مبادئ تربة عملي

التحليل ألحجمي لدقائق ألتربة (نسجة ألتربة- SoilTexture)

من ألضروري جدا للعاملين في القطاع ألزراعي معرفة خواص ألتربة الفيزياوية لمعرفة مدى ملائمتها لنمو النباتات ولمعرفة مدى أمكانية تحسين تلك الصفاة لجعلها اكثر ملائمة لاستعمالات ألتربة ألمختلفة.ومن ألصفاة ألفيزياوية المهمة للتربة والتي لها علاقة بأستعمالاتها ألزراعية هي نسجة ألتربة (SoilTexture). وفي هذا ألدرس ألعملي سنتعرف على ماهو ألمقصود بالنسجة وألطرق ألمتبعة لتحديدها.

أن ألتربة يمكن وصفها ببساطة على أنها نظام يتكون من ثلاث حالات phases( ألصلبة + ألسائلة + ألغازية) . فالحالة ألصلبة تتكون من خليط من ألمواد ألمعدنية والعضوية وبأحجام مختلفة تتراوح بين أجزاء ألمايكرون(1/ 1000من ألمليمتر) ألى عدة مليمترات مرتبطة بأشكال مختلفة بحيث تكون هيكل ألتربة (S0il Skeleton).في داخل هذا ألهيكل نظام من ألمسامات Pores وهي قنوات ألاتصال بين أجزاء جسم ألتربة والمحيط ألخارجي. وهذه المسامات مملوئة بماء ألتربة مع كميات مختلفة من ألمواد ألمذابة لتمثل بمجموعها ألحالة ألسائلة في ألتربة أما ألهواء فيمثل ألحالة ألغازية ألتي تكون جو ألتربة Soilatmosphere.أن ألحالتين ألسائلة والغازية تتغيران بصورة كبيرة ومستمرة بسبب تغيرنسب كل من ألماء وألهواء في مسامات التربة في كل لحظة. فأذا قلت نسبة ألماء بسبب تبخرة أو أستهلاكة من قبل ألنبات مثلا- تزداد نسبة ألهواء وبالعكس أذا زادت نسبة ألماء عن طريق ألمطر أو ألري أنخفضت نسبة ألهواء. أما ألحالة ألصلبة ألمكونة لهيكل ألتربة- فتتكون من جزء معدني يشتمل على مواد معدنية مختلفة في اقطار دقائقها مصنفة ألى ثلاث مجاميع من ألدقائق أو ألمفصولات ( مجموعة دقائق ألرمل Sand+ مجموعة دقائق ألغرينSilt+ مجموعة دقائق الطين Clay) وسميت هذه ألمجاميع بدقائق ألتربة ألاولية. وقد حددت أقطار هذه ألدقائق من قبل قسم ألزراعة ألاميركي وألنظام ألعالمي وفق مامبين في ألتصنيف ألتالي :-

نوع ألمفصولاتنظام قسم ألزراعة ألاميركي(ألقطر- ملم)ألنظام ألعالمي(القطر- ملم)

#- ألرملمن 2- 05.0 ملممن2 - 02 .0ملم

#-ألغرينمن05 .0-002.0ملممن 02.0 - 002.0ملم

#-ألطينأقل من 002.0 ملمأقل من 002.0ملم

( 1 )

تعريف نسجة ألتربة (Soiltexture):- وهو التوزيع ألنسبي لمجاميع ألاحجام المختلفة لدقائق أو مفصولات

ألتربة الاولية. والنسجة تؤثرفي خواص ألتربة ألفيزيائية وألكيميائية والحيوية ولأجل تحديد نسجات التربة يجب وضعها في مجاميع أعتمادا على نسب ألمفصولات ألمختلفة في ألتربة. وبصورة عامة توجد ثلاث مجاميع رئيسة وهي - - - (ألمجموعة ناعمة النسجة + ألمجموعة ألمتوسطة ألنسجة + ألمجموعة خشنة ألنسجة ) وتوجد داخل هذه المجاميع أصنافا يبلغ عددها أثنا عشر صنفا وكما مبين في مثلث ألنسجة (شكل 1 ) والجدول ألتالي :-

1- ألترب ألخشنة ألنسجة (ألرملية) ----- وتشمل ألترب ألحاوية على 70%)) أوأكثر من وزنها من ألرمل. وتشمل

( Sandy soils )ألرملية (sand)+ ألرملية ألمزيجية ( loamysand ).

2- ألترب ألناعمة ألنسجة (ألطينية ) ----- وتشمل ألترب ألحاوية على ( 40% ) أو اكثر من وزنها من ألطين.

