التربة الكارهة للماء

التربة الكارهة للماء (بالإنج:) هي تربة تتنافر جزيئاتها مع الماء. يظهر مستوى الكره للماء عادةً على السطح أو على عمق عدة سنتيمترات تحت السطح، بشكلٍ موازٍ للقطاع الترابي. يختلف هذا المستوى في السمك والانتشار، وتغطيه عادةً طبقة من الرماد أو التربة المحروقة.
 التكوين والبنية 
تنشأ التربة الكارهة للماء غالبًا عندما تنشر النيران أو الهواء الساخن المركبات الشمعية الموجودة في الطبقة السطحية العليا المكوّنة من المادة العضوية. تغلِّف هذه المركبات بعد تشتتها جزيئات التربة الرملية القريبة من السطح في الطبقات العليا من التربة، مما يجعلها كارهة للماء. تشمل العوامل الأخرى المنتجة لهذه الأغلفة الكارهة للماء التلوث والانسكابات الصناعية إلى جانب النشاط الميكروبي في التربة. تظهر الكراهية للماء كذلك بوصفها خاصيةً طبيعية للتربة ناتجة عن تحلل الغطاء النباتي الطبيعي مثل الأوكالبتوس ذي الخصائص الشمعية الطبيعية.

عُثر في أحد أنواع الرمال النيوزيلندية على أن هذا الغلاف الشمعي الدهني يتكون أساسًا من الهيدروكربونات وثلاثيات الغليسريد ذات الطبيعة القاعدية في درجة الحموضة، مع وجود نسبة أقل من الأحماض الدهنية طويلة السلسلة ذات الطبيعة الحمضية. تحدّ طبقة الغلاف الكاره للماء من الاختراق الشعري بين جزيئات التربة، مما يؤدي إلى تنافر الماء عن كل جزيء متأثر، إذ ترتبط الرأس المحبة للماء من الدهن بجزيء الرمل فيما يظل الذيل الكاره للماء محيطًا بالجزيء من الخارج. يوضّح الشكل 1 ذلك أدناه.
تصغير|الشكل 1: بنية جزيء الرمل الكاره للماء مقارنة بجزيء التربة غير المتأثر. يُغطّى الجزيء الكاره للماء بمركب ليبيدي شمعي حيث ترتبط الرأس المحبة للماء بجزيء الرمل بينما يحيط الذيل الكاره للماء بسطحه الخارجي، مما يمنع امتصاص الماء عند تأثر عدد كبير من الجزيئات. يظهر الجزيء الرملي غير المتأثر دون هذا الغلاف مما يسمح بتسلل الماء عبر التربة الرملية.
تتضمن العوامل الأخرى المهمة في صدّ الماء عن التربة نسيج التربة، والميكروبيولوجيا، وخشونة السطح، ومحتوى المادة العضوية، والتركيب الكيميائي، والحموضة، ومحتوى الماء، ونوع التربة، ومعادن جزيئات الطين، والاختلافات الموسمية في المنطقة. يلعب نسيج التربة دورًا كبيرًا في التنبؤ بإمكانية صدّ التربة للماء، إذ إن الجزيئات الخشنة مثل الرمل ذات مساحة سطحية أصغر، مما يجعلها أكثر عرضة لتغطيتها بالكامل بالمركبات الكارهة للماء. يصعب تمامًا تغطية جزيئات السلت أو الطين ذات المساحات السطحية الأكبر، ولكن عندما يحدث ذلك تكون كراهية الماء الناتجة في التربة شديدة. تطلق المادة العضوية في التربة عند تحللها على شكل كتلة نباتية أو ميكروبية مركبات كارهة للماء أيضًا، نتيجة التغيرات الفيزيوكيميائية. يعتمد ذلك على نوع النشاط الميكروبي في التربة، إذ قد يعيق هذا النشاط أيضًا تطور المركبات الكارهة للماء.

 اختبار الكراهية للماء 
يُختبَر صدّ التربة للماء غالبًا باستخدام اختبار مدة اختراق قطرة الماء (WDPT) أولًا لسهولة تطبيقه. يُنفَّذ هذا الاختبار بتسجيل الزمن الذي تستغرقه قطرة ماء واحدة لاختراق تربة معيّنة، مما يدل على درجة ثبات الكراهية للماء فيها. يُعبَّر عن تسلل الماء بأنه دخول الماء إلى التربة بشكل تلقائي، ويرتبط ذلك بزاوية تماس الماء مع التربة. إذا تجاوزت زاوية تماس الماء مع التربة 90° تُعدّ التربة كارهة للماء. لوحِظ أيضًا أنّ قطرة الماء الموضوعة على تربة كارهة للماء تُكوّن غشاءً جزيئيًا سريعًا قبل اختفائها.

