TOPRAKLARIN FĠZĠKSEL ÖZELLĠKLERĠ
Fiziksel bir sistem olan toprak katı sıvı ve gaz fazlarından oluşmuştur. İdeal bir toprak sisteminde %50 katı, %25 sıvı ve %25 gaz fazları bulunmaktadır. Toprağın başlıca fiziksel özellikleri arasında tane büyüklüğü, yapısı (strüktürü), hacim ağırlığı, gözeneklilik, nem kapsamı ve sıcaklık sayılabilir.
Katı Faz: Hacim olarak toprağın yaklaşık %50’sini oluşturur ve mineral ve organik olmak üzere iki kısımdan ibarettir.
Mineral Kısım: Mineral faz, katı fazın yaklaşık %45’ini oluşturur.
Organik Kısım: Bitki ve hayvan artıklarından oluşmuştur. Yüzeyde daha fazla olup derinlere doğru azalır ve ortalama toprak hacminin %5’ini oluşturur.
Sıvı Faz: Toprak hacminin yaklaşık %25’ini oluşturur. Yağışlar veya sulama ile toprağa gelen sularla beslenmektedir. İçerisinde bitki besin elementlerini de içeren çok sayıda iyonun bulunduğu toprak çözeltisi olarak ta adlandırılır.
Gaz Faz: Gaz fazı da genel toprak hacminin %25’ini oluşturur. Gözenekler eğer tamamen su ile dolmamış ise bunların bir kısmı hava ile doludur. Gözeneklerdeki hava atmosferdeki hava ile devamlı temas halindedir ve gaz alışverişi yapar. Fakat bileşim yönünden toprak havası atmosfer havasından farklıdır. Azot oranı yaklaşık ayını olmakla birlikte, toprak havası oksijence fakirdir, CO2 ’ce on kat daha zengindir.
Topraktaki bu 3 faz ürün yetiştirme, toprak verimliliği ve kimyasal özelliklerle ilişkilerinin saptanmasında temel olarak ele alınır. Çünkü toprak içerisinde kökleri vasıtasıyla farklı derinliklere yayılan bitkiler, topraktan su ve besin maddelerini alırlar. Bu durumda toprak, bitkilerin bünyesinde mutlak gerekli besin maddeleri ve su için bir depo görevi yapar. Fakat yüksek verim için yeterli besin maddesi temini yanında yeterli su ve havanın sağlanması, katı,sıvı ve gaz fazları arasındaki ilişkiye bağlıdır.
TOPRAK TEKSTÜRÜ VEYA BÜNYESĠ
Toprakta bulunan kum, silt ve kil taneciklerinin % olarak oransal dağılımını ifade eder.
Kum: 0.020 – 2.00 mm Silt: 0.002 – 0.020 mm
Kil : < 0.002 mm’den küçük olan inorganik taneciklerdir.
Kil mineralleri kimyasal yapıları yönünden alümino silikatlardan oluşmuştur. Sekonder mineraller olan killer fiziksel ve kimyasal yönden toprağın en aktif fraksiyonunu oluştururlar.
Silt fraksiyonu aktivite yönünden genellikle kumlar ile killer arasında yer alır ve değişik primer minerallerin karışımında oluşur. Kum fraksiyonu toprakta kil ve silt fraksiyonunun yanında toprağın iskelet maddesini oluşturur ve aktiviteleri düşüktür. Topraklar, mineral kısım içerisinde kum, silt ve kil fraksiyonlarının % olarak oransal dağılımlarına göre kum, tın, siltli killi tın, kumlu kil, kil gibi adlandırılan başlıca 12 tekstür (bünye) sınıfına ayrılmışlardır.
Çizelge 1.Toprak Bünyesi İle Önemli Toprak Özellikleri Arasındaki İlişki İnce Bünyeli Topraklar
(Ağır-Killi Topraklar) Orta Bünyeli Topraklar
(Tınlı Topraklar) Kaba Bünyeli Topraklar (Kaba Kumlu Topraklar)
Su Tutma Kapasitesi Büyük Su Tutma Kapasitesi
Düşük
Su Geçirgenliği Kötü Su Geçirgenliği İyi
Çok Bağlı ( Kompakt) Az Bağlı (Teksel)
Bitki Besin Maddesi Zengin Bitki Besin Maddesi Fakir
Kimyasal Özellikleri İyi Kimyasal Özellikleri Kötü
Fiziksel Özellikleri Kötü Fiziksel Özellikleri Kötü
Geç Isınır,Geç Tava Gelinir,İşlenmesi Güç
Erken Isınır,Erken Tava Gelir,İşlenmesi Kolay
Çok Az Yıkanır Çok Kolay Yıkanır
Mutlak çayır ve mer'a arazileridir. Kimyasal özellikleri iyi,fiziksel özellikleri kötü olan
arazilerdir.
