toprakların fiziksel özellikleri

TOPRAKLARINFİZİKSEL ÖZELLİKLERİ04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

BİTKİ YAŞAMINI DESTEKLEYEN TOPRAĞIN SAHİPOLMASI GEREKEN ÖZELLİKLER:1. Yağmur ve sulama suyunu uygun miktarlardageçirecek kadar gözenekli olmalı, ancak aşırı su vebesin madde kaybına neden olacak kadarda büyükgözenekli olmamalı,2. Nemi bitkinin ihtiyacını karşılayacak orandatutabilmeli, taban suyunu yükseltecek kadar datutmamalı,3. Bitki kök hücrelerinin iyi havalanmasını sağlayacakkadar oksijen içermeli, ancak köklerin nemli topraktaneleri ile temasını kesecek derecede de fazlahavalanmamalı.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

MİNERAL TOPRAKLARIN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ• Toprak tekstürü,• Toprak strüktürü,• Su tutma kapasitesi,• Agregat stabilitesi,• Havalanma,• Geçirgenlik,• Toprak sıcaklığı,• Toprak rengi,• Kıvamlılık04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

İyi fiziksel yapıya sahip topraklar: Su ve besinmaddelerini tutar İyi drenajlı İyi havalanır İyi bitki kök sistemi Çalışma kolaylığı Baharda hızlı ısınır İyi biyolojikaktivite Toprak kaybı ve04.11.2012sıkışmayadirençlidir.Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

TOPRAK TEKSTÜRÜ (BÜNYE)• Bir toprak kütlesi içerisindeki bireysel taneciklerin yüzdeoranlarına toprak bünyesi / Toprak tekstürü denir• Kum, silt ve kilin nispi miktarları• Toprak taneleri: Primer ve sekonder (kümeler),• Primer toprak taneleri: Birbirine yapışmamış kum, silt, kilparçacıkları,• Sekonder toprak taneleri: Primer tanelerin çeşitli bağlayıcımaddelerle bağlanması (toprak doğal kümesi-ped, toprak işlemesonucu oluşan kümeler-kesek)Primer tanelerin• 2 mmden büyük olanlar Çakıl ve Taş (İSKELET)• 2 mmden küçük olanlar: Kum, silt, kil (TOPRAKFRAKSİYONU)04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Mineral parçacığın çapı küçüldükçe, 1 g toprakta bulunanmiktar ve yüzey alanları artar(besin madde ve su tutma gücü artar)Parçacık büyüklüğü ile yüzey alanı arasında önemli ilişki04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

HAFİF TOPRAKLAR:Kum gibi iri parçacıklardan oluşan topraklarSu tutma kapasiteleri düşük, sızdırmakapasiteleri yüksek.AĞIR TOPRAKLAR:Kil gibi küçük parçacıklardan oluşan topraklar,Su tutma kapasiteleri yüksek, sızdırmakapasiteleri düşük.Plastiklik ve yapışkanlık fazla (işlenmeleri güç).04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

MEKANİK ANALİZ• Toprağı fraksiyonlarına ayırma yüzde oranlarını tespitetme işlemi.Analizde mutlaka,• OM (yapıştırıcı), -Hidrojen peroksit ile kaynatma• Serbest demir ve alüminyum oksit (yapıştırıcı),• Ca, Mg gibi iyonlar (kümeleşme yapan)uzaklaştırılmalı –seyreltik asitlerle yıkama veyadisperse edici sodyum hidroksit, sodyum hekzameta fosfat vsmaddeler04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

DİSPERSİYON: Toprak agregatlarının kum,silt ve kil parçacıklarına ayrılması.MEKANİK ANALİZ YÖNTEMLERİ: Çökeltme, Hidrometre *** Pipet, Kühn, Sürükleme.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

• Eleme, 50 µm’e kadar• Çöktürme– Hidrometre yöntemi– Pipet yöntemi04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Hidrometre yöntemi• %5 lik toprak-su solüsyonunu iyice çalkalayın• 40. sn de hidrometre ile yoğunluk(I.okuma) ve sıcaklık okuyun.%Kil+Silt= (Düzeltilmiş 40. sn okuması/ FKT)x10004.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Hidrometre yöntemi• 2. saatte hidrometre ile yoğunluk(II.okuma) ve sıcaklık okuyun.% Kil = (Düzeltilmiş 2h okuması /FKT) x 100• % silt%Silt= 100 – [(% kum) + (% kil)]04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

• Kum• Tınlı kum• Kumlu tın• Tın• Siltli tın• Silt• Kumlu killi tın• Killi tın• Siltli killi tın• Kumlu kil• Siltli kil• KilToprak Bünye Sınıfları04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

