Toprak
Türkçe Toprak kelimesinin İngilizce karşılığı.adj. earthen, fictile, earthenware, terraneous
n. soil, earth, ground, clay, land, country, territory, glebe, terra firma
pref. ground
Toprak derinliği, bitki veya canlıların bulunduğu katmanın veya ana kayaya kadar olan taneli kısmın kalınlığı olarak ölçülür. Bu taneli, gevşek tabakaya regolit adı verilir. Bitki ve mikroorganizmalar regolitin üst katmanlarında bulunur. Çözünen tuzlar ve organik bileşikler kurak bölgelerde yüzeyde toplanır, sulak bölgelerdeyse alt tabakalara iner ve yağışların akışa geçmesiyle yıkanarak uzaklaşır. Bunun sonucu olarak uzun çağlar boyunca başka bir jeolojik etki olmaması halinde regolit malzemesinde düzenli bir tabakalaşma meydana gelir ve zonlar hasıl olur. Regolitin özellikleri ana kayadan kimyevi bakımdan farklıdır ve biyolojik hadiselerin yer aldığı üst katmanları topraktır. Toprak kalınlığı yerine göre 5 cm ile 3 metre arasında değişmektedir.
İnsanoğlunu toprak besler. Özellikleri bilinerek işletilirse yenilenebilen ve ıslah edilebilen bir kaynak haline gelir. Gerekli ziraat kaidelerine uyulmadan kullanılırsa verimliliği düşer ve hatta bütünüyle ortadan kalkabilir. Yeniden teşekkülü mümkün olmayabilir. Toprak gerektiği gibi korunursa sürekli olarak en yüksek bir düzeyde ürün verebilir.
Toprak canlılığını üzerinde ve içinde yaşayan canlılar, bilhassa mikroorganizmalar, mantar, nematod, solucan ve küçük memeliler sayesinde korur. Bu canlılar azot çevriminde temel adımlardan birisini temin ederler. Solucanlar, köstebekler, fareler ve benzerleri zemin içinde açtıkları tünel ve boşluklarla toprağın havalanmasını ve yağış sularının emilmesini temin ederler. Toprakta tetanos gibi öldürücü hastalıklara sebep olan mikroorganizmalar bulunduğu gibi, birçok hastalığın tedavisinde kullanılan penisilin ve streptomisin gibi küfler de bulunur. Ormanken yanarak veya tarlayken sap yakılarak canlılığını kaybeden toprak ziraate elverişsiz hale gelir; başka bir deyişle küser; yağış sularıyla birlikte taşınarak kaybolur; erozyon meydana gelir. Küsmüş toprağın sun’i gübre kullanılarak ilk verimliliğinin kazandırılması mümkün değildir. Canlılığı kaybolmamış toprak için de en uygun ve iktisadi gübre tabii olarak hayvan dışkıları ve idrarıdır. Sun’i gübre hem daha pahalıdır ve hem de çözünürlükleri yüksek olduğundan yağış sularıyla kolayca uzaklaştırılarak tesirleri azalır.
Toprağın kaynağı ve teşekkülü: Regolit tabakasının üst kısımları çoğu zaman milyonlarca yıllık ömürleri boyunca rüzgar, su ve buzul hareketi sonucu bir yerden diğerine taşınmış, yer değiştirmiştir. Regolitin, fiziki, kimyevi ve hayati tesirlerle kendi için tabakalaşma meydana gelecek kadar bir müddet aynı yerde kalan kısmına toprak denilmektedir.
Regolit, ana kayanın parçalaması ve içindeki minerallerin bozunması neticesinde teşekkül eder. Isınıp soğuma, donma çözülme ve ıslanma kuruma çevrimlerinin doğurduğu genleşme ve büzülme, kayaların küçük parçalara ayrılmasına sebep olur. Bileşimlerindeki minerallerin, atmosferin oksijeni ve suyu ve biyolojik menşeli de olabilen karbonik, nitrik ve sülfürik asitle tepkimeye girerek kimyevi bozunma meydana gelir. Bu bozunmalar regolitte toprak teşekkülünü doğurur. Bölgenin sulak, yağışlı veya kuraklığına bağlı olarak toprağın bileşenleri alttaki veya üstteki zonlara taşınırlar. Böylece zonlar arasında renk, kimyevi bileşim tane boyutu gibi karakteristikleri bakımından farklar zamanla artar. Yüzeyden itibaren zonlar A, B, C, olarak ve alt zonlar A1, A2, B4, C3 şeklinde isimlendirilir.
