ملوحة التربة

ملوحة التربة هي نسبة الأملاح فيها ؛ وتُعرف عملية زيادة هذه النسبة بالتملح . ^{[ 1 ]} توجد الأملاح بشكل طبيعي في التربة والمياه. يمكن أن يحدث التملح نتيجة عمليات طبيعية مثل التجوية المعدنية ^{[ 2 ]} أو نتيجة انحسار المحيطات تدريجيًا. [ 3 ^{] كما يمكن} أن يحدث أيضًا من خلال عمليات اصطناعية مثل الري ^{[ 4 ]} وملح الطرق . ^{[ 5 ]}

الأملاح مكون طبيعي في التربة والمسطحات المائية . الأيونات المسؤولة عن التملح هي: Na ⁺ ، K ⁺ ، Ca2 ⁺ ، Mg2 ⁺ ، و Cl- ^{. [ 6 ]}

على مدى فترات طويلة، ومع تجوية معادن التربة وإطلاقها للأملاح، ^{[ 7 ]} تُغسل هذه الأملاح أو تُرشح من التربة بواسطة مياه الصرف في المناطق ذات الهطول المطري الكافي ^{[ 8 ]} أو تحت الري ، ^{[ 9 ]} أو قد ترتفع عبر الخاصية الشعرية وتتراكم بالقرب من السطح في ظل التبخر الشديد خلال فترات الجفاف . ^{[ 10 ]} بالإضافة إلى تجوية المعادن ، تترسب الأملاح أيضًا عن طريق الغبار ^{[ 11 ]} والهطول المطري. ^{[ 12 ]} قد تتراكم الأملاح في المناطق الجافة، مما يؤدي إلى تربة مالحة طبيعيًا . ^{[ 13 ]} وهذا هو الحال، على سبيل المثال، في أجزاء كبيرة من أستراليا .

يمكن أن تزيد الممارسات البشرية من ملوحة التربة عن طريق إضافة الأملاح إلى مياه الري . ^{[ 14 ]} ويمكن للإدارة السليمة للري أن تمنع تراكم الأملاح من خلال توفير مياه تصريف كافية (مثل مياه الأمطار ) لغسل الأملاح المضافة من التربة. ^{[ 15 ]} كما أن تعطيل أنماط التصريف التي توفر الغسل يمكن أن يؤدي إلى تراكم الأملاح. ومثال على ذلك ما حدث في مصر عام 1970 عند بناء السد العالي في أسوان . فقد أدى تغير مستوى المياه الجوفية قبل البناء إلى تآكل التربة ، مما أدى إلى ارتفاع تركيز الأملاح في منسوب المياه الجوفية. وبعد البناء، أدى استمرار ارتفاع منسوب المياه الجوفية إلى تملح الأراضي الصالحة للزراعة . ^{[ 16 ]} كما أن ازدياد الجفاف الناتج عن الاحتباس الحراري الناجم عن الأنشطة البشرية يساهم أيضاً في تملح التربة المشبعة بالمياه . ^{[ 17 ]}

عندما يغلب أيون الصوديوم ( Na ^{+ )، يمكن أن تصبح التربة} صودية . وقد يكون الرقم الهيدروجيني للتربة الصودية حمضياً أو متعادلاً أو قلوياً . ^{[ 18 ]}

تُشكّل التربة الصودية تحديات خاصة نظرًا لضعف بنيتها ، مما يُحدّ من تسرب المياه وتصريفها أو يمنعهما تمامًا . ^{[ 19 ]} كما تميل هذه التربة إلى تراكم عناصر معينة، مثل البورون والموليبدينوم ، في منطقة الجذور بمستويات قد تكون سامة للنباتات. ^{[ 20 ]} يُعدّ الجبس المركب الأكثر شيوعًا في معالجة التربة الصودية ، ^{[ 21 ]} وقد تُوفّر بعض الكائنات الحية المُتحمّلة للأملاح وسمية الأيونات (مثل النباتات الملحية ، والبكتيريا الجذرية المحبة للملوحة ) استراتيجيات لتحسينها. ^{[ 22 ]}

يُستخدم مصطلح "التربة الصودية" أحيانًا بشكل غير دقيق في الدراسات الأكاديمية. وقد استُخدم بالتبادل مع مصطلح " التربة القلوية "، الذي يُستخدم بمعنيين: 1) تربة ذات درجة حموضة أعلى من 8.2، 2) تربة ذات محتوى صوديوم قابل للتبادل يزيد عن 15% من سعة التبادل الكاتيوني . غالبًا ما يُستخدم مصطلح "التربة القلوية"، ولكن ليس دائمًا، للإشارة إلى التربة التي تستوفي كلا هاتين الخاصيتين. ^{[ 23 ]}

