التربة السطحية

التربة السطحية هي الطبقة العليا من التربة . وهي تحتوي على أعلى تركيز من المواد العضوية والكائنات الحية الدقيقة ، وفيها تحدث معظم الأنشطة البيولوجية للتربة على سطح الأرض .

تتكون التربة السطحية من جزيئات معدنية ومواد عضوية ، وعادةً ما تمتد إلى عمق يتراوح بين 13 و25  سم. تشكل هذه المكونات مجتمعةً طبقةً قادرةً على الاحتفاظ بالماء والهواء، مما يشجع النشاط البيولوجي.

تتميز التربة السطحية عمومًا بتركيز عالٍ للجذور ، إذ تستمد منها النباتات معظم مغذياتها الأساسية . كما تُعدّ التربة السطحية بيئةً خصبةً لنشاط البكتيريا والفطريات والحشرات ، والتي بدونها تتدهور جودة التربة . تلعب البكتيريا والفطريات دورًا هامًا في تسهيل تبادل المغذيات مع النباتات، وفي تحليل المواد العضوية إلى شكل يسهل على الجذور امتصاصه. وتؤدي الحشرات أيضًا أدوارًا مهمة في تحليل المواد وتهوية التربة وتقليبها. ^{[ 1 ]} تُعتبر طبقة التربة السطحية الصحية بيئةً غنيةً جدًا بالميكروبات ، إذ تضم مجموعةً واسعةً من الأنواع. ^{[ 2 ]}

تُوفّر المادة العضوية الغذاء للكائنات الحية، وتختلف كميتها بين أنواع التربة المختلفة؛ فزيادة المادة العضوية تُعزّز قوة بنية التربة. وتتكثّف هذه المادة وتترسب بمرور الوقت بطرق مختلفة تبعًا لظروف مثل التعرّض للعوامل الخارجية. كما يؤثر الجفاف على بنية التربة، إذ ينخفض ​​حجم الطبقة السطحية الجافة بشكل كبير، وتصبح أكثر عرضة للتآكل بفعل الرياح . ^{[ 3 ]}

تُنتج التربة السطحية بشكل طبيعي . وهي التربة السطحية الطبيعية التي تم استخراجها ومعالجتها للاستخدام البشري، وتشكل الجزء الأكبر من التربة السطحية التجارية المتاحة. ويتجاوز معدل الاستخدام والتآكل الحالي معدل تكوين التربة. ^{[ 4 ]}

من الممكن أيضًا إنتاج تربة سطحية اصطناعية تدعم بعض الاستخدامات الهندسية أو البيولوجية للتربة السطحية. ^{[ 4 ]} تشمل الأمثلة التقليدية الأخرى لوسائط نمو النباتات الاصطناعية التربة السوداء (تيرا بريتا) وخليط الزراعة في الأصص . تتوفر تجاريًا تربة سطحية مصنعة تعتمد على المعادن والمواد الصلبة الحيوية والسماد العضوي و/أو حمأة مصانع الورق . ^{[ 5 ] [ 6 ]} أُعيد تأهيل منجم فحم مكشوف في فيكتوريا، أستراليا ، باستخدام تربة سطحية اصطناعية منخفضة الجودة مصنوعة من مواد محلية. ^{[ 7 ]}

في أنظمة تصنيف التربة، تُعرف التربة السطحية باسم الأفق O أو الأفق A. ^{[ 8 ] [ 9 ]} آفاق التربة هي طبقات موازية لسطح التربة، وتختلف خصائصها الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية عن الطبقات التي تعلوها وتليها. يُقاس عمق طبقة التربة السطحية بعمق السطح حتى أول طبقة تربة متماسكة، تُعرف باسم التربة التحتية .

في الولايات المتحدة ، لا يوجد تعريف قانوني اتحادي لكلمة "التربة السطحية" عند استخدامها في التجارة.

