ORED_ELGANA
04-26-2008, 12:14 PM
فيزيائية التربة
هناك العديد من الخواص الفيزيائية، التي تتحكم في مدى صلاحية التربة للزراعة، وتشييد المنشآت، والسير عليها. ومن أهم هذه الخواص الفيزيائية: قوام التربة، وبناؤها، وكثافتها، وتماسكها، ومساميتها، ونفاذيتها، وحرارتها، وتهويتها، وسطحها النوعي، ومحتواها الرطوبي.
أ. قوام التربة Soil ****ure
يقصد بقوام التربة التوزع الحجمي النسبي لناعم التربة (حبيبات التربة المعدنية، التي يقل قطرها المكافئ عن مليمترين). ويعد قوام التربة من أهم خواصها المورفولوجية؛ اذ يسهل ملاحظته وتحديده، في الحقل. ويتكون ناعم التربة من مخلوط الرمل Sand، والغرين Silt، والطين Clay. ويُحدد قوام التربة، إلى مدى بعيد، العديد من خواصها الفيزيائية الأخرى، كمعدل رشح الماء في التربة، ومدى احتفاظها به، ومقدار تهوية التربة وتماسكها. ويعد النظام الأمريكي، لتحديد فئات الأحجام المختلفة لحبيبات التربة، هو الأكثر شيوعاً بين النظُم الأخرى؛ لما يمتاز به من عدد أكبر للفئات؛ ما يعطي مرونة أكبر .
1- تحديد قوام التربة
تحدد نسب الرمل والغرين والطين في المعمل، بعد التخلص من المادة العضوية، وغسل الأملاح والمواد اللاحمة، وتفريق الحبيبات، ثم فصل الحبيبات في حجم الرمل، باستخدام مناخل ذات فتحات، لا يقل قطرها عن 0.05مم. أما الغرين والطين، فيفصلان بوساطة الترسيب في الماء، باستخدام طريقة الهيدروميتر، وتطبيق قانون ستوكس . ومن نسب الرمل والغرين والطين، يحدد قوام التربة، باستخدام مثلث القوام ؛ وهو مثلث متساوي الأضلاع، يمثل كل ضلع فيه النسبة الوزنية لإحدى المجموعات الحجمية، كنسبة مئوية، ابتداءً من صفر حتى 100%. فالضلع الأول للمثلث، يمثل نسبة الطين ( أقل من 0.002مم) في عينة التربة، والضلع الثاني يمثل نسبة الغرين ( 0.002مم-0.05مم). والضلع الثالث، يمثل نسبة الرمل (0.05-2مم). ويقسِم مثلث قوام التربة الترب إلى اثني عشر قسماً، حسب النظام الأمريكي الحديث.
وبين الأقسام الاثني عشر لقوام التربة، الواردة في العمودين الأخيرين، في الجدول الآنف، يوجد ثلاثة أقسام رئيسية، موضحة في العمود الأول. أما أقسام القوام الأخرى، فهي حالات وسطية، من الأقسام الثلاثة الرئيسية.
