Embed Size (px)
DESCRIPTION
كتاب رائع عن كيمياء التربة
Citation preview
١٢٣
الفصل الرابعالفصل الرابعالفصل الرابعالفصل الرابع
א��������������� א�����س���� א�����س���� א�����س���� س��
مقدمة ٤.١
مفاهيم كيمياء التربة والتفاعالت للتربة ومركبات املاء تكون ذات أمهية بالنسبة ، ومثال ذلك التـأثري مـبني يف ثري النهائي على إنتاجية احملصولملهندس الري بسبب التأ
ونوعية املاء كيمياء التربة ميكن تقسيم االهتمامات الشاملة لتفاعل). ٤.١(الشكل رقم ، األول منها هو تراكم األمالح يف قطاع التربة وتأثرياا على منـو إىل فئتني أساسيتني
احملصول والثاين هو تأثري عناصر كيميائية معينة يف املاء أو التربة على منو احملصول أو حىت .بقاء احملصول
ـ ن يف حـاالت نـادرة أن تزايد مشاكل امللوحة أو استفحال عنصر سام ميكمثال ملشروع مت التخلي عنه بسبب تأثريات . يتسبب يف التخلي عن مشاريع ري قائمة
، يف حالة وجود مشاكل ملوحـة أو على األقل). ٤.٢(ح يف الشكل رقم امللوحة موضعنصر سام فيجب عندئذ إجراء تعديالت على خطوات التصـميم حبيـث ال جتعـل
، هذه التعديالت سوف نتاج احملصول غري جمدي اقتصادياًون إالتأثريات تؤدي إىل أن يك، وغالباً تتطلب تصميم منشأت للصرف الحتياج املائي للمحصول التصميميتؤثر على ا
.يف املساحة املرويةتعـاين منـذ . تؤثر مشاكل امللوحة على اإلنتاج الزراعي على املستوى العاملي
مشاكل ملوحة خطرية بسبب تزايد األمـالح القدم مساحات زراعية مروية عديدة من مليـون هكتـار مت ٧٥٦أشارت أحدى اإلحصـائيات إىل أن . خالل القرون املاضية
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٢٤
.أسبانياالضرر على حماصيل احلبوب بسبب الظروف امللحية يف إقليم أرقون، .)٤.١(شكل رقم
ة تـراكم األمـالح يف إقلـيم دحقول مروية سابقاً مت التخلي عنها بسبب زيا .)٤.٢(شكل رقم
.النمو النبايت املبني ألصناف ذات مقاومة شديدة للملوحة ليس هلا قيمة اقتصادية. سبانياأ، أرقون
١٢٥ أسس كيمياء التربة
مليون هكتار أخنفض إنتاجهـا بسـبب ٥٠، كان منها حراثتها على املستوى العامليوحـة ـدد وأشار تقرير أخر إىل أن املل. (Shalhevet and Kamburov, 1976)امللوحة
املروية يف اإلنتاجية الزراعية ملساحة تبلغ تقريباً نصف العشرون مليون هكتار من األرض علماً بإن إنتاج هذه احملاصيل أصبح فعلياً مقيداً ذه امللوحة يف غرب الواليات املتحدة،
ميكن أيضاً أن تسبب عناصر . (Wadleigh, 1968)من مساحة هذه األرض تقريباً ٪٢٥. يائية معينة إجهاد شديد للمحصول أو هالكه إذا وجدت مبستوى عايل من التركيزكيم
.واألكثر شيوعاً من هذه املركبات مها الكلوريد والبورون
سوف يبدأ هذا الفصل مبراجعة للمفاهيم األساسية يف الكيمياء املطلوبة حـىت سوف يتم . املاء –التربة تفهم وحتلل املشاكل الداخلة يف التفاعالت الكيميائية يف نظم
عرض مفاهيم معينة متعلقة بتحليل كيميائي للتربة واملوارد املائية لإلنتـاج الزراعـي يف وسوف يتم اإلشارة أيضاً إىل تأثري تركيزات امللوحة املختلفة ومركبـات . اجلزء الالحق
يالت وسوف يناقش اجلزء األخري خطوات التصميم والتعـد . معينة على إنتاج احملصول .الضرورية إلدارة التركيزات الكيميائية للتربة
أساسيات يف الكيمياء ٤.٢
الغرض من هذا اجلزء هو مراجعة املبادئ األساسية يف الكيمياء املطلوبة لتحليل هذه األسس ستستخدم كأساس للتحاليل اليت يـتم مناقشـتها يف . التربة –نظم املاء
.األجزاء الالحقة من هذا الفصل جلدول الدوري للعناصرا
يعطي اجلدول الدوري معلومات عن الرقم الذري والوزن الذري ووحـدات هذه املعلومات تكون مطلوبة حلساب كل من تركيز العناصـر . األكسدة لعناصر خمتلفة
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٢٦
تبدأ الطريقة حلساب الوزن اجلزئي بالنظر إىل كمية املادة . املختلفة وإمكانية التفاعالت .من العنصر أو املركب) مول(زء جرامي املوجودة يف ج
ذرة من عنصر ما أو ٢٣١٠×٦.٠٢على ) مول(حيتوي اجلزء اجلرامي الواحد يعرب عن . هو رقم أفوقادرو ٢٣١٠×٦.٠٢، حيث أن جزء من املركب ٢٣١٠×٦.٠٢
:الوزن اجلزئي باجلرام باملعادلة التالية ∑
N
1=iix=MW )٤.١(
:حيث xi = جم(الوزن الذري للعنصر.( N =عدد العناصر يف املركب.
األوزان الذرية من اجلدول الدوري . الوزن اجلزئي يساوي جزء جرامي واحد من املادة ). ٤.٢(ومسجلة أيضاً يف جدول رقم ) ٤.١(للعناصر موضحة يف اجلدول رقم
ــــــــــــــــــــــــــــــــــ )٤.١(مثال رقم
3CaCOأحسب الوزن اجلزئي لـ ) أ( احلل
g 04.100
g) 3(16.0+g 12.01+g 03.40CaCO3
==
42SOHأحسب الوزن اجلزئي لـ ) ب( احلل
( ) ( )g 08.98
g 16.004+g 06.32g 008.12SOH 42
=+=
يف مياه من مادة مذابة) مول أو جزء ١ –مبعىن (وزن جزئي ١يتكون حملول الكتلة من . (1M)مولر ١ويرمز لتركيز هذا احمللول بـ . لتر من احمللول ١كافية لتكوين ما كميته
١٢٧ أسس كيمياء التربة
، الرمز الكيميائي وحاالت ن القمة إىل القاعدة الرقم الذري، الوزن الذرياجلدول الدوري للعناصر مبني فيه لكل عنصر م .)٤.١(جدول رقم . (Bohn et al., 1979)والنباتات ةأكسدة موجودة يف الترب
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٢٨
ورمز ) ١٢–مبين على الكربون (جدول األرقام الذرية ، واألوزان الذرية .)٤.٢(جدول رقم .القيمة بني األقواس هي رقم الكتلة ألطوال حياة أو أفضل نظري معروف. العنصر الكيميائي
الوزن الرقم الرمز الوزن الرقم الرمز الذري الذري الذري الذري
Actinium Ac ٢٢٧ ٨٩ Mercury Hg ٢٠٠.٥٩ ٨٠ Aluminum Al ٢٦.٩٨١٥ ١٣ Molybdenum Mo ٩٥.٩٤ ٤٢ Americium Am ٢٤٣[ ٩٥[ Neodymium Nd ١١٤.٢٤ ٦٠ Antimony Sb ١٢١.٧٥ ٥١ Neon Ne ٢٠.١٨٣ ١٠ Argon Ar ٣٩.٩٤٨ ١٨ Neptunium Np ٢٣٧[ ٩٣[ Arsenic As ٧٤.٩٢١٦ ٣٣ Nickel Ni ٥٨.٧١ ٢٨ Astatine At ٢١٠[ ٨٥[ Niobium Nb ٩٢.٩٠٦ ٤١ Barium Ba ١٣٧.٣٤ ٥٦ Nitrogen N ١٤.٠٠٦٧ ٧ Berkelium Bk ٢٤٩[ ٩٧[ Nobelium No ١٠٢ ]٢٥٣[ Beryllium Be ٩.٠١٢٢ ٤ Osmium Os ١٩٠.٢ ٧٦ Bismuth Bi ٢٠٨.٩٨٠ ٨٣ Oxygen O ١٥.٩٩٩٤ ٨ Boron B ١٠.٨١١ ٥ Palladium Pd ١٠٦.٤ ٤٦ Bromine Br ٧٩.٩٠٩ ٣٥ Phosphorus P ٣٠.٩٧٣٨ ١٥ Cadmium Cd ١١٢.٤٠ ٤٨ Platinum Pt ١٩٥.٠٩ ٧٨ Calcium Ca ٤٠.٠٨ ٢٠ Plutonium Pu ٢٤٢[ ٩٤[ Califomium Cf ٢٥١[ ٩٨[ Polonium Po ٢١٠ ٨٤ Carbon C ١٢.٠١١١٥ ٦ Potassium K ٣٩.١٠٢ ١٩ Cerium Ce ١٠٤.١٢ ٥٨ Praseodymium Pr ١٤٠.٩٠٧ ٥٩ Cesium Cs ١٣٢.٩٠٥ ٥٥ Promethium Pm ١٤٥[ ٦١[ Chlorine CI ٣٥.٤٥٣ ١٧ Protactinium Pa ٢٣١[ ٩١[ Chromium Cr ٥١.٩٩٦ ٢٤ Radium Ra ٢٢٦[ ٨٨[ Cobalt Co ٥٨.٩٣٣٢ ٢٧ Radon Rn ٢٢٢[ ٨٦[ Copper Cu ٦٣.٥٤ ٢٩ Rhenium Re ١٨٦.٢ ٧٥ Curium Cm ٢٥٧[ ٩٦[ Rhodium Rh ١٠٢.٩٠٥ ٤٥ Dysprosium Dy ١٦٢.٥٠ ٦٦ Rubidium Rb ٨٥.٤٧ ٣٧ Einsteinium Es ٢٥٤[ ٩٩[ Ruthenium Ru ١٠١.٠٧ ٤٤ Erbium Er ١٦٧.٢٦ ٦٨ Samarium Sm ١٥٠.٣٥ ٦٢ Europium Eu ١٥١.٩٦ ٦٣ Scandium Sc ٤٤.٩٥٦ ٢١ Ferinium Fm ٢٥٣[ ١٠٠[ Selenium Se ٧٨.٩٦ ٣٤ Fluorine F ١٨.٩٩٨٤ ٩ Silicon Si ٢٨.٠٨٦ ١٤ Francium Fr ٢٢٣[ ٨٧[ Silver Ag ١٠٧.٨٧٠ ٤٧ Gadolinium Gd ١٥٧.٢٥ ٦٤ Sodium Na ٢٢.٩٨٩٨ ١١ Gallium Ga ٦٩.٧٢ ٣١ Strontium Sr ٨٧.٦٢ ٣٨ Germanium Ge ٧٢.٥٩ ٣٢ Sulfur S ٣٢.٠٦٤ ١٦ Gold Au ١٩٦.٩٦٧ ٧٩ Tantalum Ta ١٨٠.٩٤٨ ٧٣ Hafnium Hf ١٧٨.٤٩ ٧٢ Technetium Tc ٩٩[ ٤٣[ Helium He ٤.٠٠٢٦ ٢ Tellurium Te ١٢٧.٦٠ ٥٢ Holmium Ho ١٦٤.٩٣٠ ٦٧ Terbium Tb ١٥٨.٩٢٤ ٦٥ Hydrogen H ١.٠٠٧٩٧ ١ Thallium TI ٢٠٤.٣٧ ٨١ Indium In ١١٤.٨٢ ٤٩ Thorium Th ٢٣٢.٠٣٨ ٩٠