A zonları, atmosfer tesirine en çok maruz kalan kısımlardır. Soğuk ve yağışlı bölgelerde çözme ve yıkama sebebiyle demir ve alüminyum oksit bakımından fakirleşir, silis bakımından zenginleşir. Sıcak ve yağışlı tropikal bölgelerde ise bunun tersi olur; kılcallık ve buharlaşma neticesinde çözünürlüğü yüksek olan oksitler satıhtaki A zonuna taşınır. Mutedil iklimli yerlerdeyse A ve B zonlarında oksitler homojen olarak dağılırlar. Ayrıca teşekkül eden çok ince taneli, hidrate demir, alüminyum ve silisyum oksit ihtiva eden kil mineralleri yağış sularıyla taşınarak B zonunda toplanır.
C zonları ise A ve B zonlarının anası durumundadır. Ancak yeryüzünde her bölgede bu üç zonu ve D tabakasını bariz olarak görmek mümkün olmayabilir. Bazı hallerde A ve B zonları yağışlarla aşınmış, erozyona uğramış olabilir. Teşekkülünü tamamlamamış topraklarda B zonu görülmeyebilir. Ayrıca C zonu çok kalın olduğu zaman D tabakası bulunmayabilir.
Atmosfer tesirinden başka toprak meydana getirebilen diğer bir kaynak da nispeten serin bölgelerdeki bataklıkların tabii veya sun’i olarak kuruması neticesi ortaya çıkan ölü organik sedimantasyondur. Bataklık kurumadan önce oksijenle temas etmediğinden serin su içinde hemen hemen bozulmadan kalan organik maddeler, havanın oksijeniyle birleşerek toprağın A zonu meydana gelmeye başlar. Zamanla bu zon mineraller bakımından zenginleşir.
Toprakların özelliklerine göre işlenmesi ve uygun olan bitkinin ekilmesi verimi arttırır ve toprağı geliştirir.
Toprakların sınıflandırılması: Toprağın özellikleri bölgeden bölgeye değişiklik gösterir. Bazan aynı tarla içinde dahi farklı topraklar bulunabilir. Jeologlar, toprak bilimciler, çiftçiler, mühendisler ve diğer meslek erbabından kimseler kendi bilgi alanlarına ve hususi alakalarına göre toprakları farklı şekillerde sınıflandırmışlardır. Önceleri üzerinde yetişen mahsule veya rengine göre sınıflama yapıldığı tahmin edilmektedir. İlk sistematik sınıflamayı toprağın kaynağı olan ana kayanın cinsine ve teşekkül şeklini esas alarak jeologlar yapmışlardır.
Toprak profillerini esas alan, fiziki ve kimyevi özelliklerini de değerlendiren ve günümüz toprak biliminin temelini teşkil eden ilk sınıflama 1886 yılında Rusya’da Dokuçayev tarafından yapılmış ve 1930 yıllarında Avrupa’da yayılmıştır. Ancak bu yıllarda yapılan çalışmaların çoğu ziraatle uğraşanlara dönük olmamıştır. Sonraları toprak araştırma çalışmaları ilerlemiş ve bu bilgileri ölçülebilen özellikler cinsinden ifade ederek sınıflamayı sayı değerlerine dayandırma temayülü hakim olmuştur.
Bu sınıflamaya ilaveten toprak araştırmalarının haritalar üzerine işlenmesiyle ziraate uygunluk, verimlilik, sulama, kurutma, toprak kazanma, erozyon durumu ve bazı fiziki ve kimyevi özelliklerle ilgili özel derlemeler ortaya çıkmıştır.
Yapı ve makina mühendisliğindeyse zemin tane boyutlarına ve mekanik davranışına göre sınıflama esastır. Bu sınıflamada zemin, üzerine yapıların oturduğu mineral menşeli taneli bir malzemedir.
Toprak araştırmaları, bir bölgenin toprakla ilgili kaynaklarını ortaya çıkarmak gayesiyle yapılır. Bu araştırmada toprağın çeşitli fiziki ve kimyevi özellikleri değişik noktalardan ve derinliklerden alınan nümuneler üzerinde yerinde ve laboratuvarda tecrübeler yapılarak tespit edilir. Ayrıca hava fotoğraflarından da faydalanılmaktadır. Toprağın bitki örtüsü, ziraat çeşidi, iklim gibi bilgiler de önemlidir. Pofil morfolojisi yanında bütün bu bilgiler toprak haritaları üzerine işlenir. Bu tür haritalar iyi bir arazi kullanımı ve yerleşim bölgeleri planlaması için gereklidir.
Toprak deneyleri ve toprağın özellikleri: Zirai maksatlarla yapılan toprak deneyleriyle, toprağın kabaca kirece mi, gübreye mi ihtiyacı olduğu tespit edilir. Bunun için toprakta mevcut besleyici elemanların miktarları bulunur. Zirai Donatım Kurumu laboratuvarlarının görevlerinden birisi de budur. Ayrıca ziraat okullarına ve fakültelerine bağlı toprak laboratuvarları da vardır.
Üzerinde deney yapılacak toprak nümunesinin alındığı bölgedeki toprağı temsil edilebilmesi için gereği kadar noktasından alınan toprak nümunelerinden bir harman yapılarak, deney nümuneleri bu harmandan alınır.