( Clay soils ) وتشمل ألطينية (clay)+ وألطينية ألغرينية ( silty clay) + والطينية ألرملية (sandy clay).

3- ألترب متوسطة النسجة(ألمزيجية) -- يصعب وضع صيغة معينة لوصف هذه المجموعة- وتقع ضمن هذه المجموعة

( Loamy soils)معظم الترب المهمة زراعيا في العالم. وتحتوي هذه المجموعة على-- ألمزيجية

الرملية(sandy loam) + مزيجية (loam) + ألمزيجية ألغرينية (silty loam) + الغرينية(silt) + ألمزيجية ألطينية

الرملية(sandy clay loam) + ألمزيجية ألطينية(clay loam) + ألمزيجية ألطينية ألغرينية (silty clay loam).        

     

كيفية تعيين صنف نسجة ألتربة

توجد هنالك طريقتين :-

أولا :- ألطريقة ألحقلية --- تستعمل هذه ألطريقة من قبل ألعاملين بمسح وتصنيف الترب في الحقل وتعتمد دقة

النتائج بدرجة كبيرة على ألخبرة ألعملية.ويمكن اتباع الخطوات ألتالية :-

1- خذ بيدك كمية قليلة من ألتربة بحجم كف اليد ورطبها بالماء بما يبقيها متماسكة .

2- تلمس ألتربة بدعكها مابين ألابهام وألاصابع لتحسس ملمسها .

3- حاول أن تشكل منها شكلا كالكرة أو أي شكل غير منتظم- ولاحظ مدى احتفاضها به.

4- أنشر ألتربة على راحة أليد ولاحظ مدى امكانية صقل سطحها.

#- فأذا كان ملمسها فيه خشونة وألشكل ألمتكون من النموذج سهل التفتت وسطح ألتربة غير قابل للصقل - فأنه يعطي

ألشعور بوجود رمل وهذا دليل على أن ألتربة رملية .

#- أما أذا كان ملمسها ناعم وزلقا- وتفقد شكلها بسهولة أيضا - فأنها تربة غرينية .

#- اذا كان ملمسها ناعم ولزج وشكلها ثابتا لايتغير بسهولة وسطحها ذو قابلية كبيرةعلى ألصقل فهي تربة طينية.

ثانيا :- ألطريقة ألمختبرية ---

أن أساس عملية تحليل ألنسجة هو فصل دقائق التربة الواحدة عن ألاخرى أو بتعبير أخر هو فصل مجاميع ألتربة ألى دقائق ألتربة ألاولية بدون تكسير هذه الدقائق - ولانجاز هذه ألمرحلة من ألعمل لأبد من ألتخلص من ألمواد ألرابطة لدقائق ألتربة ( Cementingagents ) وألمتمثلة في :-

a- ألاملاح ---- ويتم ألتخلص منها بعملية ألغسل ألمتكرر لعينة ألتربة بالماء ألمقطر عدة مرات .

b-ألكلس (CaCO₃) ----- ويتم ألتخلص من ألكلس بأستخدام حامض HCl أو حامض ألخليك .

c-ألمادة ألعضوية -----ويتم ألتخلص منها بأستخدام بيروكسيد ألهيدروجين H₂O₂ .

d-ألايونات عالية ألتكافؤ ---- يتم ألتخلص من ألايونات عالية ألتكافؤ( Al⁺³ ،Fe⁺³ ، Zn⁺² ،Mg⁺² ،Ca⁺²) وذلك

بأستخدام مادة ألكالكون ( Calgon ) وهي مادة مشتته حاوية على أيونات ألصوديوم وألتي تحل

محل ألايونات عالية ألتكافؤ. هنالك عدة طرق مختبرية تستخدم لتقدير نسجة ألتربة منها :-

A-طريقة ألمكثاف ( ألهيدروميتر) --- Hydrometermethod

أن ألاساس ألعلمي الذي تعتمد عليه هذه ألطريقة هو قانون ستوك ( stock^, slaw ) وألذي ينص :-

أن سرعة سقوط الدقائق تتناسب طرديا مع مربع نصف ألقطروعكسيا مع لزوجة ألسائل وأللزوجة تتناسب عكسيا مع درجة ألحرارة .لذلك فأن سرعة سقوط ألرمل أكبر من ألغرين وألاخير أكبر من ألطين وبأستخدام هذا ألقانون يمكن حساب ألزمن أللازم لترسيب ألرمل وألغرين وألطين في ألاسطوانة .