• USDA ( ABD Tarım Bakanlığı)2 1 0,5 0,25 0,1 0,05 0,002çok kabaçok inceKaba kum orta kum ince kumsilt kilkumkum• IUSS ( Uluslararası Toprak Bilimi Birliği)2,0 0,2 0,02 0,002Kaba kum İnce kum Silt Kil04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Toprak Bünyesi İle Önemli Toprak Özellikleri Arasındaki İlişkiİnce Bünyeli Topraklar(Ağır-Killi Topraklar)Orta BünyeliTopraklar(Tınlı)Kaba Bünyeli Topraklar(Kaba Kumlu Topraklar)Su Tutma Kapasitesi BüyükSu Geçirgenliği KötüÇok Bağlı ( Kompakt)Çok Az YıkanırBitki Besin Maddesi ZenginKimyasal Özellikleri İyiTarım arazileri olaraken elverişli topraklardır.Fiziksel ve kimyasalözellikleri,kültürel önlemlerleher iki tarafa doğrudeğiştirilebilir.Su Tutma Kapasitesi DüşükSu Geçirgenliği İyiAz Bağlı (Teksel)Çok Kolay YıkanırBitki Besin Maddesi FakirKimyasal Özellikleri KötüFiziksel Özellikleri KötüGeç Isınır, Geç Tava Gelinir,İşlenmesi GüçMutlak çayır ve mer'a arazileridir.Kimyasal özellikleri iyi, fiziksel özelliklerikötü olan arazilerdir.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZFiziksel Özellikleri KötüErken Isınır, Erken Tava Gelir,İşlenmesi KolayMutlak orman arazileridir.Fiziksel özellikleri iyi, kimyasal özelliklerikötü olan topraklardır.

Elle Tekstür Tayini• Toprak tekstürünün tayini laboratuar şartlarında yapılır ancakarazi şartlarında hemen teşhis yapmak gerekebilir.• Bu amaçla bir miktar toprak orta derecede nem düzeyinegetirilip, daha sonra baş ve işaret parmakları arasında ovulur.• Bu ovma sırasında kum zımpara etkisi yapar. Şekillenmez ve elikirletmez.• Silt elde kadife hissi verir az şekillenir• Kil ise sabun hissi verir, yapışır ve şekillenir.• Tamamen uygulamayı yapan kişinin tecrübesine bağlı olarakeldeki toprağın yaklaşık olarak kumlu mu, tınlı mı yoksa killi miolduğu kestirilebilir.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

TEKSTÜR• KİL, plastik ve iyi şekil alma özelliğine sahiptir veelde iyi şekil alabilen sakız hissi bırakır.• SİLT, fraksiyonu yumuşaktır, elde unsu ve kadifehissi bırakır.• KUM fraksiyonu taneli ve pürüzlüdür, eldezımpara hissi bırakır. Kum miktarını daha sağlıklıtahmin etmek için toprak örneği daha fazlasulandırılır.• Sonuçta toprağın TEKSTÜR ÜÇGENİ’ndekitekstür sınıfı belirlenir.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Toprak Yapısı – Toprak Strüktürü• Bir toprak kütlesi içerisindeki bireyseltanelerin gruplar halinde kümeleşmesinetoprak yapısı denir.Toprak yapısı toprakların önemli bir özelliğidirve bitki gelişimi için esastır.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

•İyi yapıya sahip topraklarkök gelişimini artırır.•iyi drenaj özelliğine sahiptir.• Yüksek su tutma kapasitesinesahiptirler.•İyi havalanma ve gaz değişimözelliği gösterirler.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

• Toprak yapısı gözenekli bir yapıya sahiptir– Su hareketi– Hava hareketi• Ortam ve durak yeri hazırlar– Kökler– Çimlenen tohumlar04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Topraklarda kümeli yapınınoluşması• Organik maddenin etkisi• Adsorbe edilen katyonlar• Toprak işlemenin etkisi• Donma ve çözülmenin etkisi04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Strüktür;• Toprak içindeki su ve havanın miktarını kontroletmekte,• Hareket ve dolaşımlarını yönlendirmekte,• Toprağın erozyona uğrama derecesini kontroletmektedir.• Kurak ve sıcak bölgelerde OM az, kümeleşme de azdır,• Yağışlı/soğuk bölge topraklarında kil ve OM fazla ancakyıkanma ile alta taşınır, üst katta agregasyon iyi değildir,• Yağışlı/sıcak bölge topraklarında; kil ve OM az ancak Feoksitler fazladır ve granül yapı/agregasyon iyidir.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Mikroorganizmaların strüktür gelişimine etkisi;1. Mikroorganizmaların flamentlerinin(misel) toprak tanelerini mekanik olarakbağlaması,2. Mikrobiyal sentez ürünlerininçimentolayıcı etkileri,3. Mikrobiyal ayrışma ürünlerinin bağlayıcıetkileri04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Topraktaki strüktürel şekiller iki strüktürsüzkaynaktan oluşur;1. Teksel taneler,2. Masif Kütleler• Bazı toprak horizonlarında strüktür oluşumugörülmemektedir. strüktür oluşumu görülmeyen toprakhorizonları iki türlüdür:• MASİF, toprak kütlesi yerinden koparılmaya çalışıldığındayeni kırılma yüzeyi oluşturarak kırılan strüktürsüztopraklardır.• TEKSEL, toprak kütlesi yerinden koparılmaya çalışıldığındabireysel tanelerine ayrılarak dağılan strüktürsüz topraklardır(genellikle kum, tınlı kum tekstürlü topraklar)04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Toprak yapısıTekselMasif04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Agregat Oluşumu:a) Kolloidal kil,b) OM ve mikroorganizmalar,c) Kolloidal seski oksitler04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

