Önemli Toprak Özellikleri

... konulu sunumlar: "Önemli Toprak Özellikleri"— Sunum transkripti:

1 Önemli Toprak Özellikleri
Topraklar; - oluşum koşulları ve süreçleri, kullanım ve yönetim teknikleri gibi faktörlere bağlı olarak özelliklerini kazanırlar. -- Bazı toprak özellikleri binlerce yıl gibi uzun zaman dilimleri içerisinde ortaya çıkar veya değişirken, -- bazı toprak özellikleri çok daha kısa süreler içerisinde şekillenir veya değişirler.

2 Önemli fiziksel özellikler

3 Tane büyüklük dağılımı (=tekstür)
Toprağın inorganik katı kısmı çok değişik irilikteki tanelerden oluşur. Teknik anlamda üzerinde analizlerin yapıldığı toprak kütlesi 2 mm den küçük zerrelerden oluşur. Toprağı oluşturan bu 2 mm den küçük eşdeğer çapa sahip zerreler ise Kum, Silt (Mil) ve Kil adı verilen üç büyüklük grubuna ayrılır. Bir toprak kütlesi içerisindeki kum, silt ve kil iriliğindeki zerrelerin bir birine göre oransal dağılımı ise tane büyüklük dağılımı, tekstür veya bünye adıyla tanımlanır. Çok basit bir karışımı ifade ediyor gibi görünse de toprak tekstürü doğrudan veya dolaylı olarak tüm toprak özellikleri etkilediği için iyi bilinmesi gerekir. Yine doğal koşullarda hiçbir toprak kütlesinin pür kum, silt veya kil olamıyacağı da belirtilmelidir. Zira aksi toprak değildir. Topraklar kum, silt ve kil içeriklerine göre tekstür sınıflarına ayrılarak ifade edilir.

4 Tekstür sınıfı, Tekstür üçgeni
Tekstür grubu Alt grubu Tekstür sınıfı Kumlu topraklar (Hafif bünyeli) Kaba tekstürlü Kum, Tınlı kum Tınlı topraklar (Orta bünyeli) Orta kaba tekstürlü Kaba kumlu tın Kumlu tın İnce kumlu tın Orta tekstürlü Çok ince kumlu tın Tın, Siltli tın, Silt Orta ince tekstürlü Killi tın, Kumlu killi tın, Siltli killi tın Killi topraklar (Ağır bünyeli) İnce tekstürlü topraklar Kumlu kil, Siltli kil Kil

5 Tekstür=bünye Bu zerrelerin oransal büyüklükleri incelendiğinde birbirinden çok faklı oldukları oldukları görülür. Bunlardan kum zerreleri elle kolayca hissedilip gözle görülebilirken, silt ve özellikle kil zerrelerinin gözle görülmesi veya tek tane olarak hissedilmeleri mümkün değildir. Zira kil zerreleri iki mikrondan daha küçük eşdeğer çapa sahip parçacıklardır ve mikroskop altında katmanlı bir yapıya sahip oldukları görülür. Toprak tekstürü laboratuvar koşullarında bazı kantitatif yöntemlerle belirlenebilir. Bununla birlikte söz konusu zerrelerin kuru ve ıslak iken elde bıraktığı his kontrol edilerek el ile de kalitatif belirlemeler yapılabilir.

6 Bünyenin (tekstür) Önemi
Bir toprak kütlesi içerisindeki kum(2-0.5 mm), silt ( mm) ve kil (0.002 mm den küçük) gruplarının toprak sistemindeki etkileri ve görevleri oldukça farklıdır. Her yetiştirme koşulu ve bitki için uygun olacak bir ideal karışım oranı verilemese de bitkisel üretim açısından bu üç fraksiyonunda belli oranlarda bulunduğu orta tekstürlü (tın, killi tın) topraklar daha çok tercih edilir. Bununla birlikte farklı koşullarda ve farklı bitkiler tarafından farklı toprak tekstürleri tercih edilebilir veya bazı bitkiler bünyesel farklılık bakımından oldukça geniş bir aralıkta kolayca yetiştirilebilirken, bazı bitkiler özellikle belli bünye sınıflarını tercih etmektedirler. Bünyenin önemini kavrayabilmek için, büyüklük gruplarının görevlerine bakmak gerekir.

