Toprak boşluklarının tümüyle su ile dolduğu nem miktarıdır. Bu koşulda bitki kökleri yeterli oranda hava alamazlar.

Yağışlarla veya sulama ile iyice ıslanan toprağın nem tutma kapasitesi tarla kapasitesi olarak adlandırılır. Bir diğer ifade ile tarla kapasitesi, suya doymuş toprakta fazla suyun akmasında sonra toprakta kalan su miktarıdır.

Su tutma kapasiteleri büyük olduğundan killi topraklar ile organik madde içeriği yüksek olan toprakların tarla kapasiteleri de yüksektir. Bu tür top­raklar, doygunluğa ulaştıktan sonra hacimlerinin %40’ı kadar suyu tutabilirler. Kumlu top­raklarda ise bu oran yalnızca %3’tür. Bitki kök bölgesinin sürekli tarla kapasitesi durumunda tutulması gerekir. Damlama su, bu amaçla kullanılan bir sistemdir. 

Doymuş halde bulunan topraktaki su bir yandan evaporasyonla toprak yüzünden kaybo­lurken bir kısmı da bitkilerin transpirasyonu ile uçup gitmektedir. Bu kayıp zamanla art­tığında bitki kökleri topraktan suyu alamaz duruma gelir ve bitkinin turgor basıncı düşer. Toprağın bu haldeki durumuna sürekli solma noktası denir.

Toprakta bitkinin yararlandığı su miktarı, o toprağın tarla kapasitesi ile solma noktası arasında bulunan sudur. Buna faydalı su denir. Faydalı su, formülle şu şekilde de gösterilebilir: Faydalı su= Tarla kapasitesi - Solma noktası.

Yağmur suyu ve sulama suları toprak suyunun başlıca iki kaynağıdır.

Dışarıdan gelen bu suların toprak içerisine girmesi ve aşağı katmanlara doğru süzülmesini etkileyen faktörler vardır. Toprakların su içerikleri üzerinde; başlıca arazinin topoğrafik durumu, topraktaki bitki örtüsü, toprak tekstürü (bünyesi), toprak strüktürü (yapısı), topraktaki mevcut su miktarı, toprak sıcaklığı ve toprak organik maddesinin cins ve miktarı önemli etki yapar.

Arazilerin topoğrafik durumları arazi yüzeyinin şeklini gösterir. Topoğrafik açıdan arazi­ler eğime göre düz veya eğimli araziler olarak iki gruba ayrılır. Düz araziler, eğimi %4’den küçük olan arazilerdir. Bu arazilerde bulunan topraklarda suyun tutulması ve aşağı kat­manlara doğru süzülmesi daha iyidir. Eğimli arazilerde ise su eğim nedeniyle kolaylıkla eğim yönünde akışa geçer. Bu nedenle toprağa sızan miktar az olur.

Toprak üzerinde bitki kalıntısı veya anız bulunduran topraklar çıplak toprak­lara göre suyu daha iyi sızdırır. Bu durum, toprak yüzeyinde bulunan bitki kalıntılarının yağmur damlasının hızını kesmesi ve damlalarının toprak içinde daha yavaş bir şekilde süzülmesi ile sağlanmaktadır. Çıplak topraktan yüzeysel akış ile kaybolan su miktarı bitki örtüsü bulunan topraktaki su kaybının yaklaşık yirmi katıdır.

Toprak tekstürü, toprak bünyesi anlamındadır ve toprakların inorganik içeriklerinin dağılımını gösterir. Toprağın içinde mikrometre boyutunda olan kil taneciklerinden çapları 30-40 cm’ye ulaşabilen taş parça­larının yanında çakıl, kum vb. inorganik bileşenler bulunur. Toprağın bünyesinde bulunan 2 mm’den büyük çaplara sahip bileşenler çakıl ve taş olarak adlandırılır. Tarımsal açıdan önemli olanlar ise 2 mm’den küçük çaptaki bileşenlerdir. Bu grubu kum, mil ve kil kümeleri oluşturur. Toprağın bileşenlerinin toprakta bulunma oranları değiştikçe toprağın fiziksel özellikleri de değişir.  