) ١٢–مبين على الكربون (جدول األرقام الذرية ، واألوزان الذرية .)٤.٢(تابع جدول رقم .نظري معروفالقيمة بني األقواس هي رقم الكتلة ألطوال حياة أو أفضل . ورمز العنصر الكيميائي
١٢٩ أسس كيمياء التربة
الوزن الرقم الرمز الوزن الرقم الرمز الذري الذري الذري الذري
Iodine I ١٢٦.٩٠٤٤ ٥٣ Thulium Tm ١٦٨.٩٣٤ ٦٩ Iridium Ir ١٩٢.٢ ٧٧ Tin Sn ١١٨.٦٩ ٥٠ Iron Fe ٥٥.٨٤٧ ٢٦ Titanium Ti ٤٧.٩٠ ٢٢ Krypton Kr ٨٣.٨٠ ٣٦ Tungsten W ١٨٣.٨٥ ٧٤ Lanthanum La ١٣٨.٩١ ٥٧ Uranium U ٢٣٨.٠٣ ٩٢ Lawrencium Lw ٢٥٧[ ١٠٣[ Vanadium V ٥٠.٩٤٢ ٢٣ Lead Pb ٢٠٧.١٩ ٨٢ Xenon Xe ١٣١.٣٠ ٥٤ Lithium Li ٦.٩٣٩ ٣ Ytterbium Yb ١٧٣.٠٤ ٧٠ Lutetium Lu ١٧٤.٩٧ ٧١ Yttrium Y ٨٨.٩٠٥ ٣٩ Magnesium Mg ٢٤.٣١٢ ١٢ Zinc Zn ٦٥.٣٧ ٣٠ Manganese Mn ٥٩.٩٣٨٠ ٢٥ Zirconium Zr ٩١.٢٢ ٤٠ Mendelevium Md ٢٥٦[ ١٠١[
ــــــــــــــــــــــــــــــــــ
)٤.٢(مثال رقم
:لتر من/جم ١٠أحسب التركيز الكلي حمللول حيتوي على NaOH) أ( 42SONa) ب(
احلل أحسب الوزن اجلزئي مث التركيز: أوالً
g 39.948g 1.008+g 16.00+g 94.22NaOH) أ( == التركيز داخل أقواس مربعةبتحديد
[ ] ( ) ( ) M 25.0g/mole 948.39/g/L 10NaOH == )) ب( ) ( ) g 94.141g 16.004g 06.32g 94.222SONa 42 =++=
[ ] ( ) ( ) M 0705.0g/mole 41.941/g/L 10SONa 42 == ــــــــــــــــــــــــــــــــــ
التكافؤ وتفاعالت األكسدة واالختزال
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٣٠
جمموعـة ). _(و إليكترونات (+) تتكون الذرات من نيوترونات وبروتونات اإلليكترونات تكون مرتبة يف حلقات متتالية حميطة بالنواة اليت تتكون من النيوترونـات
.عدد اإلليكترونات يساوي عدد الربوتونات. والربوتوناتيف التفاعل الكيميائي ، يفقد املعدن أو أي عنصر مشـابه لـه إليكترونـات
و االقتراب منها بدون وجـود إليكترونـات يف حلقتـه للوصول إىل حالة االستقرار أأما العنصر الغري معدين يأخـذ . هذه الذرة حينئذ تصبح أيون بشحنة موجبة. اخلارجية
. إليكترونات من املعدن حىت يعيد حلقته اخلارجية إىل حالة مستقرة بثمانية إليكتروناتالـذي يـبني احتـاد ) ٤.٣(هذا النوع البسيط من التفاعل مت توضيحه يف الشكل رقم
. الصوديوم والكلوريد
.تفاعل مت فيه حتويل إليكترون إلنتاج أيون صوديوم وأيون كلوريد .)٤.٣(شكل رقم
، مثل الكلور أن يأخذ تكافؤات خمتلفـة معتمـدة علـى ميكن لبعض العناصر ثالث من . +7و +5، +4، +3، +2، +1الكلور ميكن أن يأخذ التكافؤات . التفاعل
).٤.٤(حاالت التكافؤ هي مبينة يف الشكل رقم الحظ أن تلك التكافؤات املشتركة يف تفاعل دائماً تلغي مثل ذلـك اجلزيـئ
وهذا يعين بأنه يشتمل على عـدد . النهائي الذي ليس له شحنة أو تكافؤه يساوي صفر ) .٤.٤(للتفاعالت يف الشكل رقم . متساو من الربوتونات واإلليكترونات
OC1OC12 )أ( 2-2+ →+ )٤.٢(
١٣١ أسس كيمياء التربة
2 )ب(-2+4 C1OO2C1 →+ )٤.٣(
72 )ج(-2+7 OC1O72C1 →+ )٤.٤ (
ت من التكافؤات الستة املمكنة للكلورختطيط بياين لثالث حاال .)٤.٤(شكل رقم
(Sawyer and McCarty, 1967.)
الكربيت والنتروجني واهلالوجينات هي عناصر غري معدنية قادرة على إظهـار
مدى واسع من التكافؤات نتيجة إىل مقدرا على االستحواذ على إليكترونـات حـىت ي عـن واحـد أو أكثـر مـن يكتمل الغالف اخلارجي لثمانية إليكترونات أو التخل
أما املاجننيز والكروم والنحاس واحلديـد هـي . اإلليكترونات للوصول إىل احتاد مستقر .معادن تنتج إليكترون واحد أو أكثر حىت حتصل على حاالت تكافؤ خمتلفة
أمثلة على . إضافة إليكتروناتيعرف عامل األكسدة بأنه أي مادة تستطيع :ذلك
+6+40+3+5+7+4+6+302 S,S,S,N,N,Mn,Mn,Cr,Fe,C1,O :مثال ذلك. أما عامل االختزال فهو أي مادة تستطيع التخلي عن إليكترونات
+4+20-+3+4+2+2000 S,S,S,C1,N,Mn,Cr,Fe,Mg,Fe,H
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٣٢
4++03الحظ أن S,N,Mn 4+وS تستطيع أن تؤدي كال الدورين كعوامـل، رقم اإلليكترونات املفقودة بعامـل اختزال –ة يف أي تفاعل أكسد. زالأكسدة واخت
ويبني اجلدول رقم . االختزال يعادل رقم اإلليكترونات املكتسبة بواسطة عامل األكسدة، تات جلميـع العناصـر الكيميائيـة والنبا ةاألكسدة وحاالت التكافؤ يف الترب) ٤.١(
:زالاالخت –واملعادالت التالية هي أمثلة لتفاعالت بسيطة لألكسدة →− )أ( C12HC1+H +0
202 )٤.٥(
→− )ب( 23
+32
02
0 O2Fe3O+4Fe )٤.٦( 0) ج(
2-2
4+22
420 H+SOMgSOH+Mg →−+ )٤.٧(
30- ) د(2
+2 2C1+2FeC1+2Fe → )٤.٨( مراجع أخرى البد من الرجوع إليها للخطوات حىت تعادل تفاعالت األكسدة : الحظ( ). .Sawyer and McCarty, 1967مثل ، –االختزال األكثر تعقيداً –
الوزن املكافئ والعياريأيـون مـن ) مـول (يعادل الوزن املكافئ الوزن ملركب يتفاعل مع جـزء
)اهليدروجني )+H أو أيون اهليدروكسيد( )−OH .الوزن املكـافئ لألغراض العملية ، :هذا موضح يف املثال التايل. يساوي الوزن اجلزئي مقسوماً على تكافؤ األيون
ــــــــــــــــــــــــــــــــــ )٤.٣(مثال رقم
:ئ للمركبات التاليةأحسب الوزن املكاف2+-) أ(
2 2Cl+BaBaCl → احلل ): الوزن املكافئ )[ ] g1.1042/g45.352g34.137 =+
SOAl)(SO+2Al)3() ب( -24
+3342 →
١٣٣ أسس كيمياء التربة
احلل ): الوزن املكافئ ) ( )[ ]{ } g02.576g00.16(4g06.323g98.262 =++
وعليه لتحضري عياري واحد . كافئات لكل لترتعرف عيارية احمللول بإا عدد امل
.يتم مبزج وزن مكافئ واحد من املركب يف لتر واحد (N 1)حمللول معني ــــــــــــــــــــــــــــــــــ
)٤.٤(مثال رقم لتفاعل N 0.1مل من حملول ٥٠٠املطلوبة لتحضري AgNO3أحسب عدد اجلرامات من
.ترسييب : احلل
لذلك عدد اجلرامات يكون مسـاوياً . +1هو Agالتكافؤ لـ ) ٤.١(رقم من جدول :إىل
( ) ( )[ ] 1g 00.163g 01.14g 87.107ml 1000/ml 5001.0x ++= g 49.8x =
ــــــــــــــــــــــــــــــــــ
اخلصائص الكيميائية للتربة ٤.٣ صنيف الترب املتأثرة بامللوحةت
املتأثرة بامللوحة حسب التوصيل الكهربائي ملستخلص التربة املشـبعة ةيتم تصنيف الترب(ECe) ٢٥مقاساً عند درجة حرارةo ًميكن . م وحسب نسبة ادمصاص الصوديوم أيضا
صودية كما هـو مـبني يف –إىل عادية أو ملحية أو صودية أو ملحية ةتصنيف الترب .استصالح التربة ومعاجلة امللوحة تعتمد على هذا التصنيف). ٤.٣(دول رقم اجل
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٣٤
املتأثرة بامللوحـة مبين على حتليل املستخلص املشبع ةتصنيف الترب .)٤.٣(جدول رقم .) James et al., 1982عن (
صودية –ملحية صودية ملحية عادية املعيارECe )٤> ٤< ٤> ٤< )سم/مليموز SAR >١٣> ١٣> ١٣< ١٣
باستخدام جهاز وتستون املطور واملتوفر ملثل ECeتقاس ملوحة التربة حبساب
:باستخدام املعادلة التالية SARحيسب الـ . هذا النوع من التحاليل [ ] ( )[ ] 5.022 2/MgCaNaSAR +++ += )٤.٩(
:حيث SAR =٠.٥)لتر/مليمول(ادمصاص الصوديوم نسبة +Na = لتر/ملليمكافئ(تركيز أيون الصوديوم( +2Ca = لتر/ملليمكافئ(تركيز أيون الكالسيوم( +2Mg = لتر/ملليمكافئ(تركيز أيون املاغتسيوم(
) ٤.٣(واجلدول رقم ) ٤.٩(املعادلة رقم املثال التايل يبني كيفية تطبيق