7 Bünye gruplarının görevleri
Kum; - Toprağın iskeletidir. Fiziksel toprak özelliklerinde etkilidir. Fakat toprağın kimyasal özellikleri ve verimliliğine doğrudan katkısı yoktur. Silt (Mil); - kum ve kil arasında geçiş niteliğindeki özelliklere sahiptir. Daha çok fiziksel özelliklere etki eder. Kil; - Toprağın fiziksel ve özellikle kimyasal özellikleri üzerine oldukça etkili olan, aktif gruptur. Toprağın su tutma ve iletmesinden, topraktaki organik madde ayrışmasına kadar fiziksel, kimyasal ve biyolojik birçok özellik toprağın kil fraksiyonu tarafından yönlendirilir.

8 Bünye ve diğer bazı toprak özellikleri
Su ve hava iletkenliği Su tutma ve drenaj Toprak sıcaklığı Sıkışma, sertlik, gözeneklilik Bitki besin elementi durumları katyon değişim kapasitesi pH ve tamponlama kapasitesi Organik madde Tuzluluk-alkalilik Verimlilik-üretkenlik

9 Toprak strüktürü (=Yapı)
Topraktaki kum, silt ve kil zerrelerinin ve diğer bazı bağlayıcıların değişik şekil ve büyüklükte bir araya gelerek oluşturdukları fiziksel yapıdır. Doğal koşullar altında bütün yüzeysel topraklar bu şekilde bir kümeleşme eğilimindedir. Fakat, kültür altına alınan topraklarda bu tür bir kümleşme olumsuz etkilenmektedir. Halbuki toprak zerrelerinin kümeleşmesi ile oluşan yapı, levha strüktür tipi hariç, toprakta hava ve su iletkenliğini, bitki köklerinin gelişimimi, su ve besin elementi alımını, havalanmayı ve dolayısıyla üretkenliği etkiler. Bitkisel üretimde yüzey topraklarına özel önem vermemizin bir nedeni de, üst topraklardaki strüktür oluşumudur.

10 Strüktür tipleri

11 Toprağın su tutması Tarla kapasitesi, solma noktası, doygunluk
Su toprakta gözenekler içerisinde tutulur. Topraktaki iri gözenekler, suyun ve havanın hareketinde rol alırken, orta gözenekler suyun yerçekimine karşı toprak sisteminde tutularak bitkilerin faydalanmasına sunar. Küçük gözeneklerde tutulan su ise çok büyük kuvvetlerle tutulduğundan bitkiler bu sudan yararlanamazlar. Toprakta yerçekimine karşı tutulan su miktarı Tarla kapasitesi olarak tanımlanır ve bitkilerin faydalanabildiği suyun üst sınırını oluşturur. Bitkilerin geriye dönmeyecek şekilde solmaya başladıkları andaki toprak su miktarı ise solma noktası olarak tanımlanır. Bu iki değer arasındaki fark ise faydalı su kapasitesi olarak tanımlanır.

12 Faydalı nem kapasitesi Önemi, ilişkileri
Sulama uygulamalarındaki en önemli parametredir. Topraktaki bitki için depolanabilecek su miktarını ifade eder. Yüksek olması, sulama aralığını artırır. Organik madde miktarı faydalı su kapasitesini artırırken, kil miktarı, TK ve DSN nı birlikte artırdığından FNK ne olumlu etkisi azdır. Yine killi topraklar çok fazla su tutmalarına rağmen, küçük gözenek yapısına sahip olmaları ve bu gözeneklerdeki suyun oldukça yüksek emiş değerlerinde tutulması nedeniyle FNK değerleri düşüktür. Orta bünyeli (tınlı) toprakların FNK değerleri yüksektir. Faydalı nem kapasitesini artırmak için en geçerli temel yöntem toprakların gözenek geometrisini değiştirmektir. Toprak işleme, organik gübre ve toprak düzenleyiciler kullanma, perlit, pomza ve zeolit gibi gözenekliliği artırıcı malzemelerin kullanımı bu amaca hizmet eder. Toprakların su tutma kapasitesini artırmak için yapılacak işlemler farklı topraklar için değişiklik gösterir.