Toprak bileşenleri arasında tane büyüklüğü en fazla olan çakıl taşı, en düşük olan ise kildir. Tane büyüklüğü yüksekten düşüğe doğru gidildikçe taneler arasındaki boşluklar da küçülmektedir. Diğer yandan, tane büyüklüğü düştükçe tanenin gramı başına olan yü­zey alanı artmaktadır. Killi toprakların yüzey alanı büyük olup taneler arasındaki boşluklar çok küçüktür. Kil taneleri, organik maddelerin (humus vb.) yardımıyla kümeleşirler. Bu kümeler suyun filtrelenmesini (sızmasını) ve toprağın havalanmasını iyileştirir.

Toprak parçacıklarının boyutları küçüldükçe su tutma düzeyleri artar. Kil taneleri hid­rofilik (su seven) bir yüzeye sahiptirler ve bu nedenle fazla miktarda bitkiye yarayışlı su tutarlar. Benzer durum organik madde içeriği yüksek topraklar için de geçerlidir. Kumlu topraklarda taneler arasındaki boşluklar oldukça büyük olduğundan su süzülme eğilimin­dedir. Su süzüldüğü için sadece tanelerin kesişim noktalarında veya tanelerin üzerinde bulunur. Kum içerikleri yüksek olan toprakların yarayışlı su içerikleri milli ve killi toprak­lara göre daha düşüktür. Kumlu toprağın yarayışlı su içeriği kuru ağırlık ilkesine göre %9,5 iken killi toprakta bu değer %20,5’dir. Sürekli solma noktasında killi toprağın içerdiği su miktarı milli ve kumlu topraktan çok daha fazladır.

Toprak bünyesinin belirlenmesinde tane çapı 2 mm’den küçük tanecikler dikkate alı­nır. Bu tanecikleri oluşturan kum, silt ve kil parçacıklarının ağırlık ilkesine göre topraktaki dağılımına göre toprağın tekstürü belirlenir ve isimlendirilir.

Topraktaki boşluk hacmi; toprak-su ilişkisini, havalanmayı, mikroorgnizma faaliyetini ve bunlara bağlı olarak bitki besin elementlerinin yarayışlılıklarını etkiler. Toprak strüktürü toprak tabakasındaki yapısal düzeni göstermekte olup bir toprak tabakasındaki ağırlıklı olarak bulunan belirli bir partikül grubunu ifade eder. Toprak içerisinde ağırlıklı olarak bulunan toprak taneciklerinin herhan­gi bir diziliş ve gruplaşma göstermeksizin bir arada bulunduğu yapılar teksel yapılardır (yapısızlık). Kum gibi tek tek yapılar ve sıkışmış kil gibi bütünsel yapılar teksel yapıya örnektir. Su, gevşek kum gibi teksel yapılar içerisinde su çok hızlı bir şekilde sızar. Bunun tam tersine ise killer gibi tek parçalı topraklarda çok yavaş hareket eder. Suyun daha tercih edilir bir şekilde hareket ettiği topraklar, prizmatik, bloklu ve granüler yapıdaki toprak­lardır. Katmanlı yapıdaki topraklar suyun aşağı yöndeki hareketine engel olur. Toprak bünyesinin aksine toprak yapısı toprak işleme derinliğine göre değişebilir.

Kuru topraklar suya aç olduğundan yağmur veya sulama ile gelen suları hızlı bir şekilde alır ve sızdırırlar. Buna karşın, nem içeriği fazla olan topraklar ise doygunluk seviyesi­ne daha yakın olduklarından yüzeysel akış veya yüzeyde birikerek buharlaşma nedeniyle suyu tutmazlar. Bu nedenle nemli topraklarda su kaybı daha fazla olur.

Kış mevsiminin sert geçtiği iklimlerde toprak sıcaklığının 0°C’nin altına düşmesi duru­munda toprak yüzeyinde bir don tabakası oluşur (Resim 3.5). Toprak yüzeyi bu durum­dayken gelen yağışlar aşağıya sızdırılamaz ve doğrudan yüzeysel akışa geçer. Don olay­larında toprağın yüzeyinde ince bir buz katmanı oluşur ve toprağın içindeki suyu yukarı doğru çeker. Bunu izleyen diğer gecelerde toprak altındaki buz tabakaları eklenerek yeni buz tabakaları oluşur. Yeni tabakalar oluştukça da ilk oluşan tabakalar toprakla beraber yüzeyde yükselir. Bu olaya “don kabarması” adı verilir. Don kabarması, tarla kapasitesinde veya daha az su içeren topraklarda pek görülmez. Bu olay, özellikle de yağışlar ve kar son­rası suyu çok olan topraklarda görülür.