Tarım arazileri olarak en elverişli topraklardır. Fiziksel ve kimyasal özellikleri, kültürel önlemlerle her
iki tarafa doğru değiştirilebilir.
Mutlak orman arazileridir.
Fiziksel özellikleri iyi, kimyasal özellikleri kötü
olan topraklardır.
Toprak tekstürünün bilinmesi, toprağın birçok önemli özellikleri ve bunların bitki yetiştirme ile ilişkileri üzerinde çok yakından etkilidir. Suyun ve havanın toprağa girişi ve toprak içerisindeki hareketleri direkt olarak toprak tekstütüne bağlıdır. Toprağın ısı geçirgenliği, suyun ve bitki besin maddelerinin toprakta depolanması ve bitkilere yarayışlılığı doğrudan toprak tekstürüne bağlıdır. Toprakta oluşan fiziksel, kimyasal ve biyokimyasal olayların oluşum ve hızları, toprak porozitesi, toprakların hacim ağırlık ve özgül ağırlıkları toprak tekstürüyle ilişkilidir. Uygulanan ziraat sistemi (sulu-kuru ziraat) ve toprak işleme şekilleri üzerinde tekstürlerin önemli etkileri vardır. Toprakların bitki yetiştirmesine elverişli olabilme kabiliyeti yönünden değerlendirilmesinde tekstür önemli bir ayırım ölçüsüdür.
Genelde tek yanlı bir bünye (tekstür) sınıfı bitkisel üretim için uygun değildir. Oysa kum-silt ve kil fraksiyonlarının yaklaşık eşit oranlarda bulunduğu "tın" bünye olarak tanımlanan bünye sınıfı optimum bitki yetiştirme özelliklerine sahip bir ortamdır. Topraklar, uygun miktarda
suyun toprağa girmesine izin verecek düzeyde gözenek içermeli ve giren suyu bitkilerin gereksinmesine cevap verecek kadarıyla tutmalıdırlar. Toprak bünyesinin bileşimi yeteri kadar havalanmayı yapabilecek ve bitki köklerine gerekli oksijeni sağlayacak şekilde olmalıdır. Toprağın su tutma kapasitesinin yüksek olması, erken ekimde toprağın kurumamış olmasına, tarım alet ve makinelerinin topraklarda sıkışmaya neden olmasına ve mantar gelişiminin hızlanmasına neden olacak olumsuzlukları gündeme getirmektedir. Yine ağır bünyeli denilen killi toprakların ve hafif bünyeli kumlu toprakların organik yetiştiricilikte ıslah edilerek yani iyileştirilerek kullanılması ürün verimi ve kalite açısından zorunludur.
TOPRAK STRÜKTÜRÜ
Strüktür toprakta birincil ve ikincil taneciklerin belirli bir eksen etrafında çimentolanarak oluşturdukları yapı olarak tanımlanabilir. Toprak oluşumu sonucunda açığa çıkan her bir strüktürel ünite agregat olarak adlandırılır. Agregat oluşumu topraklarda bitki gelişimi için özellikle tohumların ekimi ve çimlenmesinde arzu edilen bir olaydır. Strüktür toprakta toplam gözenekliliği (poroziteyi), gözeneklerin şekil ve büyüklük dağılımını etkilemektedir.
Dolayısıyla toprakta sıvıların tutulması ve transferi, suyun toprakta infiltrasyonu ve toprak havalanması, çimlenme, kök gelişimi, toprak işleme ve erozyon toprak strüktürüyle ilişkilidir.
