الخصائص الفيزيائية للتربة

تُصنّف الخصائص الفيزيائية للتربة ، تنازليًا حسب أهميتها لخدمات النظام البيئي كإنتاج المحاصيل ، إلى: النسيج ، والبنية ، والكثافة الظاهرية ، والمسامية ، والتماسك، ودرجة الحرارة، واللون ، والمقاومة الكهربائية . ^{[ 1 ]} يتحدد نسيج التربة بنسبة أنواع جزيئات المعادن الثلاثة المكونة لها، والتي تُسمى مكونات التربة المنفصلة: الرمل ، والطمي ، والطين . وعلى نطاق أوسع، تتكون تراكيب التربة، التي تُسمى الكتل الترابية أو ما يُعرف أكثر بتجمعات التربة، من مكونات التربة المنفصلة عندما تُغطي أكاسيد الحديد ، والكربونات ، والطين ، والسيليكا ، والدبال ، الجزيئات ، مما يؤدي إلى التصاقها في تراكيب ثانوية أكبر حجمًا وأكثر استقرارًا نسبيًا. ^{[ 2 ]} تُعد الكثافة الظاهرية للتربة ، عند تحديدها في ظروف رطوبة قياسية، مؤشرًا على مدى انضغاط التربة . ^{[ 3 ]} تتكون مسامية التربة من الفراغات الموجودة في حجمها، والتي تشغلها الغازات أو الماء. أما تماسك التربة فهو قدرة مكوناتها على التماسك. وتُعد درجة حرارة التربة ولونها من الخصائص المميزة لها. تشير المقاومة الكهربائية إلى مقاومة التربة لتوصيل التيارات الكهربائية ، وتؤثر على معدل تآكل الهياكل المعدنية والخرسانية المدفونة في التربة. ^{[ 4 ]} وتختلف هذه الخصائص باختلاف عمق التربة، أي باختلاف طبقاتها . وتحدد معظم هذه الخصائص تهوية التربة وقدرة الماء على التسرب والاحتفاظ به داخلها . ^{[ 5 ]}

تتكون التربة من مكونات معدنية هي الرمل والطمي والطين ، وتحدد نسبها نسيج التربة . تشمل الخصائص المتأثرة بنسيج التربة المسامية ، والنفاذية ، ومعدل تسرب المياه ، ومعدل الانكماش والتمدد ، وقدرة التربة على الاحتفاظ بالماء ، وقابليتها للتآكل . في مثلث تصنيف نسيج التربة الموضح من قِبل وزارة الزراعة الأمريكية، تُسمى التربة الوحيدة التي لا يغلب عليها الرمل أو الطمي أو الطين بالتربة الطينية . مع أن الرمل أو الطمي أو الطين النقي قد يُعتبر تربة، إلا أن التربة الطينية التي تحتوي على كمية قليلة من المواد العضوية تُعتبر مثالية من منظور الزراعة التقليدية ، حيث تُستخدم الأسمدة أو السماد العضوي حاليًا للحد من فقدان العناصر الغذائية نتيجة انخفاض غلة المحاصيل على المدى الطويل. ^{[ 7 ]} قد تتكون المكونات المعدنية للتربة الطينية من 40% رمل، و40% طمي، و20% طين بالوزن. يؤثر نسيج التربة على سلوك التربة، وخاصة قدرتها على الاحتفاظ بالعناصر الغذائية (مثل سعة التبادل الكاتيوني ) ^{[ 8 ]} والماء .

الرمل والطمي نتاج التجوية الفيزيائية والكيميائية للصخور الأم ؛ ^{[ 9 ]} أما الطين، فهو في أغلب الأحيان نتاج ترسب الصخور الأم المذابة كمعادن ثانوية ، باستثناء ما ينتج عن تجوية الميكا . [ ^{10 ] وتُحدد} نسبة مساحة السطح إلى الحجم ( المساحة السطحية النوعية ) لجزيئات التربة، بالإضافة إلى الشحنات الكهربائية الأيونية غير المتوازنة داخلها، دورها في خصوبة التربة، كما يُقاس ذلك بسعة التبادل الكاتيوني . ^{[ 11 ] [ 12 ]} يُعد الرمل الأقل نشاطًا، نظرًا لامتلاكه أقل مساحة سطحية نوعية، يليه الطمي؛ بينما يُعد الطين الأكثر نشاطًا. وتتمثل أكبر فائدة للرمل في مقاومته للانضغاط وزيادة مساميته، مع العلم أن هذه الخاصية تنطبق فقط على الرمل النقي، وليس على الرمل المختلط بمعادن أصغر تملأ الفراغات بين حبيباته. ^{[ 13 ]} يشبه الطمي الرمل من الناحية المعدنية، ولكنه يتميز بمساحة سطحية نوعية أعلى، مما يجعله أكثر نشاطًا كيميائيًا وفيزيائيًا من الرمل. لكن محتوى الطين في التربة، بمساحته السطحية النوعية العالية جدًا وعدد شحناته السالبة الكبير عمومًا ، هو ما يمنح التربة قدرتها العالية على الاحتفاظ بالماء والمغذيات. ^{[ 11 ]} كما أن التربة الطينية تقاوم التعرية بفعل الرياح والمياه بشكل أفضل من التربة الطينية والرملية، نظرًا لترابط جزيئاتها بإحكام، ^{[ 14 ]} وذلك بفضل التأثير المخفف القوي للمواد العضوية. ^{[ 15 ]}

