الأراضي المتأثرة بالأملاح و طرق علاجه

الأراضي المتأثرة بالأملاح و طرق علاجها

تعريفها :
هي الاراضى التي تحتوى على كمية زائدة من الأملاح الذائبة في الماء أو الصوديوم المتبادل على معقد التربة أو كلاهما معا و تؤدى إلى تدهــور خواص الأرض و بالتالي الإضرار بالنبات النامي و انخفاض جودة و إنتاجية المحصول و التحليلات المعملية الدورية مع المعالجة و الخدمة الجيدة تؤدى إلى تحسين خواص هذه الاراضى و بالتالي تحسين نمو النبات و زيادة الإنتاجية.

نشأتها :
تنشأ هذه الاراضى كنتيجة لإحدى العوامل الآتية :

(1) عوامل طبيعية : 
قد تنشأ هذه النوعية من الاراضى نتيجة لتجفيف البحيرات و البحار أو لكونها متاخمة لها أو قد تنشأ نتيجة لعمليات التبوير أو التصدير لصخور و معادن الأرض.

(2) عوامل بيئية :
قد تنشأ هذه النوعية من الاراضى نتيجة لأحدى العمليات الزراعية آلاتية منفردة أو مجتمعة :
1- الإسراف في استخدام الأسمدة المعدنية.
2- قلة مياه الري و عدم وجود كمية كافية لغسيل الأملاح المتراكمة خاصة تحت ظروف المناخ الجاف و نصف الجاف حيث الحرارة العالية و قلة الأمطار.
3- نظام الري المتبع ( ري غمر أو رش أو تنقيط ).
4- نوعية مياه الري ( مياه عذبة أو صرف زراعي أو مخلوطة أو مياه عادمه).
5- تدهور الصرف الطبيعي للتربة أو شبكة الصرف المقامة مما يؤدى إلى ارتفاع مستوى الماء الاراضى و حركته بالخاصية الشعرية إلى سطح التربة و تراكم الأملاح.
6- ارتفاع مستوى مياه الصرف في المصارف العمومية نتيجة لوجود مشاكل في محطات الرقع مما يؤدى إلى ارتداد مياه المصارف في الأرض الزراعية . لذا هذه النوعية من الاراضى المتكونة تحت هذه الظروف تعتبر ظاهرة من ظواهر التلوث البيئي.

أنواعها:
تنقسم الاراضى المتأثرة بالملوحة إلى ثلاثة أنواع من الاراضى ( ملحية – ملحية قلوية – قلوية ) وذلك تبعا لخواصها الكيميائية الآتية:
1- تركيز الأملاح معبرا عنة بالتوصل الكهربي لمستخلص عجينة التربة المشبعة (ESP).
2- النسبة المئوية للصوديوم المدمص على حبيبات التربة أو معقد التربة بالنسبة للكتيونات الكلية المدمصة (ESP).
3- تركيز أيونات الهيدروجين النشط (PH).

أولا : الاراضى الملحية :
وهى التي تحتوى على كميات كبيرة من الأملاح الذائبة في الماء ( أكبر من 4 ملليموز / سم ) تعيق إنبات البذور و نمو النبات . وهى أملاح بيضاء اللون ، متعادلة كيميائيا و معظمها عبارة عن كلوريدات أو كربونات أو نترات الكالسيوم و الماغنيسيوم و الصوديوم و البوتاسيوم . تحتوى على صوديوم متبادل ESP) ) أقل من 15 % ، و تركيز أيونات الهيدروجين PHأقل من 5 ,8 وهذه الاراضى قد تكون ذات نفاذية للماء و لكن بنائها غير ثابت .

ثانيا : الاراضى الملحية القلوية :
وهى الاراضى التي تحتوى على صوديوم متبادل ESP) ) أكبر من 15 % وتركيز الأملاح بها أقل من 4 ملليموز / سم ، وتركيز الإيدروجين فيها PH) ) أكبر من 8.5 وهذه الاراضى عديمة البناء غير محببة ، بطيئة الرشح ، رديئة النفاذية للماء و رديئة التهوية .و لذلك فهي شديدة الاندماج عند الجفاف و يحدث بها شقوق واسعة حادة و قشور سطحية تؤدى إلى تمزيق جذور النباتات النامية .

ثالثا : الاراضى القلوية :
وهى الاراضى التي تحتوى على كمية كبيرة من الأملاح الذائبة ( اكبر من 0,4 ملليموز / سم ) ، ونسبة الصوديوم المتبادل غيرها ESP) ) أكبر من 15% ، وتركيز أيونات الهيدروجين فيها أقل من 8,5 و خواصها الطبيعية مثل معدل الرشح و النفاذية و المسامية قد تكون مرضية و لكن يتأثر نمو النباتات فيها سلبيا و تقل الإنتاجية.