Ziraatla uğraşanlar genellikle gevşek yapılı, fazla gözenekli ve geçirgen toprak yapısı isterken, mühendislik alanındakiler daha sıkı ve yoğun yapıda, gözenekliliği ve geçirgenliği düşük, mekaniksel dirençlere dayanıklı toprak yapısı isterler. Toprakta strüktür oluşumuna genelde kil mineralleri, organik madde, hidrate Fe ve Al oksitler, Ca gibi çift değerlikli katyonlar, ıslanma-kuruma, donma-çözünme, bitki kök faaliyetleri, mikroorganizmalar, toprak işleme gibi faktörler etki eder.
Strüktür Tipi: Toprakta agregatların dizilişlerine göre strüktür tipleri temelde dört grup altında toplanmaktadır (Şekil 1).
Şekil 1. Toprak strüktür tipleri.
a)Pul veya levhamsı strüktür: Düz veya levha benzeri strüktürel üniteler yatay konumda düzenlenmişlerdir
b)Küresel strüktür: Strüktürel üniteler küreseldir veya birden fazla yuvarlak, düzensiz köşeli yüzeylerden oluşmuştur.
c)Blok benzeri strüktür: Strüktürel üniteler blok benzeri veya çok yüzeyli olup, düz veya hafif yuvarlatılmış yüzeylerle sınırlandırılmışlardır.
d)Prizma benzeri strüktür: Strüktürel üniteler düz veya düze yakın düşey eksenleri doğrultusunda belirgin şekilde dizilmişlerdir.
Strüktürünün Tarımdaki Önemi
Bitkilerin gelişme ortamı olan topraktan besin maddesi, su ve hava gereksinimlerini karşıladıkları bilinmektedir. Besin maddelerinin toprakta yeterli ölçüde bulunması veya gübreleme yoluyla yeteri kadar besin maddesinin toprağa ilavesi genellikle verimlilik bir ölçü olarak kabul edilmektedir. Toprak havası ve suyu arasındaki ilişkiler strüktüre bağlıdır. Eğer yeterli oranda su yoksa, bitkiler besin maddelerini alamaz ve kullanamaz ve fizyolojik gelişimlerini tamamlayamazlar. Eğer zayıf strüktürel yapı ve düşük porozite nedeniyle havalanma koşulları elverişsiz ise yetersiz oksijen nedeniyle solunum yavaşlar, çimlenme, gelişme geriler. Zayıf gelişmiş bir kök sistemi, yarayışlı bitki besin maddelerinin bulunduğu toprak hacmini de sınırlar. Ayrıca elverişli olmayan hav ve su ilişkileri ve mikroorganizma faaliyeti ve nitrifikasyonu da sınırlar. Organik tarımda toprak strüktürü sadece 0-30 cm'lik yüzey katmanında değil yüzeyaltı katmanlarda da oldukça önemlidir. Bu nedenle toprak
sürüm işleminin çok dikkatli ve özenli yapılması zorunludur. Aksine sürüm teknikleri toprak yüzey katmanrndaki organik madde birikimini ve mikrobiyal aktiviteyi olumsuz etkileyecektir. Toprak işleme alet ve ekipmanlarının çalışması sonrası oluşan geçirimsiz toprak katmanları kök gelişimini ve bitkisel üretimi engelleyecektir. Sürüm ile strüktürel özellikleri değişen toprağın, hacim ağırlığı, gözenekliliği, su geçirgenliği gibi özellikleri değişecektir. Toprağa suyun giriş çıkışını ayarlamada toprağın strüktürü önemlidir. Bu nedenle toprak strüktürü mutlaka iyileştirilmeli ve bitki yetiştiriciliği için en uygun su ve hava dengesi sağlanmalıdır. Strüktürün iyileştirilmesi yani ıslah edilmesinde bazı yöntemler kullanılmaktadır. Bunlardan bazıları ahır gübresi, yeşil gübre uygulamaları, ekim nöbetine farklı bitkilerin sokulması, tohum yatağı hazırlama, kireçlemedir. Örneğin baklagiller toprak strüktür oluşumunu arttırırken, çapa bitkileri strüktürü geriletir. Toprak stürüktürünün ıslahında yapılarında karboksil, karbonil ve amino grupları içeren bazı yapay maddelerde kullanılmaktadır.
TOPRAK HAVASI
Toprağın gaz fazı veya toprak havası verimlilik yönünden en az toprağın katı ve sıvı fazları kadar önemlidir. Gaz fazı bitki kökleri, mikroorganizmalar ve toprak hayvanlarının solunumu için gerekli oksijenin girişi ve solunum artığı ve karbondioksitin çıkışını sağlayan rol olarak önemli görev görür ve toprak kitlesinin yaklaşık % 25’ini oluşturur.
