TOPRAKLARIN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ TOPRAK BİLGİSİ DERSİ ZTO104 Doç.Dr. Hasan Sabri Öztürk hozturk@agri.ankara.edu.tr

Toprak Fiziksel Özellikleri 1. Tane büyüklük dağılımı ( Bünye) 2. Toprak yapısı 3. Tane Yoğunluğu ( ρ) 4. Hacim Ağırlığı 5. Boşluklar Hacmi (Porozite) 6. Özgül Yüzey Alanı 7. Toprak Kıvamı 8. Toprak rengi

Toprak fiziksel özelliklerin işlevleri İyi fiziksel yapıya sahip topraklar: Su ve besin maddelerini tutar İyi drenajlı İyi havalanır İyi bitki kök sistemi Çalışma kolaylığı Baharda hızlı ısınır İyi biyolojik aktivite Toprak kaybı ve sıkışmaya dirençlidir.

1. Tane Büyüklüğü Dağılımı Bir toprak kütlesi içerisindeki bireysel taneciklerin yüzde oranlarına toprak bünyesi denir. Toprak tekstürü = Toprak bünyesi USDA ( ABD Tarım Bakanlığı) IUSS ( Uluslararası Toprak Bilimi Birliği) 2 1 0,5 0,25 0,1 0,05 0,002 çok kaba kum Kaba kum orta kum ince kum çok ince kum silt kil 2,0 0,2 0,02 0,002 Kaba kum İnce kum Silt Kil

Toprak Bünye Sınıfları Kum Tınlı kum Kumlu tın Tın Siltli tın Silt Kumlu killi tın Killi tın Siltli killi tın Kumlu kil Siltli kil Kil

Eleme, 50 µm’e kadar Çöktürme Hidrometre yöntemi Pipet yöntemi

Hidrometre yöntemi %5 lik toprak-su solüsyonunu iyice çalkalayın 40. sn de hidrometre ile yoğunluk (I.okuma) ve sıcaklık okuyun. %(Silt+Kil) = (I.düz. okuma/fırın kuru top. ağ.) x100 % Kum = 100 – (%silt +kil)

Hidrometre yöntemi 2. saatte hidrometre ile yoğunluk (II.okuma) ve sıcaklık okuyun. % Kil = (II. düz. okuma /fırın kuru top. ağ.) x 100 % Silt = (%silt+kil)-%kil veya %Silt = 100 – [(% kum) + (% kil)]

2. Toprak Yapısı Bir toprak kütlesi içerisindeki bireysel tanelerin gruplar halinde kümeleşmesine toprak yapısı denir Toprak yapısı = toprak strüktürü

Toprak yapısı toprakların önemli bir özelliğidir ve bitki gelişimi için esastır. İyi yapıya sahip topraklar kök gelişimini artırır. iyi drenaj özelliğine sahiptir. Yüksek su tutma kapasitesine sahiptirler İyi havalanma ve gaz değişim özelliği gösterirler

Toprak yapısı gözenekli bir yapıya sahiptir Su hareketi Hava hareketi Ortam ve durak yeri hazırlar Kökler Çimlenen tohumlar Toprak faunası (Makro ve mikro)

Ped: doğal toprak kümesi Pedlerin tanımlanması Tip ( Pedlerin şekil ve dizilişi) Sınıf (Pedlerin büyüklüğü) Derece ( dayanıklılıkları)

Toprak yapısı tipleri Küresel Blok benzeri

Toprak yapısı tipleri Prizma benzeri Levhalı

Toprak yapısı Teksel Masif

Toprak yapısı sınıfları mm Çok küçük ya da çok ince < 10 <1 Küçük ya da ince 10-20 1-2 Orta 20-50 2-5 İri ya da kalın 50-100 5-10 Çok iri ya da çok kalın >100 >10

Toprak yapısı dereceleri Yapısız Dikkati çeken ped yok, teksel veya masif Zayıf Pedler çok az belirgindirler Orta Orta derecede iyi oluşmuş pedler Kuvvetli Çok iyi oluşmuş pedler

Topraklarda Kümeli Yapının Oluşması Organik maddenin etkisi Adsorbe edilen katyonlar Toprak işlemenin etkisi Donma ve çözülmenin etkisi Islanma ve kurumanın etkisi

Toprak Sıkışması Sıkışma nedir? Nedir ? Toprak sıkışması, toprak taneciklerinin sıkışarak aralarındaki boşluklar hacminin azalmasıdır. Bu olay birim hacme düşen ağırlığın (hacim ağırlığı) artmasıyla sonuçlanır. Sıkışma riski topraklar nemli iken en fazladır.