( 3 )

2r² ( P_b-P_w )g

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــ=V

حيث أن :-9n

V = سرعة سقوط ألدقائق ( سم/ثا ) ----- velocityoffall .

r =نصف قطر ألدقائق ( سم)-----Radiusof theparticle .

p_b =كثافة ألدقائق (7.2غم/ سم³ ) -----Densityofparticle.

P_w =كثافة ألسائل( o.1 غم / سم³) -----Densityofliquid.

g =ألتعجيل ألارضي (980 غم/سم³) -----Accelerationofgravity.

n =أللزوجة ألمطلقة للسائل ( o.1 غم/ سم.ثا ) -----Absoluteviscosityoftheliquid

#- طريقة ألعمل :-

1- أوزن (50غم) تربة جافة هوائيا ومارة من منخل قطر فتحاته (2 ملم) وضعها في بيكر ( 250 مل ) وتغطي ألتربة

بالماء ألمقطر لغرض غسلها من ألاملاح .

2-بعد ألتخلص من ألاملاح يضاف للتربة حامض(Hcl 01.0) أو حامض ألخليك ألثلجي للتخلص من ألكلس(CaCO₃).

3-يضاف للتربة بيروكسيد الهيدروجين(H₂O₂) بتركيز20%على شكل دفعات قليلة و يسخن ألمزيج على مصدرحراري

بدرجة حرارة(70م^o) لمدة ساعتين مع ألمزج المستمر لأتمام أكسدة ألمادة ألعضوية وأترك ألمزيج ألى أليوم ألتالي.

4-أنقل ألتربة ألى جهاز ألطرد ألمركزي بواسطة (250 مل ) ماء مقطر - رج لمدة خمسة دقائق ثم أفصل التربة عن

ألراشح بواسطة جهاز ألطرد ألمركزي . كرر هذه ألعملية لمدة ثلاث مرات للتخلص من ألاملاح وألمواد ألكيمياوية .

5-أنقل التربة ألى وعاء ألتفريق بواسطة كمية قليلة من ألماء وأضف لها (20مل) من محلول ألكالكون بتركيز (5%)

( sodiumhexametaphosphate ) .

6-يوضع وعاء ألتفريق بجهاز ألخلط ألكهربائي ( Stirr machine ) لتكسير مجاميع التربة لمدة (6دقائق للتربة

ألرملية و 15 دقيقة للتربة ألمزيجية و20 دقيقة للتربة الطينية ).

7-أنقل ألمعلق ألى اسطوانة مدرجة (سلندر) سعة 1لتر وأكمل ألحجم بالماء المقطر .

8-يحرك المعلق بواسطة البانجر (Pianger) لمدة دقيقتين ألى ألاعلى وألى ألاسفل .

9- بعد (20 ثانية ) من اخراج ألبانجر- يوضع المكثاف في ألاسطوانة ودعه يأخذ وضعا ثابتا- وبعد مرور ( 40ثانية )

من اخراج البانجر - تؤخذ القراءة الاولى للمكثاف (تؤخذ ألقراءة من المنطقة ألتي تلامس مستوى ألعالق للمكثاف)

فتعطي هذه ألقراءة وزن ألدقائق ألتي قطرها أقل من (05.0 ملم) أي أنها تعطي وزن ألغرين وألطين ألموجود في

لترمن ألمعلق .

10- أرفع ألمكثاف وأدخل ألمحرار وسجل درجة حرارة ألمعلق لأجراء ألتصحيح أللازم لقراءة ألمكثاف على أساس

( 20درجة مئوية ). فأذا كانت درجة ألحرارة للمعلق أكثر من 20م^o يضاف ألى قراءة ألمكثاف (فرق عدد الدرجات

x 4.0). أما أذا كانت درجة ألحرارة للمعلق أقل من 20م^o يطرح من قراءة ألمكثاف ( فرق عدد ألدرجات x 4.0 ).

( 4 )

مثال:- أذا كانت قراءة ألمكثاف بعد 40 ثانية ( 22غم / لتر) ودرجة ألحرارة 18م^o .

فيكون التصحيح كالاتي:-

--فرق ألدرجات = 20 - 18 = 2 درجة

--مقدار ألتصحيح = فرق عدد ألدرجات x 4.0 =2 x 4.0=8.0 غم/ لتر

ألقراءة ألمصححة = قراءة ألمكثاف بعد 40 ثانية -مقدار ألتصحيح=22 -8.0=2.21 غم / لتر

11-بعد مرور (2 ساعة) من أخراج ألبانجر- ضع ألمكثاف مرة أخرى في ألسلندر وسجل ألقراءة ثم سجل درجة حرارة

ألمعلق لأجراء ألتصحيح . أن قراءة ألمكثاف تمثل وزن دقائق ألطين في لتر من ألمعلق أذ أن دقائق ألغرين قد

ترسبت خلال هاتين ألساعتين.