Yetersiz havalanmanın bitki yetiştirmeye olan etkileri şu şekildedir.
1. Yetersiz havalanma geniş kök sistemi oluşumuna engel olur.
2. Su ve bitki besin maddeleri alınımını da gerileten bu zayıf kök sistemi, aynı zamanda bitkisel solunumu da geriletir.
3. Yetersiz havalanma toprak verimliliği ile ilgili fiziksel, kimyasal ve biyolojik faaliyetleri yavaşlatır.
Kumlar ve mineral maddelerce zengin organik topraklar (muck ve peat), çok sayıda ve kapillar (çok ince) olmayan büyük boşluklara sahiptirler. Bu nedenle kumlu toprakların havalanma kapasiteleri yüksek, buna karşılık su tutma kapasiteleri düşüktür.
Killi topraklarda kapillar boşlukların sayısı fazla ve genellikle havalanma kapasitesi küçük olup, yeterli havalanmanın sağlanması killi topraklarda bitki yetiştirmenin ana sorunlarından birini oluşturur. Kil tanelerinin sıkı paketlenmesi ve özellikle sıkışma, killi topraklarda kapillar olmayan boşluklar hacmini azaltmaktadır. Eğer killi toprak iyi granüle olmuş durumdu ise granüller arasında yeterli sayı ve hacimde büyük boşluklar bulunur ve normal bitki gelişmesine yetecek kadar havalanma sağlanır.
Ağır killi topraklarda görülen kötü havalanma ve bozuk granülasyon organik madde, ahır gübresi, bitki artıkları, turba şeklinde organik maddeler ile curuf, perlit gibi katkı maddeleri ilave ettirilerek artırılabilir. Toprakta havalanmanın yeterli olup olmadığını saptamak için diğer koşullar sabit tutularak toprağa basınçlı hava verilir. Basınçlı hava bitki büyümesi ve gelişmesini artırıyorsa havalanma yeterli değildir.
Tekstür yanında toprakların hava kapasitesini belirleyen diğer önemli faktör toprak strüktürü ve agregasyon durumudur. Genellikle agregatların veya keseklerin büyüklükleri arttıkça hava kapasitesi de artmaktadır. Yüzey topraklarının hava kapasitesi çok değişken özellik taşır. Hava koşulları, toprak işleme şekilleri ve işleme araçları, toprak işleme sıklığı, ıslaklık. Toplam porozite hava kapasitesini değiştirir. Toprak işleme şekli toprak porozitesi ve hava kapasitesinin artırılmasında çok önemlidir. Toprağı toz haline getirecek şekilde işleyen merdane, diskaro gibi aletler, kapillar boşluklar kapasitesinin azalmasına neden olur. Bu durumda yağmur damlalarının mekanik çarpma etkisiyle toprağı disperse eder, yüzeyde sıkışma ve yoğunlaşma meydana gelir. Bu durum toplam boşluklar hacmi ve kapillar olmayan boşluklar hacminde azalmaya neden olur. Kapillar olmayan boşluklar hacmindeki azalma, havalanma, mikroorganizma faaliyeti ve infiltrasyon kapasitesinin azalmasına neden olur.
Tarım alet ve makinalarının toprakları ezmesi makropor miktarını azaltırken, su hareketini de engellemektedir. Toprağın hava kapasitesi ile bitki büyümesi arasında çok yakın ve sıkı bir ilişki vardır. Pulluk tabanında oluşan geçirimsiz tabaka hava girişini engelleyicidir. Toprakta havanın varlığı en az su kadar önemlidir. Bitki kökleri su ve bitki besin maddelerini almadan önce hava almak zorundadırlar. Örneğin şeker pancarı ve yonca gibi bazı bitkiler tüm kök bölgesinde havalanma isterler. Hidrokültür yetiştiricilikte ortama sürekli hava ilave edilmesi havalanmanın önemini belirgin bir şekilde ortaya koymaktadır. Toprak havasının az olması topraktaki mikrobiyal aktiviteyi olumsuz yönde etkilerken, topraklarda istenmeyen redüktif olayların başlamasına yol açar. Bu nedenle organik yetiştiricilikte toprak havalanmasına ayrı bir önem verilmelidir.
