تأثير التربة على نمو النباتات

التربة Soil

من الناحية البيئية تعرف التربة على أنها الجزء من القشرة الأرضية الذي يستطيع النبات النمو فيه. تعتبر التربة خليطا من المواد المعدنية الناتجة عن عوامل التعرية والتآكل والمواد العضوية الميتة وجذور النباتات وحيوانات التربة والكائنات الدقيقة.

تشمل الصفات الفيزيائية للتربة نسيج التربة(Soil texture)،تركيب التربة (Soil structure)،لون التربة، عمق التربة، الرطوبة.

تركيب (قوام) التربة(Soil texture)

  قوام التربة هو اصطلاح يعبر عن درجة نعومة أو خشونة حبيبات التربة باستخدام النسب المئوية لمجاميع حبيباتها الرئيسية وهي حبيبات كل من الرمل (Sand) والغرين (Silt)  والطين (Clay)  الموجودة في حجم من التربة. يتراوح قطر حبيبة الطين إلى أقل من 0.002 مم بينما يكون قطر حبيبة السلت متوسطا ويتراوح ما بين 0.002-0.05 مم أما حبيبة الرمل فتعتبر الأكبر حجما حيث يتراوح قطرها ما بين 0.05-2 مم. وهناك عدة مقاييس لتقييم حجم الحبيبات وتعريفها ، منها النظام الدولي (International system)  والذي يعتمد علي تحديد قطر الحبيبات كما يلي :

المجموعة  Fraction	قطر الحبيبات ( مم ) Diameter of particles( mm )
الحــصي Gravel	اكبر من    2
الرمل الخشن Coarse sand	من         2 – 0.2
الرمل الناعم Fine sand	من         0.2 – 0.02
السـلتSilt	من         0.02 – 0.002
الطين Clay	أقل من     0.002

الترب التي تتكون في معظمها من الطين تدعى تربا طينية أما تلك التي يسود تركيبها جزء كبير من الجزيئات الكبيرة فتعرف بالترب الحصوية. إن تركيب التربة يؤثر على العديد من خواص التربة الأخرى مثل بناء التربة، كيمياء التربة وكذلك الفراغات البينية في التربة. يمكن تصنيف الترب بعد معرفة نسبة المكونات (السلت، الرمل، الطين) . ويتم تعيين قوام التربة بواسطة التحليل الميكانيكي ، وهي عبارة عن عملية الهدف منها فصل عينة من التربة إلي مجاميع حبيباتها الرئيسية الثلاث حسب حجمها ثم  يستخدم مثلث التربة لتحديد نوعية التربة كما في الشكل ( ) . ولقوام التربة تأثير بالغ علي معظم خواص التربة الفيزيائية والكيميائية والحيوية. 

شكل ( ) مثلث التربة المستخدم في تحديد قوام التربة بعد معرفة نسبة المكونات لبعضها

-         بناء التربة (Soil structure)

يعرف بناء التربة على أنه الهيئة (الشكل) التي تتجمع فيها حبيبات التربة مع بعضها.  هناك العديد من الأشكال التي تتكتل فيها حبيبات التربة معا مثل الشكل الحبيبي (Granular)، الشكل الطبقي المتراكم (Platy)، الشكل (Blocky)  والشكل الموشوري(Prismatic)  كما في الشكل ( )

                            شكل ( ) أشكال تجمع حبيبات الطين مع بعضها

تجمع حبيبات التربة وشكل تكون الكتل يؤثر على مسامية التربة وبالتالي التأثير على تهوية التربة وعلى قابليتها للاحتفاظ بالرطوبة.  إن المواد العضوية التي تفرز بواسطة جذور النباتات أو بواسطة الميكروبات أثناء عملية تحلل البقايا النباتية تعمل على تجميع حبيبات التربة مع بعضها.

-         لون التربة Soil color

 يعتبر لون التربة من الخصائص الفيزيائية للتربة والذي يمكن عن طريقه التمييز بين التربة. غالبا ما يكون سطح الترب المعدنية ذو لون غامق مما يدل على وجود المادة العضوية. في الأقاليم المعتدلة فإن اللون الأسود البني واللون البني  الغامق خاصة في القطاع A يدل على المادة العضوية. وعلى العموم فلون التربة الغامق لا يشير إلى وجود المادة العضوية فالترب البركانية ذات لون أسود بسبب أصلها الذي يعود للصخور البازلتية. أما الترب الحمراء والصفراء فتستمدان هذا اللون من وجود أكاسيد الحديد، والألوان الفاتحة تشير إلى جودة الصرف والتهوية.تتزايد الأوان الحمراء والصفراء في الترب من الأقاليم الباردة باتجاه خط الاستواء.

