نبذة تعريفية عن دراسة “كيمياء التربة”
1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الخامس
ترجمة أ.د عبد الله الغنيم واخرون
مؤسسة الكويت للتقدم العلمي
كيمياء التربة التربة علوم الأرض والجيولوجيا
تهتم دراسة كيمياء التربة بالتركيب الكيميائي والخواص الكيميائية للتربة، وهي تتطلب دراسات وفحوصات مفصلة عن طبيعة المادة الصلبة التي تتكون منها التربة والعمليات الجيوبيولوجية والجيولوجية والهيدروجيولوجية التي أدت إلى تكوينها.
التركيب العنصري :
يختلف التركيب العنصر للتربة اختلافاً واسعاً، ولقد وجد أن الكربون والأكسجين والسيليكون والهيدروجين والنيتروجين والفوسفور والكبريت هي أكثر العناصر وفرة في التربة.
وعادة ما يكون المحتوى النيتروجيني مساوياً عُشر (.jpg)
) المحتوى الكربوني، في حين يكون المحتوى الفوسفوري أو الكبريت أقل من (.jpg)
) المحتوى النيتروجيني.
ويلاحظ أن أعداد المركبات العضوية التي تساهم مع بقية العناصر في تكوين التربة كثيرة للغاية. وما زالت هذه المركبات العضوية تشكل صعوبة بالغة عند دراسة وتحديد كيميائية التربة.
ويعتبر السيليكون من العناصر السائدة في التربة بعد الأكسجين، ثم يلي السيليكون الألومنيوم ثم الحديد، وذلك إضافة إلى عناصر أخرى مثل الصوديوم والبوتاسيوم والكلسيوم والمغنيسيوم.
ويختلف توزيع العناصر اختلافاً بيناً من تربة إلى أخرى، فقد يزيد الصوديوم والبوتاسيوم في تربة ما مما يجعلها قلوية الخصائص في حين قد يسود الكلسيوم في تربة أخرى فتصبح كلسية النوع.
ويرجع الاختلاف في توزيع العناصر المختلفة في التربة إلى عدة عوامل؛ نذكر منها على سبيل المثال لا الحصر: طبيعة الصخور الأم، حيث نجد أن نوعية الفتات المعدني المكون للتربة يتوقف على نوعية الصخور الأم (نارية – رسوبية – متحولة)، علماً بأن للصخور الثلاثة آلاف الأنواع التي تختلف في تركيبها الكيميائي.
وقد يحدث أن تكون الصخور الأم خليطاً من نوعين أو أكثر، حيث قد يؤدي ذلك إلى إثراء التربة بالكثير من العناصر اللازمة لها.
والفتات الصخري قد يتعرض لبعض التغيرات الثانوية بفعل التجوية أو خلال عملية النقل أو حتى بعد الترسيب، مما قد يؤدي إلى حدوث تغيير في التركيب الكيميائي مقارنة بالصخور الأم.
أما العامل الثاني فيتمثل في الكائنات العضوية الحية حيث أن عدد الكائنات العضوية ونوعيتها تلعب دوراً هاماً في نوع التربة المتكونة.
وعادة ما توجد البقايا النباتية والحيوانية لتلك الكائنات على سطح التربة وفي داخلها ويحدث لها عمليات تحلل بفعل البكتيريا.
ومن نواتج تحلل تلك المواد العضوية المركبات الكيميائية البسيطة التالية: غاز ثاني أكسيد الكربون، الماء، الأمونيا وأملاح النترات والكبريتات، فضلاً عن تكوين مركبات عضوية مستقرة معقدة سوداء اللون تعرف بالدبال.
وعادة ما يكون قلوي الخصائص بالإضافة إلى وجود بعض المواد البروتينية والهيدروكربونية والأحماض العضوية.
وتلعب الأحماض العضوية دوراً هاماً في تكسير المكونات القاعدية الموجودة في بعض المعادن، مكونة مواد مغذية تذوب في مياه الأمطار، فتصبح تلك المياه غنية بكاتيونات العناصر سهلة الامتصاص، مع إعادة تبلور ما تبقى من مكونات في صورة معادن جديدة مثل الطين السيليكاتي وأكاسيد الحديد والألومنيوم.
ولعملية تفاعل الأحماض مع قلويات المعادن أثر كبير في الوصول بالتربة إلى حالة توازن بين كل من المواد الحمضية والقلوية.
ولقد أثبتت الدراسات أن تركيب التربة يختلف عن التركيب العام لصخور القشرة الأرضية رغم أن معظم عناصر القشرة الأرضية موجودة في حبيبات التربة ولكن مع اختلاف كبير في نسب وجود هذه العناصر في كل من التربة والقشرة الأرضية.
ومن أهم العناصر النادرة الموجودة في التربة البورون والنحاس والمنجنيز والمولبيدنوم والخارصين، وهذه العناصر جميعها ذات أهمية خاصة في تغذية النباتات الخضراء، حيث أن قلة أحدهما أو غيابه يؤدي إلى حدوث أمراض للنبات.
وبالرغم من اختلاف تركيب التربة عن التركيب العام لصخور القشرة الأرضية في العناصر الأساسية، إلا أنه قد وجد أن الاختلاف في نسب العناصر النادرة في كل من التربة وصخور القشرة الأرضية ضئيل للغاية – مما يوضح ويؤكد أن قابلية تلك العناصر النادرة للتغير والتحلل بفعل عمليات التجوية تكاد تكون منعدمة.
المعادن :
تتكون معادن التربة نتيجة للتجوية الفيزيائية والكيميائية للصخور، وهي إما متبلورة أو عديمة التبلور. ويمكن تقسيم معادن التربة إلى أولية وثانوية، والمعادن الأولية تكون نتاج عمليات التجوية الفيزيائية.
في حين أن المعادن الثانوية تنتج بفعل التجوية الكيميائية لمعادن صخور الأم.
وبصفة عامة فإن المعادن الأولية تقاوم التجوية الكيميائية، وهي غالباً معادن مجموعة السيليكات والكوارتز، أما المعادن الثانوية فهي تتمثل في المعادن الطينية المحتوية على عناصر الألومنيوم والحديد ومعادن الكربونات.
المعقدات الطينية والعضوية:
إن المعادن الطينية في التربة تكون غالباً مصاحبة للمواد الكربونية التي تنتج من تحلل النباتات والحيوانات تحت تأثير عوامل بيوكيميائية.
فتتكون لذلك مواد داكنة اللون تعرف بالمعقدات الطينية العضوية. وهذه المواد ذات فائدة كبيرة لنمو النباتات.
وتوضح الجداول التالية التركيب الكيميائي والمعدني لأنواع مختلفة من التربة.
.jpg)
.jpg)
.jpg)