استصلاح الاراضى المتأثرة بالأملاح

أولا: الاراضى الملحية :

لاستصلاح الاراضى الملحية لا بديل عن عملية الغسيل للتربة ولا تستخدم فيها محسنات للتربة ولذا لابد من أتباع الاتى :
1- إنشاء شبكة صرف جيدة سواء مكشوفة أو مغطاة.
2- تحليل عينات التربة لمعرفة ملوحة التربة قبل الغسيل و ملوحة التربة المطلوب الوصول إليها بالغسيل و ذلك لتحديد كمية الأملاح المطلوب التخلص منها و بالتالي يمكن تحديد كمية المياه المطلوبة للتخلص من الأملاح.
3- أحسن طرق الغسيل هو الغسيل الجوفي سواء كان متواصل أو متقطع وحيث تنقسم الأرض إلى أحواض و تملى الأحواض بمياه الغسيل لارتفاع 10 سم بحيث يتم أستعواضها كل يوم أو يومين حسب نفاذية التربة للمياه.
4- لابد أن تكون مياه الغسيل مياه منخفضة الملوحة عن ملوحة محلول التربة و يفضل أن تكون مياه عذبة.
5-لابد من تحليل عينات التربة بصفة دورية أثناء عملية الغسيل للتأكيد على كفاءة الغسيل.
6- عندما تتحسن ملوحة التربة تزرع بمحاصيل متحملة للملوحة تساهم في إزالة الأملاح من التربة وكذلك جلب عائد اقتصادي للفلاح.
7- لابد من صيانة التربة بعد الاستصلاح و ذلك بإضافة كميات زيادة من مياه الري تسمى بالاحتياجات الغسيلية معتمدا في ذلك على قياس تركيز الأملاح في مياه صرف الحقل أو تركيز الأملاح من مستخلص عجينة التربة المشبعة لمنطقة انتشار الجذور المطلوب التدخيل إلية (ECE) وبذلك يمكن حساب الاحتياجات الغسيلية من المعادلة آلاتية :

وبعد ذلك تضرب الاحتياجات الغسيلية LRفي الاستهلاك المائي للمحصول للحصول على كمية المياه اللازم إضافتها لمياه الري لغسيل الأملاح التي قد تتراكم في قطاع التربة نتيجة لعملية الري .

ثانيا الاراضى الصودية :
لاستصلاح هذه الاراضى لابد من التخلص من الصوديوم الزائد عن 15 % من نسبة للكتيونات المدمصة و التي إلى تفرق حبيبات التربة و انعدام البناء و تدهور الخواص الطبيعية و الكيميائية و الحيوية بها . و يتم ذلك بإضافة المحسنات التي تضيف إلى الأرض عنصر الكالسيوم أو تذيب عنصر الكالسيوم في الاراضى التي تحتوى على كربونات الكالسيوم و بالتالي تتم عملية استبدال الزيادة من الصوديوم المدمص على حبيبات التربة بعنصر الكالسيوم أثناء عملية الغسيل مما يؤدى إلى تحسين خواص التربة و لتحقيق ذلك يجب إتباع كالاتى:

1- إنشاء أو تحسين شبكة الصرف بالتربة ( مغطاة أو مكشوفة ).
2- تحليل عينات التربة لمعرفة كمية الجبس الموجودة بالتربة و بالتالي كمية الجبس الزراعي المطلوب إضافتها كمصدر لعنصر الكالسيوم.
3- في حالة احتواء الأرض على مصدر لعنصر الكالسيوم مثل كربونات الكالسيوم يضاف حامض الكبريتيك أو كبريت عنصري يتأكسد بفعل البكتريا و يتفاعل مع الماء ليتحول إلى حامض كبريتيك يتفاعل مع كربونات الكالسيوم لينفرد الكالسيوم المطلوب ليحل محل الصوديوم على معقد التربة.
4- بعد إضافة الجبس يتم حرث التربة بمحراث تحت التربة لخلط المحسن جيدا مع التربة.
5- التسوية الجيدة للتربة بعد ذلك يتم تقسيمها إلى أحواض و عمل بطون لها لحجز المياه عليها.
6- إضافة مياه الري اللازمة على الأحواض للعمق المطلوب و متابعة إستعواضة لإعطاء الفرصة لإتمام التفاعل ويتم ذلك حتى تتحسن الأرض مع متابعة عملية التحليل للتربة في المعمل للتأكد من تحسين خواص الأرض الكيميائية و الطبيعية و الحيوية.