• Strüktür oluşumu görülen topraklarda doğal olarak oluşmuşpedler bulunmaktadır. Strüktür tanımlaması yapılırken bupedlerin DAYANIKLILIĞI, BÜYÜKLÜĞÜ VE TİPİbelirlenir.• DAYANIKLILIK, strüktürün agregasyon (kümeleşme)derecesinin ZAYIF, ORTA ve KUVVETLİ şeklindetanımlanmasıdır.• BÜYÜKLÜK, agregetların ortalama çapına göre ÇOKKÜÇÜK, KÜÇÜK, ORTA, KABA ve ÇOK KABA şeklindegruplamasıdır.• Strüktür TİPLERİNE göre bu sınıflara giren pedlerinbüyüklük ölçüleri değişmektedir.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

• Ped: doğal toprak kümesiTOPRAK STRÜKTÜRÜ 3 KRİTERE GÖREDEĞERLENDİRİLİR:– Tip ( Pedlerin şekil ve dizilişi)– Sınıf (Pedlerin büyüklüğü)– Derece ( dayanıklılıkları)04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

1. Toprak yapısı tipleri1. Blok strüktür: Pedler küplere benzer, yatay ve düşey eksen birbirine eşit, Kil yüksek tarla topraklarının çok ıslak yada kuru olduğudönemde işlenmesiyle oluşurBlokbenzeriKöşeli blokYarı köşeli blok04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

2. Küresel strüktür: Pedler küreye benzer şekilde yuvarlak, Granüler ve furda strüktür diye 2 çeşidivar Granüler strüktür: toprak parçacıklarıküresel agregatlar halinde birleşmiş Furda strüktür: agregatların aralarındaboşluk bırakarak birleşmeleriKüreselGranülerFurda04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Toprak yapısı tipleri3. Prizmatik strüktür: Kümelerin düşey ekseni yatay eksenden büyük, Kilce zengin gley ve kahverengi topraklar ve alüviyaltopraklarda görülürPrizmabenzeriPrizmatikKolumnar04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

4. Levha strüktür: Pedler yassı levha şeklinde, Kümelerin düşey ekseni yatay eksendenküçük, Levhalar toprakta yatay konumda,LevhalıProf. 04.11.2012 Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

2. Toprak yapısı sınıflarımmÇok küçük ya da çok ince 1004.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

3. Toprak yapısı dereceleriYapısızDikkati çeken ped yok, teksel veya masifZayıfPedler çok az belirgindirlerOrtaOrta derecede iyi oluşmuş pedlerKuvvetliÇok iyi oluşmuş pedler04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Toprak strüktürünün oluşumunda rol oynayan faktörler:1. Kil, demir ve alüminyum oksitler, organik maddenin koloidal fraksiyonları,2. Yavaş yavaş çürüyen organik madde,3. Bir (Na) ve iki değerlikli katyonlar (Ca-Mg)4. Bitki kökleri (basınç),5. Mantarlar (misel),6. Toprak solucanları (dışkıları),7. İklim koşulları (yağışlı ve ılıman-lateritlerde agregatlaşma var, podzollerde iyideğil),8. Islanma ve kuruma olayı,9. Donma ve çözünme,10. Uygun koşullarda toprak işleme (sonbahar ve ilkbahar),11.Kültür bitkileri (çapa bitkileri pamuk ve şekerpancarı, mercimek strüktürbozulur, yonca ve üçgülde strüktür düzelir-rotasyon yapılmalı)12. Gübreleme04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

TOPRAK AĞIRLIĞIToprak ağırlığı, topraktaki gözenek miktarıylaalakalıdır.Toprak ağırlığı hesap edilirken iki ayrı durumudikkate almak gerekir.a) Bunlardan birincisi, sadece toprak kütlesi esasalınarak hesap edilen yoğunluktur ve topraktakiboşlukların oluşturduğu hacim dikkate alınmaz(tane yoğunluğu -ρk).İkincisi ise toprak parçaları arasında gözenek veyaboşluklar hacme katılarak elde edilen toprakağırlığıdır. Buna hacim veya görünen ağırlık - ρbdenilmektedir.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