Toprakta ölçülen özelliklerin başlıcaları; pH değeri (asidite, alkalinite), fosfor ve potasyum, azot ve nitratlardır.
Ayrıca boron, manganez, çinko, bakır, lomipten, demir ve benzerleri için de metodlar geliştirilmiştir. Toprağın cinsine göre analiz metodları değişir. Toprak deney ve analizlerinden elde edilen neticeler bölgenin iklim, bitki örtüsü gibi hususiyetleri de dikkate alınarak yorumlanır.
Toprakların fiziki özellikleri: Toprak içindeki canlıların ve bitki köklerinin gelişmesi, su miktarına ve sıcaklık derecesine, dolayısıyla fiziki özelliklere büyük ölçüde bağlıdır. Bu fiziki özellikler toprağın kimyevi yapısını da etkiler ve toprağın gelişmesinde ve verimliliğinde önemli rol oynar.
Toprağın bileşenleri ve yapısı: Toprağın esas yapısını içindeki mineraller ve organik maddeler meydana getirir. Su ve gaz bileşenlerse zamanla dalgalanmalar gösterir. Fazla miktarda organik artık ihtiva edenler dışındaki toprakların organik kısmı ağırlıkça % 5’i pek aşmaz.
Toprakların zirai yönden fiziki özelliklerini büyük ölçüde regolitin tane boyutu iki milimetrenin altında olan kısmı tayin eder ve topraklar bu kısım içindeki tane boyutu dağılımına göre sınıflanır. Ancak mühendislik yönünden 150-200 mm çapa kadar olan taneler ve bazı hallerde kaya parçaları da sınıflamada ve tariflerde esas alınır.
Topraklarda, zemin nümunelerinde, beton agregaları ve benzeri taneli malzemelerde hangi çaptaki tanelerden ne miktarda bulunduğu, yani tane boyutu dağılımı, çeşitli göz boyutlarına sahip eleklerden elenerek tayin edilir. Beton agregası olarak kullanılacak mineral esaslı taneli malzemenin tanelerinin mekanik mukavemetinin yüksek, alkali ortamda bozulmayan, şişmeyen taşlardan teşekkül etmesi ve içindeki kil, silt ve organik maddelerin belirli bir miktarın altında olması istenir. Bu yönden toprak veya herhangi bir taneli malzeme beton agregası için uygun olmayabilir.
Toprakların tane boylarına göre ayrılmaları:
Ayrımın adıTane boyutu (mm): Tipik mik. %
Çok kaba kum 2,1-1,02
Kaba kum 1,0-0,57
Orta kum 0,5-0,258
İnce kum 0,25-0,109
Çok ince kum 0,10-0,0513
Silit 0,5-0,00245
Kil 0,002’den küçük16
Topraklar ihtiva ettikleri ayrım (separate, fraction) çeşitleri ve bunların yüzdelerine göre sınıflandırılır. Tane boyutu sınırları aynı olan topraklar bir sınıf meydana getirirler. Hiçbir ayrımın fazla miktarda bulunmadığı toprak sınıfına lem veya löm (loam) denir ve toplam kil ve silt muhtevası % 35’ten fazla, ayrı ayrı silt ve kil muhtevası ise sırasıyla % 50 ve % 27’den azdır. Toprak, özelliklerine hakim olan ayrımının adıyla sıfatlandırılır. Mesela, silt miktarı % 50’den fazla ve kili % 27’den az olana siltli löm denir. Tane boyutlarına göre topraklar incelenen sırayla şöyle sınıflanır: İri taneli topraklar, kumlar ve kumlu lömler; orta (tane boyutlu) topraklar, löm ve siltli löm; ince tanelilerse killi lömler ve killerdir.
Toprağın ana maddesi mineral esaslı taneler olmakla birlikte organik maddeler de toprakların önemli bileşenleridir. Humus adı verilen koyu renkli, kolloidal madde toprağın kısmen çürümüş canlı artıklarından müteşekkil bileşenidir. Humus, kendisi yapışkan olmamakla birlikte kumları daha kohezyonlu, killeriyse daha az plastik hale getirir.
Toprak içinde hava ve su: Toprak içindeki iri taneler veya tanelerin birbirine çatılması neticesi meydana gelen topaklar, toprağın boşlukluluğunu, ağırlığını, kohezyonunu etkiler. Tanelerin birbirine çatılmasını ise toprak içindeki kolloidal elemanlar temin eder. Kolloidal bileşenler toprak içindeki suyun kimyevi bileşiminden etkilenir. Bu yapı toprağın porozitesini, yani birim hacimdeki toprak içerisindeki boşluk hacmini ve bu da toprağın birim ağırlığını etkiler. Toprak minerallerinin ortalama yoğunlukları 2,65 ile 2,70 kg/dm3 arasında değiştiğinden arazide birim alandaki toprağın satıhtan itibaren 15-20 cm derinliğe kadar olan kısmının kuru ağırlığı zirai yönden toprağın boşlukluğu hakkında bir fikir verir. Toprağın pullukla sürülerek kabartılabilen tabakasının kuru ağırlığı hektar başına yaklaşık 10 tondur.