Humus; toprakta bulunan, devamlı ayrışarak deği­şen, bitkisel, hayvansal ve toprak canlılarına ait dokularla onların sentez ürünlerini içeren ölü organik maddelerin tümüne verilen addır. Toprakta bulunan organik maddeler yapı­larındaki değişikliğe bağlı olarak iki gruba ayrılırlar:

1. Humin olmayan maddeler: Bu grupta maddesel değişimin olmadığı veya çok az olduğu ölü bitkisel, hayvansal veya toprak canlılarına ait dokular yer almaktadır. Toprak organik maddesinin %10-30’u humin olmayan maddelerden oluşmakta­dır. Bu grup içerisinde proteinler, azotlu bileşikler, karbonhidratlar, organik asitler, yağlar, vb. yer almaktadır.
2. Humin maddeleri: Toprak organik 65maddesinin etkin kısmı olup ileri derecede değişime uğramış, koyu renkli, yapısı belli olmayan ve mikrobiyolojik ayrışmaya dirençli olan gruptur. Bu grubu monosakkarit, peptit, fenol ve amino bileşikleri oluşturur.

Toprak organik maddesi, toprağın %5-7’sini oluşturmasına rağmen toprağın özelliğini dolayısıyla toprağın suya karşı tepkisini etkiler. Toprak organik maddesinin toprak – su ilişkisindeki etkileri aşağıda maddeler halinde sıralanmıştır:

• Organik madde, kil bünyeli topraklarda toprağın gevşek bir yapı kazanmasını sağlar.
• Kum bünyeli topraklarda organik madde, toprak tanelerini birbirine bağlayarak toprağın su tutma kapasitesini artırır ve böylece toprak yapısının iyileşmesini sağlar.
• Toprak yüzeyindeki organik madde katmanı yağmur damlalarının toprağa çarpma hızını azaltır ve bu çarpma etkisi ile meydana gelecek toprak kopma etkisini engeller.
• Toprağın organik madde içeriği, yağmur veya sulama suyunun aşağı tabakalara sızmasını iyileştirir. Böylece suyun yüzeysel akışa geçmesi ve toprağın bir yerden başka bir yere taşınması engellenmiş olur.
• Toprağın üst kısmında bulunan organik madde toprak suyunun buharlaşarak kay­bını önler.

Farklı maddeler arasındaki çekim kuvvetine adhezyon denir. Örnek: toprak parçacıklarının suyu çekmesi.

Toprakta su; sızan su, kapiler su, higroskopik su, bileşik su, su buğusu ve taban suyu olmak üzere altı farklı türde bulunur.

• Sızan Su: Yağmur veya sulama sonrası yerçekimi kuvveti nedeniyle toprağın için­de aşağıya doğru süzülen sudur. Bu suyun miktarı fazla olduğunda taban suyuna ulaşır.
• Kapiler Su: Toprak içerisinde yer alan kapiler boşluklarda ve toprak parçacıkları­nın etrafında bulunan sudur. Kapiler su toprak ve su arasındaki çekim kuvveti ile var olur (adhezyon kuvveti) ve yerçekimi kuvvetinden büyük olduğundan aşağıya doğru süzülmez. Bitkiler için en faydalı olan toprak suyu türüdür.
• Higroskopik Su: Kuru toprakta kalan ve toprak havasında bulunan toprak suyu türüdür. Bitkiler çok kurak koşullar dışında bu sudan faydalanamazlar.
• Bileşik su: Toprakta Aluminyum (Al), Demir (Fe) ve Silis (Si) gibi metallerin ok­sitlerine bağlı olarak bulunan sudur. Bitkiler bu sudan faydalanamazlar.
• Su buğusu: Toprak havasında bulunan su buharıdır. Çok kurak koşullar dışında bitkiler su buğusundan faydalanamazlar. 
• Taban suyu: Toprak yüzeyine kuvvetli bir şekilde gelip yerçekimi ile aşağıya doğru süzülen suların toprak tabanında geçirimsiz bir tabakaya (kil tabaka veya ana kaya) rast gelmesi ve dolayısıyla daha fazla ilerleyemeyerek burada birikmesi sonucu olu­şan sulardır.

