TOPRAKTA pH, TUZLULUK, KİREÇ ve BİTKİLER İÇİN ÖNEMİ

... konulu sunumlar: "TOPRAKTA pH, TUZLULUK, KİREÇ ve BİTKİLER İÇİN ÖNEMİ"— Sunum transkripti:

1 TOPRAKTA pH, TUZLULUK, KİREÇ ve BİTKİLER İÇİN ÖNEMİ
Toprak ve Ekoloji Bölüm Başmühendisliği Dr. Rabia ŞİŞANECİ Melihat Terzi

2 Başmühendisliğimiz bünyesinde bulunan toprak laboratuarında; toprak, bitki, harç materyalleri ve gübre örneklerine ait fiziksel ve kimyasal özelliklerin belirlenebilmesi amacıyla çeşitli analizler yapılmaktadır. Bunlar; * pH, * elektriki iletkenlik, * % total kireç, * tekstür, * % organik madde, * KDK analizleri ve

3 * makro bitki besin elementlerinden; - sodyum, - potasyum, - magnezyum, - kalsiyum, - fosfor * mikro elementlerden ise; - bakır, - çinko, - mangan ve - demirdir. (Bu elementlerin bitkiler tarafından alınabilir formaları tayin edilebildiği gibi, ayrıca toplam miktarları da belirlenebilmektedir.) Ayrıca laboratuarımızda sulama suyu analizleri de gerçekleştirilmektedir.

4 Toprak Reaksiyonu (pH) Nedir
Toprak Reaksiyonu (pH) Nedir? Toprak pH’sı, bir toprak çözeltisindeki asitliği veya alkaliliği tanımlayan bir ölçüdür. Asitliğin miktarı öncelikle H+ ve OH ֿ iyonlarının konsantrasyonlarına bağlıdır. Toprak daha fazla asidik olurken H+ iyonları konsantrasyonu artar, bunun sonucunda pH azalır. pH=7’de H+ ve OHֿ iyonlarının konsantrasyonları birbirine eşittir. pH, logaritmik birim şeklinde ölçülür. pH bir birim artarsa, H+ konsantrasyonu 10 kez azalır. Örneğin, pH=4’te pH=7’ye göre 1000 kere fazla H+ iyonu vardır.

5

6 pH kademeleri 0-14 arasındadır. 0 aşırı asit, 14 aşırı alkalidir
pH kademeleri 0-14 arasındadır. 0 aşırı asit, 14 aşırı alkalidir. Ancak toprak tepkimesinin normal aralığı, 5-8,5 olup bunun üstünde ve altındaki değerler birçok bitki için ciddi sorunlar oluşturur. Toprak pH’sı laboratuar şartlarında, pH-metre olarak adlandırılan cihazlarla ölçülerek belirlenir. Araştırıcılar tarafından, toprak reaksiyonu ile ilgili olarak -birbirine yakın olmakla birlikte- çeşitli sınıflandırmalar yapılmıştır.

7

8 Toprak pH’sı doğrudan ve/veya dolaylı olarak toprak içerisinde meydana gelen birçok fiziksel, kimyasal ve biyolojik olayı etkiler. Toprak reaksiyonu ile toprak canlıları arasında sıkı bir ilişki mevcuttur; örneğin mantarlar 4-5, bakteriler ise 6-8 pH derecelerinde daha etkindir.

9 Ayrıca pH derecesi, toprakta mevcut bitki besin maddelerinin bitki için yarayışlılığında önemli rol oynamaktadır. Örneğin; azot, fosfor ve potasyumun bitkiler tarafından alımı açısından en uygun değerler 6,5-7,5 arasıdır. Fosfor; 6,0’dan düşük pH değerlerinde Al ve Fe ile, 7,5’den büyük değerlerde ise Ca ile bağlanır. Bu nedenle bitkiler tarafından alınması zorlaşmaktadır. 5,0’dan küçük değerlerde, Al ve Mn bitkiler için toksik etki yapmaktadır.