Toprak suyunun kaynağı yağışlar veya yağışların beslediği yeraltı sularıdır. Toprağın suyu toprak minerallerinin kristal suyu dışında adsorbe, kılcal ve serbest olarak bulunur. Bunlardan yalnız serbest su ve kılcal suyun bir bölümü bitkiler tarafından alınabilir. Bitkilerin aldığı suyun büyük bir bölümü terleme yoluyla kaybolur. Toprak içinden kılcal yolla yüzeye çıkan su da buharlaşarak gider. Bunu önlemek için toprak yüzeyi kuru, gevşek ve nispeten iri taneli toprakla veya bitki yaprak ve dallarıyla örtülür. Ayrıca gerekirse sun’i sulama yapılır. Zemin suyunun fazla olması ve boşlukları doldurması halindeyse boşluklara hava giremez; toprağın oksijeni azalır. Bu takdirde de kurutma yapılması gerekir. Sulama, kurutma ve gübreleme ihtiyacı toprak suyuna ve bitki türüne bağlı olarak belirlenir.
Toprak taneleri inceldikçe ve sıkıştıkça hava muhtevası azalır. Toprak havalandırılmazsa biyolojik aktivite neticesinde teşekkül eden karbondioksit artar. Havalandırmak ve boşluk miktarını arttırmak için toprak sürülür veya çapalanır. Kumlu topraklar fazla gevşek ve boşluklu olduklarından sıkıştırılmaları gerekebilir. Killi toprakların ise sık sık sürülerek havalandırılması lazımdır.
Toprağın sıcaklığı ve rengi: Toprak içindeki reaksiyonların ve biyolojik aktivitelerin meydana gelebildiği sıcaklık sınırları arasında en uygun bir optimum sıcaklık derecesi vardır. Toprağın sıcaklığı güneşten aldığı radyasyona ve su muhtevasına bağlıdır. Fazla sulak olan toprakların güneşte ısınması güçtür ve buharlaşan su sebebiyle aldıkları ısıyı kolay kaybederler. Nispeten kuru topraklarda suyun az olması özgül ısının azalmasına sebep olur. Hava boşlukları toprağın ısı iletkenliğini düşürür ve toprak ısısını kolayca kaybetmez. Sıcaklığını uzun müddet muhafaza eder. Toprağın üzeri kuru yapraklarla, dallarla veya kışın karla örtülü olduğu zaman sıcaklığını korur koyu renkli topraklar güneş radyasyonunu daha kolay yutarlar, fakat nem muhtevası sıcaklığın yükselmesine mani olabilir.
Topraktaki demir oksitler sarı ve kahverengi bir görünüş verirler. Humus, toprak tanelerini koyu kahve ve siyaha boyar. Bunların bulunmaması halinde toprak, içindeki minerallerin rengini alır. Toprak profillerinin renkleri sınıflamada göz önünde bulundurulur.
Toprağın işlenmesi ve sürülmesi: Toprağın yetiştirilecek bitkiye göre işlenmesi gerekir. İşleme yoluyla zararlı bitkiler ortadan kaldırılmış, toprak gereği gibi havalandırılmış, tanelenmiş veya sıkıştırılmış olur.
Pullukla sürülerek killi topraklar havalandırılır. Diskaro ile büyük topaklar parçalanarak daha gevşek, yerleşebilen küçük topakçıklar meydana getirilebilir. Kumlu zeminlerse diskaro ile daha sıkı yerleşebilir hale gelirler. Plastik (killi) topraklar ıslakken pullukla sürülürlerse daha sıkı yerleşir. Bunun için killi toprakların kuru veya az nemliyken sürülmesi uygun olur. Sürme neticesinde ölen zararlı yabancı bitkilerin artıkları toprağın besleyici gücünü arttırırlar. Aynı zamanda toprağın rutubetini muhafaza edebilecek bir örtü tabakası meydana getirirler.
Toprakların kimyevi özellikleri: Yer kabuğunun yüzeydeki iki kilometre kalınlıktaki bir tabakasının % 99 kadar bir kısmını şu 10 element meydana getirir: Oksijen (yaklaşık % 46,6), silisyum (yaklaşık % 27,6), alüminyum (yaklaşık % 8,1), demir (yaklaşık % 5,1), kalsiyum (yaklaşık % 3,6), sodyum (yaklaşık % 2,8), potasyum (% 2,6), magnezyum (% 2,1), titanyum (% 0,6) ve fosfor (% 0,12). Diğer elementlerse % 1 kadar bir bölümünü meydana getirir.