ثالثا : الاراضى القلوية :
ويتم استصلاحها كما تم في الاراضى الملحية مع مراعاة متابعة تحليل عينات التربة مع مراحل التحسين حتى يصل تركيز الأملاح في عجينة التربة المشبعة إلى ما قبل 4 ملليموز / سم حتى لا تتحول الأرض إلى صودية عندئذ تجفف الأرض و يضاف الجبس الزراعي أو الكبريت حسب ما تم في استصلاح الاراضى القلوية و تستكمل عملية التحسين كما في الاراضى الصودية.

تقدير حساب إحتياج الأراضى للجبس 

نشكرا أولا المهندس/ جمعة محمد عطا والدكتور إبراهيم على المعلومات التى لم يبخلوا علينا بها عن طلبى لهم بسؤال بخصوص تقدير حساب إحتياج الأراضى للجبس وايضاً أخص بالشكر جميع السادة الأعضاء الذين تكرموا وشاركوا فى الموضوع والآن أنا أكتب جزء خاص بذلك الموضوع لعله يكون مرجعا لمن يريده وشكرا…
تقدير حساب إحتياج الأراضى للجبس 

أولاً نريد أن نتعرف على بعض المفاهيم والمصطلحات قبل الدخول للموضوع لسهولة الفهم …

الأراضى الجبسية:
مفهومها:
هى تلك الأراضى التى تزيد بها نسبة كبريتات الكالسيوم عن باقى الأملاح فى معظم طبقاتها.

وجودها:
توجد فى الأراضى التى ترسبت عليها كبريتات الكالسيوم بالعوامل المحيطة ، أو من تبخير مياه البحيرات ومن ثم غسل الأملاح بالأمطار عند سقوطها فيظل الجبس نتيجه لصعوبة ذوبانه عن باقى العناصر ، والجبس المنقول من مكان آخر بواسطة الرياح أو المياه . وتوجد بنسب عالية قد تصل الى 50% وفى هذه الحالة تضر الأرض الزراعية.

أضرارها:
يبين الجدول التالى العالقة بين محتوى الجبس فى التربة ونمو النبات وضرر الجبس.
 
شروط إضافة الجبس الزراعى:
1- وجود شبكة صرف جيدة بالأرض مع توفير كميات كبيرة من المياه.
2- زراعة الأرز صيفاً والشعير شتاءاً.
3- أن تكون الأرض جيدة النفاذية.
4- الحرص على أن لا تتحول الأرض من ملحية الى قلوية أثناء غسيل الأرض.

مواصفات الجبس الزراعى المضاف:
1- أن يكون ناعم ودرجة نقاوته تزيد عن 80 % 
2- أن يكون خالى من ملح كلوريد الصوديوم.
مميزات إضافة الجبس الزراعى:
يساعد الجبس الزراعى على خفض رقم الـpH للأرض لما له من تأثير حامضى والذى يؤدى فى النهاية الى تيسير بعض العناصر وجعلها صالحة للإمتصاص، ويعمل أيضاً على معالجة الأراضى الملحية والصودية حيث يطرد الصوديوم من مركب الإمتصاص من على معقد التبادل ويحل الكالسيوم محله، كما يساعد على تحسين الخواص الكيميائية والطبيعية للتربة.

أضرار زيادة الكمية المضافة من الجبس الزراعى:
تعمل على تقليل السعة التبادلية الكاتيونية للأرض ، كما أنها تؤثر على درجة خصوبة التربة.

تقدير الجبس الموجود فى الأرض Gypsum determination in soil:
يتم تقدير الجبس الموجود فعلياً في التربة بتقدير الزيادة في نسبة الكالسيوم بالنسبة للتربة نتيجة التخفيف.
– طريقة زيادة ذوبان الكالسيوم بالتخفيف: Determination of Gypsum present الأساس العلمي:
تقدير كمية الجبس (الكالسيوم) الموجودة فعلياً في التربة لقياس مدى حاجة الأرض لها من عدمه.

طريقة التقدير: 
1- حضر عجينة مشبعة للتربة واحسب النسبة المئوية للتشبع بها . 
2- رشح العينة وقدر كمية الكالسيوم بها بالمليمكافئ / لتر ويكون ذلك (أ) . 
3- ضع 5 جرام من التربة الجافة هوائياً وأنقلها إلى ورقة مخروطي مناسب الحجم حيث يضاف إليها حجماً من الماء يكفي لإذابة الجبس الموجود فيها (من 100- 1000 مل) ماء مقطر – ترج التربة في جهاز الرج الآلي لمدة 15 دقيقة. 
4- رشح المحلول وقدر الكالسيوم بالميللمكافئ / لتر ويكون ذلك (ب) . 