Porozite ile hacim ağırlığı arasındaki ilişki

3. Tane Yoğunluğu ( ρ) ρk=Wk /Vk, g/cm3 2,50-2,80 g/cm3 ort:2,65 g/cm3 Kuvars =2,65 g/cm3 Jips = 2,32 g/cm3 Biotit = 2,80-3,20 g/cm3 hematit = 4,80-5,30 g/cm3

Tane Yoğunluğunun belirlenmesi Yöntemler Piknometre Hava piknometresi Ölçü silindiri

4. Hacim Ağırlığı Doğal durumdaki kuru toprağın birim hacminin ağırlığı Kumlu topraklarda ρb= 1,4-1,9 g cm-3 Killi topraklarda ρb= 0,9-1,4 g cm-3 Tanelerin yoğunluğu, diziliş şekilleri, yapısı, organik madde miktarı, boşluklar hacmi, sıkışma

5. Boşluklar Hacmi (Porozite) Bir toprak kütlesi içerisindeki su ve hava ile dolu boşlukların kütlenin toplam hacmine oranı Vv :su ve hava ile dolu toplam hacim, V: toplam toprak hacmi, cm-3 Kumlu topraklarda %35-50 Killi topraklarda %40-60

6. Özgül Yüzey Alanı Birim hacim veya ağırlıktaki yüzey alanı

Özgül Yüzey Alanı Özgül yüzey, m2 g-1 Kaolinit 15-20 İlit 80-100 Bentonit 115-260 Montmorillonit 280-500 Organik madde 560-800 Kalsit 116-184 Amorf demir oksitler 305-412 Kristal demir oksitler 0,047 Kum <10 Kumlu tın ve siltli tın 5-20 Killi tın 15-40 kil >25

7. Toprak Kıvamı Kohezyon: Toprak tanelerinin birbirine yapışması Adhezyon: tanelerin başka cisimlere yapışması Kıvam: kırılıp, dağılmaya, ve ezilip büzülmeye karşı dayanıklılığını gösteren özellik Toprak kıvamı ‘yapışkanlık’ ve ‘plastiklik’ ile tanımlanır

Islak toprakların kıvamı Yapışkanlık, ıslak toprak baş parmak ve ile işaret parmağı arasında sıkıştırılır ve yapışma durumu gözlenir. Yapışkan değil Basınç kaldırıldığında baş ve işaret parmağı arasında toprak tanesi yapışmaz Hafif yapışkan Toprak tanelerinde yapışma görülür, ancak basınç kalınca çoğu dökülür. Parmaklar aralandığı zaman gerilme görülmez Yapışkan Basınç uygulanınca toprak baş ve işaret parmaklarına yapışır, parmaklar açıldığı zaman gerilme görülür Çok yapışkan Basınç uygulanınca toprak baş ve işaret parmaklarına kuvvetli yapışır, parmaklar açıldığında büyük bir gerilme görülür

Plastiklik Plastiklik, uygulanan basınç altında şekil değiştirme ve kuvvet kaldırıldığında kazanılmış olan şekli koruma yeteneğidir. Plastik değil İp oluşmaz Hafif plastik İp oluşabilir fakat kolaylıkla bozulabilir Plastik İp oluşabilir ve bozulması için orta derecede bir kuvvet gerekir Çok plastik İp oluşabilir ve bozulması için fazla kuvvet gerekir

Nemli toprakların Kıvamı Gevşek Taneler arasında bağlantı yoktur Çabuk dağılabilir Hafif bir basınç altında kırılıp dağılır, tekrar bağlanmaz Dağılabilir Baş ve işaret parmakları arasında hafif veya orta derecede kolaylıkla dağılabilir, tekrar sıkıldıklarında bağlanabilirler. Sıkı Baş ve işaret parmakları arasında orta derecede sıkışma ile kırılıp dağılırlar, direnç fazladır. Çok sıkı Kuvvetli basınç altında kırılıp dağılabilir, baş ve işaret parmakları arasında kırılıp dağılmazlar Olağan üstü sıkı Ancak çok kuvvetli basınç altında kırılıp dağılabilirler, baş ve işaret parmakları arasında kırılıp dağıtılamazlar

Kuru toprakların kıvamı Hava kuru toprak kütlesinin el içerisinde sıkılıp kırılması sırasında gösterdiği direnç Gevşek Taneler arasında bağlantı yoktur Yumuşak Hafif bir basınç kolay kırılabilir Biraz sert Basınca karşı zayıf direnç gösterir. Baş ve işaret parmakları arasında kolayca kırılır Sert Basınca karşı orta derecede direnç gösterir, avuç içerisinde nispeten kolaylıkla, parmaklar arasında güç kırılır Çok sert Basınca karşı çok direnç gösterir, avuç içerisinde güçlükle kırılır, parmaklar arasında kırılamaz Olağan üstü sert Basınca karşı olağan üstü direnç gösterir, avuç içerisinde asla kırılamaz

Çimentolu topraklarda kıvam Toprak materyali kalsiyum karbonat, silisyum oksit demir ve alüminyum oksit ve tuzları tarafından çimentolanmıştır. Çimentolu Çimentolu kütle kolay kırılır, avuç içerisinde kırılabilir Kuvvetli çimentolu Çimentolu kütle güç kırılır, avuç içerisinde kırılamaz, çekiçle kolayca kırılabilir Çok kuvvetli çimentolu Çok kuvvetli, çimentolu kütle çok güç kırılabilir, ıslanma ile yumuşamaz, çekiçle çok kuvvetli vurularak kırılabilir, çekişle tınlama sesi duyulur

8. Toprak rengi 1. Hue ( ışığın dalga uzunluğu) 2. Value ( ışığın toplam miktarı) 3. Kroma ( doygunluk, rengin saflığı) Munsell Renk ıskalası

Munsell Renk Iskalası