Fertilizers Solubility and Absorption by Plants

Impressum:

 

Copyright (c) 2013 GRIN Verlag GmbH, alle Inhalte urheberrechtlich geschützt. Kopieren und verbreiten nur mit Genehmigung des Verlags.

 

Bei GRIN macht sich Ihr Wissen bezahlt! Wir veröffentlichen kostenlos Ihre Haus-, Bachelor- und Masterarbeiten.

 

Jetzt bei www.grin.com hochladen und weltweit publizieren.

 

1. المقدمة

 

من الملاحظ أننا لا نأخذ في اعتبارنا عند دراستنا لتواجد الماء في التربة وحركته خلالها الحقيقة الواقعة أن الطور السائل في الأرض ليس سائلا نقيا ، فالماء الذي يدخل الأرض كمطر أو بواسطة الرى هو نفسه عبارة عن محلول. صحيح أن ماء المطر يكون ماء نقيا عندما يتكثف ليكون السحب ، ولكن الذي يحدث أن انه بمجرد أن يبدأ في السقوط خلال الغلاف الجوى فانه يذيب الغازات الحيوية مثل ثاني أكسيد الكربون والأكسجين ، وغالبا ما يذيب  نواتج النشاط الصناعي مثل اكاسيد الحديد والنيتروجين ، وكذلك الأملاح التي تدخل الهواء الجوى مع رذاذ مياه البحار والمحطيات.  أما مياه الرى فمصادرها الانهار أو الخزانات السطحية أو الجوفية وكلها تحتوى على كميات لابأس بها من الأملاح المذابة. فإذا ما دخل الماء التربة فانه يذيب مواد أخرى من الأرض ويتراوح تركيز المواد المذابة ما بين 0.5 ـ 10 ملليجرام/ لتر في ماء المطر إلي 1000 ملليجرام / لتر في مياه الرى ويصل التركيز إلي 10000 مليجرام/لتر في مياه الصرف من الأراضي المتأثرة بالأملاح.

 

واثناء الرحلة التي يقطعها الماء خلال القطاع الأرضي، فانه يحمل معه بعض المواد المذابة، ويترك وراءه البعض الآخر، وهذه المواد قد تدمص على سطوح الحبيبات أو تمتص بواسطة النباتات أو تترسب عندما يزيد تركيز المواد المذابة عن ذائبيتها، كما يحدث أثناء عملية البخر من سطح التربة. وتتحرك المواد المذابة ليس فقط مع تيار الماء ولكن أيضا خلال الماء تحت تأثير فروق التركيز وتدرجاته.  ويحدث أثناء حركة الماء بالقطاع أن المواد المذابة تتفاعل مع بعضها البعض ومع الصورة الصلبة ، وتتأثر هذه التفاعلات بعوامل كثيرة ومتغيرة مثل الحموضة ، ودرجة الحرارة ، وجهد الأكسدة والاختزال ، وتركيب الوسط ، وتركيز المحلول.

 

اذن ......  

 

حركة الماء النقي ≠ حركة الماء الارضي (الطور السائل)

 

من هنا تدور فكرة الكتاب حول ذوبان الاسمدة في الماء وامتصاص هذه الاسمدة بواسطة النبات وعليه فان النقاش سوف ينقسم الي شقين هما :

 

ذوبان الاسمدة في الماء .

 

امتصاص الاسمدة ( العناصر) بواسطة النبات

1. ذوبان الاسمدة في الماء:

 

1.1. توزيع الماء الارضي:

 

الشكل التالي (شكل 1) يوضح توزيع الماء الارضي ونسبة امتصاص جذور النبات للماء الارضي من كل طبقة.

 

 

شكل 1: توزيع العمق الفعال للجذور في القطاع الارضي و نسبه الامتصاص لكل عمق.