Difüzyon, maddelerin çok yoğun ortamdan az yoğun ortama doğru kendiliğinde yayılmasıdır.

 Suyun az yoğun ortamdan çok yoğun ortama doğru hareketidir.

 Benzer özellik gösteren maddelerin birbirini çekmesine kohezyon denir.

Su toprak içinde yukarıdan aşağıya doğru, yana doğru ve aşağıdan yukarıya doğru olmak üzere üç farklı şekilde hareket eder.

• Suyun yukarıdan aşağıya doğru hareketi: Yerçekiminin etkisi ile sızan su yukarı­dan aşağıya doğru hareket etmektedir.
• Suyun yana hareketi: Difüzyon ve osmotik basıncın etkisi vardır.
• Suyun aşağıdan yukarıya doğru hareketi: Adhezyon ve kohezyon kuvvetlerinin etkisi vardır. Taban suyundan kapiler borularda suyun yükselmesi bu harekete ör­nektir.

Toprak-bitki ilişkisinde bitki köklerinin dört önemli görevi vardır:

• Bitkileri toprağa bağlamak,
• Topraktan su ve mineral maddeleri almak,
• Su ve mineral maddelerin alındıkları yerden gövde ve yapraklara kadar taşınması­nı sağlamak ve

Bitki hormonları ile diğer organik bileşikleri sentezlemek.

Bitkilerde kök sistemlerinin toprakta dağılımını çeşitli faktörler etkiler. Bu faktörler genel olarak bitkisel ve çevresel olmak üzere iki başlıkta toplanmaktadırlar. Bitki özel­liklerine bağlı olarak kökler daha derine veya yana dağılım eğilimindedirler. Çevresel et­menler içerisinde en önemlisi bitkinin bulunduğu toprak ve toprağın sahip olduğu çeşitli özelliklerdir. Toprak yüzeyine, kaya tabakasının yakın ya da uzak olması kökün derine inmesini önemli oranda etkiler. Aynı şekilde kil tabakasının yoğunluğu da kökün derinlere ilerlemesini etkiler. Taban suyu seviyesinin yüksek oluşu da köklerde aynı etkiye neden olur. Su ile doymuş topraklarda kök gelişmesi oksijen eksikliği nedeniyle büyük oranda sınırlanır. Buna karşın su seven bitkilerin kökleri su ile kaplı topraklarda iyi bir gelişme gösterir.

Bitki kökünün büyümesi ve gelişmesini etkileyen toprak etmenleri; toprak havası, toprak nemi, toprak sıcaklığı, toprak tekstürü ve toprağın pH derecesidir.

Topraklarda su ve hava ile dolu porozite denilen boşluklar bulunur. Granüler, nemli top­rakların porozite oranı %60, teksel yapılı, nemsiz toprakların ise %40 dolaylarındadır. Porozite denilen bu boşluklar üç şekilde oluşur:

• Toprak parçacıkları arasındaki boşluklar,
• Bitkilerin kök kanallarının ortaya çıkardığı boşluklar,
• Toprakta yaşayan mikroorganizmalar ve hayvanların meydana getirdiği boşluklar.

Köklerin büyümesi iyi havalanmış topraklarda daha hızlıdır. Kök büyümesi üzerine toprak havası üç başlıkta etki eder. Bunlar:

• Toprak havasının oksijen içeriği,
• Toprak havasının karbondioksit içeriği,
• Toprak havasında bulunan anaerobik parçalanma sonucu oluşmuş hidrojen sülfür, metan ve hidrojen miktarlarıdır.

Bitki köklerinin oksijen ihtiyacı yüksek oranda solunum yapmaları nedeniyle yüksek­tir. Kökler, ihtiyaç duydukları oksijeni topraktaki boşluklarda yer alan havadan sağlarlar. Toprak havasındaki oksijen içeriği %8’den aşağı düştükçe kök büyümesi bundan olum­suz etkilenmekte ve %2’den az olduğu zaman neredeyse büyüme gözlemlenmemektedir. Ancak, bitkilerin toprak havasına karşı tepkilerinde de fark olabileceğini söylemekte fay­da vardır. Toprak havasında oksijenin yanı sıra karbondioksitin de etkisi vardır ve kar­bondioksit miktarı fazla olduğunda kökler ölmektedir. Kök büyümesi için karbondioksit miktarının %1’in altında olması gerekir. Diğer yandan, toprak havasındaki karbondioksit miktarı da sabit olmayıp, toprak derinliğine ve çevre sıcaklığına bağlı olarak artmakta­dır.