TOPRAK SIKIġMASI VE ÇÖZÜM YOLLARI
Topraklarla ilgili önemli konulardan birisi de sıkışmadır. Sıkışma; toprak içerisindeki boşluklardan havanın uzaklaşması ve böylelikle toprak havası hacminin azalmasıdır. Bunun sonucu olarak, toplam porozite ve ortalama por boyutu, bir başka ifade ile toprağın toplam hacmi azalmakta, toprak parçacıklarının birbirlerine yaklaşması ile toprağın dayanımı ve hacimsel kütlesi (yoğunluğu) artmaktadır.
TOPRAK SIKIġMASININ NEDENLERĠ
Toprak sıkışmasına neden olan kuvvetlerin genel olarak iki kaynağı vardır.
1) Makinalar ve hayvanlar tarafından uygulanan mekanik kuvvetlerdir. Bitkisel üretim aşamalarında, üretimi desteklemek amacıyla çeşitli alet ve makinalar kullanılmaktadır.
Teknolojinin gelişmesiyle birlikte, kullanılan alet ve makina sayısında artış meydana gelmektedir. Yoğun alet-makina kullanımı ve makinaların üzerlerine eklenen çeşitli donanımlardan dolayı giderek ağır yapılı bir duruma gelmesi nedeniyle toprağa uygulanan kuvvetler arttığı için toprakta sıkışma meydana gelmektedir. Makinalar tarafından toprağa uygulanan kuvvetler genellikle kısa zaman dilimlerinde oluşur ve bu kuvvetlerin ölçülmesi mümkündür.
2) Doğal yollarla ortaya çıkan doğal kuvvetlerdir. Örneğin kuruma veya aşırı yağış nedeniyle toprakta sıkışma meydana gelebilir. Bu şekilde oluşan toprak sıkışması uzun bir zaman zarfında meydana gelir ve ölçülmesi zordur. Ayrıca toprağın uygun olmadığı dönemlerde işlenmesi (aşırı nemli) de yine sıkışma problemleri yaratmaktadır.
TOPRAK SIKIġMASINI AZALTMAK ĠÇĠN ALINMASI GEREKEN ÖNLEMLER a) Tarlada traktör trafiğinin azaltılması
b) Traktör ağırlığının azaltılması c) Lastik basıncının azaltılması
d) Nemli koşullardaki trafiğin azaltılması e) Kontrollü trafik
f) Organik materyalin korunması ve sürekliliğin sağlanması g) İkincil toprak işleminin azaltılması
h) Pulluk işleme derinliğinin değiştirilmesi i)Üretim alternatifleri
k) Derin İşleme veya Dip Patlatma
TOPRAK SUYU 1. Sızan Su
Serbest drenaj koşulları altında toprak boşluklarında tutulamayıp ağırlığının etkisi altında kapillar olmayan boşluklardan aşağıya doğru hareket eden sudur. Enerji birimiyle ifade edilirse 1/3 atmosferden daha küçük bir tutunma gücüne sahiptir. Sızan suyun miktar ve hareket hızı, toprak bünyesi, toprak strüktürü ve kapillar olmayan miktar ve büyüklüklerine
2. Kapillar Su
Yer çekimine bağlı olarak aşağıya doğru hareket eden suyun bir kısmı, toprakta gözenekler tarafından ve kapillar boşluklarda tutulur. Tarla kapasitesiyle higroskopik sabite arasında tutulan suya kapillar su denilmekte olup, tutulma kuvveti 1/3 – 31 atm değerleri arasında oldukça geniş enerjiye sahiptir.
3. Higroskopik Su
Toprak parçacıkları tarafından iç ve dış yüzeylerde çok sıkı bir şekilde tutulan suyu ifade eder. Enerji birimi ile tanımlanacak olursa 31 atmosferden daha büyük bir kuvvetle tutulan sudur. Higroskopik suyun büyük bir kısmı buhar halinde bulunduğundan topraktaki biyolojik aktiviteye çok azı katılabilir. Bitkiler higroskopik sudan faydalanamazlar.
Toprak Nem Sabiteleri
Toprak-su ilişkilerini karakterize etmede kullanılan önemli toprak nem sabiteleri.
