1241 toprak_bilimi_2013_1

89
TOPRAK BİLİMİNE GİRİŞ DERS NOTLARI PROF.DR. SONAY SÖZÜDOĞRU OK

Upload: elif001007

Post on 04-Jul-2015

334 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: 1241  toprak_bilimi_2013_1

TOPRAK BİLİMİNE GİRİŞ

DERS NOTLARI

PROF.DR. SONAY SÖZÜDOĞRU OK

Page 2: 1241  toprak_bilimi_2013_1

• Toprak bilimi:

toprakların oluşumundan , özelliklerinden ve yeryüzündeki dağılışlarını inceleyen bilim dalıdır.

Page 3: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Toprak;• arzın yüzeyini ince bir tabaka halinde kaplayan, • kayaların ve organik maddelerin türlü ayrışma

ürünlerinin karışımından meydana gelen, • içerisinde ve üzerinde geniş bir canlılar alemi barındıran, • bitkilere durak yeri ve besin kaynağı olan, • belli oranlarda su ve hava içeren

üç boyutlu bir varlıktır.

Page 4: 1241  toprak_bilimi_2013_1

İşlenebilir Tarım Arazisi 27 700 000 ha

Sulanabilir Tarım Arazisi25 853 674 ha

Sulanamayan Tarım Arazisi 1 846 326 ha

Ekonomik Olarak Sulanabilecek Arazi 8 500 000 ha

Yerüstü Su Kaynakları İle 7 900 000 ha

Yer altı Su Kaynakları İle600 000 ha

Türkiye’nin izdüşüm alanı 77 945200 ha

Page 5: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Neden toprakla çalışıyoruz?

Çok büyük bütünleştirici

Gazları üretir ve adsorbe eder

Bitki yetiştirme ortamı

Ürün elde edildiği ortam

Canlılar için ev(bitkiler, hayvanlar vd.)

Atık ayrıştırıcı

jeoloji, iklim,biyoloji ve insan tarihi için aydınlatıcı

İnşaat, tıp, seramik alanlarında kaynak materyal

Su ve atıklar için filtre

Temel doğal kaynak

Page 6: 1241  toprak_bilimi_2013_1
Page 7: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Toprak Hakkında Genel Kavramlar

• Topraklar karasal ekosistemlerin taşıyıcı unsurlarıdır.• Topraklar ekosistemlerdeki çevrim süreçlerinin

gerçekleştiği dinamik ve canlı sistemlerdir.• Toprak Bitki büyümesi için doğal bir ortamdır• Topraklar bulaşma ve kirlenmenin giderildiği sağaltıcı

bir ortamdır• Topraklar hidrolojik çevrimde önemli depolanma

ortamıdır.

Page 8: 1241  toprak_bilimi_2013_1
Page 9: 1241  toprak_bilimi_2013_1

TOPRAĞIN DÖRT ESAS YAPI MADDESİ

25%

25%

5%

45%

Hava

Su

Organik

İnorganik

Page 10: 1241  toprak_bilimi_2013_1

1.Toprağın İnorganik Yapı Maddeleri (%45)

• kayaçların fiziksel, kimyasal, biyolojik etmenlerle ufalanarak ayrışan parçaları

Toprağı meydana getiren kayaçlar:• Püskürük, Tortul, Metamorfik kayalar• (Jeoloji dersinden bilginiz var). Bu kayaçların

içerdikleri elementler bu kayaçlar ayrıştıklarında oluşan toprağa geçer.

MİNERALLER:Bir veya daha çok elementin birleşmesinden meydana gelirler.

• Primer mineraller• Sekonder mineraller

Page 11: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Yer kabuğunun derinliklerinde, içinde çeşitli maddeler ve gazlar barındıran ergimiş yüksek sıcaklıktaki magma, yer kabuğunun zayıf direnç alanlarından

yeryüzüne çıkma eğilimi gösterir. Magmanın yeryüzüne çıkması ya da yeryüzüne yakın yerlere kadar sokulmasıyla püskürük kayalar oluşur

Page 12: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Püskürük kayalar: ergimiş magmanın soğuması ile

Granit: açık renkli, iri ve orta büyüklükte mineral kristaller, iç püskürük

Kuvars ve feldispatlar, az miktarda mika, amfibol ve demir oksitler

Diorit: gri ve koyu gri renkli, iri ve orta büyüklükte mineraller, dış püskürük

Kuvars az veya yok, fazla miktarda feldispat ve amfibol ile az miktarda mika ve demir

Bazalt: koyu gri ve siyah renkli, ince taneli, dış püskürük

Kuvars yok, feldispat ve prioksen, az miktarda demir oksit ve biotit

Page 13: 1241  toprak_bilimi_2013_1

2. TORTUL KAYALAR

• Mineral materyalin sular içinde çökelmesi ve• Basınç etkisiyle pekişmesi• Aşınma ve ayrışma, taşınma, birikim ve taşlaşma• Özellikleri: tabakalı oluşum, fosillidirler, renkli, aşınma ve su

dalgası izleri taşırlarÖrnek: • Konglomera• Kum taşları, • Kireç taşları (kalker)• Dolomitler, • Şeyl

Page 14: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Tortul kayalar: ayrışma ürünlerinin pekişmesiyle

