TOPRAK i L Mi DERS
ORMAN TOPRAKLARININ TOPRAKLARIN ÖZELLKLER VE
BAKIMDAN
"'.'· ' .. ,.. "
02 Toprak Biliminin Tarihsel Geliimi
Q.3 Toprak Blliminin Baka Bilim ile
0.4 Aratrma Yöntemi
0.6 Toprak Kavram ve Topran
0.7 Orman Topra ve Karakteristikleri
1 TOPRAGIN GENEL YAP!Sl, OLUUMU ve BU HUSUSTA ROL OYNAYAN FAKTÖRLER
1.1 Topran Genel Yaps
1.1.1 Topran Kat Maddeleri
1.1.2 Topr:.;n Sv Maddeleri
1.1.3 Topran Gaz Caddeleri
1.2.1 Fiziksel Ayrma Olaylar
1.3 Topra Oloturan Faktörier
1.4.1 Toprak Horizonlar
1.4.3 Horizon Karakteristiklerinin Tantm
2 TOPRA·(;! OLUTURAN KAYAÇLAR ve MNERALLER
2.1. Anakaya Çeit!erl ve Toprak Oluturma Bakmndan Deerleri.
2.1.1 Mamatik Kayaçlar
2.1.2 Sediment Kayaçlar
2.1.3 Metamorfik Kayaçlar
2.2.1 Anakayalarn Bileimindeki Balca Mineraller
2.2.2 Minerallerin Oluumu ve Genel Özellikleri
2.2.3 Mineralleri Oluturan Elementler ve Bunlt:rn Oksitleri
2.2.4 En Önemli Mineral Gruplar ve Özellikleri
2.2.4.1 Silis Grubu Mineraller ve Özellikleri
2.2.4.2 Feldispat Grubu Mineraller
2.2.4.3 Mika Grubu Mineraller
2.2.4.5 Olivin Grubu Mineraller
3.1 Fiziksel Ayrma
3.2 Kimyasal Ayrma
vm
Sayfa
20
21
21
25
32
" 39
39
46
52
56
56
4.1 Tekstür veya Topran Mekanik Bileimi 74
4.1.1 Topri:n Tane Karm ve Toprak Türü 75
4.1.2 Toprak Tekstürü ile Bitki Geliimi Arasndaki likiler 79
4.1.3 Aktif Toprak Tane Boyutu Snf Olarak Kil 81
4.2 Toprak Strüktürü 88
4.2.2 Toprak Strüktürünün Snflamas 88
4.2.3 Krnt Strüktürünü Etkileyen Faktörler 94
4.2.4 Strüktüre ilikin Baz Toprak özelliklerlnin Belirlenmesi 96
4.2.4.1 Topran Hacim Arl ve Tane Younluu 96
4.2.4.2 Toprak Gözeneklilii ve Gözenek Hacmi 98
4.2.4.3 Gözenek Sisteminin Özellikleri 99
4.2.4.4 Topr:k Strüi:.türünün Verimlilik 8aknndan Deerlendiriimesi 102
4.3 Toprak Suyu ve Toprak-Su likileri 105
4.3.1 Toprakta Suyun Tutulmas ve Toprak Suyu Enerjisi 106
4.3.2 Bitkilerin Yararlanmas Bakmndan Toprak Neminin Tantm ve Snflamas .109
4.3.3 Toprak Suyunun Hareketi 113
4.3.3.1 Sv Ha!deki Suyun Topraktaki Hareketi 116
4.3.3.2 Buhar Halindeki Suyun Topraktaki Hareketi 118
4.3.4 Toprakta Su 1-tareketini Salayan Süreçlerin Tantm 119
4.3.4.1 lnfiltrasyon 120
4.3.5 Tabansuyu 124
4.3.6.1 Suyun Bitkiler için Önemi 126
4.3.6.2 Toprak Suyu ile Bitkiler Arasndaki ilikiler Üzerinde Etki!! Olan Faktörler 127
4.3.6.3 Toprak Suyu ile Bitki Geliimi Arasndaki llikller
4.4 Toprak Havas
4.4.4 Toprak Havas ile Bitki Geliimi Arasndaki likiler 136
4.5 Topran Scakl 137
4.5.3 Toprak Scaklnn Ekolojik Önemi ve Bitki Geliimine Etki'Si 141
4.6 Topran Rengi 144
4.62 Toprak Renginin Belirlenmesi 145
4.6.3 Toprak Renginin Ekolojik ôneni 145
! TOPRAGJN FiZKOMK ÖZELLKLi;R VE TO?RAK ORGANK /v1ADDES 147
5.1 Toprak Organik tv!addesinin Genel Ol.arak Tantm 147
5.1.1 Topr<k Organik Maddesi ile lgi!i Kavramlar 149
5.12 Toprak Organ:k Maddesinin Bile:rni ve M;ktar 151
5.1.3 Humus Formlar ve Organik Maddenin Morfolojik Özelliklerine Göre ncelenmesi 153
5.1.3.1 Karasa! Humus Formlarnn Genel özcollikleri 153
5.13.2 Organ·k Horizon!arn Tantn 153
5.i .3 3 Humus Bakmndan Zengin Mir.eral Toprak Horizonu 154
5.1.3.4 Horizon Srasna ve Karakteristiklerine Göre Humus Formlar 154
5.1.4 Organik Maddenin Ayrmas 157
5.1.5 Toprk Organik ~.1ac!des!nir Ayrmasnda Ao! Oynayan Faktörler 158
5.1.6 Toprak Organik Maddesinin Önemi 162
5.1.7 Organik Madde Ekonomisinin Düzenlenmesi 166
fl TOPRAKLARIN KiMYASAL ÖZELLKLER 168
6.1 Toprak Asi1l!i 170
6.1.2 Toprak Asitliinin ölçülmesi ve pH- Deerleri 172
x
Sayfa
6.1.4 Toprak Asitliinin Pratik Bakmdan Deerlendirilmesi 176
6.1.4.1 Toprak Fieaksiyonu le Bitkiler Arasndaki likiler 176
6.1.4.2 Toprak Asitlii le Toprak Özellikleri Arasndaki likiler 179
6.1.5 Toprak Asitliinin slah 179
6.1.6 Toprak Reaksiyonu ve Tamponluk 181
6.2. iyon Adsorbsiyonu ve Deitirilmesi 182
·s.2.1 Katyon Adsorbsiyonu ve Deitirilmesi 1$3
6.22 Anyon Adsorbsiyonu ve Deitiri'.mesi ... 186
6.2.3 Topran Doygunluu ve Baz Doygunluk Oran 186
6.3 Topraktaki Bitki Besin Maddeleri 187
6.3.1 Azot 188
6.3.2 Fosfor 190
6.3.3 Potasyum 192
6.3.4 Kalsiyum 193
6.3.5 Magnezyum 194
6.3.6 Kükürt 194
6.3.7 Mikroelementler 195
1 TOPRAGJN BYOLOJK ÖZELLiKLER 200
7.1 Toprak Organizmalarnn Çeitleri ve Topraktaki Fonksiyonlar ... 201
7.1.1 Toprak Mikrofloras 202
7.1.1.3 rvantarlar 206
7.1.1.4 AJg'ler 207
8 TOPRAK VERiMLiLiGi, VERMLLiK ÜZERNDE' ROL OYNAYAN BALlCA TOPRAK ÖZELLKLER, ISLAH ÇARELE.Ri ve UYGULAMA BAKIMINOAN DEGERLENDRME 211
8.1 Toprak verimlilii Kavram 211
8.2 Toprak Özellikleri ve Yetime Ortam Verimlilii 213
8.2.1 Toprak Özelliklerinin Yetime Ortam Verimlilii Bakmndan Deerlendirilmesi
8.2.2 Toprak Özellikleri ve Kök Geliimi
8.2.3 Mikorriza
8.2.3.2 Mikorrlzann Bitki çin Yararlar
8.2.3.3 Silvikü!tür ve Fidanlklar çin Çkarlacak Sonuçlar
218
219
220
223
223
224
8.3 Toprak Verimliliinin Arttrlmas ile lgili Baz Bilimsel Esaslar ve Teknik Uygulamalar 225
8.3.1 Verimli Bir Fidanlk için Gerekli Optimum Ekolojik Koullar ve Fidan- lk Kuruluunun Temel ilkeleri 226
8.3.f.1 Fidanlk Yeri Seçiminde Elverili Fizyografik Faktörlerin Belirlenmesi ... 227
8.3.1.2 Fidanlk Yeri Seçiminde Elverili Toprak Özelliklerinin Belirlenmesi 228
8.3.2 Verimsiz ve Problemli Topraklarn lslah 238
8.3.2.1 Hareketli Kumullarn Islah 239
8.3.2.2 Durgun Suya Sahip Ya Topraklarn slah 241
8.3.2.3 Kazlm ve Terkedilmi Maden Yataklarnn slah 244
8.3.2.4 Sk Oturmu Topraklarn slah ve Toprak !eme 245
8.3.2.5 Besin Maddesi Bakmndan Fakir Topraklar ve slah 253
8.3.2.5.1 Besin Maddesi Eksikl!klerinin Tannmas· 254
8.3.2.5.2 Topraktaki Besin Maddesi Açnn Giderilmesi 260.
8.3.2.6 Ekstrem Derecede Düük ve Yüksek Toprak Asitliinin slah . 273
9 YARARLANILAN KAYNAKLAR 277
10 KONU DIZ!Nf 284
Toprak, çeitli ürün ve hizmetlerin kayna olan doal .bTr Virlktr. Bu nedenle de canl1ann yaamn salayan ve kendisinden sürekli olarak yararlanlan en önemli üretim faktörlerinden biridir. Gerçekten toprak, tüm bitkisel ürünlerin kayna, yeralt servetlerinin anbar, birçok or­ ganizmalarn konutu, tüm canl ve cansz varlklarn yaam kayna veya barnadr. Bütün bunlarn dnda, insanlarn «Vatan» ad altnda u­ runa kann döküp cann verdii ulusal ve kutsal bir varlktr.
Yukarda açklanmaya .çallan nedenlerle, tüm canllar bu derece ya­ kndan ilgilendiren ve onlar için yaamsal bir deer tayan bu doal kay­ naa ait karakteristiklerin incelenip aratrlmas ve çok iyi deerlendi­ rilmesi gerek·ir. Bu görev, Toprak Bilimi'nin ura alann ve inceleme ko­ nularm oluturmaktadr.
çinde yaadmz yüzylda, dünyamz dndaki gezegenlere ulam salayacak kadar ileri bir teknoloji gelitirilnlitir. Fakat öte yandan da insanlar kitleler halinde açlktan ölmektedirler. Böylece insanlk açsndan utanç ve gurur duygularn birbirine kartran bir ortamda yaanmakta­ dr. Bu çelikili durumun ortadan kaldrlmas için uzay ça tekniinden ödün verilmeyeceine göre, açln önüne geçecek çarelerin aranp bulun­ mas gerekir. Bu çarelerin en önemlilerinden biri, hiç kukusuz toprak kaynaklarnn daha etkin kullanlmas ve verimliliklerinin arttrlmasdr. Dünyadaki tün besin maddelerinin içinde bitkisel besin paynn % 78' ve bunun kaynann da toprak olduu düünülürse, konunun önemi daha iyi anlalr. Gerçekten, bu sorun bir çözüme kavuturulmak isteniyorsa; top­ raklarn doal verim gücüntin ne olduunun, üretimi arttrma çarelerinin neler olabileceinin aratrlp incelenmesi ve belirlenmesi gerekir. Bu da öncelikle, topran oluumundan bitki yetitirme özelliklerine kadar tüm topl'ak karakteristiklerinin çok yönlü olarak iyice tannmas ve bilinmesi ile gerçekleir. Bu konuda ayrntl açklamalara balamadan önce, Toprak Bilimi'nin konusu ve amac ile tarihsel geliimi, baka bilim dallar ile ili­ kisi, aratrma yöntemleri ve ben.Zeri konularda -özet bilgiler verilmesi uy­ gun bulunmutur.
l
Toprak Bilimi, topan oluumu, topra meydana getiren öeler, topran çeitli özellikleri, toprak sistematii gibi konular inceleyen ve aratran bir bilim daldr. Böylece doal toprak karakteristiklerine bal V(2rim gücünü ortaya çkarmak, bunlara day,anarak verimlilii arttrmak· !çin slah önlemlerini belirlemek, topra yeterli düzeyde ve sürekii ola­ rak verim salayacak ekilde insanlarn yararna arzetmek bu bilim da­ lnn temel amaçlarn oluturmaktadr.
