Ünite 2: Toprakların Fiziksel Özellikleri

Toprak Profili

Topraklar belli bir olgunluk düzeyine ulaştığında yatay katmanlaşma (horizonlaşma) gösterirler. Toprak oluşumu ve mikrobiyel etkinliklerin olduğu üst horizon A, orta derinlikte biriken malzemenin yoğunlaştığı alan B, ana materyal C, ana kaya D, regolit (pekişmemiş kaya) R harfiyle gösterilir. Organik madde desteğine sahip topraklarda en üstte organik madde birikimini gösteren , O ile gösterilen bir örtü katı bulunabilir.

Horizon çeşitlerinin hepsi tüm topraklarda bulunmayabilir.

A ₁ horizonu; toprağın en dinamik katmanıdır. Organik madde kapsamı yüksek, mikrobiyel etkinlikler üst seviyededir. Şiddetli erozyona maruz kalan topraklarda görülmeyebilir.

A _p horizonu; pulluk derinliğini gösterir, işlenen tarım arazilerine özgüdür. Sürüm derinliği altında katman oluşmuşsa buna pulluk tabanı denir. A _d ile gösterilir.

A ₂ horizonu; yıkanma horizonu olarak A _e veya E ile gösterilir. Asidik bir ortamdır, birçok ürün yıkanıp uzaklaşmıştır. Silis bileşiklerce zengindir.

A ₃ ve B ₁ horizonları; geçiş horizonlarıdır. A ₃ 'te yıkanma,B ₁ 'de birikme egemendir.

B ₂ horizonu; gerçek birikme horizonudur. Kireçleşme etkisinde kireç, jips, podzollaşmada üstte humus, altta demir ve alüminyum oksihidratlar birikir.

B ₃ horizonu; çoğu toprakta bulunmaz. Topraktan ana materyale geçiş horizonudur.

A ve B horizonlarının tümüne solum denir.

Ana materyal ( C katmanı ); horizon olmasa da, ana kayanın üzerinde belli bir kalınlıktaki katman vardır. Ana kayadan ayrılan bu katmana C horizonu adı verilir.

Taşınmış ana materyallerde, katmanların üst üste dizilmesi sonucu çok sayıda ana materyal oluşabilir.

Ana kaya; en altta, önce ana materyali, sonra toprağın mineral kısmını oluşturur. D veya R ile gösterilir. Horizonlaşma yoktur. Yerinde oluşmuştur. Taşınarak gittiği yerde toprak oluşturan materyale ana kaya değil, ana materyal denir.

O horizonları; kuvvetli bitki örtüsü altında, organik örtü katıdır. Çoğu toprakta yoktur. Üstte taze organik madde katına O1 ya da Ol denir. Altta, A horizonunu örten, O2 horizonu vardır. Koyu renklidir.

Su altında kalan arazilerde, bataklık kömürü P (peat) horizonu görülür.

Toprak Bünyesi (Tekstürü)

Fiziksel verimli toprak, yeterli su ve hava içerir, geçişlerine izin verir, köklerin ilerlemesine engellemez, sıcaklık değişimleri belli aralıklardadır.

İskelet adı verilen taş ve çakıllar, 2 mm’den büyük çapa sahiptirler. Bu taneler:

• Sürüm ve ekimi zorlaştırır,
• Erozyonu kısmen engeller,
• Yüzeyin çabuk ısınıp soğumasını sağlar,
• Bazı toprak canlılarına barınma ortamı oluşturur.

Üretkenlik işlevini 2mm’den küçük taneler yapar. İri taneler 0,05 – 2 mm arasındadır, kum adını alır. 0,002 – 0,05 mm arasındakiler mil ( silt ) büyüklüğü grubundadır. Daha küçükler kil adını alır.

Topraktaki kum, mil, kilin yüzde miktarlarına toprak bünyesi (tekstürü) denir. Kum ve mil arttıkça verimlilik düşer, besin maddeleri killer tarafından sağlanır.

Kumdaki boşluklar havalanmayı ve su iletimini iyileştirir. Besin maddesi yönünden önemsizdir. Kum tanelerine iri taneler, kumca zengin topraklara kaba bünyeli, besince zayıf olduğundan hafif topraklar denir.

Mil taneleri birim alanda kumdan daha fazla sayıdadır. Kimyasal elektrik yük sayesinde, az da olsa besin maddesi sağlarlar. Havalanma ve su tutma özelliklerinin sağlanmasında önemlidir. Toprakların kabuk bağlamasında rol oynar.

Kil taneleri, elektron mikroskobuyla görülebilir, birim alanda milyarlarca vardır, toprağın özelliğini belirler. Kilce zengin topraklara ince toprak veya su ve bitki maddelerini tutma özelliğinden dolayı ağır toprak denir.

Tın terimi toprakta kum, mil ve kil tanelerinin birbirine yakın oranda bulunduğu durumlar için kullanılır. Tınlı kum gibi. Toprak bünyesini belirlemek için ABD bünye üçgeni kullanılır.