نتائج اختبار WDPT:
زمن اختراق قطرة الماءالتصنيفأقل من 5 ثوانٍالتربة غير كارهة للماءمن 5 ثوانٍ إلى دقيقة واحدةالتربة قليلة الكراهية للماءمن دقيقة إلى 10 دقائقالتربة كارهة للماءأكثر من 10 دقائقالتربة شديدة الكراهية للماء
الجدول 1: تصنيف درجة الكراهية للماء في التربة بناءً على اختبار اختراق قطرة الماء.

هناك طريقة أخرى لتحديد كراهية التربة للماء تُعرف باسم اختبار ملوحية قطرة الإيثانول (MED). يستخدم هذا الاختبار محاليل من الإيثانول ذات توتر سطحي مختلف لمراقبة ترطيب التربة خلال فترة 10 ثوانٍ. إذا لم يحدث ترطيب خلال هذه الفترة، توضع قطرة من محلول إيثانول ذي توتر سطحي أقل على منطقة أخرى من العينة. تعتمد نتائج الاختبار على ملوحية محلول الإيثانول الذي امتصته التربة خلال مدة الـ10 ثوانٍ. يمكن تصنيف تربة هذا الاختبار باستخدام مؤشر MED، إذ تُعدّ التربة غير الكارهة للماء ذات مؤشر أقل أو يساوي 1، بينما تُعدّ التربة شديدة الكراهية للماء ذات مؤشر أكبر أو يساوي 2.2. يمكن تحويل مؤشر MED وزاوية التوتر السطحي عند 90° وملوحية الإيثانول والنسبة المئوية للحجم بعضها إلى بعض. يُستخدم في هذا الاختبار قيمة التوتر السطحي لسائل الإيثانول الذي تم امتصاصه خلال المهلة المحددة بوصفها زاوية التوتر السطحي عند 90° للتربة. يُعد ضغط دخول الماء المرتبط بالتربة المختبرة مؤشرًا إضافيًا على معدلات تسلل الماء، إذ يرتبط بدرجة الكراهية للماء وبحجم مسام التربة.

 التأثير على الزراعة والنظم البيئية 
تُسبب التربة الكارهة للماء وما يرتبط بها من نفور من البلل آثارًا واضحة على توافر الماء للنبات، والعناصر الغذائية المتاحة للنبات، وهيدرولوجيا المنطقة، وجيومورفولوجيتها. يؤدي انخفاض معدل تسرب الماء في التربة الكارهة للماء إلى تقليل زمن بدء الجريان السطحي، وزيادة كمية المياه المتدفقة على سطح الأرض أثناء الهطول أو الري. يزيد الجريان السطحي الأكبر من معدلات التعرية، ويُسبب أنماطًا غير متجانسة من البلل في التربة، ويُسرّع من رشح العناصر الغذائية مما يخفض خصوبة التربة، ويُنشئ مسارات تدفق مختلفة في المنطقة، ويرفع من خطر التلوث في التربة.

تحدث عملية فقدان العناصر الغذائية في المناطق الأضعف من حيث شدة الكراهية للماء داخل التربة، حيث يتجه الماء إلى هذه المواضع لأنها تسمح بالنفاذ. وبسبب عدم قدرة الماء على دخول المناطق ذات الكراهية الأقوى، يجد الماء مسارات تدفق تفضيلية ينفذ عبرها إلى أعماق التربة. إذا كانت أمطار الهطول أو الري كبيرة، يمكن للماء أن يتجاوز منطقة الجذور، مما يجعله غير متاح للنباتات، وغالبًا ما يحمل معه الأسمدة والعناصر الغذائية. يؤدي هذا أيضًا إلى توزيع غير متكافئ للعناصر الغذائية والمواد الكيميائية المضافة، مما ينتج عنه نمو نباتي مُرقّع.

