التربة السطحية

📅 آخر تحديث: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة
جريان سطحي للتربة السطحية من حقل في ولاية أيوا أثناء عاصفة مطيرة

التربة السطحية هي الطبقة العليا من التربة . وهي تحتوي على أعلى تركيز من المواد العضوية والكائنات الحية الدقيقة ، وهي المكان الذي يحدث فيه معظم النشاط البيولوجي للتربة على الأرض .

وصف

تتكون التربة السطحية من جزيئات معدنية ومواد عضوية وعادة ما تمتد إلى عمق يتراوح بين 5 و10 بوصات (13 إلى 25 سم). وتشكل هذه الجزيئات مجتمعة ركيزة قادرة على الاحتفاظ بالمياه والهواء مما يشجع النشاط البيولوجي.

توجد عمومًا تركيزات عالية من الجذور في التربة السطحية لأن هذا هو المكان الذي تحصل منه النباتات على معظم العناصر الغذائية الحيوية الخاصة بها . كما أنها تستضيف نشاطًا بكتيريًا وفطريًا وحشريًا كبيرًا بدونه تتدهور جودة التربة وتصبح أقل ملاءمة للنباتات. يمكن أن تكون البكتيريا والفطريات ضرورية في تسهيل تبادل العناصر الغذائية مع النباتات وفي تحليل المواد العضوية إلى شكل يمكن للجذور امتصاصه. تلعب الحشرات أيضًا أدوارًا مهمة في تحليل المواد وتهوية التربة وتدويرها. تساهم العديد من الأنواع بشكل مباشر في صحة التربة مما يؤدي إلى نباتات أقوى. [ 1] طبقة التربة السطحية الصحية هي ميكروبيوم غني جدًا يستضيف مجموعة واسعة من الأنواع. [2]

توفر المادة العضوية التغذية للكائنات الحية وتختلف في الكمية بين الترب المختلفة مع انخفاض قوة بنية التربة عندما تكون أكثر تواجدًا. تتكثف وتستقر بمرور الوقت بطرق مختلفة اعتمادًا على الظروف مثل تحت قاع الطرق والأساسات مقابل غير المغطاة والمعرضة للعناصر. يتأثر الهيكل بمجرد جفاف التربة. ينخفض ​​حجم التربة السطحية المجففة بشكل كبير وقد تعاني من تآكل الرياح . [3]

إنتاج

يتم إنتاج التربة السطحية بشكل طبيعي في عملية تكوين التربة أو تكوين التربة . يتم استخراج التربة السطحية الطبيعية وتهيئتها للاستخدام البشري وتشكل الجزء الأكبر من التربة السطحية التجارية المتاحة. إن معدل الاستخدام والتآكل الحالي يفوق معدل تكوين التربة. [4]

من الممكن إنشاء تربة سطحية صناعية تدعم بعض الاستخدامات الهندسية أو البيولوجية للتربة السطحية. [4] تشمل الأمثلة الأكثر تقليدية لوسائط نمو النباتات الاصطناعية التربة الخام ومزيج الأصيص . التربة السطحية المصنعة القائمة على المعادن والمواد الصلبة الحيوية والسماد و/أو حمأة مصانع الورق [5] متوفرة تجاريًا. [6] تم إعادة تأهيل منجم فحم مفتوح في العصر الفيكتوري باستخدام تربة سطحية صناعية منخفضة الجودة مصنوعة من مواد محلية. [7]

تصنيف

في أنظمة تصنيف التربة، تُعرف التربة السطحية باسم أفق O أو أفق A. [8] [9] آفاق التربة هي طبقات موازية لسطح التربة تختلف خصائصها الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية عن الطبقات الموجودة أعلى وأسفل. يتم قياس عمق طبقة التربة السطحية على أنه عمق السطح إلى أول طبقة تربة مضغوطة بكثافة، والمعروفة باسم التربة السفلية .

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

تقييم

تنشر منظمات مثل مؤسسة المعايير البريطانية (BSI) ووزارة الزراعة في ولاية كارولينا الشمالية إرشادات حول جودة التربة والمستويات المطلوبة من العناصر الغذائية للتربة السطحية المناسبة على نطاق واسع للعديد من النباتات. [10]

إرشادات التربة السطحية وفقًا لوزارة الزراعة في ولاية كارولينا الشمالية
فئة النتائج المرجوة
مستوى الرقم الهيدروجيني 5.0 إلى 6.2
الفوسفور (PI) مؤشر 50
البوتاسيوم (KI) مؤشر 50
الكالسيوم (Ca%) 40-60% من سعة تبادل الكاتيون (CEC)
المغنيسيوم (ملغ%) 8-10% من CEC
تشبع القاعدة (BS%) 35-80% من CEC
المنغنيز (Mn-I) الفهرس > 25
الزنك (Zn-I) الفهرس > 25
النحاس (Cu-I) الفهرس > 25