TANE YOĞUNLUĞU ( ρk)• Tane yoğunluğu- özgül ağırlık birimi: gr/cm 3• Dünya yüzeyindeki mineral toprakların taneyoğunlukları 2.5-2.8 g/cm 3 ortalama 2,65 g/cm 3 ’dir• ρ k =W k /V k , g/cm 3• Wk_ katıların ağırlığı• Vk= katıların hacmi– Kuvars =2,65 g/cm 3– Jips = 2,32 g/cm 3– Biotit = 2,80-3,20 g/cm 3– hematit = 4,80-5,30 g/cm 304.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Tane Yoğunluğu-Özgül ağırlık•Tayin Yöntemleri–Piknometre–Hava piknometresi–Ölçü silindiri04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

• 100 g toprak tartılır,Tane yoğunluğu-Özgül ağırlık belirlemesi• 500 cm 3 silindirin yarısına kadar su doldurulur,• Toprak silindire boşaltılır, çalkalanır,• Silindirdeki su artışı belirlenir.• Örneğin bu artış 38 cm 3 olsun,• ÖA= 100 / 38• ÖA= 2.6304.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Hacim Ağırlığı ρ b• Doğal durumdaki kuru toprağın birim hacminin ağırlığı• Toprak tanecikleri arasındaki boşluklar hacmi dehesaplanarak elde edilen toprak ağırlığı) bW kV• Wk= katıların ağırlığı• V= katı ve boşluklar hacmi toplamı• Kumlu topraklarda ρ b = 1,4-1,9 g cm -3• Killi topraklarda ρ b = 0,9-1,4 g cm -3Tanelerin yoğunluğu, diziliş şekilleri, yapısı,organik madde miktarı, boşluklar hacmi, sıkışma04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Hacim ağırlığı belirlemesi• 100 cm 3 madeni silindir toprağa çakılır,• Toprak doğal durumu bozulmadan silinderealınır,• 105 derecede kurutulup tartılır,• Örneğin; 100 cm 3 hacmindeki kuru toprakboşluklarla beraber 130 g gelsin,• HA= 130 / 100• HA= 1.3 g/cm 304.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Değişik Bünye Sınıfları ve Ortalama Hacim AğırlıklarıToprağın Bünye SınıfıOrtalama Hacim Ağırlıkgr/cm 3Organik topraklarKil topraklarMilli-Kil topraklarKumlu-Kil topraklarKumlu-Killi-Tın topraklarKilli-Tın topraklarTın topraklarKumlu-Tın topraklarTın-Kum topraklarKum topraklar0.2-0.91.1-1.31.201.231.251.281.401.521.571.6004.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

BOŞLUKLAR HACMİ / POROZİTEPorozite:Toprak hacminin katı taneler tarafından işgaledilmeyen yüzdesi% Boşluklar hacmi / porozite=100- Hacim ağırlığı/Tane yoğunluğu x10004.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

BOŞLUKLAR HACMİNİ ETKİLEYENETMENLER:Organik madde: BH ………………..?Toprak işleme: BH ………………….?Boşluklar hacmi % 50 olan ve bunun yarısı büyükyarısı küçük boşluklardan oluşan topraklar fizikselyönden tarım için ideal topraklardır.• Kumlu topraklarda %35-50• Killi topraklarda %40-6004.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

ρ k = tanenin yoğunluğu (g/cm 3 )Ρ b = hacim ağırlığı g/cm 3Porozite ile hacim ağırlığıarasındaki ilişkiP1bk04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

• Topraklarda hacim ağırlığı boşluklar hacmine(porozite) bağlı olarak değişir.• Yani hacim ağırlığı toprağın strüktür durumunubelirler.• Toprak zerreleri arasındaki boşluklar hacmiartıkça hacim ağırlığı azalır.• Bunun tersine toprak sıkıştıkça hacim ağırlığıartar.• Bir toprağın hacim ağırlığı daimayoğunluğundan azdır.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

• Kumlu toprak parçacıkları fazla agregat oluşturmadıklarındanporoziteleri daha azdır.• Bu nedenle kumlu toprakların hacim ağırlıkları fazladır.• Kumlu topraklar ile kumlu tınlarda hacim ağırlığı 1,20 – 1,80gr/cm 3 arasında değişmektedir.• Killi topraklarda ise parçacıklar agregatlaşmayı oluşturarakaralarında birleşirler ve daha geniş bir porozite gösterirler.• Bu sebeple de bunların hacim ağırlıkları kumlu topraklardandaha azdır.• Kil, killi tınlı ve siltli tınlı üst topraklarda hacim ağırlığı 1,00 –1,60 gr/cm 3 arasında değişir.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Toprak Sıkışması• Nedir ?Sıkışma nedir?Toprak sıkışması, toprak taneciklerinin sıkışarakaralarındaki boşluklar hacminin azalmasıdır.Bu olay birim hacme düşen ağırlığın(hacim ağırlığı) artmasıyla sonuçlanır.Sıkışma riski topraklar nemli iken enfazladır.Kompaksiyon04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