الخصائص الكيميائية للتربة

تشمل الخصائص الكيميائية للتربة ما يلي :

1-    حامضية وقاعدية التربة (pH)

معظم الترب لها pH يتراوح من4-8 وقد يكون أعلى من ذلك أو أقل في بعض الترب.على سبيل المثال فالترب الملحية لها pH يتراوح من 7.3- 9.5( Barbur et al. ) وبعض الترب الحامضية لها pH . منخفض جدا يتراوح من2.8-3.9.

الترب الزراعية لها pH منخفض نتيجة لعمليات إضافة الأسمدة باستمرار مثل نترات الامونيوم والأسمدة المحتوية على الكبريت. في الأسمدة النيتروجينية تقوم كائنات التربة بإطلاق آيونات الهيدروجين (H⁺) مما يؤدي إلى زيادة حامضية التربة والحلول محل كاتيونات التربة .لتعديل pH التربة الحامضية يتم إضافة كربونات الكالسيوم  أما في الترب القاعدية فتتم إضافة الكبريت  . التأثير المباشر لpH التربة على نمو النبات محدود جدا لكن التأثير الغير مباشر أعلى حيث أن المعادن السامة في التربة كالألمنيوم والمنجنيز تتأثر بالpH. يؤثر pH التربة على توفر العناصر الغذائية للنبات شكل ( ) وكذلك على نشاط كائنات التربة.العناصر المغذية كالنيتروجين،والفسفور والكبريت تتأثر بال pH. عند ال pH المتعادل والذي يتراوح من 6.5-7.5 تكون معظم العناصر الغذائية متاحة للنبات. يعبر عن حموضة التربة بالرقم الهيدروجيني (pH ) ويعرف الـ pH   للتربة  بأنه اللوغاريتم السالب لتركيز أيونات الهيدروجين النشطة في محلول التربة .

يؤثر أيون الهيدروجين( pH )  بالتربة تأثيرات كيميائية هامة مثل تأثيرها علي مدي تيسر العناصر والتبادل الكاتيوني بالتربة وكذلك تحلل المواد العضوية والنشاط الحيوي بها. وتختلف التربة في حموضتها ويرجع سبب الاختلاف بنسبة كبيرة إلي اختلاف محتواها من الأملاح المختلفة و كاتيوناتها المتبادلة والذائبة في محلول التربة ( ففي حالة زيادة الصوديوم المتبادل في محلول التربة يرتفع الرقم الهيدروجيني  ويصبح تفاعل التربة قاعديا وخاصة في المناطق الجافة ولكن عند زيادة أيونات الهيدروجين أو الألومنيوم المتبادلين ينخفض الرقم الهيدروجيني ويصبح تفاعل التربة حامضيا ) وكذلك التغير في المحتوي المائي للتربة .

 ويختلف رقم حموضة التربة ( pH ) في المناطق المختلفة ففي ترب المناطق الرطبة وشبه الرطبة يكون الرقم الهيدروجيني منخفضا و تكون التربة حامضية بخلاف ترب أراضي المناطق الجافة ذات الرقم الهيدروجيني المرتفع .

     شكل ( ): العلاقة ما بين pH التربة وتوفر العناصر الغذائية للنبات في التربة

2-                التوصيل الكهربائي (Electric Conductivity) (EC)

الأملاح في محلول التربة بواسطة قياس التوصيل الكهربائي

يعتبر تقدير الأملاح الكلية الذائبة في مستخلص التربة من التقديرات الرئيسية الهامة للحكم علي درجة ملوحة التربة. كما أن تأثير الأملاح لا يتوقف علي كميتها في التربة فقط بل علي نوعية تلك الأملاح . وتختلف كمية الأملاح الذائبة والموجودة بالتربة من تربة لأخرى ويرجع ذلك إلي ظروف تكوين التربة ونوعها . كما يؤدي الغسيل المستمر في الترب بواسطة ماء الري إلي غسيل الأملاح وإحلال الهيدروجين محل جزء من الكاتيونات المدمصة علي أسطح حبيباتها .

 ومن التأثيرات السلبية للتركيزات المرتفعة والعالية من الأملاح في محلول التربة :

1.              زيادة الضغط الأسموزي وهذا يقلل من قدرة النبات علي امتصاص الماء والأملاح من التربة .

2.              حدوث السمية ببعض الأملاح للنباتات النامية بالتربة .