أ- الترب الرملية
وهي الترب، التي تحتوي على أكثر من 70% من وزنها رملاً؛ لذا، تكون حبيباتها فردية، مفككة، ومكونة أساساً من معادن السليكات الأولية، وخاصة معادن المرو (معدن المرو Quartz SiO2: أحد معادن السليكات الشبكية، وأحد المكونات الرئيسية للصخور النارية الحمضية) والفلسبارات (معادن الفلسبار Feldspars ، مجموعة من المعادن، تنتمي إلى معادن السليكات الشبكية Tectoslicates ، وتشكل جزء كبير من الصخور النارية الحمضية. وتنقسم إلى قسمين هما: فلسبارات البلاجوكليز Plagioclase Feldspars ومن أهمها معدن الألبايت Albite NaAlSi3O8 ، والأنورثايت Anorthite CaAl2Si2O8 ، وفلسبارات البوتاسيوم -K Feldspars ، وأهمها معدن الميكروكلاين Microcline KalSi3O8 والأورثوكليز Orthoclase KalSi3O8)؛ إضافة إلى معادن الكربونات (معادن الكربونات: هي مجموعة من المعادن تشكل الكربونات CO=3 وحدة البناء الأساسية فيها. وأهم معادن الكربونات الكالسايت Calcite CaCO3 ، والسدرايت Sidarite FeCO3 ، والماجناسايت Magnesite MgCO3 ، والدولومايت Dolomite CaMg(CO3)2.)، ولا سيما الكالسايت (كربونات الكالسيوم). وتتصف الترب الرملية بالنفاذية العالية (حركة المياه فيها سريعة)، وذلك بسبب اتساع حجم الفراغات بين الحبيبات؛ ما يقلل من قوة الاحتكاك والقوى الكهروستاتيكية. أما قدرة التربة الرملية على الاحتفاظ بالماء، فهي منخفضة جداً، أي أن نسبة الرطوبة فيها، سواء عند السعة الحقلية Field capacity، أو عند نقطة الذبول الدائم Permanent wilting point،هي قليلة؛ ولذلك، تكون كمية الماء الميسر available water فيها للنبات، قليلة جداً . كما أن قدرة الترب الرملية على الاحتفاظ بالمواد الغذائية منخفضة، نظراً إلى انخفاض نشاطها الكيماوي. ولا تبدي الترب الرملية تمدداً وانكماشاً ملحوظين، بالتبليل والتجفيف، نظراً إلى قلة معادن الطين فيها.
ب- الترب الطميية
وهي الترب، التي تحتوي على نسب متقاربة من الطين (7-27%)، والغرين (28-50%)، والرمل (23-52%). وتعد الترب الطميية حالة وسطية، بين التربة الرملية والتربة الطينية.
ج- الترب الطينية
وهي الترب، التي لا يقل محتواها من الطين عن 40% بالوزن. وتكون قدرتها على الاحتفاظ بالماء (السعة الحقلية)، والمغذيات، عالية جداً. لكن الماء الميسر للنبات، في هذه الترب، قليل؛ نظراً إلى ارتفاع قيمة نقطة الذبول الدائم . أما نفاذية الترب الطينية للماء والهواء، فهي ضعيفة جداً.
2- الاستدلال على قوام التربة، في الحقل
من الممكن الاستدلال على قوام التربة في الحقل، بملاحظة مدى قابلية التربة الرطبة للتشكل، ومدى تماسكها والتصاقها ونعومتها، باستخدام جدول معد لذلك .
وهناك بعض المتغيرات، التي تؤثر في دقة الاستدلال على قوام التربة، في الحقل؛ أهمها:
أ- نسبة المادة العضوية
يكون تأثير المادة العضوية محدوداً، في الاستدلال على قوام التربة؛ إذا كانت نسبتها محدودة. أما إذا كانت نسبة المادة العضوية عالية، فإن ذلك يعطي التربة ملمساً أكثر نعومة؛ وهو الصفة المميزة للغرين.
ب- نوعية معادن الطين
هناك اختلاف كبير في الخصائص الفيزيائية، بين معادن الطين؛ مما يجعل لنوع معدن الطين السائد في التربة، تأثيراً كبيراً في مقدرة الاستدلال على قوام التربة، في الحقل. فمعدن المونتمورولونيت Montmorillonite، مثلاً، يمتص كميات كبيرة من الماء، بين رقائقه، تفوق ما تمتصه معادن الطين الأخرى، مثل الكالينايت (معدن الكالينيت Koalinite هو أحد معادن الطين من النوع 1:1 المنتمية إلى فئة السليكات الصفائحية. وصيغته الكيميائية هي Al4Si4O10(OH)8)Kaolinite؛ ما يجعل التربة، التي يسود فيها معدن المونتمورولونيت، تبدو وكأنها أكثر محتوى من الطين، من تربة أخرى، تحتوى على نسبة الطين نفسها؛ إلا أن معدن الطين السائد فيها، هو معدن الكالينايت.
ج- شكل الحبيبات
كلما كانت حبيبات التربة تميل إلى الاستدارة، مثل الرمال، التي تنقلها الرياح، كان ملمسها أنعم من تربة، حبيباتها أقل استدارة؛ كما هو الحال في الترب، التي يرسبها الجليد والشواطئ والأنهار.