يُعدّ الرمل أكثر المكونات المعدنية استقرارًا في التربة؛ فهو يتكون من شظايا صخرية، معظمها جزيئات كوارتز ، يتراوح قطرها بين 2.0 و0.05 ملم (0.0787 إلى 0.0020 بوصة) . أما الطمي، فيتراوح حجمه بين 0.05 و0.002 ملم (0.001969 إلى 7.9 × 10⁻⁵ بوصة) . ولا يمكن تمييز الطين بالمجاهر الضوئية ^، إذ يبلغ قطر جزيئاته 0.002 ملم (7.9 × 10⁻⁵ ^بوصة ) أو أقل، وسمكها 10 أنغستروم فقط ( ^10⁻¹⁰ متر). ^{[ 16 ] [ 17 ]} في التربة متوسطة النسيج، غالبًا ما يُغسل الطين إلى أسفل عبر قطاع التربة (وهي عملية تُسمى الترسيب ) ويتراكم في الطبقة التحتية (وهي عملية تُسمى الترسيب السطحي ). لا توجد علاقة واضحة بين حجم مكونات التربة المعدنية وطبيعتها المعدنية: فقد تكون جزيئات الرمل والطمي كلسية أو سيليسية ، ^{[ 18 ]} بينما قد يتكون الطين ذو النسيج ( 0.002 مم (7.9 × 10⁻⁵ ^بوصة ) ) من جزيئات كوارتز دقيقة جدًا، بالإضافة إلى معادن ثانوية متعددة الطبقات. ^{[ 19 ]} وبالتالي، قد تشترك مكونات التربة المعدنية التي تنتمي إلى فئة نسيجية معينة في خصائص مرتبطة بمساحة سطحها النوعية (مثل الاحتفاظ بالرطوبة )، ولكن ليس في تلك المرتبطة بتركيبها الكيميائي (مثل سعة التبادل الكاتيوني ).        

تُصنّف مكونات التربة التي يزيد حجمها عن 2.0 مم (0.079 بوصة) على أنها صخور وحصى، وتُزال قبل تحديد نسب المكونات المتبقية ونوع نسيج التربة، ولكنها تُذكر في اسمها. على سبيل المثال، تُسمى التربة الرملية الطينية التي تحتوي على 20% من الحصى بالتربة الرملية الطينية الحصوية .  

عندما يكون المكون العضوي للتربة كبيرًا، تُسمى التربة تربة عضوية وليست تربة معدنية. تُسمى التربة عضوية إذا:

1. نسبة المعادن 0%، ونسبة المواد العضوية 20% أو أكثر
2. تتراوح نسبة المعادن من 0% إلى 50%، بينما تتراوح نسبة المواد العضوية بين 20% و30%.
3. يتكون الجزء المعدني من 50% أو أكثر من الطين، و30% أو أكثر من المواد العضوية. ^{[ 20 ]}

يؤدي تكتل مكونات نسيج التربة من رمل وطمي وطين إلى تكوين تجمعات ، ويؤدي ارتباط هذه التجمعات لاحقًا في وحدات أكبر إلى تكوين بنى تربة تُسمى "بيدات" (اختصار لكلمة "بيدوليث "). ويُساهم التصاق مكونات نسيج التربة بالمواد العضوية، وأكاسيد الحديد ، والكربونات ، والطين، والسيليكا، وتفتت هذه التجمعات نتيجة التمدد والانكماش الناجمين عن دورات التجمد والذوبان والترطيب والتجفيف، ^{[ 21 ]} وتراكم التجمعات بواسطة حيوانات التربة، والمستعمرات الميكروبية، وأطراف الجذور، ^{[ 22 ]} في تشكيل التربة إلى أشكال هندسية مميزة. ^{[ 23 ] [ 24 ]} وتتطور البيدات إلى وحدات ذات أشكال وأحجام ودرجات تطور مختلفة. ^{[ 25 ]} أما كتلة التربة، فهي ليست بيدات، بل كتلة من التربة ناتجة عن اضطراب ميكانيكي للتربة، مثل الزراعة . وتؤثر بنية التربة على التهوية ، وحركة الماء، وتوصيل الحرارة، ونمو جذور النباتات، ومقاومة التعرية. ^{[ 26 ]} الماء بدوره له تأثير قوي على بنية التربة، بشكل مباشر من خلال ذوبان وترسيب المعادن، والتدمير الميكانيكي للتجمعات ( التفتيت ) ^{[ 27 ]} وبشكل غير مباشر من خلال تعزيز نمو النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة.