10 7,5 den büyük değerlerde ise; Fe, Cu, Zn, Mn gibi mikro elementler çözünemez forma geçtiğinden, bitkiler için yarayışlılığı yüksek oranda azalmaktadır. Kısacası toprak tepkimesi; pedogenetik bakımdan, toprak oluşumu ve gelişimi; ekolojik açıdan da besin maddeleri ekonomisi üzerinde önemli rollere sahiptir.

11 Dile getirilen nedenlerden dolayı toprak pH’sının bilinmesi ve düzenlenmesi, bitki beslenmesi açısından büyük önem taşımaktadır. Genellikle alkali karakterli topraklarda; ortamdaki H+ iyonları konsantrasyonunu arttırmak ve/veya mevcut H+ iyonlarını aktif hale geçirmek için, toprağa toz kükürt ve organik madde ya da jips uygulaması yapılır. Toprak tepkimesinin düşük olduğu durumlarda ise, kireçleme yapmakta yarar vardır.

12 Tuzluluk Toprak tuzluluğu kavramı, birim hacimdeki toprakta bulunan çözünebilir tuzların miktarını belirtir. Genellikle Clֿ ve SO4ֿֿ anyonlarının iki değerlikli katyonlarla, özellikle Ca++, Mg++ ile oluşturduğu bileşikler önemli tuzlardandır, ayrıca HCO3ֿ anyonu ve Na+ ile K+ da toprakta yaygın bulunan anyon ve katyonlardandır. Örneğin NaCl doğada en yaygın bulunan tuzdur. Toprağın tuz içeriği laboratuar koşullarında, elektriki geçirgenlik ölçüm cihazıyla belirlenir ve elde edilen verilerin değerlendirmesi, aşağıda verilen çizelgedeki sınıflandırmaya göre yapılır:

13

14

15 Tuzluluğa yol açan etmenler; anamateryal, topoğrafya, kapalı havzalar, iklim, taban suyu ve hatalı sulama ve gübrelemedir. Ayrıca tuz içeriği yüksek olan sulama suyu da zaman içerisinde, toprakta tuz birikimine yol açabilir. Tuzluluğun meydana getirdiği zarar, bilhassa yıllık yağışın düşük olduğu kurak bölge topraklarında daha fazladır.

16 Doğal koşullardaki tuz birikimi iki şekilde meydana gelir
Doğal koşullardaki tuz birikimi iki şekilde meydana gelir. Bunlardan birincisi, yağış sularının, geçtiği yerlerdeki çözünebilir tuzları eriterek birikme havzalarına taşıması; diğeri ise, yüksek sıcaklık altında, toprak suyunun buharlaşıp kapillarite ile yüzeye çıkması ve yükselirken beraberinde tuzları da yüzeye taşıyarak burada biriktirmesidir.

17

18

19

20 Tuzlu topraklar ise iki şekilde meydana gelmektedir
Tuzlu topraklar ise iki şekilde meydana gelmektedir. Bunlardan birincisi, sularla taşınan çözünmüş tuzların toplama havzalarında çökelmesiyle; diğeri ise, denizlerden arta kalan sedimentlerin etkisiyle oluşan tuzlu topraklardır.

21 Ağaç ve çalıların en iyi yetiştikleri toprak tuzluluk sınırı 2,0 mmhos/cm’nin altındadır. Tüm ağaçlar toprakta bulunan yüksek orandaki tuzdan zarar görür. Çünkü tuzluluk, toprak suyunun ozmotik potansiyelini arttırarak bitki köklerinin su alımını engeller. Ayrıca toprakların stürüktürünü olumsuz yönde etkiler. Bunların dışında, çözünebilir tuzların yapısında yüksek oranda bulunan; sodyum, klor ve bor gibi bazı elementler bitkiler için toksik etki (zehir etkisi) gösterir.

22 Yangın Söndürme İşleminde Uçak ve Helikopterlerle Deniz Suyunun Kullanılması Tuzlanma Açısından Sakınca Yaratmakta Mıdır?

23 Deniz suyunun tuzluluğu okyanuslarda ortalama binde 35’tir, yani 1
Deniz suyunun tuzluluğu okyanuslarda ortalama binde 35’tir, yani gr suda 35 gr tuz bulunur. Buna yüzde 88,8 oranındaki klor bileşikleri neden olur; en büyük pay da yüzde 77,7 ile sodyum klorüre, yani sofra tuzuna aittir.