هناك العديد من الخواص الفيزيائية، التي تتحكم في مدى صلاحية التربة للزراعة، وتشييد المنشآت، والسير عليها. ومن أهم هذه الخواص الفيزيائية: قوام التربة، وبناؤها، وكثافتها، وتماسكها، ومساميتها، ونفاذيتها، وحرارتها، وتهويتها، وسطحها النوعي، ومحتواها الرطوبي.
أ. قوام التربة Soil ****ure
يقصد بقوام التربة التوزع الحجمي النسبي لناعم التربة (حبيبات التربة المعدنية، التي يقل قطرها المكافئ عن مليمترين). ويعد قوام التربة من أهم خواصها المورفولوجية؛ اذ يسهل ملاحظته وتحديده، في الحقل. ويتكون ناعم التربة من مخلوط الرمل Sand، والغرين Silt، والطين Clay. ويُحدد قوام التربة، إلى مدى بعيد، العديد من خواصها الفيزيائية الأخرى، كمعدل رشح الماء في التربة، ومدى احتفاظها به، ومقدار تهوية التربة وتماسكها. ويعد النظام الأمريكي، لتحديد فئات الأحجام المختلفة لحبيبات التربة، هو الأكثر شيوعاً بين النظُم الأخرى؛ لما يمتاز به من عدد أكبر للفئات؛ ما يعطي مرونة أكبر .
1- تحديد قوام التربة
تحدد نسب الرمل والغرين والطين في المعمل، بعد التخلص من المادة العضوية، وغسل الأملاح والمواد اللاحمة، وتفريق الحبيبات، ثم فصل الحبيبات في حجم الرمل، باستخدام مناخل ذات فتحات، لا يقل قطرها عن 0.05مم. أما الغرين والطين، فيفصلان بوساطة الترسيب في الماء، باستخدام طريقة الهيدروميتر، وتطبيق قانون ستوكس . ومن نسب الرمل والغرين والطين، يحدد قوام التربة، باستخدام مثلث القوام ؛ وهو مثلث متساوي الأضلاع، يمثل كل ضلع فيه النسبة الوزنية لإحدى المجموعات الحجمية، كنسبة مئوية، ابتداءً من صفر حتى 100%. فالضلع الأول للمثلث، يمثل نسبة الطين ( أقل من 0.002مم) في عينة التربة، والضلع الثاني يمثل نسبة الغرين ( 0.002مم-0.05مم). والضلع الثالث، يمثل نسبة الرمل (0.05-2مم). ويقسِم مثلث قوام التربة الترب إلى اثني عشر قسماً، حسب النظام الأمريكي الحديث.
وبين الأقسام الاثني عشر لقوام التربة، الواردة في العمودين الأخيرين، في الجدول الآنف، يوجد ثلاثة أقسام رئيسية، موضحة في العمود الأول. أما أقسام القوام الأخرى، فهي حالات وسطية، من الأقسام الثلاثة الرئيسية.