غالباً ما توفر بنية التربة مؤشرات على قوامها، ومحتواها من المواد العضوية، ونشاطها البيولوجي، وتطورها السابق، واستخدامها البشري، والظروف الكيميائية والمعدنية التي تشكلت في ظلها. وبينما يُحدد قوام التربة بمكوناتها المعدنية، وهو خاصية متأصلة فيها لا تتغير مع الأنشطة الزراعية، فإن بنية التربة يمكن تحسينها أو إتلافها باختيار الممارسات الزراعية وتوقيتها. ^{[ 23 ]}

فئات بنية التربة: ^{[ 28 ]}

1. الأنواع: شكل وترتيب الأرجل
   1. البلاتي: تتكون من طبقات مسطحة فوق بعضها البعض  بسمك يتراوح بين 1 و10 ملم. توجد في الطبقة السطحية (A) من تربة الغابات ورواسب البحيرات.
   2. الموشورية والعمودية: تتميز الكتل الموشورية بطولها الرأسي،  ويتراوح عرضها بين 10 و100 ملم. الكتل الموشورية ذات قمم مسطحة، بينما الكتل العمودية ذات قمم مستديرة. تميل هذه الكتل إلى التكوّن في الأفق B في التربة الغنية بالصوديوم حيث يتراكم الطين.
   3. الكتل الزاوية وشبه الزاوية: الكتل المكعبة غير منتظمة الشكل، يتراوح حجمها بين 5 و50  مم، ذات حواف حادة في الكتل الزاوية، وحواف مستديرة في الكتل شبه الزاوية. تميل هذه الكتل إلى التكوّن في الطبقة B حيث يتراكم الطين، مما يدل على ضعف نفاذية الماء.
   4. حبيبي وفتاتي: كتل كروية الشكل من متعددات السطوح، يتراوح قطرها بين 1 و10  مم، وتوجد غالبًا في الطبقة السطحية (أ) بوجود مواد عضوية. الكتل الفتاتية أكثر مسامية وتُعتبر مثالية.
2. الفئات: حجم المشاة التي تعتمد نطاقاتها على النوع المذكور أعلاه
   1. دقيق جداً أو رقيق جداً: <1  مم مسطح وكروي؛ <5  مم مكعب؛ <10  مم يشبه المنشور.
   2. دقيق أو رقيق: 1-2  مم صفائحي، وكروي؛ 5-10  مم مكعب؛ 10-20  مم موشوري الشكل.
   3. متوسط: 2-5  مم صفائحي، حبيبي؛ 10-20  مم كتلي؛ 20-50 مم موشوري الشكل.
   4. خشن أو سميك: 5-10  مم صفائحي، حبيبي؛ 20-50  مم كتلي؛ 50-100  مم موشوري الشكل.
   5. خشن جداً أو سميك جداً: >10  مم صفائحي، حبيبي؛ >50  مم كتلي؛ >100  مم موشوري الشكل.
3. الدرجات: هي مقياس لدرجة التطور أو التماسك داخل القدمين مما يؤدي إلى قوتهما واستقرارهما.
   1. ضعيف: يسمح ضعف التماسك للتربة بالتفكك إلى مكوناتها النسيجية الثلاثة، وهي الرمل والطمي والطين.
   2. متوسط: لا تكون الكتل واضحة في التربة غير المضطربة، ولكن عند إزالتها تتفتت إلى تجمعات، بعضها تجمعات متفتتة وقليل من المواد غير المتجمعة. وهذا يعتبر مثالياً.
   3. قوي: تكون الدعامات منفصلة قبل إزالتها من الملف الشخصي ولا تنكسر بسهولة.
   4. التربة عديمة البنية: التربة متماسكة تمامًا معًا في كتلة واحدة كبيرة مثل ألواح الطين أو بدون تماسك على الإطلاق كما هو الحال مع الرمل.

على أوسع نطاق، تنشأ القوى التي تُشكّل بنية التربة من التمدد والانكماش اللذين يميلان في البداية إلى التأثير أفقيًا، مما يُؤدي إلى تكوين وحدات طوبية موشورية ذات اتجاه رأسي . وتتجلى هذه العملية الميكانيكية بشكل رئيسي في تكوين التربة الطينية المتشققة (الفيرتيسول) . ^{[ 29 ]} أما التربة الطينية، نظرًا لاختلاف معدل جفافها بالنسبة للسطح، فتُحدث تشققات أفقية، مما يُحوّل الأعمدة إلى وحدات طوبية متكتلة. ^{[ 30 ]} وتُساهم الجذور والقوارض والديدان ودورات التجمد والذوبان في تفتيت هذه الوحدات الطوبية إلى وحدات أصغر ذات شكل كروي تقريبًا. ^{[ 22 ]}

