القياسات الأساسية ووحداتها في البحوث الزراعية

 

القياسات الأساسية ووحداتها في البحوث الزراعية

مقدمة

تعتبر القياسات الدقيقة والموحدة أساسًا ضروريًا في البحث العلمي الزراعي. فهي تضمن:

• الموثوقية: الحصول على نتائج متسقة وقابلة للتكرار.
• المقارنة: مقارنة نتائج الأبحاث المختلفة التي أجريت في أماكن وأوقات مختلفة.
• التواصل: تسهيل التواصل بين الباحثين ونقل المعلومات بدقة.
• التحليل: توفير بيانات كمية يمكن تحليلها إحصائيًا لاستخلاص استنتاجات ذات معنى.

أهم وحدات القياس المستخدمة في الأبحاث الزراعية:

1. الطول والمسافة

• الوحدة الأساسية: المتر (m)
• الوحدات الشائعة:
• السنتيمتر (cm): 1 cm = 0.01 m (يستخدم لقياس أبعاد النباتات الصغيرة، قطر السيقان، إلخ.)
• مثال: "متوسط طول الشتلات كان 15 سم."
• المليمتر (mm): 1 mm = 0.001 m (يستخدم لقياس الأجزاء الدقيقة من النباتات، سمك الأوراق، إلخ.)
• مثال: "تم قياس سمك الورقة عند 0.25 مم."
• الكيلومتر (km): 1 km = 1000 m (يستخدم لقياس المسافات بين الحقول، مناطق الدراسة، إلخ.)
• مثال: "تبعد المزرعة التجريبية 5 كيلومترات عن محطة الأبحاث."
• أمثلة على الاستخدام في الأبحاث الزراعية:
• قياس ارتفاع النباتات لتحديد تأثير معاملات النمو المختلفة.
• قياس طول الجذور لتقييم استجابة النباتات للإجهاد المائي.
• تحديد المسافات المثالية بين الصفوف والنباتات لتحقيق أعلى إنتاجية.

2. المساحة

• الوحدة الأساسية: المتر المربع (m²)
• الوحدات الشائعة:
• السنتيمتر المربع (cm²): 1 cm² = 0.0001 m² (يستخدم لقياس مساحة الأوراق الصغيرة، إلخ.)
• الهكتار (ha): 1 ha = 10,000 m² (يستخدم لقياس مساحة الحقول والمزارع الكبيرة.)
• مثال: "تم زراعة 5 هكتارات من القمح."
• أمثلة على الاستخدام في الأبحاث الزراعية:
• تقدير مساحة سطح الأوراق لتحديد كفاءة التمثيل الضوئي.
• حساب مساحة الأرض المزروعة لتقدير الإنتاجية الكلية.
• تحديد مساحة قطعة الأرض المستخدمة في تجربة معينة.

3. الحجم

• الوحدة الأساسية: المتر المكعب (m³)
• الوحدات الشائعة:
• اللتر (L): 1 L = 0.001 m³ (يستخدم لقياس حجم السوائل، مثل الماء والأسمدة السائلة.)
• مثال: "تم استخدام 2 لتر من محلول السماد لكل نبات."
• المليلتر (mL): 1 mL = 0.000001 m³ (يستخدم لقياس الأحجام الصغيرة من السوائل، مثل المحاليل الكيميائية.)
• مثال: "تم إضافة 5 مل من منظم النمو إلى كل طبق بتري."
• أمثلة على الاستخدام في الأبحاث الزراعية:
• قياس كمية المياه المستخدمة في الري.
• تحديد حجم المحاليل المغذية المستخدمة في الزراعة المائية.
• قياس حجم الثمار أو الحبوب لتقدير الإنتاج.

4. الكتلة

• الوحدة الأساسية: الكيلوجرام (kg)
• الوحدات الشائعة:
• الجرام (g): 1 g = 0.001 kg (يستخدم لقياس كتل البذور، الأسمدة، إلخ.)
• مثال: "تم وزن 10 جرامات من البذور لكل قطعة أرض."
• المليجرام (mg): 1 mg = 0.000001 kg (يستخدم لقياس الكتل الصغيرة جدًا، مثل المواد الكيميائية الدقيقة.)
• أمثلة على الاستخدام في الأبحاث الزراعية:
• تحديد وزن المحصول لتقدير الإنتاجية.
• قياس وزن الأسمدة المستخدمة في التجربة.
• تحديد وزن المادة الجافة للنباتات لتقييم النمو.

