المواصفات المائية للتربة

تقوم التربة بدور الخزان الذي يختزن المياه ويقدمها تدريجياً للنبات حسب احتياجه، إذ لا يستطيع النبات اختزان الماء الضروري له خلال مراحل نموه وتطوره المختلفة، ولا نستطيع تقديم المياه للنبات بصورة مستمرة. مع ذلك يجب أن لا يُنظر إلى التربة على أنها فقط مجرد خزان للمياه يُملأ ويُفرَّغ، بل باعتبارها تؤثر بما تمتلكه خصائص أساسية على خواص الماء، ومن ثُمَّ تؤثر تأثيراً ملحوظاً في درجة إتاحة هذا الماء لامتصاصه من النبات. وبشكل عام يمكن اعتبار التربة وسطاً غير متجانس يتألف من أربع حالات: الحالة الصلبة والحالة الغازية والحالة السائلة والحالة الحيوية (الممتلئة بجذور النبات والأحياء الدقيقة في التربة).

تنتج الخواص الفيزيائية للتربة من النسبة بين الحالة الصلبة والحالتين السائلة والغازية؛ إذ تشكل الحالة الصلبة نحو (40-60 %) من حجم التربة وهو ثابت تقريباً مقارنةً بالحجوم المتغيرة التي يشغلها السائل والغاز أو الهواء. ويُشكل الطور الصلب الهيكل العام للتربة، ويُشكل العمود الفقري للتربة باعتباره يحدد قوامها وبناءها اللَّذَيْنِ يحددان الخواص المائية للتربة من قدرتها على اختزان الماء وسهولة حركته ضمن التربة باتجاه الجذور النباتية. وتتصف رطوبة التربة بمفهومين رطوبة التربة، واحتياطي الرطوبة في التربة. ندعو نسبة كتلة الماء في حجم ترابي إلى كتلة هذا الحجم. التربة الجافة برطوبة التربة، ويعبر عنها بنسبة مئوية. وفي حالات متعددة يجوز التعبير عن الرطوبة بحجم ماء الرطوبة إلى حجم التربة. يحدد احتياطي الرطوبة عادة في عدة طبقات للتربة، ويعبر عنها بـ (m³/hectare) أو بـ (mm) كسماكة مائية على واحدة المساحة؛ أي mm)-1) من طبقة مائية على مساحة هكتار (m2 10000) تعادل (10m3 / hectare). تقاس رطوبة التربة ولعدة طبقات من التربة:

h_i : عمق الطبقة.

_iϖ: الرطوبة الحجمية للتربة في الطبقة.

n: عدد الطبقات.

i: عامل يتغير من 1 إلى n عدد الطبقات.

بمعرفة احتياطي الرطوبة في التربة في مدتين زمنيتين، يمكن حساب تغير وتدفق الرطوبة من أي طبقة:

ϖ₂ - ϖ₁ = ϖ

حيث

ϖ₁: احتياطي الرطوبة في بداية الفترة.

ϖ₂: احتياطي الرطوبة في نهاية الفترة.

هناك عدة طرق لقياس الرطوبة في التربة وهي:

- وزنية: تعتمد على تجفيف التربة ووزن عينات التربة.

- تونسيومترية: تعتمد على قياس توتر رطوبة التربة، بالقوة السطحية الناشئة في التربة.

- إشعاعية: تعتمد على شدة تبادل الإشعاعات الذرية المنتشرة من مصادر إشعاعية في التربة مع جزيئات الماء أو ذرات الهيدروجين.

- كهربائية: تعتمد على قياس الخصائص الكهربائية للتربة.

يمكن أن نميز عدة أنواع للرطوبة في التربة:

1- الرطوبة عند الإشباع: تسمى بالسعة الكلية التي تقابل حالة التربة وفراغاتها ممتلئة بالماء بشكل كامل، وإذا عبرنا عنها بالنسبة المئوية لحجم عينة التربة فهي تساوي المسامية؛ وهذه القيمة من الرطوبة ليست بذات أهمية؛ إذ إنَّها توافق حالة كون الهواء مطروداً كلياً وتكون التربة عندها غير صالحة للزراعة.

2- الرطوبة عند سعة الاحتفاظ: وهي الرطوبة التي ندعوها السعة الحقلية ونعرفها بأنها كتلة المياه التي يمكن للتربة الاحتفاظ بها بشرط أن يتحقق فيها الصرف بشكل حر. أي إن الماء الموجود في التربة عند السعة الحقلية هو ماء شعري تحتفظ به مسامات التربة الصغيرة؛ ذات الأقطار الأقل أو تساوي (8) ميكرومتر بقوى التوتر السطحي وقوى الالتصاق.

3- الرطوبة الحرجة: هي قيمة رطوبة التربة التي يبدأ عندها النبات بالمعاناة من العجز المائي، إذ يُفقد المخزون المائي سهل الاستخدام من قبل النبات، وتتوافق مع ضغط ارتشاف ضمن الأوراق النباتية بحدود (8-10) ضغط جوي. ويُعد مفهوم الرطوبة الحرجة من المفاهيم الهامة، ولكن هذه الرطوبة تتميز بعدم الثبات؛ لأنها لا تعتمد على خواص التربة فقط، بل تعتمد على طبيعة المناخ ومواصفات النبات.

4- الرطوبة عند نقطة الذبول: هي رطوبة التربة التي يتعرض عندها النبات للذبول؛ إذ لا يُفيد الري بعده، ونقطة الذبول الدائم تتغير حسب نوع النبات وحسب طور النمو، ويمكن اعتبارها تقريباً الرطوبة المقابلة لضغط ارتشاف الماء داخل التربة يعادل (15) ضغطاً جوياً؛ مع العلم أن بعض النباتات المتحملة للجفاف تستطيع امتصاص الماء مع ضغط ارتشاف أكبر من مع ذلك. مع أن حد الذبول هو صفة مميزة للنبات، ومن الصعب على مهندس الري غير الزراعي الدخول في تفاصيل ومميزات النبات؛ فمن التقريب المقبول والأمين يمكن مقاربة ومقارنة حد الذبول مع السعة الحقلية واعتباره مساوياً نصفها تقريباً، إذ إن بعض الدراسات بينت ذلك كما في الجدول التالي:

جدول يبين حد الذبول والسعة الحقلية لبعض الترب

5- الرطوبة الهيجروسكوبية: هي الرطوبة التي تكتسبها عينة تربة مجففة هوائياً من رطوبة الهواء الجوي؛ إذ يكون توتر بخار الماء ضمن العينة من التربة بحالة توازن مع توتر بخار الماء في الهواء الجوي. وهذه الرطوبة غير مفيدة للنبات.

6- الرطوبة المكافئة لماء التركيب: وهي الرطوبة المتبقية في عينة تربة مجففة لدرجة (105 درجة مئوية) حتى ثبات الوزن. وهذا الماء مرتبط بشدة في تركيب بلورات المعادن المكونة للتربة وغير قابل لإفادة النبات.