تنشر منظمات مثل المؤسسة البريطانية للمعايير (BSI) ووزارة الزراعة في ولاية كارولينا الشمالية إرشادات حول جودة التربة والمستويات المرغوبة من العناصر الغذائية في الطبقة السطحية للتربة والتي تناسب بشكل عام العديد من النباتات. ^{[ 10 ]}

يوجد نوعان شائعان من التربة السطحية التجارية: التربة السائبة والتربة المعبأة في أكياس. يوضح الجدول التالي الفروق الرئيسية بينهما. ^{[ 10 ]}

أو بدلاً من ذلك، تربط BSI القيم التالية:

الجداول السابقة مخصصة لنوع متعدد الأغراض، ويمكن أن تتغير بعض المستويات فيما يتعلق بدرجة حموضة التربة .

توجد معايير أيضاً لأنواع التربة المتخصصة المناسبة للنباتات ذات الاحتياجات الخاصة، بما في ذلك التربة الحمضية أو الإريكية والتربة الكلسية . تتميز هذه الأنواع بمستويات حموضة مختلفة عن التربة العادية، وهي مصممة لزراعة أنواع نباتية مختلفة. كما توجد تصنيفات أخرى للتربة منخفضة الخصوبة، مثل التربة الحمضية منخفضة الخصوبة والتربة الكلسية منخفضة الخصوبة، وهي مصممة للنباتات التي تزدهر في التربة الفقيرة بالعناصر الغذائية.

من أمثلة النباتات المتخصصة نبات صائد الذباب، الذي ينمو في بيئات منخفضة النيتروجين والفوسفور ، لذا فهو أقل تحملاً للبيئات الغنية بالعناصر الغذائية مقارنةً بالنباتات الأخرى، وأقل قدرة على المنافسة فيها. بينما يحتاج التوت الأزرق إلى تربة حمضية لينمو جيداً، وينمو البرسيم جيداً في التربة الكلسية. لذلك، يجب اختيار التربة بما يتناسب مع النباتات المراد زراعتها، ومن ثمّ، يلزم وضع معايير محددة.

تُعدّ التربة السطحية المورد الأساسي لنمو النباتات وازدهار المحاصيل. ويُعتبر الكربون والنيتروجين العنصرين الرئيسيين في ذلك. يُوفّر الكربون الطاقة، بينما يُعدّ النيتروجين ضروريًا لبناء البروتينات والأنسجة في النباتات. وتحتاج النباتات إلى هذين العنصرين بنسب مُحدّدة لضمان نموّها الأمثل. وتُعتبر النسبة المثلى للكربون إلى النيتروجين في التربة السطحية في المملكة المتحدة أقل من 20:1. بينما تحتوي قاعدة نشارة الخشب عادةً على نسبة عالية من الكربون إلى النيتروجين تصل إلى 400:1، في حين أن قش البرسيم يحتوي على نسبة منخفضة من الكربون، وعادةً ما تكون نسبة الكربون إلى النيتروجين فيه حوالي 12:1. ^{[ 11 ]}

تُباع أنواع مختلفة من خلطات التربة تجاريًا تحت مسمى التربة السطحية. وتشمل الاستخدامات الشائعة لهذا المنتج تحسين الحدائق والمروج ، أو استخدامه في الزراعة في الأواني . كما تُباع تربة الأصص والسماد العضوي والسماد الحيواني والبيتموس للاستخدامات المنزلية ، ولكل منها أغراض محددة. وعادةً ما تكون منتجات التربة السطحية أقل ملاءمة لزراعة النباتات في الأصص أو الفاكهة والخضراوات مقارنةً بتربة الأصص أو السماد العضوي. كما أن استخدامها لهذا الغرض قد يكون مكلفًا للغاية مقارنةً بالبدائل الأخرى.

تُستخدم التربة السطحية أيضًا لتسوية سطح الأرض بشكل صحيح بالقرب من المباني السكنية. وللحماية من الفيضانات، يشترط قانون البناء السكني الدولي ميلًا بنسبة 2% ( 61 ملم ) لأول عشرة أقدام من المنزل. ^{[ 12 ]} بينما يشترط برنامج Energy Star معدل ميل قدره 42 ملم /م .    

