4:00 ص المكتبة الزراعية الشاملة

 

كتاب: أسس كيمياء التربة الزراعية : الجزء العملي

كيمياء التربة هي فرع من علوم التربة يتعامل مع التركيب الكيميائي والتفاعلات الكيميائية والخصائص الكيميائية في التربة. تشمل المراحل اللاأحيائية للتربة المواد الصلبة (المواد العضوية والمعادن غير العضوية)، والسوائل (ماء التربة)، والغازات (هواء التربة)، بينما تتكون المرحلة الحيوية من الكائنات الحية. وبالتالي فإن التربة عبارة عن نظام حي ديناميكي قد تنتقل فيه الأيونات والجزيئات باستمرار من مرحلة إلى أخرى، بينما تتفاعل مع بعضها البعض.

تعتمد الخواص الكيميائية للتربة على تركيزات و/أو نسب الأنواع الذائبة في مياه التربة و/أو على مجمع التبادل الأيوني. تعتبر الخصائص الكيميائية للتربة مثل قدرة تبادل الكاتيون (CEC)، ودرجة الحموضة، وإمكانات الأكسدة والاختزال (Eh أو pe)، والتوصيل الكهربائي (EC) مهمة لأنها تؤثر على توافر المغذيات، ونمو النبات، ومصير الملوثات، والنشاط البيولوجي، وما إلى ذلك. على سبيل المثال ، CEC هو مقياس لكمية الشحنة السالبة القادرة على امتصاص الكاتيونات على الأسطح المعدنية أو العضوية، وعادة ما يتم التعبير عنها بالسنتيمول من الشحنة [cmol(+)] لكل كجم من التربة. الرقم الهيدروجيني للتربة هو قياس لتركيز H+ في محلول التربة، في حين يرتبط Eh (أو pe) بتركيزات الأنواع المؤكسدة/المختزلة من العناصر الحساسة للأكسدة والاختزال مثل الحديد (Fe3+/Fe2+). تعد الموصلية الكهربائية (EC) خاصية مهمة أخرى للتربة توفر مؤشرا على وفرة الأملاح القابلة للذوبان في التربة.

يتم التحكم في معظم الخواص الكيميائية المهمة للتربة من خلال التفاعلات التي تحدث بين محلول التربة وأسطح المواد الغروية   وجزيئات التربة المعدنية والمواد العضوية في التربة. سنركز في الجزء الأول من هذا الفصل على كيمياء محلول التربة والجزء الغروي. وستركز الأقسام المتبقية من الفصل على الخصائص الكيميائية المهمة للتربة؛ وهي CEC، والتبادل الأنيوني، ودرجة الحموضة في التربة، وEC، وEh، مع التركيز على أهميتها في الحفاظ على الحياة على الأرض.

يشار إلى مياه التربة، بما في ذلك المواد المذابة، بمحلول التربة وهي شريان الحياة للتربة. جميع التفاعلات الكيميائية، وتفاعلات الترسيب/الذوبان المعدنية، وتفاعلات التبادل الأيوني، وتفاعلات الأكسدة والاختزال، وامتصاص النباتات للمغذيات تحدث في محلول التربة أو تتوسط فيه. بدون ماء التربة، لن تحدث سوى تفاعلات كيميائية أو بيولوجية قليلة جدًا في التربة؛ في الواقع، لن تكون هناك حياة على هذا الكوكب.

محلول التربة معقد للغاية ويحتوي على مجموعة كبيرة ومتنوعة من الكاتيونات والأنيونات (كأيونات حرة وأيونات معقدة) بالإضافة إلى جزيئات عضوية مذابة، عادة بتركيزات منخفضة. لكي تمتص جذور النباتات مغذيات التربة، يجب أن تكون موجودة في صورة مذابة في محلول التربة. ويلزم وجود 17 عنصرًا على الأقل لدعم نمو معظم النباتات  ، مع أربعة عناصر إضافية ضرورية لنمو بعض النباتات  . على سبيل المثال، بعض الكاتيونات والأنيونات المهمة التي تمتصها النباتات من محلول التربة هي: النيتروجين في صورة أمونيوم (NH4+) والنترات (NO3–)، والفوسفور في صورة العديد من أنواع الفوسفات (على سبيل المثال، HPO42- وH2PO4–)، والبوتاسيوم (K+)، والكالسيوم. (Ca2+)، والمغنيسيوم (Mg2+)، والكبريت على شكل كبريتات (SO42-). يتم امتصاص جميع العناصر الغذائية من محلول التربة عن طريق جذور النباتات.

ويحتوي محلول التربة أيضًا على أيونات وجزيئات أخرى غير مغذية، بعضها غير ضار، والبعض الآخر سام، اعتمادًا على التركيز. وتشمل هذه بعض العناصر النزرة (مثل الرصاص والزرنيخ) والمبيدات الحشرية (مثل الكلوربيريفوس والغليفوسات) والأيونات والمركبات المضادة للميكروبات (مثل المطهرات والمضادات الحيوية) والجزيئات العضوية المعقدة. يمكن أيضًا تناولها عن طريق جذور النباتات. قد يتم أيضًا فقدان العناصر الغذائية والمواد الكيميائية الأخرى الموجودة في محلول التربة من التربة من خلال الجريان السطحي و/أو الترشيح إلى الأسفل، خاصة في ظل هطول الأمطار الغزيرة وأحداث الري.

غرويات التربة

يتم تعريف الجزء الغروي من التربة على أنه ذلك الجزء من التربة الذي يتكون بشكل جماعي من جزيئات صغيرة غير عضوية وعضوية (<0.002 مم)   . تعد المساحة السطحية العالية النوعية ووجود الشحنات الكهربائية على معظم الجسيمات مسؤولة عن خصائص التربة المهمة مثل قدرة التربة على التورم، وقدرة التربة على الاحتفاظ بالمياه، وامتصاص الكاتيون والأنيون والتبادل الأيوني.

من المهم أن نفهم أن هناك اختلافات بين معادن طين الألومينوسيليكات (وتسمى أيضًا السيليكات الرقيقة أو سيليكات الطبقة) التي تشكل الغالبية العظمى من الغرويات المعدنية وأن هذه تضفي اختلافات كبيرة في خصائص الترب

ة المهمة، مثل التبادل الأيوني.

الفيلوسيليكات (phyllon تعني ورقة أو ورقة باللغة اليونانية) عبارة عن معادن بلورية، ذات هيكل يتكون من طبقات من الوحدات الذرية المتكررة. هناك وحدتان أساسيتان تتكونان من طبقات من الأكسجين ومجموعات الهيدروكسيل المرتبطة بالسيليكون والألومنيوم والمغنيسيوم والكاتيونات الأخرى. تتكون الطبقات الأساسية من صفائح رباعية السطوح وثمانية السطوح تتشكل في مجموعات مختلفة لتكوين معادن طينية مختلفة.

تتكون صفائح رباعي السطوح من وحدات رباعية السطوح متكررة، تحتوي كل منها عادةً على ذرة سيليكون محاطة بأربع ذرات أكسجين: ذرة أكسجين قمية واحدة وثلاث ذرات أكسجين قاعدية تشكل تكوينًا رباعي الجوانب (رباعي السطوح)  . تتكون صفائح رباعية السطوح الممتدة في بعدين من مشاركة ذرات الأكسجين القاعدية بين ذرات السيليكون ....

------------------

تنزيل الكتاب

--------------------------

مشاركة