هناك نوعان شائعان من التربة السطحية التجارية هما التربة السطحية السائبة والتربة السطحية المعبأة في أكياس. يوضح الجدول التالي الاختلافات الرئيسية بين النوعين. [10]

التحليل النموذجي للتربة السطحية السائبة والمعبأة، NCDA
نوع التربة السطحية نسبة عالية من [أ] %BS الرقم الهيدروجيني باي كي الكالسيوم% ملغ%
حجم كبير 0.3 69 5.2 009 026 45 10
مُغلف 0.7 78 5.8 166+ 178 56 12.3

وبدلاً من ذلك، يربط BSI القيم التالية:

إرشادات التربة السطحية وفقًا للمواصفة BS 3882
فئة النتائج المرجوة
مستوى الرقم الهيدروجيني 5.5 إلى 8.5
الفوسفات (PO4) 16 إلى 140 ملغ/لتر
البوتاسيوم (ك) 121 إلى 1500 ملغ/لتر
المغنيسيوم (ملغ) 51 إلى 600 ملغ/لتر
النيكل (Ni) من <60 ملغ/كغ
الزنك (Zn) من <200 ملغ/كغ
النحاس (Cu) من <100 ملغ/كغ

الجداول السابقة خاصة بالصنف متعدد الأغراض وقد تتغير مستويات معينة تبعاً لدرجة حموضة التربة .

توجد أيضًا معايير للتربة المتخصصة المناسبة للنباتات ذات الاحتياجات الخاصة بما في ذلك التربة الحمضية أو الخلنجية والتربة الجيرية . وتختلف مستويات الرقم الهيدروجيني لهذه التربة عن التربة النموذجية وهي مخصصة لزراعة أنواع مختلفة من النباتات. وهناك تصنيفات أخرى للتربة مصممة للنباتات التي تزدهر في تربة قليلة المغذيات مثل التربة منخفضة الخصوبة والتربة الحمضية منخفضة الخصوبة والتربة الجيرية منخفضة الخصوبة.

ومن أمثلة النباتات المتخصصة نبات مصيدة الذباب فينوس الذي ينمو في بيئات منخفضة النيتروجين والفوسفور ، وبالتالي فهو أقل تحملاً للبيئات الغنية بالمغذيات مقارنة بالنباتات الأخرى وأقل قدرة على المنافسة فيها. في حين يتطلب التوت الأزرق تربة طينية لينمو جيدًا، وينمو البرسيم جيدًا في التربة الجيرية. لذلك يجب اختيار التربة لتناسب النباتات التي يُقصد زراعتها، وبالتالي فإن المعايير مطلوبة.

نسبة الكربون إلى النيتروجين

التربة السطحية هي المورد الأساسي لنمو النباتات وازدهار المحاصيل. والمعياران الرئيسيان لذلك هما الكربون والنيتروجين. يوفر الكربون الطاقة والنيتروجين مطلوب للنباتات لبناء البروتينات وبالتالي الأنسجة. تحتاج النباتات إليهما بنسب مختلفة لتمكين النمو المناسب. الرقم الأمثل للتربة السطحية في المملكة المتحدة هو نسبة كربون إلى نيتروجين أقل من 20:1. عادة ما يكون لقاعدة نشارة الخشب نسبة كربون إلى نيتروجين عالية في حدود 400:1 بينما يحتوي تبن البرسيم على محتوى كربوني منخفض ويمكن أن يكون له عادة نسبة كربون إلى نيتروجين حوالي 12:1. [11]

تطبيق تجاري

تُباع مجموعة متنوعة من مخاليط التربة تجاريًا على هيئة تربة سطحية. ومن الاستخدامات النموذجية لهذا المنتج تحسين الحدائق والمروج أو للاستخدام في حدائق الحاويات . كما تُباع تربة الأصيص والسماد العضوي والروث والجفت للاستخدامات المنزلية ، ولكل منها أغراض محددة. وعادةً ما لا تكون منتجات التربة السطحية مناسبة لزراعة النباتات في الأصيص أو زراعة الفاكهة والخضروات مثل تربة الأصيص أو السماد العضوي. كما أن استخدامها لهذا الغرض قد يكون باهظ التكلفة للغاية مقارنة بالبدائل الأخرى.