• TOPRAK KIVAMI• Toprağın kohezyon (tanelerin birbirine yapışması) veadhezyon (tanelerin başka cisimlere yapışması)özelliklerinden doğan, dış baskılar karşısında kırılıp,dağılmaya karşı dayanıklılığını gösteren özellik.• Islak toprak kıvamı: Tarla kapasitesinin biraz üzerindekinemlilik durumu, plastiklik,• Plastiklik: Uygulanan basınç altında şekil değiştirme vekuvvet kaldırıldığında kazanılmış olan şekli koruma yeteneği.• Plastik değil: ip oluşmaz,• Hafif plastik: ip oluşur fakat çabuk bozulur,• Plastik: ip oluşur bozulması için orta derecede basınç gerekir,• Çok plastik: ip oluşur bozulması için fazla basınç gerekir.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

TOPRAK RENGİ04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

• Renk toprağın;• -Organik madde,• -Kireç veRENK• -Serbest demir oksit içeriği,• -Mineralojik bileşimi,• -Taban suyu varlığı gibi özellikleri ileilişkili bir özelliğidir.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

RENKToprak rengi, MUNSELL Renk Iskalasıyla belirlenenHÜ (hüe), VALÜ (value) ve KROMA (chroma)değerleriyle ifade edilir.HÜ: Başat spektral rengi gösterir (10R, 2.5YR, 5YR,7.5YR, 10YR, 2.5Y, 5Y gibi)VALÜ: Rengin koyuluk derecesini gösterir (2, 3, 4,..şeklinde rakamlarla ifade edilir ve rakam büyüdükçekoyuluk azalır).KROMA: Rengin saflık derecesini gösterir (1, 2, 3,...şeklinde rakamlarla ifade edilir ve rakam büyüdükçerengin saflığı artar).04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

MÜNSELL TOPRAK RENK ISKALASI• 1. Hue (ışığın dalga uzunluğu)• 2. Value ( ışığın toplam miktarı)• 3. Kroma ( doygunluk, rengin saflığı)• Munsell Renk ıskalasıProf. 04.11.2012 Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

RENK ISKALASI04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Munsell renk ıskalası nasıl kullanılır?• Güneş ışığı altında toprak keseği Münsell renkıskalasında benzeri bulunur.• Hue sayfa başında R (kırmızı), YR (sarı kırmızı),Y (sarı) ve 0-10 rakamları, Rakam arttıkçakırmızılık azalır, sarılık artar.• Value’leri gösteren rakamlar; 0 (mutlak siyah) ile10 (mutlak beyaz) arasında sıralanır. Kartın dikeykenarına paralel yukardan aşağıya sıralanmıştır.• Kroma’ları gösteren rakamlarda 0 (nötr gri) ile 10,sayfanın üst kenarına paralel sıralanır. Sayı arttıkçarenk griden kahverengimsi sarıya dönüşür.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

RENK• ÖRNEK: 10YR 3 / 4 (koyu sarımsı kahve.)HÜ VALÜ KROMATOPRAK RENGİ;-Kuru (hava kuru toprakta) ve-Yaş (ıslatıldıkça rengin değişmediği nem içeriğinde)olmak üzereiki ayrı nem içeriğinde belirlenir.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

TOPRAK RENGİRenge bakarak;• OM miktarı,• Drenaj koşulları,• Havalanma durumu,• Toprak oluşumu hakkında bilgi edinilir.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

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)04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

• TOPRAK SICAKLIĞI• Tohumların çimlenmesi,• Bitkinin büyüyüp gelişmesi,• Toprağın nem içeriği,• Strüktürün oluşumu,• Biyolojik aktiviteler,• Bitkisel artıkların ayrışması,• Besin elementlerinin yarayışlılığı,• Kaya ve minerallerin parçalanması.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

• Toprak sıcaklığını etkileyen faktörler:• Arazinin eğimi, yönü ve yüksekliği,• Enlem derecesi,• Atmosfer etkisi,• Toprak rengi• Toprak strüktürü,• Toprağın hava boşlukları,• Toprak suyu,• Bitki örtüsü,• Kar örtüsü.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

TOPRAK SICAKLIĞININ DENETİMİ:Malçlama,Sulama ve drenaj,Toprak yüzeyinin fiziksel özelliklerinindeğiştirilmesi04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Toprak Havası• Yüksek CO 2• Bitki köklerininhavalanması04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

