الأراضى الملحية والقلوية والصودية

الأراضى الملحية و الصودية و القلوية
هناك أربع حالات لمشاكل ملوحة فى التربة تتعلق بالملوحة الكلية للتربة أو تزايد نسبة نوع واحد من الأملاح فى التربة هو أملاح الصوديوم و تحتاج التربة لأستصلاح و علاج أى واحدة من هذة المشاكل لو شخصت فى التربة , و المشاكل الأربعة هى
:

1 - تربة ملحية
saline soil :
ذات توصيل كهربى electrical conductivity ) EC ) يساوى 4 dS/metre ديسى سيمنز / متر و كانت تسمى وحدة القياس هذة سابقا mmoh/cm مللى موز / سم ( = 2560 جزء فى المليون = 0,265 % ) و تعبر هذة القياسات عن الأملاح الكلية فى التربة مقدرة بوحدات قياس التوصيل الكهربى و هى وحدة ديسى سيمنز / متر أو بوحدات جزء فى المليون أو كنسبة مؤية للأملاح الكلية فى التربة و تعتبر هذة القيم هى الحد الذى يبدأ من عندة أعتبار ملوحة التربة مشكلة تحتاج بالضرورة لعلاج .
لو كان التوصيل الكهربى 1 ديسى سيمنز / متر ( = 640 جزء فى المليون = 0,064 % ) أو أقل فلا يكون لة تأثير سلبى على النبات يقلل الأنتاجية ( حد ملوحة مسموح بة ) .
عند 2 ديسى سيمنز / متر ( 1280 جزء فى المليون = 0,128 % ) تتأثر زراعة النباتات الحساسة للملوحة كالفاصوليا .
عند 3 ديسى سيمنز / متر ( = 1920 جزء فى المليون = 0,192 % ) يجب زراعة النباتات المتحملة للملوحة أو المقاومة كالسبانخ أو القطن أو النخيل .
( تحويل بين وحدات قياس الملوحة الكلية :
للتحويل من ديسى سيمنز / متر الى جزء فى المليون نضرب فى 640 و لو كانت قيمة التوصيل الكهربى 5 ديسى سيمنز / متر فأكثر نضرب فى 800 .
للتحويل من جزء فى المليون الى نسبة مؤية نقسم على 10000 . )