تمثل التربة الكارهة للماء في البيئة الزراعية عائقًا كبيرًا أمام إنتاجية المحاصيل. وثَّقت تقارير من أستراليا خسائر وصلت إلى 80% من الإنتاج نتيجة كراهية التربة للماء. ترتبط هذه الخسائر بانخفاض معدلات إنبات البذور، وبانخفاض مستويات المياه المتاحة للنبات داخل هذه التربة.

 مواقع وخصائص ظهور التربة الكارهة للماء 
ظهرت التربة الكارهة للماء في جميع القارات باستثناء القارة القطبية الجنوبية. تظهر هذه الظاهرة في المناطق الجافة في الولايات المتحدة وجنوب أستراليا وحوض البحر الأبيض المتوسط، كما تظهر في المناطق الرطبة مثل السويد وهولندا وكولومبيا البريطانية وكولومبيا. رغم أنها تظهر أساسًا في الترب الخشنة القوام كالتي تهيمن عليها الرمال، إلا أنها تؤثر في مختلف أنواع التربة، وقد سُجل وجودها في الغابات والمراعي والحقول الزراعية والأراضي الشجيرية. عامةً، يكون مقدار الكراهية للماء أكثر شدة في ترب المراعي التي تحتوي على خليط من البقوليات والأعشاب مقارنة بالحقول

الزراعية المحروثة.

 إدارة التربة الكارهة للماء 
يُعدّ «التغْلين» إحدى الطرق المتبعة لمعالجة التربة الرملية الكارهة للماء، ويتم من خلاله إضافة مواد طينية مختارة، مثل بنتونيت الكالسيوم، لزيادة مساحة السطح النوعية للتربة وتحسين معدنّيتها بما يدعم تكتل التربة واستقرار تجمعاتها. ازدادت غلة محصول الشعير في أحد الحقول الكارهة للماء من 1.7 إلى 3.4 طن/هكتار بعد عملية التغْلين، بينما ازدادت غلة حقل من اللوبياء بنحو 1 طن/هكتار خلال عامين من التطبيق.

يُعدّ «التجيير» طريقة فعّالة لتقليل كراهية الماء في الترب الحمضية. يقوم التجيير على إضافة كربونات الكالسيوم لرفع درجة حموضة التربة نحو التعادل. وبشكل منفصل عن خاصية كراهية الماء، يرتبط ارتفاع الكالسيوم وارتفاع قيمة الأس الهيدروجيني بزيادة معدلات تسرب الماء نتيجة تحسن بنية التربة وتكتلها في الترب النشطة بيولوجيًا.

يسهم رفع قيمة الأس الهيدروجيني في تعزيز قدرة المواد الدُّبالية الطبيعية على تحسين تسرب الماء في الترب الكارهة له. يذوب حمض الهيوميك في الماء عند قيمة الأس الهيدروجيني تتجاوز 6.5، بينما يبقى حمض الفولفيك قابلًا للذوبان في جميع الدرجات. يمتلك كلا الحمضين القدرة على خفض التوتر السطحي للماء عند وجودهما في محلول، وفي المقابل أشارت تقارير إلى أن الترب التي تعاني نقصًا في حمض الفولفيك تكون أكثر عرضة لحدوث كراهية للماء بدرجات أشد.

تُقلّل عملية الحراثة من شدة كراهية التربة للماء، إذ تساهم في خفض محتوى الكربون من خلال الخلط والتمعدن، مما يقلل من احتمالية تراكم الأغلفة الكارهة للماء الناتجة عن تحلّل المواد العضوية بواسطة الأحياء الدقيقة.

تسمح الفجوات الطبيعية والتشققات في بقع التربة الكارهة للماء بتسرب الماء إلى السطح. وقد تتشكل هذه الفجوات بسبب الحيوانات الحافرة، أو القنوات الجذرية، أو المسامات الكبيرة الناتجة عن تحلل الجذور. وتُعدّ هذه المسامات الكبيرة مسارات أساسية لمرور الماء في النظم البيئية الغابية، إذ تشكل نحو 35% من الحجم القريب من السطح في التربة.

 انظر أيضًا 

 بنية التربة
 نفاذية التربة
 التربة الرملية
 المواد دبالية

 المراجع 

تصنيف:أنواع التربة
تصنيف:إدارة الأراضي
تصنيف:تربة
تصنيف:علم التربة
تصنيف:علم التربة البيئي
تصنيف:علم التربة الزراعية
تصنيف:علم المياه
تصنيف:كيمياء التربة