12-أحسب نسبة كل من ألطين وألغرين وألرمل في عينة ألتربة - ثم حدد نسجة التربة من خلال مثلث نسجة ألتربة.

ملاحظة:-يجب تقدير نسبة ألرطوبة في ألتربة ألتي يجري تحليلها .

#- ألحسابات:-

ألقراءة ألمصححة للمكثاف بعد مرور 40 ثانية

X100 ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSilt + Clay %=

وزن ألتربة ألجافة

ألقراءة ألمصححة للمكثاف بعد 2 ساعة

X100ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــClay%=

وزن ألتربة ألجافة

Silt%=( Silt + Clay )%-Clay%

Sand%=100-( Silt+Clay )%

لو فرضنا أن نتائج تحليل حجوم ألدقائق بينت بأن ألنسبة ألمئوية للطين وألغرين وألرمل 55 + 20 + 25 على ألتوالي فما هينسجة ألتربة ؟ هنا بأمكاننا تحديد نسبة ألطين على ألضلع ألايسرللمثلث وألتحركبموازاة قاعدة ألمثلث وكذلك تحديد نسبة ألغرين على ألضلع ألايمن وألسير بموازاة ألضلع ألايسرللمثلث ألى أن يلتقي الخطان- وأن نقطة ألتقائهما تبينبأن ألنسجة( مزيجية طينية رملية ) Sandy Clay loam.

أن طريقة تقدير نسجة ألتربة بطريقة ألمكثاف - تعتبر تقريبية ولكنها سريعة ويمكن أستعمالها للتعرف على نسجة ألتربة في ألمختبرات ألتي تردها أعداد كبيرة من نماذج ألتربة- وفي ألعمليات ألتي لاتحتاج ألى دقة عالية- لهذا نجد بأن هذه ألطريقة لها مساوء عديدة- وهي ألسبب في عدم دقتها- ومن مساوءها :-

a- ألمكثاف مقاس على تربة مزيجية ومعير على درجة حرارة ( 20 م⁰).

b- المكثاف لايقيس ألكثافة في نقطة- بل في منطقة على طول جسم ألمكثاف .

c-قد تترسب ألدقائق على أكتاف ألمكثاف .

d-قد تصعب قراءة ألمكثاف لأرتفاع ألماء على ساقة .

e-قد يحدث رج للمعلق أثناء وضع ألمكثاف للقياس- وهذا يؤثر على ألترسيب .

( 5 )

أسئلة عن ألنسجة :-

س¹ :تربة وزنها ألجاف 50 غم أجريت لها تجربة ألنسجة فكانت قراءة ألمكثاف بعد 40 ثانية تساوي 35 غم / لتر

ودرجة حرارة ألمعلق 17 م⁰ وبعد 2 ساعة كانت قراءة ألمكثاف 8 غم / لتر ودرجة حرارة ألمعلق 21م⁰ .

احسب ألنسبة ألمئوية لدقائق ألتربة ؟

س² : تربة وزنها ألرطب 52 غم وضعت في ألفرن فأصبح وزنها 50 غم - أجريت لها تجربة لمعرفة نسجة ألتربة

فكانت قراءة ألمكثاف بعد 40 ثانية هي 35 غم / لتر ودرجة حرارة ألمعلق تساوي 5.18م⁰فماهي ألنسب ألمئوية

لدقائق ألتربة أذا كانت ألنسبة ألمئوية للطين في ألمعلق = 10% ؟

س³ : في تجربة تعيين نسجة ألتربة كانت قراءة ألمكثاف بعد 2 ساعة تساوي 7غم / لتر ودرجة ألحرارة للمعلق تساوي

22م⁰ . ماهي النسب ألمئوية لدقائق ألتربة الثلاثة أذا علمت أن ألنسبة ألمئوية لدقائق ألغرين(Silt) تساوي 55%

وأن وزن ألتربة ألجافة يساوي 40 غم ؟

س⁴ : تربة نسبة ألرطوبة ألمئوية لها Pw = 20 % وأن وزنها ألرطب يساوي 60 غم أجريت لها تجربة نسجة ألتربة

فوجد أن ألقراءة للمكثاف بعد ساعتين كانت 6 غم/ لتر ودرجة ألحرارة للمعلق تساوي 19م⁰. فأذا كانت ألنسبة

ألمئوية للغرين (Silt) في ألمعلق تساوي 70% فما مقدار ألنسبة ألمئوية لدقائق ألتربة ؟

B-طريقة ألماصة---Pipettemethod

#- وهي طريقة أدق من طريقة ألمكثاف ولكن تحتاج ألى فترة زمنية أطول .

# -طريقة ألعمل :-

1-أوزن (10غم) تربة جافة هوائيا ومارة من منخل قطرفتحاته (2ملم) وضعها في بيكر وتغطي ألتربة بالماء ألمقطر

لغرض غسلها من ألاملاح.

2-بعد ألتخلص من ألاملاح يضاف للتربة حامض ( Hcl 01.0 ) أو حامض ألخليك ألثلجي لغرض ألتخلص من ألكلس

(CaCO₃) .

3-يضاف للتربة بيروكسيد الهيدروجين ( H₂O₂) بتركيز20% على شكل دفعات قليلة ثم يسخن ألمزيج على مصدر

حراري عل درجة حرارة (70 م^o ) لمدة ساعتين مع ألمزج المستمر لأتمام أكسدة ألمادة ألعضوية وأترك ألمزيج

ألى أليوم ألتالي .

4-أنقل ألتربة ألى جهاز ألطرد ألمركزي بواسطة ( 250 مل ) ماء مقطر- رج لمدة خمسة دقائق ثم أفصل التربة عن

ألراشح بواسطة جهاز ألطرد ألمركزي .ثم تكرر ألعملية لمدة ثلاث مرات للتخلص من ألاملاح وألمواد ألكيمياوية .

5-أنقل التربة ألى وعاء ألتفريق بواسطة كمية قليلة من ألماء وأضف لها ( 20مل ) من محلول ألكالكون بتركيز

(5%) ( sodiumhexametaphosphate ) .

( 6 (

6-يوضع وعاء ألتفريق بجهاز ألخلط ألكهربائي (Stirrmachine ) لتكسير مجاميع التربة لمدة ( 6دقائق للتربة

ألرملية و 15 دقيقة للتربة ألمزيجية و20 دقيقة للتربة الطينية ).

7-مررألتربة خلال منخل قطر فتحاتة ( 50 مايكرون ) لفصل ألرمل عن باقي ألتربة وألتي تنقل ألى أسطوانة مدرجة

سعة (1لتر) - وأكمل ألحجم ألى لتر بالماء ألمقطر . أما ألرمل ألمتبقي على ألمنخل ينقل ألى علبة رطوبة (Can)

ويجفف على درجة حرارة ( 105 م⁰ ) بالفرن - ثم يوزن .

8-رج ألمعلق في ألاسطوانة وأتركه - وبواسطة ماصة أسحب (25 سم³ ) من ألمعلق وعلى عمق ( 10 سم ) من

سطح ألمعلق في أوقات زمنية تعتمد على درجة ألحرارة للمعلق ( جدول 1 ) .

9-تفرغ أل ( 25 سم³ ) ألمسحوبة من ألمعلق في علبة رطوبة ( Can ) - وتجفف في ألفرن وعلى درجة حرارة

( 105 م⁰ ) حتى تجف - ثم أوزنها .

# - ألحسابات :-

ألوزن ألجاف للتربة ألمفصولة بواسطة ألمنخل

ألدقائق أكثر من 50 مايكرون(ألرمل)% = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــX100

ألوزن ألجاف للتربة ألمأخوذة للتحليل

ألوزن ألجاف للتربة عند ألسحبة ألاولى X 1000 /25

ألدقائق أقل من 50 مايكرون%=ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــX 100

ألوزن ألجاف للتربة ألمأخوذة للتحليل

ألوزن ألجاف للتربة عند ألسحبة ألثانيةX 1000/25

ألدقائق أقل من 2 مايكرون ( ألطين )% =ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــX100

ألوزن ألجاف للتربة ألمأخوذة للتحليل

بعد أستخراج نسب مفصولات ألتربة ألثلاثة - نذهب ألى مثلث ألنسجة لتحديد نسجة التربة .

ألمصادر:-

* ألمحاضرات ألعملية لمادة مبادئ ألتربة - - د. عباس علي ألعامري - - جامعة كربلاء / كلية ألزراعة .

* أساسيات علم ألتربة - - د.عبد ألفتاح ألعاني - - 1984 - - مؤسسة ألمعاهد ألفنية .

* مبادئ علم ألتربة - - د. عبد أللة نجم ألعاني - -1980 - - جامعة بغداد .

* علم ألتربة ، أساسياته وتطبيقاته - - ترجمة د. فوزي محمد - - 2000 - - جامعة عمر المختار .

مدرس ألمادة

م.م فاضل صافي ألكناني