2 - التربة الصودية sodic soil
:
هى التى تزيد بها نسبة الصوديوم المتبادل على حبيبات التربة عن 15 % من سعة التبادل الكاتيونية .
سعة التبادل الكاتيونية عبارة عن وجود شحنات كهربائية سالبة على سطح حبيبات الطين clay particles و على سطح حبيبات المادة العضوية organic matter particles و تقدر بوحدة مللى مكافئ / 100 جرام تربة عادة تتراوح السعة الكاتيونية للتربة ما بين صفر و حتى 50 مللى مكافئ لكل 100 جرام من التربة .
تعتبر الأرض صودية لو كانت النسبة المؤية للصوديوم المتبادل ( exchangeable sodium percentage ) وتسمى أختصارا ESP تساوى 15 % من مجموع الكاتيونات المدمصة على حبيبات التربة أو أكثر و هى تساوى كميات مقدرة بالمللى مكافئ / لتر لكاتيون الصوديوم المدمص مقسوما على مجموع كاتيونات الكالسيوم و المغنسيوم و الصوديوم و البوتاسيوم و يضرب فى 100 و يكون الناتج هو النسبة المؤية للصوديوم المتبادل بالتربة و هو نفسة المدمص .
عملية حساب نسبة الصوديوم المتبادل ESP على حبيبات التربة تواجة صعوبتين هما أرتفاع التكلفة المادية للتحليل و صعوبة أجراءات التحليل من أحتياج عمالة كثيرة و أستهلاك وقت كبير فى تجارب معملية .
لتلافى الصعوبات نلجأ لتحليل آخر لتقدير معدل الصوديوم المدمص ( sodium adsorbation ratio ) و تسمى أختصارا SAR على حبيبات التربة التى تتم على عجينة التربة المشبعة و للسهولة فكثيرا ما يتم على المستخلص المائى للتربة بنسبة 1 : 5 وزنا أى يضاف 20 جرام تربة الى 100 سنتيمتر مكعب ماء مقطر تزن 100 جرام تقلب جيدا ثم يرشح الماء الذى تنتقل ألية كل الكاتيونات على صورة ذائبة و من ضمنها كاتيونات الصوديوم التى كانت مدمصة على حبيبات التربة فى العينة المختبرة ثم تحسب كمية كاتيونات الصوديوم و كذلك الكالسيوم و المغنسيوم و البوتاسيوم بالراشح مقدرة بوحدة مللى مكافئ / لتر meq / l و تسمى نفس الوحدة ايضا سنتى مول / كجم cmol/kgm . و تساوى SAR خارج قسمة كاتيون الصوديوم على الجذر التربيعى لنصف مجموع كاتيونى الكالسيوم و المغنسيوم و يكون الناتج هو النسبة المؤية للصوديوم المدمص بالتربة و هو نفسة المتبادل . كاتيونات البوتاسيوم عادة كميتها قليلة لذلك لا تدخل فى معادلة حساب قيمة SAR . عند تحليل التربة يقدر محتواها من الكاتيونات و الأنيونات anion ( الأيونات السالبة الشحنة الكهربية و هى الكربونات و البيكربونات و الكلوريدات و الكبريتات ) بوحدة المللى مكافئ / لتر و هو يساوى الوزن بالملى جرام / لتر مضروبا فى التكافؤ و مقسوما على الوزن الذرى للعنصر
مثال : مللى مكافئ / لتر من الكالسيوم = مللى جرام / لتر من الكالسيوم × تكافؤ الكالسيوم ÷ الوزن الذرى للكالسيوم = مللى جرام / لتر كالسيوم × 2 ÷ 40,1 = مللى جرام / لتر كالسيوم × 0,0499