Aerobik solunum, oksijenli solunum, anaerobik solunum ise oksijensiz solunumdur.

Toprak içi havasının oksijen miktarı azalıp karbondioksit miktarı arttığında bitkilerde aşağıda verilen bazı morfolojik ve fizyolojik değişmeler ortaya çıkar:

Morfolojik değişmeler

• Kök hücre zarlarında incelme görülür,
• Kök tüylerinin üremesi durur,
• Köklerde dallanma azalır,
• Kökteki kuru madde ağırlığı azalır,
• Kökler derinlere doğru gidemez ve
• Bitkilerin yaprak gibi toprak üstü yüzeyleri ve sayıları azalır.

Fizyolojik değişmeler

• Toprak havasının oksijen miktarı azalıp karbondioksit miktarı artınca solunumla­rını aerob yapan kökler, hayatlarını anaerob sürdürmeye çalışırlar,
• Kök hücre zarlarının geçirgenliği azalır,
• Kök hücre suyunun pH derecesi düşer, asidik bir ortam oluşur,
• Köklerin su ve suda çözünmüş besin elementlerini alma gücü azalır,
• Bitkide transpirasyon hızı azalır,
• Bitkide fotosentez çok yavaşlar,
• Generatif büyüme yavaşlar veya durur.

Kök büyümesinde toprağın tarla kapasitesi önemli bir etmendir. Genellikle bitkilerin kök­leri yaş topraklarda kuru topraklara göre daha iyi büyümektedir. Bitki büyümesinde tarla kapasitesinin yanı sıra suyun içerdiği bileşenler de kökler için önemlidir. Örneğin suyun tuz içeriği fazla ise kök bölgesinde su azalmakta ve bu nedenle kökler üzerinde bir stres oluşmaktadır. Su içeriği az olan bölgelerde suyun arttırılması, hava boşluklarının su ile dolması nedeniyle toprak havasını azaltacak bu da bitkiye olumsuz etkide bulunacaktır. Su eksikliği olması durumunda ise bitki, gövde ve yaprak gibi toprak üstü organlarında kökün büyümesi ve ortamda bulunan sudan daha fazla yararlanılması için gelişmeyi ya­vaşlatarak su ve besin maddesi tüketimini azaltmaktadır.

Genel olarak kuru nemsiz topraklarda kök gelişmesi oldukça sınırlıdır. Kökün toprak­ta dağılımı ile toprağın nem içeriği arasında yakın bir ilişki söz konusudur. Bitkilerin kök sistemleri yağışların ulaştığı toprak derinliğinde genellikle daha fazla gelişme gösterir. Tek yıllık bitkilerde kökün büyük bir kısmı genellikle toprağın 0-20 cm arasındaki üst kısmın­da bulunur. Kök yoğunluğu derine indikçe azalır. Ağaçlarda da kökler sanılanın aksine çok derine inmez. Ağaç kökleri çoğunlukla 100 cm’den, nadiren de 3 m’den daha aşağıya inmez. Bitkilerde kök sisteminin toprakta aşağı yönde olduğu kadar yana doğru gelişmesi de önemli bir büyüme özelliğidir. Genellikle toprak yüzeyine yakın kökler yatay gelişme gösterir. Bu durum çevre koşulları ile de yakından ilgilidir. Örneğin az yağış alan kurak yörelerde, yağmur suyunun toprak yüzeyine yakın yerlere inebilmesi nedeniyle pek çok bitki çeşitlerinde kök sistemleri yana doğru gelişme gösterir.

Bitkilerde kök büyümesi sıcaklıktan doğrudan etkilenir. Optimum koşulların altında veya üstündeki sıcaklıklar kök büyümesini olumsuz etkiler. Op­timum büyüme sıcaklığı bitkiden bitkiye farklılık göstermektedir.