13 Faydalı nem kapasitesi
Bazı tekstür sınıfları için nem sabiteleri ve faydalı nem kapasitesi değerleri Tekstür sınıfı Tarla kapasitesi Solma noktası Faydalı nem kapasitesi Kum 10 3 7 Tın 27 17 Kil 33 21 12

14 Toprak rengi Toprak rengi, toprakların en kolay belirlenebilen özelliğidir. Birçok toprak özelliği ve toprağın oluşumu hakkında önemli ip uçları verir. Fakat renge bakarak verilecek hükümler diğer bazı özelliklerle doğrulanması gerekir. Genel bir yaklaşım olarak; Organik madde, koyu renkler (kahverengiden siyaha) Kireç ve tuz, açık renkler, Demir oksitler sarı-kırmızı renkler oluşturur. Benzer oluşum koşullarında koyu renkli topraklar daha üretken, açık renkli topraklar daha az üretkendirler Toprak renginin bölgesel farklılıkları da söz konusudur. Yağışlı bölge toprakları daha koyu renkli olurken, kurak bölgeler açık kahverengi renklere, Akdeniz kuşağı kırmızı renklere, uzun süre su etkisinde kalmış alanlar gri renklere sahiptirler. O anda fazla su görülmese bile profildeki renk lekeleri, drenaj bozukluğuna işaret eder.

15 Porozite (Gözeneklilik) Kütle yoğunluğu, Tane yoğunluğu,
Toprak porozitesi, toplam boşluk hacminin toplam toprak hacmine oranıdır. Boşluklarla birlikte birim hacimde yer alan tanelerin ağırlığını ifade eden Kütle yoğunluğu ile boşluksuz birim hacimdeki katı tanelerin ağırlığını ifade eden tane yoğunluğu değerlerinden hesaplanır. Toprak porozitesi, katı faz içinde yer alan tanelerin yoğunluğundan, büyüklüğünden, şekil ve dizilişlerinden etkilenen bir toprak özelliğidir. Bu durumda, toprağın tane yoğunluğu ve kütle yoğunluğu birlikte poroziteyi etkileyen faktörler içinde değerlendirilebilir.

16 Porozitenin önemi Su hareketi, Su tutulması, Hava hareketi ve Bitki köklerinin gelişmesi gözenekler içerisinde gerçekleşir. Yine Toprağın işleme aletleri ve bitki köklerine karşı gösterdiği direnç gözeneklilik ile ilgili olarak değişir. Gözenek oranının azalması sıkışmanın göstergesidir. Gözenek oranının azalması yetersiz havalanma dolayısıyla bitki besin elementi alımını olumsuz etkiler. Toprak işleme, çapalama, organik madde ilavesi ve mikrobiyal aktivite gözenekliliği olumlu yönde etkiler Yoğun çiftlik trafiği ve mekanik yükler olumsuz etkiler

17 Önemli kimyasal özellikler

18 pH (=Toprak reaksiyonu)
Toprakla ilgili tüm çalışmalarda öncelikle belirlenen bir özelliktir. Toprak çözeltisinde bulunan H+ iyonları konsantrasyonun negatif logaritması alınarak hesaplandığından pH şeklinde gösterilir. Toprağın asitlik-bazlık durumunu ifade eder pH 0-14 arasında değişmekle beraber toprakta bu değer 4-10 arasında yer alır. Çoğu bitki için arası optimum gelişme aralığıdır.

19 Toprak reaksiyonu sınıfları
Toprağın Reaksiyonu pH'sı pH sı Aşırı asit <4.5 Nötr Çok kuvvetli asit Hafif alkalin Kuvvetli asit Orta derecede alkalin Orta derecede asit Kuvvetli bazik Hafif asit Çok kuvvetli bazik 9.1<

20 Toprak reaksiyonun önemi
pH bitki besin elementlerinin elverişliliğini ve alımını etkiler. pH 6-7 arasında iken hemen tüm besin elementlerinin elverişliliği en yüksektir. pH asit ve alkali koşullara kaydıkça, bazı besin elementlerinin çözünürlüğü azalırken, bazılarının toksik düzeyde artması söz konusu olur Topraktaki mikrobiyal aktiviteyi belirler. Asit koşullarda mantarlar, nötr ve alkalin koşullarda bakteriler etkindir.