يعتبر رقم 0,0499 معامل تحويل للكالسيوم عند ضربة فى كمية الكالسيوم مقدرة جزء فى المليون نحصل على قيمة الكالسيوم مقدرة مللى جرام مكافئ فى المليون .
فيما يلى باقى معاملات تحويل الأنيونات و الكاتيونات المستخدمة :
معامل المغنسيوم = 0,0822 و الصوديوم = 0,0435 و البوتاسيوم = 0,0256 و الكربونات = 0,0330 و البيكربونات = 0,0164 و الكلوريد = 0,0282 و الكبريتات = 0,0208 . هكذا يمكنا التحويل بين مللى مكافئ / لتر و ملجم / لتر الذى يساوى جزء فى المليون كما يمكن تحويل تلك القيم الى ديسى سيمنز / متر بواسطة معامل التحويل 640 أو 800 .
( فى بعض التقديرات تكون وحدة تقدير الكاتيونات رطل / أيكر أو كيلوجرام / فدان و يوجد أيضا معامل تحويل ملى مكافئ / لتر الى كجم / فدان ) .
ملحوظة : ليست كل الكاتيونات التى بالتربة مدمصة ( متبادلة ) بل توجد كاتيونات حرة أو ذائبة فى محلول التربة فمثلا تربة سعتها الكاتيونية صفر لا يعنى هذا عدم وجود كتيونات بها .
لاحظ أن الصوديوم المتبادل هو نفسة الصوديوم المدمص لكن لاحظ أيضا أن طريقة التحليل تعطى قيم مختلفة فالتحليل المسمى تقدير الصوديوم المتبادل ESP يعطى تقريبا القيمة الحقيقة لكمية الصوديوم المتبادل فى التربة أما طريقة التحليل الثانية الأسهل و الأرخص التى تسمى نسبة الصوديوم المدمص SAR فهى تعطى قيمة أقل حيث وجد أن قيمة SAR التى تساوى 12 - 13 % تساوى قيمة ESP التى تساوى 15 % . هناك أبحاث مختلفة تمت على كيفية حساب قيمة ESP بمعلومية SAR فتم عمل رسم لمنحنى موقع بين محورين أحدهما يمثل ESP و المحور العمودى علية يمثل SAR و يمكن من الرسم معرفة القيم المقابلة لطريقتى التقدير . تم عمل الرسم البيانى من واقع تقدير كل من قيمتى طريقى التقدير على عينات تربة مختلفة و بنفس الطريقة فى بحث آخر تم أستنتاج العلاقة الرياضية بين طريقتى التقدير للتحويل بينهما فكانت المعادلة التالية
ESP = 1.95 + 1.03 SAR
و نسبة الخطأ بين قيمة ESP المحسوب معمليا و قيمة ESP المحسوب من المعادلة الرياضية السابقة مقبولة و تتراوح بين - 1,3 و + 1,62 .
أو المعادلة التالية
ESP ( % ) = ( 1.18 × SAR ) + 0.51
يجب علينا أن نفهم و حتى لا تختلط الأمور أن الصوديوم المتبادل هو نفسة الصوديوم المدمص فعليا و أنما الأختلاف هو فى حساب القيمة و يرجع لأختلاف طريقتى التحليل التى سميت أحدهما النسبة المؤية للصوديوم المتبادل ESP و سميت طريقة التحليل الآخرى معدل أدمصاص الصوديوم SAR .
أعتبار الأرض صودية عندما تكون نسبة الصوديوم المتبادل ESP هو 15 % أو أكثر أو عندما يكون معدل أدمصاص الصوديوم SAR هو 12 % أو أكثر و ذلك طبقا للمقاييس الأمريكية و المصرية لكن فى المقاييس الأسترالية تعتبر الأرض صودية لو كان ESP يساوى 6 % او أكثر و هم يرجعون ذلك لسبب أختلاف حالة التربة ( التربة عندهم أكثر تجوية أى فطاع أرضى أكثر نضجا أى كمية الأملاح الذائبة فيها أقل و تزداد مع العمق ) .