Orman topraklar Bilimi ise Genel Toprak Bilimi'nin bir daldr. Ge­ nel olarak, orman topraklarnn oluum, geliim ve özelliklerini, orman vejetasyonu ile karlkl ilikilerini ve özellikle silvikültürel müdahale­ lerin edafik özelliklerde meydana getirdii etkiler ve bunlarn dourduu sonuçlar inceler.
0.2 Toprak Bilimi'nin Tarihsel Geliimi
Arkeolojik aratrmalar, topraklarn besin maddesi üretimi için bun­ dan 10.000 yl önce, neolitik devirde ilenmeye baladklarn göstermek­ tedirler. Fakat topraktan yararlanma, topra ileme ekilleri ile toprak hakkndaki bilgiler zaman ak içerisinde büyük bir deiim ve geliim göstermitir. Bu tarihsel geliim, özellikle sa'dan önce (M.Ö.) ve sonra olmak üzere birbirinden farkl iki devrede inceleriebilir.
lsa'dan Önceki Devirler
Y.aplan aratrmalardan anlaldna göre bilimsel olarak topraktan ilk yararlanma Eski Msrllar'da görülmütür. Msrllar'n M.ö. 1500 ylnda topra ilemek için pulluk kullandklar, fazla tarmsal ürünü d ülkelere sattklar anlalmaktadr (AKALAN 1965). M.Ö. 1000 yl· larnda Babiller hurma bahçelerini sürüp ilemilerdir. M.Ö. 400 ylnda Empodokles, dünyann ·su ·Ve topraktan meydana geldiini ifade etmek­ t~ydi. Dala sonra da ·bütün cisimlerin «SU» · + «ate§» + «toprak» + «hooa» dan olutuunu bildiren dört eleman teorisi ortaya atlrutr.
Eski Msrllar tarmda ilerledikçe toprak konusuna gittikçe daha bilimsel olarak yaklam göstermeye balamlardr. örnein topra «ekilen» ve «ekilmeyen» arazi olarak iki ksma ayrmlard. ·Ayrc~ mil çamuru ile gübrelemeyi, yani nehirlerin getirdii alüvyon ismi verilen toz, kil ve baz organik maddelerden meydana gelen tant materyalini gübre olarak kullanmay ve araziyi nadasa bra~ma yöntemlerini bili~ yorlard.
-Romallar devrinde tarm ve toprakla ilgili bilgiler büyük bi-r geli­ hn göstermitir. Bu devirde, M.Ö. I. ve Il. yüzyllarda toprak basit yön-
temlerle incelenip, özellikleri belirienneye çallyordu. Örnein toprak bir kaptaki suya konarak tadlmak veya el ile muayene etmek suretiyle topran karakteristiklerini «yal)), «yasz», «Sert)), «gevrek» gibi te­ rimlerle tantmaya çalyorlard. Ayn ekilde, topraa sokulan bir de­ mirin paslandn görünce «asit toprak» diyemiyorlard amma, topran iyi özellikte olmad sonucuna varyor ve slah için önlemler .alyorlard. Bu ve buna benzer bilgilere dayanarak da arazi snflamas yapyorlard (Ba, bahçe, zeytin, çayr, orman, funda, mee ,arazisi gibi).
sa'dan Sonraki Devirler'
Yukarda açklanan topraa ait bilgiler. ve tarm tekniinde ufi:.k te- · fek ilerlemeler dnda büyük bir deiiklik meydana gelmeden M.S. rv. yüzyla kadar gelindi. Çünkü bu süre aralnda «ilm-i simya» denen «altn elde etme devri)> hüküm sürmütür. Yani bütün çalmalarn ga­ yesi ve birletii nokta maddi kazançt. Onun için bu devirde herkes ça­ lmalarn gizli yapyor ve son derece çaprak ifadeler kullanarak eser­ lerini kimsenin anlayamayaca. ekilde yazyorlard. Böylece M.S. 1500 yllarna gelindi.
M.S. 1500 - 1800 yllar arasn kapsayan devrede tedavi kimyasi.na geçildi ve düünce eklinde deiimler meydana gelmeye balad. Örnein Paracelsus : «Çayrdan sütü, kuru tq;raktan salk1.m yapan nedir?» ek­ linde bilimsel yantlar isteyen ·sorular ortaya atyordu.
M.S. 1800 yllarndan sonraki devrede «Toprak Bilimi» nin ilk te­ melleri atlmtr. Toprak Bilimi'nin bugünkü anlamda ortaya konma ça­ balar FALLOU (1860) ile balamtr. Aslen Hukukçu oLan Fallou, emekliye ayrldktan sonra 20 yl daha toprak.la uram ve «Pedolo:fi» (= Toprak Bilimi) deyimini kabul ettirmitir. özellikle Orman Top­ raklar Bilimi'ne ilikin geni bilgiler kazanlmasn salamtr.
Bu devreyi izleyen yllarda Amerika ve Rusya'da topraklarn çeitli karakteristikleri üzerinde durularak anata, iklim ve toprak özellikleri arasnda ilikiler kurulmaya balanmtr. Pastör'ün :yapt mikrobiyo­ lojik aratrmalardan sonra, topran organik maddesinin de önemi iyice anlalarak bugünkü anlamda bir toprak bilimi domutur. Toprak bi­ liminin gelimesi ve bugi.inkü düzeye ulamasnda birçok- bilim adam ve aratrclarn önemli rolleri ve katklar olmutur. Bunlarn en önem­ lileri u ekilde sralanabilir (AKALAN 1965) :
S!R HU:MPHRY DAVY (1778 - 1829), tarm topraklarnn fiziksel özelliklerinin önemi üzerinde _duran ilk bilim adamlarndan biridir.
SCHÜBLER ve SCHUCHMACHER (1864), toprak fizii üzerinde ça­ larak, gelime salamlardr.
J.tt. LORENZ (1874), bütün Fransa'nn toprak verimlili-i haritas­ _nl hazrlamtr.
WOLLNY (1879 - 1898) ve arkadalar topran fiziksel özellikleri üzerine çok deerli ar:atrma ve yaynlar yaptlar. Bunlar bugün bile de­ erlerini korumaktadr.
ALBRECHT VON THEAR, ürill verimi ve kullan ekillerine göre topraklar snflandrarak, toprak bilimi'nin ilerlemesinde büyük katk­ larda bulunmutur.
KING (1~88), Toprak Fizii'nin Amerika'daki babas olarak kabul edilmektedir.
'LIEBIG, Topr:ak Kimyas'ndi büyük bir çr açmtr. Özellikle «Minimum Kanunu» ile (1862), bugün bile geçerli olan çok önemli bitki beslenme esaslar getirmitir.
E.A. MITSCHERLICH, 1905 ylnda «Ziraat ve Ormanclk içtn Top­ rak Bilimi» isimli bir kitap yaymlamtr.
RA1:tANN, yirminci yüzyln banda toprak -iklim . bitki arasndaki ilikiler üzerinde durmu ve iklim bölgelerine bal olarak bir dünya top­ rak haritas meydana getirmitir.
DOKUCHAEV, SIBIRCHAEV ve GLINKA isimli Rus Toprak Bilgin­ leri XIX. yüzyln sonu ve XX. yüzyln balarnda topraklarn oluumu ve snflandrlmas konularnda yeni sistemler getirmilerdir.
CURTIS FILECHTER MARBUT (1863 - 1935), Amerika'da toprak etüdleri ve haritalanmas üzerinde durmu ve bu konuda büyük bir geli­ im salamtr.
Orman Topraklar
Orman topraklarnn incelenmesi ve bu topraklar hakkndaki bilgi ve deneyimlerin tarihsel geliimi hususunda da özet bilgi verilmesi ge­ rekli görülmütür.
Doal orman ekosistemleri için topran önemi çok önceden baz bi­ lim adamlar tarafndan ortaya konmutur. Fakat bu bilim adamlarnn says çok azd. Avrupa'da, XIX. yüzyln ikinci yarsnda ormanclk uy­ gulamas gelitikçe orman topraklan hakknda bilgi gereksinimi de git­ tikçe artmtr (PRITCHET 1979). Almany;a'da HEYER, EBER..\1.AYER ve öteki baz aratrclar orman topraklarnn fiziksel özellikleri ve or­ manlar için ölü örtli tabakasnn. önemini belirten deerli makaleler ya­ ymlamlardr. Danimarkal bir bilim adam olan MÜLLER (1879) kla­ sik aratrmalar ile orman humus tabakalarnn tantmn yapm ve biyolojik aktivitenin bu tabakalar üzerindeki etkilerini ortaya koymu-
4
XX. yüzyln bandan iti1baren birçok aratrc, orman topraklar­ n inceleyerek orman ekosisteminin bu temel öesi hakknda deerli ya­ ynlar yapmlardr.
Kuzey Amerika'da, Orman Topra Bilimi çok yava gelimitir. Fa­ kat I. Dün:fa Sava'ndan sonra intensiv orman iletmecilii gelitikçe or­ man topraklar yakndan incelenmeye balanmtr. LUTZ and CHAND­ LER (1946) ve WILD (1958) ~afndan «Ô·rman Topraklar» .ismi altnda yaymlanan iki kitaptan sonra, orman topraklarnn bilimsel olarak ince­ lenmesi büyük bir hz kazanmtr. Bu iki kitap Amerika Birleik Dev­ letleri'nde uzun yllar örenciler tarafndan yarar1anlan önemli iki kay­ nak olmutur.
Son :yllarda orman topraklar hakknda yazlan kitaplarda, orman topraklarna ait karakteristiklerin tantm ile birlikte, bunlarn orman­ clk açsndan ekolojik deerlendirilmesi hakkndaki bilgilere de geni yer verilmitir. Bunlara tipik örnekler olarak IRMAK (1972), PRITCHETT (1979) ve REHFUESS (1981) gösterilebilir.
Ülk:emizde toprak bilimi dersi ilk kez Halkal Yüksek Ziraat Okulu'n­ da Nurettin MON! Bey tarafndan 1920'li yllarda okutulmutur. Orman F,akültesi'nde ise ilk olarak deerli Hoca'mz Ord. Prof. Dr. Asaf IRMAK tarafndan 1930'lu yllarda okutulmaya balanmtr. Bu bilim dal or­ manclk öretim ve e1timi yapan kurulura'rnzda yarm yüzyldan beri baar ile öretilmektedir.
0.3 Toprak Bilimi'nin Baka Bilim Dallar ile ilikisi
Toprak Bilimi, fizik, kimya, jeoloji, mineraloji, m-ikrobiyoloji, jeo­ morfoloji bilim dallar ile dorudan doruya -ilgilidir. Orman Topraklar Bilimi ise Silvikültür, Aaçlandrma, Orman Haslat Bilgisi, Orman Eko­ lojisi, Orman Amenajman, Havza Amenajman, Toprak Koruma ve Or­ man Ekonomisi gibi bilim dallar ile sk ilikilere sahiptir.
0.4 Aratrma Yöntemi
5
Araziye ait ar.atrma yöntemlerinin esas toprak profili incelenme·­ si ve tantmdr. Bu incelemede özellikle toprak profilinin tümü için ta­ ntlmas gerekli toprak derinlii, drenaj, topran su ve hava ekononisi, top~ak tipi gibi özellikler kendine özgü yöntemlerle belirlenir. Ayrca her horizon için belirlenecek karakteristikler de uygulama ve topran genel olarak deerlendirilmesi için büyük bir önem tamaktadr.
!kinci grubu oluturan aratrma yöntemleri laboratuvar çalma­ larna ,aittir. Araziden, aratrma amacna göre alnan toprak örekleri laboratuvar yöntemleri ile incelenip aratrlr. Özel yöntem ve ekipman­ l~rla topran teksttirü, reaksiyonu, besin maddeleri, su tutma ve suyu geçirme özellikleri, younluk ve hacim arlklar, organik madde mik· tarlar belirlenir. Elde edilen sonuçlar topran fiziksel, kimyasal ve fi· zlkoimik özelliklerini karakterize edecek ekilde deerlendirilir.