1. Doygunluk noktası: Gözeneklerin tamamı su ile doldur, maksimum su tutma kapasitesini verir.
2. Tarla Kapasitesi: Fazla suyun yer çekimi ile drene olması ve aşağıya doğru su hareketini kısmen durmasından sonra toprakta 1/3 atm ile tutulan sudur.
3. Daimi Solma Noktası: Solma noktası toprağın bitki turgorunu sürdürecek oranda su içeremediği ve bu nedenle bitkinin sürekli olarak solduğu nem kapsamını gösterir, toprakta su 15 atm basınçla tutulur.
4. Higroskopik Sabite: Bu sabitenin higroskopik nem kapsamının üst sınırına yani maksimum higroskopik kapasiteyi gösterdiği kabul edilir.
5. Havalanma kapasitesi: Fırın kuru toprağı tanımlar, gözenekler boş, havayla doludur.
Organik madde/toprak Maksimum su tutma kapasitesi %
Tarla Kapasitesi
%
Solma noktası %
BitkiyeYarayışlı Su (Tarla kapas. – Solma
nokt.) %
Killi Tınlı Toprak 44.3 20.2 7.1 13.7
Kuvars Toprak 28.3 1.4 0.57 0.83
Yosun Turbası (Torf) 1057.0 166 82.3 83.7
Saz Turbası (Torf) 374.0 112 60.8 51.2
Red Turbası (1/2 kil toprağı+1/2 yosun
turbası)
289.0 110 70.7 39.3
114.0 31.0 14.5 16.5
4/5 Kil Toprağı+1/5 yosun turbası
57.3 21.6 8.5 13.1
1/2kuvars kumu +1/2
yosun turbası 89.1 12.7 5.2 7.5
4/5 kuvars kumu+1/5 yosun turbası
47.8 5.6 1.8 3.8
Suyun Önemi
Bitkiler için toprakta yarayışlı su, tarla kapasitesi ile solma noktasındaki nem değerleri arasındaki farka eşittir. Bitkiler suyu ve besin maddelerini topraktan kökleri vasıtasıyla alırlar.
Bitki beslenmesi için toprakta mutlaka su bulunmalıdır. Besin maddelerinin bitkiye iletilmesi yanında, fotosentez olayı ve şekerlerin nişastaya dönüşmesinde, protoplazmanın oluşmasında, turgor olayının gerçekleşmesinde su önemli role sahiptir. Tarımda en önemli sorunlardan birisi toprak neminin optimum düzeylerde tutulmasıdır. Eğer, damla ve yağmurlama gibi sulama sistemleri yoksa suyun toprak profilini veya bitki kök bölgesini en çok 2 gün içinde terk etmesini sağlayacak drenaj koşulları mutlaka sağlanmalıdır. Aşırı suyun erozyon zararına neden olması alınacak uygun önlemlerle engellenmelidir. Bitkisel üretimde verimlilik sorunlarının çözümünde yeteri miktarda yarayışlı suyun varlığı çok önemlidir. Artan su tüketimi genelde verimliliği arttırmakta ve kuru madde verimi ile paralellik göstermektedir.
Her türlü tarımsal üretimde olduğu gibi organik yetiştiricilikte de sulama suyunun kalitesi mutlaka analiz edilmeli ve iyi kaliteli sular sulama amacıyla kullanılmalıdır.
TOPRAK RENGĠ
Bitki yetiştirmeyle direkt ilgisi olmamakla birlikte toprak nemi ve sıcaklığına etkileri nedeniyle dolaylı yoldan etkisi olabilir. Ayrıca toprağın organik madde miktarı, havalanma ve drenaj koşulları gibi özellikler ile toprak rengi arasında ilişki vardır. Topraklarda görülen başlıca renkler kırmızı, kahverengi, gri, sarı ve siyah renkler ile bunların değişik tonları ve karışımları olabilir.
