مشخصات و رده‌بندی برخی خاک‌های بادرفتی دارای لملا در مناطق خشک (مطالعه موردی: منطقه زواره، شمال شرق استان اصفهان)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی گروه علوم و مهندسی خاک دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد

2 دانشجوی سابق دکتری علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد و عضو فعلی هیئت علمی گروه علوم خاک دانشگاه گیلان

چکیده

سابقه و هدف: خاک‌های لسی که هم در مناطق خشک و هم در مناطق مرطوب یافت می‌شوند، از شایع‎ترین خاک‌هائی هستند که در رسوبات بادی تشکیل می‌شوند. لملاها به‌صورت بندهای نازک در خاک‌های آبرفتی و بادرفتی و در زمین‌نماهای گوناگون مشاهده می‌شوند. هر لملا از لملای دیگر توسط بندهایی با مقدار رس کمتر جدا می‌گردد. لملاها در افزایش قابلیت نگهداری آب و مواد غذایی خاک‌های درشت‌بافت نقش دارند. همچنین در مطالعات باستان‌شناسی و ژئومورفولوری به‌عنوان نشانگر سن تقریبی خاک به‌کار می-روند. هدف این پژوهش مطالعه ماکرو مورفولوژی، میکرو مورفولوژی و ویژگی های فیزیکی و شیمیائی برخی خاک‌های لسی دارای لملا در منطقه زواره استان اصفهان بوده است.
مواد و روش‌ها: منطقه مورد مطالعه در بیست کیلومتری شرق زواره، شهرستان اردستان، شمال شرقی استان اصفهان واقع شده است. این منطقه دارای متوسط بارندگی سالیانه 110 میلی‌متر و میانگین دمای سالیانه 5/19 درجه سانتی‌گراد می‌باشد. مواد مادری آن بادرفت و سیمای اراضی محدوده، دشت دامنه‎ای است. تعداد هشت خاکرخ در خاک‌های موردمطالعه حفر، تشریح و از تمامی افق‌های آن‌ها، نمونه‌های خاک دست‌خورده به‌منظور بررسی ویژگی‌های مورفولوژیکی، فیزیکی و شیمیایی جمع‌آوری گردید. از بین هشت پروفیل مطالعه شده، در دو پروفیل، بندهایی بارنگ و بافت متفاوت (لملا و قسمت الوویال) مشاهده شد. مطالعات میکروپدولوژی شامل تهیه و تشریح مقطع نازک خاک برای این خاکرخ‌ها صورت گرفت. رده‌بندی خاک تمامی خاکرخ‌های مطالعه شده تا سطح فاز سری انجام شد.
یافته‌ها: خاک‌های لسی موردمطالعه که همه اریدی‌سولز هستند، در سه زیررده، چهار گروه بزرگ، چهار زیرگروه، پنج فامیل، هشت سری و هشت فاز سری طبقه بندی شدند. نتایج نشان داد که در بعضی از لایه‎های خاک‎های بادرفتی، لملا وجود داشته و از شرایط لازم افق آرجیلیک برخوردارند. در مرحله ژئوژنیک تشکیل لملا، با کاهش سرعت باد، ذرات ریزتر به‌صورت بندهای خیلی نازک افقی، موازی با بند‌های ذرات درشت رسوب می‌کنند. در مرحله پدوژنیک، با توقف یک جبهه رطوبتی در مرز بین لایه ریزدانه و لایه درشت دانه زیر و قبل از اشباع شدن لایه ریزدانه، جبهه رطوبتی آب خود را از طریق تبخیر و یا جذب توسط ریشه از دست می‌دهد. ذرات رس معلق موجود در جبهه رطوبتی، پس از تبخیر رطوبت این جبهه در جدار منافذ و یا روی سطح ذرات شن و سیلت تشکیل فیلم رسی می‌دهند. به مرور زمان، این فیلم ضخیم‌تر و از قطر منافذ لایه ریزدانه کاسته می-شود تا اینکه نهایتاً لملا تشکیل شود. وقوع انقطاع سنگی در عمق 140 سانتی‌متری و پرشدگی منافذ کانالی توسط کریستال-های گچ پدوژنیک، تشکیل پدوژنتیک لملا را تسریع می‌کند. در اثر تخریب کانی‎های آهن‎دار اولیه موجود در مواد تشکیل‎دهنده لملا‎ها، آهن داخل این کانی ها خارج و پس از اکسید شدن در سطح لملا‎ها رسوب می‌کند.
نتیجه‌گیری: زمانی که سرعت باد کم می‌شود، ذرات با بافت ریزتر به‌صورت بندهای خیلی نازک افقی، موازی با بند های درشت دانه رسوب می‌کنند. این مرحله از تشکیل لملا، ژئوژنیک می‌باشد. مرحله پدوژنیک از زمانی شروع می‌شود که یک جبهه رطوبتی قبل از اشباع شدن لایه ریزدانه در مرز بین این لایه و لایه درشت دانه زیر، مدتی توقف می‌کند و توسط ریشه جذب و یا تبخیر می‌شود. ذرات رس معلق موجود در جبهه رطوبتی، پس از تبخیر این جبهه در جدار منافذ و یا روی سطح ذرات شن و سیلت تشکیل پوشش رسی می‌دهند. به مرور زمان، این پوشش ضخیم‌تر و از قطر منافذ لایه ریزدانه کاسته می-شود تا اینکه نهایتاً لملا تشکیل شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Characteristics and classification of some eolian soils with lamellae in arid regions (A case study: Zavvareh area, north-east of Isfahan province)

نویسندگان [English]

  • Javad Givi 1
  • Nafiseh Yaghmaeian Mahabadi 2
1 A member of scientific staff, Department of Soil Sciences and Engineering, Faculty of Agriculture, Shahrekord University
2 Previous Ph.D. Student of Soil Sciences and Engineering, Faculty of Agriculture, Shahrekord University and present member of the scientific staff of Soil Science Department, Guilan University
چکیده [English]

Background and objectives: Loess derived soils, in both arid and humid areas are the most common soils that are formed in eolian sediments. Lamellae as thin bands are observed in both alluvial and eolian soils in various landscapes. Each lamella separates from the other one by a band with less clay content. The lamellae play a role in increasing water and nutrient holding capacitis of the coarse textured soils. Also in archaeological and geomorphological studies, indicate the approximate age of the soils. The objective of this research has been to study the macro-morphology, micro- morphology, physical and chemical characteristics of loess- derived soils with lamella.
Materials and methods: The study area is located twenty kilometers east of Zavareh, Ardestān city, north-east of Isfahan province. This area has an average annual rainfall of 110 mm and an average annual temperature of 19.5oC. Its parent materials are loess and its land form is piedmont plain. In the study soils, eight soil profiles were excavated, described and disturbed soil samples were collected from all of their horizons to investigate about the morphological, physical and chemical characteristics of the soils. Of the eight studied soil profiles, in two profiles, bands with different color and texture (lamella and the eluvial part) were observed. Micropedological studies including preparation and description of soil thin sections were carried out for these soil profiles. All of the studied soil profiles were classified at phase of soil series level.
Results: The studied loess –derived soils that all of them are Aridisols were classified in three suborders, four great groups, four subgroups, five families, eight series and eight phases of series. The results showed that in some horizons of the loess-derived soils, there are lamellae that meet argillic horizon requirements. In geogenic stage of lamella formation, with decreasing wind speed, finer particles precipitate in the form of very thin horizontal bands, parallel with the bands of coarse particles. In the pedogenic stage, with stop of a wetting front at the border between the layer of fine-grained and the underlying coarse-grained layer and before saturation of the fine-grained layer, the wetting front loses its moisture through evaporation or absorption by the roots. Clay particles suspended in the wetting front, after evaporation of the front moisture, form clay film on wall of the pores or on the surface of the sand and silt grains. Over time, the film thickens and the fine pores diameter of the fine textured bands is reduced until the lamella finally is formed. Occurrence of lithologic discontinuity at a depth of 140 cm and filling the channels by pedogenic gypsum crystals accelerate pedogenic formation of the lamella. Due to weathering of the primary iron bearing minerals, present in the lamellae forming materials, iron is released from the minerals and after oxidation, precipitates on the lamellae surfaces.
Conclusion: When wind speed decreases, finer particles precipitate in the form of very thin horizontal bands, parallel with the bands of coarse particles. This stage of the lamella formation is geogenic.
Pedogenic stage begins when a wetting front stops at the border between the layer of fine-grained and the underlying coarse-grained layer, before saturation of the fine-grained layer and the wetting front loses its moisture through evaporation or absorption by the roots. Suspended clay particles, present in the wetting front, after evaporation of the front moisture, form clay coatings on wall of the pores or on the surface of the sand and silt grains. Over time, this coating thickens and the fine pores diameter of the fine textured bands is reduced until the lamella finally is formed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Argids
  • Argillic horizon
  • Lamella
  • Lithologic discontinuity
  • Eolian soils
1.Bockheim, J.G., and Hartemink, A.E. 2013. Classification and distribution of soils with
lamellae in the USA. Geoderma. 206: 92-100.
2.Folks, H.C., and Riecken, F.F. 1956. Physical and chemical properties of some Iowa soil
profiles with clay-iron bands. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 20: 575-580.
3.Furquim, S.A.C., Coltrinari, L., Ferreira, R.P.D., Castro, S.S., and Pugliese, G.R. 2013.
Lamellae formation processes in tropical soils in southeastern Brazil. Catena. 107: 15-25.
4.Gile, L.H. 1979. Holocene soils in eolian sediments of Bailey County, Texas. Soil Sci. Soc.
Am. J. 43: 994-1003.
5.Givi, J., and Sohrabi, A. 2005. The role of soil classification at phases of series level in land
suitability evaluation and yield prediction. Eurasian Soil Sci. 38: 49-54.
6.Holliday, V.C., and Rawling, J.E. 2006. Soil-geomorphic relations of lamellae in eolian sand
on the High Plains of Texas and New Mexico. Geoderma. 131: 154-180.
7.Mc Lean, E.O. 1982. Soil pH and lime requirement. P 199-224, In: A.L. Page (Ed.), Methods
of soil analysis. Part 2, 2nd ed., American Society of Agronomy and Soil Science Society of
America, Madison, WI.
8.Rawling, J.E. 2000. A review of lamellae. Geomorph. 35: 1-9.
9.Roades, J.D. 1982. Soluble salts. P 167-178, In: A.L. Page (Ed.), Methods of soil analysis.
Part 2, 2nd ed., American Society of Agronomy and Soil Science Society of America,
Madison, WI.
10.Schaetzl, R.J. 2001. Morphologic evidence of lamellae forming directly from thin clayey
bedding planes in a dune. Geoderma. 99: 51-63.
11.Schaetzl, R.J., and Anderson, S. 2005. Soil genesis and geomorphology. Cambridge
University Press, New York, 817p.
12.Schoenberger, P.J., Wysocki, D.A., Benham, E.C., and Broderson, W.D. 2002. Field book
for describing and sampling soils, Version 2. National Resources Conservation Service,
National Soil Survey Center, Lincoln, NE, USA.
13.Soil Survey Staff. 1999. Soil Taxonomy. 2nd ed., Handbook No. 436, United States
Department of Agriculture and National Resources Conservation Service, Washington DC,
USA, 869p.
14.Soil Survey Staff. 2014. Kellogg Soil Survey Laboratory Methods Manual. Soil Survey
Investigations Report No. 42, Version 5.0. U.S. Department of Agriculture, Natural
Resources Conservation Service, 1001p.
15.Soil Survey Staff. 2014. Keys to Soil Taxonomy. 12th ed., United States Department of
Agriculture and National Resources Conservation Service, Washington DC, USA, 360p.
16.Stoops, G. 2003. Guidelines for analysis and description of soil and regolith thin sections.
Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin, USA, 184p.
17.Van Wambeke, A., and Forbes, T. 1986. Guidelines for using “Soil Taxonomy” in the names
of soil map units. SMSS Technical Monograph No. 10, Cornell University, Ithaca, N.Y.,
USA, 75p.
18.Wright, J.S. 2001. “Desert” loess versus “glacial” loess: Quartz silt formation, source areas
and sediment pathways in the formation of loess deposits. Geomorph. 36: 231-256.