مورد شیوه های مدیریت خاک بگیرند و منجر به بهبود عملکرد محصول، حفاظت از محیط زیست و پایداری طولانی مدت شود.

انواع مختلف آزمایش خاک چیست؟

1. آزمایش های فیزیکی خاک

شامل ارزیابی ساختار خاک، بافت و سایر مشخصات فیزیکی مانند چگالی، نفوذپذیری، تخلخل، دما، پلاستیسیته، پایداری سنگدانه ها و غیره می‌باشد. این صفات خاک مربوط به حفظ مواد مغذی و آب، نفوذ آب و تراکم است.

2. آزمایشات شیمیایی خاک

آنالیز pH، فسفر، پتاسیم، منیزیم و کلسیم توسط آزمون Mehlich 3 (ICP). همچنین، می‌تواند شامل فراهمی زیستی درشت مغذی‌های کلیدی مانند N، P، K و ریز مغذی‌ها، کلسیم، کلر، منیزیم، آهن، منگنز، روی و مس)، مواد آلی و ظرفیت تبادل کاتیونی CEC باشد. ظرفیت خاک برای نگهداری برخی مواد مغذی و ایجاد یک بافر در برابر اسیدی شدن خاک.

3. هضم کل مواد مغذی (TND)

ارزش خالص خاک را در مورد مواد مغذی اندازه گیری می‌کند. در حالی که اکثر آزمایشات عصاره آنچه را که "در دسترس" است به شما ارائه می‌دهند، TND پتانسیل مواد مغذی خاک شما را فراهم می‌کند، مانند کربن، نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، گوگرد، روی، آهن، منگنز، مس، بور، مولیبدن (Regen Ag Lab).

4. آزمایش pH/ اسیدیته خاک

سطح pH را درست در مزرعه اعمال کنید. آزمایش pH خاک به معنای محاسبه یون هیدروژن آن است. مقادیر pH ممکن است از 0 تا 14 متغیر باشد. سطوح pH می‌تواند بر جذب مواد مغذی، بهره وری گیاه و رشد محصول تأثیر بگذارد. آزمایش اسیدیته خاک توصیه هایی در مورد کاربرد آهک برای افزایش pH در صورت نیاز ارائه می‌دهد.

5. آزمایشات شوری خاک(EC)

را می‌توان از طریق تبخیر کل نمک های محلول (TSS) از عصاره آب زیرزمینی، اندازه گیری هدایت الکتریکی (EC) یک عصاره خمیر اشباع شده یا رقت آب مقطر در زمین تجزیه و تحلیل کرد. سطوح نمک اضافی می‌تواند جذب مواد مغذی گیاه و رشد محصول را کمتر کند.

6. تست های هانی

یک روش تجزیه و تحلیل خاک است که توسط دکتر ریک هانی، دانشمند خاک در خدمات تحقیقات کشاورزی USDA توسعه یافته است. این آزمایش پارامترهای مختلف سلامت خاک، از جمله در دسترس بودن مواد مغذی، pH، فعالیت میکروبی (تنفس خاک) و محتوای مواد آلی را اندازه‌گیری می‌کند.

7. تست های PLFA

اجزای غشای سلولی میکروب های خاک که فسفولیپید نامیده می‌شوند را تجزیه و تحلیل می‌کند. به طور مشابه با نحوه استفاده BeCrop از DNA، از این فسفولیپیدها برای تمایز بین گروه های عاملی ارگانیسم های موجود در خاک استفاده می‌کند، اما این ویژگی بسیار کمتر از استفاده از DNA است. برای مثال، PLFA معمولاً قارچ‌ها و باکتری‌ها را فقط به دو گروه دسته‌بندی می‌کند، در حالی که BeCrop می‌تواند در سطح گونه‌ها دسته‌بندی کند.