ــــــــــــــــــــــــــــــــــ ) ٤.٥(مثال رقم
:مطلوب تصنيف عينة التربة اليت مت حتليلها وكانت نتائجها كالتايلcmmmhos 53.2ECe) أ( Lmeq 41.1Ca2) ب( = =+ Lmeq 01.1Mg2) ج( Lmeq 5.21Na) د( += =+
:احلل )٤.٩(مستخدماً املعادلة رقم SARأحسب [ ] ( )[ ] 5.02/meq/L 1.01meq/L 1.41meq/L 5.21SAR +=
( ) 5.0mmol/L 55.19SAR =
١٣٥ أسس كيمياء التربة
.يتبني بأن التربة كانت صودية) ٤.٣(بالرجوع إىل اجلدول رقم ــــــــــــــــــــــــــــــــــ
عة التبادل الكاتيوين ونسبة الصوديوم املتبادلسمعطاة (ESR)ونسبة الصوديوم املتبادل (CEC)وسعة التبادل الكاتيوين SARالعالقة بني
:باملعادالت التالية )NaXCEC/(NaXSARgk −=′ )٤.١٠ (
:حيث gk ]معامل اختيار قابون املعدل للعالقة بني = ′ ]+2Ca و[ ]+Na
NaX = جرام١٠٠/ملليمكافئ(الصوديوم املتبادل( CEC = جرام١٠٠/ملليمكافئ(سعة التبادل الكاتيوين(
:نسبة الصوديوم املتبادل تكون معطاة بواسطة )NaXCEC/(NaXSRE −= )٤.١١ (
) ٤.١١(و ) ٤.١٠(بتوحيد املعادلتني رقما )SAR(gkESR ′= )٤.١٢(
مبنية على التحليـل اإلحصـائي لعينـات ESRو SARمت استنتاج عالقة جتريبية بني :القة تكون كالتايلهذه الع. املستخلص املشبع
0126.0)SAR(01475.0ESR −= )٤.١٣ ( gkتكون مساوية إىل ESRحيث أن امليل لدالة ) :٤.١٢(يف معادلة رقم ′
2/1)L/mmol(01475.0gk −=′ )٤.١٤ ( اس القبول على أس (ESP)ونسبة الصوديوم املتبادل SARعالقة بني مت تطوير ال
، وهو ذو فائدة عملية على مسـتوى SAR، الذي هو أساس لـ باستنتاج معادلة قابون. ٢إىل ١.٥يوم ال تتجاوز تقريباً احلقل طاملا كانت نسبة الصوديوم املتبادل إىل الكالس
:يكون كالتايل ESPالـ 100]CEC/NaX[ESP= )٤.١٥(
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٣٦
:وبإعادة الترتيب حنصل على) ٤.١١(بتعويض هذه العبارة يف املعادلة رقم )SAR(01475.0)SAR(gk)ESP100/(ESP =′=− )٤.١٦(
gkحيث أن .ESRلـ ) ٤.١٣(مأخوذة من املعادلة رقم ′
SARامللح على تأثري تركيز :وفقاً للتعبري التايل SAR، يتغري الـ تركيز األمالح الكلية يف حملولإذا تغري
initial2/1
final SAR]ionconcentrat [SAR ∆= )٤.١٧( :حيث
ionconcentrat ∆ =نسبة التركيز النهائي لألمالح الكلية إىل التركيز األويل.
. كجذر تربيعي للزيادة يف تركيز امللح الكلي يف حملول التربـة SARيزداد الـ مفيدة عندما ترتبط مع تقـديرات ) ٤.١٧(ميكن أن تكون العالقة املبينة يف معادلة رقم
، يف بعض األحيان يفترض أن احملتـوى الرطـويب فمثالً. ام ماء التربةتقريبية أخرى لنظن ضعف السعة احلقلية لتربة متوسطة القوام إىل املائي على أساس الكتلة عند التشبع يكو
على أسـاس املسـتخلص املشـبع باملصـطلح SARوإذا رمزنا لتحليل الـ . ناعمة
initialSAR حينئذ فإن الـ ،SAR عند السعة احلقلية يكون معطى كالتايل initialfinal SAR 2SAR = )٤.١٨(
إن العالقات بني حمتوى املاء عند التشبع ومستويات أخرى لرطوبة التربة معطاة يف اجلزء .التايل
نسبة التشبع
. نسبة التشبع هي احملتوى املائي يف التربة على أساس الـوزن لعينـة مشـبعة ام والعالقات بني نسبة التشبع ومستويات أخرى للمحتوى الرطويب يف التربة كدالة للقو
:معطاة بالصيغة التقريبية التالية
١٣٧ أسس كيمياء التربة
:تربة متوسطة وناعمة القوام )100()(2SP FCmθ= )٤.١٩( CEWmFCm )(2)( θ=θ )٤.٢٠(
أو )100()(4SP CEWmθ= )٤.٢١(
:حيث SP = نسبة التشبع)٪(
FCm )(θ )جم/جم(احملتوى الرطويب للتربة على أساس الوزن عند السعة احلقلية = CEWm )(θ = ل احملتوى الرطويب للتربة على أساس الوزن عنـد حمدوديـة احملصـو
)جم/جم(المتصاص املاء :ترب خشنة القوام
)100()(3SP FCmθ= )٤.٢٢( CEWmFCm )(2)( θ=θ )٤.٢٣(
أو )100()(6SP CEWmθ= )٤.٢٤(
عالقات عملية
، وجيب اسـتخدامها مفيدة يف بعض التطبيقات العملية العالقات العامة التالية ، كما ميكن أن تكون متأثرة بالعالقات األيونية نه مل يتم استنتاجها بدقة شديدةحبذر أل
.املعقدة عند مستويات عالية من امللوحة EC (James et al., 1982.) و ψosاجلهد األمسوزي ) أ(
EC36os −=ψ )٤.٢٥( :حيث
ψos = كيلوبسكال(اجلهد األمسوزي(
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٣٨
EC = ٢٥التوصيل الكهربائي عندo سم/ملليموز(م( EC (James et al., 1982.)حمللول بالوحدات املبينة و (Cs)تركيز امللوحة ) ب(
EC640)l/mg(Cs = )٤.٢٦( EC10)l/meq(Cs = )٤.٢٧(
,Ayers and Wescot)واملسـتخلص املشـبع (iw)، ماء الري (sw)ملاء التربة EC) ج(
1976) swiw ECEC3 = )٤.٢٨( swe ECEC2 = )٤.٢٩(
أو )EC()2/3(EC iwe = )٤.٣٠(
تأثري التراكيز الكيميائية للتربة واملاء على اإلنتاج ٤.٤ احملصول إىل الكلوريد والصوديوم والبورون حساسيةإن حساسية احملصول بالنسبة إىل التراكيز املختلفة من الكلوريد مقاسـة مـن
ما بعد تراكيز الكلوريـد املبينـة يف ). ٤.٤(مستخلص مشبع مدرجة يف جدول رقم .اجلدول يعترب الكلوريد سام على احملصول
ا هو مبني بنسبة الصـوديوم املتبـادل حتمل احملصول إىل تركيز الصوديوم كم (ESP) الحظ أيضاً بأن احملاصيل قد تكون متـأثرة ). ٤.٥(للتربة مبينة يف اجلدول رقم
بشدة بواسطة مستويات مسية من الكلوريد والصوديوم واليت ال تكون عند مسـتويات هذا صحيح خصوصاً حتـت . عالية كافية كي تسبب ملوحة التربة أو مشاكل الصودية
الري بالرش حيث أن الكلوريد أو الصوديوم ميكن أن يتركز على سطح األوراق بعـد .تبخر ماء الري
أن حساسية احملصول إىل تركيز البورن يف مياه الري مبينة يف اجلـدول رقـم )٤.٦.(
١٣٩ أسس كيمياء التربة
مستويات الكلوريد اخلطرة يف مستخلصات مشبعة .)٤.٤(جدول رقم
.) Bernstein, 1967عن ( ةألصناف فواكه متنوعة ونباتات جذري
الصنف أو األصول املطعم عليها )لتر/مليمكافئ(الكلوريد
يف مستخلص مشبع أصول احلمضيات املطعم عليها
٢٥ ليمون روجنبور ، مندرين كليوباترا ١٥ الليمون اخلشن ، الطنجال ، الربتقال احلامض ١٠ الربتقال احللو
ذات األنوية احلجرية املطعم عليهاأصول ذات األنوية ٢٥ مارينا ١٠ لوفل ، شاليل ٧ يانان
أصول أفوكادو مطعم عليها ٨ اهلندي الغريب ٥ املكسيكي
أصناف العنب ٢٥ ثومبسون عدمي البذور ، برليت ١٠ كاردينال ، بالك روز
٨-٥ الفراولة
الصوديوم املتبادل قدرة التحمل حملاصيل متنوعة إىل نسبة .)٤.٥(جدول رقم .) Pearson, 1960عن (
النمو املسؤول ESPالتحمل لنسبة حتت ظروف احلقل احملصول )املدى املؤثر(
أعراض التسمم بالصوديوم تظهر الفواكه النفضية حساس جداً حىت يف نسب الصودوم املنخفضة اجلوز ١٠ – ٢
احلمضيات أفوكادو ESPيتوقف النمو الطبيعي عند قيم الفاصوليا حساس
منخفضة بالرغم من أن الظروف ٢٠ – ١٠
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٤٠
الفيزيائية للتربة تبقى جيدة
الصوديوم قدرة التحمل حملاصيل متنوعة إىل نسبة .)٤.٥(جدول رقم تابع .) Pearson, 1960عن (املتبادل
النمو املسؤول ESPالتحمل لنسبة حتت ظروف احلقل احملصول )املدى املؤثر(
منو متقزم بفعل كل من عوامل الربسيم متوسطة التحمل التغذية وظروف التربة السيئة الشوفان ٤٠ – ٢٠
العكرش الطويل األرز حشيش الدالس منو متقزم ويعزى عادة إىل ظروف القمح متحملة
.التربة السيئة القطن ٦٠ – ٤٠ يم احلجازيالربس الشعري الطماطم البنجر
منو متقزم ويعزى عادة إىل ظروف أبو عرف والفريوي األكثر حتمالًESP <التربة السيئة حشيش القمح ٦٠.