Toprağın bünyesinin belirlenmesi; mekanik analiz yöntemiyle olur. Elemeyle işe başlanır. İriden, küçük çaplıya elek seti hazırlanır. Elek üzerinden kalan toprak miktarları hesaplanır.

0,05 mm sınırı altında hidrometre yöntemi kullanılır. Hidrometre, tabanında kurşun ağırlık olan bir cam tüptür. Toprak karıştırılmış suya bırakılıp, hidrometre çizgilerinin işaretlenip, çeşitli hesaplamaların yapılmasıyla tane büyüklüklerinin yüzdesi bulunur.

Mekanik analize başlamadan önce, topraktaki çimento maddeleri giderilmelidir.

Organik madde kapsamı yüzde 20’nin üzerinde olan topraklarda bu yöntemler uygulanmaz.

Bünye, bir toprağa ilişkin özelliklerin bilinmesinde önemli rol oynar. Kum yüzdesi yüksek, kaba bünyeli topraklar, iyi havalanır, su geçirimleri yüksektir fakat verimsizdirler. Orta bünyeli topraklar mil yüzdesi nedeniyle kiremit, tuğla yapımında iyiyse de, toprak kolay kabuk bağlar. Kum, kil mil oranları birbirine yakın olan orta bünyeli, tınlı topraklar en verimli topraklardır. Besin maddesi kapsamları da iyi durumdadır. Ağır bünyeli toprakların su geçirgenliği,havalanma, kesek oluşumu, kerpiçleşme gibi sorunları olabilmektedir.

Toprak bünyesi profil boyunca farklılıklar gösterebilir, tarımsal açıdan üst 20-30 cm’lik bölüm önemlidir.

Toprak bünyesini insan eliyle değiştirmek zor ve pahalıdır, toprak yapısını düzeltmek gerekir.

Toprak Yapısı ( Strüktürü )

Toprak tanelerinin veya aralarındaki boşlukların diziliş şekline yapı( strüktür ) denir. Toprak tanelerinin çeşitli çimento maddeleriyle bir araya gelmesiyle oluşan kümelere agregat, gözle görülen büyük agregatlara ped denir. Daha çok birikme horizonlarında yer alırlar.

Agregatların oluşmasında temel etmenler birim hacimde yüksek sayılarda taneciğin bulunması ve mikrobiyel etkinliklerin varlığıdır. Hafif nemli, havadar, ılık ortamda agregatlaşmayı sağlayan mikroorganizma etkinlikleri artar. Killerin etrafında toplanabileceği millerin ve kum tanelerinin varlığı gerekir. Değerliği birden fazla olan katyonlar, kireç, jips, mumlar, reçine toprakta zamk görevi görür. Tek değerlikli olmasına rağmen H iyonları da gereklidir.

Çeşitli mikroplar hif adı verilen uzantılarıyla toprak tanelerini sarıp, agregatlaşmayı kolaylaştırırlar.

Çok kumlu yerlerde toprak yapısı yoktur, tanecik azdır, bunları birleştiren zamk yoktur.

Toprak yapısının iyi olması, havalanma, su tutma, mikrobiyel etkinlikler gibi toprak özelliklerini geliştirir. Yapısı olmayan topraklarda, erozyon, yetersiz geçirgenlik gibi sorunlar görülür.

Granüler yapı; milyonlarca tanenin bir araya gelip tek bir yapı oluşturmasıdır. Oluşan agregatlar birbirine yapışıp daha da büyürse bu yapıya furda denir. İşlenmeyen arazilerde görülür. Boşluklarda hava ve su tutulur. Bitki gelişimi için çok elverişlidir.

Sürekli işlenen arazilerde granül yapının görülmesi zordur, sürüm için tav durumunun oluşması beklenir. Islakken yapılan sürüm granül yapıyı bozar.

Levhalı yapı; kalınlığı az, yatay boyutları fazladır. Sıkışmış yerlerde, sık ıslanıp kuruyan topraklarda görülür.

Blok yapı; pedler düzgün değildir, geometrik küpe benzer. Birikme horizonlarında bulunur.

Sütun benzeri (prizmatik) yapı; düşey ekseni, yatay eksenlere göre fazla olan pedlere sahip yapıdır. Ilıman yarı kurak ve yarı nemli bölgelerde birikme horizonlarında görülür. Su ve hava hareketleri yönünden arana toprak türüdür.

Toprak Yapısını Bozan veya Geliştiren Etmenler

Organik madde ve toprak canlıları; organik madde,

• Agregatları oluşturan mikroorganizmalara besin sağlamak
• Çeşitli zamklarla toprak kümelerini yapıştırmak

gibi iki önemli görevi yapar.

Çimento maddeleri; yağlar, reçineler gibi doğal olduğu gibi, silikon, toprak düzenleyici kimyasallar gibi yapay maddeler de olabilir. Organik madde artışı, agregat yüzdesini yükseltir.

