د. محمد إبراهيم الوابل مكتب 2أ 145, هاتف 4678442 أسس علوم التربة 201 عتر د. محمد إبراهيم الوابل مكتب 2أ 145, هاتف 4678442

مكونات التربة

تعريف التربة التربة: جسم طبيعي مكون من مواد عضوية ومعدنية وحية. ويغطي أجزاءً كبيرة من سطح الأرض. ويحده من أعلى الهواء أو المياه الضحلة. ومن الأسفل حيث تنتهي منطقة جذور النبات. ويستطيع إمداد النبات بما يحتاجه في الحقل. كتعريف علمي لم يتكون في المعمل ”هذا غير ممكن بكميات كبيرة فضلاً عن كميات مناسبة للزراعة، ولكن يمكن عن طريق التفاعلات الكيميائية إنتاج بعض المعادن ومن ثم إضافة مادة عضوية لها وإمدادها ببعض الميكروبات، ولكنها لم تتكون في الطبيعة، فهي ليست مقصودنا من الدراسة، ولكن يمكن اعتبارها مماثلة للتربة واستخدامها في الأغراض البحثية العلمية“. مكون من مواد معدنية فقط مثل الصخر أو الرمل لا نعتبره تربة بالمفهوم الزراعي، ”فهي لا تمد النبات بما يحتاجه من عناصر غذائية، فالكثيب الرملي، أو الجبل الأصم ليسا بيئة للنبات“. مكون من مادة عضوية فقط لا يعتبر تربة بل هو سماد عضوي. ما أسفل الأرض لا يعتبر تربة بالمفهوم الزراعي العلمي ”لأنه ليس بيئة للنبات“. فنحن نتعامل مع جسم طبيعي يتواجد على سطح الأرض، قد تعلوه المياه الضحلة وقد يبدو على السطح، ولا يتعمق إلى عشرات الأمتار، بل يغطي منطقة الجذور، تقريباً 2م أو 6 أقدام. قد يحصل النبات على حاجته من بعض المحاليل الغذائية الخاصة، ولكنها لا تسمى تربة، فالتربة التي ندرسها ونهتم بها ونقصدها هي التي تنطبق عليها أركان التعريف السابق، فهي التي تحقق أن تكون بيئة للنبات. في الحقيقة التربة ليست محموع هده المكونات الأربعة، بل هي نتاج لتفاعلاتها مع بعضها.

مكونات التربة أولاً: الجزء المعدني مكونات الأرض: النواة الداخلية. النواة الخارجية. الوشاح. القشرة. القشرة الأرضية: تمثل 5-30كم من الجزء الخارجي من الأرض، التي يصل قطرها 6400كم ”4000 ميل“. الجزء الوحيد الذي تعامل معه الإنسان. تحوي المواد الأخف ”الأقل كثافة“. عالية الديناميكية ”دورة الرسوبيات، تكون الصخور الرسوبية، وتحولها إلى صخور نارية ومتحولة، عمليات التجوية والتعرية ...“. يشغل الجزء المعدني من حجم التربة 40-49%، وهي عبارة عن فتات صخري ومعادن. وقبل الحديث عن المعادن وأقسامها وكيف تكونها، سوف نتحدث كمقدمة موجزة عن الأرض، وأقسامها. الصخر: هو خليط من المعادن، وقد توجد صخور يسود فيها أحد المعادن مثل الحجر الجيري الذي يتكون من معدن الكالسيت . تتعرض الصخور أياً كان نوعها المتحولة والرسوبية والنارية، إلى عوامل جوية متعددة من الرياح والأمطار والثلج والبرد وما ينتج عنه من فترات تسخين وتبريد للصخور مما يسبب تكسر تلك الصخور وتفتتها لقطع صخرية صغيرة، وتسمى تلك العمليات بالتجوية الفيزيائية، حيث لا ينتج أي تغير في تركيب الصخر الكيميائي أو المعدني، بل يكون التغير في الحجم فقط. مما يسهل عمليات التجوية الكيميائية والحيوية التي تؤدي إلى تحلل المعادن المكونة للصخور إلى مكونات ذائبة كمعادن أو كأيونات "أنيونات وكاتيونات".

العناصر المكونة للقشرة الأرضية عدد العناصر المكونة للقشرة الأرضية 92 عنصراً من بين 112 عنصراً معروفاً. العناصر تكون المعادن، وقد تم تمييز 4000 معدنٍ تقريباً. المعادن تكون الصخور. 3.6 Ca الكالسيوم 46.6 O الأكسجين 2.8 Na الصوديوم 27.7 Si السليكون 2.6 K البوتاسيوم 8.1 Al الألمونيوم 2.1 Mg المغنسيوم 5 Fe الحديد باقي العناصر 1.5% تتكون قشرة الأرض من الأطوار الثلاثة للمادة وهي الصلب والغاز والسائل. أكثر العناصر شيوعاً الأكسجين، ويمثل مع السليكون ما يقارب ثلاثة أرباع القشرة الأرضية. هذه هي النسب الوزنية، أما بالنسبة للحجم فالأكسجين يمثل ما يقارب 94%. أكثر الصور تواجداً للسليكون والأكسجين هو معدن الكوارتز الذي يعتبر الصورة الأكثر شيوعاً في الجزء الرملي والسلتي من التربة. معدن الكوارتز Quartz SiO2

أنواع الصخور 1) الصخور النارية أنواع الصخور 1) الصخور النارية الصخور النارية: صخور تكونت من تعرض المصهور الصخري للتبريد سواءً على سطح الأرض أو في الطبقات العليا من الكرة الأرضية. تختلف حسب سرعة التبريد ومكوناتها. الصخور النارية: التعريف. تمثل 95% من وزن القشرة الأرضية. العناصر المكونة لها يسود فيها العناصر الثمان السابقة. المعادن المكونة لها كما سيأتي. عند تعرض الصهير الصخري للتبريد يحدث انفصال تفاضلي، حيث المعادن الأصعب إنصهاراً ”وهي التي تحتاج درجة حرارة أعلى للإنصهار“ تنفصل أولاً، والشكل التالي يبين ذلك التسلسل التفاضلي لانفصال معادن الماجما. وبما أن المعادن هي التي تكون الصخور فإن ذلك الانفصال التفاضلي يؤثر أخيراً على تركيب الصخور النارية حسب ظروف التكون للصخر. والمصهور الصخري إما أن يكون غنياً بالكالسيوم والمغنسيوم والحديد وهي التي تنتج الصخور الداكنة أو الغامقة اللون. وإما أن يكون غنياً بالسليكون والألمونيوم وينتج عنها الصخور الفاتحة اللون. أشهر مثالين للصخور النارية هما صخري البازلت وصخر الجرانيت ”المتواجد في غرب المملكة“. الجرانيت تكون تحت السطح فكيف نجده الآن على السطح.

أنواع الصخور 2) الصخور الرسوبية أنواع الصخور 2) الصخور الرسوبية صخور تكونت في مكان آخر بعد نقلها من مكانها الأصلي. مراحل تكون الصخور الرسوبية: تجوية الصخر الأصلي. نقل وترسب نواتج التجوية بالماء والرياح والثلاجات والجادبية. انضغاط وتلاحم الرواسب لتكون الصخر الرسوبي. أمثلة للصخور الرسوبية: الحجر الرملي Sandstone. الحجر الجيري Limestone. الطفل Shale. تكون الصخور الرسوبية 1% من وزن صخور القشرة الأرضية، ولكنها الأهم بالنسبة للإنتاج الزراعي.

أنواع الصخور 3) الصخور المتحولة أنواع الصخور 3) الصخور المتحولة صخور نارية أو رسوبية طرأت عليها تغيرات طبيعية أو كيميائية أو هما معاً نتيجة الحرارة أو/والضغط تحت سطح التربة. تتميز بأنها صلبة جداً كصلابة أو أكثر الصخور النارية أو الرسوبية، أو الصخور المتحولة التي تكونت منها تلك الصخور الحالية. أمثلة الصخور المتحولة: النيس nice “Gneiss”: وهي صخور فاتحة اللون، المعادن تفرقت ثم ترتبت في عروق Bands غامقة وفاتحة، تكونت بواسطة الحرارة والضغط معاً. الشست Schist: أكثر الصخور المتحولة شيوعاً. الاردواز Slate: ناتج عن تحول الطفل بواسطة الضغط. الكوارتزايت Quartzite: عبارة عن إعادة تبلور للحجر الرملي Quartizitic نتيجة للضغط والحرارة. وهو صخر بطيء التجوية، ينتج عنه ترب رملية ضحلة. الرخام Marble: حجر جيري أو دولوميت صلب لدرجة تكفي لتنعيمه.

دورة الصخور في الأرض (Reeves, 1998) الصخور المتحولة النيس nice “Gneiss” الشست Schist الاردواز Slate الكوارتزيت Quartzite الرخام Marble تجوية الصخر الأصلي نقل وترسب نواتج التجوية بالماء والرياح والثلاجات والجادبية انضغاط وتلاحم الرواسب لتكون الصخر الرسوبي عندما تخرج الماجما الذائبة بفعل البراكين إلى سطح الأرض، يكون ذلك على عدة درجات من العمق. وعندما تبرد تكون الصخور النارية هي المتكونة. الصخور النارية التي تبرد سريعاً، وهي التي خرجت إلى السطح وتعرضت للهواء الجوي، تكون المعادن المكونة لها عديمة البناء البلوري وزجاجية. الصخور التي تكون ليست على السطح، حيث يكون تبريدها بطيئاً، فإن المعادن المكونة لها تكون ذات بلورات. وبحسب سرعة التبريد يكون حجم بلورات المعادن المكونة للصخر. Consolidation النقص التدريجي في حجم كتلة التربة بسبب زيادة الضغط، مما يسبب زيادة صلابتها. Lithification عملية تحول الرواسب المفككة إلى صخر متصلب بواسطة الضغط والتلاحم. الصخور الرسوبية الحجر الرملي Sandstone الحجر الجيري Limestone الطفل Shale دورة الصخور في الأرض (Reeves, 1998)

مكونات التربة أولاً: الجزء المعدني المعادن: مادة متجانسة، غير حية، ذات تركيب كيميائي محدد، وصفات فيزيائية محددة ”الشكل، اللون، درجة الذوبان، الصلابة،...“. نواتج عمليات تجوية وتعرية للصخور. يشغل الجزء المعدني من حجم التربة 40-49%. تتعرض الصخور أياً كان نوعها المتحولة والرسوبية والنارية، إلى عوامل جوية متعددة من الرياح والأمطار والثلج والبرد وما ينتج عنه من فترات تسخين وتبريد للصخور مما يسبب تكسر تلك الصخور وتفتتها لقطع صخرية صغيرة، وتسمى تلك العمليات بالتجوية الفيزيائية، حيث لا ينتج أي تغير في تركيب الصخر الكيميائي أو المعدني، بل يكون التغير في الحجم فقط. مما يسهل عمليات التجوية الكيميائية والحيوية التي تؤدي إلى تحلل المعادن المكونة للصخور إلى مكونات ذائبة كمعادن أو كأيونات "أنيونات وكاتيونات". Spontaneous قد تكون بمعنى طبيعية. Arable مناسبة للخدمة الزراعية. أولية وثانوية. أولية: تكونت بواسطة تبريد الصخور الذائبة ”الصهير الصخري“. ثانوية: ترسبت أو تبلورت مرة أخرى من محاليل تحوي عناصر نتجت من ذوبان معادن أخرى.

الناتج النهائي لعمليات التجوية هي التربة Soils تحول في الأسفل نرى الماجما وهي الصهير في باطن الأرض للصخور، عندما تتجمد تتكون الصخور النارية التي إما أن تتحول إلى صخور متحولة أو يحدث لها عمليات تجوية وتعرية ونقل لتكون رواسب "هي التربة" التي تتحول إلى صخور رسوبية عندما تتعرض للضغط مع عمليات التلاحم بين الحبيبات المفردة وإعادة التبلور لبعض المعادن لتتكون الصخور الرسوبية، والتي تتحول إلى صخور متحولة بفعل الضغط والحرارة أو بفعل كل منهما على حده. الصخور المتحولة مع استمرار وقوع الضغط عليها وارتفاع درجة الحرارة تتحول إلى ماجما "صهير ذائب للصخور". تبريد