حشيش القمح الطويل حشيش رودز
ز التراكي. حدود البورون يف ماء الري لدرجات خمتلفة من حتمل البورون .)٤.٦(جدول رقم
مدى التركيز يبدأ . لتر/من البورون اليت أساساً تكافئ ملجم (ppm)مشار إليها جبزء يف املليون .) Wilcox, 1960عن ( من أعلى العمود إىل ايته
حساسة شبه متحملة متحملةجزء ١إىل ٢من ( )جزء باملليون ٢إىل ٤من (
)باملليون )جزء باملليون ٠.٣إىل ١من (
)بيكان(اجلوز الزيتون )احمللي(شمس عباد ال األفلاألسود، الفارسي، أو (اجلوز البطاطا اهلليون
)اإلجنليزي )طرطوقة(حرشوف القدس )أكاال و باميا(القطن النخيل
فاصوليا بيضاء الطماطم خنيل التمر شجرة البق اإلمريكية البزالء احللوة البنجر السكري
١٤١ أسس كيمياء التربة
نجاصالع الفجل )بنجر املائدة(شوندر الكمثرى بزالء احلقل بنجر البستان
التفاح زهرة الوقواق الربسيم )سولتانينا ومالقا(العنب الزيتون )الكالديولس(سف الغراب
. حدود البورون يف ماء الري لدرجات خمتلفة من حتمل البورون .)٤.٦(جدول رقم تابع مدى . لتر/اليت أساساً تكافئ ملجممن البورون (ppm)التراكيز مشار إليها جبزء يف املليون
.) Wilcox, 1960عن (التركيز يبدأ من أعلى العمود إىل ايته حساسة شبه متحملة متحملة
جزء ١إىل ٢من ( )جزء باملليون ٢إىل ٤من ( )باملليون
)جزء باملليون ٠.٣إىل ١من (
)بريساميون(ديوسبريوس الشعري الباقالء الكرز القمح البصل اخلوخ الذرة )ترنب(لفت
املشمش ذرة املكانس الكرنب توت عدمي األشواك الشوفان اخلس الربتقال زينية اخلس األفوكادو قرع اجلزر
جريب فروت الفلفل الكبري الليمون البطاطا احللوة فاصوليا
تأثري امللوحة على اإلنتاج
واخلضروات واحملاصيل تاجية الفاكهة وحة التربة على إنتأثري مستويات خمتلفة من ملامللوحة مقاسة ملستخلص التربة املشبع ). ٤.٧(احلقلية واألعالف مبني يف اجلدول رقم
تأثري امللوحة مبني كنسبة متوقعة خلفض اإلنتاج . (EC)ويعرب عنها بالتوصيل الكهربائي ثريات ، تأأنه ضمن نوع معني من فئة احملصولالحظ . ECeعلى مدى خمتلف من
صيل الحظ أيضاً أن حما. ECeاإلنتاج ميكن أن ختتلف كثرياً ملستوى واحد من ، وحماصيل األعالف أكثر مقاومة للملوحة، يتبعها احملاصيل احلقلية، وحماصيل اخلضروات
املستوى املتوقع الخنفاض إنتاجية احملصول . الفاكهة اليت تكون عموماً أكثر حساسيةحتديد مقدار التأثري على . على إقرار نوع احملصول للزراعة ميكن أن يكون له تأثري
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٤٢
اإلنتاج ميكن أيضاً أن يكون ضرورياً حلساب العائد االقتصادي احملتمل من جراء .عمليات غسيل األمالح أو من تنفيذ نظم صرف حقلية
تأثري مستويات امللوحة كنسبة متوقعة خلفض إنتاج احملاصيل على مدى .)٤.٧(جدول رقم
.) Ayers and Westoct, 1976عن ( ECeخمتلف من
نسبة اإلنتاج أقصى ٪٥٠ ٪٧٥ ٪٩٠ ٪١٠٠
ECi ECiw ECi ECiw ECi ECiw ECi ECiw ECe احملصول حماصيل حقلية
٢٨ ١٢.٠ ١٨.٠ ٨.٧ ١٣.٠ ٦.٧ ١٠.٠ ٥.٣ ٨.٠ شعري ٧ ٢.٤ ٣.٦ ١.٥ ٢.٣ ١.٠ ١.٥ ٠.٧ ١.٠ فاصوليا ١٢ ٤.٥ ٦.٨ ٢.٠ ٤.٢ ١.٨ ٢.٦ ١.١ ١.٦ الفول ١٠ ٣.٩ ٥.٩ ٢.٥ ٣.٨ ١.٧ ٢.٥ ١.١ ١.٧ ذرة ٢٧ ١٢.٠ ١٧.٠ ٨.٤ ١٣.٠ ٦.٤ ٩.٦ ٥.١ ٧.٧ قطن ٩ ٣.٢ ٤.٩ ٢.١ ٣.١ ١.٣ ٢.٠ ٠.٩ ١.٣ لوبيا ١٠ ٣.٩ ٥.٩ ٢.٥ ٣.٨ ١.٧ ٢.٥ ١.١ ١.٧ كتان
٧ ٣,٣ ٤.٩ ٢.٧ ٤.١ ٢.٤ ٣.٥ ٢.١ ٣.٢ فول سوداين ١٢ ٤.٨ ٧.٢ ٣.٤ ٥.١ ٢.٦ ٣.٨ ٢.٠ ٣.٠ أرز
١٥ ٦,٦ ٩,٩ ٥.٠ ٧.٦ ٤.١ ٦.٢ ٣.٥ ٥.٣ عصفر ١٧ ٦.٣ ٩.٤ ٣.٩ ٥.٩ ٢.٥ ٣.٧ ١.٥ ٢.٣ سيسبانا
١٨ ٧.٢ ١١.٠ ٤.٨ ٧.٢ ٣.٤ ٥.١ ٢.٧ ٤.٠ ذرة سكرية ١٠ ٥.٠ ٧.٥ ٤.٢ ٦.٢ ٣.٧ ٥,٥ ٣,٣ ٥.٠ فول الصويا
٢٤ ١٠.٠ ١٥.٠ ٧.٥ ١١.٠ ٥.٨ ٨.٧ ٤.٧ ٧.٠ بنجر ٢٠ ٨.٧ ١٣.٠ ٦.٤ ٩.٥ ٤.٩ ٧.٤ ٤.٠ ٦.٠ قمح
حماصيل خضار ٧ ٢.٤ ٣.٦ ١.٥ ٢.٣ ١.٠ ١.٥ ٠.٧ ١.٠ فاصوليا
١٥ ٦.٤ ٩.٦ ٤.٥ ٦.٨ ٣.٤ ٥.١ ٢.٧ ٤.٠ بنجر ١٤ ٥.٥ ٨.٢ ٣.٧ ٥.٥ ٢.٦ ٣.٩ ١.٩ ٢.٨ بروكويل ١٢ ٤.٦ ٧.٠ ٢.٩ ٤.٤ ١.٩ ٢.٨ ١.٢ ١.٨ كرنب
١٦ ٦.١ ٩.١ ٣.٨ ٥.٧ ٢.٤ ٣.٦ ١.٥ ٢.٢ مشام ٨ ٣.١ ٤.٦ ١.٩ ٢.٨ ١.١ ١.٧ ٠.٧ ١.٠ جزر ١٠ ٤.٢ ٦.٣ ٢.٩ ٤.٤ ٢.٢ ٣.٣ ١.٧ ٢.٥ اخليار ٩ ٣.٤ ٥.٢ ٢.١ ٣.٢ ١.٤ ٢.١ ٠.٩ ١.٣ اخلس ٨ ٢.٩ ٤.٣ ١.٨ ٢.٨ ١.٢ ١.٨ ٠.٨ ١.٢ البصل ٩ ٣.٤ ٥.١ ٢.٢ ٣,٣ ١.٥ ٢.٢ ١.٠ ١.٥ الفلفل
١٠ ٣.٩ ٥.٩ ٢.٥ ٣.٨ ١.٧ ٢.٥ ١.١ ١.٧ البطاطس ٩ ٣.٤ ٥.٠ ٢.١ ٣.١ ١.٣ ٢.٠ ٠.٨ ١.٢ الفجل
١٤٣ أسس كيمياء التربة
١٥ ٥.٧ ٨.٦ ٣.٥ ٥.٣ ٢.٢ ٣.٣ ١.٣ ٢.٠ السبانخ ١٠ ٣.٩ ٥.٩ ٢.٥ ٣.٨ ١.٧ ٢.٥ ١.١ ١.٧ الذرة احللوة
١١ ٤.٠ ٦.٠ ٢.٥ ٣.٨ ١.٦ ٢.٤ ١.٠ ١.٥ البطاطا ١٣ ٥.٠ ٧.٦ ٣.٤ ٥.٠ ٢.٣ ٣.٥ ١.٧ ٢.٥ الطماطم
ستويات امللوحة كنسبة متوقعة خلفض انتاج احملاصيل على تأثري م .)٤.٧(تابع جدول رقم .) Ayers and Westoct, 1976عن ( ECeمدى خمتلف من
نسبة اإلنتاج أقصى ٪٥٠ ٪٧٥ ٪٩٠ ٪١٠٠
ECi ECiw ECi ECiw ECi ECiw ECi ECiw ECe احملصول حماصيل أعالف
١٦ ٥.٩ ٨.٨ ٣.٦ ٥.٤ ٢.٢ ٣.٤ ١.٣ ٢.٠ اجلت ٢٠ ٨.٧ ١٣.٠ ٦.٣ ٩.٥ ٤.٩ ٧.٤ ٤.٠ ٦.٠ شيش الشعريح
٢٣ ٩.٨ ١٤.٧ ٧.٢ ١٠.٨ ٥.٧ ٨.٥ ٤.٦ ٦.٩ عشبة بارمودا ١٩ ٦.٨ ١٠.٣ ٣.٩ ٥.٩ ٢.١ ٣.٢ ١.٠ ١.٥ الربسيم
١٦ ٥.٧ ٨.٦ ٣.٥ ٥.٢ ٢.١ ٣.٢ ١.٢ ١.٨ ذرة علفية ١٨ ٧.٤ ١١.١ ٥.٣ ٧.٩ ٣.٩ ٥.٩ ٣.١ ٤.٦ احلشيش املتحمل ١٨ ٦.٤ ٩.٦ ٣.٧ ٥.٥ ٢.١ ٣.١ ١.٠ ١.٥ حشيش احلدائق ١٩ ٨.١ ١٢.٢ ٥.٩ ٨.٩ ٤.٦ ٦.٩ ٣.٧ ٥.٦ جاودار حويل
٢٦ ٩.٦ ١٤.٤ ٥.٧ ٨.٦ ٣.٤ ٥.١ ١.٩ ٢.٨ حشيشة السودان ٢٣ ٨.٩ ١٣.٣ ٥.٧ ٨.٦ ٣.٩ ٥.٨ ٢.٦ ٣.٩ عكرش طويل
٣٢ ١٣.٠ ١٩.٤ ٩.٠ ١٣.٣ ٦.٦ ٩.٩ ٥.٠ ٧.٥ حشيش قمح طويل ٨ ٣,٣ ٤.٩ ٢.٤ ٣.٦ ١.٩ ٢.٨ ١.٥ ٢.٣ عشب طويل ١٥ ٦.٧ ١٠.٠ ٥.٠ ٧.٥ ٤.٠ ٦.٠ ٣.٣ ٥.٠ عشب قصري
٢٢ ٩.٨ ١٥.٠ ٧.٤ ١١.٠ ٦.٠ ٩.٠ ٥.٠ ٧.٥ حشيشة القمح حماصيل الفاكهة
٧ ٢.٧ ٤.١ ١.٩ ٢.٨ ١.٤ ٢.٠ ١.٠ ١.٥ لوز ٨ ٣.٢ ٤.٨ ٢.٢ ٣.٣ ١.٦ ٢.٣ ١.٠ ١.٧ كمثرى –تفاح
٦ ٢.٥ ٣.٧ ١.٨ ٢.٦ ١.٣ ٢.٠ ١.١ ١.٦ مشمش ٦ ٢.٤ ٣.٧ ١.٧ ٢.٥ ١.٢ ١.٨ ٠.٩ ١.٣ أفوكادو
٣٢ ١٢.٠ ١٧.٩ ٧.٣ ١٠.٩ ٤.٥ ٦.٨ ٢.٧ ٤.٠ خنيل البلح ١٤ ٥.٦ ٨.٤ ٣.٧ ٥.٥ ٢.٦ ٣.٨ ١.٨ ٢.٧ تني ، زيتون ، رمان
١٢ ٤.٥ ٦.٧ ٢.٧ ٤.١ ١.٧ ٢.٥ ١.٠ ١.٥ عنب ٨ ٣.٣ ٤.٩ ٢.٢ ٣.٤ ١.٦ ٢.٤ ١.٢ ١.٨ جريب فروت