تُستخدم التربة السطحية أيضًا لتسوية الأسطح بشكل صحيح بالقرب من المباني السكنية. من أجل الحماية من الفيضانات، يتطلب قانون الإسكان الدولي ميلًا بنسبة 2% (2.4 بوصة (61 مم)) لأول عشرة أقدام بعيدًا عن المنزل. [12] يتطلب Energy Star معدل 0.5 بوصة/قدم (42 مم/م).

يجب تصنيف التربة السطحية المتوفرة تجاريًا (المصنعة أو الطبيعية) في المملكة المتحدة وفقًا للمعيار البريطاني BS 3882، مع الإصدار الحالي المؤرخ 2015. يحتوي المعيار على عدة تصنيفات للتربة السطحية مع التصنيف النهائي الذي يتطلب من المادة تلبية معايير عتبة معينة مثل محتوى المغذيات والعناصر السامة النباتية القابلة للاستخراج وتوزيع حجم الجسيمات ومحتوى المادة العضوية ونسبة الكربون إلى النيتروجين والتوصيل الكهربائي والخسارة عند الاشتعال ودرجة الحموضة والتلوث الكيميائي والفيزيائي. يجب أخذ عينات من التربة السطحية وفقًا للمعيار البريطاني والمعيار الأوروبي BS EN 12579:2013 محسنات التربة ووسائط النمو - أخذ العينات. [13]

تآكل

يحدث تآكل التربة السطحية عندما تهب الرياح أو تجرف طبقة التربة السطحية. وتتجاوز التكاليف السنوية المقدرة للخسائر الصحية العامة والبيئية المتعلقة بتآكل التربة في الولايات المتحدة 45 مليار دولار. [14] يمكن أن تؤدي ممارسات الزراعة الصناعية التقليدية مثل الحرث ورش كميات كبيرة من الأسمدة السائلة الاصطناعية إلى تدهور جودة التربة. يمكن أن تؤدي طرق الزراعة المكثفة لتلبية الطلبات الغذائية العالية مع غلات المحاصيل العالية وزراعة المحاصيل في الزراعات الأحادية إلى استنزاف العناصر الغذائية في التربة وإتلاف ميكروبيوم التربة . يمكن أن تؤثر هذه العوامل على اتساق التربة وجودتها مما يؤدي إلى زيادة التآكل.

الجريان السطحي من الحقول الزراعية هو نوع من التلوث غير النقطي . تتسرب التربة السطحية وكذلك الأسمدة الزراعية وغيرها من الملوثات المحتملة من الحقول الزراعية غير المحمية عندما تحدث أمطار غزيرة. يمكن أن يؤدي هذا إلى تلويث المجاري المائية والمياه الجوفية وقد يؤدي إلى تلويث مصادر مياه الشرب. يمكن أن تحدث ازدهار الطحالب عندما تغمر كميات كبيرة من العناصر الغذائية الأنهار أو البحيرات أو المحيطات غالبًا نتيجة للجريان السطحي للمزارع أو مياه الصرف الصحي. يمكن أن تكون هذه الطحالب الضارة سامة ولها تأثيرات مدمرة على النظم البيئية والحياة البرية. غالبًا ما يشار إليها بالمد الأحمر بسبب وجود الطحالب الحمراء السامة التي يمكن أن تؤثر على مصادر الغذاء البشري عن طريق تلويث المأكولات البحرية. [15]

تحاول التقنيات المستدامة إبطاء التآكل من خلال استخدام المحاصيل الغطائية من أجل بناء المواد العضوية في التربة. تفقد الولايات المتحدة ما يقرب من 3 أطنان من التربة السطحية لكل فدان سنويًا. [16] يمكن أن يستغرق تكوين 1 بوصة (2.5 سم) من التربة السطحية ما بين 500 [17] و 1000 عام [18] بشكل طبيعي، مما يجعل معدل تآكل التربة السطحية مصدر قلق بيئي خطير. بناءً على اتجاهات عام 2014، فإن العالم لديه حوالي 60 عامًا من التربة السطحية المتبقية. [18] [19]

حفظ

حواجز التآكل على المنحدر المضطرب، مقاطعة مارين، كاليفورنيا
حرث محيطي في بنسلفانيا عام 1938. شكلت الصفوف جريانًا بطيئًا للمياه السطحية أثناء العواصف الممطرة لمنع تآكل التربة والسماح للمياه بالوقت للتسلل إلى التربة.

الحفاظ على التربة هو منع فقدان الطبقة العليا من التربة بسبب التآكل أو منع انخفاض الخصوبة الناجم عن الإفراط في الاستخدام أو الحموضة أو الملوحة أو غيرها من تلوث التربة الكيميائية .