0.5 Toprak Bilimi. Konusunda Balca Yaynlar
özellikle son yüz yllk süre içinde toprak bilimi konusunda birçok kitap ve dergiler yaymlanmtr. Bunlar içinde bavuru kitab olarak önemli ders ve el k.i.taplar ile bu alanda meydana gelen geliimleri ve yeni bulgular izlemeye yarayan balca peryodikler aada açklarun­ tr.
Kitaplar
AKALAN, . 1965. Toprak (Oluu, yaps ve özellikleri). A.Ü. Zi· raat ~akültesi Yaynlar, No. 241._
AKALAN. t. ·1973. (L. D. BA4.VER 1956"dan çeviri ve Derleme) Top· rak Fizii. A.U. Ziraat Fakültesi Yaynlar No. 527.
ÇEPEL, N. 1985. Toprak Fizii. 1.ü. Orman Fakültesi Yayn No. 374.
ERGENE, A. 1972. Toprak Biliminin Esaslan. Atatürk Üniversite­ si Basmevi, Erzurum.
IR1fAK, A. 1972. Toprak nmi. .Ü. Orman Fakültesi Yayn No. 121.
KANTARCI, M.D. 1987. Toprak lmi, l.U. Orman Fakültesi Yayn No, 387.
SAATÇI, F. 1975. Toprak lmi. E.ü. Ziraat Fakültesi Yaynlan No. 214.
DECHAUFOUR, Ph. 1960. Prtf!cis de Pedologie. 1:t:asson et cic, Edi­ teurs, Paris.
HARTGE, K. H., 1978. Einführung in die Bodenphysik, Enke, Stutt­ gart.
6
LAATSCH, W. 1957. Dynamik der Mitteleuropö.ischen Mineralbö­ den -4- Auflage, Verlag von Theudor Steinkopf.
LUTZ, H. J. and CHANDLER, R. E. 1974. Forest Soils. John Wiley :and Sons. Inc. New York.
PRITCHET, W. L. 1979. Properties and ·management of forest soils. John Wiley and Sons, Ne\Y· York, Toronto.
REHFUESS, K. E. 1981. Waldböden - Entwicklung, Eigenschaften und Nutzung. Verlag Faul Parey. Hamburg und Berlin.
RUSSEL, E. J. 1968. Soil Conditions and plant Grovvth. Ninth. edi­ tion. Longnanns, Green and co. LTD. London.
SCHACHTSCHABEL, P. et al. 1982. Lehrbuch der Bodenkunde. Enke, Stuttgart.
WILD, S.A. 1958. Forest Soils. The Ronald Press Co. New York.
önemli periyodikler ise unlardr :
0.6 Toprak Kavram ve Topran Tanmlanmas
«Toprak Nedir?» eklindeki bir soruya verilen yantlar incelenirse, bunlarn çok deiik olduu görülür. Bunun balca iki nedeni vardr. Bunlardan biri topran çok çeitli görünümler arzetmesi, ötekisi de top­ ra herkesin kendisinden bekledii yarara ve fonksiyona göre tanmla­ masdr.
Topran çok çe~itli görünümler arzetmesi, onu meydana getiren olay­ larn ve faktörlerin zaman ve mekana göre çok deimesinden kaynaklan­ maktadr. Gerçekten kat yer kabuu özellikle iklim ve organizmalarn etkisi ile önce mekanik olarak parçalanr, sonra meydana gelen parçalar daha _küçük ksmlara bölünür; bunlar da kimy:asal ayrmaya urarlar. Buna paralel olarak yeryüzündeki hayvansal ve bitkisel maddeler de ay­ rarak humus denilen çok küçük boyutlu organik maddeler meydana ge­ lir, Sözü edilen bu inorganik parçalar ile humus kararak topra olu­ turur. Fakat kayalarn ayrmas ve humuslama herzaman için gözle
7
l
görünecek kadar ilerleyemez. örnein kurak ve souk çöllerde ta, çakl veya kum ynndan oluan humussuz veya çok az humuslu çok derin bir toprak me:ydana gelir. Buna karlk üstü liken ve yosunlarla örtülü bir kayann üzerlnde sadece 2-3 mm kalnlnda bir humus tabakasna rastlanr; mineral topraa rast.anmaz. Doa'da toprak, ·bu iki ekstrem e­ kil arasnda çeitli çehreler arzeder. Onun için topra belirli bir görü­ nüme göre tanm1amak çok güçtür.
Toprak tanmlamasnn güçlüklerinden bir bakas da yukarda ifa­ de edildii gibi, herkesin topra, kendisinden bekledii yarara ve top­ rak ile olan ilikilerine göre kavramaya çalmasdr. Örnein bir çiftçi için toprak, üzerinde bitki yetiebilen ilenebilecek kadar derinlie ve gev­ eklie sahip bulunan yeryüzü tabakasdr. Buna karlk bir bitki sosyo­ lou için nerede bitki varsa, oras kendi anlayna göre topraktr. Bu ne­ denle, üzerinde liken topluluunun bulunduu bir granit kayas bile onun için «toprak» saylabilir. Ayn ekilde toprak, yap mühendisleri için bir temel vey;a mekan, maden mühendisleri için yeralt servetlerini sak­ layan bir hazinedir. Ulusal bir varlk olarak da uruna kan dökülüp can verilen bir vatandr. Hidrobiyoloji ile ura.anlar için ise deniz ve göl· !erin dibindeki yumuak mineralojik tabaka toprak olarak sayilnaktadr.
Yukarda ifade edilmeye çallan nedenlerle toprak kavram çok çe· itli ekillerde açklanm, onun için de imdiye kadar krk çeitten çok toprak tanmlamas y;aplmtr (IRl\rA.K 1972). örnein ilk toprak uz· manlar topra öyle tanmlamlardr : «TO'prCk kum) kil, kireç ve hu­ musun karmdr>>. Jeologlar ise, «TO'prak, ayrm bitki ve hayvan artklarn içeren. minerallerin ayrma ürünleridir». Toprak bilimi ala­ nnda çalanlarn önclileri ise, «Toprak su) hava, organik madcJ,e ve yaa­ yan organizmalarn etkisi ile deitirilmi bulunan gevek yerkabuu ta· bakasdr» eklinde bir tanmlama yapmlardr. Fakat tanmlamalarn hepsinde ortak olan nokta, toprak yapsnn inorganik ve organik mad­ delerin karmndan meydana gelmesidir. Bu husus aada yaplan top­ rak tanmlamalarnda belirgin olarak görülmektedir.
BR!DGES (1970)'e göre ilk toprakçlar jeolojik esasa göre topra u ekilde tanmlamaktaydlar : «Toprak, bitkisel maddelerin ayr:pna.­ sndan meydana gelen belirli miktardaki organik maddeler ile kayalarn ayrma ürünlerinin meydana getirdii varlktr.>> Daha sonralan, 1917 yllarn izleyen devrelerde Alman toprak bilgini RA.11'.ANN, topra u ekilde tanmlamakta idi : «Toprak, küçük parçalara bölünmü, az veya çok kimyasal deiime uram kayalarn, kendi içlerinde veya üstlerin· M yaayan bitki veya hayvan artklaryla birlikte meydana getirdii var~. hktr> (BRDGES 1970).
8
Modern anlamda toprak, inorganik ve organik maddelerden oluan ve bir çok biyolojik ve mekanik süreçler sonucunda meydana gelen bir doal varlk olarak kabul edilmektedir. Onun için PALL:\LA.1~ bu görüe uyarak toprak kavramn u ekilde açklamaktadr : «Toprak; lrot yer­ yüzünün fiziksel bölünme ile geVemi§ olan) kimyasal ayrma) humus o1U§umu .'e madM ta..nmas gibi olaylarZ:, deitirilmi bulunan ü.st ks­ mdr.»
Buraya kadar yaplan açklamalardan anlalaca üzere toprak, yerkabuunu oluturan kayalarn fiziksel ve kimyasal ayrmas sonu­ cunda, biyolojik olaylarn da yardmyla meydana gelmi gevek bir yer­ yüzü örtüsüdür. Bu örtünün tilin yeryuvarlan kaplad düünülürse ve biraz da hayal gücü çaltrlrsa, topran felsefi görü açsndan u e­ kilde bir tanmlamas yaplabilir : «Toprak, ölümün sessizliini sonsuza d,ek sürdürmek için yeryuvarla üzerine giydirilmi bir mantodur». Bu mantoyu sadece kat haldeki inorganik ve organik maddeler oluturmaz. Bu maddeler arasndaki boluklarda hava ve su da bulunmaktadr. Bu nedenle u ekilde de bir tanmlama yaplmaktadr : «Toprak, saysz öe- 1eri bulunan lrot, sv ve gaz fazlarndan ol'Jl..a-n heterogen bir sistemdir».
Dünyamzn üzerindeki toprak tabakasr:.n kalnl çok deimekle beraber, genel olarak ençok üç metre derinlie kadar gevemi ve ayr­ m yeryüzü tabakas <toprak» olarak kabul edilmektedir (IR11P.K 1972). Çünkü daha derinlerde, toprak oluumunda önemli rolü olan biyolojik olaylar etkinliini kaybetmekte, uygulama ve aratrma amaçlar için bu derinlik yeterli görülmektedir.
Bundan sonraki bölümlerde topran oluumu, fiziksel ve kimyasal karakteristikleri açklannca topr:ak kavram daha iyi anlalabilecek­
tir. Yalnz daha önce yaplan açklamalardan anlalaca üzere zaman
zaman «Orman topraklar» deyimi kullanlmaktadr. Ura alan olarak bizleri daha çok orman topraklar ·ilgilendirdiine göre, bu topraklarn ana karakteristikleri hakknda bilgi sahibi olmak gerekir. Aada bu hu­ susta literatüre dayal özet bilgi verilmitir (PRITCHE'IT 1979, WILD 1958).
0.7 Orman Topra ve Karakteristikleri
«Orman Topra» deyimi veya orman topraklarnn ayr olarak ince­ lenmesi sözkonusu edilince, zihinlerde baz sorular belirmektedir. örne­ in ; «Bir orman topra meyve yetitirilen, çayrla kapl olan, hububat ekilen topraklardan farkl mdr?». «Tarm ve orman topraklar incele­ nip aratr!l.rkei ayn toprak bilimi ilkeleri uygulanmamakta mdr?>. Bu sorulara yant verebilmek veya gerçekten «tarm trypra» ve «orman
9
topra)> gibi bir ayrm yapmann doru olup olamayaca hususunda bir kanaata varabilmek için orman topraklarnn oluumu ve orman top­ raklarnn özellikleri üzerinde durmak ve orman toplumlarnn topraa yapt etkileri belirtmek gerekir.
Geni anlam ile orman topra, bir orman örtüsü altnda gelimi olan topraktr. Bu nedenle orman topraklarnn genetiinde derin aaç köklerinin, orman ölü örtüsünün ve bunlarn ayrma ürünlerinin, orman vejetasyonuna bal özel organizmalarn ve mikroiklimin çok büyük et­ kileri vardr. Gerçekten tundra, bataklk, çayr ve çöl topraklar dnda tiim topraklar orman örtüsü altnda gelimiler ve bu bitki toplumunun etkisi altnda özel bir karakter kazanmlardr. Pek doaldr ki bu top­ raklarn hepsi bugün orman örtüsüne sahip deildir. KELLOG (1964), vaktiyle orman topra olanlardan 1/3'ünün bugün tarm alan olarak çplaklatrldn ifade etmektedir. Bütün bunlara karn bugün dünya­ daki karalarn '%30'u ormanla örtülü bulunmaktadr.
Orman örtüsü altnda gelimi topraklar, organik madde içerii, mikroorganizma spektrumu ve mikroiklima bakmndan kendine özgü bir karakteristie sahiptir. Gerçekten kapal bir orman tepe çats, bir ylda dökülen tonlarca yaprak ve bunlarn ayrmasndan oluan çok çe·itli ürünler, ormanla örtülü topraa ayr bir özellik kazandrr. Toprak ile orman ölü örtüsü, aaç kökleri ve orman ekosistemine bal özel orga­ nizmalar arasndaki karlkl karmak ilikiler bu özelliin yaratcs ve mimardrlar.