على نطاق أصغر، تمتد جذور النباتات إلى الفراغات ( المسام الكبيرة ) وتمتص الماء ^{[ 31 ]} ، مما يؤدي إلى زيادة المسامية الكبيرة وتقليل المسامية الدقيقة ^{[ 32 ]} ، وبالتالي تقليل حجم التجمعات ^{[ 33 ]} . في الوقت نفسه، تُنشئ الشعيرات الجذرية والخيوط الفطرية أنفاقًا مجهرية ( المسام الدقيقة ) تُفتت الكتل الترابية ^{[ 34 ] [ 35 ] .}

وعلى نطاق أصغر، يستمر تكتل التربة حيث تفرز البكتيريا والفطريات عديدات السكاريد اللزجة التي تربط التربة في وحدات أصغر. ^{[ 36 ]} وتشجع إضافة المواد العضوية الخام التي تتغذى عليها البكتيريا والفطريات على تكوين هذه البنية المرغوبة للتربة. ^{[ 37 ]}

على المستوى الأدنى، تؤثر التركيبة الكيميائية للتربة على تكتل أو تشتت جزيئاتها. تحتوي جزيئات الطين على كاتيونات متعددة التكافؤ ، مثل الألومنيوم ، التي تُكسب أسطح طبقات الطين شحنات كهربائية سالبة موضعية . ^{[ 38 ]} في الوقت نفسه، تحمل حواف صفائح الطين شحنة موجبة طفيفة، نتيجة امتصاص الألومنيوم من محلول التربة إلى مجموعات الهيدروكسيل المكشوفة ، مما يسمح للحواف بالالتصاق بالشحنات السالبة على أسطح جزيئات الطين الأخرى أو بالتكتل (تكوين كتل). ^{[ 39 ]} من ناحية أخرى، عندما تغزو الأيونات أحادية التكافؤ ، مثل الصوديوم ، الكاتيونات متعددة التكافؤ وتُزيحها ( تفاعل إحلال أحادي )، فإنها تُضعف الشحنات الموجبة على الحواف، بينما تتقوى الشحنات السطحية السالبة نسبيًا. هذا يُبقي شحنة سالبة على أسطح الطين تُصدّ جزيئات الطين الأخرى، مما يؤدي إلى تباعدها، وبالتالي تفكك معلقات الطين. ^{[ 40 ]} ونتيجة لذلك، يتشتت الطين ويستقر في الفراغات بين وحدات التربة، مما يؤدي إلى انغلاقها. وبهذه الطريقة، تُدمر البنية المفتوحة للتربة، فتصبح غير منفذة للهواء والماء. ^{[ 41 ]} وتميل هذه التربة الصودية (وتسمى أيضًا التربة الملحية ) إلى تكوين كتل عمودية بالقرب من السطح. ^{[ 42 ]}

تتراوح كثافة جزيئات التربة عادةً بين 2.60 و2.75 غرام لكل سنتيمتر ^مكعب ، وهي ثابتة في الغالب لنفس نوع التربة. ^{[ 44 ]} وتكون كثافة جزيئات التربة أقل في التربة ذات المحتوى العالي من المواد العضوية، ^{[ 45 ]} وأعلى في التربة ذات المحتوى العالي من أكاسيد الحديد. ^{[ 46 ]} أما الكثافة الظاهرية للتربة فتساوي كتلة التربة الجافة مقسومة على حجمها؛ أي أنها تشمل الفراغات الهوائية والمواد العضوية. ولذلك، تكون الكثافة الظاهرية للتربة دائمًا أقل من كثافة جزيئاتها، وهي مؤشر جيد على انضغاط التربة. ^{[ 47 ]} وتبلغ الكثافة الظاهرية للتربة الطينية المزروعة حوالي 1.1 إلى 1.4  غرام/سم³ ⁽ للمقارنة، تبلغ الكثافة الظاهرية للماء 1.0  غرام/سم³ ⁾ . ^{[ 48 ]} وعلى عكس كثافة الجزيئات، فإن الكثافة الظاهرية للتربة متغيرة للغاية لنفس نوع التربة، وترتبط ارتباطًا وثيقًا بالنشاط البيولوجي للتربة واستراتيجيات إدارتها. ^{[ 49 ]} مع ذلك، فقد ثبت أن ديدان الأرض، تبعًا لنوعها وحجم تجمعاتها (برازها)، قد تزيد أو تقلل من كثافة التربة. ^{[ 50 ]} لا تشير الكثافة المنخفضة بحد ذاتها إلى ملاءمة التربة لنمو النباتات، نظرًا لتأثير نسيج التربة وبنيتها. ^{[ 51 ]} تشير الكثافة العالية إما إلى انضغاط التربة أو إلى مزيج من أنواع نسيج التربة المختلفة، حيث تملأ الجزيئات الصغيرة الفراغات بين الجزيئات الخشنة. ^{[ 52 ]} ومن هنا تأتي العلاقة الإيجابية بين البعد الفركتلي للتربة، باعتبارها وسطًا مساميًا ، وكثافتها، ^{[ 53 ]} مما يفسر ضعف التوصيل الهيدروليكي للتربة الطينية الغرينية في غياب بنية حيوانية. ^{[ 54 ]}