 

 

 

يسمى عمق التربة الذى تحصل عليه النباتات على معظم حاجتها من الماء بالعمق الفعال للجذور.  وتعتبر هذه الخاصية متغيرة جدا ، لانها تختلف فيما بين النباتات ، وبتغير ظروف وفرة الماء فى التربة ، أو حسب التغير فى الظروف المناخية خارج التربة.  وجدير بالذكر ، أن العمق الفعال لجذور النباتات يجب أن يوفر ما مقداره 80 فى المائة أو أكثر من اجمالى الماء الذى يفقد من التربة عن طريق البخر والنتح معا.  وما دام هذا صحيحا ، يمكن الحصول على تقديرات صحيحة لاجمالى الماء المستهلك فى انتاج نبات محصول معين عن طريق قياسات تقتصر فقط على العمق الفعال للجذور.  

 

عندما تكون كمية الماء المتيسر كافية فى كل الأوقات ، غالبا ما يزال معظم الماء بواسطة النباتات من الطبقة السطحية للتربة.  ولكن عند اعتبار الكمية الكلية المستخلصة من الماء ، تكون النسبة الممتصة من التربة السطحية أقل فى حالة النباتات عميقة الجذور مقارنة بالنباتات ضحلة الجذور. والعلاقة الموضحة فى الشكل (2) تبين أنماطا عامة لاستخلاص الماء تمثل ثلاثة أصناف من العمق الفعال للجذور.  ويلاحظ أن عددا قليلا فقط من النباتات تكون قادرة على امتصاص أية كمية معتبرة من ماء التربة بعد أقصى عمق وهو 180 سم الموضح فى الشكل ، شريطة توفر الماء لهذه النباتات بكميات كافية معظم الوقت . اذا لم يحافظ على التربة فى حالة رطبة باستمرار أو تركت لتجف لفترات طويلة نسبيا بين اضافات الماء ، سوف يتغير نمط ازاحة الماء بدرجة ملحوظة.

 

 

شكل  2: الانواع المختلفه من العمق الفعال للجذور وانتشارها في القطاع الارضي.

 

1.2. تشجيع الجذور علي تحرير العناصر:

 

تشجع الجذور تحرر العناصر المغذية من المعادن بطريقتين:

 

 إحداهما بزيادة حمضية التربة، وبالتالي ذوبان المعادن التي تخزن فيها العناصر الغذائية (تساهم الجذور بزيادة حمضية التربة لأنها تنتج غاز CO₂ ، الذى يتحد مع الماء مكونا حمض الكربونيك (H₂CO₃) ، كما أنها تقوم بإفراز كميات قليلة من الأحماض ، بعضها عضوي ، مباشرة في محلول التربة ).

 

أما الطريقة الثانية التي تحث بها الجذور تحرر العناصر المغذية فتتم من خلال امتصاص الأيونات من محلول التربة.  فالامتصاص بواسطة الجذور يمنع حدوث تشبع لمحلول التربة بالأيونات الناتجة عن تجوية المعادن مما يساعد على استمرارية تحرر الأيونات.  

 

1.3. خطوات حصول النبات علي عنصر غذائي من الجزء الصلب هي:

 

1.  تحول العنصر من الحالة الصلبة الي الحالة السائلة في المحلول الارضي

2. تحرك الايون من اي نقطة في المحلول الارضي الي جوار الجذر

3. انتقال الايون من قرب الجذر الي داخل الجذر

4. انتقال الايون الي اعلي النبات

 

1.4. ذوبان الاسمدة المختلفة في الماء:

 

تختلف الاسمدة المتنوعة من حيث قدرتها علي الذوبان في الماء. والجدول (1) التالي يوضح ان نسبة ذوبان الاسمدة في الماء تتراوح من 10 % وحتي 66 %.

 

 

جدول 1: درجة ذائبية عدد من الاسمده الشائع استخدامها في مختلف درجات الحراره.