أ- الترب الرملية
وهي الترب، التي تحتوي على أكثر من 70% من وزنها رملاً؛ لذا، تكون حبيباتها فردية، مفككة، ومكونة أساساً من معادن السليكات الأولية، وخاصة معادن المرو (معدن المرو Quartz SiO2: أحد معادن السليكات الشبكية، وأحد المكونات الرئيسية للصخور النارية الحمضية) والفلسبارات (معادن الفلسبار Feldspars ، مجموعة من المعادن، تنتمي إلى معادن السليكات الشبكية Tectoslicates ، وتشكل جزء كبير من الصخور النارية الحمضية. وتنقسم إلى قسمين هما: فلسبارات البلاجوكليز Plagioclase Feldspars ومن أهمها معدن الألبايت Albite NaAlSi3O8 ، والأنورثايت Anorthite CaAl2Si2O8 ، وفلسبارات البوتاسيوم -K Feldspars ، وأهمها معدن الميكروكلاين Microcline KalSi3O8 والأورثوكليز Orthoclase KalSi3O8)؛ إضافة إلى معادن الكربونات (معادن الكربونات: هي مجموعة من المعادن تشكل الكربونات CO=3 وحدة البناء الأساسية فيها. وأهم معادن الكربونات الكالسايت Calcite CaCO3 ، والسدرايت Sidarite FeCO3 ، والماجناسايت Magnesite MgCO3 ، والدولومايت Dolomite CaMg(CO3)2.)، ولا سيما الكالسايت (كربونات الكالسيوم). وتتصف الترب الرملية بالنفاذية العالية (حركة المياه فيها سريعة)، وذلك بسبب اتساع حجم الفراغات بين الحبيبات؛ ما يقلل من قوة الاحتكاك والقوى الكهروستاتيكية. أما قدرة التربة الرملية على الاحتفاظ بالماء، فهي منخفضة جداً، أي أن نسبة الرطوبة فيها، سواء عند السعة الحقلية Field capacity، أو عند نقطة الذبول الدائم Permanent wilting point،هي قليلة؛ ولذلك، تكون كمية الماء الميسر available water فيها للنبات، قليلة جداً . كما أن قدرة الترب الرملية على الاحتفاظ بالمواد الغذائية منخفضة، نظراً إلى انخفاض نشاطها الكيماوي. ولا تبدي الترب الرملية تمدداً وانكماشاً ملحوظين، بالتبليل والتجفيف، نظراً إلى قلة معادن الطين فيها.
ب- الترب الطميية
وهي الترب، التي تحتوي على نسب متقاربة من الطين (7-27%)، والغرين (28-50%)، والرمل (23-52%). وتعد الترب الطميية حالة وسطية، بين التربة الرملية والتربة الطينية.
ج- الترب الطينية
وهي الترب، التي لا يقل محتواها من الطين عن 40% بالوزن. وتكون قدرتها على الاحتفاظ بالماء (السعة الحقلية)، والمغذيات، عالية جداً. لكن الماء الميسر للنبات، في هذه الترب، قليل؛ نظراً إلى ارتفاع قيمة نقطة الذبول الدائم . أما نفاذية الترب الطينية للماء والهواء، فهي ضعيفة جداً.
2- الاستدلال على قوام التربة، في الحقل
من الممكن الاستدلال على قوام التربة في الحقل، بملاحظة مدى قابلية التربة الرطبة للتشكل، ومدى تماسكها والتصاقها ونعومتها، باستخدام جدول معد لذلك .
وهناك بعض المتغيرات، التي تؤثر في دقة الاستدلال على قوام التربة، في الحقل؛ أهمها:
أ- نسبة المادة العضوية
يكون تأثير المادة العضوية محدوداً، في الاستدلال على قوام التربة؛ إذا كانت نسبتها محدودة. أما إذا كانت نسبة المادة العضوية عالية، فإن ذلك يعطي التربة ملمساً أكثر نعومة؛ وهو الصفة المميزة للغرين.
ب- نوعية معادن الطين
هناك اختلاف كبير في الخصائص الفيزيائية، بين معادن الطين؛ مما يجعل لنوع معدن الطين السائد في التربة، تأثيراً كبيراً في مقدرة الاستدلال على قوام التربة، في الحقل. فمعدن المونتمورولونيت Montmorillonite، مثلاً، يمتص كميات كبيرة من الماء، بين رقائقه، تفوق ما تمتصه معادن الطين الأخرى، مثل الكالينايت (معدن الكالينيت Koalinite هو أحد معادن الطين من النوع 1:1 المنتمية إلى فئة السليكات الصفائحية. وصيغته الكيميائية هي Al4Si4O10(OH)8)Kaolinite؛ ما يجعل التربة، التي يسود فيها معدن المونتمورولونيت، تبدو وكأنها أكثر محتوى من الطين، من تربة أخرى، تحتوى على نسبة الطين نفسها؛ إلا أن معدن الطين السائد فيها، هو معدن الكالينايت.
ج- شكل الحبيبات
كلما كانت حبيبات التربة تميل إلى الاستدارة، مثل الرمال، التي تنقلها الرياح، كان ملمسها أنعم من تربة، حبيباتها أقل استدارة؛ كما هو الحال في الترب، التي يرسبها الجليد والشواطئ والأنهار.