21 pH nın önemi pH topraktaki aktif asitliğin bir ölçüsüdür. Bir diğer asitlik ise potansiyel asitlik olup ikisi sürekli denge halinde bulunur. Toprak çözeltisindeki Toprak Kolloidlerinde H+ iyonları Adsorbe edilmiş H+ (Aktif asitlik) (Potansiyel Asitlik) Toprak pH sına yapılan müdahalelerde potansiyel asitliğin dikkate alınması gerekir. Toprak pH sı toprak oluşum koşullarının ve kısmen de kulanım uygulamalarının sonucu ortaya çıkar. Bu nedenle kolaylıkla değiştirilemez. Toprak dışarıdan yapılan kimyasal ilaveleri ile pH değişikliklerine direnç gösterir. Buna toprağın tampon kapasitesi adı verilir.

22 pH değişikliği Doğal koşullarda ve serbest karbonatlarca (kireç) zengin topraklarda pH yı düşürmek son derece zordur. Bununla birlikte toprak alkali karbonatları içermeyen bazı topraklarda bazı kimyasallar uygulanarak pH düşürülebilir. Bu amaçla en çok kullanılanlar, Kükürt, alüminyum sülfat ve sülfürik asittir. Bazı alkali toprakların ıslahında jips te yaygın kullanılır. Asit topraklarda pH yı yükseltmek için ise en pratik yol kireç materyalleri uygulamaktır. Kalsiyum karbonat, magnezyum karbonat ve kalsiyum oksit sık kullanılır. Uzun süreli ve kalıcı olmasa da pH nın yükseltilmesi alkali topraklarda pH nın düşürülmesinden daha kolaydır. Toprak pH sını değiştirmek için uygulanacak kimyasal maddenin cinsi ve kimyasalın özellikleri ile toprakların asit ve baz nötralizasyon kapasitelerine ve diğer bazı toprak özelliklerine bağlıdır. Eğer toprakta serbest kalsiyum karbonat varsa toprak pH sı 7 nin altına düşmez. Bu tür değişiklikler asit bir toprağı alkali veya alkali bir toprağı asit yapmaktan çok, daha az asit veya daha az alkali yapmak için başvurulan bir yöntemdir.

23 Uygulanacak Kükürt, kg/da
Tınlı bir toprakta pH nın düşürülmesi için gerekli Alüminyum sülfat ve Kükürt miktarları. Uygulanacak Alüminyum sülfat, kg/da Mevcut pH İstenilen pH 6,5 6.0 5,5 5,0 4,5 8,0 880 1170 1610 2050 2340 7,5 585 1025 1320 1760 7,0 290 1465 730 6,0 Uygulanacak Kükürt, kg/da 145 195 245 340 98 49

24 Tuzluluk ve Alkalilik Doğal koşullarda, kurak ve yarı kurak iklim koşullarında, topraktan su kaybının yüzeysel buharlaşma ile oluştuğu ve çözünebilir tuz yıkanmasının olmadığı topoğrafik yüzeylerde zamanla toprağın kolay çözünebilir tuz içeriği artar. Diğer taraftan yoğun tarım yapılan seralarda, aşırı gübreleme ve yanlış su yönetimi de toprakların tuzlulaşmasına neden olur. Ca, Mg, Na ve K gibi katyonların klorür ve sülfatları şeklinde biriken tuzlar bazı kritik değerlerin üzerine çıktığı zaman, bitkilerin kendi dirençlerine de bağlı olarak zararlı olmaya başlar. Eğer artan tuzlar içerisinde Na hakim ise veya zaman içinde hakim katyon haline gelirse tuzlulukla beraber veya ayrı olarak alkalilik problemi ortaya çıkar. Tuzluluk ve alkaliliğin teşhisi için pH, Elektriksel iletkenlik ( veya % tuz) ve değişebilir Na özellikleri belirlenir.

25 Tuzlu-alkali toprakların özellikleri
Kültür bitkilerinin gelişmesine zara verecek düzeyde çözünebilir tu, değişebilir sodyum veya her ikisini birden içeren toprak çoğu zaman çorak toprak olarak adlandırılır. Çorak toprak sınıfı pH Elektriksel iletkenlik (EC) mmhos/cm/25°C Değişebilir Sodyum yüzdesi Tuzlu topraklar <8.5 >4 <15 Alkali topraklar >8.5 <4 >15 Tuzlu-alkali topraklar 8.5-10