5. درجة الحرارة

• الوحدة الأساسية: كلفن (K)
• الوحدة الشائعة: درجة سلزيوس (°C) (تستخدم بشكل شائع في الأبحاث الزراعية.)
• التحويل: °C = K - 273.15
• مثال: "تمت زراعة النباتات في درجة حرارة 25 درجة مئوية."
• أمثلة على الاستخدام في الأبحاث الزراعية:
• مراقبة درجة حرارة التربة والهواء لتحديد الظروف المثالية لنمو النبات.
• دراسة تأثير درجات الحرارة المختلفة على إنبات البذور.
• تحديد تأثير الصقيع على المحاصيل.

6. الوقت

• الوحدة الأساسية: الثانية (s)
• الوحدات الشائعة:
• الدقيقة (min): 1 min = 60 s
• الساعة (h): 1 h = 3600 s
• اليوم (d): 1 d = 86400 s
• أمثلة على الاستخدام في الأبحاث الزراعية:
• تسجيل مدة تعرض النباتات للضوء.
• مراقبة معدل نمو النباتات على مدار فترة زمنية معينة.
• تحديد الفترة الزمنية اللازمة لإنبات البذور.

7.الضغط

• الوحدة الأساسية: باسكال (Pa)
• الوحدات الشائعة:
• كيلو باسكال (kPa): 1 kPa = 1000 Pa (تستخدم لقياس ضغط التربة، ضغط المياه، إلخ.)
• أمثلة على الاستخدام في الأبحاث الزراعية:
• قياس ضغط التربة لتحديد مدى ملاءمتها لنمو الجذور.
• مراقبة ضغط الري في أنظمة الري بالتنقيط.

8. الرطوبة

• الرطوبة النسبية (%): هي نسبة كمية بخار الماء الموجودة في الهواء إلى أقصى كمية يمكن أن يحملها الهواء عند نفس درجة الحرارة.
• مثال: "تم الحفاظ على رطوبة نسبية تبلغ 70% في غرفة النمو."
• محتوى الماء في التربة: يمكن قياسه بعدة طرق، مثل:
• الوزن: نسبة وزن الماء إلى وزن التربة الجافة.
• الحجم: نسبة حجم الماء إلى حجم التربة الكلي.
• الجهد المائي للتربة (Soil water potential): يقيس الطاقة التي يجب أن يبذلها النبات لاستخلاص الماء من التربة (عادة ما يقاس بالكيلو باسكال kPa).
• أمثلة على الاستخدام في الأبحاث الزراعية:
• دراسة تأثير الرطوبة على نمو النبات وإنتاجه.
• تحديد احتياجات الري للمحاصيل المختلفة.
• تقييم تأثير أنظمة الري المختلفة على رطوبة التربة.

9. الأس الهيدروجيني (pH)

• الأس الهيدروجيني: هو مقياس لحموضة أو قاعدية المحلول. يتراوح من 0 إلى 14، حيث:
• pH < 7: حمضي
• pH = 7: متعادل
• pH > 7: قاعدي
• أمثلة على الاستخدام في الأبحاث الزراعية:
• قياس pH التربة لتحديد مدى ملاءمتها لنمو المحاصيل المختلفة.
• تحديد pH محاليل الري والأسمدة.
• دراسة تأثير pH على امتصاص العناصر الغذائية بواسطة النباتات.

10. الإشعاع الشمسي

• الوحدة: واط لكل متر مربع (W/m²)
• أمثلة على الاستخدام في الأبحاث الزراعية:
• قياس كمية الإشعاع الشمسي التي تتلقاها النباتات لتحديد تأثيرها على التمثيل الضوئي والنمو.
• تقييم كفاءة استخدام الطاقة الشمسية في الزراعة.
• تطوير نماذج لتقدير إنتاجية المحاصيل بناءً على الإشعاع الشمسي.

11. تركيز العناصر الغذائية

• الوحدات الشائعة:
• جزء في المليون (ppm): يستخدم للتعبير عن التركيزات المنخفضة جدًا.
• مليجرام لكل لتر (mg/L): يستخدم للتعبير عن تركيز العناصر في المحاليل.
• نسبة مئوية (%): تستخدم للتعبير عن تركيز العناصر في الأسمدة والتربة.
• أمثلة على الاستخدام في الأبحاث الزراعية:
• تحليل تركيز العناصر الغذائية في التربة لتحديد احتياجات التسميد.
• قياس تركيز العناصر الغذائية في النباتات لتقييم حالتها الغذائية.
• دراسة تأثير الأسمدة المختلفة على تركيز العناصر الغذائية في المحاصيل.

