الموسوعة الجغرافية المصغرة

هـ. المحتوى الرطوبي Moisture Content

تحتفظ التربة بالماء، على شكل رطوبة؛ ما يمكن النبات من امتصاصه، فترة طويلة؛ ويتيح لعملية التجوية الكيماوية لمعادن التربة، أن تستمر؛ ما يحدث تغيرات في خصائصها، المعدنية والكيماوية، والفيزيائية؛ تعرق بعمليات تكوّن التربة (تطوُّر التربة). كما تؤدي التجوية الكيماوية لمعادن التربة، خروج بعض العناصر الغذائية، مثل: البوتاسيوم K، والصوديوم Na، والكالسيوم Ca، والمنجنيز Mn، والماغنسيوم Mg، والحديد Fe، من بلورات المعادن المختلفة، إلى المحلول المائي (محلول التربة)، على شكل أيونات ذائبة فيه؛ ما يجعلها متاحة للنبات. كما أن نسبة الرطوبة، المحتفظ بها في التربة، تؤثر في خواصها الفيزيائية الأخرى، مثل: الانتفاخ، والانكماش، وخاصة في الترب الطينية، المحتوية على نسبة كبيرة من معدن المونتموريلونيت Montmorillonite، ومدى تحملها لحركة السير Traficability.

ويكون الماء، المحتفظ به في مسام التربة، على شكل أغشية، تحيط بحبيباتها؛ وعلى شكل ماء شعري، ممسوك في المسام الرفيعة (انظر شكل أنواع الماء في التربة). أما الماء الحر، أو ماء الجاذبية، فهو يملأ الفراغات جميعها، بعد المطر أو الري؛ ثم تدفعه الجاذبية الأرضية إلى أسفل.

1- صور الماء في التربة

أ- الماء الهيجروسكوبي Hygroscopic Water

هو جزء من ماء التربة، على شكل أغشية رقيقة حول حبيباتها. ويكون مرتبطاً بأسطح هذه الحبيبات، بقوة كهروستاتيكية كبيرة جداً، تراوح بين 31 و10 آلاف ضغط جوي[1] (ض. ج)، تحُول دون قدرة الجاذبية الأرضية على تحريكه إلى الأسفل؛ دون أن تمتصه جذور النبات. ولا بد للتخلص من هذا الماء، من تجفيف التربة، عند درجة حرارة 105 درجات مئوية، مدة أربع وعشرين ساعة. وتختلف نسبة الماء الهيجروسكوبي في التربة، باختلاف محتواها من الطين، والمادة العضوية؛ إذ كلما ازدادت نسبة أيٍّ منهما، ازدادت نسبته. وتراوح نسبته بين 2% في الترب الرملية، و10% في الترب، الطينية والعضوية.

ب- الماء الشعري Capilary Water

هو جزء من الماء، المحتفظ به في التربة، وخاصة في المسام الرفيعة. ويكون ممسوكاً، في هذه المسام، بقوة، تفوق ثلث ضغط جوي؛ ولا تزيد على 31 ضغطاً جوياً؛ تحُول دون قوة الجاذبية الأرضية على تسريبه في الأسفل. وارتفاع الماء، بالخاصية الشعرية، يرجع إلى أغشية هلالية Meniscus، تكوِّنها زاوية تماس الماء وجدران الأنبوب. وانحناء هذه الأغشية الهلالية، يكون أكبر (أي أن نصف قطر الانحناء، يكون أصغر)، كلما ضاق الأنبوب. لذلك، كلما كان الأنبوب ضيقاً، ازداد مقدار ارتفاع الماء، في الأنبوب الشعري، عن مستوى الماء الحر (انظر شكل ارتفاع الماء بالخاصية الشعرية). وإذ يكون الماء الشعري ممسوكاً، في مسام التربة، على مدى كبير من قوة الشد (3/1 ـ 31 ض. ج)، فإن جزءاً منه يكون ميسراً لتمتصه جذور النبات. أما الجزء الآخر، فيكون ممسوكاً بقوة شد أكبر، تُعْجِز النبات عن امتصاصه (ماء غير ميسر).

