پوکه، یک ماده معدنی با ۱۰۰۰ کاربرد، به همان اندازه که منشأ و انتشار پیچیده ای دارد. در این مقاله تمام ویژگی‌های شیمیایی-فیزیکی، فرآیند تشکیل آن را آشکار می‌کنیم و رایج‌ترین کاربردهای آن را در زمینه زراعی شرح می‌دهیم.

معرفی. از نقطه نظر زمین شناسی، اصطلاح پوکه عمومی است و به بافت متخلخل خاص سنگ اشاره دارد. عمدتاً از فوران‌های نوع انفجاری (شکل ۱ را ببینید)، بنابراین از ماگماهای اسیدی، سیلیکات یا فلسیک تشکیل می‌شود، اما برخی نیز با جزء مافیک جزئی وجود دارند و تخلخل به دلیل تشکیل کف است. مانند گاز در ماتریس شیشه ای سنگ است.

پوکه معدنی چیست ؟

این تعریف قبلاً پوکه‌هایی را با ویژگی‌های شیمیایی-فیزیکی کاملاً متفاوت شناسایی می‌کند. سرد شدن سریع ساختار وزیکولی را حفظ می کند (همچنین ۹۰ درصد حجم را تشکیل می دهد در حالی که سرباره آتشفشانی تاولی کمتری دارد)، و قسمت جامد از سنگ آمورف، به ندرت با یک جزء کریستالی کوچک تشکیل شده است. جرم جامد در نهایت عمدتاً از سیلیس، با اکسیدهای فلزی محلول مختلف (آلومینیوم، تیتانیوم، آهن، منگنز و غیره) تشکیل شده است. در طول فاز انجماد، بخارهای موجود در ماگما، که به طور ناگهانی آزاد می‌شوند، باعث تورم کل توده ماگما می‌شوند و در این مرحله سرد شدن سریع است که تفاوت‌ها در ساختار فیزیکی سنگدانه‌های آتشفشانی مختلف مشخص شد: پوکه، لاپیلی. ، آشنیت ها اصطلاح فلسیک از ارتباط دو واژه فلدسپات و سیلیس گرفته شده است و دقیقاً برای نشان دادن آن دسته از مواد معدنی است که سرشار از عناصر سبک مانند سیلیکون، اکسیژن، آلومینیوم، سدیم و پتاسیم هستند. اصطلاح مافیک مواد معدنی حاوی منیزیم و آهن را توصیف می کند. اصطلاح آمورف به سنگی بدون ساختار کریستالی اشاره می کند.

تصویر زیر فوران آتشفشانی انفجاری که علاوه بر رودخانه های گدازه، یک ابر خاکستر بزرگ حاوی سنگ پا و لاپیلی تولید می کند. ترکیب شیمیایی متوسط وقتی صحبت از سنگ ها می شود، در زمین شناسی، تقریباً غیرممکن است که یک ترکیب شیمیایی مشخص را تعریف کنیم. ما همیشه از ترکیبات شیمیایی متوسط ​​صحبت می کنیم.

بیشتر بخوانید: تاثیر پوکه معدنی در رشد درخت انگور

زیرا سیالی که منجر به تشکیل سنگ می شود می تواند دستخوش تغییرات شیمیایی شود. معادنی که در آنها سنگ پا و لاپیلی استخراج می شود در نتیجه رویدادهای آتشفشانی متعددی که از نظر چینه شناسی بر یکدیگر همپوشانی دارند، تشکیل می شوند. ترکیب شیمیایی ماگما همچنین می‌تواند در همان رویداد فوران متفاوت باشد (شکل ۲ را ببینید)، حتی بیشتر از یک رویداد به رویداد دیگر، با توجه به اینکه زمان بازگشت این فوران‌ها حتی میلیون‌ها سال می‌باشد. در عکس زیر، می‌توانید از خط واضحی که لایه پایه را از لایه بالایی با پوشش گیاهی جزئی جدا می‌کند، قدردانی کنید. هر دو لایه از پوکه آتشفشانی تشکیل شده‌اند: لایه زیر دارای گرانولومتری درشت‌تر است، در حالی که لایه بالا ظریف‌تر است، به‌ویژه در قسمت مرکزی که در آن تراکم واضح‌تر نیز مشهود است. این نوع لایه‌بندی طبیعی است، عموماً کلاس‌های درشت‌تر و سنگین‌تر تمایل دارند با سرعت بیشتری روی زمین بیفتند و سپس توسط لایه‌های ریزتر و متعاقباً توسط گرد و غبار پوشانده شوند. در اولین تحلیل بصری به نظر می رسد که لایه سطحی که پوشش گیاهی بیشتری را ارائه می دهد، می تواند حاصلخیزتر از لایه زیرین باشد. این جنبه نیز می تواند واقعی باشد و به دلیل از هم پاشیدگی بیشتر و پدوژنز بیشتر  رسوبات است. رویدادی که این بسته لایه‌ها را تشکیل می‌دهد، یک رویداد واحد است و به سال ۷۹ بعد از میلاد باز می‌گردد. زمانی که وزوویوس شهر رومی پمپئی را ویران کرد.  پدوژنز فرآیندی است که بدون توجه به سنگی که به عنوان منشا از آن شروع می شود، منجر به تشکیل خاک می شود.

آیا پوکه معدنی برای رشد گیاهان تاثیرگذار است؟

شکل ۲ – چینه شناسی یک کانسار پوکه به دست آمده از رویداد انفجاری سال ۷۹ پس از میلاد که شهر روم پمپئی را ویران کرد. این نمونه ای از میانگین ترکیب شیمیایی سنگ پا است: SiO2: 62.5٪ Al2O3: 17.5٪ K2O: 9.5٪ Fe2O3: 2.6٪ CaO: 2.5٪ Na2O: 2.2٪ TiO2: 0.5٪ MgO: 0.4٪ بلافاصله مشخص می شود که چگونه سنگ پا حاوی مواد مغذی ضروری برای رشد گیاه است، ما به طور خاص به پتاسیم (K) که در مقادیر زیاد، آهن (Fe)، سدیم (Na) و منیزیم (Mg) وجود دارد، اشاره می کنیم.اینها عناصر ماکرو و میکرو هستند که به شکل اکسیدها وجود دارندبسیاری از کارشناسان می‌توانند با نشان دادن اینکه پتاسیم (K) در واقع برای جذب رادیکال‌ها در دسترس نیست، به این بیانیه انتقاد کنند، زیرا یک K شبکه‌ای است که جزء ساختاری مواد معدنی اولیه است. این کسری از پتاسیم هیچ اهمیت تغذیه ای ندارد زیرا در دسترس بودن آن با تغییر مواد معدنی مرتبط است: فرآیندی به قدری کند که آن را از نقطه نظر ارضای نیازهای غذایی گیاهان کاملاً بی ربط می کند. این یکی از دلایلی است که به سختی هر سنگ بدون تغییر (سنگ سالم و فرسوده)، به طور مصنوعی خرد شده و همانطور که هست استفاده می شود، از نظر شیمیایی بر رشد گیاه تأثیر نمی گذارد. با این حال، سنگ های با منشاء آتشفشانی، و به ویژه آنهایی که از خاکستر یا ذخایر هیدروترمال به دست می آیند، همیشه دارای درجه خاصی از دگرسانی هستند. به دلیل این واقعیت است که اغلب این رسوبات سطحی هستند که تحت تأثیر هوازدگی  و همچنین فرآیندهای شیمیایی-فیزیکی متعددی قرار گرفته اند که به لطف نفوذپذیری زیاد این رسوبات نیز در عمق اتفاق می افتد.

 

به یاد می آوریم که هم عناصر کلان و هم عناصر خرد برای رشد گیاه ضروری هستند و عملکرد آنها توسط کارل اسپرنگل در سال ۱۸۲۸ در قانون حداقل خلاصه شده است که بیان می کند “رشد نه با مقدار کل منابع طبیعی موجود، بلکه از طریق کنترل می شود. در دسترس بودن مورد کمیاب»؛ این بدان معنی است که حتی اگر همه عناصر به وفور در خاک وجود داشته باشند اما در عوض یکی وجود نداشته باشد، گیاه همچنان با رشد غیرعادی و سایر مشکلات کم و بیش جدی مواجه خواهد شد. میانگین pH بین ۶٫۵ تا ۷٫۰ متغیر است، در حالی که ظرفیت تبادل کاتیونی (CSC) [2] در حدود ۳۰ meq/100g است. [۱] مجموعه ای از عوامل جوی که فرسودگی سنگ ها، خاک و مواد معدنی و همچنین چوب و مواد مصنوعی را در اثر تماس با آب، گازهای جوی و موجودات بیولوژیکی تعیین می کند. هوازدگی در محل اتفاق می افتد (در محل، با حرکت کم یا بدون حرکت)، و بنابراین از فرسایش متمایز است، که شامل انتقال سنگ ها و مواد معدنی توسط عواملی مانند آب، یخ، برف، باد، امواج و گرانش است. فرآیندهای هوازدگی به دو دسته هوازدگی فیزیکی و شیمیایی تقسیم می شوند.

 

هوازدگی فیزیکی شامل تجزیه سنگ ها و خاک ها از طریق اثرات مکانیکی گرما، آب، یخ یا عوامل دیگر است. هوازدگی شیمیایی شامل واکنش شیمیایی آب، گازهای اتمسفر و مواد شیمیایی تولید شده بیولوژیکی با سنگ ها و خاک است. آب عامل اصلی هوازدگی فیزیکی و شیمیایی است، اگرچه اکسیژن و دی اکسید کربن اتمسفر و فعالیت های موجودات بیولوژیکی نیز مهم هستند. هوازدگی شیمیایی توسط عمل بیولوژیکی به عنوان هوازدگی بیولوژیکی نیز شناخته می شود. مواد باقی مانده پس از شکستن سنگ با مواد آلی ترکیب می شوند و خاک را ایجاد می کنند. بسیاری از شکل های زمین و مناظر زمین نتیجه فرآیندهای هوازدگی همراه با فرسایش و رسوب مجدد هستند. هوازدگی بخش مهمی از چرخه سنگ است و سنگ‌های رسوبی که از محصولات هوازدگی سنگ‌های قدیمی‌تر تشکیل شده‌اند، ۶۶ درصد از قاره‌های زمین و بیشتر کف اقیانوس آن را پوشش می‌دهند. [۲] ظرفیت تبادل کاتیونی (اغلب به اختصار CSC) مقدار کاتیون های قابل تعویض است که بر حسب cmol(+)/Kg خاک خشک بیان می شود، که ماده ای به نام مبدل با خواص جذب می تواند با تبادل یونی آن را حفظ کند. تبادل یونی نشان دهنده یکی از مکانیسم های اصلی است که توسط آن خاک عناصری مانند کلسیم، منیزیم، پتاسیم، نیتروژن آمونیاکی را در دسترس گیاهان و میکروارگانیسم ها قرار می دهد، بنابراین CSC شاخصی از حاصلخیزی شیمیایی بالقوه خاک است. ظرفیت تبادل کاتیونی (CSC) – پوکه در مقابل سایر مواد معدنی. یک گشت و گذار کوچک در CSC ضروری است. CSC یک ویژگی اساسی است که خاک باید برای انتقال مواد غذایی به گیاه داشته باشد. از جدول زیر قابل مشاهده است.

 

واضح است که پوکه دارای CSC پایینی است و بنابراین به هیچ وجه نمی توان آن را جایگزین زئولیت در یک بستر کرد. زئولیت در واقع خانواده ای از مواد معدنی است که دارای ۴۶ نوع مختلف است که همگی با این واقعیت متحد می شوند که می توانند H2O را با قرار گرفتن در معرض هوا، حرارت دادن یا با جایگزینی با فلزات از دست بدهند. این جنبه اساسی است: از نقطه نظر زراعی آنها را به شناخته شده ترین خانواده مواد معدنی تبدیل می کند که قادر به انتقال مواد مغذی به گیاهان هستند و از نظر شیمیایی استفاده از آنها پیامدهای زیادی برای تصفیه دارد. از نمودار زیر می توان دریافت که بدون شک این CSC نیست که پوکه را به یک بستر عالی برای کشت تبدیل می کند. سایر ویژگی های این کانی اساسی در ادامه مشاهده خواهد شد.