تُمارس الزراعة بالحرق والقطع وغيرها من الأساليب غير المستدامة للزراعة الكفافية في بعض المناطق الأقل نموًا. عادةً ما تكون إحدى عواقب إزالة الغابات هي التآكل على نطاق واسع وفقدان العناصر الغذائية للتربة وأحيانًا التصحر الكامل . تشمل تقنيات تحسين الحفاظ على التربة تناوب المحاصيل والمحاصيل الغطائية والحرث المحافظ وحواجز الرياح المزروعة ، والتي تؤثر على كل من التآكل والخصوبة . عندما تموت النباتات، فإنها تتحلل وتصبح جزءًا من التربة. يحدد القانون 330 الأساليب القياسية التي أوصت بها خدمة الحفاظ على الموارد الطبيعية في الولايات المتحدة . مارس المزارعون الحفاظ على التربة لآلاف السنين. في أوروبا، تستهدف سياسات مثل السياسة الزراعية المشتركة تطبيق أفضل ممارسات الإدارة مثل تقليل الحرث والمحاصيل الغطائية الشتوية [20] وبقايا النباتات وحواف العشب من أجل معالجة الحفاظ على التربة بشكل أفضل. هناك حاجة إلى عمل سياسي واقتصادي لحل مشكلة التآكل. تتعلق عقبة الحوكمة البسيطة بكيفية تقديرنا للأرض ويمكن تغيير ذلك من خلال التكيف الثقافي. [21] يعتبر الكربون الموجود في التربة بمثابة بالوعة للكربون ، ويلعب دورًا في التخفيف من آثار تغير المناخ . [22]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ النسبة المئوية للمادة الدبالية هي مقياس لجزء المادة العضوية التي تحللت لتكوين أحماض الدبالية والفولفيك . تمثل نسبة المادة الدبالية النسبة المئوية للمادة العضوية التي تتفاعل كيميائيًا. تؤثر هذه القيمة على تحديد معدلات الجير ومبيدات الأعشاب. [1]
  1. ^ نيهير، ديبوراه أ.؛ باربيرشيك، ماري إي. (14 أكتوبر 2019). "مفصليات التربة الدقيقة وصحة التربة: تقاطع التحلل وقمع الآفات في النظم البيئية الزراعية". الحشرات . 10 (12): 414. doi : 10.3390/insects10120414 . ISSN  2075-4450. PMC 6955927.  PMID 31756962  .
  2. ^ بهرام، محمد؛ هيلدبراند، فالك؛ فورسلوند، صوفيا ك.؛ أندرسون، جنيفر L.؛ سودزيلوفسكايا، ناديجدا أ؛ بوديجوم، بيتر م. بينجتسون-بالم، يوهان؛ أنسلان، ستين؛ كويلو، لويس بيدرو؛ هاريند، هيليري. هويرتا سيباس، خايمي (7 مارس 2017). “هيكل ووظيفة ميكروبيوم التربة السطحية العالمية”. طبيعة . 560 (7717): 233-237. دوى :10.1038/s41586-018-0386-6. اتش دي ال : 1887/73861 . ISSN  0028-0836. بميد  30069051. S2CID  51892834.
  3. ^ مارش، ويليام م. (2010). تخطيط المناظر الطبيعية: التطبيقات البيئية (الطبعة الخامسة). هوبوكين، نيوجيرسي: وايلي. ISBN 9780470570814.
  4. ^ "التربة الاصطناعية: سريعة وقذرة". مجلة نيو ساينتست .
  5. ^ كاربنتر، أندرو ف.؛ فرنانديز، إيفان ج. (مارس 2000). "الحمأة اللبيّة كمكوّن في التربة السطحية المصنّعة". مجلة جودة البيئة . 29 (2): 387-397. رمز Bibcode :2000JEnvQ..29..387C. doi :10.2134/jeq2000.00472425002900020004x.
  6. ^ Pettinelli, Dawn; Luce, Harvey D. "شراء التربة السطحية" (PDF) . مختبر تحليل العناصر الغذائية في التربة.
  7. ^ Birjak, Anna; Walmsley, Alena; Anderson, Nicole; Missen, Jon; Yellishetty, Mohan (2020). "تقييم التربة السطحية الاصطناعية على نطاق الحقل: تجربة منجم الفحم الفيكتوري". وقائع الندوة الدولية الثامنة والعشرين حول تخطيط المناجم واختيار المعدات - MPES 2019. سلسلة Springer في الجيوميكانيكا والهندسة الجيولوجية. ص 376-389. doi :10.1007/978-3-030-33954-8_45. ISBN 978-3-030-33953-1. S2CID  212959835.