3 - التربة الصودية الملحية saline sodic soil :

عندما يزيد EC التربة عن 4 ديسى سيمنز / متر و فى نفس الوقت يزيد ESP التربة عن 15 % تكون التربة صودية ملحية .


4 - التربة القلوية alkali soil :

عندما يزيد pH التربة عن 8,5 و يزيد ESP التربة عن 15 % تسمى التربة قلوية و تبدو على التربة بقع سوداء و تسمى هذة التربة سولنيتز solnetz كما أطلق عليها الروس هذة التسمية .
فى بعض المقاييس لا يفرقون بين التربة الصودية و القلوية و يعتبروا الأثنين شيئا واحدا .
( ملحوظة : ينمو النبات عند pH بين 4 و 8,5 )
العلاج :
جميع الحالات الأربعة تعالج بغسيل التربة للتخلص من الأملاح . تضاف محسنات التربة soil amendments مع عملية غسيل الأراضى الصودية و الصودية الملحية و القلوية .

علاج ملوحة التربة :

يهدف لتقليل النسبة المؤية لمحتوى التربة من الأملاح الكلية و يحتاج لغسيل التربة بأضافة كميات مياة تذيب أملاح التربة و بعد صرف الماء تقل كمية الأملاح المتواجدة بمنطقة أنتشار جذر النبات . توجد حسابات لكمية المياة المضافة لغسيل التربة و التى كلما زادت تزداد كمية الأملاح المغسولة من التربة و يمكن بصفة عامة تقريبية أستخدام عمق مياة غسيل 15 سم يغسل 25 % من الأملاح و عمق ماء 30 سم يغسل 50 % من الأملاح و عمق ماء 60 سم يغسل 100 % من الأملاح . و توجد طريقتين للغسيل بأضافة ماء الغسيل على مرة واحدة أو لغسيل متكرر على عدة مرات و هى الأفضل . مصدر الأملاح يكون من مادة الأصل ( التى تكونت التربة من تجويتها ) أو من عملية التملبح الثانوى الناشئ عن الرى بماء مالح و عن حركة الماء الشعرى لأعلى بأتجاة سطح التربة ناقلا معة الأملاح لأعلى و يتبخر الماء تاركا الأملاح و تكرار عملية الغسيل سيقلل الملوحة خاصة و أن الملوحة الثانوية عملية تحدث دائما بالمناطق الجافة التى يتزايد بها البخرنتح فتحتاج بالتالى دائما لغسيل التربة الذى يكون على شكل زيادة مقننات مياة الرى بكمية أضافية تسمى أحتياجات الغسيل leaching requirements و هى تتراوح بين 10 % و 25 % من كمية ماء الرى و النسبة الأعلى تستخدم عندما توجد مشكلة ملوحة بالتربة
.
علاج الأراضى الصودية و القلوية :