طريقة الحساب: 
إذاً الجبس الموجود بالملليكافئ / 100جرام تربة = (د) – (جـ). 

لذلك:
* إذا أردت معرفة مقدار الجبس الموجود في التربة بالطن في الفدان طبق الأتي:
الجبس الموجود بالطن للفدان = الجبس الموجود بالملليكافئ / 100 جرام تربة × 1.6.
* إذا أردت معرفة مقدار الجبس بالجرام الموجود علي صورةCaSO4.2H2O لمائه جرام تربة اتبع الأتي:

الاحتياجات الجبسية للتربة Soil Gypsum Requirements :
مفهوم الاحتياج الجبسى:
تحتاج الأراضي القلوية إلى كميات معينة من الكالسيوم (حسب درجة قلوية التربة) ,لمعالجة قلويتها,وذلك بإحلال الكالسيوم المضاف على صورة جبس , محل الصوديوم (وأحيانا محل المغنسيوم) المتبادل على معقد الإدمصاص حسب المعادلة التالية:

Na-Clay + Ca+2 ــــــــــ Ca-Clay + Na+
وعلى أساس هذا التفاعل يمكن معرفة الجبس اللازم إضافته للتربة للتخلص من قلوية التربة . حيث ترج التربة مع محلول كالسيوم مشبع, ثم يقدر النقص في تركيز الكالسيوم ليدل على الكمية المطلوبة من الجبس لمعالجة القلوية. ويلاحظ انه في الأراضي القلوية عادة ما يوجد بها كربونات صوديوم والتي تتفاعل مع الجبس مكونة كربونات كالسيوم غير الذائبة نسبياً وذلك حسب المعادلة التالية:
Na2CO3 + CaSO4 ـــــ CaCO3 + Na2SO4

لذا يجب اخذ هذا التفاعل في الاعتبار عند تقدير الاحتياجات الجبسية لهذه الأراضي . ويعتبر الجبس الطبيعي عالي الجودة وإذا ذادت نقاوته عن 75% وان يكون ناعماً بحيث يمر بمناخل ذات ثقوب بمعدل 100 ثقب\بوصة.

طريقة Sohoonover: 
الأساس العلمي:
اخترع Sohoonover بناءً علي أبحاثه مع Megeorce ، Breazeale الاختبار التالي لمعرفة مقدار الجبس الواجب إضافته لأملاح التربة القلوية في الأراضي التي لا يوجد بها جبس. 

طريقة التقدير: 
1- حضر محلول مشبع رايق بالترشيح من الجبس . بحيث يحتوي على الأقل 38 ملليمكافئ كالسيوم في اللتر وذلك برج 5 جرام كبريتات كالسيوم ثنائية التأدرت CaSO4 . 2H2O في لتر من الماء المقطر في جهاز الرج الآلي لمدة 5 دقائق ثم رشح وقدر الكالسيوم الراشح باستعمال محلول الفيرسين. 
2- يضاف 100 مل بالضبط من المحلول السابق إلى 5 جرام تربة والرج لمدة 5 دقائق في جهاز الرج الآلي ثم الترشيح وتقدير الكالسيوم في ذلك المرشح . 

طريقة الحساب:
لحساب كمية الجبس المطلوبة إضافتها بالطن للفدان تبين المعادلة التالية :
كمية الجبس المطلوب إضافتها بالطن للفدان = ما يلزم 100 جرام تربة بالملليمكافئ× 1.72

لقد استنتج الرقم 1.72 كالتالي :
في الفدان لعمق 30 سم بالطن = مساحة الفدان × العمق × كثافة التربة 
= 4200 × 0.3 × 1.59 = 2000 طن .
إذا كان كل 100 جرام تربة تحتاج1 ملليكافئ جبس (0.086 جرام جبس) . 
إذاً 1000 جرام تربة (1 كجم) تحتاج إلى 0.86 جرام جبس . 
إذاً 1000 كجم ( ا طن ) تحتاج إلى 860 جرام جبس = 0.860 كجم جبس .
= 0.000860 طن جبس .
أي أن كل 1 طن تربة يحتاج إلى 0.00086 طن من الجبس . 
إذاً 2000 طن تربة يحتاج إلى 2000 × 0.00086 = 1.72.
أي أن الفدان يحتاج إلى 1.72 طن من الجبس إذا كان الـ 100 جرام تربة منه تحتاج الى 1 ملليمكافئ من الجبس 2 × 1.72 إذا كان الملليمكافئ 3 × 1.72 إذا كان 3 ملليمكافئ ………. وهكذا. 