Arz kabuğunun % 95’i magmatik taşlardan müteşekkildir, % 5’i ise tortul kütlelerden meydana gelir. Taşların büyük kısmının kimyevi bileşimi magnezyum, kalsiyum, potasyum ve sodyum alümino ve ferrosilikatlardır. Taşların parçalanıp bozunarak toprağın meydana gelmesinde ilk amil (etken) sudur. Hidroliz reaksiyonları neticesinde alkali metallerin hidroksitleri, karbonat ve bikarbonat tuzları meydana gelir. Bu tuzların çözünürlüğü nispeten yüksek olduğundan sularla taşınır. Geriye alkali metaller bakımından fakir alümino ve ferrosilikatlar kalır. Bunlara kil mineralleri denir. Arz yüzünün nemli ve yarı nemli mutedil iklimli bölgelerinde teşekkül eden topraklardaki mineraller primer ve sekonder olmak üzere başlıca iki grupta incelenir.
Primer mineraller: Bunlar bariz bir kimyevi bozunmaya uğramamış iri silt ve kum boyutunda taneler halinde bulunur. Kimyevi tesirlere dayanıklıdırlar ve bozunmaları ancak uzun jeolojik devirler boyunca meydana gelebilir. Bu sebeple toprağın kimyevi yönüne kısa zamanda tesirleri yoktur. Feldspatlar, prioksenler ve amfiboller, mikalar ve kuartz başta olmak üzere az bulunan elementlerin oksitleri, apatit ve karbonat da bulunabilir.
Sekonder mineraller veya kil mineralleri: Silt boyutundan, yani boyutu 2 mikrondan küçük olan taneler kil fraksiyonunu meydana getirir. Özellikle 1 mm boyutunun altındaki tanelerin özgül yüzeyleri (birim kütledeki tanelerin toplam yüzeyi) çok yüksektir ve toprağın kolloidal kısmını meydana getirir. Bu büyük yüzey toprak reaksiyonları için bir katalitik rol oynar. Yüzeylerine adsorplanan iyonlar yüzeyde veya yüzey civarında reaksiyona girerler.
Kil mineralleri bir silisyum ve bundan eşit uzaklıkta buna bağlı 4 oksijen veya hidroksit iyonunun meydana getirdiği dört yüzlü birimlerin ve bir alüminyum atomu ve bundan eşit uzaklıkta ve buna bağlı 6 adet oksijen veya hidroksil iyonlarının meydana getirdiği sekiz yüzlülerin yanyana bir altıgen halkalar dizisi şeklinde ve üst üste dizilmesiyle meydana gelir. Bunlar ince tabakalar, çok ince ve küçük pulcuklar, bazılarında iğnecik şeklinde tanecikler halinde bulunurlar.
Toprakta yaygın olarak bulunan kil mineralleri üç tabakalı montmorillonit ve illit, iki tabakalı kaolinit, bunlardan başka yine üç tabakalı vermikulit ve klorittir. Montmorillonit mineralleri su alarak çok şişme kabiliyetine sahiptirler. Topraktaki iri taneleri birbirine bağlarlar. Kaolinit mineralinin anyon adsorblama kabiliyeti çok yüksek olup, toprağın zirai işlenebilirliğini, sürülebilirliğini arttırırlar.
İyon değiştirme: Kil minerallerinde tanelerin yüzeylerinde negatif yük hakim olduğundan daha çok katyonları, yani pozitif yüklü iyonları adsorplar ve tutarlar. Bir katyonun çapı ne kadar küçük ve yükü ne kadar büyükse o kadar kuvvetli bir şekilde kil tanecikleri tarafından adsorplanır. Büyükten başlayarak azalan adsorplama kuvvetlerine göre katyonlar hidrojen, kalsiyum, potasyum, sodyum sırasını takip ederler.
Adsorplanabilen iyon miktarı iyon değiştirme kapasitesi olarak tarif edilir ve ölçüsü 100 gram kilin adsorpladığı iyonun miligram-ekivalan (m.e.) cinsinden değeridir. Bu değer saf killerde 10-250 m.e. arasında, topraklarda ise 2-40 m.e. arasında değişir.
Toprak reaksiyonu ve asiditesi: Hidrojen iyonu adsorplamış kil taneciklerinin bulunduğu topraklar asit, alkali metal katyonları adsorplamış topraklarsa bazik özellik gösterir. Asidite hidrojen iyonu konsantrasyonunun tersinin logaritması olarak ölçülür ve pH değeri olarak isimlendirilir. Toprakların pH değeri özel yöntemlerle hazırlanan nümuneler ve çözeltiler üzerinde belirlenir. Nötr topraklar pH 7 değerine sahiptir. Bitki türlerine göre pH 4 - pH 8 arasındaki toprakların ziraate elverişli olduğu bilinmektedir. Organik faaliyetin fazla olduğu topraklarda karbondioksit ve hidrojen sülfür sebebiyle pH değeri düşer; toprak asidik karakter kazanır. Bu tür topraklara kireç veya kireçtaşı katılırsa asidite ortadan kalkar, su ve nötr tuzlar meydana geldiği gibi karbondioksit ve oksitlenmiş kükürt gazları da serbest hale geçebilir.