7. آزمایشات بیولوژیکی خاک

نوعی تجزیه و تحلیل خاک است که فعالیت و تنوع بیولوژیکی میکروارگانیسم‌های خاک مانند باکتری‌ها، قارچ‌ها را ارزیابی می‌کند. این آزمایش همچنین خطرات بیماری را شناسایی می‌کند، مسیرهای چرخه مواد مغذی را مسدود می‌کند و تولید هورمون و سازگاری با استرس را اندازه گیری می‌کند. همچنین در مورد عملکردهای میکروبی مانند چرخه مواد مغذی و محافظت از شوری، پاکسازی زیستی و سم زدایی، مدیریت آب و ارتقاء رشد ریشه اطلاعات می‌دهد.

انواع آزمایش خاک

نوع تجزیه و تحلیل بستگی به اجزاء یا خصوصیات کاوش شده زمین مزرعه دارد که ممکن است بر توسعه محصول تأثیر مفید یا نامطلوب داشته باشد. پرکاربردترین انواع تجزیه و تحلیل و اندازه گیری:

• محتوای معدنی،
• سطح pH،
• رطوبت خاک،
• شوری،
• آفت کش ها و آلودگی های شیمیایی،
• ساختار و بافت و غیره

آزمایش مواد مغذی خاک

اطلاعات ارزشمندی در مورد محتوای مواد مغذی اجازه می دهد تا کوددهی دقیق برای حمایت از نیازهای گیاه در اجرای کشاورزی دقیق انجام شود. به همین دلیل است که آزمایش شیمیایی برای عناصر غذایی خاک رایج ترین است. در درجه اول، آزمایش های خاک در مورد محتوای نیتروژن (N)، فسفر (P) و پتاسیم (K) که مهمترین مواد مغذی برای محصولات هستند، گزارش می‌دهند. مواد مغذی ثانویه برای بررسی عبارتند از کلسیم (Ca)، گوگرد (S) و منیزیم (Mg). یک آزمایش گسترده همچنین شامل عناصر جزئی مانند آهن (Fe)، منگنز (Mg)، بور (B)، مولیبدن (Mo) و غیره است. برای آزمایش محتوای مواد مغذی خاک، یک نمونه به محلول عصاره‌گیر اضافه می‌شود و مخلوط می‌شود (معمولاً با تکان دادن). سپس، محتوای مایع فیلتر شده و برای حضور و غلظت عناصر شیمیایی (تبدیل به ماده خشک) تجزیه و تحلیل می‌شود. عدد به دست آمده شاخص آزمون خاک است

چرا آزمایش خاک برای سطوح مواد مغذی مهم است؟

 در دسترس بودن مقادیر صحیح مواد مغذی در مراحل خاص فنولوژیکی برای گیاهان حیاتی است. عدم تعادل مواد مغذی مانند کمبود نیتروژن به شدت رشد گیاه را مختل می‌کند، در حالی که غلظت های بالا باعث پژمردگی گیاه، سوختگی کودها یا رشد غیر طبیعی می شود.

تست اسیدیته خاک (pH)

PH مناسب در مزرعه برای بهره وری گیاه ضروری است و pH خیلی زیاد یا خیلی پایین بر رشد محصول تأثیر منفی می‌گذارد. با آزمایش pH خاک، یون های هیدروژن آن را محاسبه می‌کند. مقادیر pH ممکن است از 0 تا 14 متغیر باشد. مقدار خنثی 7، سطوح پایین تر برای اسیدیته، و بالاتر از 7 میانگین قلیایی است. زمینه های اسیدی یا قلیایی به ترتیب درمان می شوند. به عنوان مثال، pH اسیدی را می‌توان با آهک افزایش داد و یک آزمایش pH دقیق به تعیین مقدار مورد نیاز آن کمک می‌کند.