تُعرف المسامات بأنها ذلك الجزء من حجم التربة الكلي الذي لا تشغله المواد المعدنية أو العضوية، وإنما هو مساحة مفتوحة تشغلها الغازات أو الماء. في التربة الخصبة متوسطة القوام، تُشكل المسامات عادةً حوالي 50% من حجم التربة. ^{[ 55 ]} يتباين حجم المسامات بشكل كبير؛ فالمسامات الأصغر ( المسامات الخفية ؛ <0.1 ميكرومتر ) تحتفظ بالماء بإحكام شديد بحيث لا تستطيع جذور النباتات استخدامه؛ أما الماء المتاح للنباتات فيُحتفظ به في المسامات فائقة الصغر ، والمسامات الدقيقة، والمسامات المتوسطة (0.1-75 ميكرومتر )؛ بينما تكون المسامات الكبيرة (>75 ميكرومتر ) مملوءة بالهواء عادةً عندما تكون التربة في حالة السعة الحقلية .

يُحدد نسيج التربة الحجم الكلي لأصغر المسامات؛ ^{[ 56 ]} تتميز التربة الطينية بمسامات أصغر، ولكن بمساحة مسامية إجمالية أكبر من التربة الرملية، ^{[ 57 ]} على الرغم من نفاذيتها المنخفضة جدًا . ^{[ 58 ]} يؤثر تركيب التربة تأثيرًا كبيرًا على المسامات الأكبر حجمًا التي تؤثر بدورها على تهوية التربة ، وتسرب المياه ، والصرف . ^{[ 59 ]} تُحقق عملية الحراثة فائدة قصيرة الأجل تتمثل في زيادة عدد المسامات الأكبر حجمًا مؤقتًا، ولكن يمكن أن تتدهور هذه المسامات بسرعة نتيجة لتفكك تجمعات التربة. ^{[ 60 ]}

يؤثر توزيع أحجام المسام على قدرة النباتات والكائنات الحية الأخرى على الوصول إلى الماء والأكسجين؛ فالمسام الكبيرة المتصلة تسمح بانتقال سريع للهواء والماء والمغذيات الذائبة عبر التربة، بينما تخزن المسام الصغيرة الماء بين فترات هطول الأمطار أو الري. ^{[ 61 ]} كما أن تباين أحجام المسام يُقسّم مساحة مسام التربة بحيث لا تتنافس العديد من الكائنات الحية الدقيقة والحيوانية بشكل مباشر مع بعضها البعض، وهو ما قد يفسر ليس فقط العدد الكبير من الأنواع الموجودة، بل أيضاً حقيقة أن الكائنات الحية المتكررة وظيفياً (الكائنات الحية التي تشغل نفس الحيز البيئي) يمكن أن تتعايش داخل التربة نفسها. ^{[ 62 ]}

تُعرف خاصية التماسك بقدرة التربة على التماسك مع نفسها أو مع مواد أخرى ( التماسك والالتصاق على التوالي) ، وقدرتها على مقاومة التشوه والتمزق. وهي ذات فائدة تقريبية في التنبؤ بمشاكل الزراعة ^{[ 63 ]} وهندسة الأساسات ^{[ 64 ]} . يُقاس التماسك في ثلاث حالات رطوبة: جافة، رطبة، ومبتلة ^{[ 65 ]} . في هذه الحالات، تعتمد جودة التماسك على محتوى الطين. في الحالة المبتلة، تُقيّم خاصيتا التماسك واللدونة. تُقيّم مقاومة التربة للتفتت والانهيار في الحالة الجافة عن طريق فرك العينة. أما مقاومتها لقوى القص فتُقيّم في الحالة المبتلة عن طريق الضغط بالإبهام والسبابة. بالإضافة إلى ذلك، يعتمد التماسك المتماسك على التماسك بواسطة مواد أخرى غير الطين، مثل كربونات الكالسيوم والسيليكا والأكاسيد والأملاح؛ ولا يؤثر محتوى الرطوبة إلا قليلاً على تقييمه. تعتبر مقاييس الاتساق ذاتية مقارنة بمقاييس أخرى مثل الرقم الهيدروجيني، لأنها تستخدم الإحساس الظاهر للتربة في تلك الحالات.