أمثلة إضافية:

• قياس سرعة الرياح (m/s): لدراسة تأثيرها على التبخر وانتشار الأمراض.
• قياس ملوحة التربة (dS/m): لتقييم مدى ملاءمتها لنمو المحاصيل.
• قياس تركيز ثاني أكسيد الكربون (ppm): لدراسة تأثيره على التمثيل الضوئي.

• دراسة تأثير الري بالتنقيط على إنتاجية الطماطم:
• يتم قياس كمية المياه المستخدمة باللتر (L) لكل نبات يوميًا.
• يتم قياس إنتاجية الطماطم بالكيلوغرام (kg) لكل نبات أو بالكيلوغرام لكل هكتار ( kg/ha ).
• يتم قياس جودة الثمار (الحجم، الوزن، الصلابة) باستخدام وحدات مناسبة (سم، جرام، نيوتن).
• تقييم تأثير أنواع مختلفة من الأسمدة على نمو القمح:
• يتم قياس طول النبات بالسنتيمتر (cm) أسبوعيًا.
• يتم قياس وزن الحبوب بالغرام (g) لكل نبات أو بالكيلوغرام (kg) لكل هكتار ( kg/ha ).
• يتم تحليل محتوى الأوراق من العناصر الغذائية (النيتروجين، الفسفور، البوتاسيوم) بوحدة ملليغرام لكل جرام (mg/g).

ملاحظات هامة:

• الدقة والضبط: يجب استخدام أدوات قياس دقيقة ومعايرة بشكل صحيح لضمان الحصول على بيانات موثوقة.
• توحيد الوحدات: يجب توحيد الوحدات المستخدمة في البحث لتسهيل المقارنة والتحليل. يفضل استخدام النظام الدولي للوحدات (SI).
• التحويل بين الوحدات: يجب معرفة كيفية التحويل بين الوحدات المختلفة عند الضرورة.
• التمثيل البياني: غالبًا ما يتم تمثيل البيانات التي تم جمعها باستخدام وحدات القياس هذه في الرسوم البيانية والجداول لتسهيل تفسيرها وتحليلها.

ملخص جدول وحدات القياس العلمية المستخدمة في الأبحاث الزراعية ومعادلات التحويل بينها