قد تحدث ملوحة الأراضي الجافة عندما يتراوح منسوب المياه الجوفية بين مترين وثلاثة أمتار من سطح التربة الطينية، بينما قد يكون أقل من متر واحد في التربة الرملية. ^{[ 24 ]} ترتفع الأملاح من المياه الجوفية بفعل الخاصية الشعرية إلى سطح التربة. ^{[ 25 ]} يحدث هذا عندما تكون المياه الجوفية مالحة (وهو ما ينطبق على العديد من المناطق)، ويُعزز ذلك ممارسات استخدام الأراضي التي تسمح بدخول كميات من مياه الأمطار إلى الخزان الجوفي تفوق قدرته على استيعابها. على سبيل المثال، يُعدّ قطع الأشجار لأغراض الزراعة سببًا رئيسيًا لملوحة الأراضي الجافة في بعض المناطق، حيث استُبدلت جذور الأشجار العميقة بجذور سطحية للمحاصيل السنوية. ^{[ 26 ]}

قد تحدث ملوحة المياه الناتجة عن الري بمرور الوقت في أي مكان يُروى فيه، إذ تحتوي جميع المياه تقريبًا (حتى مياه الأمطار الطبيعية) على بعض الأملاح الذائبة. ^{[ 27 ]} وعندما تستخدم النباتات الماء، تترسب الأملاح في منطقة الجذور ( الريزوسفير ) وتبدأ بالتراكم تدريجيًا. ^{[ 28 ]} ويُطلق على هذا الماء الزائد عن حاجة النبات اسم " الجزء المُرشَّح" . كما تزداد ملوحة مياه الري بشكل كبير بسبب سوء الصرف واستخدام المياه المالحة لري المحاصيل الزراعية. ^{[ 29 ]}

غالباً ما تنتج الملوحة في المناطق الحضرية عن مزيج من الري ، الشائع الآن في الحدائق ومناطق الترفيه ، والذي يستخدم في كثير من الأحيان المياه المعالجة المحملة بالملح ، وعمليات المياه الجوفية . ^{[ 30 ]}

عواقب الملوحة هي

• الآثار الضارة على نمو النبات وإنتاجيته ^{[ 31 ]}
• الأضرار التي تلحق بالبنية التحتية ( الطرق ، والطوب ، وتآكل الأنابيب والكابلات) ^{[ 32 ]}
• انخفاض جودة المياه للمستخدمين، ومشاكل الترسيب، وزيادة ترشيح المعادن ^، وخاصة النحاس والكادميوم والمنغنيز والزنك ^{[ 33} ] .
• يحدث تآكل التربة في نهاية المطاف عندما تتأثر المحاصيل بشدة بكميات الأملاح وينهار الغطاء النباتي ^{[ 34 ].}
• يتطلب تحلية المياه طاقة أكبر ^{[ 35 ]}

تُعدّ الملوحة مشكلةً هامةً لتدهور الأراضي . ^{[ 36 ]} يمكن الحدّ من ملوحة التربة عن طريق غسل الأملاح الذائبة منها باستخدام مياه ريّ زائدة ذات جودة عالية (أي منخفضة الأملاح). ^{[ 37 ]} تشمل مكافحة ملوحة التربة التحكم في مستوى المياه الجوفية وغسل التربة بالتزامن مع تصريف المياه عبر الأنابيب أو أي شكل آخر من أشكال الصرف تحت السطحي . ^{[ 38 ] [ 39 ]} يتوفر شرحٌ شاملٌ لملوحة التربة من منظمة الأغذية والزراعة التابعة للأمم المتحدة . ^{[ 40 ]}

يمكن أن يؤثر وجود الأملاح الذائبة في التربة بشكل كبير على خصائصها الهندسية ، لا سيما في ظل ظروف رطوبة متفاوتة. ^{[ 41 ]} وقد أظهرت الدراسات أن النقع طويل الأمد قد يؤدي إلى ذوبان الأملاح وإعادة توزيعها في التربة الطينية والجبسية، مما ينتج عنه تغيرات في ^بنية التربة وانخفاض في قوتها وصلابتها . [ ^{42 ]}

أظهرت الأبحاث التي أجريت على التربة الجبسية أن تغير الرطوبة وظروف التشبع يمكن أن تؤثر بشكل كبير على الأداء الميكانيكي بسبب ذوبان الجبس والتغيرات في بنية التربة الداخلية. ^{[ 43 ]}

وقد أظهرت دراسات سابقة أيضاً أن ظروف الرص تتفاعل مع تأثيرات الملوحة ، حيث يؤدي زيادة الرص إلى تحسين القوة الأولية، ولكن التعرض طويل الأمد للرطوبة قد يؤدي مع ذلك إلى التدهور بسبب ذوبان الأملاح الذائبة في التربة الجبسية. ^{[ 44 ]}

يمكن تحمل مستويات عالية من ملوحة التربة إذا زُرعت نباتات مقاومة للملوحة. تفقد المحاصيل الحساسة حيويتها حتى في التربة قليلة الملوحة، وتتأثر معظم المحاصيل سلبًا بالتربة متوسطة الملوحة، ولا تزدهر في التربة شديدة الملوحة إلا المحاصيل المقاومة للملوحة. [ ^{45 ] وقد نشرت} جامعة وايومنغ ^{[ 46 ]} وجامعة ولاية يوتا [ ^{47 ]} وحكومة ألبرتا ^{[ 48 ]} بيانات عن تحمل المحاصيل للملوحة .