  8. ^ وزارة الزراعة الأمريكية (USDA)، طاقم قسم مسح التربة (1993). "دليل مسح التربة". محفوظ في 2007-02-07 على موقع واي باك مشين، دليل وزارة الزراعة الأمريكية رقم 18، الفصل 3.
  9. ^ اللجنة الوطنية للتربة والتضاريس (2009). دليل المسح الميداني للتربة والأراضي الأسترالية. الطبعة الثالثة . منظمة البحوث العلمية والصناعية الأسترالية، ملبورن.
  10. ^ ab "التربة السطحية . وزارة الزراعة في ولاية كارولينا الشمالية (يوليو 1995)" (PDF) . ncagr.gov .
  11. ^ فهم نسبة الكربون إلى النيتروجين بواسطة Crow Miller ACRES https://www.ecofarmingdaily.com/build-soil/soil-inputs/minerals-nutrits/carbon-nitrogen-ratio/
  12. ^ "منحدرات الدرجة النهائية بعيدة عن الأساس | مركز حلول بناء أمريكا". basc.pnnl.gov . تم الاسترجاع في 2022-05-15 .
  13. ^ BS 3882:2015 مواصفات التربة السطحية
  14. ^ "مرحبًا بكم في قسم الهندسة المدنية والبيئية في جامعة كارنيجي ميلون - الهندسة المدنية والبيئية - جامعة كارنيجي ميلون" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 24 يونيو 2010.
  15. ^ "المد الأحمر (تسمم المحار الشللي) | Mass.gov". www.mass.gov . تم الاسترجاع في 2022-07-11 .
  16. ^ "تقرير موجز، جرد الموارد الطبيعية لعام 2007". خدمات الحفاظ على الموارد الطبيعية، وزارة الزراعة الأمريكية. ديسمبر 2009. ص 97.
  17. ^ جيمس سمولكا (1 مايو 2001). "الأكل محليًا". اكتشف . تم الاسترجاع في 1 مايو 2001 .
  18. ^ "60 عامًا فقط من الزراعة متبقية إذا استمر تدهور التربة". مجلة ساينتفك أمريكان . 5 ديسمبر 2014.
  19. ^ "ماذا لو نفدت تربة العالم؟". تايم . 14 ديسمبر 2012.
  20. ^ باناجوس، بانوس؛ بوريللي، باسكوالي؛ ميوسبورجر، كاترين؛ ألويل، كريستين؛ لوجاتو، إيمانويل؛ مونتاناريلا، لوكا (2015). "تقدير عامل إدارة غطاء تآكل التربة على المستوى الأوروبي". سياسة استخدام الأراضي . 48 : 38-50. رمز Bibcode : 2015LUPol..48...38P. doi : 10.1016/j.landusepol.2015.05.021 .
  21. ^ باناجوس، بانوس؛ إيميسون، أنطون؛ ميوسبرغر، كاترين؛ بوريللي، باسكوالي؛ بويسن، جان؛ ألويل، كريستين (2016-08-01). "حفظ التربة في أوروبا: أمنية أم حقيقة؟". تدهور الأراضي والتنمية . 27 (6): 1547-1551. رمز Bibcode : 2016LDeDe..27.1547P. doi : 10.1002/ldr.2538 . ISSN  1099-145X.
  22. ^ Amelung, W.; Bossio, D.; de Vries, W.; Kögel-Knabner, I.; Lehmann, J.; Amundson, R.; Bol, R.; Collins, C.; Lal, R.; Leifeld, J.; Minasny, B. (2020-10-27). "نحو استراتيجية عالمية للتخفيف من تغير المناخ في التربة". Nature Communications . 11 (1): 5427. Bibcode :2020NatCo..11.5427A. doi : 10.1038/s41467-020-18887-7 . ISSN  2041-1723. PMC 7591914. PMID 33110065  . 

قراءة إضافية

  • الحقيقة حول التربة السطحية: إنها تختفي
  • مان، سي (2008). "أرضنا الطيبة". مجلة ناشيونال جيوغرافيك . 214 (3): 80-107. مؤرشف من الأصل في 2013-01-21.
  • دليل فني إلكتروني من المكتب الميداني لوزارة الزراعة الأمريكية - أدلة تفصيلية للحفاظ على التربة مصممة خصيصًا للولايات/المقاطعات الفردية
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=التربة السطحية&oldid=1224519596"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate