كيمياء التربة وخصوبتها
تدرس كيمياء التربة وخصوبتها التفاعلات الكيميائية لمحلول التربة والأسطح الصلبة التي تخزن وتطلق المغذيات، وقدرة التربة على توفير العناصر التي تحتاجها النباتات للنمو.
Definition
كيمياء التربة هي دراسة التركيب الكيميائي للتربة وتفاعلاتها وعملياتها، خاصة عند الواجهات بين المواد الصلبة في التربة والماء والهواء؛ وخصوبة التربة هي قدرة التربة على توفير المغذيات الأساسية بكميات كافية ومتوازنة لنمو النبات.
Scope
يغطي هذا المجال الغرويات المشحونة وتبادل الكاتيونات التي تحتفظ بالمغذيات، والحموضة ودرجة الحموضة (pH) التي تحكم التوافر الكيميائي، ودورة المغذيات النباتية وإمدادها، وكيمياء التربة المتأثرة بالملوحة. ويربط هذا المجال التفاعلات الجزيئية على أسطح التربة بالمسألة العملية المتعلقة بمدى إنتاجية التربة، ويُصنف على أنه كيمياء التربة لتمييزه عن الكيمياء البيئية بشكل أوسع.
Sub-topics
Core questions
- كيف تحتفظ الغرويات المشحونة في التربة بأيونات المغذيات وتتبادلها؟
- كيف تتحكم درجة حموضة التربة (pH) في توافر المغذيات والعناصر السامة؟
- كيف يتم تدوير المغذيات النباتية وتخزينها وتوفيرها في التربة؟
- ما الذي يجعل التربة الملحية والصودية إشكالية كيميائيًا وفيزيائيًا؟
Key concepts
- غرويات التربة والشحنة السطحية
- قدرة التبادل الكاتيوني وتشبع القاعدة
- درجة حموضة التربة (pH) والتخزين المؤقت
- المغذيات النباتية الأساسية
- توافر المغذيات والامتزاز
- الملوحة والصودية
Key theories
- قدرة التبادل الكاتيوني
- تحتفظ غرويات الطين والمواد العضوية سالبة الشحنة بالكاتيونات القابلة للتبادل والتي تكون متاحة بشكل عكسي للنباتات ومحلول التربة، لذا فإن قدرة التبادل الكاتيوني هي متغير رئيسي لاحتفاظ المغذيات والتخزين المؤقت.
- تحكم درجة الحموضة (pH) في توافر المغذيات
- تحكم درجة حموضة التربة (pH) في ذوبانية وشكل المغذيات والعناصر التي قد تكون سامة؛ معظم المغذيات تكون أكثر توافرًا بالقرب من درجة الحموضة المتعادلة، بينما تقلل الحموضة أو القلوية الشديدة من التوافر ويمكن أن تطلق سمومًا مثل الألومنيوم.
- دورة المغذيات وإمدادها
- تنتقل المغذيات النباتية بين المجمعات المعدنية والعضوية والقابلة للتبادل والمحلول من خلال التجوية والتمعدن والامتزاز والامتصاص، وتعكس خصوبة التربة حجم وديناميكية هذه المجمعات.
Clinical relevance
تُعد كيمياء التربة وخصوبتها أساسًا لتوصيات الأسمدة والجير، وتشخيص نقص المغذيات وسميتها، واستصلاح التربة الحمضية والملحية والصودية، وحماية جودة المياه من فقدان المغذيات؛ وهي الأساس العلمي لاختبار التربة وإدارة المغذيات.
History
تطورت كيمياء التربة من دراسات القرن التاسع عشر حول تبادل الكاتيونات واعتراف ليبيغ بأن نمو النبات يعتمد على المغذيات المعدنية، مرورًا بأعمال القرن العشرين حول كيمياء الغرويات ودرجة الحموضة (pH) ودورة المغذيات، لتصبح تخصصًا كميًا يربط تفاعلات السطح بالخصوبة والجودة البيئية.
Key figures
- Donald L. Sparks
- Nyle C. Brady
- Ray R. Weil
Related topics
Seminal works
- brady2016
- sparks2003
Frequently asked questions
- ما الذي يجعل التربة خصبة؟
- توفر التربة الخصبة المغذيات الأساسية التي تحتاجها النباتات بكميات كافية ومتوازنة، وتحتفظ بها وتطلقها من خلال التبادل الكاتيوني والمادة العضوية، ولها درجة حموضة (pH) تحافظ على توافر المغذيات، وخالية من المستويات السامة من الأملاح أو الصوديوم أو الألومنيوم.
- هل خصوبة التربة هي نفسها صحة التربة؟
- لا. تركز الخصوبة على الإمداد الكيميائي بالمغذيات، بينما صحة التربة أوسع نطاقًا، وتشمل أيضًا التركيب الفيزيائي والنشاط البيولوجي؛ يمكن أن تكون التربة خصبة كيميائيًا ولكنها متدهورة في التركيب أو البيولوجيا، أو العكس.