-  الماء الميسر Available Water

الماء الميسر للنبات، هو الجزء من الماء الشعري، الذي تقل قوة شده، في المسام الشعرية، عن 15 ضغطاً جوياً (3/1 ـ 15 ض. ج). كما يعرف الماء الميسر بأنه الفرق بين السعة الحقلية Field Capacity (الرطوبة المحتفظ بها في التربة، عند قوة شد، قدرها 3/1 ض. ج) وبين نقطة الذبول الدائم Permanent Wilting Point (الرطوبة المحتفظ بها في التربة، عند قوة شد قدرها 15 ض. ج). ويتحكم في نسبة الماء الميسر في التربة، عدد من العوامل، أهمها:

* قوام التربة

كلما كان قوام التربة ناعماً، صغرت المسام في داخلها؛ فتزداد قدرتها على الاحتفاظ بالماء، على شكل ماء شعري؛ وهذا يعني ازدياد نسبة الماء عند كل من السعة الحقلية (3/1 ض. ج)، ونقطة الذبول الدائم (15 ض. ج). لكن ازدياد نسبة الماء، عند السعة الحقلية، يكون، عادة، أكثر منه عند نقطة الذبول الدائم؛ ما يزيد من نسبة الماء الميسر. والترب الرملية (خشنة القوام، أو خفيفة القوام)، تكون نسبة عالية من مسامها كبيرة؛ ما يقلل من احتفاظها بالماء، على شكل ماء شعري، أي أن نسبة الماء المحتفظ به، عند كل من السعة الحقلية، ونقطة الذبول الدائم، هي منخفضة؛ ما يجعل نسبة الماء الميسر فيها منخفضة كذلك. أما الترب المتوسطة القوام، مثل الترب الطميية، والسلتية ـ الطميية، فتكون نسبة الماء المحتفظ بها، عند السعة الحقلية، مرتفعة نسبياً؛ ونسبة الماء المحتفظ بها، عند نقطة الذبول الدائم، منخفضة نسبياً؛ فتكون نسبة الماء الميسر فيها، أكبر منها في كل من الترب، الطينية والرملية (انظر جدول النسبة المئوية لرطوبة التربة، عند السعة الحلقية، ونقطة الذبول الدائم والسعة الحقلية، والماء الميسر، لترب مختلفة القوام).

* نسبة المواد العضوية

كلما ازدادت نسبة المواد العضوية في التربة، ازدادت نسبة الماء فيها، عند السعة الحقلية. لكن تأثير نسبة المادة العضوية في التربة، في نسبة الماء فيها، عند نقطة الذبول الدائم، لا يكون كبيراً؛ ما يجعل ازدياد نسبة المواد العضوية في التربة، يزيد من نسبة الماء الميسر، وخاصة في الترب الرملية.

وليس كل الماء الميسر، تستطيع كل النباتات امتصاصه؛ إذ إن بعضها، وخاصة خلال المراحل الأولى من نموها، لا يمكنها الاستفادة منه كله. لذلك، فإن الماء الميسر، يُقسم إلى ماء سهل التيسر Readily Available؛ وهو الجزء الخاص من الماء الشعري، المحتفظ به في مسام التربة، بقوة شد، قريبة من قوة الشد، عند السعة الحقلية (3/1 ض. ج). وماء متناقض التيسر Decreasing Available Water؛ وهو الجزء من الماء الشعري، الممسوك بقوة شد، قريبة من قوة الشد، عند نقطة الذبول الدائم (15 ض. ج).