يجب تصنيف التربة السطحية المتوفرة تجاريًا (سواءً كانت مصنعة أو طبيعية) في المملكة المتحدة وفقًا للمعيار البريطاني BS 3882، الإصدار الحالي لعام 2015. يتضمن هذا المعيار عدة تصنيفات للتربة السطحية، ويشترط التصنيف النهائي استيفاء المادة لمعايير محددة، مثل محتوى العناصر الغذائية، والعناصر السامة للنباتات القابلة للاستخلاص، وتوزيع حجم الجسيمات، ومحتوى المادة العضوية، ونسبة الكربون إلى النيتروجين، والتوصيل الكهربائي، وفقدان الوزن عند الاحتراق، ودرجة الحموضة، والتلوث الكيميائي والفيزيائي. يجب أخذ عينات من التربة السطحية وفقًا للمعيار البريطاني والمعيار الأوروبي BS EN 12579:2013 الخاص بمحسنات التربة ووسائط الزراعة - أخذ العينات. ^{[ 13 ]}

يحدث تآكل التربة السطحية عندما تُجرف طبقة التربة السطحية بفعل الرياح أو المياه. وتتجاوز التكاليف السنوية المقدرة للخسائر الصحية العامة والبيئية المرتبطة بتآكل التربة في الولايات المتحدة 45 مليار دولار أمريكي. ^{[ 14 ]} ويمكن أن تؤدي ممارسات الزراعة الصناعية التقليدية ، كالحراثة ورش كميات كبيرة من الأسمدة السائلة الاصطناعية ، إلى تدهور جودة التربة. كما أن أساليب الزراعة المكثفة لتلبية الطلب المتزايد على الغذاء من خلال زيادة غلة المحاصيل وزراعة المحاصيل في نظام الزراعة الأحادية قد تستنزف مغذيات التربة وتضر بالميكروبيوم الخاص بها. ويمكن لهذه العوامل أن تؤثر على قوام التربة وجودتها، مما يؤدي إلى زيادة التآكل.

يُعدّ جريان المياه السطحية من الحقول الزراعية نوعًا من أنواع التلوث غير المحدد المصدر . إذ تجرف مياه الأمطار الغزيرة التربة السطحية، بالإضافة إلى الأسمدة الزراعية وغيرها من الملوثات المحتملة، من الحقول الزراعية غير المحمية. وقد يؤدي ذلك إلى تلوث المجاري المائية والمياه الجوفية ، وربما مصادر مياه الشرب. كما يمكن أن تحدث ظاهرة ازدهار الطحالب عندما تغمر كميات كبيرة من المغذيات الأنهار أو البحيرات أو المحيطات، غالبًا نتيجةً لجريان المياه الزراعية أو مياه الصرف الصحي. ويمكن أن تكون هذه الطحالب الضارة سامة، ولها آثار مدمرة على النظم البيئية والحياة البرية. وغالبًا ما يُشار إليها باسم المد الأحمر نظرًا لوجود الطحالب الحمراء السامة التي يمكن أن تؤثر على مصادر الغذاء البشري من خلال تلويث المأكولات البحرية. ^{[ 15 ]}

تسعى التقنيات المستدامة إلى إبطاء التعرية من خلال استخدام المحاصيل الغطائية لزيادة المادة العضوية في التربة. تفقد الولايات المتحدة ما يقارب 3 أطنان من التربة السطحية لكل فدان سنويًا. ^{[ 16 ]} قد يستغرق تكوين طبقة من التربة السطحية بسمك بوصة واحدة (2.5 سم) ما بين 500 ^{[ 17 ]} و1000 عام ^{[ 18 ]} بشكل طبيعي، مما يجعل معدل تعرية التربة السطحية مصدر قلق بيئي بالغ. وبناءً على اتجاهات عام 2014، يتبقى في العالم ما يكفي من التربة السطحية لحوالي 60 عامًا. ^{[ 18 ] [ 19 ]} 

• دليل مكتب وزارة الزراعة الأمريكية الإلكتروني الميداني الفني - أدلة مفصلة لحفظ التربة مصممة خصيصًا لكل ولاية/مقاطعة على حدة