 

 

 

وحتي لنفس نوع العنصر فان انواع الاسمدة المختلفة لنفس العنصر تختلف فيما بينها في مدي الذائبية في الماء. مثال علي ذلك اسمدة الفوسفور التي يوضح جدول 2 الاختلاف الكبير فيما بينها من حيث الذائبية في الماء وكذلك في محلول سترات الامونيوم. حيث يعرض الجدول  قائمة تبين قيم الفوسفور القابل للذوبان فى الماء والقابل للذوبان فى محلول السترات لعدد من أسمدة الفوسفات الأكثر شيوعا (شكل 3).

 

 

 شكل 3: يوضح أنواعأبيسيشب سلوك أسمدة الفوسفات في التربة.

 

ويلاحظ أن القيم المبينة بالجدول تغطى فى الغالب مدى يعكس ، بالدرجة الأولى ، التباين بين منتجات مصانع مختلفة.  فمثلا ، تحدد درجة معاملة السماد بالأمونيا، والتى تختلف من علامة تجارية الى أخرى ، نسبة الفوسفور الذائب فى الماء الى الفوسفور الذائب فى السترات بالسوبر فوسفات المعامل بالأمونيا والفوسفات النتراتى.  بصفة عامة ، تؤدى زيادة درجة المعاملة بالأمونيا الى خفض الجزء القابل للذوبان فى الماء وزيادة الجزء القابل للذوبان فى السترات وذلك نتيجة لتحويل فوسفات أحادى الكالسيوم الى فوسفات ثنائى الكالسيوم. لكنه يلاحظ ان تغير نسبة هذين الجزئين لا تغير بالضرورة درجة تصنيف السماد من حيث محتواه من الفوسفور المتيسر.  وتفسر هذه الحقيقة سبب أن مدى الفوسفور المتيسر فى حالة السوبر فوسفات المعامل بالأمونيا والفوسفات النترانى كما هو موضح بالجدول (2) يعتبر أقل مقارنة بمدى وجود أى من الأجزاء الذائبة فى الماء أو السترات فى هذه الأسمدة (Eranani and Barber, 1991).

 

جدول 2: مدي ذائبية الفوسفورفي الماء و في محلول سترات الأمونيوم بتركيز 15% و قيم الفوسفور المتيسر المقابله لبعض أسمده الفوسفور الأكثر أهمية (جميع القيم تقريبيه في صورة نسبة مئويه من الفسفور الكلي في السماد).

 

 

الشكل 4 يوضح ذوبان حبيبة صخر الفوسفات في التربة حيث يؤثر تحرك بخار الماء علي بدأ ذوبان الحبيبة ويتكون حامض الفوسفوريك في محيط الحبيبة الامر الذي يؤدي الي خفض pH المحلول الارضي بجانب الحبيبة الي 1.5 مما يتسبب في ذوبان اجزاء اخري من الحبيبة وزيادة كمية حامض الفوسفوريك في المحلول الارضي وبمرور الوقت يحدث تحلل تام للحبيبة ويعودpH  المحلول الارضي للارتفاع ويتكون مركبات الفوسفور في التربة مثل فوسفات الكالسيوم احادي الهيدروجين.

 

 

شكل 4: خطوات تحلل حبيبة سماد فوسفاتي في المحلول الارضي.

 

1.5. حركة السماد  داخل التربة:

 

تعتمد حركة السماد دخل التربة من حيث المسافة ومعدل الحركة علي العديد من العوامل منها:

 

1. نوع السماد

2. معدل الاضافة

3. خصائص التربة

4. المادة العضويه

5. الظروف الجوية (الامطار - التهوية – درجة الحرارة)

 

1.6. تاثير ذائبية اسمدة الفوسفات علي المحصول:

 

الشكل 5 يوضح انه بزيادة نسبة الذوبان من الفوسفور في المحلول الارضي تزداد كمية المحصول الناتج . كما انه بزيادة كمية الفوسفور المضاف يزداد المحصول ايضا مع ثبات نسبة الذوبان في الماء.

 

 

شكل 5: يوضح العلاقه بين معدل اضافة وذوبان سماد الفوسفات في الماء الارضي وبين معدل زيادة محصول الذره (Webb et al., 1961).