٨ ٣.٢ ٤.٨ ٢.٢ ٣.٣ ١.٦ ٢.٣ ١.١ ١.٧ ليمون ٨ ٣.٢ ٤.٨ ٢.٢ ٣.٣ ١.٦ ٢.٣ ١.١ ١.٧ برتقال
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٤٤
٧ ٢.٧ ٤.١ ١.٩ ٢.٩ ١.٤ ٢.٢ ١.١ ١.٧ خوخ ٧ ٢.٨ ٤.٣ ١.٩ ٢.٩ ١.٤ ٢.١ ١.٠ ١.٥ برقوق ٤ ١.٧ ٢.٥ ١.٢ ١.٨ ٠.٩ ١.٣ ٠.٧ ١.٠ فراولة ٨ ٣.٢ ٤.٨ ٢,٢ ٣,٣ ١.٦ ٢.٣ ١.١ ١.٧ اجلوز
ز الكيميائية للتربةإدارة التراكي ٤.٥ نوعية مياه الري
األيونات غالباً يتم . حتتوي مجيع املياه على تراكيز متعددة ونوعيات خمتلفة من األمالح، +Ca2+ ،Mg2+ ،Na+ ،Kحتليلها لتحديد صالحية املاء للري الذي يشمل على
SO42- ،CI- ،HCO3
CO3و -بالتوصيل امللوحة الكلية ملياه الري ميكن قياسها. -2
يكون غالباً البورون ضمن التحليل لتحديد صالحية . ECiwالكهربائي ويرمز هلا بـ لتر /يتم التعبري عن نتائج التحليل بامللليمكافئ. احملسوب SARو pHمياه الري بداللة :واليت ترتبط كالتايل
( ) lmeq wtequivalentlmg = )٤.٣١( (TDS)ميكن أن يعرب عن التركيز امللحي الكلي باملواد الصلبة الذائبة الكلية
سم /بامليكروموز ECبسبب اخنفاض تركيز امللح يف مياه الري فإن . لتر/مقدرة بامللجمسم ملاء /بامللليموز ECيكون غالباً مستخدم كمقياس للملوحة يف مياه الري مقارنة إىل
التركيب الكيميائي النموذجي ملياه ري متنوعة ) ٤.٨(ويبني اجلدول رقم . التربة .للوصول إىل معرفة املقادير ومدى القيم املعقولة اليت ميكن تطويرها
تأثري نوعية املاء على التربة ومنو النبات يرتبط باخلصائص الكيميائية والفيزيائية ، ويرتبط أيضاً بالنظام املناخي يف املنطقة صول على حتمل امللوحةومقدرة احملللتربة
نتيجة إىل هذه اخلصائص . ، وكمية مياه الري املضافةلطريقة املتبعة يف الري وتكرارهاوا .وعالقام املعقدة ال يوجد نظام تصنيف عاملي ملياه الري مقبول يف الوقت احلاضر
معايري نوعية ماء الري
١٤٥ أسس كيمياء التربة
امللوحة الت للوصول إىل تصنيف عام لنوعية ماء الري تعتمد أساساً علىمت عمل حماووالسمية ملكونات كيميائية معينة ) الصوديوم(، وخطر الصودية )التركيز امللحي الكلي(
تأثريات امللوحة الضارة تكون يف الغالب مرتبطة باجلهد األمسوزي . على منو احملصولهذا التأثري مت . محصول وبالتايل يقلل اإلنتاجيةنتح لل –الذي يقلل من مقدار البخر أما خطر الصودية يكون مرتبط بالتأثري الضار لـ ). ٤.٨(حتديد كميته يف اجلدول رقم
ESP على بناء التربة والنفاذية وكذلك التأثريات السامة املباشرة على النباتات احلساسةتأثري ماء الري على ). ٤.٥(ل رقم التأثري السام على النباتات حدد يف اجلدو. للصوديوم
بذل جمهود . ما بني عدمي التأثري ومتوسط وشديد) ٤.٩(النفاذية مبني يف اجلدول رقم بواسطة خمترب امللوحة األمريكي لتصنيف ماء الري مبعلومية كل من خطورة الصودية
).٤.٥(وامللوحة كما هو مبني يف الشكل رقم العام الذي أعتمد أساساً على حتليل مياه بشكل عام وجد بأن نظام التصنيف
غري مرضي بسبب عدم تطبيقه ) ٤.٥(الري وحدها مثل ذلك املبني يف الشكل رقم للتحكم يف هذا أدى إىل تطوير طريقة املوقع احملدد . جيداً على نباتات وترب معينة
تتعامل . ليةعتبار التربة احمللية والنبات والظروف احملال، تأخذ يف اامللوحة والصودية .األجزاء التالية مع معايري معينة لتطوير برامج إدارة مرتبطة بأخطار امللوحة والصودية
طريقة املوقع احملدد –مللوحة ا التحكم يف
الالملحية على امللوحة األولية ملياه الري وكمية املياه املضافة ةيعتمد مقدار تدهور التربهذه الكمية . نتح –واليت تزيد عن متطلبات البخر اليت تتسرب من خالل منطقة اجلذور
األخرية املتسربة ميكن استخدامها لدفع األمالح املتراكمة أسفل منطقة اجلذور حيث املاء الزائد يتم التخلص منه يف . تؤدي بعد ذلك إىل الضرر املباشر على إنتاجية احملصول
صارف املفتوحة كما هو احلقل بواسطة نظام الصرف الذي يشمل على أنواع من امل ).٤.٦( موضح يف شكل رقم
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٤٦
اجلزء املتسرب من املاء إىل داخل التربة واليت تتجاوز منطقة اجلذور يرمز هلا :جبزء الغسيل وتعرف كالتايل
iciid D/)ETD(D/DLF −== )٤.٣٢(
١٤٧ أسس كيمياء التربة
. (Rhoades and Bernstein, 1971)ملياه الري ومتوسط ملياه األار يف العامل التركيب الكيميائي .)٤.٨(جدول رقم EC التركيز الكلي B ميكروموز(
)سم/ ملليجرام(
)لتر/ ملليمكافئ(
)لتر/ ملليجرام(
)لتر/
SO4 Cl NO3 SAR القلوية Ca Mg Na K م٢٠oعند مياه األارSan Joaquin, Biola, CA ٠.٥ ٠.٠٢ ٠.٠٩ ٠.٠٦ ٠.٣٦ ٠.٠٢ ٠.١٩ ٠.٠٨ ٠.٢٣ ٠.١٠ ٠.٥٢ ٤٦ ٦٠ Rogue, Grants Pass, OR ٠.٤ ٠.٠١ ٠.٠٦ ٠.٠٤ ٠.٧٩ - ٠.٢٠ ٠.٢٣ ٠.٣٩ ٠.٠٣ ٠.٨٢ ٧٤ ٨٢ Sacramento, Knights Landing, CA ٠.٥ ٠.٠١ ٠.١٧ ٠.١٤ ١.١٠ ٠.٠٢ ٠.٣٤ ٠.٤١ ٠.٦٥ ٠.١٠ ١.٤٢ ٩٩ ١٤٨ Snake, Heise, ID ٠.٤ ٠.٠٢ ٠.٣١ ٠.٠٩ ٢.٦٩ ٠.٠٥ ٠.٤٨ ٠.٩٨ ٢.٣٤ ٠.٠٥ ٣.٨٥ ٢١٨ ٣٧١ Missouri, Nebraska City, NE ١.٨ ٠.٠١ ٠.٥١ ٣.٧٥ ٣.٠٥ ٠.١٤ ٢.٧٤ ١.٤٩ ٢.٨٩ ٠.١٣ ٧.٢٦ ٤٥٦ ٦٩٤ Colorado, Lees Ferry, AZ ١.٩ ٠.٠٢ ١.٧٢ ٤.٣٧ ٢.٧٢ ٠.١١ ٣.١٣ ١.٧٢ ٣.٨٤ ٠.١١ ٨.٨٠ ٥٤٧ ٨٦٤ Arkansas, Ralston, OK ٥.٩ ٠.٠٥ ٧.٩٥ ١.٩٨ ١.٧٧ - ٨.٠٧ ٠.٩٤ ٢.٧٤ - ١١.٧٥ ٧٢٤ ١٢٦٠ Salt, below Stewart Mt. Dam, AZ ٦.٨ ٠.٠١ ١٠.٠١ ١.٢٣ ٢.٨٠ ٠.١٦ ٩.٧٩ ١.١٥ ٢.٩٤ ٠.٢٧ ١٤.٠٤ ٨٣٢ ١٥٢٠ Sevier, Lynndyl, UT ٤.٩٠ ٠.١٤ ٨.٤٦ ٦.٢٣ ٥.٤٤ ٠.١٥ ١٠.٦٦ ٥.٨٠ ٣.٧٦ ٠.٣١ ٢٠.٣٧ ١١٩٠ ١٩٥٠ Pecos, Shumla, TX ٧.٤ ٠.٠٣ ٢٠.٥٧ ٨.٥٩ ٢.٥٤ - ١٨.٧٩ ٥.٥١ ٧.١٨ ٠.٢٢ ٣١.٤٨ ٢٠٠٠ ٣١٦٠ Gila, Gellespie Dam, AZ ١٧.٠ ٠.٣٤ ٥٩.٩٦ ٢٧.٩٠ ٣.١٨ ٠.٣١ ٦٠.٩٠ ١٠.٩٤ ١٤.٨٧ ٢.٦٠ ٨٧.٠٢ ٥٢٦٠ ٨١٦٠
األار متوسطات North America ٠.٥ ٠.٠٢ ٠.٢٣ ٠.٤٢ ١.١١ ٠.٠٤ ٠.٣٩ ٠.٤١ ١.٠٥ - ١.٨٩ ١٤٢ ٢٢٠ Europe ٠.٢ ٠.٠٦ ٠.١٩ ٠.٥٠ ١.٥٦ ٠.٠٤ ٠.٢٣ ٠.٤٦ ١.٥٥ - ٢.٢٨ ١٨٢ ٢٧٠ Australia ٠.٣ ؟؟؟ ٠.٢٨ ٠.٥٠ ٠.٥٢ ٠.٠٤ ٠.١٣ ٠.٢٢ ٠.١٩ - ٠.٥٨ ٥٩ ٩٥ World ٠.٤ ٠.٠٢ ٠.٢٢ ٠.٢٣ ٠.٩٦ ٠.٠٦ ٠.٢٧ ٠.٣٤ ٠.٧٥ - ١.٤٢ ١٢٠ ١٩٠
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٤٨
خمطط لتصنيف ماء الري يستند على األمالح الكلية .)٤.٥(شكل رقم
(EC) وحمتوى الصوديوم النسيب(SAR) ،) عنRichards, 1954 (.