المصطلحات المستخدمة لوصف قوام التربة في ثلاث حالات رطوبة وحالة أخيرة لا تتأثر بكمية الرطوبة هي كما يلي:

1. قوام التربة الجافة: مفككة، لينة، صلبة قليلاً، صلبة، صلبة جداً، صلبة للغاية
2. قوام التربة الرطبة: مفككة، هشة للغاية، هشة، متماسكة، متماسكة جداً، متماسكة للغاية
3. قوام التربة الرطبة: غير لزجة، لزجة قليلاً، لزجة، لزجة جداً؛ غير بلاستيكية، بلاستيكية قليلاً، بلاستيكية، بلاستيكية جداً
4. تماسك التربة المتماسكة: ضعيفة التماسك، قوية التماسك، متصلبة (تتطلب ضربات مطرقة لتفتيتها) ^{[ 66 ]}

يُعدّ قوام التربة مفيداً في تقدير قدرة التربة على دعم المباني والطرق. وغالباً ما تُجرى قياسات أكثر دقة لقوة التربة قبل بدء أعمال البناء. ^{[ 67 ]}

تعتمد درجة حرارة التربة على نسبة الطاقة الممتصة إلى الطاقة المفقودة. ^{[ 68 ]} يتراوح متوسط ​​درجة حرارة التربة السنوي بين -10 و26  درجة مئوية، وذلك تبعًا للمناطق الأحيائية . ^{[ 69 ]} تُنظّم درجة حرارة التربة إنبات البذور ، ^{[ 70 ]} وكسر سكونها ، ^{[ 71 ] [ 72 ]} ونمو النباتات والجذور، ^{[ 73 ]} وتوافر العناصر الغذائية . ^{[ 74 ]} تشهد درجة حرارة التربة تغيرات موسمية وشهرية ويومية ملحوظة، وتكون هذه التغيرات أقل بكثير مع ازدياد عمق التربة. ^{[ 75 ]} يُمكن للتغطية الكثيفة (نوع من أنواع تغطية التربة) أن تُبطئ من ارتفاع درجة حرارة التربة في الصيف، وفي الوقت نفسه، تُقلل من تقلبات درجة حرارة سطحها. ^{[ 76 ]}

في أغلب الأحيان، يجب أن تتكيف الأنشطة الزراعية مع درجات حرارة التربة عن طريق:

1. زيادة الإنبات والنمو إلى أقصى حد من خلال توقيت الزراعة (يتم تحديده أيضًا بواسطة الفترة الضوئية ) ^{[ 77 ]}
2. تحسين استخدام الأمونيا اللامائية عن طريق تطبيقها على التربة التي تقل درجة حرارتها عن 10 درجة مئوية (50 درجة فهرنهايت) ^{[ 78 ]}  
3. منع التمدد والذوبان الناتج عن الصقيع من إتلاف المحاصيل ذات الجذور الضحلة ^{[ 79 ]}
4. منع حدوث أضرار في بنية التربة المرغوبة عن طريق تجميد التربة المشبعة ^{[ 80 ]}
5. تحسين امتصاص الفوسفور بواسطة النباتات ^{[ 81 ]}

يمكن رفع درجة حرارة التربة عن طريق تجفيفها ^{[ 82 ]} أو استخدام أغطية بلاستيكية شفافة. ^{[ 83 ]} أما الأغطية العضوية فتبطئ من ارتفاع درجة حرارة التربة. ^{[ 76 ]}

تؤثر عوامل عديدة على درجة حرارة التربة، منها محتواها المائي ^{[ 84 ]} ، ولونها ^{[ 85 ]} ، وتضاريسها (ميلها، واتجاهها، وارتفاعها) ^{[ 86 ]} ، وغطاءها النباتي (التظليل والعزل)، بالإضافة إلى درجة حرارة الهواء ^{[ 87 ]} . ويؤثر لون الغطاء النباتي وخصائصه العازلة تأثيراً كبيراً على درجة حرارة التربة ^{[ 88 ]} . فالتربة البيضاء تميل إلى امتلاك بياض أعلى من غطاء التربة الأسود، مما يُسهم في انخفاض درجة حرارتها ^{[ 85 ]} . والحرارة النوعية للتربة هي الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارتها بمقدار  درجة مئوية واحدة. وتزداد الحرارة النوعية للتربة مع ازدياد محتواها المائي، لأن السعة الحرارية للماء أكبر من السعة الحرارية للتربة الجافة. ^{[ 89 ]} تبلغ السعة الحرارية النوعية للماء النقي حوالي 1 سعر حراري لكل غرام، بينما تبلغ السعة الحرارية النوعية للتربة الجافة حوالي 0.2 سعر حراري لكل غرام، وبالتالي، تتراوح السعة الحرارية النوعية للتربة الرطبة بين 0.2 و1 سعر حراري لكل غرام (0.8 إلى 4.2 كيلوجول لكل كيلوغرام). ^{[ 90 ]}  كما يتطلب تبخير الماء طاقة هائلة (حوالي 584 سعر حراري/غرام أو 2442 كيلوجول/كيلوغرام عند 25 درجة مئوية) (تُعرف بحرارة التبخر ). ولذلك، عادةً ما تسخن التربة الرطبة ببطء أكثر من التربة الجافة - حيث تكون درجة حرارة سطح التربة الرطبة عادةً أقل بمقدار 3 إلى 6  درجات مئوية من درجة حرارة سطح التربة الجافة. ^{[ 91 ]}