TOPRAK HAVASIToprak havasının bileşimine etki eden faktörler:1. Toprak havasının CO 2kapsamı mevsimlere göre değişir. Yoğun köksistemi ve artan mikroorganizma nedeniyle yazın CO 2oranı yüksek, kışınise düşük olur.2. Kültür bitkileri yetiştirilen, kireçlenen, gübrelenen, sürülüp işlenentoprakların CO 2kapsamı işlenmeyen, bitki yetiştirilmeyen topraklara göredaha yüksektir.3. Difüzyonun engellenmesi nedeniyle ıslak toprakların CO 2kapsamı kurutopraklara göre daha yüksektir.4. Yüksek nem kapsamları ve buna bağlı olarak difüzyon oranının düşmesinedeniyle ince bünyeli toprakları n CO 2kapsamı kaba bünyeli topraklaragöre daha yüksektir5. Difüzyon oranlarındaki farklılık nedeniyle zayıf agregasyonlu balçıklıtoprakların CO 2kapsamı furda sütrüktürlü topraklara göre daha yüksektir.6. Atmosfer havası ile teması az olan alt toprak katlarının CO 2kapsamı,atmosferle direk teması olan yüzey katlarına göre daha yüksektir.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Toprak Suyu• Yağışlar• Sulama04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

YağışYüzey akışıTranspirasyonevaporasyonevaporasyonYarı doygun yerDoygun yerSu tablası tabanıGeçirimsiz tabakabitkilerGöllerNehirlerBitkiler, toprak ve atmosfer arasındaki ilişkileri gösterenhidrolojik 04.11.2012 döngü diyagramı Prof. Dr. Ayten (Brady, NAMLI 2012 1990). GÜZ

Toprak su içeriği ve toprakta suyun hareketi tarımsalüretimde son derece önemlidir:• Tarımsal ürünlerin tohumdan ekilişlerinde iyi birçimlenmenin sağlanabilmesi için toprakta yeterlidüzeyde nem bulunmasının gerekliliğinden başlayarakçimlenmeden sonra bitkinin iyi gelişebilmesi içingelişim periyodu boyunca toprak suyunun belli birdüzeyde bulunması gerekir.• Bitkiler tarafından kullanma, derine sızma, buharlaşmagibi yollarla topraktan kaybolan suyun sulama ya dayağışlarla telafi edilerek bitkinin istediği düzeylerdetutulması gerekir.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Toprak-bitki-Atmosfer arasındaki HİDROLOJİK ÇEVRİM04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Toprağın su içeriği:• Toprakta birim kütle veya hacimdeki suyun miktarıtoprak nemi olarak adlandırılır.• Toprak nem içeriğinin toplam kütle, toplam hacim vetoplam gözenek hacmi esas alınarak ifadesi en çokkullanılan ifade şekilleridir.• Kütle esasına göre nem içeriği toprakta bulunan suyunkütlesinin, kuru (105 °C de fırında sabit ağırlığa kadarkurutulmuş) toprak parçacıklarının kütlesine oranıdır.• Kütlece nem içeriği, genellikle yüzde olarak ifadeedilmektedir.• Hacim esasına göre toprağın su içeriği ise topraktakisuyun hacminin toprağın toplam hacmine oranı olarakifade edilir.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

• Suyun toprakta tutulması başlıca iki kuvvet yardımıylaolmaktadır:• Adhezyon= katı toprak yüzeylerinin su molekülünüçekme kuvveti. Bu kuvvet 50 Atmosfere yakın birgüçtür.• Kohezyon= adhezyon gücünün bittiği noktada sumoleküllerinin birbirini çekme gücü.• Organik ve inorganik kolloidler tarafından (organikmadde ve kil mineralleri) tutulan su tabakasınınzerreler etrafındaki kalınlığı arttıkça suyun tutulmagücü azalır ve sıfıra ulaşır..04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Topraktaki suyun tutulma güçleri: pF• pF: Toprağın su tutma enerjisi, su sütunununcm olarak yüksekliğinin logaritması• p= potansiyel,• F= suyun serbest enerjisi• Toprakta en yüksek emme gücü=10.000 atm• pF= 10 üzeri 7 cm su• Log 10 üzeri 7 ise pF= 704.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

TOPRAK SUYUNUNSINIFLANDIRILMASI04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

1. YERÇEKİMİNE BAĞLI SU gravitasyon suyu(Sızan su)Yerçekiminin etkisiyle toprak dahilinde hareket eden su• Toprakta 2.54 pF den (1/3 atm) daha düşük güçle tutulan su.• Bitkinin yararlanamadığı su• Gravitasyon suyu bazı alanlarda taban suyunun yükselmesineneden olur.• Yeraltı suları veya taban sularına ulaşan gravitasyon suyu alttoprak katmanlarında kapillar su haline dönüşebilir.• Eğer kaliteli ve iyi özellikte bir taban suyu oluşumu söz konusuise bu sudan bitkilerin yararlanması gerçekleşebilir.• Taban suyu düzeyinin sürekli yükselmesi veya bitki kökbölgesine yakın olması bitki yetiştirmeyi engelleyeceğinden butaban suyu düzeyinin yapay drenaj yolları ile daha aşağılaraçekilmesi gerekir.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

2. KAPİLLAR SU:• Gravitasyon veya yerçekimi suyunun topraktan uzaklaşıp gitmesisonucu toprakta kalan ve topraktaki küçük boşlukları (otuz mikrondandaha küçük) işgal eden su "kapillar su" dur.• Kapillar su toprak parçacıkları dahilinde adhezyon ve kohezyonkuvvetleri tarafından 1/3 ile 31 atmosfer basınç altında tutulmaktadır• pF= 2.54- 4.5• İç kapillar su: pF 4.2-4.5 pF• Dış kapillar su: pF 2.54-4.2 (bitkinin yararlandığı)/ toprağın yarayışlı sukapasitesi• Bitkilerin yararlandığı en önemli su• Bir toprak ne kadar ince bünyeli ise kapilar boşluk miktarı o kadar fazla04.11.2012 Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZolmaktadır.