.) Doorenbos and Pruitt, 1977عن ( تأثري نوعية ماء الري على النفاذية .)٤.٩(جدول رقم
شديد التأثري متوسط التأثري ال تأثري عاملالECiw )٠.٢< ٠.٥ – ٠.٢ ٠.٥> )سم/ملليموز
SARadj ٩> ٩ – ٦ ٦< (Montmorillonite)مونتموريللونت
١٦> ١٦ – ٨ ٨< (Illite)إيليت ٢٤> ٢٤ – ١٦ ١٦< (Kaolinite)كاولينت
١٤٩ أسس كيمياء التربة
إزالة مياه الغسيل إلدارة مصرف حقلي عميق يستخدم يف .)٤.٦(شكل رقم
.امللوحة يف إقليم ارقون ، اسبانيا
:حيث LF =جزء الغسيل Dd = سم(عمق ماء الصرف( Di = سم(عمق ماء التسرب( ETc =سم(لمحصول لنتح –بخر ال(
ميكن تعريف عمق ماء الري املتسرب بأنه ذلك اجلزء الناتج من متوسط ، أو أيهما األقل )يوم/سم( dapعدل املاء املضاف ، أو م)يوم/سم( Iavgالتسرب
:ميكن كتابة عمق املاء املتسرب كاآليت). يوم( tiمضروباً يف زمن الري )t(ID iavgi )أ ٤.٣٣( =
أو )t(dD iapi = )ب ٤.٣٣(
ميكن كتابتها بتعويض املعادلة رقم LFمعادلة . ختيار أيهما األقل من املعادلتنييتم ا :كاآليت) ٤.٣٢(يف املعدلة رقم ) ٤.٣٣(
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٥٠
)]t(I/[ET1LF iavgc−= )أ ٤.٣٤(
أو )]t(d/[ET1LF iapc−= )ب ٤.٣٤(
بأن مجيعها خالل Iavg ،dap ،ti ،ETcويف املعادالت السابقة جيب اعتبار تشري إىل زمن tiنفس الفترة الزمنية سواء كانت يومية ، أسبوعية ، شهرية أو مومسية ،
.الري أثناء نفس الفترة الزمنية –ة الظروف احلقلية اليت يكون الصرف فيها غري حمدود تالئم املعادالت السابق
أي أن احلقول يكون فيها معدل الصرف أسفل منطقة اجلذور يساوي أو أكرب من معدل جيب أن يعدل حىت يأخذ يف LFأما إذا كان معدل الصرف حمدود فإن . التسرب
ة لذلك ارتفاع منسوب فإذا مل يتم هذا التعديل فإن النتيجة احلتمي. االعتبار هذه احلقيقةوإذا تداخل املاء األرضي مع منطقة اجلذور فإنه يؤدي إىل إعاقة لنمو . املاء األرضي
اجلذور ألن التربة سوف تصبح مشبعة واألمالح قد ترتفع إىل أعلى بدالً من غسيل وعندما يكون معدل الصرف الداخلي حمدود يقدر عمق الصرف . منطقة اجلذور
:كاآليت fdd tID = )٤.٣٥(
:حيث Id = يوم/سم(متوسط معدل الصرف الداخلي( tf = يوم(الفترة بني الريات( وعندما . تفترض املعادلة السابقة وجود صرف مستمر لقطاع التربة بني الريات
لتجنب املاء األرضي فإن جزء الغسيل ميكن LFيف يكون الصرف حمدود وهناك حتكم :حسابه كالتايل
( ) ( )fdcfd tIET/tILF += )٤.٣٦( ( )dfcd It/ET/I +=
١٥١ أسس كيمياء التربة
املعادلة رقم ويعادل هذا عمق الصرف مقسوماً على عمق الري كما هو معرب عنه يف نتح للمحصول فقد مت تقييمه خالل نفس الفترة الزمنية مثل –بالنسبة للبخر ). ٤.٣٢(tf . احلد األعلى لـtf يتم إجياده باستخدام مبادئ جدولة الري القياسية اليت تعتمد على
.طرق تطبيق جدولة الري مت ذكرها يف فصل فيزياء التربة. توفر املاء يف منطقة اجلذورحساب جزء الغسيل باستخدام عوامل متعلقة بظروف إدارة حمصول معني
املسموح به ECباإلضافة إىل ذلك ، فإن الـ . ميكن عملها باستخدام املعادالت السابقةميكن إجياده إذا أفترض أنه ليس هناك تغري صايف يف كمية األمالح (ECiw)ملاء الري
بة معادن التربة أو امتصاص إىل أعلى بواسطة املذابة حتدث أما بواسطة املطر أو بإذا، فإن جزء الغسيل ميكن تعريفه بناءاً على هذا االفتراض، الذي يعترب حرج. حملصولا
:كالتايل diwid EC/ECD/DLF == )٤.٣٧( :املسموح ملاء الري كالتايل ECميكن بعد ذلك حساب الـ
)EC(LFEC diw = )٤.٣٨( هو معامل التوصيل ) ٤.٣٨(و ) ٤.٣٧(يف املعادلتني رقمي ECdيكون الـ
الختاذ القرارات اإلدارية اخلاصة بإدارة امللوحة يفترض أن الـ . الكهربائي ملاء الصرفECe فتراض يسمح لتطبيق قيم وهذا اال. مساوي لعينة التربةECe ا فيما املسموح
حىت حيسب جزء –) ٤.٧(يعين ذلك من اجلدول رقم –يتعلق بنسبة اخنفاض اإلنتاجية إىل حد ما هو افتراض متحفظ ECeتساوي ECdاالفتراض بإن . ECiwأو LFالغسيل
ECeلتربة و حيدث عند اجلهد املائي للسعة احلقلية ل ECd، حيث أن إلدارة امللوحة .حيدث عند جهد يساوي صفراً بالتحديد
جيب هنا إعادة التأكيد بأن األمالح الطبيعية أو األصلية اليت ميكن أن تتواجد وال ) ٤.٣٨(و ) ٤.٣٧(يف قطاع التربة ال تؤخذ يف االعتبار عند تطبيق املعادلتني رقمي
يبني كيفية تطبيق املعادالت الواردة املثال التايل. التفاعالت الكيميائية احملتملة يف القطاع .يف هذا اجلزء حلساب جزء الغسيل
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٥٢
ــــــــــــــــــــــــــــــــــ )٤.٦(مثال رقم
.البيانات التالية متثل معلومات خاصة بإنتاج حمصول وطريقة الري ونوعية املياه )ماحل(سم /ملليموز ٣.٢= معامل التوصيل ملاء الري طمطما= احملصول ٪٢٥= ختفيض اإلنتاج املسموح به )مزيج(ساعة /سم ١.٣= معدل تسرب التربة يوم/مم ٨= االستهالك املائي للمحصول أيام ١٠= الفترة بني الريات
.أحسب زمن الري املطلوب بالساعة لكل فترة ري إذا كان صرف التربة غري حمدد احلل
) :٤.٣٨(بتطبيق املعادلة رقم )EC(LFEC diw =
) ٤.٧(ومن اجلدول رقم . ECeيساوي ECdيفترض أن ) ٤.٧(لتطبيق اجلدول رقم وبتطبيق املعادلة . سم/ملليموز ٥تساوي ECdجند ٪٧٥حملصول الطماطم مع إنتاجية
):٤.٣٧(رقم
( ) ( )64.0
cmmmhos 5.0cmmmhos 2.3EC/ECLF diw
===
:داخلة يكونوحساب العوامل ال) أ ٤.٣٤(وبتطبيق املعادلة رقم )tI(ET1LF iavgc−=
cm0.8mm80)d10(d/mm8ETc ===
cm2.2236.0/cm0.836.0/ETtI ciavg === h1.17)h/cm3.1/(cm2.22t i ==
.أيام ١٠اعة لكل س ١٧.١أي أن زمن الري الالزم هو
١٥٣ أسس كيمياء التربة
ــــــــــــــــــــــــــــــــــيف حساب جزء الغسيل قد طرح بعض ) ٤.٣٨(استخدام املعادلة رقم
التساؤالت حول تطبيقها ألا تفترض أن مجيع منطقة اجلذور ذات تركيز منتظم وثابت عام حالة يف الواقع منطقة اجلذور جتف تدرجيياً بني الريات مظهرة بشكل . مع الزمن
اجلذور تبحث عن الرطوبة من . أكثر بلالً باجتاه األسفل وأكثر جفافاً جتاه األعلى .طبقات العمق األكثر بلالً اليت يقل فيها التركيز امللحي
إىل معادلة (Ayers and Westoct, 1976)توصل كل من آيرز ويستكوت تفترض هذه املعادلة . ذكرحلساب جزء الغسيل حبيث تأخذ باالعتبار الظروف سابقة ال
٢مقسوماً على ECiwو ECdيف منطقة اجلذور يساوي جمموع ECضمنياً بأن متوسط باالعتماد على هذه . ECeمضروباً يف ٢.٥عند السعة احلقلية يساوي ECوأن
:العالقات مت استنتاج املعادلة التالية حلساب جزء الغسيل
iwe
iw
EC)EC(5EC
LF−
= )٤.٣٩(
بأا تعطي قيم جلزء الغسيل تعكس ) ٤.٣٩(يسود الشعور عند استخدام املعادلة رقم االختالف يف جزء الغسيل الناتج موضحاً . بدرجة أفضل احلالة الفعلية يف منطقة اجلذور
).٤.٦(يف املثال التايل، املعتمد على املثال رقم ــــــــــــــــــــــــــــــــــ
)٤.٧(مثال رقم ) ٤.٣٩(باستخدام املعادلة رقم ) ٤.٦(إعادة حل مثال رقم
احلل مع نفس البيانات املعطاة يف املثال السابق ومقدار شامالً ) ٣.٣٩(تطبيق املعادلة رقم
ECe ٤.٧(سم من اجلدول رقم /ملليموز ٥يساوي.(
15.0cm/mmhos2.3)cm/mmhos0.5(5
cm/mmhos2.3LF =
−=
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٥٤
استمرار التحليل ). ٤.٦(النتيجة تقريباً هي أربع مرات أقل من النتيجة يف املثال رقم .كما هو موضح يف املثال السابق
85.015.01tI
ET
iavg
c =−=
cm4.985.0cm0.8
85.0ET
tI ciavg ===
h2.7h/cm3.1
cm4.9t i ==
٧.٢هو ) ٤.٣٩(أيام باستخدام معادلة رقم ١٠زمن الري املخفض احملسوب لكل .ساعة
ــــــــــــــــــــــــــــــــــ
طريقة املوقع احملدد –التحكم يف الصودية لتربة كما هو تتعلق خطورة الصودية يف التأثريات الضارة لتركيز الصوديوم على نفاذية ا
وعلى السمية لتركيزات الصوديوم على النباتات كما هـو ) ٤.٩(مبني يف اجلدول رقم ويعرب عن تركيز الصوديوم بداللة كمية الصوديوم املتبادل ) . ٤.٥(مبني يف اجلدول رقم
هذا يكون مقاساً بنسبة الصوديوم . مقارنة إىل الكاتيونات األخرى يف مركب ماء التربة .(SAR)أو نسبة ادمصاص الصوديوم (ESP)ل املتباد
الــ (SARiw)ملاء الري SARعادة وحتت الظروف احلقلية ، ال يساوي الـ SAR ملاء التربة(SARsw) نتيجة إىل الظروف التالية :
كما هو . نتح يعمل على زيادة تركيز املكون ملاء التربة نسبة إىل ملاء الري –البخر ) أ( )٤.١٧(لة رقم مبني يف املعاد
initial2/1
final SAR]ionconcentrat[SAR ∆= .هذا عند اعتبار التركيز امللحي فقط
١٥٥ أسس كيمياء التربة
غالباً يزداد تركيز . يتغري التركيز امللحي للتربة مع الزمن بني الريات وعمق القطاع) ب( .امللح مع العمق والزمن بعد الري
التعرية اجلوية للتربة املعدنية أثنـاء يتأثر مركب ماء التربة بكل من ترسيب امللح و) ج( .الري
لقد مت . SARiwللتربة وخطورة الصوديوم أكثر من ESPالـ SARswيعكس
) أ: (لقد طورت معادلتان جتريبيتان . تطوير طرق تأخذ باالعتبار التأثريات املذكورة آنفاًاملعـدل SARبـ النتيجة يرمز هلا – SARiwللتربة السطحية من ESPأحدامها لتقدير
(SARadj) ،)األخرى لتقدير ) بESP النتيجة يرمز هلا بـ –عند أسفل منطقة اجلذورSAR ملاء الصرف(SARdw) .واملعادلتان مها كالتايل:
)]pH4.8(1[SARSAR ciwadj −+= )٤.٤٠( ( )[ ][ ])pH4.8(1 LF/YSARSAR c
LF21iwdw −+= + )٤.٤١(
:حيث Y =معامل التعرية اجلوية ملعدن التربة.
