الماء في التربة

يمكن تحديد أربع مستويات رطوبة التربة حسب نسبة الماء في مسامها وإمكانية استغلاله.

مستويات محتوى الماء في الأراضي الصالحة لمزاولة الري

* التشبع: عندما تكون كل المسام مملوءة بالماء.

* الحد الأقصى: وهو مستوى الرطوبة الذي نتوصل إليه بعد صرف المياه في الأراضي المشبعة، وهي أقصى ما يمكن أن تختزنه الأرض من الماء بدون صرف المياه، وتعرف هذه الكمية أيضا بمقدرة الحقل.

* الحد الأدنى: يصل مستوى الماء أدناه في حالة عدم التزود بالماء مع استمرار التبخر القائم وامتصاص الجذور للماء الموجود في التربة، بحيث آنذاك لا تجد الجذور ماء قادرة على امتصاصه وإن كانت هناك بعض البقايا جد ملتصقة بالتربة ويسمى هذا الحد أيضا نقطة الذبول الدائم.

* التربة الجافة: وهي الحالة التي تكون فيها كل مسام التربة مملوءة بالهواء.

يتشابه سلوك التربة بصفته وسط مسامي حسب نسبة معينة من الرطوبة بسلوك إسفنجية: فلنتصور إسفنجية جافة يصب عليها ماء حتى تتشبع، عندئذ تبدأ في صرف الماء الزائد من أسفلها بعامل الجاذبية حتى يحتاج صب الماء، وهي حالة شبيهة بحالة الحد الأقصى المذكورة آنفا، وإذا ضغطنا على الإسفنجية لنخرج منها الماء، فإنها تحتفظ رغم ذلك برطوبة تعادل ما ذكرنا في حالة الحد الأدنى، أي لن يخرج منها ماء بعد ذلك ولو واصلنا الضغط عليها رغم أنها لا زالت تحتوي على شيء ما من الرطوبة، ولا تنضب تلك الرطوبة تماماً إلا إذا وضعناها بالقرب من مدفأة، وهي الحالة الشبيهة بحالة التربة الجافة. وهذا ما يحدث تماما بالنسبة للتربة: فكلما نقصت كمية الماء، امتصته التربة بقوة، وبالمقابل يصعب على المزروع امتصاص الماء.

هذا معناه أن المزروع يمتص الماء المتواجد بين الحد الأقصى للرطوبة والحد الأدنى، وهذا ما يسمى بمجال الرطوبة المتاحة. وبصفة عامة يمكن القول أن أكبر كمية يمكن أن تختزنها التربة وتضعها في متناول المزروع ليمتصها تمثل حوالي 70 % من " مجال الرطوبة المتاحة "

مجال الرطوبة المتاحة

لكى تكون برمجة الري فعالة، يجب معرفة كمية الماء التي تحتوي عليها التربة أو مستوى الرطوبة في الأرض والحدين الأقصى والأدنى لها. ويمكن تحديد كمية الماء في التربة بصفة مباشرة عند أخذ عينة منها أو بصفة غير مباشرة باستعمال آلات خاصة.

القياس المباشر لمحتوى التربة من الماء:

الرطوبة الجاذبية:

الرطوبة الجاذبية هي وزن التربة المحملة بالماء، كمثال على ذلك: وزن الماء في تربة مبللة هو 14 غ ووزن التربة 65 غ فإن الرطوبة الجاذبية تكون قسمة 14 على 65 والناتج يضرب في 100، فيكون الحاصل 21٬5%.

قياس الرطوبة بقياس الحجم أو حجم الرطوبة :

حجم الرطوبة هو نسبة حجم الماء التي يحتلها في التربة، فمثلا إذا وجدنا في عينة من التربة المبللة 12 سم³ من الماء و 48 سم³ من التربة فإن حجم الرطوبة يساوي قسمة 12 على 48 والناتج يضرب في 100، فيكون الحاصل 25%.

في الغالب تحسب الرطوبة بضرب قيمة الرطوبة الجاذبية في الكثافة الظاهرة للتربة، والكثافة الظاهرة هي النسبة بين وزن عينة من التربة وحجم هذه العينة نفسها، وهي تختلف من تربة إلى أخرى وإن كانت قيمتها متقاربة للتربة التي لها قوام متشابهة، ونستعمل الغرام / سم³ كوحدة للكثافة الظاهرة.

يقاس الماء باللتر في المتر المربع من سطح الأرض أو كما نقيس ماء المطر أي بالملمترات ونذكر أن مليمتر من ماء المطر يعني لترا من الماء في المتر المربع من سطح الأرض، فمثلا 50 مم تعني 50 لترا من المطر في المتر المربع من الأرض.

العلاقة بين المليمتر واللتر المربع

كما يمكن التعبير عن ماء التربة بقياس ارتفاع كميته في المتر المربع داخل التربة، لو افترضنا الماء كصفحة فوق مساحة متر مربع، فنعبر عنها بأمتار الارتفاع وتساوي عندئذ قيمة حجم الرطوبة دون أن يعبر عنها بنسبة مئوية، وهكذا نجد مثلا أن مترا من الأرض بحجم رطوبة 25 % له ارتفاع من الماء يساوي 0٬25 م أي 250 مم.

القياس الغير المباشر لمحتوى الماء في التربة

مجهد (مقياس الجهد)

هي آلة لقياس المص أو القوة التي تمارسها التربة على الماء، وكلما أضاعت التربة الماء كلما زاد الامتصاص، أي أن التربة تبدي قوة أكثر للاحتفاظ بالماء، يمكن التعرف على تطور كمية الماء في التربة وذلك بوضع مجهد (مقياس الجهد) في الأرض ثم نلاحظ بواسطته قيمة الامتصاص بالقراءة في ساعة القياس التي توجد مركبة في الآلة، وتركب عادة آلتين على الأقل من هذا النوع على عمق مختلف للتعرف على رطوبة مختلف الطبقات.

مجهدان على عمقين مختلفين

مسبار بالنترون:

تدخل هذه الآلة في الأرض حسب العمق المرغوب فيه ثم بواسطة ما يدعى" أنبوب المسار" تبث نترونات تعكس كمية الماء الموجودة في التربة، وذلك بفضل لاقطة تحسب عدد النترونات المعكوسة وتحول ذلك إلى كمية الماء. وبما أن هذه الآلة معقدة شيئا ما فإنها تظل من اختصاص التقنيين المؤهلين.

الاستشعار عن بعد بالرنين (TDR)

هي آلة تحتوي على عدد من القضبان الرقيقة، تدخل في التربة، ولها مبث ومستقبل للدفعات الكهربمغناطيسية، وتولد هذه الدفعات رنيناً كهربمغناطيسياً وبقياس الوقت الذي يستغرقه الرنين للمرور عبر القضبان والذي يختلف حسب كمية الماء الموجودة في التربة، تستخرج كمية الماء في الأرض أو رطوبة التربة، وكما هو الحال بالنسبة لمسبار النترون فإن هذه الطريقة يستحسن أن يستخدمها خبراء مؤهلون.

تبيان لآلة الاستشعار عن بعد بالرنين