تُعدّ البيانات الميدانية في الأراضي المروية، في ظل ظروف المزارعين، شحيحة، لا سيما في البلدان النامية. ومع ذلك، أُجريت بعض الدراسات الاستقصائية في المزارع في مصر ^{[ 49 ]} ، والهند ^{[ 50 ]} ، وباكستان ^{[ 51 ]} . وتُعرض بعض الأمثلة في المعرض التالي، حيث رُتّبت المحاصيل من الأكثر حساسية إلى الأكثر تحملاً ^{[ 52 ] [ 53 ] .}

• رسوم بيانية لمحصول المحاصيل وملوحة التربة في حقول المزارعين مرتبة حسب زيادة تحمل الملوحة.
• 
  الشكل 1. البرسيم (البرسيم المصري)، الذي يزرع في دلتا النيل بمصر، هو محصول حساس للملوحة ويتحمل قيمة ECe تصل إلى 2.4 ديسي سيمنز/متر، وبعد ذلك تبدأ المحاصيل في الانخفاض.
• 
  الشكل 2. القمح المزروع في سامبلا، هاريانا، الهند، حساس قليلاً، ويتحمل قيمة ECe تبلغ 4.9 ديسي سيمنز/متر.
• 
  الشكل 3. أظهرت القياسات الميدانية في حقول القمح في جوهانا، هاريانا، الهند، مستوى تحمل أعلى يبلغ ECe = 7.1 ديسي سيمنز/متر. (أظهر القمح المصري، غير الموضح هنا، نقطة تحمل تبلغ 7.8 ديسي سيمنز/متر).
• 
  الشكل 4. يمكن وصف القطن المزروع في دلتا النيل بأنه مقاوم للملوحة، حيث تبلغ قيمة التوصيل الكهربائي الحرجة (ECe) 8.0 ديسي سيمنز/متر. ومع ذلك، ونظرًا لقلة البيانات المتاحة لما بعد 8 ديسي سيمنز/متر، لا يمكن تحديد مستوى التحمل الأقصى بدقة، وقد يكون في الواقع أعلى من ذلك.
• 
  الشكل 5. الذرة الرفيعة من خيربور، باكستان، متسامحة للغاية؛ فهي تنمو بشكل جيد حتى ECe = 10.5 ديسي سيمنز/متر.
• 
  الشكل 6. القطن من خيربور، باكستان، يتحمل الظروف القاسية؛ فهو ينمو بشكل جيد حتى ECe = 15.5 ديسي سيمنز/متر.

ثبت أن للكالسيوم تأثيراً إيجابياً في مكافحة ملوحة التربة. وقد تبين أنه يخفف من الآثار السلبية للملوحة، مثل انخفاض امتصاص الماء من قبل النباتات. ^{[ 54 ]}

Soil salinity activates genes associated with stress conditions for plants.^[55] These genes initiate the production of plant stress enzymes such as superoxide dismutase, L-ascorbate oxidase, and Delta 1 DNA polymerase. Limiting this process can be achieved by administering exogenous glutamine to plants. The decrease in the level of expression of genes responsible for the synthesis of superoxide dismutase increases with the increase in glutamine concentration.^[55]

From the FAO/UNESCO Soil Map of the World^[56] the following salinised areas can be derived.^[57]

• Alkali soil – Soil type with pH > 8.5
• Arabidopsis thaliana responses to salinity
• Biosaline agriculture – Production of crops in salt-rich conditions
• Biosalinity – Use of salty water for irrigation
• Crop tolerance to seawater – Quality in crops
• Desalination – Removal of salts from water
• Environmental impacts of deicing salt – Chemicals used to de-ice surfacesPages displaying short descriptions of redirect targets
• Halophyte – Salt-tolerant plant
• Halotolerance – Adaptation of living organisms to conditions of high salinity
• Salinity in Australia
• Salt tolerance of crops
• Sodium in biology
• Water softening – Removing positive ions from hard water
• U.S. Salinity Laboratory – National Laboratory for research on salt-affected soil

• مقال حول توازن الماء والأملاح في التربة
• قم بتنزيل نموذج الترشيح للتربة المالحة
• فيلم وثائقي بعنوان "ملح الأرض" من إنتاج تلفزيون براري العام