Toprakta organik maddeler ve bitki besleme kabiliyeti: Üzerinde bitki yetişen her toprağın içinde az veya çok organizma faaliyeti ve bunların artıkları bulunur. İlk organik madde tanınamayacak kadar bozuşmuş ve değişmişse buna humus denir. Humus kahverengi-siyah renkli yüksek molekül ağırlıklı ve azot ihtiva eden maddelerden teşekkül eder. Humusun yarısı ile üçte biri kadarı alkali ortamda çözünen fakat asit ortamda çözünmeyen hümik asittir. Verimli toprakların koyu rengi humus muhtevasına bağlıdır. Humusta bundan başka % 10-25 amino asitler, % 10-30 karbonhidratlar, % 3-6 kadar yağlar, mumlar ve reçineler ve diğer çeşitli organik maddeler bulunur.
Humus kelet (kıskaç) moleküller içinde iki değerlikli katyonları bilhassa Ca, Mg ve Mn metallerini bağlar. Ayrıca kil tanecikleri tarafından adsorplanarak bunların dağılmalarını ve toprağın işlenebilirliğinin artmasını temin eder, toprak çatısının erozyona dayanıklılığını etkiler.
Topraktaki organik maddenin % 5’i azot, % 1’i fosfor ve % 0,5’i kükürttür. Toprak içindeki azotun büyük bölümü illit kil minerali tarafından bağlanmış olarak bulunur. Faydalı durumdaki azot, eğer sun’i nitratlar ilave edilmemişse, ancak yağmur içinde atmosferden inen nitrat asidindeki ve baklagillerin sembiyotik mikroplarla atmosferden alarak köklerine bağladıkları azottur. Baklagillerin köklerinin organizma faaliyeti neticesinde bozunmasıyla topraktaki organik madde miktarı ve besleyici kuvvet artar.
Bitkilerin büyümek ve çoğalmak için karbon, oksijen, hidrojen, fosfor, kükürt, potasyum, kalsiyum ve magnezyum elementlerine ihtiyaçları vardır. Bunların yanında az miktarda demir, manganez, çinko, bakır, boron ve molipten de gerekir. Bazı bitkilerin sodyum, klor, kobalt ve vanadyuma ihtiyaçları da olabilmektedir.
Bitkiler karbon, hidrojen ve oksijen dışındaki gıdasını topraktan kökleriyle alır. Bitkiler bazı elementleri katyonlar halinde alırken, azotu nitratlar halinde, boronu borat, kükürdü sülfat halinde alır. Toprak suyundan bitki tarafından alınan maddeler toprağın iyon değiştirmesiyle tamamlanır. Bazan da kılcal kökler temas halinde oldukları kil taneciklerine hidrojen vererek katyonu alırlar, bazı hallerde anyonları benzer şekilde topraktan emerler. Ayrıca illitler bozunarak potasyum, fosfatlı minerallerse fosfat verirler.
Toprak üzerinde kimyevi deneyler yapılarak çözünmüş veya az asidik ortamda çözünebilir durumda olanlarla, mineraller içinde mevcut amonyum nitrat ve fosfatlar ve diğer bitki gıdalarının miktarları tespit edilir.
Çok uzun müddet sun’i gübreler kullanılmadan ziraat yapılmış topraklar gerekli bitki besleyici maddelerin bir veya birkaçı bakımından kifayetsiz hale gelir. Azot eksikliğine tabii olarak çok rastlanır. Bunun dışında fosfat, potasyum eksikliğiyle kumlu ve alkali topraklarda demir, çinko, mangan ve bakır eksikliği görülebilir. Yağışlı bölgelerdeki kalsiyum ve magnezyum eksikliği kireç ve kireçtaşı kullanılarak kolayca giderilebilir.
İklimin toprak özelliklerine tesiri-alkali ve tuzlu topraklar: Yağışlar toprak içinde ana kayadan gelen tuzların çözünerek toprağın derinliklerine ve uzaklara taşınmasına sebep olur. Yağışların az olduğu bölgelerdeyse toprak minerallerin bozunma ve çözünmesi azalır, toprak alkalinitesi artar ve organik faaliyet azalır. Montmorillonit minerali miktarı artar, zirai verimlilik düşer. Sulama ve azotlu gübreleme iyi netice verebilir.