Kapillarite prensibiF´ = F2r hg 2rCoshh 2Cosgr0,297D0,3h D• 20 °C deki su için;ρ=0,998 g cm -3σ=72,75 din cm -1• h= kapillar yükselişin miktarı (cm)• σ= suyun yüzey gerilimi (din cm -1 )• Ѳ= temas açısı• 2πr=borunun çevresi (cm)• ρ= sıvının yoğunluğu (g cm -3 )• g= yerçekimi ivmesi (cm sn -2 )• r= kapillar borunun yarıçapı (cm)• D= kapillar borunun çapı (cm)g=981 cm sn -204.11.2012 Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Kapillar su• 1/3 atm – 31 atm eksi basınç arasında tutulan su• Kapilar suya etki eden etmenler;– Su filminin yüzey gerilimi• Sıcaklık• Sudaki iyon derişimi– Toprak bünyesi– Toprak yapısı– Organik madde miktarı04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

3. HİGROSKOPİK SU:• Toprak kolloidleri yüzeyinde 31 atmosfer veya daha fazlabasınçla tutulan (4.5 pF den daha yüksek güçle) su.• Toprak tanecilerinin atmosferdeki su buharından tuttukları su• Toprak taneciklerinde tutulma gücü 7 pF• Sıvı durumunu ve akışkanlığını kaybettiğinden bitkilere faydalıolamaz04.11.2012 Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

4. FAZLA SU• TK ile maksimum su tutma kapasitesiarasındaki su• Yerçekimi ile alt katlara sızar• Bitkiye yarayışlı değil04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

• HAVA KURU TOPRAK (HKT)= Lab. Koşullarında kurutulantoprağın içerdiği nem miktarı• FIRIN KURU TOPRAK (FKT)= Etüvde 105 derecedekurutulan toprağın içerdiği nem (toprakta tutulma gücü: 7 pF-10.000 atm)• HİGROSKOPİK NEM= NOS, oransal nemi bilinen kapalı biratmosferde toprağın tutabildiği yüksek nem miktarı (toprakta 4.5pF te tutulduğundan hareketsiz ve bitki kullanamaz)• TOPRAĞIN HAVALANMA KAPASİTESİ= Toprağın toplamboşluk (porozite) hacmi ile hacim olarak TK sinde içerdiği sumiktarı arasındaki fark. HK % 10’dan fazla olmalı04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

TARLA KAPASİTESİ:• Suyun tutulma gücü pF= 2.54 (1/3 atm)• Su ile doygun topraktan, yerçekimi etkisiyle fazlasuyun aşağı katmanlara sızmasından sonra, topraktatutulan su miktarı.• Bünye kumdan kile doğru TK artar• Kapillar boşluklardaki artış ile TK artar• OM arttıkça tutulan su miktarı artar• Bol bir sulama veya yağmurdan sonra su ile doymuşbir hale gelen topraktan yerçekimi veya gravitasyonsuyu ayrıldıktan sonra toprak tarafından tutulan sumiktarına "tarla kapasitesi" adı verilir.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

SOLMA NOKTASIBitkinin solmaya başladığı anda toprağın içerdiği su miktarı.• Tarla kapasitesinde toprak su bakımından tavında iken, daha sonratopraktaki suyun çeşitli şekillerde azalmasıyla bitkilerin sugereksinmesini karşılayamayacak düzeyde su içerirler.• Bu durumda bitkiler turgor olayını gerçekleştiremez ve devamlısolma, pörsüme hali gösterirler. İşte bu anda toprakta bulunan sudüzeyine "solma noktası" adı verilir.• Böyle toprakların mutlaka sulanması gerekmektedir.• Suyun tutulma gücü 4.2 pF (15 atm)04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

YARAYIŞLI SU• Topraktan bitkilerin yararlanabildiği su• Toprağın tarla kapasitesi ile solma noktasındaki% nem düzeyleri arasındaki fark, toprağınyarayışlı su %' sini verir• Yarayışlı su (%)= Tarla kapasitesindeki % su- Solma noktasındaki % su04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

SU DÖNGÜSÜ04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

• Toprak suyunun hareketi sıvı halde veya gaz (buhar)halinde gerçekleşir.• Sıvı halindeki hareket; yerçekimi etkisinde kalansuyun aşağı doğru hareketi (=perkolasyon) ile olur• Kapillar hareketin tersi.• PERKOLASYON: Suyun toprak içindeki hareketi(SÜZÜLME)• İNFİLTRASYON (Sızma ile toprağın ıslanması)Suyun toprak yüzeyinden toprak içerisine hareketi04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