Orman topra ile tarm topra arasndaki farklar douran faktör­ lerden bir bakas da tarm topraklarnn sürekli olarak ilenmesi, su­ lanmas ve gübrelenmesidir. Orman topraklar üzerindeki bitki toplumuna ise sadece silvikültür teknii uygulanr. Bu nedenle orman toprann birçok özellikleri doalln, bakirliini korumaktadr. Gerçekten bir orman toprann katmanlar (horizonlar) doal süksesyonun bir ·sonu­ cu olduu halde, tarm topraklarnn hiç deilse üst horizonlar doal yapsn kaybetmitir. Bu..'1un dnda tarm topraklar arzu ve tercih edi­ lerek seçilmi, ilemeye elverili, verimli, eimi az arazi!er üzerindeki topraklardr. Pazarlara ve yerleim alanlarna çok uzak olan topraklar tarm için kullanlmaz. Buna karlk birçok yerlerde orman topraklar eim derecesi yüksek da bölgelerinde, çek tal, birçok hallerde s ve fakir topraklardr. Ayrca tarm liri.inleri topraktan daha çok besin mad­ desi götürür ve topra fakirletirir. Ormanda ise yüzlerce ylda bir kez hasad yapld için ürünle götürülen besin maddeleri azdr. Esasen aaç gövdesi ile götürülen besin maddeleri önemli miktarlarda deildir. Ta­ rn ürünlerinde ise bunur.. aksi geçerlidir. Onun için tarm topraklar her yl ilenip gübrelenip, kireçlenir, sk sk sulanr. Bütün bunlar da topraa yapay bir özellik kazandrr. Gerçi ormanc1lkta da slah ve gübreleme
10
yaplmaya balaruntr. Fakat bu, 50 - 100 yllk idare süresinde ancak bir kez uygulanmaktadr ve etkisi geçicidir. O nedenle orman topraklar doal bir aratrma objesidir. Tarm ve çayr topraklar gibi öbür top­ raklar ise ileruni veya insan müdahalesi ile birçok doal özelliklerini kaybetmi topraklardr.
, özet olarak ifade etmek gerekirse : Orman topra, uzun ömürlü orman aaçlarnn altnda gelimektedir. Bu aaçlar k.ök çürümesi ve yap­ rak dökümü ile topraa bol miktarda organik madde ·verir ve madde dolam salar. Ölü örtü denilen bu organik madde tabak,as topran üstünü kaplayarak özel bir toprak iklimi yaratr; ayrma ürünlerini topraa vererek topran fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerini et~ kiler. Bu nedenle orm,an topraklan bu özellikler bakmndan öteki toprak­ lardan ayrlr. Bu farkllklar ayr bir inceleme, aratrma ve muamele yaplmasn gerektirecek kadar büyüktür .
. 1. TOPRAGIN GENEL YAPISI. OLUUMU ve BU HUSUSTA ROL OYNAYAN FAKTÖRLER
Bundan sonraki bölümlerde açklanacak toprak özelliklerinin daha kolay kavranmasn salamak amacyla, topran genel yaps ve oluu­ mu hakknda baz temel bilgilerin öncelikle verilmesi yararl ve gerekli görülmütür.
1.1 Topran Genel Yaps
Topra oluturan öeler kat, sv ve gaz olmak üzere üç madde gru­ bu içinde toplarunaktadr. Bu madde gruplar hakknda ksaca bilgi ve­ rilecektir.
1.1.1 Topran Kat Maddeleri
1.1.1.1 norganik Madde Gruplar
Topraktaki inorganik maddelerin esas kayna «ana.ta» \."'.eya «ana.­ materyaldir.» Talarn ayrmasndan «ça.kll,ar») çakllarn ayrmasn­
dan «ku.m» ve «tozl,ar» meydana gelir. Bunlar da kill].yai:al ayrmaya u­ raynca kendilerini meydana getiren «minerallere» ve mineraller de «ele­ nentlerine» aynr. Özel koullarda «kil» mineralleri de meydana gelir. Özet olarak, topran inorganik kat ksm ta, çakl, kum, toz ve kil gibi
11
baz madde gruplarna ayrlabilir. Bu ayrmn ölçüsü «ekivalan çap» tr. Ekivalan çaplar 2-20 mm arasnda olan inorganik madde parçalarna «ça­ kl», çaplar 20 mm'den yukar olanlara da .;.ta» ve «blok» denir. Ta, blok VE: çakllara, yani ekivalan çaplar 2 mm 'nin üzerindeki ·inorganik parçala­ ra «topran iskelet ksm», ekivalan çaplar 2 mm ve onun altnda olan tane boyutu snflarna da «topran ince ksm» denir. Bu tane boyutu snflarnn snrlarn belirleyen «ekivcila·n çap» büyüklüü çeitli ülke­ lere göre deimektedir (Çizelge 1). Örnein uluslararas sisteme göre çaplar 2 - 20 mm arasnda olan parçacklar «ince çakl», 20 - 200 mm arasndakiler «kaba çakl», 200 mm' den büyük olanlar «f.~» olarak snf- - landrld halde, Federal Almanya Cumhuriyeti'nde bu snflama .aa­ daki gibi yaplmaktadr :
Tane boyutu snf Snr deerler (mm)
nce çakl 2,00- 6,00
Orta çakl 6,00- 20,00
Kaba çakl 20,00- 63,00
Blok > 200,00
Uluslara göre snr deerlerde olan bu farkllk <~topran ince ks­ m.» için de geçerlidir. Çizelge l'de verilen deerler bunu göstermektedir.
Bu çap snflarnn katma oranna göre çeitli «t<Ypralc türleri» mey­ dana gelmektedir. Örnein «kum t<Ypraklar», «balçik topraklar», «kil topraklar» gibi. Bunlarn herbiri topraa su ve besin ekonomisi ile dier baz özellikler bakmndan çeitli karakteristikler kazandrd için bu ta­ ne boyutu snflarnn topraktaki katma oranlar, büyük bir önem ta­ maktadr.
1.1.1.2 Organik Maddeler
Topraktaki organik maddelerin kaynan esas olarak bitki artklar (ölü örtü ve toprak alt ksmlar) oluturur. Bunun dnda toprak fau­ nas ve floras (Edafon) bu hususta önemli roller oynar.
Toprak organik maddesi, topran baz fiziksel (strüktür, su tutma ka­ pa.sitesi, scaklk) ve kimyasal (besin maddesi kayna ve katyon dei­ im kompleksi) özellikleri üzerinde önemli rollere sahiptir .• 4..yrntlar üze­ rinde daha sonraki bölUmlerde durulacaktr.
12
Çizelgo 1. Çeitli sistemlere göre topran ince ksmna ait tane boyutu snflarnn ayrm
A.B.D. Tarm Kesimi Uluslararas Federal Almanya - ·-·- ---- --- - --- --- - - - --- -- - ---
Ekivafan çllp (mm) Snf EkivDlan
1 Snf Ekivalan çap (mm) Snf çap (mm)
' 2-1 Çok kaba kum 2-0,2 Kaba kum 2-0,63 Kaba kum
1-0,5 Kaba kun 0,2--0,02 nce kum 0,63--·0,20 Orta kum
0,5--0,25 Orta kum 0,02-0,002 Toz .0,20-0,063 nce kum
0,25-0,10 ince kum_ <0,002 Kil 0,063--0.02 Kaba toz
0,10------0,05 Çok ince kum 0,02-0,006 Orta toz
0,05------0,002 '"' 0,006--0,002 nce toz
0,0006-0,0002 Orta kil
<0,0002 ince kil
1.1.2 Topran Sv Maddeler! Toprak suyu, besin tuzlar, birçok iyonlar, hatta organik mad­
deler ve oksijen içerdiinden buna «toprak çözeltisi» -ismi verilmektedir. Bitki yaam için ekolojik yönden son derece önemli bir toprak öesidir. Topraktaki miktar üzerinde toprak tekstür ve strüktürü, iklim koullar ve reliyef rol oynamaktadr.
1.1.3 Topran Gaz Maddeleri Toprak canl bir varlktr .. Onun için solunum yapar. Bu nedenle de
havaya gereksinimi vardr. Kat toprak tanecikleri arasnda kalan boluk­ lar (gözenekleri), hava ve su kendi aralarnda paylarlar. Toprakta, bitki kökleri ve mikroorganizmalar solunum ile bol miktarda C02 verirler. Bu nedenle toprak havas, atmosferik havaya kyasla C02 bakmndan çok da­ ha zenginclir. Yine su buhar bakmndan da daha doygundur. Ok.Sijen ba­ kmndan aralarnda pek fark yoktur. Toprak havasndaki oksijen oran atmosferdekinden biraz daha düüktür.
Topra oluturan bu· madde gruvlarndan inorganik kat maddelerin kayna «litosfer» olarak isimlendirilen kat yerkabuudur. Organik kat .madde gruplarnn yaratcs ise canl organizmalar dünyas «biyosfer» dir. Toprak çözeltileri ise sular dünyas «hidrosfer» den, toprak havas da «atmosfer» den kaynaklanmaktadr. O halde toprak, bu dört sistemin (litosfer, biyosfer, hidrosfer ve atmosfer) ortaklaa yaratt doal bir ünitedir. Bu nedenle toprak dünyas, dört büyük ekosistemin arakesiti olarak düünülebilir. Bu arakesite «pedosfer = toprak dünyas» denmek­ tedir (ekil 1).
14
Atmosfer:-~~~--~~....:Eidrosfer
Biyosfer Litosfer
ekil 1. aPedosfer» ismi verilen «toprak dünyas» nr oluturan büyük ekosistem!er.
(LAATSCH 1957).
1.2 Topran Oluumunu Salayan Pedogenetik Süreçler
Buraya kad,ar yaplan açklamalardan anlalaca üzere toprak, ana­ kaya ve organik maddelerin ayrma ürünlerinden olumaktadr. Bu inor­ ganik ve organik toprak maddelerinin meydana gelmesi, birbirleri ile ka­ rmas ve toprak yaps içinde yerlerini aln.as, «pedogenctik süreçle•r» denen bir seri fiziksel, kimyasal ve biyolojik olaylar sonunda gerçekleir. Toprak oluumunu salay.an bu süreçler u ekilde üç gruba ayrlabilir :
Fiziksel ayrma olaylar Kimyas,al ayrma olaylar ve yeni maddelerin oluumu Toprak içinde tanma ve yer deitirme olaylar
Bu olaylar ksaca açklanarak, toprak oluumu hakknda temel bilgi­ ler verilmeye çallacaktr.
1.2.1 Fiziksel AyrTia Olaylar
Akarsular, deniz dalgalar, rüzgarlar, buzullar, bitki kökleri, scaklk gibi faktörlerin etkisi altnda anakayalar mekanik yolla bölünerek irili ufakl parçalara ayrlr. Bitkisel ve hayvansal artklarda, toprak canllar tarafndan .ayn ekilde ufak parçalara bölünür. Bu olaylar sonucunda ta, blok, ç.akl, kum, toz gibi inorganik orijinli parçalar il·e, kök, yaprak, dal, kabuk krntlar gibi organik orijinli _parçacklar da me:ydana gelir. te bu ürünlerin meydana gelmesini salayan olaylara «Fizik.sel ayrma olay­ lari» denir. Bu olayJ,ar, toprak oluumunun ilk aamasn oluturur.
1.2.2 Kimyasal Ayrma Olaylar ve Yeni Maddelerin Oluumu
Küçük boyutlara kadar indirgenmi olan inorganik ve .organik mad~ deler, kimyasal reaksiyonlar sonucunda ayrarak, bileim ve ekil bak­ mndan yeni maddeleri meydana getirir. Örnein, anakayann bile.iminde­ ki mineraller ayrarak, ya bileimindeki elementler serbest hale geçer (Na, K, Ca, Mg, Fe gibi) veya bir ayrma ve yeniden birleme olaylar sonucunda yeni mineraller meydana gelir. Bunun en tipik örnei sekun­ der kil mineralleridir. Ayn ekilde organik maddelerden de «humus mad­ de!eri» denen yeni maddeler oluur. Bu süreçler, toprak oluumunun «kim­ yasal ayrma olaylar -.:e yeni maddelerin meydana gelmesi» aamas ola­ rak isimlendirilmektedir. Bu aamad.a rol oynayan kim:yasal ayrma olay­ lar, «Çözünme ve lidratlanma»; «Oksitlenme» ve «hidroliz» dir. Bunlar hakknda gelecek bölümlerde ayrntl bilgi verilecektir.
1.2.3 Toprak çinde Yer Deitirme ve Tanma Olaylar
norganik ve organik maddelerin fiziksel ve kimyasal ayrmas so­ nucunda meydana gelen kum, toz, kil, humus, humus maddeleri, mineraller
15
,,
ve elementler gibi topran ana öeleri, içlerine ve aralarna su ve hava­ nn girebilece-i bir fiziksel mek.in olutururlar. Toprak çne giren, özellikle bu son iki toprak maddesi, baz yeni süreçlerin balamasna neden olurlar. örnein ya sular toprak içine girerek, · yerçekim.i et­ ki.si altnda aa doru süzülürken, kil, toz, humus, seskioksitler gibi baz maddeleri de birlikte sürükler ve bunlan belirli yerlerde biriktirir. Böylece toprak içinde baz maddelerin yerdeitirmesine neden olur. Bu olay genellikle «ykanma» ve «"birikm-e» terimleri ile ifade edilir ve topra­ n geliip olgunlamas için son derece önemli bir olaydr. Çünkü, bu süreç sonucunda, toprak genetiinde büyük bir Onem tayan ykanma ve birikme horizonlar oluur. yonlarn ve kolloidlerin yerdeitirmesi so­ nucunda toprakta «karbonat 'ykanmas» 1, «karbonatlarn birikmesi»:.-, «tuz ykanma-s» 0, «tuz birikmesi» ·1, «alkalilerin ykanmas» ~, «alkalilerin birikmesi» e, <~poclsolkme», «la.teritleme» gibi önemli olaylar meydana gelir. Ya sularndan baka toprak canllar da toprak içinde madde tanmas meydana getirebilirler. Bunlar daha çok topran fiziksel özel­ liklerini etkiler.
Özet olarak açklarunaya çallan bu üç aama sonucunda olgun bir toprak meydana gelmektedir. Her aama birçok faktörlerin etkisi ile ger­ çekleir. Bundan sonraki ksmda bu faktörlerin neler olduu ve etki e­ killeri açklanacaktr.
1.3. Topra Oluturan Faktörler
Topran douundan, belirli bir olgunluk kazanmasna kadar geçir­ dii tüm deiin ve geliim aamalarn bir grup faktör yönlendirniekte­ dir. Bu faktörler «iklim», «anamateryal>>, «reliyef», «Canllar» ve «za­ man» dr. Bunlar, .arazi ekline göre deien, belirli zaman peryodunda anakayay etkileyen iklin ve yaayan organizmalar olarak da ifade edile­ ·bilir. Bu faktörler ve etki ekilleri, 1883 ylnda toprak genetiine ait bulgular ilk olarak ortaya atan Rus Bilgini Dokuchaev tarafndan tan­ tlmtr (PR!TCHETT 1979). Bu 5 anafaktör grubunun toprak oluu­ mundaki etkileri aada özetlenmitir.
1.3.1 iklim
Toprak olunnunda en büyÜk rolü oynayan bir etkendir. Scaklk ve nem., fiziksel bölünme ve kimyasal yolla anamateryalin ,ayrmas üze­ rinde dorudan doruya etkilidir. Dolayl olarak da buzul hareketi ve rüzg0.rlar ile tanma ve depolanma gibi olaylar da toprak oluumunda
önemli rollere sahiptir.
1) Dekalsifikasyon, 2) KaJsifikasyon, 3) Desal!nizasyon, 4) Salinizasyon, 5) Dealka­ !izasyon, 6).Alkalizasyon.
klim elemanlarndan özellikle nem ve scaklk toprak oluumunda büyük bir paya sahiptir.
Nem
Nem, kimyasal ayrma (çöziinle, hidratlanma, hidroliz) ve ykan· ma, birikme olaylarnn en önemli itici gücüdür. Bu olaylar sonucunda mineraller ayrr, metal iyonlar aça çkar ve bitkiler için besin mad· deleri salanm olur. Ayrca klorür, sülf.at, karbonat gibi baz anyon· !arn ykanmasna veya birikme.sine neden olabilir. Birikme ile topraklar tuzlu veya alkali topraklar haline gelebilirler. Bu fonksiyonlar, ya miktarna göre deiir. O nedenle nemli iklimlerde- yk,anma, kurak ik· !imlerde birikme olaylar egemendir. Ülkemizde özellikle Karadeniz Böl­ gesi'nde, buharlama ile kaybedilen su, az, ya miktar ise yüksek ol­ duundan, bu bölge topraklarnda genellikle bir ykanma meydana gel­ mekte ve asit karakterli üst horizonlara sahip topraklar olumaktadr. Buna karlk !ç Anadolu iklim koullarnda tuz birikmesi meydana gel­ mektedir.
Buraya kadar yaplan açklamalardan anlalaca üzere bir iklim ele­ man olarak nem faktörü, hem anakay:alarm ayrmas üzerinde., hem de meydana gelen topraklarn genetiinde, horizon yapsnda önemli etki­ lere sahip bulunmaktadr.
Nem veya yalar, bitki ve hayvan toplumlarnn yaam, yayl ve gelimelerini etkilediklerinden, bunlar_ da toprak oluumu·nda ve genetiin­ de önemli katklara sahip bulunduundan, nem ve yalar toprak oluu­ munda doiayl olarak da önemli rollere sahip bulunmaktadr.
Scaklk
Toprak oluumu ve genetiinde önem tayan iklim elemanlarndan bi­ ri de scaklktr. Scaklk, özellikle don olaylar ve ekstrem scaklk dei­ imleri ile fiziksel ayrmay hzlandrmaktadr. Ayrca oksitlenme olay­ larnn da k·aynadr. Böylece kimyasal ayrmaya neden olur. Tüm orga­ nizmalarn enerji kayna olduu için dolayl etkilere de sahip bulunmak­ tadr.
Buraya kadar :yaplan açklamalardan .anlalaca üzere bir bölgedeki iklim koullar, nemli veya kurak, scak veya lman olduuna, gece ile gündüz, yaz ile k arasndaki farkllklarn derecesine göre, anatalarn ve­ ya ananateryalin fiziksel ve kimyasal ayrma hz, meydana gelen topra­ n genetik karakteristikleri üzerinde dorudan doruya etkili olmakta­ dr. Ayrca dtinya üzerindeki bitki toplumlarnn dalm ve geliimini de yönlendirmektedir. Böylece iklim ve vejetasyon toprak oluumu üzerindeki
17
ortak etkisi ile dünya üzerindeki iklim ve vejetasyon kuaklarnn ana çiz­ 'gfleri ile birbirlerine çak3.ca.k e·kilde yaylmasna neden olmaktadr. Bu kuaklarn herbirinde kendine özgü topraklar yaylmaktadr. Bu nedenle «Klimatik Topraklar» veya «Zcmal Toprakkr» denen, iklim etkisini yans­ tan geni toprak snflar meydana gelmektedir.
1.3.2 Anamateryal
Toprak Oluu.mu ve karakteriStikleri üzerinde rol oynay;an faktörlerden biri de ·ana.materyal veya anakaya çeitleridir. Bilindii üzere anamater­
.. yalii taneli veya ince yapl oluu, mineralojik bileimi, tabakal yapya sahip olup olmad, ayrma hz ve topran mineralojik bileimi üzerin­ Çle etkili Olmaktadr.
Toprak oluumunda anamatecyalin etkisinin egemen olabilmesi için .iklim koullarnn ayrma için elverisiz olmas gerekir. O nedenle scak­ lk v-e nemin optimumda olduu bölgelerde, ksa bir zamanda ve hzl ola­ rak cereyan eden fiziksel ve kimyasal ayrma sonunda anatam etkisin­ den eser kalmaz. Tropik bölgeler bunun tipik örneklerini oluturur. Fakat ayrma için elverisiz kurak ve souk, hatta souk-lman bölgelerde ayrma çok y.ava olur, bunun sonucunda da toprak özellikleri çounlukla anatan damgasn tar. Veya yüksek dalk bölgelerde meydana gelen toprak erozyonla götürülürse, ·bu topraklarda da anamatersalin özellikleri egemendir. Böylece çeitli nedenlerle anamateryal etkisini tayan top­ rakla.-a «Azcmal Topraklar» veya «Aklim.atik Topraklar» denir. -S toprak­ iar, ham topraklar, kumullar, yeni aluviyal topraklar bu gruba ,girer.
An.amateryalin toprak geliimi üzerinde etkili olmasn salayan ba­ ka bir karakteristii de yüksek miktarlarda bazlara, özellikle CaC03'a sa­ hip olup olmamasdr. Eer ananateryal bol miktarda bazlara ve özellik­ 'e kirece sahip olursa, .reaksiyon nötre ya.kn olacandan ykanma olmaz. -Böylece bu karaktere s·ahip an·amateryal üzerindeki topraklar podsolle­ mez, besin maddelerini ykanma ile kaybetmezler. Buna karlk asit ana­ Tnat~ryalden oluan topraklar iddetle ykanarak, tipik ykanma ve birik­ ne horizonlar meydana gelir. Eer iklim de souksa, bu koullarda podsÔl topraklar ksa bir zamanda geliir; humus Podsolü ve3'•a demir~humus .podsolü gibi toprak tipleri meydana gelir. Anamateryalin taneli oluu da .ykanmay kolaylatrr.
özet olarak, ,anarnateryal kendi yapsna göre üzerindeki topraklara .damgasn vurabilir. Fakat bu hususta,, o bölgedeki iklim koullar ile ve­ jetasyon karakteristikleri anamateryalin etkisini arttrc veya azaltc yönde hatta tamamen ortadan kaldracak ekilde çok deiik <labilir.
1.8
f .3.3 Rellyef ( = Toporafya)
Reliyef veya arazi eklinin, toprak oluumu üzerinde daha çok dolay­ l etkileri vardr. Arazi yüzü ekli, genellikle iklim koullarn, özellikle ya· miktar ve scakl, h.ava hareketlerini etkiler. Örnein denizden yük­ seldikçe scaklk azalr., ya artar. Kuzey baklar serin, güney baklar scaktr. Arazi ekli ayrca ykanma ve toprak tanmasn da etkiler. Eimli arazilerde eim derecesi çok olduunda toprak tanmas çok olur. Bunun sonucunda da mevcut topraklar genellikle anamateryalin mineralo­ jik bileiminin ve tane büyüklüünün özelliini tar. Brmun dnda arazi ekli, bitki örtüsünü de etkilediinden, topraklarn özellikle organik mad­ desi ve derinlii üzerinde önemli rollere sahiptir.
1.3.4 Canl Organizmalar
Canl organizmalard .. an özellikle bitkiler toprak oluumunda ve özel­ liklerinde çeitli ekillerde etkili olurlar.
Ormanlarla kapl bir bölgede, derin aaç kökleri ve köklerin çkartt­ asitlerle veya mekanik basnc ile anakayann fiziksel bölünmesi ve kim­ yasal ayrmas ça·buklatrlr. Yaprak dökümü ile bol organik madde te­ min edilir ve toprak iklimi deitirilir, mik:oorganizmalar için bol besin kayna temin edildiinden, mikroorganizma a.ktivitesi, dolaysyla kim­ yasal ayrma hzlandrlr. Erozyona engel olunarak toprak derinlii art­ trlr.
Bitki kökleri ile de topr:aa hem humus, hem de iyi bir strüktür kazan­ drlr. Köklerin toprakta meydana getirdii kanallar, ykanma ve birik­ me olaylarn etkiler.
1.3.5 Zaman
Anakayalarn ayrmas sonucunda belirli derinlikte bir topran ve bu toprakta çeitli horizonlarn olumas belirli bir zaman süresinde olur. Fakat buray·a kadar yaplan açklamalardan .anlalaca üzere zaman, ana­ materyal ve iklim, arazi ekli,organi.zmalar gibi dier faktörlerin baml deikeni olarak görünmektedir. Gerçekten ayn anatatan, farkl iklim koullarnda, ayn karakterde bir topran oluabilmesi için % 100 orann­ da farkl zaman geçmesi gerekebilir. Veya bunun tam aksine benzer iklim koullarnda kireçli ve kireçsiz anamateryallerden benzer özellikteki top­ raklarn meydana gelebilmesi için gerekli zaman süresi çok farkl olabilir. Bu nedenle baz aratrc ve yazariara göre zaman, bu konuda ayr bir top­ rak oluum faktörü olarak dikkate alnmamaktadr (IRMAK 1972). An­ cak topra oluturan dier faktörler ayn veya benzer olduunda zaman faktörü bir önem kazanabilir. Fakat aksi durumda, toprak oluumu için verilecek belirli bir süre yanltc olabilir. Daha açk bir ifade ile deiik
19
iklim, anamateryal, toporafya ve vejetasyon koulLarnda belirli özellik ve­ ya derinlikte bir topran olumas için geçecek süre çok farkl olabilmek­ tedir. Bu nedenle bu hususta verilen baz de·erler ,arasnda ekstrem dere­ ·cede yüksek farklar bulunmaktadr. Aada verilen saysal deerler bu ·hususu dorulamaktadr.