Solucanlar da hareketleri ve salgılarıyla taneleri birbirine yapıştırır.

Yüzeylerde tutulan (adsorbe) iyonlar; varlıkları analizlerle anlaşılabilecek çözeltilere kolloidal çözelti denir. İnorganik kolloidler killer, organik kolloidler humus tarafından temsil edilir. Katyonları yüzeylerinde tutarlar ve tanelerin bir araya gelmesini sağlarlar.

Donma-çözünme; suyun donarken genişlemesi taneleri birbirine yaklaştırır, yapıştırılmayı kolaylaştırır. Ancak pedlerin içindeki su donunca, genişleme parçalanmaya sebep olur.

Toprak işleme; ekim-dikim işleriyle birlikte tarımın en yaygın girdisidir.

Yapı üzerindeki en önemli katkısı, yüzeydeki organik maddelerin, mineral maddelerle karışmasıdır. Böylece besin kaynakları ve su daha homojen dağılır.

Toprak işleme, toprak yapısını geriletir. Organik madde miktarı azalır.

Pedlerin parçalanması sonucu, yüzey erozyona açık hale gelir.

Kuru toprakta ufalanma, nemli toprakta sıkışmaya neden olarak toprak özelliklerini geriletir.

Ekim nöbeti; toprağı iyi örten derin kök sistemine sahip bitkiler yetiştirilmesi düşünülmelidir. Derin kökler aşağıdan aldıkları besin maddelerini yukarı taşıyarak yeniden toprağa kazandırırlar. Baklagiller toprağa azotu da kazandırır.

Hacim Ağırlığı, Yoğunluk, Gözeneklilik

Hacim ağırlığı, birim hacimdeki toprağın kütlesi, yoğunluk ise, birim hacimdeki katıların kütlesidir. Birimleri g/ cm ³ veya kg/ m ³ .

Hacim ağırlığı, topraktaki boşluk miktarına bağlıdır. Islaklık hacim ağırlığını değiştirdiğinden, kuru hacim ağırlığı alınır. Gübre, ilaç, sulama için bilinmesi gerekir.

Ölçü silindirine su ve toprak karıştırılıp, hacimsel farklar hesaplanır. Toprak ağırlığı, hesaplanan toprak hacmine bölündüğünde, yoğunluk hesaplanmış olur.

Toprak boş bir ölçü silindirine konulur. Ağırlık bu değere bölündüğünde hacim ağırlığı bulunmuş olur.

Toprak hacim ağırlığı derinlere inildikçe artar. Kumlu toprakların gözeneği az olduğu için, killi topraklara göre hacim ağırlığı daha fazladır.

Toprak Rengi

Organik ürünler, demir bileşikleri ve kireç toprağın rengini verir.

Toprak organik madde bakımından zenginse rengi koyu olur.

Demir III bileşikleri, toprağı kırmızı kahve tonlarına boyar. Yarı kurak bölgelerde görülür.

Kireç ve silis bileşikleri açık renk toprakların göstergesidir.

Toprak ıslandığında rengi koyulaşır.

Toprak Kıvamı

Toprağa basınç uygulandığında gösterdiği tepkidir. Toprağın özelliklerinin yanında, nemine de bağlıdır. Gevşek, esnek, akışkan gibi terimleri vardır. Kili bol kuru topraklar dağılgan toz halindedir, nemlenince plastikleşir, su eklenmesi sürerse çamur akmaya başlar, akışkan kıvam haline gelir. Kumdan ibaret topraklarda kıvam yoktur, dağılgandır.

Kıvam sınırları için kavramlar; büzülme sınırı, kurumakta olan toprağın büzülmesinin sona erdiği nokta, plastiklik sınırı, nemlenen toprağın plastik özellik göstermeye başladığı nokta, akışkanlık sınırı, toprağın kendi ağırlığıyla akmaya başladığı nokta olarak tanımlanır.

Toprak Nemi

Su fiziksel, kimyasal, biyolojik olaylarda rol oynar. Islak topraklar geç ısınır, geç soğur. Topraktan alınan su ile bitkiler fotosentez yaparlar.

Toprak üzerinde yaşattığı bitkilere aylarca su desteği sağlayabilir.

Topraktaki suyun miktarının yanında, suyun toprakta kalma süresini ve miktarını belirleyen suyun tutulma enerjisi de önemlidir.

Kuvvetli yağış ya da sulama sonrası, toprak boşlukları su ile dolar. Yerçekimi etkisiyle büyük gözenekler önce dolar. Küçük gözenekler de dolunca, sızma durur, bu noktaya tarla kapasitesi denir. Bitkinin sudan en kolay yararlanabileceği nokta budur.

Uzun süre susuz bırakılan bitkiler, solmaya başlar. Bu durum ilerleyince bitki kurur, buna solma noktası veya kalıcı solma noktası denir.

Kalıcı solma noktasına gelinmemeli, tarla kapasitesi dahilinde toprak nemlendirilmelidir.

Kökler suyu ozmoz yoluyla alırlar.