Topraklara renk veren başlıca maddeler;
1. Organik maddeler ( esmer, gri, siyah )
2. Demir bileşikleri (esmer, kırmızı, sarı, yeşilimsi, mavimsi) 3. Mangan bileşikleri ( esmer, gri, siyah)
TOPRAK SICAKLIĞI
Sıcaklık, toprak içerisinde cereyan eden fiziksel, kimyasal ve biyolojik olaylar üzerine doğrudan etkili en önemli faktörlerden biridir. Bitki gelişmesi toprağın nem kapsamı, havalanma, strüktür oluşumu, mikrobiyal ve enzimatik aktivite, bitkisel artıkların ayrışması ve bitki besin maddelerinin yarayışlılığı üzerine sıcaklığın direkt etkisi vardır. Toprak sıcaklığı bitki yetiştirmede, en az su, hava ve bitki besin maddeleri kadar önemli role sahiptir. Örneğin bir çok bitkiler için geniş sınırlar arasında değişmekle birlikte optimal çimlenme belirli ısı derecelerinde meydana gelir. Buğdaylar düşük ısı derecelerinde, mısır ise yüksek ısı derecelerinde çimlenir. Sıcaklık arttıkça çimlenme hızı maksimuma yükselir. Olgunlaşma ve hasat devreleri de sıcaklığa bağlıdır.
Toprak sıcaklığı, buharlama, bitkilerin transprasyonu ve dolayısıyla toprak nem kapsamı üzerine de etkilidir. Toprak havalanmasına ve gaz değişimi üzerine de sıcaklığın doğrudan etkisi vardır. Islanma ve kuruma ; donma ve çözülme toprak strüktür oluşumuna etki eden önemli faktörler olup, nem kapsamı yanında toprak sıcaklığına bağlı olarak meydana gelebilirler.
Toprak Sıcaklığının Bitki YetiĢtirme Etkisi
Bitkiler ancak belirli sıcaklık sınırları içerisinde çimlenir, büyür ve gelişirler. Bitkilerin Toprak sıcaklığı istekleri belirli gelişim devrelerinde bitki türlerine göre değişir. Bitki gelişmesi ve yaşamı ile toprak sıcaklığının ilişkisini aşağıdaki gibi sınıflandırabiliriz.
Optimum ısı isteği : bu sıcaklık derecelerinde bitkiler iyi gelişir ve ürün verimi yüksektir.
Büyüme ısı : bu sıcaklık derecelerinde bitkiler büyüyebilir fakat gelişme optimum ısıya oranla daha düşüktür.
YaĢam limiti : minimum ve maksimum ısı derecelerinin sınırını belirleyen bu ekstrem ısı derecelerinde bitkiler ölebilir.
Mısır ve Buğdayda Toprak Sıcaklığı Sınırları Isı Mısır C Kışlık buğday C Optimum ısı
Büyüme ısısı Yaşam limiti
25-35 10-39 0-43
15-27 5-35 -20-43
Toprak sıcaklığı tohumların çimlenmesine de doğrudan etkilidir. Farklı bitki türleri çimlenme için minimum, optimum ve maksimum çimlenme ısısı isteklerine sahiptirler.
Toprak Sıcaklığı İstekleri
Bitki Toprak Isısı
Minimum C Optimum C Maximum C Mısır
Buğday Arpa Patates Pamuk Soya Fasulye
Pancar
8-10 3-4 3-40 8-10 13-15
8-10 10 6-8
32-25 22-25 20-22 19-24 30-32 20 32 20-25
40-44 30-32 28-30 30-35 40-45 40 37 35
Kültür bitkilerinin, büyümeye başlama sıcaklık istekleri de birbirinden farklıdır. Örneğin kışlık buğday ve bazı baklagillerde büyümeye başlama için gerekli toprak ısısı 4-6ºC iken, kavun, karpuz, kabak gibi sebzeler ile pamuk ve tütün gibi tarla bitkilerinde toprak ısısının 15ºC ‘nin üstünde olması gerekmektedir.
Optimum mikroorganizma aktivite sıcaklığı 25°C'dir. Toprağa ilave edilen organik bileşiklerin ayrışması esnasında açığa çıkan ısı bitki yetiştiriciliğinde olumlu bir özelliğe sahiptir. Çimlenme esnasında suyu emen tohumun toprak yüzeyine çıkması için toprağın veya ortamın sıcaklığı çok önemlidir. Tohumun çimlenmesi için optimum toprak sıcaklığı örneğin ayçiçeğinde 20-25°C; soyada 25°C; ıspanakta 8-3 1°C; havuçta 18-25°C karpuzda 25-30°C 'dir. Doğal koşullarda toprak sıcaklığının sağlanamaması durumunda sera içinde üretim
yapılarak veya arazide farklı doğal malçlama materyallerini kullanarak veya yapay plastik malçlama ile toprak sıcaklığını ve nemini korumak olasıdır.