LUTZ ve CHANDLER (1947) 'e göre 0-15 cm kalnlnda bir A2-ho­ rizonunun gelimesi için 1000 - 1500 yl kadar bir süre gereklidir (IRMAK .1972). BUOL et al. (1973) 'e göre Alaska'da buzul morenleri üzerinde, toz balçndan gelien esmerimsi bir A-horizonunun olumas için 250 yl, .kaln bir podsol profili için 1000 yl geçmesi gerekmektedir. Kuzeydou
Amerika'd.i bir boz-esmer podsolik topran gelimesi için 1000 yldan da­ ha çok bir zamana gereksinim olduunun tahmin edildii vurgulanmak­ tadr (PRITCHETT 1979). Kurakln ve drenaj engellerinin ayrmay ekstrem derecede :yavalatt koullarda ise bu sürenin çok daha uzun · o!aca doaldr. Bu nedenle belirli bir kalnlktaki topran kaç ylda olu­ aca hakknda soruian soruya kesin bir yant verme olana yoktur.
1.4 Olgun Bir Topraa ilikin Özelliklerin Toprak Profilinde ncele·nmesi
Bundan önceki ksmda açklanm bulunan faktörlerin meydana ge­ _tirdii oluum süreçlerine göre, topran kazanm olduu genetik yap, bir toprak profilinde somutlamaktadr. Bilindii üzere toprak profili, dü­ cey bir toprak kesitine verilen isimdir. Gerçekten bir :yol yarmasnda veya 'açlacak bir toprak hendeinde düey yöndeki toprak kesiti, yani toprak profili incelenirse, üst yüzden derinlere doru renk, tane büyüklüü, orga­ nik madde içerii, lekelilik, vb. özellikler bakm;.ndan farkl katmanlar gö­ rülebilir. Bu katmanlara «toprak horizonlar» veya daha basit bir ifade ile «horizon» ismi verilmektedir. O halde bir toprak profili incelenirse, fizik­ .sel ve kimyasal ayrma süreçle~i' ile m.adde tanmas olaylarnn derecesi ana çizgileri ile bu profilde okunabilir. Örnein krmz rengin belirginlii -oksitlenme olaylarnn cereyan ettiini, gri ve boz renkler ise indirgenme ve tanma olaylarnn egemenliini gösterir. Böylece bir toprak profili, toprak oluumuna ait süreçleri, topr:ak olll§Umunun tarihini, topran ol.­ gunluk derecesini, besin, su ve hava ekonomisini kavrayabilmek için tipik bir aratrma objesidir. Bu nedenle, arazide toprak profili esasl bir ekilde 'incelenmeden topran genel yaps ve verimlilii hakknda bilgi sahibi olu­ nam,az. Onun için topran incelenmesi ve aratrlmasna, arazide toprak profilinin tantm ile balamak gerekir.
Toprak profilinin.incelenmesi iki anabölümü içerir. Bunlardan biri pro­ fili oluturan horizonlarn ayrm ve karakteristiklerinin belirlenmesi, öbürü de tüm profil için geçerli olan özelliklerin saptarunasdr. Bu açkla·
20
1.4.1 Toprak Horizonlar
Toprak horizonlar renk, kalnlk, tane büyüklüü, lekelilik, toprak ta.neciklerinin istiflenme düzeni vb. özellikler bakmndan birbirinden farkl yatay toprak tabakalardr. Horizonlar, harfler ve saylarla göste­ rilmektedir. Ana horizonlar büyük ha~erle gösterilmektedir (0, A, B, C, D, E, R gibi). Ana horizon kendi içinde baz özellikler bakmndan
' farkllk gösterirse, bu horizonun simgesi olan büyük harfin sa yanna ya bir küçük harf ya da say konur (Ah veya A,, G0~ gibi). Bir ana ho­ rizondan öbürüne geçi kesin deilse bu «geçi§ horioznu» her iki horizonu s!mgeleyen haxfler yan yana yazlarak belirtilir (AB, A 2 B,_ veya AlBt, S'\vBv gbi). Burada belirgin olan horizonun simgesi sonda gelir. Horizon srasn ifade etmek için ise horizon simgeleri arasna bir çizgi konur (.Ah - Bv - Cv, Go.Ah - Gr gibi).
1.4.2 Horizonlarn Simgeleri ve Özellikleri
Ana horizonlarn simgeleri ve anlamlar uluslararas bir birlik arzet­ mekte olup ortak bir ku!Jan alan bulmutur (0, L, F, H, A, B, C - horizonlar gibi). Fakat bu -ana horizonlarn baz karakteristiklerini ifade etmek için kullanlan ve ana horizon simges_inden sonra yazlan baz kü­ çük harflerin anlam uluslara göre deimektedir (ÇEPEL 1983, sayfa 488 - 494 ile karlatrnz). Örnein Ab- simgesiyle yazlan bir A- ho­ rizonu, Alman ekolüne göre içinde band eklinde birikmelerin olduu bir üst toprak horizonunu ifade etmektedir (ARBEITSKREIS f. BODEN­ SYSTEM.ATK d. DEUTSCH. BODENKUNDL. GESELSCH. 1985). A.B.D. ve Kanada sistemine göre ise «gömülü» bir üst toprak horizonü simgesidir.
Ayrca ayn ekole ait sistemler de zamanla deitirilmektedir. Ör­ 1ein yukarda açklanan Alm,an sistemindeki Ab- simgesinin anlam, bundan 3-5 yl önce siyah veya koyuboz olan humus horizonunun kah­ verengilemi olduunu ifade etmekteydi (PETR! und WAGNER 1978, s. 33 ile karlatrnz. Bu nedenle aada horizon simgeleri hakknda­ ki açklamaJ,arn Orta Avrupa, özellikle Alman sistemine göre son ekli ile açklandn vurgulamakta yarax görülmütür.
Organik Horizonlar O - Horizonu Buradaki O- harfi «organik» sözcüünün ilk harfidir. Bu horizon,
mineral toprak üstünde birikmi bulunan organik maddelerin tümünü
21
ifade eder. Orman ekosistemlerinde buna «ölü örtü» de denir ve birbiin· den farkl üç horizon veya tabaka içerebilir. Bunlar «yaprak», «çürüntü» ve «humus» tabakalar vey,a horizonlardr. Srasyla L, F, H simgeleri ile gösterilir . . •
Ol CL. OL) - Horizonu veya Yaprak Tabakas
Özellikle orman ölü örtüsünde son yla ait hiç parçalanmam veya çok az parçalanm yapraklar ile kabuk, ince dal ve tohum karpelleri gibi organik artklardan oluan tabakadr (ekil 2).
Q. C\irlir. tiJ tabakas: K!S!'.lCt'. ;::a rça lanrr. ~, bi rbirinc yapn!S or:;ar:i;.,. .1rt!"-la,
!-l,,::.,s t;;c!:>;k::5 :Kol!.oic!.11 b"y;;ttaki ~ekilsiz orgar.~k ~addcler
vi::cral ÜHt to;r::k \ori7-o:tu:SoL hur.uslu
:\incra: üst toprak :~ori2on·~: iddetli ykan:
Mineral :.s t to;-rak horizo:-u: Ykanm geçit hcrizor.u
Alt to;rak f<,eçit horizonu :Kil birikimli
Alt topr;1k biriknc horizonu:Hu:us ve seskioksit birii<imi
Alt to;:.-ak ayr:a hori.:or.c::Ki:n.yasal avr~ma ~-~--~==~=~-kil olo.:unu
A:akaya ya da ,,na:ateryal hori.:onu
ekil 2. Bir toprak profili ve balca horizonlarnn ematik gösterill$i.
02 (F, OF) - Horizonu veya Çürüntü Tabakas
ile
Organik artklar iyice parçalanp, ufalanm ve birbirine yapm­ tr. Fakat orijinal yaplar ve dokular belirgindir. Yani bir yaprak par· ças m, yoksa bir kabuk parças m olduu bellidir.
22
03 (H, OH) _.: Horizonu veya Humus Tabakas
Kolloidal boyutlara kadar ayrm, koyu esmer ren~di amorf yap· da organik madde tabakasdr.
Her zaman için bu üç tabakay birbirinden ayrma olana buluna­ maz. Bitki türüne ve klimatik, edafik koullara göre ayrma iddeti de· ieceinden hazan sadece bir veya iki tabaka bulunabilir.
Mineral Topraa Ait Horizonlar
Organik maddelerin bi::iktii ve/yahut mineral maddelerce fakir,· mineral üst toprak horizonudur. Klimatik etkilerle dorudan doruya· te­ masta olduu için ya sular bu horizondan geçerek baz maddeleri (kil, humus, seskioksitler) alp aa tabakalara götürür. Onun için buna ykanma horizonu denir.
B - Horizonu veya Birikme Horizonu
Mineral alt toprak ismi de verilir. A - horizonundan gelen maddele­ rin biriktii; baz koullarda ayrma oI.aylarnn da cereyan ettii bir horizondur. Rengi genellikle kahverengi veya krmzms kahverenklidir.
C - Horizonu veya Anamateryal/ya da Anakaya Horizonu
Üstündeki B-· horizonunu meydana getiren horizondur. Eer meka· nik yollarla gevemi ve parçalanm ise «anamateryal» (Cv) ismini alr. Ayrmam sert kaya halinde ise «Anakaya» (Cn) - horizonu ismi verilir.
P - Horizonu veya Kilta Horizonu
Kil tandan olumu anata horizonu olup % 45 üzerinde kil içer­ mektedir. Kurak ve nemli peryotlarda belirgin ime ve büzülme göster­ meyen ve durgunsu tabakalarnn mineral toprak özelliklerini tamayan bir anamateryal horizonudur. (ARBEITSKREIS FÜR BODENSYSTEMA- . TIK DER DEUTSCHEN BODENKUNDLICHEN GESELSCHAFT, . 1985).
T - Horizonu veya Kir~ç Horizonu
Karbonatl anatalarm çözünmesinden meydana gelmi % 75'ten çok CaC03 içeren alt toprak horizonudur.
S - Horizonu veya Durgunsu Horizonu
Baz hidromorfik karakteristikler· tayan, dur:gunsuyun etkisinde olan ve hava bakmndan zama:r. zaman veya sürekli /olarak fakir· olan mineral toprak horizonudur.
23<
Hidromorfik özellikler gösteren taban.suyu etkisindeki mineral top­ rak horizonudur.
M - Horizonu. veya Tanm Materyal Horizonu
Kolluvial, alluvial, eoLitik (rüzg&rla tanan) olarak tanp çökmü bulunan solum materyalinin mineral horizonu.
Bunlarn dnda insan etkisi ile meydana gelmi «antropojen hori­ zon7n,r» da bulunabilir. Örnein E- horizonu (sürüm derinliinden daha kaln ynt materyali), R- horizonu (derin olarak topra kartrp i­ leyen müda:h.alelerle meydana getirilmi horizondur. R- harfi «Rigo­ len = derin oLarak gevetilmi)) sözcüünden gelmektedir), Y - horizo­ nu (çöp, bina yknts, çamur, endüstri- artklar gibi maddelerin bir yer­ de ylmasndan oluan horizon) gibi horizon simgeleri de bulunmakta· dr (ARBEITSKREIS f. BODENSYSTEM. d. DEUTSCH. BODENKUNDL. GESELSCH. 1985).
Bazan ana horizonlarn bana II, III gibi romen saylar da konur (II Bv, fil Et gibi). Bu saylar profilde ikinci veya üçüncü bir ·«jeolojik
tabaka dei.imini)> gösterir ki, bunlarn üzerinde yatan toprak bu tabaka­ larn materyalinden meydana gelmemitir. örnek : Ah-B·IIBCv horizon srasna sahip bir topzak profilindeki B -horizonu, üzerinde bulunduu IIBCv ile gösterilen geçit anamateryal horizonundan meydana gelmemi demektir. Eer bir jeoloji-k tabaka deiimi olmasayd bu profildeki ho­ rizon sras Ah·B-BCv eklinde gösterilirdi.