Yağışlı sıcak bölgelere doğru gidildikçe toprakta kimyevi bozunma ve yıkanma artar, bazlar ve silis azalır. Kaolinit mineralleri, demir ve alüminyum oksitleri artar, katyon değiştirme kapasitesi, verimliliği ve yıkanma sonucu organik madde miktarı azalır. Bu organik topraklar nehir sularıyla taşınarak aşağı mecralarında ve deltalarda çok verimli topraklar meydana getirirler. İyi korunur ve dikkatlice kullanılırsa çok yüksek verime sahip olurlar.
Kozalaklı bitki örtüsünün bol bulunduğu serin ve soğuk bölgelerdeyse dökülmüş çam iğnelerinin (yaprakların) arasından süzülen yağış suları asidik ve bu sebeple çözücü hassa kazanır, üst A zonundaki alkalikleri çözerek B zonuna götürür. A zonu silis bakımından zengin, açık renkli bir tabaka haline gelir. Kaolin bakımından zengin, besleyici madde bakımından fakir olan bu topraklar iyi gübreleme ve alkalilerin ilavesiyle verimli hale getirilebilir.
Yağışların az, iyon değiştirme kapasitesinin düşük olması halinde topraktaki sodyum karbonat, sodyum hidroksit teşekkülüne ve toprağın alkalinitesinin artmasına sebep olur. Ayrıca yıkanmanın az olduğu kurak yerlerde veya yıkanmış tuzların biriktiği bölgelerdeyse tuzluluk artar. Bu tuzlar sodyum klorür ve sülfat gibi alkali olmayan türdendir. Sulanan toprakta ayrıca kurutma yeterli değilse tuz birikimi meydana gelir, flokulasyon artar ve toprak ağırlaşır.
Toprak mikrobiyolojisi ve faunası: Toprak içinde ve üstünde yaşayan canlılar da, hayatiyetini sürdüren canlı bir varlıktır. Bir fiske toprakta milyarlarca heterotrof (karbonu ve enerjilerini topraktaki organik maddeden alan) ve ototrof (karbonu topraktaki havanın karbondioksidinden ve enerjilerini basit kimyevi maddelerin oksitlenmesiyle temin eden) türden milyarlarca mikroorganizma bulunur.
Toprağın verimliliğine içindeki bakteriler, mantarlar, aktinomisetler, yosunlar (alg) ve protozoalar önemli derecede tesir ederler. Canlı miktarı kati bir ölçü olmamakla birlikte mikroorganizma muhtevası fazla olan toprakların umumiyetle daha verimli olduğu bilinmektedir. Mikroorganizmalar toprağı geliştirmek için ilave edilen yeşil gübre (toprak besleyici bitkilerin artıkları), hayvan gübresi ve bitki artıklarını parçalarlar. Bu maddelerin içindeki karbonhidratlar, bakteriler, mantarlar (küfler) ve aktinomisetlerin gıdası durumundadır. Bunlar ise büyümek için toprakta nitrat ve amonyak içindeki azotu kullanır. Böyle bir durumda bitkiler için gerekli azotun bir kısmı, mikroorganizma tarafından harcandığından azot harcayan türün az olması uygundur. Nitratlar çözünürlükleri sebebiyle topraktan yağış sularıyla uzaklaşır. Bunun için kompost (hayvan gübresi, bitki artığı ve kireçtaşı karışımı) ve sun’i nitrat, fosfat ve sülfatlı gübrelerle toprağın desteklenmesi verime müspet yönde tesir eder.
Organizma faaliyeti neticesinde meydana gelen karbondioksit veya hidrojen sülfür toprak içinde zayıf ve kuvvetli asitleri teşekkül eder. Bu asitlerse ana kaya parçalarındaki mineralleri, çözer ve bitkilerin kullanabileceği hale getirir.
Ayrıca bitkiler havadaki serbest azotu kullanamadığı halde bazı bakteriler havanın azotunu bitkilerin ve diğer mikroorganizmaların kullanabilecekleri bileşikler halinde bağlar.
Topraktaki alglar (yosunlar) da karbondioksit ve azotlarını havadan alarak magmatik kayalar üzerinde bile hayatiyetlerini devam ettirebildiklerinden önemli azot bağlayıcı organizmalardır. Büyüklükleri hacimce bakterilerin yaklaşık üç katıdır, fakat sayıları çok daha azdır.
Mantar türü canlılar bitki köklerinin gıdaları daha kolay emmesini ve toprak içinde bir ağ teşkil ederek boşluklu ve su tutucu yapısını korurken suyla sürüklenmesine de mani olurlar.
Protozoa dışındaki omurgasızlardan en çok solucanlar ve çok ayaklılar bulunur ve iyi havalandırılmış verimli topraklarda mevcut hayvani maddenin % 90’ını teşkil ederler. Bazı küçük solucanlar veya kurtçuklar bazı bitkilere zararlı bazılarına ise zararsızdır. Yumuşakçaların sayısı fazla değildir; bazı türleri canlı bitkiyle beslenmekle birlikte çoğu çürümekte olan organik kalıntılarla beslenirler. Solucanlar veya toprak kurtları bilhassa hayvan gübreli topraklarda çok bulunur. Toprak içinde açtıkları delikler toprağın su emme ve tutma kabiliyetini arttırır ve havalanmayı kolaylaştırır. Toprağın alt tabakalarını satha taşıyarak karışmasını temin eder.
Örümcek, çekirge ve keneler gibi araknidler (örümceksiler)de bazan bitkilere zararlı olmakla birlikte toprağın boşluk karakteristiklerini iyileştirici tesirleri vardır. Topraktaki çok ayaklılar yanında karıncalar, termitler, sinek lavraları da bol miktarda bulunur.
Toprak faunasının toprağın yapısında ve verimliliğinde ve bitki patolojisinde önemli rolü vardır. Bir taraftan organik bozunmaları ve sentezleri hızlandırıp toprağın boşlukluluğunu arttırarak faydalı olurken, bazı bitkilere zarar da verebilirler. Bir toprağın zirai durum ve değeri faunasıyla yakından alakalıdır.
Toprağın verimliliği: Toprağın verimliliği bulunduğu iklim şartları ve belirli işletme altında bir bitkiyi veya zaman içinde ardarda bir seri bitkiyi yetiştirebilme kabiliyetidir. Toprağın işletilmesi sürülerek işlenmesi, ekin, hasat ve mahsulün elde edilmesi için toprağa gübre gibi kimyevi maddelerin katılmasından meydana gelir. Toprak, iyi sürülür, birbiri ardınca uygun bitkiler yetiştirilir ve gübrelenirse verim yükselir ve toprak giderek gelişir. Mesela mısır, yulaf, yonca ile birlikte münavebeli olarak ekilip, uygun işleme ve gübreleme yapıldığında verimliliğin zamanla arttığı görülmüştür.
Toprak erozyonu ve korunması: Toprağın erozyonu rüzgar veya suyla taşınıp götürülmesidir. Toprağın bulunduğu arazinin meyline, bitki örtüsüne, işlenme şekline, yağış ve rüzgara bağlı olarak ziraata uygun topraklar bulundukları yerden başka yerlere, mesela denizlere, taşınırlar. Türkiye’de her yıl bir Kıbrıs Adası büyüklüğündeki toprağın erozyonla kaybolduğu söylenir. Orman ve diğer bitki örtüsü erozyonu azaltır. Akışa geçen yağış suları toprakta önce ince derecikler açarlar. Daha ileri erozyon safhalarında bu derecikler genişler ve toprak azalır. Sürüldüğü zaman ortadan kalkan derecikler yağışlarla yeniden teşekkül eder. Toprağın çok geçirimli olması halindeyse derecikler teşekkül etmez, erozyon gözle görülmeden ilerler.
Arazi şekli ve iklimin durumu gözönünde bulundurularak erozyondan korunma ve erozyonu azaltmak için uygun tedbirler tespit edilebilmektedir. Bazı bölgelerin ormanlık, bazılarının çayırlık olarak bırakılması halinde üzerinde ziraat yapılabilecek arazinin toprak tabakası muhafaza edilebilmektedir. Ayrıca sürme istikametinin arazi meyline dik istikamette seçilmesi ve taraçalama da çok önemlidir. Toprağın yağış ve rüzgarla taşınmaması için ormanların yangına karşı korunması, hatta arttırılması ve hasattan sonra tarlanın yakılmaması gerekir.
Sürme sırasında gevşetilen toprak kalınlığı da bitkiye yetecek kadar olmalı, fazla derin olmamalıdır. Yağış sularını boşaltan hendeklerin yeterince geniş ve içlerinin çimen örtülü olması, boşaltılan suyun akış hızını azaltıcı tedbirler, suyun seviye kaybettiği yerlerde oyulmaya mani olacak tahkimatın yapılması halinde erozyonun büyük ölçüde önü alınmış olur.
Rüzgar erozyonunun önlenmesi için toprak bitki örtüsünün korunması ve sürme sırasında sapların da toprak içinde bırakılarak onu takviye etmesi faydalı olmaktadır. Toprak sathının pürüzlendirilmesi, rüzgara dayanıklı büyük toprakların teşekkülünün temini yoluyla taşınma yavaşlatılmış, çökelme arttırılmış olmaktadır.
Rüzgar kırıcı her çeşit mania, sürüklenmekte olan toprak zerrelerinin tutulmasını temin eder, dağılmasını önler.
Erozyon meselesinin ehemmiyeti sebebiyle her memleket bu mevzu üzerinde çalışan araştırma, geliştirme ve uygulama teşkilatları kurmuştur. Türkiye’de de Devlet Su İşleri, nehir yatakları düzenlenmesi ve barajlar yaparak enerji istihsali yanında erozyondan korunma bakımından da büyük hizmetler yapmaktadır.
anonim - 6 yıl önce
görüyorsunuz anlatmaya gerek yok mükemmel.......