Bitkilerde kökün büyümesi ve gelişmesi toprak tekstürüne doğrudan bağlıdır. Toprak bünyesinde bulunan kil, taş, kaya gibi yapılar ve taban su seviyesinin kök büyümesi üze­rinde önemli etkisi bulunmaktadır. Bitki köklerinin killi topraklarda kumlu topraklara göre daha uzaması ve gelişmesi daha zordur. Bunun nedeni ise killi topraklarda tane bü­yüklüğünün oldukça küçük olması nedeniyle toprağın daha sıkışıp olması ve hava boş­luklarının da az olmasıdır. Killi toprakların aksine kumlu topraklarda bitkiler daha derine inen, ince ve yan dalları çok kök oluştururlar.

Hidrojen iyonları konsantrasyonu ortamın pH derecesini gösterir. pH toprakların önem­li bir özelliği olup bitki büyümesi ve gelişmesinde önem arz etmektedir. Kök gelişmesi genelde hafif asidik topraklarda, pH 5,5 – 6,5 arasında daha iyidir. Yüksek pH dereceleri kök büyümesini engeller. Toprak pH’ı besin elementlerinin bitki tarafından alınabilmesi açısından önemlidir. Mikroelementlerden olan Fe, Mn, Zn, Cu ve Co asidik topraklarda daha çok çözündükleri için bitkiler tarafından daha kolay alınabilirler. Bor ve molibdenin içlerinde bulunduğu makroelementler ise daha nötr koşullar olan pH 6,5-7,5 arasında daha yarayışlıdırlar.

Bitkilerde topraktan suyun alınması kökler vasıtasıyla olur. Bitki köklerinden suyun et­kili bir şekilde alınması için kök yüzeyi ve toprak arasında yakın bir temasın bulunması gerekir. Su alınımı için gerekli yüzey alanını sağlayan bu temas, toprak içinde kök ve kök tüylerinin büyümesi sonucu en üst düzeye çıkar. Su, köke gelmeden önce kök tüyleri ile alınır. Toprak ve kök tüyleri arasındaki temas toprağın karıştırılması ile bozulur. Bu nedenle fidelerde veya bitkilerde yer değişikliği yapılacağı zaman yeni yerinde birkaç gün su ile doyurulması gerekir. Daha sonra bitki yeni yerine alışacak, yeni toprak ortamı ve kök tüyleri arasında yeni temas kurulacaktır.

Kök tüyleri ile alınan su, kök ucundan başlayarak kök ksilemine ve oradan da bitkinin içindeki diğer yapılarla yapraklara ve bitkinin en yüksek noktasına kadar taşınır. Bitki­lerin su alması kökler dışında az da olsa yaprak ve gövde gibi kök üstü organlarla sıvı ve buhar şeklinde de olmaktadır. Bu duruma kurumaya yakın olup nemli ortamlarda duran bitkilerin eski durumlarına dönmeleri örnek olarak verilebilir.

Kök tüylerinin sayısı çevre koşulları ile yakından ilgilidir. Bu etmenler:

• Toprağın yarayışlı su içeriği,
• Sıcaklık,
• pH (ortamın hidrojen iyonları konsantrasyonu),
• Toksik maddelerin bulunup bulunmaması,
• Elementlerin az ya da fazla bulunuşudur.

Besin elementleri toprağın katı, sıvı (toprak çözeltisi) ve gaz kısımlarında bulunur. Toprağın katı kısmı bitkiler için gerekli olan besin elementlerinin ana kaynağıdır. Katı kısmın inorganik (organik olmayan) parçacıkları potasyum, sodyum, kalsiyum, magnez­yum, demir, mangan, çinko ve kobalt gibi katyonları içerir. Topraktaki katı kısmın organik parçacıklarını ise başta azot olmak üzere fosfor ve kükürt oluşturur. Bitkiler toprağın katı kısmında bulunan besin elementlerini sıvı ve gaz faza göre daha zor alırlar.

Toprağın sıvı kısmı, toprak çözeltisi olarak adlandırılır. Bir diğer ifade ile toprak çö­zeltisi içerisinde çözünmüş şekilde madde içeren toprak suyu” olarak da tanımlanabilir. Toprak çözeltisi, besin elementlerini iyonlar şeklinde içerir. Toprak çözeltisi, katı kısım ile denge halindedir, toprak çözeltisinin madde miktarının azalması durumunda katı kısım­dan buraya madde geçişi olur. Mikroorganizma faaliyetlerinin de toprak çözeltisinin içe­riğinde etkisi vardır. Yağmur toprak çözeltisinin su miktarını arttırırken evatranspirasyon ise toprak çözeltisindeki madde miktarının arttırır. Bitkiler toprak çözeltisinde çözünmüş olan besin elementlerini katı ve gaz faza oranla daha kolay alırlar.