TOPRAK NEM ĠÇERĠĞĠNĠN BELĠRLENMESĠ Gravimetrik yöntem :
Esası : toprağın sahip olduğu nem içeriğini ağırlık esasına göre belirlemesidir. Nemli toprağı (HKT) darası C olan bir kaba koyup tartalım. A gram geldi diyelim. 105 Co ve 110 Co de bir etüvde kuruturuz, 24 saat süreyle kuruttuktan sonra tekrar tartarız (FKT) örneğin B gram.
HKT= A gr. FKT = B gr Kabın darası= C gr
Nem miktarı (%) W= (A – B )x100 / (B – C) şeklinde hesaplanır.
Örnek: Darası 30 g olan bir kapta araziden alınan toprak örneği 75 g olarak tartılmıştır.
105°C de 24 saat kurutulduktan sonra tekrar tartılmış (FKT) ve ağırlığı 68 g bulunmuştur. Bu toprak örneğine ait % nem miktarını hesaplayınız.
Cevap: W = (75-68)x100/(68-30)=18.42, Arazideki toprak %18.42 neme sahiptir.
TOPRAK TA KÜTLE HACĠM ĠLĠġKĠLERĠ
ÖZGÜL AĞIRLIK (TANECĠK YOĞUNLUĞU)
Toprakta bulunan mineral veya katıların kütlesinin katıların hacmine oranlanmasıdır.
2.5-2.8 g/cm3 arasında minerallerin bileşimine göre değişim gösterir,
Ds=2.65 g / cm3 olarak kabul edilir.
HACĠM AĞIRLIĞI (Db)
Kil bünyeli topraklarda birim hacim içerisindeki katı miktarı daha azdır. Bunun sebebi taneciklerin küçük, toplam boşluğun çok olmasıdır.
Db kil zenginse 1.0-1.4 g/cm3
Db kum zenginse 1.4-1.8 g/cm3 arasında değişim göstermektedir.
GÖZENEKLĠLĠK ( POROZĠTE)
ARAZĠDEN BOZULMAMIġ TOPRAK ÖRNEĞĠNĠN ALINMASI (SĠLĠNDĠR YÖNTEMĠ)
Bozulmamış örnek alma silindirleri.
Bozulmamış toprak örneğinin alınışı.
Bozulmamış örnek alma silindiri içerisinde kil bünyeli toprak yüzeyinin A) doğru tesviyesi, B) hatalı yapılmış tesviye sonucu gözeneklerin sıvanarak kapanması.
Örnek : 5 cm çapında 5 cm yüksekliğinde bozulmamış örnek alma silindiri ile bir dekarlık bir
toprak örneği 105°C’de fırında kurutulduktan sonra 157 gr gelmiştir. Bu toprak örneğinin sahip olduğu
1) Gravimetrik nem içeriğini hesaplayınız.
2)Hacim ağırlığını hesaplayınız.
3)Toplam boşluk miktarını (poroziteyi) hesaplayınız.
4) Bu arazinin 20 cm katmanındaki toplam FK toprak ve su miktarını ton cinsinden hesaplayınız.
Cevap:
1) W = (165-157)x100/157 = % 5 2)Db=Ms/Vt ise
Vt=Axh = π x r2 x h Toplam Hacim Vt= 3,142 x (2.5)2 x 5 = 98.18 cm3 bulunur.
Hacim ağırlığı Db = 157 g / 98.18 cm3 = 1.599 g/cm3 3)Toplam porozite
f= 1 – (Db/Ds) f = 1 – (1.599/2.65) = 0.397 x 100 = % 39.7 4) A=1 da = 1000 m2 derinlik h=20 cm = 0.20 m
Vt=A.h Vt= 1000 m2 x 0.20 m = 200 m3 FK toprak Hacim ağırlığı Db = 1.599 g/cm3 veya 1.599 ton/m3 ise
Toplam FK toprak miktarı Ms = Vt x Db Ms=200 m3 x 1.599 ton/m3 = 319.8 ton FKT /da Toplam su (Mw)
W=Mw/Ms Mw = W x Ms = 0.05 x 319.8 ton = 15.99 ton / da
