الترشيح (الزراعة)

في الزراعة ، يُعرف غسل التربة بأنه فقدان العناصر الغذائية النباتية الذائبة في الماء نتيجة الأمطار والري . وتُؤخذ في الاعتبار عوامل عديدة لتجنب الفقدان المفرط للعناصر الغذائية، منها بنية التربة، ونوع المحاصيل المزروعة، وأنواع الأسمدة ومعدلات استخدامها. كما يُشير غسل التربة إلى ممارسة إضافة كمية قليلة من الماء الزائد في حال ارتفاع نسبة الملوحة ، وذلك لمنع تراكم الأملاح في التربة ( التحكم في الملوحة ). وعند تطبيق هذه الممارسة، يُشترط عادةً استخدام نظام تصريف لتصريف المياه الزائدة.

يُعدّ التسرب مشكلة بيئية طبيعية عندما يُساهم في تلوث المياه الجوفية . فعندما تتسرب مياه الأمطار أو الفيضانات أو غيرها من المصادر إلى باطن الأرض، يُمكنها إذابة المواد الكيميائية ونقلها إلى مصادر المياه الجوفية. ومن بين المخاطر التي تُثير قلقًا بالغًا، مكبات النفايات الخطرة ، وفي القطاع الزراعي، الإفراط في استخدام الأسمدة ، وتخزين روث الحيوانات بشكل غير سليم، والمبيدات الحيوية (مثل مبيدات الآفات والفطريات والحشرات والأعشاب ) .

النيتروجين عنصر شائع في الطبيعة ومغذٍّ أساسي للنباتات. يشكل النيتروجين (N₂ ₎ حوالي 78% من الغلاف الجوي للأرض . الرابطة القوية بين ذرات النيتروجين _تجعله غازًا خاملًا نسبيًا، فلا تستخدمه النباتات والحيوانات بشكل مباشر. أثناء دورة النيتروجين الطبيعية في الهواء والماء والتربة، يخضع لتحولات كيميائية وبيولوجية متنوعة. يعزز النيتروجين نمو النباتات. تتغذى الماشية على المحاصيل منتجةً السماد، الذي يُعاد إلى التربة، مضيفًا أشكالًا عضوية ومعدنية من النيتروجين. تكتمل الدورة عندما يستخدم المحصول التالي التربة المُخصبة. ^{[ 1 ]} لزيادة إنتاج الغذاء، تُضاف الأسمدة، مثل النترات (NO₃⁻) والأمونيوم ( NH₄⁺ ₎ ^، التي تمتصها _{النباتات} بسهولة، إلى منطقة جذور النباتات. مع ذلك، لا تمتص التربة أيونات النترات الزائدة ^{، فتنتقل} _بحرية إلى الأسفل مع مياه الصرف، وتُرشح إلى المياه الجوفية والجداول والمحيطات. ^{[ 2 ]} تتأثر درجة الترشيح بما يلي:

• نوع التربة وبنيتها. على سبيل المثال، تحتفظ التربة الرملية بكمية قليلة من الماء بينما تتمتع التربة الطينية بمعدلات عالية للاحتفاظ بالماء؛
• كمية المياه التي تستخدمها النباتات/المحاصيل؛
• كمية النترات الموجودة بالفعل في التربة. ^{[ 3 ]}

يرتفع مستوى أكسيد النيتروز (N₂O ₎ في الغلاف الجوي للأرض بمعدل يتراوح بين 0.2 و0.3% سنويًا. وتفوق مصادر النيتروجين البشرية المنشأ المصادر الطبيعية، كالتربة والمحيطات، بنسبة 50%. وتُشكل المدخلات الزراعية المُرشحة، أي الأسمدة والسماد العضوي، 75% من مصادر النيتروجين البشرية المنشأ. ^{[ 4 ]} وتشير تقديرات منظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة (الفاو) إلى أن الطلب العالمي على الأسمدة النيتروجينية قد ازداد بنسبة 1.7% سنويًا بين عامي 2011 و2015، أي بزيادة قدرها 7.5 مليون طن. ومن المتوقع أن تبلغ الزيادات الإقليمية في استخدام الأسمدة النيتروجينية 67% في آسيا، و18% في الأمريكتين، و10% في أوروبا، و3% في أفريقيا، و1% في أوقيانوسيا. ^{[ 5 ]}

يُعدّ الفوسفور (P) عنصرًا غذائيًا أساسيًا في ظاهرة التخثث في المياه السطحية، وقد ثبت أنه يحدّ من نمو الطحالب في البيئات البحيرية. لطالما اعتُبر فقدان الفوسفور من الحقول الزراعية أحد أبرز التهديدات لجودة المياه السطحية. ^{[ 6 ]} يُعدّ الترشيح مسارًا مهمًا لانتقال الفوسفور من الحقول الزراعية في المناطق المسطحة ذات التربة الرملية أو التربة المعرضة للجريان التفضيلي. ^{[ 7 ]} على عكس النيتروجين، يتفاعل الفوسفور مع جزيئات التربة عن طريق الامتزاز والتحلل . من أهم مواقع الامتزاز المحتملة للفوسفور في التربة أسطح أكاسيد أو هيدروكسيدات الحديد والألومنيوم، مثل الجبسيت أو الفيريهيدريت . وبالتالي، تتمتع التربة، وخاصة تلك الغنية بهذه المعادن ، بقدرة على تخزين الفوسفور المضاف مع الأسمدة أو السماد العضوي. يوجد الفوسفور الممتز في حالة توازن معقدة مع الفوسفور الموجود في محلول التربة، وتتحكم في هذه الحالة عوامل عديدة، منها:

• توافر مواقع الامتزاز؛
• تركيز الفوسفور والأنيونات الأخرى في محلول الماء في التربة؛
• درجة حموضة التربة؛
• جهد الأكسدة والاختزال للتربة . ^{[ 7 ] [ 8 ]}

يحدث ترشيح الفوسفور عندما يختل هذا التوازن، بحيث يُطلق الفوسفور الممتص سابقًا في محلول التربة، أو عندما يتعذر امتصاص المزيد منه. تتلقى العديد من الأراضي المزروعة كميات من الفوسفور من الأسمدة أو السماد العضوي تفوق في كثير من الأحيان احتياجات المحاصيل، وغالبًا ما يستمر ذلك لعقود. يتسرب الفوسفور المضاف إلى هذه التربة ببساطة لأن معظم مواقع الامتصاص المحتملة مشغولة بالفوسفور المتراكم من الماضي، والذي يُسمى "الفوسفور الموروث". ^{[ 9 ] [ 10 ]} قد يحدث ترشيح الفوسفور أيضًا نتيجة لتغير الظروف الكيميائية في التربة. قد يؤدي انخفاض جهد الأكسدة والاختزال في التربة بسبب التشبع المائي لفترات طويلة إلى ذوبان اختزالي لمعادن الحديديك ، وهي مواقع امتصاص مهمة للفوسفور. وبالتالي، يُطلق الفوسفور الممتص على هذه المعادن في محلول التربة، وقد يتعرض للترشيح أيضًا. تُعد هذه العملية مصدر قلق خاص في استعادة الأراضي الرطبة الطبيعية التي جُففت سابقًا لأغراض الإنتاج الزراعي. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

يمكن أن تؤثر المستويات العالية من النترات (NO3 ₎ في الماء سلبًا على مستويات الأكسجين لكل من الإنسان والأنظمة المائية. تشمل المشاكل الصحية التي يعاني منها الإنسان ميثيموغلوبين الدم ونقص الأكسجين ، والمعروف باسم متلازمة الطفل الأزرق . نتيجةً لهذه الآثار السامة، تحدد الهيئات التنظيمية كمية النترات _{المسموح} بها في مياه الشرب بين 45 و50  ملغم/لتر. ويمكن أن يؤدي التخثث ، وهو انخفاض محتوى الأكسجين في الماء، إلى نفوق الأسماك والكائنات البحرية الأخرى. أخيرًا، يمكن أن يؤدي تسرب _{النترات} من المصادر الحمضية إلى زيادة فقدان الكالسيوم والمغذيات الأخرى في التربة، مما يقلل من إنتاجية النظام البيئي . ^{[ 2 ]}

• الترشيح (علم التربة)
• نموذج الترشيح (التربة)
• التحكم في ملوحة التربة (متطلبات الترشيح، كفاءة الترشيح)
• SahysMod (نموذج مكاني للملوحة والترشيح والمياه الجوفية في الزراعة المائية)

• الهيئة الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) على الإنترنت  :
• RJOosterbaan، توازن الماء والملح في الهيدرولوجيا الزراعية. ملاحظات محاضرة، الدورة الدولية حول تصريف الأراضي، المعهد الدولي لبحوث الثروة الحيوانية، فاغينينغين، هولندا. متاح عبر الإنترنت  .
• آر جيه أوستربان، 1997. " سولت مود : أداة لدمج الري والصرف للتحكم في الملوحة". في: دبليو بي سنيلين (محرر)، نحو تكامل إدارة الري والصرف. تقرير خاص من المعهد الدولي لبحوث الثروة الحيوانية، ص  41-43. متاح على الإنترنت  .