26 Tuzluluğun ifadesi önemi
Sadece tuz problemi olan topraklar, içerdikleri tuz yüzdeleri veya tuzluluğun daha kolay ifadesi olan Elektriksel Conductivity (EC) değerlerine göre şu şekilde sınıflandırılır. Birçok kültür bitkisi EC nin 4 ün altında olmasını ister. Bazı kültür bitkileri ise tuzluluğa karşı son derece hassastır. Hafif tuzda bile önemli zarar görür. Tuzluluk sınıfı EC % Tuz Tuzsuz <4 <0,15 Hafif tuzlu 4-8 0,15-0,35 Orta tuzlu 8-16 0,35-0,65 Çok tuzlu 16< 0,65<

27 Tuzluluk ve alkaliliğin zararlı etkileri
Toprak çözeltisindeki tuz konsantrasyonun artması toprak çözeltisinin ozmotik basıncını artırır. Bu da toprakta su bulunmasına rağmen bitkinin suyu alamamasına hatta bitki köklerinden toprağa su geçişine neden olur. Toprak çözeltisinin iyon dengesi bozulur. Yüksek pH düzeylerinde bazı bitki besin elementlerinin çözünürlüğü ve elverişliliği azalır. Bazı tuzların iyonları bitkiler için toksik etki yapar (bor gibi). Özellikle sodyum dispers edici etkisi nedeniyle toprak strüktürünün bozulmasına ve altta geçirimsiz bir katman oluşumuna neden olur. Topraktaki olumsuz koşullar toprak canlılarını olumsuz yönde etkiler, buda dolaylı olarak toprağın kültür bitkileri için istenmeyen koşullara sahip olmasına yol açar.

28 Toprak Organik Maddesi
Mineral toprakların organik madde içerikleri yaklaşık olarak % 0-20 arasında değişir. Çoğu tarım toprağında bu değer %1-2 arasındadır. Yüzde 20 den fazla organik madde içeren topraklar organik toprak olarak adlandırılır. Yağışlı bölge topraklarında, organik madde arzının yüksek, mineralizasyonun az olması nedeniyle organik madde içerikleri daha yüksektir. Kurak bölgelere doğru azalır. Toprak organik maddesi az miktarlarda bulunmasına rağmen toprak özellikleri üzerinde önemli etkilere sahiptir. Organik kolloidlerin su ve besin elementi tutma kapasitesi inorganik kolloidlere (killer) göre 2-4 kat daha fazladır. Toprak organik maddesinde % 1lik artış bile toprağın fiziksel ve kimyasal özelliklerinde kolayca gözlenebilir farklılıklar yaratabilir. Topraktaki mikrobiyal aktivite üzerine önemli etkileri vardır. Toprak strüktürünün gelişmesini sağlar, toprağın yumuşak ve gözenekli bir yapı kazanmasına yardımcı olur.

29 Katyon Değişim Kapasitesi ve İyon Değişimi
Toprakta bulunan elementler üç temel şekilde bulunur. - Kayaların yapısında - Kil ve organik kolloidler tarafından değişebilir olarak tutulmuş durumda - Toprak suyu içerisinde iyon halinde. Toprak kolloidleri tarafından toprak çözeltisi ile değiştirilebilir şekilde tutulan katyon miktarına, toprağın katyon değişim kapasitesi (KDK) adı verilir. Burada değişebilir durumda tutulan bu elementlerin tamamına yakını bitki besin elementi olduğundan KDK toprağın besin elementi tutma kapasitesi olarak düşünülebilir. Organik topraklar, organik madde içeriği yüksek topraklar ve killi topraklar sırasıyla KDK si yüksek olan topraklardır.

30 KDK, iyon değişimi devam
Topraktaki kolloidler ile bunların çevresindeki toprak çözeltisi arasında koşullara bağlı olarak bir değişim vardır. İyon değişim adı verdiğimiz bu olay bitki besin elementlerinin toprakta tutulması, depolanması ve gerektiğinde kullanılmasını sağlayan mekanizmanın da esasını oluşturur. Gübreleme veya ıslah amaçlı toprağa kimyasal ilavelerinden sonra, ilave edilen elementin toprak çözeltisindeki miktarı artacağından, bu elementlerin bir kısmı kolloidler üzerine geçer, eşdeğer miktarda diğer bir katyon ise çözeltiye döner. Bitkiler öncelikle çözeltideki iyonları kullanır. Azaldıkça , değişebilir durumda kilerden desteklenir.