24 Akdeniz, dünya denizlerine göre tuzlu bir denizdir
Akdeniz, dünya denizlerine göre tuzlu bir denizdir. Ortalama tuzluluk oranı % 0.38'dir. Bu oran yağış artışına ve buharlaşmanın azalmasına bağlı olarak batıya doğru azalır. Cebelitarık Boğazı’nda % 0.36 iken, Kıbrıs'ın güneyinde % 0.39,5'e ulaşır. Büyük ırmakların ağzında tatlı su tuzlu suya karıştığı için tuzluluk oranı azalır. 

25 Bugüne kadar deniz suyu kullanılarak söndürülmüş yangın alanından toprak örneği alınarak herhangi bir analiz yapılmamıştır. Bunun için tuzlanma ile ilgili bir sorun olup olmadığı bilinmemektedir.

26 2006 yılında yangın söndürme sırasında deniz suyu kullanılması halinde, buralardan toprak örneği alarak analizi yapılıp daha sonraki yıllarda da takip edilerek, tuzluluk ile ilgili somut veriler elde edilmesi mümkündür. Yaklaşık olarak hesap yolu ile toprağa ne kadar miktarda tuz düştüğünü ortaya koyabiliriz.

27 Yangında kullanılan helikopterlerin su alma kapasitesi yaklaşık 2,5 ton, C130 tipi uçakların kapasitesi ise 5 ton civarındadır. Suyun atıldığı alan uçağın uçuş hızına ve su atma yüksekliğine bağlı olarak değişmektedir. Arazinin engebeli olması, su atış yüksekliğinde etkili olmaktadır.

28 Hesaplamalarımızı bir seferde atılabilecek su miktarı üzerinden yaparsak; Helikopterin 300 m2’lik alana 2,5 ton, Uçağın ise 3000 m2’lik alana 5 ton deniz suyu atıldığı kabul edilecektir. Akdeniz suyunun tuzluluk oranı; 1 kg suda 38 gr tuz

29 Helikopter ile 2500 x 38 = 95 kg 95 kg/ 300 m2 =316 gr m2 yaklaşık 1 m2’ye 316 gr tuz düşmektedir.

30 Uçak ile 5000 x 38= 190 kg 190kg/3000 m2 =63gr m2 yaklaşık 1 m2’ye 63 gr tuz düşmektedir.

31 Akdeniz iklim kuşağında, m2’ye 600 mm-1000 mm arasında yağış düşmektedir. Yağışı da dikkate aldığımız zaman deniz suyu ile atılan bu tuzun bir yıl sonra yıkanması mümkün gözükmektedir. Yine de deniz suyu haricinde, su kaynakları mevcutsa, buraların kullanılması uygun olacaktır.

32 KİREÇ Topraktaki kireç miktarı bitkiler için önemlidir
KİREÇ Topraktaki kireç miktarı bitkiler için önemlidir. Temel kireç bileşikleri; kalsiyum ile magnezyum karbonatlar ve dolomittir. Laboratuar koşullarında, karbonat miktarı nicel olarak belirlenerek % toplam CaCO3 miktarı cinsinden ifade edilir. Toprak kireç içeriği sınıflaması genel olarak aşağıdaki gibi yapılmaktadır:

33

34 Kireç miktarının artmasıyla birlikte toprak pH’sı da yükselir
Kireç miktarının artmasıyla birlikte toprak pH’sı da yükselir. Kireç oranı yüksek olan topraklarda, pH= 8,5’e kadar Ca++ katyonu başat durumdadır. Toprakta Ca++ katyonu konsantrasyonu yükseldikçe ortamdaki alınabilir fosfor ve demir iyonları kalsiyum ile çözünemez formda bileşikler oluşturur. Yüksek kireç içeriğine sahip topraklarda, bitkilerde kireç klorozu olarak adlandırılan ve demir noksanlığından kaynaklanan sararmalar meydana gelir.