إىل قابلية املاء (pHc-8.4)ويشري الرمز ٠.٧املقبولة هي Yعموماً قيمة املعامل
CaCO3أكرب من صفر فإن (pHc-8.4)عندما يكون . CaCO3املضاف لترسيب أو إذابة فر فإن ماء الري أقل من ص (pHc-8.4)وعندما يكون . تترسب يف التربة عند إضافة املاء
:ميكن أن حيسب كالتايل pHcأن . املوجود يف التربة CaCO3يذيب )COHCO(p]2/)MgCa[(p)pKpK(pH 2
3322
s2c−−++ +++−−= )٤.٤٢(
:حيث pK2 = لثابت التحلل الثاين لـ ) ١٠قاعدة (لوغاريتم سالبH2CO3 . pKs = لثابت حاصل اإلذابة لـ ) ١٠قاعدة (لوغاريتم سالبCaCO3 .
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٥٦
كما أنه جيب تصحيح كل . لتر/املعادلة السابقة هي باملليمكافئكل التراكيز يف ، سيستخدم اجلدول رقم للتطبيقات يف هذا اجلزء. ة للماءللقوة األيوني pKsو pK2من
ذلك يعين جمموع التراكيز –كدالة لتركيز الكاتيون الكلي pK2 – pKsلتقييم ) ٤.١٠( .لأليونات املوجبة
عـن ( كدالة لتركيز الكاتيون الكلـي pK2 – pKsقيم .)٤.١٠(جدول رقم
Taylor and Ashcroft, 1972 ( خصية مع ديلوكس ـاالت شـبناءاً على اتص(L. V. Wilcox) – متقاعد مبخترب امللوحة األمريكي عامل تربة.
وعـجمم الكاتيونات
٠.٨ ٠.٧ ٠.٦ ٠.٥ ٠.٤ ٠.٣ ٠.٢ ٠.١ صفر )لتر/ملليمكافئ(
٢.١٢ ٢.١٢ ٢.١١ ٢.١١ - - - - ٢.٠٣ صفر٢.١٥ ٢.١٥ ٢.١٥ ٢.١٤ ٢.١٤ ٢.١٤ ٢.١٤ ٢.١٣ ٢.١٣ ١ ٢.١٨ ٢.١٧ ٢.١٧ ٢.١٧ ٢.١٧ ٢.١٦ ٢.١٦ ٢.١٦ ٢.١٦ ٢ ٢.١٩ ٢.١٩ ٢.١٩ ٢.١٩ ٢.١٩ ٢.١٩ ٢.١٨ ٢.١٨ ٢.١٨ ٣ ٢.٢١ ٢.٢١ ٢.٢١ ٢.٢١ ٢.٢٠ ٢.٢٠ ٢.٢٠ ٢.٢٠ ٢.٢٠ ٤ ٢.٢٣ ٢.٢٢ ٢.٢٢ ٢.٢٢ ٢.٢٢ ٢.٢٢ ٢.٢٢ ٢.٢٢ ٢.٢٢ ٥ ٢.٢٤ ٢.٢٤ ٢.٢٤ ٢.٢٣ ٢.٢٣ ٢.٢٣ ٢.٢٣ ٢.٢٣ ٢.٢٣ ٦ ٢.٢٥ ٢.٢٥ ٢.٢٥ ٢.٢٥ ٢.٢٥ ٢.٢٤ ٢.٢٤ ٢.٢٤ ٢.٢٤ ٧ ٢.٢٦ ٢.٢٦ ٢.٢٦ ٢.٢٦ ٢.٢٦ ٢.٢٦ ٢.٢٥ ٢.٢٥ ٢.٢٥ ٨ ٢.٢٧ ٢.٢٧ ٢.٢٧ ٢.٢٧ ٢.٢٧ ٢.٢٧ ٢.٢٧ ٢.٢٦ ٢.٢٦ ٩ وعـجمم
الكاتيونات ٨ ٧ ٦ ٥ ٤ ٣ ٢ ١ صفر )لتر/يمكافئملل(
٢.٢٥ ٢.٢٤ ٢.٢٣ ٢.٢١ ٢.٢٠ ٢.١٨ ٢.١٦ ٢.١٣ ٢.٠٣ صفر٢.٣٤ ٢.٣٣ ٢.٣٢ ٢.٣٢ ٢.٣١ ٢.٣٠ ٢.٢٩ ٢.٢٨ ٢.٢٧ ١٠ ٢.٣٩ ٢.٣٩ ٢.٣٨ ٢.٣٨ ٢.٣٧ ٢.٣٧ ٢.٣٦ ٢.٣٥ ٢.٣٥ ٢٠ ٢.٤٣ ٢.٤٣ ٢.٤٢ ٢.٤٢ ٢.٤٢ ٢.٤١ ٢.٤١ ٢.٤٠ ٢.٤٠ ٣٠ ٢.٤٧ ٢.٤٦ ٢.٤٦ ٢.٤٦ ٢.٤٥ ٢.٤٥ ٢.٤٥ ٢.٤٤ ٢.٤٤ ٤٠ ٢.٤٩ ٢.٤٩ ٢.٤٩ ٢.٤٩ ٢.٤٨ ٢.٤٨ ٢.٤٨ ٢.٤٨ ٢.٤٧ ٥٠ ٢.٥٢ ٢.٥٢ ٢.٥١ ٢.٥١ ٢.٥١ ٢.٥١ ٢.٥٠ ٢.٥٠ ٢.٥٠ ٦٠ ٢.٥٤ ٢.٥٤ ٢.٥٤ ٢.٥٣ ٢.٥٣ ٢.٥٣ ٢.٥٣ ٢.٥٣ ٢.٥٢ ٧٠
١٥٧ أسس كيمياء التربة
٢.٥٤ ٨٠ - - - - - - - -
يز املكـافئ هو اللوغاريتم السالب للترك) ٤.٤٢(الرمز األخري يف معادلة رقم + -H+ + OHمثـل ، ( رتبط بدرجة كبرية بقلوية املاءللقاعدة القابلة للمعايرة واليت ت
2CO32- + HCO3
.تترسب ككربونات +Mg2و +Ca2تفترض املعادلة السابقة أن ). - .يترسب حتت ظروف ماء التربة العادية MgCO3ولكن يوجد شك بأن
عنـد (الصـغرى ESPوبة فإن قـيم احملس SARdwو SARadjباستخدام قيم ، وميكـن SARiwميكن حساا بناءاً على قيمـة ) يف منطقة اجلذور(والعظمى ) السطح، العظمى لتجنب خطورة الصودية SARdwميكن اختيار . ييم خطورة الصوديومأيضاً تق
للـتحكم يف الصـوديوم LFيتم تطبيقها حلساب جزء الغسيل ) ٤.٤١(واملعادلة رقم . LRSARويرمز هلذه النتيجة مبتطلبات الغسيل للتحكم يف الصوديوم املتبـادل . املتبادل
:هذه اخلطوة حلساب متطلبات الغسيل مبينة يف املثال التايل ــــــــــــــــــــــــــــــــــ
)٤.٨(مثال رقم :تونس أعطى النتائج التالية –حتليل ماء بئر من كاسريين
2/1iw )L/mmol(59.2SAR =
[ ] L/meq58.6Ca2 =+ L/meq48.8]Mg[ 2 =+ L/meq39.4]HCO[ 3 =− L/meq3.22]cations[ =∑
أحسب متطلبات الغسيل للتحكم يف . أفترض أن هذا املاء يراد تقييمه لري احلمضيات .الصوديوم : احلل
تطبيق . بولةكقيمة مق ٪٥األعلى لـ ESPdw، أختر مستوى )٤.٥(من اجلدول رقم :)٤.١٦(املعادلة رقم )SAR(01475.0SARgk)ESP100/(ESP dwdwdwdw =′=−
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٥٨
)SAR(01475.0)5100/(5 dw=− 2/1
dw )L/mmol(57.3)01475.0/1()95/5(SAR ==
مـع جممـوع ) ٤,١٠(باستخدام جـدول رقـم . املطلوبة SARdwهذه القيمة هي ]الكاتيونات ]∑ cations لتر/ملليمكافئ ٢٢.٣اليت تساوي.