يشير تدفق الحرارة في التربة إلى معدل انتقال الطاقة الحرارية عبر التربة استجابةً لاختلاف درجة الحرارة بين نقطتين فيها. أما كثافة تدفق الحرارة فهي كمية الطاقة التي تتدفق عبر التربة لكل وحدة مساحة في وحدة الزمن، ولها مقدار واتجاه. في حالة التوصيل الحراري البسيط داخل التربة أو خارجها في الاتجاه الرأسي، وهو الأكثر شيوعًا، تكون كثافة تدفق الحرارة كما يلي:

${\displaystyle q_{x}=-k{\frac {\delta T}{\delta x}}}$

بوحدات النظام الدولي للوحدات

${\displaystyle q}$هي كثافة التدفق الحراري، ووحداتها في النظام الدولي للوحدات هي واط /متر ^مربع

${\displaystyle k}$تمثل الموصلية الحرارية للتربة ، بوحدة واط ^/ متر / كلفن . وتكون الموصلية الحرارية ثابتة في بعض الأحيان، وإلا فيُستخدم متوسط ​​قيمة الموصلية الحرارية لحالة التربة بين السطح والنقطة الموجودة في العمق ^.

${\displaystyle \delta T}$يمثل فرق درجة الحرارة ( تدرج درجة الحرارة ) بين النقطتين في التربة اللتين يُراد حساب كثافة التدفق الحراري بينهما. في النظام الدولي للوحدات، تُقاس هذه الكثافة بالكلفن ( K ).

${\displaystyle \delta x}$هي المسافة بين النقطتين داخل التربة اللتين تُقاس عندهما درجات الحرارة، واللتين تُحسب بينهما كثافة التدفق الحراري. في النظام الدولي للوحدات، تُقاس هذه المسافة بالمتر (م²) ، حيث تُقاس x باتجاه الأسفل.

يكون تدفق الحرارة في الاتجاه المعاكس لتدرج درجة الحرارة، ولذلك تكون الإشارة سالبة. بمعنى آخر، إذا كانت درجة حرارة السطح أعلى من درجة حرارة العمق x، فإن الإشارة السالبة ستؤدي إلى قيمة موجبة لتدفق الحرارة q، والتي تُفسر على أنها الحرارة المنتقلة إلى التربة.

(المصدر ^{[ 6 ]} )

تُعدّ درجة حرارة التربة عاملاً هاماً لبقاء الشتلات ونموها المبكر . ^{[ 92 ]} وتؤثر درجة حرارة التربة على الخصائص التشريحية والمورفولوجية للجذور. ^{[ 93 ]} وتتأثر جميع العمليات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية في التربة والجذور، لا سيما بسبب زيادة لزوجة الماء والبروتوبلازم عند درجات الحرارة المنخفضة. ^{[ 94 ]} وبشكل عام، تُعتبر المناخات التي لا تمنع بقاء ونمو شجرة التنوب الأبيض فوق سطح الأرض معتدلة بما يكفي لتوفير درجات حرارة تربة قادرة على الحفاظ على جذورها. في بعض الأجزاء الشمالية الغربية من نطاق انتشارها، تنمو شجرة التنوب الأبيض في مواقع التربة الصقيعية ^{[ 95 ]} ، وعلى الرغم من أن الجذور الصغيرة غير المتخشبة للأشجار الصنوبرية قد لا تُقاوم التجمد بشكل كبير، ^{[ 96 ]} إلا أن نظام جذور شجرة التنوب الأبيض المزروعة في حاويات لم يتأثر بالتعرض لدرجة حرارة تتراوح بين 5 و20  درجة مئوية. ^{[ 97 ]}

تتراوح درجات الحرارة المثلى لنمو جذور الأشجار عمومًا بين 10  و25 درجة مئوية ^{[ 73 ]} ، وخاصةً لأشجار التنوب ^{[ 98 ]} . في شتلات التنوب الأبيض التي يبلغ عمرها أسبوعين ، والتي نُمت لمدة ستة أسابيع في تربة عند درجات حرارة 15 و19 و23 و27 و31 درجة مئوية، بلغ كل من طول الفرع، ووزنه الجاف، وقطر الساق، واختراق الجذر، وحجم الجذر، ووزن الجذر الجاف، أقصى قيمها عند 19 درجة مئوية ^{[ 99 ] .}       

مع ذلك، في حين وُجدت علاقات إيجابية قوية بين درجة حرارة التربة (من 5  إلى 25 درجة مئوية) والنمو في أشجار الحور الرجراج والحور البلسمي ، لم تُظهر أنواع التنوب الأبيض وغيرها من أنواع التنوب تغيرات تُذكر في النمو مع ارتفاع درجة حرارة التربة. ^{[ 98 ] [ 100 ] [ 101 ] [ 102 ] [ 103 ]} وقد يكون هذا التباين في الحساسية لانخفاض درجة حرارة التربة شائعًا بين عدد من الصنوبريات الغربية والشمالية. ^{[ 104 ]} 