المجال	الكمية المقاسة	وحدة القياس الأساسية (SI)	وحدات قياس شائعة أخرى	معادلات التحويل	ملاحظات واستخدامات شائعة
الأبعاد والمساحات	الطول، العرض، الارتفاع، العمق	المتر (m)	سنتيمتر (cm)، مليمتر (mm)، كيلومتر (km)، بوصة (inch)، قدم (foot)، ياردة (yard)، ميل (mile)	1 m = 100 cm = 1000 mm <br> 1 inch = 2.54 cm <br> 1 foot = 30.48 cm <br> 1 yard = 0.9144 m <br> 1 mile = 1.609 km	قياس أبعاد الحقول، النباتات، الأجهزة، المسافات بين النباتات.
	المساحة	المتر المربع (m²)	سنتيمتر مربع (cm²)، مليمتر مربع (mm²)، هكتار (ha)، فدان (acre)	1 m² = 10,000 cm² = 1,000,000 mm² <br> 1 ha = 10,000 m² <br> 1 acre = 4046.86 m² ≈ 0.405 ha	تقدير مساحة الأراضي الزراعية، أوراق النباتات، مناطق التجارب.
الكتلة والوزن	الكتلة	الكيلوجرام (kg)	جرام (g)، مليجرام (mg)، طن (tonne)، رطل (pound)، أوقية (ounce)	1 kg = 1000 g = 1,000,000 mg <br> 1 tonne = 1000 kg <br> 1 pound = 0.4536 kg <br> 1 ounce = 28.35 g	قياس وزن البذور، الأسمدة، المحاصيل، عينات التربة.
الحجم والسعة	الحجم	المتر المكعب (m³)	سنتيمتر مكعب (cm³)، مليمتر مكعب (mm³)، لتر (L)، ملليلتر (mL)، جالون (gallon)	1 m³ = 1,000,000 cm³ = 1,000,000,000 mm³ <br> 1 L = 1000 cm³ = 1000 mL <br> 1 gallon = 3.785 L	قياس حجم السوائل (الماء، المحاليل)، الأسمدة السائلة، حجم التربة.
الزمن	الزمن	الثانية (s)	دقيقة (min)، ساعة (h)، يوم (day)، أسبوع (week)، شهر (month)، سنة (year)	1 min = 60 s <br> 1 h = 60 min = 3600 s <br> 1 day = 24 h	قياس معدلات النمو، الدورات الزراعية، فترات الري، فترات التجارب.
درجة الحرارة	درجة الحرارة	كلفن (K)	درجة مئوية (°C)، درجة فهرنهايت (°F)	°C = K - 273.15 <br> °F = (°C * 9/5) + 32	قياس درجة حرارة التربة، الهواء، النباتات، لتحديد الظروف المناسبة للنمو.
الضغط	الضغط	باسكال (Pa)	كيلو باسكال (kPa)، بار (bar)، مليبار (mbar)، ضغط جوي (atm)	1 kPa = 1000 Pa <br> 1 bar = 100,000 Pa <br> 1 mbar = 100 Pa <br> 1 atm = 101,325 Pa	قياس ضغط التربة، الضغط الجوي، ضغط أنظمة الري.
الرطوبة	الرطوبة النسبية	النسبة المئوية (%)	-	-	قياس رطوبة الهواء لتحديد مدى ملاءمتها لنمو النباتات وتقليل الأمراض.
	محتوى الماء في التربة	جرام ماء/جرام تربة (g/g) أو النسبة المئوية (%)	-	-	تحديد كمية المياه المتاحة للنباتات في التربة.
الضوء والإشعاع	شدة الإضاءة	لوكس (lux)	شمعة (candela)، لومن (lumen)	تعتمد العلاقة بين الوحدات على المساحة والزاوية الصلبة.	قياس شدة الضوء لتحديد تأثيرها على عملية التمثيل الضوئي.
	الإشعاع الشمسي	واط لكل متر مربع (W/m²)	-	-	قياس كمية الطاقة الشمسية التي تصل إلى سطح الأرض.
التركيز	تركيز المواد الكيميائية	مول لكل لتر (mol/L) أو جزء في المليون (ppm) أو جزء في البليون (ppb)	جرام لكل لتر (g/L)، مليجرام لكل لتر (mg/L)، ميكروجرام لكل لتر (µg/L)	1 ppm = 1 mg/L (تقريبًا في الماء) <br> 1 ppb = 1 µg/L (تقريبًا في الماء)	قياس تركيز الأسمدة، المبيدات، العناصر الغذائية في التربة والنباتات.
الأس الهيدروجيني (pH)	حموضة أو قلوية	وحدة pH (بدون وحدة)	-	-	قياس حموضة أو قلوية التربة أو المحاليل.
السرعة	سرعة الرياح أو تدفق المياه	متر في الثانية (m/s)	كيلومتر في الساعة (km/h)، ميل في الساعة (mph)	1 km/h = 0.2778 m/s <br> 1 mph = 0.447 m/s	قياس سرعة الرياح لتحديد تأثيرها على التبخر أو سرعة تدفق المياه في أنظمة الري.
التوصيل الكهربي	ملوحة التربة أو المياه	سيمنز لكل متر (S/m)	مللي سيمنز لكل سنتيمتر (mS/cm)، ميكرو سيمنز لكل سنتيمتر (µS/cm)	1 S/m = 100 mS/cm = 1,000,000 µS/cm	تقدير ملوحة التربة أو المياه لتحديد مدى صلاحيتها للزراعة.
اللزوجة	لزوجة السوائل	باسكال.ثانية (Pa.s)	سنتي بواز (cP)	1 Pa.s = 1000 cP	تحديد مدى سهولة تدفق السوائل، مثل الزيوت والمبيدات.
القوة	القوة المؤثرة على الأجسام	نيوتن (N)	داين (dyne)	1 N = 10^5 dyne	قياس القوة اللازمة لسحب المحراث أو رفع الأجسام الثقيلة.
الطاقة	الطاقة اللازمة للعمليات الزراعية	جول (J)	سعر حراري (calorie)، كيلو سعر حراري (kcal)	1 kcal = 4184 J	تقدير الطاقة اللازمة لتشغيل الآلات الزراعية أو لتسخين البيوت المحمية.