Bitkilerde transpirasyon ve gutasyon olmak üzere başlıca iki şekilde su kaybı olmaktadır. Transpirasyon ve gutasyon dışında bitkilerde yaralanma ile de su kaybı söz konusudur. Bu tür su kaybına eksüdasyon (yaşarma) denir. Yaşarma ile su kaybına en güzel örnek asma yapraklarının budanması sonucu gerçekleşen su kaybı verilebilir.

Bitki besin maddelerine nütrient denir.

Bitkilerde buharlaşma şeklinde su kaybına transpirasyon denir. Fakat transpirasyon, bildi­ğimiz fiziksel buharlaşmadan ziyade, bitkide gerçekleşen fizyolojik olayların ve metobolik etmenlerin de rol oynadığı daha karmaşık bir olaydır. Transpirasyonda suyun stomalar­dan (gözeneklerden) ve yaprağın kütiküla ile kaplı epidermisinden geçerek buhar şek­linde kaybı söz konusudur. Transpirasyonun gerçekleşmesinde ana etmen yaprak ve hava arasındaki su buharı oranının farkıdır. Transpirasyonda su buharı yüksek olduğu yerden (yaprak) nispeten az olduğu yere (hava) doğru hareket etmektedir. Bitkinin yaprakları transpirasyonun gerçekleştiği ana organdır fakat bitkide hava ile temas eden her noktada transpirasyon gerçekleşir. Toprak havası ile temas halinde olan köklerde bile transpirasyon gerçekleşmektedir. Transpirasyonla su kaybı miktarı bitkiden bitkiye değişiklik göstermektedir.

Stomalardan olan transpirasyona gözeneksel transpirasyon, kütiküla aracılığıyla epidermisten gerçekleşen transpirasyona ise kütiküler transpirasyon denir. Bitkideki su kaybının yaklaşık %90’nı gözeneksel trasnpirasyon, %5’i ise kütiküler transpirasyon ile gerçekleşir. Bitkilerde az da olsa gövde, meyve ve dalların mumsu taba­kasından da transpirasyon gerçekleşir. Buna entiküler transpirasyon denir ve bitkilerde su kaybının yaklaşık %0,2’i bu şekilde gerçekleşir.

Bitkilerde sıvı şeklinde su kaybına guttasyon denir. Domates bitkisinde gerçekleşen guttas­yon kolaylıkla gözlemlenebilir. Bunun için saksıda bulunan domates, odada güneş gören bir noktaya yerleştirilir ve üzerine plastik bir torba geçirilir ise kısa bir süre sonra yaprak uçlarında damlaların biriktiği görülecektir. Gutasyon birçok bitkide görülmesine rağmen nadiren görül­mediği bitkiler de bulunmaktadır. Gutasyon olayı genellikle su alımının hızlı ve transpi­rasyonun yavaş olduğu durumlarda gerçekleşir. Damlama, yağışlı günlerin gecelerinde ve sabahın erken saatlerinde gerçekleşir.

Erozyon, toprağın bulunduğu yerden; yağışlar, sel suları, rüzgâr, çığ vb. etkenlerle taşın­ması olayıdır. Toprakların yok olmasına sebep olan etkenlerin başında erozyon gelmekte­dir. Erozyon sebebi ile toprağın verimi azalmakta, besin maddeleri yok olmakta, sular kir­lenmekte, ürünlerde verim ve kalite düşmektedir.

Erozyon, sebeplerine göre başlıca beş sınıfa ayrılmaktadır:

• Su erozyonu
• Rüzgar erozyonu
• Çığ erozyonu
• Yerçekimi erozyonu
• Buzul erozyonu