بعض أنواع المعادن صفاته التركيب المعدن معادن أولية معادن ثانوية صلب، بطيء التجوية، المكون الرئيسي للرمل، ومكون للسلت أيضاً. SiO2 الكوارتز* صلب، بطيء إلى متوسط التجوية، يمد التربة بالعناصر الغذائية والطين عند تجويته. متعدد فيلدسبارات مصدر مهم للبوتاسيوم. ميكا مصدر مهم للفسفور. 3Ca3(PO4)2.CaF2 أباتيت معادن ثانوية المناطق الجافة، قليل الذوبانية، مصدر للكالسيوم وأحياناً المغنسيوم. CaCO3 كالسيت* المناطق الجافة، متوسط الذوبانية. CaSO4.2H2O جبس* مصدر للحديد، ذات قدرة عالية على تلوين التربة. Fe2O3.xH2O أكاسيد الحديد أهم معادن التربة بالنسبة للزراعة، ولها استخدامات صناعية متعددة. معادن الطين بعض أنواع المعادن التي يوجد عندها علامة نجمة يعني أنها قد توجد بالقسم الآخر من المعادن. نلاحظ أن معادن الطين وأكاسيد الحديد تعتبر معادن ثانوية. الميكا يتواجد منه في منطقة الطائف كصخر. أكاسيد الحديد كما في منطقة البكيرية التي تتميز باللون الأحمر الخاص بالهميتايت.

مكونات التربة ثانياً: المواد العضوية المادة العضوية في التربة هي بقايا النباتات والحيوانات في التربة جذور النباتات والكائنات الحية الدقيقة في التربة. نسبة المادة العضوية في ترب العالم 0.9%. الدبال هو المادة العضوية المتحللة. الترب العضوية Organic Soils: تكونت من بقايا النبات والحيوان المتراكمة في برك ماء حيث يفقد الأكسجين، أو مناطق رطبة باردة جداً، حيث يكون تحلل المادة العضوية بطيء جداً. أهمية المادة العضوية في التربة: مصدر للـ N والـ P والـ S. مادة لاحمة لتجمعات التربة. زيادة قدرة التربة على الاحتفاظ بالماء. 1-10%.

مكونات التربة ثالثاً: ماء التربة الماء هو المذيب الأول بين المذيبات. الماء هو الناقل الرئيسي خلال وبين أنظمة التربة. الماء متطلب أساسي في جميع مناشط الحياة. يشارك في الدورات الجيوكيميائية عن طريق: التجوية. غسيل المواد إلى المياه الجوفية. نقل الأيونات والحبيبات خلال قطاع التربة. النباتات والكائنات الأخرى تغير حالة الذوائب في الماء المتسرب إلى التربة. 1-10%.

مكونات التربة رابعاً: هواء التربة يشغل هواء التربة المسامات ”الفراغات“. تركيب هواء التربة يختلف عن الهواء الجوي. يتأثر هواء التربة بالنشاط الحيوي لجذور النبات وميكروبات التربة. يتأثر هواء التربة بالمحتوى المائي في التربة. 25%. لعدم إمكانية التواصل بين هواء التربة والهواء الجوي مباشرة. غاز ثاني أكسيد الكربون يزيد مئات الأضعاف لما هو عليه في الهواء الجوي ”0.03% في الهواء الجوي“، والأكسجين 5-10% في هواء التربة بينما في الهواء الجوي 20%. في الحقيقة التربة ليست مجموع هده المكونات الأربعة، بل هي نتاج لتفاعلاتها مع بعضها.

مسكن للكثير من الكائنات الحية وسط لنمو النبات مستودع للمخلفات مسكن للكثير من الكائنات الحية الإنشاءات الهندسية تخزين وتصريف المياه

مصطلحات Soil: تربة. Rock: صخر، وهو خليط من المعادن. Mineral: معدن. Soil water: ماء التربة. Organic matter : المادة العضوية. Soil air: هواء التربة. Humus : ”دبال“ بقايا النبات والحيوان في درجات تحلل مختلفة. Biomass: الخلايا الحية ”الكائنات الحية الدقيقة في التربة“.

الواجب قراءة: من كتاب د. هنري فوث: من كتاب د. الخطيب: الفصل الأول. ص 201-202. من كتاب د. الخطيب: ص 25-28.