35

36 Kireç miktarının yüksek olması kadar, çok düşük olması da bitki beslenmesi açısından sakıncalıdır. Çünkü kalsiyum bitki hücre duvarlarının yapısında yer almaktadır. Ayrıca topraktaki kalsiyum karbonat; toprak kırıntılılığını, biyolojik aktiviteyi artırır ve toprak profilinin yıkanmasını güçleştirir. Bu nedenlerden dolayı kireç miktarı çok düşük olan topraklarda kireçleme yapılması gerekmektedir. Kireçleme materyali olarak CaO, CaOH2, CaCO3 ve dolomit kullanılmaktadır.

37 BU ÖLÇÜTLERİN ARAZİDEKİ UYGULAMALARI pH ve Tuzluluk Ölçümü Ön etüt çalışmalarında, pH ve tuzluluk ölçümü için arazi kitleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, bu kitlerle yapılan ölçümler yaklaşık olarak sonuç vermektedir. İdeal sonuçların elde edilebilmesi ise, laboratuar analizleriyle mümkündür.

38 Cep pH-metre ve kondüktometreleriyle 1:1 vb
Cep pH-metre ve kondüktometreleriyle 1:1 vb. oranlarda toprak-saf su karışımların pH ve elektriki geçirgenliği ölçülebilir. Ayrıca özel olarak hazırlanmış “indikatör çözeltileri veya kağıtları”ndan da yararlanılabilir. Kitlerin üzerinde ya da kullanma kılavuzunda verilen sınıflandırma bilgileri veya renk skalaları ile değerlendirme yapılır.

39 Kireç Ölçümü Arazide topraktaki kireç miktarının belirlenmesi için genellikle 1/10 seyreltik HCl kullanılır. Bir saat camı üzerine alınan ince toprak örneği üzerine 5-6 damla asit damlatılır. Meydana gelen kabarmanın şiddetine ve süresine göre toprağın kireç içeriği kabaca aşağıdaki tablodan belirlenir.

40

41 TOPRAĞIN pH, TUZ, KİREÇ DURUMU ve TÜR SEÇİMİ Tür seçimi konusunda; toprağın pH’sı, tuzluluk durumu ve kireç miktarı mutlaka göz önüne alınması gereken önemli ölçütlerdir. Ancak bitkilerin yaşamında tüm ekolojik faktörler birbiriyle sıkı bir ilişki içerisinde bulunmakta ve her biri ayrı bir önem taşımaktadır. Bu nedenle bir toprağın pH, tuzluluk ve kireç miktarı değerleri irdelenirken değerlendirme mutlak surette diğer ekolojik faktörler de dikkate alınarak yapılmalıdır.

42 Toprak pH’sı, tuzluluğu ve kireç miktarı bakımından türlerinin isteklerinin belirlenmesi amacıyla pek çok bilimsel çalışma gerçekleştirilmiştir. Ancak elde edilen araştırma sonuçları, çalışmanın yapıldığı yörenin içinde bulunduğu ekolojik koşullar için geçerlidir. Bu nedenle literatür incelemelerinden elde edilen bilgilerin, söz konusu ekolojik şartlarda geçerli olabileceğini kesinlikle unutmamak ve buna göre değerlendirme yapmak gerekir.

43 Ayrıca ön etüt çalışmalarında, incelemesi yapılan sahadaki birtakım özelliklere dikkat etmek suretiyle toprağın pH, tuz ve kireç miktarı ile ilgili bazı fikirler edinmek mümkündür. Örneğin orman altındaki diri örtü pH’ya duyarlı olduğundan, bitki örtüsüne bakılarak da pH konusunda bir yargıya varılabilir. Örneğin karaçam sahalarında bu türe eşlik eden defne yapraklı laden (Cistus laurufolius) ile kızılçam sahalarında bulunan diğer laden türü (Cistus creticus), birer müşir (indikatör) bitki niteliğindedir.

44 Tuzlu toprakların olduğu sahalarda, ılgın (tamariks) gibi halofit yani tuzcul bitkilerin dışında başka türlere rastlamak mümkün değildir. Ancak halepçamı, okaliptus, iğde, palmiye ve hurma gibi bazı türlerin tuza dayanıklılığının diğer türlere göre fazla olduğu bilinmektedir.

45 TEŞEKKÜRLER