İnfiltrasyon hızına etki eden etmenler:• Tekstür (bünye),• Strüktür (yapı),• Gözeneklerin büyüklüğü,• OM içeriği,• Başlangıçtaki nem miktarı,• Geçirimsiz katmanlar,• Yüzey altı drenaj,• Suyun darbe etkisi (yağış şiddeti),• Agregatların dayanıklılığı• Suyun vizkositesi.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

İNFİLTRASYON HIZININ KULLANILDIĞI ALANLAR:• Sulama süresinin hesaplanması,• Uygun karık ve tava boylarının belirlenmesi,• Yağmurlama sistemlerinin planlanması,• Yüzey akışın saptanması,• Erozyon kontrol çalışmaları,• Tuzlu ve alkali toprakların ıslahı04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

• İnfiltrasyonun tersi,KAPİLLAR YÜKSELME(toprağın alttan ıslanması)• Aşağıdan yukarı doğru hareket eden taban suyu• Kum bünyeli topraklarda kapillar yükselişhızlı, killide hız azalır• Kapillar yükseliş yüksekliği kumluda az,killide orta, tında en yüksek04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Organikmadde/toprakMaksimum sututma kapa. %Nemekivalanı%SN%YarayışlıSu %Killi Tınlı Toprak 44.3 20.2 7.1 13.7Kuvars Toprak 28.3 1.4 0.57 0.83Yosun Turbası 1057.0 166 82.3 83.7Saz Turbası 374.0 112 60.8 51.204.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

YARIKURAK VE YARINEMLİ BÖLGELERDEBUHARLAŞMA KONTROLÜ•

Topraktanbuharlaşan%20-35Transpirasyon%20-35Yağış ve sulama%100Bitkilercetutulan ve daha sonrabuharlaşan%5-30Yüzey akışageçen%0-10Kılcal Yükselme%0-10Dranaj%10-30Suyun topraktan bitkiye bitkiden atmosfere ve daha sonra otmosferden tekrartoprağa hareketini gösteren toprak-bitki-atmosfer sürekliliği04.11.2012 Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

Nadas:• Amaç: Bir mevsimlik yağışı toprakta tutma,• Anız bozumu yapılmaz,• İlk baharda kaz ayağı ile anız bozulur,• Yüzey kesekli bırakılır,• Otlanma olursa kaz ayağı ile ikileme,• Otlanmada ot yolucu alet kullanılmalı,• Nadasla % 30 oranında fazla yarayışlı sudepolanır, toprakta azot miktarı artar.04.11.2012Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ

• Yağışın, her yıl üretim yapmak için yetersiz olduğu bazı kurak bölgelerde tarla biryıl boş bırakılarak o yılın suyu bir sonraki yıl için toprakta biriktirilir.• Burada amaç, trasnpirasyonu devreden çıkararak, transpirasyon ile kaybedilen suyubir sonraki yıl yetiştirilecek bitki için toprakta muhafaza etmektir.• Nadastan bir önceki yılın anızı nadas yılının ilk baharına kadar toprak yüzeyindebırakılır. Daha sonra toprak diskli pulluk ile sürülerek anızın büyük bir kısmınıntoprak yüzeyine yakın kısımlarda toprağa karıştırılması sağlanır.• Yazın, büyüyen yabancı otlar hafif kültivatör veya herbisitler ile yok edilir.• Nadasın yapıldığı yıl içerisinde topraktan su kaybı sadece toprak yüzeyindenevaporasyon ile olur.• Transpirasyon devreden çıkarılmıştır, dolayısıyla, gelişmekte olan yabancı otlaranında yok edilerek bunların topraktaki suyu kullanmalarına asla izin04.11.2012 Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZverilmemelidir.

Malçlar• Evaporasyonu azaltmak veya yabancı otları kontrol etmek için toprak yüzeyindetutulan her şey malç olarak adlandırılır.• Talaş, ahır gübresi, saman, yapraklar, bitki artıkları ve benzeri materyaller enfazla kullanılan malçlar arasındadır.• Malçlar, iyi birer evaporasyon engelleyicisi olarak bilinir ve pratikte en fazlabahçecilikte, çilek ve meyveler gibi ekonomik değeri yüksek olan bitkilerin veya sıksık kültivasyon gereği duyulmayan diğer ürünlerin yetiştiriciliğinde kullanılırlar.• Yoğun bahçeciliğin yapıldığı durumlarda kullanılmaları şiddetle önerilir.• Bitki artıkları malç olarak kullanıldıklarında evaporasyonu azaltarak toprakta önemlimiktarlarda suyun muhafazasına imkan sağlarlar.04.11.2012 Prof. Dr. Ayten NAMLI 2012 GÜZ