Su erozyonu, diğer erozyon çeşitleri içerisinde etkisi ve görülme sıklığı en büyük olan eroz­yon türüdür. Ülkemizde topraklarımız %99 oranında su erozyonu ve %1 oranında rüzgâr erozyonundan etkilenmektedir. Su erozyonu genellikle bitki örtüsünün zayıf veya tamamen yok olduğu eğimli arazilerde oluşur. Bu bölgelerde yere düşen yağmur damlalarının oluştur­duğu darbe etkisi ile bir kısım toprak parçası yerinden koparak parçalanır. Yağmurun fazla olması durumunda yüzeysel akışa geçen yağmur suları toprak parçalarını sürükleyerek akış yönünde taşır. Yağmur suları diğer kollardan gelen yağmur suları ile birleşir ve sürükleme gücü artar. Bunun sonucunda toprak parçalarını yerinden koparan, taş ve kaya parçalarını taşıyabilen büyük seller meydana gelir. Su erozyonunun ileri aşamalarında büyük dereler ve yarıklar oluşur. Bu durum taban suyunun yeteri kadar beslenmemesine ve kuraklığa neden olur. Su erozyonu nedeniyle besin elementleri bakımından zengin olan yü­zey toprağı taşındığından tarım verimi de düşmektedir. Ayrıca su erozyonu taşıdığı toprak parçacıkları nedeniyle su kirliliğine de neden olmaktadır. Su erozyonu ile kaybolan toprağın yeniden kazanılması mümkün değildir.

Malçlama, bitki köklerini ve toprağı istenmeyen çevre faktörlerinden korumak için toprak yüzeyinin organik veya inorganik materyaller ile örtülmesi işlemidir.

Toprağı sürekli üretken kılmak için tek veya birarada kullanılan bütün uyarlanabilir ön­lemler, muhafaza araçlarını oluşturur. Toprak ve su muhafazasında amaç, yağmur dam­lasını düştüğü ve toprağın oluştuğu yerde tutabilmektir. Bunun için alınması gereken en önemli toprak koruma önlemleri:

• Bitkisel önlemler: Bitkiler yağmur damlasının toprak üzerinde oluşturacağı darbeyi sönümler, akışa geçen yağmur sularının hızını keser. Böylece hem topraktan par­çacıkların kopması hem de kopan parçaların uzak bölgelere taşınması engellenmiş olur. Özelikle de yağış ve sel olaylarının fazla yaşandığı bahar aylarında erozyonun önlenmesi için toprak yüzeyinin bitkilendirilmesi gerekir. Bunun için anız bozma işleminin uygun mevsimde ve uygun şekilde yapılması gerekir. Hasat sonrası sap ve saman gibi bitki artıkları tarlada bırakılmalı, anız yakılmamalıdır. Anız yakmak, top­raktaki faydalı mikroorganizmaları ve canlıları öldürmekte, anızla birlikte topraktaki organik maddeler de yandığı için toprağın verimi düşmektedir. Toprağın erozyona dayanımı ve verimliliği yetiştirilen bitkinin cinsine ve bu süreçte uygulanan teknik­lere de bağlıdır. Bir tarlada yıllar boyunca sürekli aynı ürünün yetiştirilmesi, ürün veriminin azalmasına neden olduğundan ekim nöbetli tarım uygulanmalıdır. Bir diğer uygulama da örtülü tarımdır. Bu uygulamada toprak kış mevsimi boyun­ca çıplak bırakılmamakta bunun yerine baklagiller (yonca, çayır gülü, taş yoncası, bezelye, acı bakla, vb.), buğdaygiller (çavdar, yulaf arpa, darı, vb.) ve hardal, turp gibi örtü bitkileri yalın veya karışım halinde ekilmektedir. Bu uygulamaya yeşil gübreleme de denilmektedir.

• Toprak yönetimi (Kültürel İşlemler): Toprak işlemede toprak yüzünü kalıntılı ve pürüzlü bırakarak erozyonun azalmasını sağlayan tarım aletleri kullanılmalıdır. Eğimli arazilerde tarımsal işlemler eğime dik ve şeritsel tarım uygulamasıyla yapıl­malıdır. Şeritsel tarımda sık gelişen bitkiler diğer bitkiler ile şeritler halinde sıra ile ekilir. Erozyonu önlemede malçlama da kullanılmaktadır.
• Fiziksel önlemler: Kültürel işlemlerin yeterli olmadığı durumlarda fiziksel önem­ler alınmalıdır. Fiziksel önlemleri teraslama yapılması, tarla kenar­larındaki su yollarının bitkilendirilmesi ve otlu su yollarının çıkış ağızlarına taş kaplamalı düşü yolları ile ıslah çalışmaları oluşturmaktadır.
• Doğal alanların başka amaçlar doğrultusunda kullanılmasını engellemek.