يهدف لتقليل كمية الصوديوم المتبادل المدمص على حبيبات التربة و يحتاج لأضافة محسنات مع عملية الغسيل و توجد حسابات لكمية المحسنات المضافة و يمكن أستخدام كمية تقريبية تقدر ب 2 طن للهكتار أى 840 كيلوجرام للفدان من الجبس الزراعى لأستصلاح عمق ال 5 سنتيمترات السطحية من التربة و تضاف كميات محسنات أكبر لمعالجة عمق تربة أكبر لكن هذا أسلوب أستخدام و يوجد أسلوب آخر لأضافة الجبس مخلوطا مع ماء الرى يعتبر أكثر أقتصادا . تزايد الصوديوم المدمص على حبيبات الطين و المادة العضوية يسبب تنافر حبيبات التربة تلك و تفريق deflocculate الحبيبات . تلك الحبيبات المتنافرة المفككة المنفردة المتفرقة تملأ مسام و فراغات التربة و تسدها و قد تتكون طبقات صلبة و تسوء حالة الصرف و التهوية بالتربة و تعيق نمو و أنتشار جذر النبات بالتربة و قد تتكون قشرة صلبة على سطح التربة تعيق الانبات و تضر البادرات . وظيفة المحسنات هى عملية أحلال لكاتيونات الكالسيوم محل كاتيونات الصوديوم المدمصة على حبيبات الطين و المادة العضوية . و لنعرف كيف تتحول التربة الى الصودية فأن كاتيون الصوديوم نصف قطرة الأيونى أقل من نصف القطر الأيونى للكالسيوم و المغنسيوم و البوتاسيوم لذلك الصوديوم أكثر ذوبانا من تلك الكاتيونات و عندما تزيد نسبة الصوديوم بالتربة يسود أدمصاصة على حبيباتها و يساعد على ذلك زيادة كمية أملاح الصوديوم و قدرتها الأعلى على الذوبان لكن هذا التفاعل عكسى فيكون العلاج بزيادة أملاح الكالسيوم فى التربة حيث يكون لأيون الكالسيوم القدرة على طرد أيون الصوديوم من موقع الأدمصاص و يحل محلة . المحسنات عامة هى مركبات الكالسيوم و من أفضلها كلوريد الكالسيوم أسرع المحسنات ذوبانا و أسرعها علاجا لكنة لا يستخدم لأرتفاع ثمنة . كربونات الكالسيوم أو الجير من المحسنات لكن ذوبانها بطئ و قليل لذا فهى أقل المحسنات علاجا و أبطائها . كبريتات الكالسيوم أو الجبس الزراعى ذوبانها متوسط السرعة فهى أسرع ذوبانا من كربونات الكالسيوم لكنها أبطئ بكثير من كلوريد الكالسيوم لكنها متوافرة بكثرة و رخيصة الثمن لذا فهى أوسع المحسنات أستخدما لكن يجب التنبية على صاحب الأرض ألا يتعجل الأصلاح و أن يتحلى بالصبر . الكبريت أو الكبريت الزراعى كما يشتهر أسمة و هو عنصر الكبريت من محسنات التربة . الكبريت مفعولةبطئ و عند أضافتة للتربة تحولة الميكروبات الى أكسيد الكبريت و بعد ذلك عندما يذوب أكسيد الكبريت فى ماء التربة فأنة يتحول الى حمض كبريتيك و حمض الكبريتيك سيخفض رقم pH التربة أى ستزيد حموضة التربة و تبعا لذلك سيزيد ذوبان كربونات الكالسيوم الموجودة بالتربة و ينفرد كاتيون الكالسيوم الموجود بها و يطرد كاتيون الصوديوم المدمص على حبيبة التربة و يحل محلة . عند أستخدام حمض الكبريتيك سيكون سريع المفعول عند أضافتة للتربة . أيضا المادة العضوية و ميكروبات التربة تعتبر محسن للتربة لأنها تعمل على بناء مجمعات من وحدات بنائية من التربة أى فعل عكس تفتيت و تفكيك التربة كذلك فهى تزيد من حموضة التربة . أذن تضاف مركبات الكالسيوم كمحسنات للتربة الصودية و القلوية لكن فى حالة توفر مركبات الكالسيوم طبيعيا فى التربة بكميات كافية فلن نحتاج لأضافتها و يفضل هنا أضافة الكبريت الزراعى كمحسن للتربة لأنة يزيد حموضتها و يزيد بالتالى ذوبان مركبات الكالسيوم بالتربة و كذلك يفيد أضافة المادة العضوية .
عملية تشخيص حالة التربة لا تتم من خلال أخذ عينات فقط بل تؤخذ العينات من خلال دراسة حقلية تشمل عدة دراسات منها مثلا حالة التربة من حيث موقعها و طبوغرافيتها و صفاتها المورفولوجية ( الشكلية ) و عمل دراسة لقطاعات فى التربة و تقوم بهذة التحليلات معامل الأراضى المتخصصة .
.
( عملية تفرقة حبيبات وغرويات التربة تحدث عندما ترتفع ESP عن 0.15 بشرط انخفاض تركيز الاملاح فى المحلول الارضى (EC= واحد ملليموز ) وهى تقابل تركيز للاملاح مقداره 10 ملليمكافىء/لتر. )
و فيما بلى سنشاهد بالصورة تجربة تبين أضافة الدكتور أبراهيم .
فى البداية يمكن القول أن لكبريتات الكالسيوم المائية ( المتأدرتة ) CaSO4.2H2O أى معدن الجبس GYPSUM المعروف بالجبس الزراعى لة تأثيرين على تفريق حبيبات التربة :
1 - تأثير سريع عندما يزداد تركيزة و تركيز سائر أملاح التربة فتؤدى لمنع تفريق الحبيبات الناعمة و هو ما أشار ألية الدكتور أبراهيم .
2 - تأثير بطئ عندما يعمل الجبس كمحسن للتربة القلوية أو الصودية فهو يذوب فى الماء أولا ثم تقوم أيونات الكالسيوم بطرد أيونات الصوديوم المدمصة على حبيبات التربة و يحل محلها ثانيا فيمنع تفرق الحبيبات .
تفرق الحبيبات فى التربة الصودية يسمح لها بسد مسام التربة و بتعاقب الرى و الجفاف تتكون طبقة صلبة hard pan تعيق صرف الماء و تعيق نمو الجذور و يمكن حدوث ذلك أيضا فى الطبقة السطحية للتربة كما يظهر فى الصورة من تكون قشرة صلبة crust على سطح تربة صودية تؤثر على الأنبات و تضر البادرات . عامة هناك أختبار فيزيائى لحساب قوة الضغط اللازم لأحداث أختراق فى سطح التربة و كذلك للطبقات تحت السطحية لأن ذلك مهم لمعرفة أمكانية أختراق جذر النبات للتربة .

والله الموفق............