Ana horizonlarn karakteristiklerini daha iyi belirtmek için ana ho. rizon simgesinin sana eklenen küçük harfleri anlamlar ise u ekilde açklanabilir (ARBEITSKREIS f. BODENSYSTEM. d. DEUTSCH. BO­ DENKUNDL. GESELSCH. 1985) :
a Turbalam bir horizonu-ifade eder (.4.a- horizonu gibi).
b Bir horizon içinde band (erit) eklinde bir birikmeyi gösterir (Bb-- horizonu gibi).
c Karbon,at bulunduunu gösterir (Be = Ka'bonatl B- horizonu).
d Durgunsu koullarn meydana getiren sk oturmu, geçirgenlii az, kil bakmndan zengin bir horizonu niteler (Sd- horizonu­ gibi).
e Ykanma olaynn bulunduunu gösterir (Ae : Ykanma ile humus, kil, demir ve aluminyum bakmndan fakirlemi A- horizonu· dur).
24 ..
h Humus bakmndan zengin horizonlar gösterir (Ah- Horizonu gibi).
i Olgunlamam, geliimi tamamlanman horizonlar ifade için kul­ lanlr. Örnein Ai: S ve henüz organik madde içermeyen bir üst toprak horizonunu ifade eder.
k Bir horizonda kimyasal çökelek (konkresyon) olduunu ifade eder (Bk-horizonu gibi).
l Ya sular ile ykanarak özellikle kil bakmndan fakirlemi ho­ rizonu belirtir (Al- horizonu gibi).
o Oksitlenmeyi ifade eder. Örnein Go- horizonu birçok krmz le­ keleri tayan oksitlenmi gley horizonunu, bir tabansuyu topra­ nn oksidasyon horizonunu gösterir.
p Sürülmü, ilenmi horizonlar ·belirtmek için kullanlr (Ap- ho­ rizonu gibi).
r Bir horizonun redüklendiini ifade eder. Örnein Gr- horizonu, daha çok gri renkli, havasz ve tabansuyu topra horizonunu gös­ terir.
s Seskioksit olarak ifade edilen demir ve aluminyum oksitlerin -bi­ rikt)i horizonu ifade eder (Bs- horizonu gibi).
t Kilin birikimini belirtir (Bt- borizonu gibi).
v Ayrm horizonu gösterir (Cv- borizonu: gevemi, anamateryal haline gelmi bir anata horizonudur.)
w purgunsuyun kaynakland horizondur (S...V:- horizonu gibi).
1.4.3 Profil Hori.zonlarna Alt Karakteristiklerin Tantm
Bir toprak profilinin incelenerek tantlmas için önce horizonlarn ayrlarak profil üzerinde yatay çizgilerle veya birer çubuk sokarak s­ nrlarnn belirtilmesi gerekir. Ondan sonra her horizon ayr ayr incele­ nerek karakteristikleri tantlr.
Her horizon için belirlenip tantlmas gerekli özellikler unlardr : (1) Horizon kalnlklar, (2) toprak türü, (3) iskelet miktar, (4) strük­ tür, (5) karlxm!ztlar, (6) nem, (7) renk, (8) lekelilik, (9) kök yayl. Bu karakteristikler arazide belirlenerek bir çizelgede toplu halde gös­ terilir (Çizelge 2). Bunun nasl yaplacana ait ayrntl bilgi ilgili bö­ lümlerde verilmitir. Burada pratik esaslara göre bu özelliklerin nasl ta~ tlaca özet halinde açklanacaktr.
25
26
Horizo:. k:l:.:-
"' • • , • " Pekook o
K= bal~1kl1 """ • " • • • Bal~.: toi bel~1"- • • • • Killi bal~:.- kil' " Graulel'r >
• o .asi:f" ' • '· Tebeka:s1 ~ • • • PolieCrik n
' o Blok ~:nz::atil: ' K~ • •
• Seri:: (Teze 1 o
. • • • Siveh • •. 10 'l.'Fl 6" " • o "
. ,, - . , • 10 '1.'l'. "'
g
27
Horizon Kalnlklar
1:Iineral topran üst yüzü balangç olarak kabul edilir ve aa do­ ru çeitli horizonlann hangi derinlikler arasnda bulunduu cm cinsin­ den ölçülerek belirlenir.
Örnek:
OL 1 OF1 2 OH 1 Ah 0-7 AB 7-35 Bv 35-'-62 Cv 62-
skelet Miktar
( = 1 cm kalnlnda) ( = 2 cm kalnlnda) ( = 1 cm k.alnlnda)
(O'dan 7 cm derinlie kadar) {7-35 cm arasndaki derinlikte) (35-62 cm arasndaki derinlikte) (62 cm'den daha derinde)
Her hori.zonda ekivalan çaplar 2 mm üzerinde olan inorganik parça­ larn (blok, ta, çakl) miktar belirli bir toprak biriminin {hacim veya &rlk) %'si olarak tahmin edilir. Belirlenen bu ·o/o miktarlara göre top­ ran iskelet ksm, yani ta ve çakl ·oran belirli deyimlerle tantlr iÇi.zelge. 3). ·
Çizelge 3. Topran iskelet miktarnn tantm (PETRI und 'WAGNER 1978)
Topraktaki 1
Çok az tal veya çakll <' '
<' Az tal veya çakll
Çok tal veya çakll 30 - 50 45 - 60
Pekçok tal veya çakll 50 - 75 60 - 85
iskelet topra > 75 ' >" ' 1
28
men olduu bir top:ran türü kum topradr. Bunun gibi kil toprakl.<r lal,gk topraklar, vb. ayrmlar yaplr. Bunun gerek arazide el muayenesi ile gerekse laboratuvarda alet ve gereçlerle nasl yaplaca ilgili bö­ lümde açklanmtr (Baknz 4.1 Tekstür bölümüne).
Toprak Strüktürü
Toprak taneciklerinin istiflenme düzenini· ifade eden bu deyime ait karakteristiklerin tantm için u terimler kullanlr : Tek tane ma.sif k­ rnt, granular, tabakams, prizmatik sütunumsu, kübümsü poliedr·ik, vb. Bunlarn arazide nasl tannp belirlenecei ilgili bölümde ayrntlar ile açklanmtr (baknz 4.2 Strüktür bölümüne).
Toprak Nemi
Her horizonun içerdii toprak nemi u deyimlerle tantlr ve bu nem derecesi, profilin incelendii tarihteki nem miktarn ifade eder.
Ya ve·ya cvk: Topran su miktarnn çok yüksek olduunu ifade eder. Bu durumdaki bir horizon yüzünden aaya doru su szmakta ve­ ya .akmaktadr. Toprak avuçlar arasna alnr veya sklrsa su damlar .veya akar.
Islak: Topraa elle dokununca eli remlendirir; slatr. Toprak avuç­ ~ar içine .alnp sklrsa su damlamaz, fakat toprak yüzeyinde küçük su damlacklar birikir. Bu deyim, topran yüksek su içeriine sahip ol­ duunu ifade eder.
Serin (taze): Orta derecede su .içeriine sahip olan bir toprak ho­ rizonunu ifade eden bu deyim, topraa el ile dokunulduunda bir serinlik duyulduunu gösterir. TopraK slatlrsa rengi deimez.
Kuru : Topran az suy;a sahip olduunu ifade eden bir deyimdir. Böyle bir topraa dokunulursa serinlik hissedilmez. Islatlr veya daha çok kurutulursa rengi deiir.
Pek kuru : Bitkilerin yararlanamayaca derecede çok az su içeri~ ine sahip olan b:!T topra iDade eden deyimdir. Toprak daha çok kuru­ yunca rengi deimez, kazlnca tozar.
Lekelilik
Bir horizon üzerinde parça parça veya eritler halinde lekeler bulu­ nabilir. Bunlarn miktar ve rengi belirtilmelidir. örnek : «PM lekeleri, çok az», «gri, mavi ve yeil gibi redüklenme lekekri, küçük alanlar halin~ de», «sarms krmz renk lekeleri, eritler halinde.» gibi.
Toprak rengi
Topran rengi boz, esmer, krmzms kahverengi gibi bilinen renk· le!rle ifade edilebilir. F.ak.at bir birlik salamak ve subjektiflikten kur· tulmak için «Mun.sell Süil Oolor Oha:rl:s» ·denen renk kitapçklar vardr. Bunlarn bir sayfasnda küçük dikdörtgenler eklinde çeitli renkte kar· tonlar yaptrlm olup karsndaki sayfaya da o rengin ismi yazlm· tr ve bu rengin karakteristiini (koyuluk, renk karm, vb.) gösteren ·saylar bulunmaktadr. Arazide toprak profili horizonundan alnan bir toprak örnei bu renklerle ka_rlatrlr, hangisine en yaknsa, onun ismi veriir (Açk sarms kahverengi = 10 YR 6/4 gibi).
Karbon atlar
Toprakta karbon,atlarn tantm denince, genel olarak kalsiyumkar· bonatn, yani kireç miktarnn tantm anlalr. Bu özellik, laboratuvar· da aletlerle nicel olarak da belirlenebilir. Ayrca arazide, alnacak bir top· rak örnei üzerine, ta, çakl ve organik artklar temizlendikten sonra
·% lO'luk tuz asidinin (HCI) damlatlmas ile çkacak kabarcklarn id­ detine ve topran sürekli olarak kabarp kabarmadna göre de karbo· nat miktar tahmin edilerek tantlabilir. Bunun nasl tahmin edildii hu· susunda aadaki çizelge bir fikir vermektedir (Çizelge 4).
Çizelge 4. Toprakta karbonat miktarnn tantm (PETR! und WAGNER 1978)
0o 10'Juk HCl-Etkisi Tantm ince toprakta
. 0/o CaCOa
Zayf, sürekli olmayan kabarma
Belirgin, fakat sürekli olmayan
k•bocm• 1
Karbonat bakmndan zengin > 10
Toprak tanecikleri humus ve kil ile birbirine balanarak, topran geçirgenliine, köklerin yaylna ve topran ilenmesine etki yapacak derecede bir skma veya ballk meydana getirebilir. Skma derecesi .«zayf» ( = gevek), «orta» ( = sk) veya «kuvvetli» ( = pek.sk) olabi­ lir. Bunlarn tamtm _aada belirtilmitir.
O
Zayf (:::: gevek)
Topra:k kuru veya nemli iken belkürek topraa kolayca girer. Top· ran ilenmesi de kolaydr. Çok nemli halde bile toprak, ele yeya belkü­ ree yapmaz, bi..lamaz,
Orta ! = Sk)
Kuru iken çatlaklar meydana gelir ve belkürek topraa güçlükle girer. Toprak krntlar parmaklar arasnda güçlükle .krlabilir: Krntlar to· za deil, daha küçük parçacklara dönüür.
b) Toprak çok ·nemli veya ya ise
Belkürek, toprak yapkan olduu için güçlükle girer. Toprak çok yapkan olduu için, ilenmesi güç olur. Toprak ele veya alete yapr, ekil verilebilir ve toprak az bir basnçla ekil deitirebilir.
Kuvvetli { == pek sk, pek skk)
a) Toprak .kuru iken.
Belkürek topraa girmez, ancak kazma girer. Toprakta çok derin ve geni çatlaklar meydana gelir.
b) Serin nem derecesinde
c) Toprak çok nemli, yani ya ise
Belküree kuvvetle yapr, ar derecedeki plastiklik belkürein top· raa girmesini çok güçletirir. Topraa ekil verilebilir, ancak elde ed.i· !en ekil kuvvetli basnçla deitirilebilir.
Kök yayl
Kök yayl çeitli ekillerde tantlabilir. Bunlardan birisi, o hori· zonda ana veya yan köklerin bulunup bulurunad belirtilir. örnek : «Ho· _rizon BC-, kazk (ana) köklm» gibi veya ·o horizonda 1 cm'den-kaln .köklerin çaplar verilerek miktar ·belirtilir : «ÇapUr _1·7 cm arasnda mk .kökler» gibi. Genel_likle çaplar 2 mm'den küçük köklerin 1 dn·2 yüzeydeki says belirlenerek öyle bir tantm yaplr :
nce kök yayl tantm
o 1 - 2
Toprak horizolarnn özellikleri ayr ayn belirtildikten sonra, ince· lenen topran verimlilii hususunda bir yargya varabilmek için .topr2:k profilinin tümünü içine alan baz özelliklerin de belirtilmesi gerekir. Bu özellikler : derinlik~ drenaj, topran su ve hava ekonomisi; topran re­ aksiycmu; toprak tipi ve d'I§ toprak kali gibi karakteristiklerd.ir. Bunlarn nasl ve hangi deyimlerle tantlaca aada özetlenmitir :
Toprak Derinlii
Topran üst yüzünden anamateryal veya anataa kadar olan toprak derinlii «muflak derinlik» olarak tantlr. Köklerin yaylm bulundu­ u derinlik de «fizyolojik derinlik = effek:tif derinlik» olar.ak nitelenir.