3.              تقليل معدل التبادل الكاتيوني في محلول التربة

4.              يؤدي ارتفاع نسبة الصوديوم المدمص إلي سوء خواص التربة .

بنيت فكرة هذه الطريقة علي أن التوصيل الكهربائي للمحلول المائي يزداد بزيادة أيونات الأملاح الذائبة فيه ، أي بزيادة تركيزها ويستعمل جهاز قياس التوصيل الكهربائي Electric Conductivity Meter لتحديد ذلك .

الوحدات المستخدمة لقياس التوصيل الكهربي للمحلول المائي عبارة عن  mhos / cm) ) موز / سم وهي يساوي 1000 ملليموز / سم ( 10 ³ mmhos / cm  ) ويســـاوي أيضا ملــيون ميــكروموز / ســم ( 10⁶ µmhos / cm ) .

وللتحويل إلي تركيز الأملاح بالمحلول بالملليمكافئ / لتر = التوصيل الكهربي بالملليموز / سم × 10  

 وللتحويل إلي تركيز الأملاح بالمحلول كجزء في المليونppm (ملليجرام/لتر)        

             = التوصيل الكهربي بالملليموز / سم × 640

 وللتحويل إلي تركيز الأملاح بالمحلول بالضغط الأسموزي = التوصيل الكهربي بالملليموز / سم × 0.36.

3-    السعة التبادلية الكاتيونية (Cation Exchange Capacity)(CEC)

تكون الأجزاء الصلبة ما يزيد عن 50% من حجم التربة أما الحجم المتبقي فيملأ بالماء والهواء.تعرف السعة التبادلية الكاتيونة انها الدرجة التي تستطيع عندها التربة امتصاص وتبادل الكاتيونات والتي تحمل شحنة موجبة مثل  NH₄⁺, K⁺, Ca²⁺, Fe²⁺, أما الانيونات فهي التي تحمل شحنة سالبة مثل .NO₃^-, PO₄^2-, SO₄² (شكل ).تتميز حبيبات الطين والمادة العضوية (Organic matter) بوجود شحنات سالبة على سطوحها . الكاتيونات المعدنية يمكن أن تدمص إلى الشحنات السالبة وعند ذلك فليس من السهولة فقدها  في الماء بعملية الترشيح (Leached) وكذلك تكون متاحة للامتصاص بواسطة جذور النبات. أن هذه المواد المعدنية الموجودة على سطح حبيبة الطين يمكن استبدالها بكاتيونات أخرى اعتمادا على الشحنه.

ِشكل (): السعة التبادلية الكاتونية واهميتها في تبادل العناصر بين التربة وجذور النبات

4- المادة العضوية  Organic matter 

تحتوي جميع أنواع الترب علي مواد عضوية بنسب مختلفة والمادة العضوية بالتربة هي كل مادة  ذات منشأ نباتي أو حيواني كبقايا النباتات و الحيوانات والتي لم تتحلل أو التي تحللت جزئيا.

وللمادة  العضوية دور هام في تحسين الخواص الفيزيائية والكيميائية للتربة فهي تشكل مصدرا هاما للعناصر الغذائية اللازمة لنمو النبات عند تحللها ولها دور منظم  في حموضة التربة pH وتعمل علي زيادة السعة التبادلية للكاتيونات كما ترفع قدرة التربة علي حفظ الماء وتحسين بنائها .

 في التربة  يعتبر التوزيع العام للغطاء النباتي أو الأقاليم النباتية بتأثير العوامل المناخية وأما أثر التربة فمقصور على أحداث بعض الاختلافات المحلية. تطور التربة في موقع ما يتأثر بكل من النبات والمناخ. عند تماثل المناخ والنباتات في موقعين مختلفين فإن خصائص التربة في كلا الموقعين متشابهه.

التربة ونمو النبات

يستمد النبات العناصر الغذائية  والماء من التربة وهناك نوعين من العناصر التي توفرها التربة للنبات:

                            أ-العناصر الكبرى

1-    النيتروجين

2-    الفوسفور

3-البوتاسيوم

4-    الكالسيوم

5-    المغنيسيوم

6-    الكبريت

                            ب- العناصر الصغرى

يحتاج النبات العناصر الصغرى بكميات ضئيلة للقيام بالعمليات الحيوية ونقص هذه العناصر يؤثر على النمو والإنتاجية.تشمل العناصر الصغرى ما يلي:

1-    الحديد

2-    الزنك

3-    المنجنيز

4-    النحاس

5-    البورون

6-    الموليبدينم