- الماء غير الميسر Unavailable Water

الماء غير الميسر، هو الماء الذي يكون ممسوكاً في مسام التربة، بقوة شد أكبر مما يستطيع النبات امتصاصه. وتُعد نقطة الذبول الدائم، حيث يكون الماء مشدوداً بقوة 15 باراً، هي النقطة التي يصبح عندها الماء، في التربة، غير ميسر للنبات؛ وإن كان بعضه يستطيع استخلاصه، وخاصة النباتات الصحراوية.

ج- الماء الحر (ماء الجاذبية) Gravitational Water

الماء الذي يكون في المسام الكبيرة للتربة، بعيداً عن أسطح المعادن ـ لا يكون ممسوكاً بقوة شد أكبر من قوة الجاذبية الأرضية؛ لذلك، فهو حر الحركة، وتكون حركته إلى الأسفل، استجابة للجاذبية الأرضية، ليترك المسام الكبيرة في التربة ممتلئة بالهواء، اللازم لتنفس جذور النبات. ويعد الماء الممسوك إلى حبيبات التربة، بقوة شد أقل مـن 3/1 ض. ج، من الماء الحر. ويفضل في الزراعة الترب، التي تستطيع أن تتخلص من الماء الحر فيها، بسرعة. وإذا كانت هناك عوائق طبيعية، مثل الطبقات غير المنفذة، في أسفل قطاع التربة، فإنه يُلجأ إلى الصرف الصناعي، من طريق شق القنوات. وعدم تصريف الماء الحر في التربة، يؤدي إلى اختناق النبات، وتملح التربة، وانجرافها الناجم عن ازدياد الجريان السطحي.

2- التعبير عن رطوبة التربة

يعبر عن محتوى التربة من الرطوبة، إما على أساس الوزن، أو على أساس الحجم. والمحتوى الرطوبي الوزني Gravimetric Water Content، هو وزن الماء الموجود في التربة، بالجرامات، لكل جرام من التربة، بعد تجفيفها تماماً؛ كما هو موضح في المعادلة التالية:

× 100

وزن الماء في التربة

المحتوى الرطوبي الوزني =

وزن التربة الجافة تماماً

ويقصد بالتربة الجافة تماماً، التربة المجففة، إلى حد التوازن، في فرن، عند درجة حرارة 105 درجات مئوية. أما التربة المجففة في الهواء العادي، فهي تحتوي، عادة، على بعض الماء، نتيجة لظاهرة الادمصاص على أسطح المعادن؛ وهو ما يسمى بالماء الهيجروسكوبي. ويمكن أن يراوح المحتوى الرطوبي الوزني للتربة، في حالة التشبع، بين 25 و60% حسب المسامية؛ ويكون ذلك أعلى في التربة الطينية، منه في التربة الرملية. أما الترب العضوية Peat، فإن محتواها الرطوبي الوزني، عند التشبع، فقد يزيد على 100%.

أما المحتوى الرطوبي الحجمي Volumetric Water Content، فهو، نسبة حجم الماء، المحتوى في مسام التربة، إلى الحجم الكلي للتربة؛ كما في المعادلة التالية:

 × 100

حجم الماء في التربة

المحتوى الرطوبي الحجمي =

الحجم الكلي للتربة

ويراوح المحتوى الرطوبي الحجمي، للترب الرملية المشبعة، بين 40 و50%؛ وفي الترب الطينية، يصل إلى 60%. يفضل استخدام المحتوى الرطوبي الحجمي، على المحتوى الرطوبي الوزني للتربة؛ لأنه يوافق الوحدات المستخدمة في حساب تدفق الماء في التربة، والوحدات المستخدمة في حساب الرشح، والتبخر، والنتح.

[1]  الضغط الجوي Atmospheric Pressure: هو وزن عمود الهواء عند مستوى سطح البحر، وعند درجة حرارة تساوي أربع درجات مئوية. ويبلغ مقدار الضغط الجوي ما يساوي 76 سنتيمتراً من الزئبق، أو 1013 بار.