چگونه سطح pH خاک را آزمایش کنیم؟

کیت های مختلف امکان اندازه گیری pH را به درستی در مزرعه می‌دهند، اما نتایج دقیق تری توسط آزمایشگاه های دولتی یا خصوصی ارائه می شود.

pH یا اسیدیته خاک

اکثر محصولات گلخانه ای می‌توانند به طور رضایت بخشی در محدوده pH 5.7 تا 7 به خوبی رشد کنند. اینکه چه اقدامی روی PH انجام شود به نیازهای خاص گیاهان در حال رشد و آگاهی از عواملی که بر روی pH محیط تأثیر می‌گذارند بستگی دارد. سنگ آهک (میزان، نوع، قدرت خنثی کنندگی، اندازه ذرات)، pH و قلیایی بودن آب آبیاری، ماهیت اسیدی/بازی کود، و اثرات اجزای مخلوط (گیاهان ظرف) تأثیرات عمده بر pH هستند. تفاوت در pH بهینه بین دو نوع محیط رشد مربوط به اثرات pH بر در دسترس بودن مواد مغذی در هر یک است.

pH پایین (مقادیر زیر محدوده بهینه) رایج ترین مشکل pH در کشورهای اروپایی و امریکایی است که در محیط های رشد گلخانه ای یافت می‌شود. در pH پایین، کلسیم و منیزیم ممکن است کمبود داشته باشند. pH پایین نیز بخشی از علت کمبود مولیبدن (Mo) در گیاان است. سایر عناصر کمیاب مانند آهن و منگنز ممکن است در صورت پایین بودن pH به سطوح فیتوتوکسیک برسند (<5.8). آهن و/یا منگنز اضافی می‌تواند برای شمعدانی، گینه نو و بسیاری از گیاهان بستر سمی باشد. افزودن آهک در خاکهای اسیدی راهکاری مناسب قبل از کاشت برای جلوگیری از مشکلات pH پایین است. به عنوان یک توصیه کلی، تولیدکنندگان نباید کمتر از 5 پوند اضافه کنند. سنگ آهک دولومیتی در هر yd3 محیط رشد. بسته به مواد مورد استفاده برای ساخت محیط، pH و قلیائیت آب آبیاری، و تمایل اسیدی کود مورد استفاده ممکن است به مقادیر بیشتری (8 تا 10 پوند در هر yd3) سنگ آهک نیاز باشد. افزایش pH پس از کاشت بسیار دشوارتر است. در موارد قلیایی بودن خاک باید از کودهای حاوی گوگرد و مواد الی به صورت مخلوط با خاک و سپس آبیاری استفاده شود. همچنین در صورتی که خاک علاوه بر قلیایی بودن مشکل شوری هم داشت میتوان از گچ کشاورزی غیر شور برای اصلاح خاک استفاده کرد.

هدایت الکتریکی (EC)

نمک های محلول کل نمک های محلول در بستر ریشه (محیط) هستند و با هدایت الکتریکی (EC) اندازه گیری می‌شوند. اندازه گیری EC یا نمک های محلول یک نشانه کلی از کمبود یا بیش از حد مواد مغذی را ارائه می‌دهد. EC بالا معمولاً به دلیل کود زیاد در رابطه با نیاز گیاه است، اما آبیاری ناکافی و شستشو یا زهکشی ضعیف دلایل دیگر هستند. گاهی اوقات سطوح بالای EC زمانی رخ می‌دهد که عملکرد ریشه در اثر بیماری یا آسیب فیزیکی مختل می‌شود. هنگام نمونه برداری از خاک برای آزمایش، همیشه وضعیت سیستم ریشه را بررسی کنید. جدول همراه "محدوده نرمال" سطوح نمک های محلول را برای محصولات گلخانه ای معمول با استفاده از روش SME (استخراج از محیط های اشباع) نشان می‌دهد. نهال‌ها، نشاهای جوان و گیاهانی که در محیط‌های حاوی 20 درصد یا بیشتر خاک مزرعه رشد می‌کنند نسبت به نمک‌های محلول اضافی تحمل کمتری دارند. نمک های محلول بالاتر از محدوده طبیعی برای دوره های طولانی ممکن است باعث آسیب ریشه، کلروز برگ، سوختگی حاشیه ای و گاهی پژمردگی شوند. نمک های محلول زیر محدوده طبیعی ممکن است نشان دهنده نیاز به افزایش لقاح باشد.