36.2)pKpK( s2 =−
معترباً أن تلك التركيزات . pHcلـ ) ٤.٤٢(أحسب العوامل األخرى يف املعادلة رقم .لتر/هي بامللليمكافئ
[ ] [ ]( ){ } ( )[ ]2/L/eq00848.0L/eq00658.0p2/MgCap 22 +=+ ++ ( ) 12.200753.0p ==
[ ] [ ]{ } ( )L/eq00439.0pCOHCOp 233 =+ −−
36.2= : pHcتقييم
36.212.236.2pHc ++= 84.6pHc =
: SARdwلـ ) ٤.٤١(بتعويض القيم السابقة يف املعادلة رقم ( )[ ]( )c
LF21iwdw pH4.81LF/YSARSAR −+= +
( ) )84.64.81(]LF/7.0[59.257.3 LF21 −+= + ( ) LF/7.0538.0 LF21+=
:وميكن ترتيبها كالتايل ( ) ( ) 5.0LF21 LF538.07.00 −= +
املعادلة غري اخلطية السابقة ميكن أن حتل باستخدام طريقة رقمية إلجياد اجلذر وتسـمى .الذي وضع على أنه يساوي صفراً LFبتعبري املعادلة كدالة لـ . طريقة القاطع
( ) ( ) ( ) 5.0LF21 LF538.07.00LFf −== +
طريقة القاطع تقترب من اجلذر بواسطة طريقة احملاولة ( ) ( ) ( ) ( )1nn1nnnn1n LFLF]}LFfLFf/[LFf{LFLF −−+ −−−=
١٥٩ أسس كيمياء التربة
:حيث n =عدد احملاوالت
قريبـة إىل الصـفر f(LF)عندما تكـون . هلما إشارتني متعاكستني LFnو LFn-1و
. سوف تكون هي اجلـذر املطلـوب LFnاملعطى فأن قيمة وباستخدام معيار االقترابرتب احلل على هيئة ٠.٠٠١ ±هلذه املسألة سوف يكون مساوياً إىل االقترابومعيار
. LFلـ ٢واستخدم تقدير أويل بقيمة f(LFn)و LFnجدول مع LFn F(LFn) ٠.٥٩٣٢ - ٢ ٠.١٩٥٣ - ١
٠.١٠٩٤+ ٠.٥ ٠.٠١٢٦ - ٠.٦٧٩٥ ٠.٠٠٠٨ - ٠.٦٦١٠
:مساوياً إىل LFيقترب احلل لقيمة 66.0LFSAR =
يكون متطلباً للتحكم يف الصوديوم على ٪٦٦أو ٠.٦٦يشري هذا إىل أن جزء الغسيل هذه القيمة البد من مقارنتها . ء ونوع احملصولأن يعطي التركيب الكيميائي ملصدر املا
، والقيمـة األكـرب تسـتخدم يف )٤.٣٩(سوبة باستخدام معادلة رقم احمل LFمع قيمة .تصميم وإدارة نظام الري
ــــــــــــــــــــــــــــــــــ
املراجعREFERENCES
AYERS, R. S. and D. W. WESTCOT, "Water Quality for Agriculture," Food and
Agriculture Organization (FAO) of the United Nations, Irrigation and Drainage Paper No. 29, Rome, Italy, 1976.
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٦٠
BERNSTEIN, L., "Quantitative Assessment of Irrigation Water Quality," American
Society of Testing and Materials, Special Technical Publication No. 416, 1967.
BOHN, H., B. MCNEAL and G. O'CONNOR, Soil Chemistry. New York: John Wiley and Sons, New York, 1979.
DOORENBOS, J. and W. O. PRUITT, "Guidelines for Predicting Crop Water
Requirements," Food and Agriculture Organization (FAO) of the United Nations, Irrigation and Drainage Paper No. 24, Revised. Rome, Italy, 1977.
JAMES, D. W., R. J. HANKS and J. H. JURINAK, Modern Irrigated Soils. New
York: John Wiley and Sons, 1982.
PEARSON, G. A., "Tolerance of Crops to Exchangeable Sodium," U. S. Dept. of Agriculture, Information Bulletin No. 216, 1960.
RHOADES, J. D. and L. BERNSTEIN, "Chemical, Physical and Biological
Characteristics of Irrigation and Soil Water," in Water and Water Pollution Handbook, Vol. 1, ed. L. L. Ciaccio. New York: Marcel Decker, Inc., 1971.
RICHARDS, L. A., ed., "Diagnosis and Improvement of Saline and Alkali Soils,"
U.S. Dept. of Agriculture, Agricultural Handbook No. 60, 1954.
SAWYER, C. N. and P. L. MCCARTY, Chemistry for Sanitary Engineers, 2nd edition. New York: McGraw-Hill Book Co., 1967.
SHALHEVET, J. and J. KAMBUROV, "Irrigation and Salinity-A World-Wide
Survey," International Commission on Irrigation and Drainage, New Delhi, India, 1976.
TAYLOR, S. A. and G. L. ASHCROFT, Physical Edaphology. San Francisco, CA:
W. H. Freeman and Co., 1972.
WADLEIGH, C. H., "Wastes in Relation to Agriculture and Forestry," U. S. Dept. of Agriculture, Miscellaneous Publication No. 1065, 1968.
WILCOX, L. V., "Boron Injury to Plants," U.S. Dept. of Agriculture, Information
Bulletin No. 211, 1960.
١٦١ أسس كيمياء التربة
مسائل
(N 0.3)نيتروجني ٠.٣صف طريقة حتضري واحد لتر من حملول -٤.١ .يف حامض (CaCO3)لكربونات الكالسيوم
ملاء صرف من أسفل منطقة اجلذور يف تربة ناعمة القوام ، ESPأحسب -٤.٢
اء تربة مأخوذة عند إذا كانت التراكيز الكيميائية التالية مقاسة من عينة م .بار ٠.٣٣جهد
[ ] Lmg 286HCO3 =− [ ] Lmg 120Ca2 =+
[ ] Lmg 326Na =+ [ ] Lmg 81Mg 2 =+ [ ] Lmg 379SO 2
4 =−
تاج سم يستخدم يف إن/ملليموز ١.٨ ECماء ري توصيله الكهربائي -٤.٣، ساعة ١٦٥سم، زمن الري املومسي ٦٥نتح املومسي له –البخر . اخلس
ومعدل إضافة املاء اليت كانت أقل من متوسط معدل التسرب تساوي ٤٥٠قدر اإلنتاج املتوقع إذا كان أقصى إنتاج . ساعة/سم ٠.٩ .هكتار/كجم
. ملوضحة أدناهأشار التحليل الكيميائي التايل ملصدر ماء ري إىل التراكيز ا -٤.٤
قّدر الـ ٠.٢٥وإذا كان املطلوب إدارة مشروع الري مع جزء غسيل SAR ملاء الصرف يف هذا املشروع.
( ) 5.2COHCOp 233 =+ −− 23.2pKpK s2 =−
2/1iw )L/mmol( 6.4SAR = 19.3
2
MgCap
22
=
+ ++
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٦٢
سم مطلوب استخدامه لـري /موزمللي ٢.١تساوي ECمصدر مائي للري فيه -٤.٥االحتياج املائي للمحصول ألقصى فتـرة . طينية –حمصول طماطم يف تربة لومية
معدل الصرف للماء املتسرب من خالل احلد األسفل . مم ٨٠أيام كان ٧ملدة هل من . من األقصى ٪٩٠إنتاج احملصول املطلوب . يوم/مم ٨ملنطقة اجلذور هو
الح وماء الغسيل اإلنتاج مع افتراض توزيع منتظم لألماملمكن احلصول على هذا ، مع عدم السـماح أيام ٧ء التحليل خالل فترة قصوى ، بإجرايف منطقة اجلذور
، قّدر اإلنتاج الذي ميكن احلصول ء األرضي؟ إذا كان هذا غري ممكنالرتفاع املا .عليه كنسبة مئوية من أقصى إنتاج ممكن
، أخـذت كيلوبسكال ٣٣ -س لتربة متوسطة القوام كان املقاجهد ماء التربة -٤.٦
أشارت التحاليـل . عينة وأستخلص ماء التربة باستخدام جهاز صفيحة الضغطباسـتخدام . لتر مـن امللـح /ملليمكافئ ٧٠الكيميائية إىل أن ماء التربة حيتوى
:عالقات تقريبية قدر .كيلو بسكال ٣٣ -اجلهد املذاب ملاء التربة عند .أ
.سم/م بامللليموز ٢٥oعند ECe .ب .كيلوبسكال ١٥٠٠ -جهد ماء التربة يساوي يكون ملاء التربة عندما EC. ج
:فكانت نتائج التحاليل كالتايل. مت حتليل مستخلص مشبع لتربة ناعمة القوام -٤.٧
Lmmol 5.8Ca= Lmmol 0.3Mg = Lmmol 30Na =
أحسب ECe. أ
.للمستخلص SAR. ب .كيلوبسكال ٣٣ -عند جهد ماء تربة SAR. ج
١٦٣ أسس كيمياء التربة
٠.٠١٥يساوي \kgكيلوبسكال إذا كان ٣٣ -عند جهد ماء تربة ESP. د ٠.٥)لتر/ملليمول(
نتائج التحاليل الكيميائية التالية لعينة ماء مأخوذة من بئر قريبة من كاسريين يف -٤.٨
:ريبة بتركيز معنوي ما عدا ما يليات أخرى قمل يوجد أيون. وسط تونسLmg 132Ca =++ Lmg 103Mg =++
Lmg 163Na =+ Lmg 5K =+
Lmg 480SO 24 =−
Lmg 366Cl =−
Lmg 268HCO3 =−
)مت إجياد تركيز أيون البيكربونات )−3HCO املاء املطلوب استخدامه . باملعايرة
.رملية متوسطة القوام –لتربة لومية لقد تقرر أنه لتشجيع الري بالشكل االقتصادي فإنه جيب أن ال تزرع احملاصيل . أ
من أقصى إنتاجية هلا نتيجة ٪١٠اليت تظهر خفضاً يف إنتاجيتها أكثر من ، واخلضروات ذه احملاصيل ضمن تصنيفات الفاكهةمن هأي . لتأثريات امللوحة
، واحملاصيل احلقلية وحماصيل األعالف ميكن أن توصي ا كمحاصيل حمتمل .زراعتها يف مساحة هذا املشروع
أفترض أن املاء يف هذا املشروع جماين أي أن حجم املاء املستخدم وإضافته إىل . بحتمال تزويد سوق التوريد األوريب ، نتيجة إىل ا. احلقل ال تكلف املزارع
افترض أن سعر السوق للفاكهة واخلضروات ضعف تلك احملاصيل احلقلية كيف تعدل توصياتك ورمبا معيار اإلنتاج . وثالث مرات حملاصيل األعالف
؟) أ(من جزء –ما هي االعتبارات اإلضافية اليت البد من عملها إذا كان املاء غري جماين . ج
أو اإلضافة ؟/أن هناك تكلفة على املزارع مرتبطة باحلجم و –ين هذا يع حدد خطورة الكلوريد هلذا املاء. د
"املنظور اهلندسي"تصميم نظم الري ١٦٤
حدد خطورة الصوديوم هلذا املاء. ه