حساب احتياجات الأرض للجبس Soil Gypsum Requirements Calculator of:

يتم ذلك في الخطوات التالية :
1-فإذا كانت هذه النسبة أكثر من 15 % اعتبرت الأرض صودية ويجب إصلاحها وجعل النسبة لا تزيد عن 15 % . 
2- تحسب 15 % للسعة التبادلية للترية ولتكن ( أ ) ملليمكافئ / 100 جرام تربة . 
3- لنفرض أن الصوديوم المتبادل = (ب) ملليكافئ / 100 جرام تربة . 
4- الفرق بين( أ )،( ب ) هو كمية الصوديوم المتبادل الزائدة عن 15 % والتي يجب علاجها بالجبس إذاً الصوديوم الواجب إزالته = ب – أ = س . 
5- كمية الجبس اللازمة لذلك = س × 1.72 = طن للفدان . 
6- كمية الجبس الموجودة فعلاً في التربة بالطن للفدان لعمق 30 سم =
7- كمية الجبس الواجب إضافتها تنتج بطرح الخطوة رقم (6) من الخطوة رقم (5) = الناتج بالطن .

كيفية علاج الأراضي القلوية و الصودية بالجبس الزراعي؟ How to treat alkaline land and agricultural imprisonment Also dip:

إذا أوضح الفحص انه من الضروري إضافة الجبس أو غيره حتى يمكن خفض الصوديوم المتبادل من الأرض فيتم تحضير الكمية المطلوبة من الجبس إلي الأرض ولان الجبس يعتبر ذي درجة ذوبان متوسطة في الماء وعلي ذلك لكي تصبح إضافة الجبس وسيلة فعالة لاستبدال الصوديوم بالكالسيوم فانه يلزم استخدام كميات كبيرة م ماء الري للحصول علي اعلي تأثير للجبس كما انه في كثير من الحالات قد تحتوي طبقة تحت التربة علي صوديوم متبادل فلكي يتم التخلص منه فانه يجب أن الجبس أو أي مادة مضافة علي السطح أن تغسل إلي أسفل وبالإضافة ألي ذلك فان وجود تركيزات عالية من أملاح الصوديوم الذائبة تؤثر بدرجة كبيرة علي كفاءة الجبس في استبدال صوديوم بالكالسيوم وفي هذه الحالة يتحتم التخلص أولا من الصوديوم الذائب بالغسيل.
ويحدث عند اضافة الجبس نوعين من التفاعلات الكيماوية وهما:
1- يستبدل الصوديوم بالكالسيوم وبذلك يتحول الطين الصودي إلي طين كالسيومي.
2Na + CaSO4 ـــــــــــــ Ca + NaSO4
2- يتفاعل الجبس مع كربونات الصوديوم ويحولها إلي كبريتات الصوديوم.
Na2CO3 +CaSO4 ـــــــــــــ CaCO3 + Na2SO4

وهذا التفاعل لا يمكن آن يتم ألي نهايته ما لم يتم التخلص من NaSO4 المتكونة بالغسيل.
ويساعد الجبس علي خفض رقم ألPH للأرض حيث انه يطرد الصوديوم من مركب الامتصاص ويحل الكالسيوم محله ومن المعروف أن رقم ألPH تزداد بازدياد مقدار الصوديوم المتبادل في مركب الامتصاص وعلي ذلك فالتخلص من هذا الصوديوم أو طرده من مركب الامتصاص يساعد علي خفض آلPH وأيضا يساعد علي تحسين الخواص الكيماوية للأرض.

كميات الجبس المضافة إلى التربة:
– إذا ظهر من تحليل الأرض أن نسبة الملوحة بالأرض أقل ن 4 ملليموز أي أقل من 2500 جزء في المليون يضاف الجبس الزراعي سنوياً حوالي ما بين 0.5 – 1.5 طن للفدان.
– إذا كانت الأرض ملحية متوسطة ما بين 4 – 8 ملليموز ( 2500 – 5000 جزء في المليون) يجب زيادة كمية الجبس الزراعي إلى حوالي ( 2 – 5 طن للفدان) وذلك للمحافظة على خصوبة الأرض.
– إذا ظهر من التحليل أن الأرض ملحية بنسبة عالية ما بين 8 – 12 ملليموز (5000 – 7500 جزء في المليون). تزداد كمية الجبس الزراعي إلى ( 5 – 8 طن للفدان) خاصة عند غسيل الأملاح.