تست شوری خاک

در مزارع شور، گیاهان به دلیل جذب ضعیف آب دچار تنش های اسمزی می شوند. آزمایش شوری خاک به درک مناسب بودن زمین ها برای فعالیت های کشاورزی کمک می‌کند. شوری مزرعه را می‌توان از طریق موارد زیر تجزیه و تحلیل کرد:

• تبخیر کل نمک های محلول (TSS) از عصاره آب زیرزمینی.
• اندازه گیری هدایت الکتریکی (EC) عصاره خمیر اشباع شده یا رقت آب مقطر به زمین
• آزمایش هدایت الکتریکی خاک در مزرعه یا آزمایشگاه تعیین شده انجام می شود.
• آزمایش خاک EC همچنین می تواند مقدار نیتروژن موجود در برخی از زمین های غیر شور را نشان دهد.

آزمایش خاک برای آفت کش ها و آلودگی ها

آفت کش ها به کنترل هر گونه موجودات غیر مفیدی که محصولات را از بین می برند کمک می‌کنند. مواد شیمیایی به طور موثر علف های هرز را سرکوب می‌کنند، بیماری های محصول را مدیریت می‌کنند یا با آفات مبارزه می‌کنند. در عین حال، چنین موادی موجودات غیر هدف را مسموم می‌کند و طبیعت را آلوده می‌کند. مواد بسیار تهاجمی به آب های زیرزمینی نفوذ می‌کنند، سال ها در خشکی باقی می‌مانند و به انسان ها و حیوانات آسیب می‌رسانند و در غذا جمع می‌شوند.

آزمایش فیزیکی خاک برای بافت و ساختار

جدای از محتوای شیمیایی، آزمایش خاک کشاورزی نوع خاک و خواص فیزیکی آن مانند بافت، ساختار و رطوبت را نیز تجزیه و تحلیل می‌کند. اجزای اصلی خاک رس، ماسه و سیلت هستند و نسبت آنها بافت زمین و توانایی آن در حفظ مواد مغذی با رطوبت را مشخص می‌کند. به عنوان مثال، مزارع شنی سریعتر از مزارع رسی خشک می‌شوند، بنابراین آزمایش بافت خاک به آبیاری دقیق و برنامه ریزی کوددهی کمک می‌کند. ساختار خاک اندازه قطعات و فضاهای منفذی آن را توصیف می‌کند که بر جریان آب و هوا در زمین تأثیر می‌گذارد. مزارع رسی ریزتر هستند و منافذ آنها کوچک است. بنابراین، آنها مستعد تراکم هستند و نیاز به هوادهی منظم دارند. آزمایشات نوع خاک همچنین به تعیین مناسب بودن نوع محصول کمک می‌کند. بنابراین، گیاهان آب دوست برای مزارع رسی مناسب هستند، در حالی که گونه های مقاوم به خشکی برای گیاهان شنی خشک مناسب هستند.

تست رطوبت خاک

آب برای رشد گیاهان ضروری است و پوشش گیاهی تحت کمبود رطوبت زمین نمی‌تواند به درستی رشد کند. هنگامی که سطح زمین خشک است، می‌توان به صورت بصری متوجه آن شد. اما نرخ آب دقیق با سنسورهای رطوبت خاک یا در آزمایشگاه اندازه گیری می‌شود. آزمایش محتوای رطوبت خاک در دسترس بودن آب برای گیاهان یا کم آبی آنها را گزارش می‌دهد. تبخیر رطوبت در دمای بالا از نمونه ها آزمایش معمولی رطوبت خاک است. محاسبه میزان رطوبت در نمونه ها بر اساس اندازه گیری جرم آنها قبل و بعد از تبخیر است.

آمونیوم

مقداری آمونیوم در برنامه کود مفید است، اما آمونیوم و اوره نباید بیش از 50 درصد از کل نیتروژن عرضه شده در محیط های رشد بدون خاک باشد. آمونیوم اضافی می‌تواند باعث آسیب به اکثر محصولات گلخانه ای شود و وقوع آسیب در محیط های رشد بدون خاک بیشترین میزان را دارد.

کلسیم و منیزیم

به طور کلی منبع اصلی کلسیم (Ca) و منیزیم (Mg) سنگ آهک است، بنابراین pH پایین اغلب با کلسیم و منیزیم کم همراه است. بسیاری از کودهای تجاری محلول در آب فاقد کلسیم و منیزیم بسیار کمی هستند. اگر آزمایش خاک نشان دهنده کلسیم کم باشد، می‌توان سطوح را با استفاده متناوب نیترات کلسیم و کود N معمولی افزایش داد. اگر Mg کم است، محلول یا کودهای گرانول سولفات منیزیم استفاده کنید.

مشکلات رایج مواد مغذی

نمک های محلول اضافی

هدایت الکتریکی متوسط ​​رشد بالا (EC) می‌تواند باعث آسیب رساندن یا مهار رشد پیوندهای جوان شود. از نرخ های پایین (50 تا 100 پی پی ام نیتروژن) برای گونه های کند رشد در یک تا دو هفته پس از پیوند استفاده کنید. هر زمان که مشکل EC بالا رخ داد، بیماری ریشه را بررسی کنید.

سمیت آهن / منگنز

برخی از گیاهان زراعی، به ویژه شمعدانی و برخی انواع ایمپیشن حساس ترین گیاهان به سمیت آهن (Fe) / منگنز (Mn) هستند. این اختلال به دلیل پیدایش لکه‌های قهوه‌ای کوچک متعدد روی برگ‌ها گاهی اوقات «لکه برنزی» نامیده می‌شود. PH محیط رشد باید با آهک کاری کافی قبل از کاشت، انتخاب دقیق کودهای با اسیدیته بالقوه پایین، پایش pH و استفاده از سنگ آهک مایع در محدوده توصیه شده حفظ شود.

کمبود آهن

علائم کمبود آهن عموماً به صورت کلروز بین رگبرگی ظاهر می‌شود که معمولاً از نوک ساقه شروع می‌شود، اما اغلب در کل گیاه رخ می‌دهد. گاهی اوقات برگ برخی از گیاهان دارای کمبود آهن تقریباً سفید می‌شود. کالیبراکوآ، اسکائولا، اسنپدراگون و گل اطلسی گیاهان رویشی یکساله هستند که مستعد کمبود آهن هستند. جلوگیری از کمبود آهن را می‌توان با حفظ pH پایین و استفاده از کود کلات آهن انجام داد.

PH اسیدی به نفع در دسترس بودن آهن برای گیاهان است، بنابراین محدوده pH هدف برای محصولات مستعد کمبود آهن نسبتاً پایین، 5.5 تا 6.0 است. اکثر محیط های بدون خاک تجاری دارای pH در این محدوده هستند و استفاده از کود اسیدی مانند 20-10-20 ممکن است برای حفظ PH در این محدوده کافی باشد. یک استثنای اصلی این است که آب آبیاری بسیار قلیایی باشد و سپس تزریق اسید مورد نیاز باشد. اگر یک پرورش دهنده محیط رشد مبتنی بر پیت اسفاگنوم خود را مخلوط کند، باید سنگ آهک دولومیتی را با سرعت حداکثر 5 پوند در روز اضافه کرد. سنگ آهک بیش از حد عامل تشدید کننده کمبود آهن است.