·Her ikisi de profilde ölçülerek cm olarak belirtilir. Orman aaçlar için bu ölçü miktarlar u ekilde deerlendirilebilir :
Derinlik
100 cm' den çok
Orta derin Derin
Drenaj, topran su tutma kapasitesini ~an fazla suyun, topr,ak için­ de yanlara ve aa doru szp gitme hareketidir. Buna, «topr.an ge­ çirgenlii» de denir. Pratik amaçlar için u deyimlerle tantlmas yeterli olur:
Ar Drenaj
Toprak, yeterli nem miktarn tutamayacak kadar iri tanelidir. Pro­ filde renk lekeleri yoktur.
Normal Drenaj
Toprakta su, bitkilerin yararlanaca ekilde yava szar ve ideal bir havalanma durumu yaratr. Bu nedenle A ve B-- horizonlarnda, mavimsi gri ve yeilimsi renkte olan redüklenme (indirgenme) belirtileri ve kim­ yasal çökelekler yoktur. Demir bileikleri oksitlenmi olup, bütün profil yüzeyine tekdüze renk verecek ekilde dalntr.
Yetersiz, Zayf Drenaj
~a sular, topra yln önemli bir ksmnda slak tutacak kadar yava szar veya uzun süre toprakta durgunsu halinde kalabilir. Bu dre­ naj koullarnda, A- horizonunun alt ksm .ile B-- ve C- horizonlar­
nn tamam lekelidir; kimyasal çökelekler görülebilir. Veya toprak batan aa gri veya mavimsi gri renkte olabilir.
T6pran Su ve Hava Ekonomisi
Topran su ve hava ekonomisini, topran tuttuu su miktar ile bu­ nun zaman içindeki de~imi belirler. Bu nedenle incelenen profilde «dur­ gun.su» ve «tabansuyu» koullarnn olup olmad belirtilmelidir.
Durgunsu (geçici tabansuyu), topran üstyüzü ile' 1,3 m toprak de­ rinlii arasnda bulunan ve geçici bir zaman için meydana gelen toprak­ suyudur. Bu koullarda toprak kazlrsa, açlan çukura bir süre sonra su dolar.
Tabansuyu, topran 1,3 m derinliinden daha aadaki bir ksmda toprak tanecikleri arasndaki bolukLar ·birbirine balayacak ekilde dol­ duran ve sürekli olarak varln koruyan sudur.
Topraktaki suyun zaman içindeki deiimi ise toprak özellikleri (de­ rin, s, kaba veya ince tekstürlü, vb.) iklim, reliyef, vejetasyon gibi bir­ çok faktörlere göre deitiinden, topran su ve hava ekonomisini, bun~ !arn kombinasyonuna göre nitelemek gerekir. Bütün bu faktörlerin et­ kisine göre toprakta suyun bulunma süresi ve bitkinin bundan yararlan­ ma ilikilerine göre, «topran su ve hava ekonomi.si» u ekilde tantla­ bilir :
33
Topraktaki su miktar bitkiler için bütün yl, özellikle vejetasyon devresinin büyük bir ksmnda yetersizdir.
Orta Derecede Kurak
Topran su içerii mevsimlere göre deiir, özellikle vejetasyon dev­ resinin büyük bir ksmnda bitkiler için yeterli su yoktur.
Orta Derecede Nemli
Serin
Toprak, genellikle vejetasyon devresi boyunca bitkiler için yeterli ·nem miktarna sahiptir ve havalanma iyid.jr. Çok miktardaki yaz ya­ ar, derin toprak, yamaç sznt suyunun bulunmas gibi faktörler bu du­ rumu yaratabilir.
Nemli (slak) - Ya
Topran ·su bakmndan yeterli ve zengin, toprak havasnn kt ol­ ~uu bir su ve hava ekonomisi bu deyimlerle ifade edilir. Yüksek taban­ suyu, durgunsu, slak yamaç bölgeleri bu koullan yaratmakta~r.
Toprak türü, toprak derinlii ve topran organik madde içerii ile ya miktarna göre topraklarn su ekonorr~isi nicel deerlere göre de­ erlendirilerek «Çok kurak ve kurak») «yarkurak») «yarnemZi)>) <~nemli», «ÇOlc nemli» eklinde nitelenmektedir .. "B'akat bunun üzerinde-durulmaya­ caktr (geni ·bilgi için baknz ÇEPEL 1983, s. 101-105).
Toprak Reaksiyonu
Arazide, her horizondan bir parça toprak alnarak, ta ve organik maddeleri .aykladktan sonra, çukur bir kap içine, örnein bir fincana ~onur, üzerine topran 3-4 kat (hacmen) damtk su katlr, bir cam çubukla kartrlr. 3-5 dakika beklenir. pH- ölçmeye yarayan indika­ tör 'kad kaptaki suya batrlr. Kadn rengi deiir. Bu renk ile in­ dikatör kadnn kutusu üzerinde olan renkler karlatrlr. Hangisine uyuyorsa, o renk üzerinde yazl pH- deeri, topran reaksiyonunu gÖSterir. Buna göre u ekilde bir deerlendirme yaplr (SCHLICHTING und BLUME 1966)
34
<3,5 Ekstrem derecede asit
Toprak Tipi
Toprak tiplerinin ayrm ve tantm bir toprak sistematii konu­ su.dur. Ayrca çok çeitli smflandrnia ve· tantmlar yaplmaktadr. Bu­ rada çok basit ve snrl bir ekilde, Orta Avrupa, özellikle· Alnan Siste­ mi' ne uyarak horizon srasna göre yaplai bir tantm esas alnacaktr (Çizelge 5). Bu sistem, ormanclk uygulamasnda genellikle kabul edil­ mi. bir sistemdir.
D Toprak Hali
Profilin etrafn kaplayan arazinin yüzeyindeki ölü veya diri mater­ yalin tantm «d toprak hali» deyimi ad altnda yaplr ve bunun için u deyimler kullanlr :
Çpl,ak : Eer profilin etrafndaki toprak yüzeyinde hiçbir ey bu­ lunmuyor ve dorudan doruya mineral toprak g'örülüyorsa., d toprak hali bu deyimle tantlr.
Ôlü örtü : Topran yüzü (aaçlarn dnda') ·hiçbir bitki ile örtülü deil ve yalnzca ölü örtü ile kapl ise bu deyimle tantlr.
Ölü örtünün karakteristii humus formlar .olarak· tantlmaktadr. Bu tantm, toprak yüzünün ölü örtü ile b~rlik_!e toprak floras bulunma­ s durumunda da yaplmaldr. Ölü örtünün karakteris~ikleri «humus formlar» ad altnda tantlmaktadr: Bu· konuda ·-,~~#da özet bilgiler verilmitir.
Humus Formlar veya Humus Tipleri
Humus formlar veya humus _tipleri _üç a.P.a~ sifilfa ... aynlmaktadr :
Çizelge 5. Horlzon srasna göre en önemli toprak tipleri (PETR! und WAGNER 1978)
36
Hamtoprak Ai-C
Pelosol A-P-C A-PC-C, A-Cv-Cn
Bozesmer Toprak Ah-Al-Bt-C Ah-Al-Bt-Bv-C
Stagnogley AhSw-Sw-Sd AhSw-S\v-llSd
Esmer nehir kys tcpraklar A.-M·-G - Nehir k_ys ranker A-C-G - Nehi~ kys esmer A-Bv-G veya - topraklar A-Bv-C-G -
' Gley ! A-Go-Gr 1
Ai Tam olumam, humus içermeyen A-horizonu (i=initial)
Ap Sürülmü, ilenmi A- horzonu
P Plastfk kil horizonu
Go Oksitlenmi tabansuyu horlzonu
Gr Redüklenmi tabansuyu horizonu
S Durgunsu etkisi altndaki horzon
Sw Boz (gri) renkli durg~nsu üstünde ve durgunsuyu üreten horizon
Sd Durgunsu taban, durgunsuyun mEydana gelmesini salayan geçirimsiz, sk oturmu horJzon
M Doal olarak tanma veya toprak ilemesi ile kartrlp bir yerde ylarak meydana ge!mi horizon
il, rn : Üzerinde bulunan toprakla hiç f!ikis! olmayan, yani üzerindeki topran ken­ dinden gellmedil yabanc bir anamaterya!.
{ 1) Ham Humus Formu
Eer mineral toprak üzerinde yatan ölü örtünün yaprak, çUrüntU ve humus tabakalar birbirinden belirgin bir ekilde ayrlabiliyorsa,
humus tabakas ile mineral toprak arasnda bir snr vfil.sa., bu huml.!S formu «ham humUS» olarak nitelenir. Horizon sras OL-OF-OH-Ahe/Ae eklindedir.
(2) Çürüntü Humus Formu
Yaprak, çürtintü ve· humus tabakalarnn birbirine geçii keskin de­ ildir. Çürüntü tabakasndaki bitki artklar yukardan aa iddetle
azalr. Baan çok ince bir tabaka halinde bulunur. Humus tabakasnda köeli veya yuvarlak ekilli parçacklar vardr; içlerinde kök yayl ol­ dukça sktr; bu tabakadan mineral topraa geçi yava yava olmakta­ dr. Arada keskin bir snr :yoktur. Horizoi sra.s AL-OF-OH-Ahe ek­ lindedir.
(3) Mull Humus Formu
Çok iyi biyolojik &ktivitenin bulunduu koullarda ölü örtü iddet­ le ayrtrlarak mineral topr,aa kartrlr. Bu nedenle belirgin bir çü­ rüntü ve humus tabakas varlm bir yl sürdüremez. Bunun sonucunda da horizon sras «OL-Ah» olan bir humus formu meydana gelir. OL-­ tabakas so-n yln yaprak, kabuk, vb. organik .artklarndan oluur. Bu­ nun altnda hazan çok ince bir OF- tabakas bulunabilir. Ah- horizo­ nu ise genellikle 8-10 cm'den daha kaln olup, bol humus içerir ve ince granular yapya sahiptir.
Doada bu üç humus formu arasnda geçit oluturan tipler de var­ dr, Örnein :
F- MuZl'u: OL-OF-Ah, mull tipin@ çürüntü: OL-OF-(OH)-Ah, ham humus t-ipinde çürü.ntü: Oi.-OF~OH-Ahe (bunun tipik çürüntüden fark, bu tabakalar arasnda geç'iin keskin snrl olmas, humus tabaka­ snn kompaktlan bulunmasdr).
Yeillenmi: Topran yüzünü, ölü· örtü ile birlikte diri örtü denilen toprak floras seyrek bir ekilde_ Ortmüse, d toprak hali bu deyimle ta. ntlr. Bu durumda ölü örtü rengi -ile birlikte yeil renk belirgin olaak görülür.
Yabanlam : Topran yüzü, ölü örtünün ve topran rengi g'örüle­ meyecek ekilde toprak floras tarafndan youn ·bir ekilde örtülmüse, bu durwn «yabanla§m» olarak nitelenir.
3.7
Buraya kadar topra meydana getiren madde gruplar ile bunlarn ayrlljma ve yer deitirme olayla.n sonuç,uda topran kazand genel yap, anaçizgilerJ ile aç~klannaya çalld. Bundan sonraki bölümlerde önce topra. olut'uran maddeler. ve süreçler ayrntl olarak açklanacak, daha sonra da buna göre· topran kazanm olduu özellikler belirtile­ cektir.
2 T.OPRA(!I. OLUTURAN KAYAÇLAR ve MNERALLER
Daha önce de deinildii gibi topra meydana getiren balca doal kaynaklar ikf tanedir. Bunlardan biri fauna ve floraya ,ait artklar, öte­ kisi de karakteristik mineral. toplumlarndan oluan. kayaçlardlr. Sonun­ culara «ccnakayal.ar»· veya «kayaçlar» ismi verilmektedir. Sözkonusu edi­ len bu h