ترتفع درجات حرارة التربة في جميع أنحاء العالم تحت تأثير الاحتباس الحراري العالمي الحالي ، مع وجود آراء متضاربة حول الآثار المتوقعة على احتجاز الكربون وتخزينه وحلقات التغذية الراجعة لتغير المناخ ^{[ 105 ].} وتتمثل معظم التهديدات في ذوبان التربة الصقيعية وما يترتب عليه من آثار على استنزاف مخزون الكربون ^{[ 106 ]} وانهيار النظام البيئي ^{[ 107 ]} .

غالباً ما يكون لون التربة أول ما يلفت الانتباه عند رؤيتها، وتبرز الألوان الزاهية والأنماط المتباينة بشكل خاص. يحمل نهر ريد ريفر في الجنوب رواسب متآكلة من تربة حمراء واسعة النطاق، مثل تربة بورت سيلت لوم في أوكلاهوما. ويحمل نهر ييلو ريفر في الصين رواسب صفراء من تربة اللوس المتآكلة. أما تربة موليسول في السهول الكبرى بأمريكا الشمالية، فتصبح داكنة اللون وغنية بالمواد العضوية. وتتميز تربة بودسول في الغابات الشمالية بطبقات شديدة التباين نتيجة الحموضة والترشيح .

بشكل عام، يتحدد لون التربة بمحتوى المادة العضوية، وظروف الصرف ، ودرجة الأكسدة. ورغم سهولة تمييز لون التربة، إلا أنه قليل الفائدة في التنبؤ بخصائصها. ^{[ 108 ]} ويُفيد في تمييز حدود طبقات التربة، ^{[ 109 ]} وتحديد أصل المادة الأم للتربة ، [110 ^] وكمؤشر على الرطوبة وحالة التشبع بالماء ، ^{[ 111 ]} وكوسيلة نوعية لقياس محتوى التربة من المواد العضوية، ^{[ 112 ]} وأكسيد الحديد ^{، [113] والطين. [110] ويُسجل اللون في} نظام ^{ألوان مونسل ،} على سبيل المثال 10YR3/4 أحمر داكن ، حيث يُمثل 10YR درجة اللون ، و3 قيمته ^، و4 تشبعه . يمكن حساب متوسط ​​أبعاد ألوان مونسل (الصبغة، والقيمة، والتشبع) بين العينات ومعاملتها كمعايير كمية، مما يُظهر ارتباطات كبيرة مع خصائص التربة المختلفة ^{[ 114 ]} والنباتات. ^{[ 115 ]}

يتأثر لون التربة بشكل أساسي بتركيبها المعدني. ويعود لون العديد من أنواع التربة إلى معادن الحديد المختلفة. ^{[ 113 ]} وينتج تطور اللون وتوزيعه في قطاع التربة عن التجوية الكيميائية والبيولوجية ، وخاصة تفاعلات الأكسدة والاختزال . ^{[ 111 ]} ومع تجوية المعادن الأساسية في المادة الأم للتربة، تتحد العناصر لتكوين مركبات جديدة ملونة . يشكل الحديد معادن ثانوية صفراء أو حمراء اللون، ^{[ 116 ]} وتتحلل المواد العضوية إلى مركبات دبالية سوداء وبنية ، ^{[ 117 ]} ويمكن للمنجنيز ^{[ 118 ]} والكبريت [ ^{119 ]} أن يشكلا رواسب معدنية سوداء. ويمكن لهذه الأصباغ أن تنتج أنماطًا لونية متنوعة داخل التربة. وتؤدي الظروف الهوائية إلى تغيرات لونية منتظمة أو تدريجية، بينما تؤدي البيئات المختزلة ( اللاهوائية ) إلى تدفق سريع للألوان مع أنماط معقدة ^ومبقعة ونقاط تركيز لوني. ^{[ 120 ]}

تُعدّ مقاومة التربة مقياسًا لقدرة التربة على إبطاء توصيل التيار الكهربائي . وتؤثر المقاومة الكهربائية للتربة على معدل تآكل المنشآت المعدنية الملامسة لها. ^{[ 121 ]} كما أن ارتفاع نسبة الرطوبة أو زيادة تركيز الإلكتروليتات قد يُقلل المقاومة ويزيد التوصيلية، مما يزيد من معدل التآكل. ^{[ 122 ] [ 123 ]} وتتراوح قيم مقاومة التربة عادةً بين 1 و100000 أوم.متر ، حيث تُسجّل القيم القصوى في التربة المالحة والتربة الجافة التي تعلو الصخور البلورية، على التوالي. ^{[ 124 ]} 

• تسييل التربة
• مصفوفة التربة