Kum taşları: griden kırmızıya kadar değişen renk, granül ve poroz strüktür

Esas olarak kuvars, bir miktar CaCO3, FeO ve kil

Şeyl: açıktan koyuya çeşitli renklerde, ince levhalı yapılı

Kil ve bir miktar organik madde

Kireç taşları: açık gri ve sarı renkli, ince taneli ve sıkı yapılı

Kalsit, dolomit ile az miktarda FeO, kil, fosfat, OM

Page 15: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Tortul kayaçların kimyasal bileşimi

Page 16: 1241  toprak_bilimi_2013_1

TORTUL KAYALAR

• Konglomera: tane boyu 20cm-2 mm

Kuvars, gnays, granitin silisli, kalkerli, killi,

demirli çimentolayıcı maddelerle

Bağlanmasıyla

* Kum taşları: kuvarsın silisli minerallerle çimentolanmasıyla

Page 17: 1241  toprak_bilimi_2013_1

METAMORFİK KAYALAR• Hem metamorfik hem tortul kayalar• Büyük basınç, yüksek sıcaklık ile değişime uğramış• Metamorfizm: 1. mevcut mineraller büyür2. Yeniden dizilir3. Yeni mineraller oluşur4. Kimileri şekil değiştirip kaybolurTortul Kayalarda Oluşanlar : Konglomera şişt, kuvarsit şist, sleyt, mikaşist,

mermer, antrazitPüskürük (Mağmatik) Kayalardan Oluşanlar : Granit gnays, Serpantin biyotit

şist, klorit şisti, hornblende şisti (Bazalttan)

Page 18: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Metamorfik kayalar: sıcaklık ve basınç altında değişime uğrayarak

Gnays: açık ve koyu renkli, yapraklı tektür

Granitlerden oluşur

Şist: yapraklı strüktür Bazalt ve şeylerden oluşur

Kuvarsit: açıktan koyuya değişen renk, sıkı yapılı

Kum taşlarından oluşur

Sleyt: griden siyaha kadar, sıkı ve yumuşak tekstür

Şeylerden oluşur

Mermer: beyazdan kırmızıya, yeşil veya siyah, sıkı yapılı, ince ve kaba tekstür

Kireç taşlarından oluşur, kalsit ve dolomitten ibaret olup az miktarda FeO

Page 19: 1241  toprak_bilimi_2013_1
Page 20: 1241  toprak_bilimi_2013_1
Page 21: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Mineral:• Doğada bulunan, genellikle inorganik, belli fiziksel

ve kimyasal özellikleri olan, kristal şekle sahip, katı (sıvı-civa) olan homojen cisimler.

• 107 element (90 doğal, 17 yapay)

• Primer mineraller: ergimiş magmanın soğuyarak sertleşmesi (kuvars, feldispatlar)

• Sekonder mineraller: primer mineralin sıcaklık gaz ve sıvı etkisi ile değişimi (kil, hematit, limonit, jips)

Page 22: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Mineraller

1. Oksit ve hidroksit mineraller: Oksijenin silisyum ve demir ile birleşmesi (hematit/Fe2O3 oksit, limonit (Fe2O3.3H2O hidroksit)

2. Karbonat mineraller: Ca ve Mg gibi bazik bileşiklerin karbonik asit (H2CO3) ile birleşmesi

3. Silikat mineralleri: Na, K, Ca, Mg, fe ve Al’un silis asitlerle (H4SiO4) birleşmesi

Page 23: 1241  toprak_bilimi_2013_1

1. DEMİR OKSİTLER2. Magnetit (iri taneler halinde)3. Hematit (Fe2O3)4. Götit5. Limonit (H2Fe2O4).H2OYumuşak ve ağırdır

KUVARS• SiO2 • En fazla bulunan mineral• Sert, çeliği çizer, HF hariç aside dayanıklı• Kırmızı-sarı demiroksitlerden ibaret manto ile kaplı

kum taneleri

Page 24: 1241  toprak_bilimi_2013_1

KARBONATLAR

1. Kalsit (mermerin ana yapı maddesi)2. Magnezit 3. Dolomit4. SideritKireç taşlarının ana yapı maddeleri

MİKALAR

• K, Mg, Na ve Li un silikatları• Levha şekilli1. Muskovit= beyaz renkli (K –Al silikat), dayanıklı2. Biotit= siyah renkli (Fe ve Mg-Al silikat) kolay ayrışabilirPüskürük kayalarda var

Page 25: 1241  toprak_bilimi_2013_1

• FOSFATLAR• Apatit (3Ca3(PO4)2.CaF2• Strengit (Fe)• Miktarları az• Püskürük kayalar• Humid bölgelerin asit toprakları• Fe, Al, organik fosfatlar

• FELDİSPATLAR

• Na, Ca ve Mg alumino silikatlar (susuz)• Püskürük ve tortul kayada % 60• Sert, beyaz, sarı, pembe, kırmızı renklerde• Ortoklas (K) çok yaygın

Page 26: 1241  toprak_bilimi_2013_1

• AMFİBOL-PİROKSENLER• Ca, mg, Na alumino silikatlar• Hornblend: metamorfik ve püskürük• Bulunduğu kayalar: granit, siyenit, gnays• Cilalı, parlak görünümlü• Koyu yeşil ve siyah• Püskürük kayalarda % 17• TURMALİN• Kil oluşumunda önemli Fe ve Mg içeren borlu mineral• Boro –Al silikat• Miktarları az• Nemli bölgeler

Page 27: 1241  toprak_bilimi_2013_1

PİRİT-JİPS

PİRİT:Fe ve S kaynağı

JİPS:Arid bölge topraklarındaCaSO4.2H2OSusuz jips- AnhidritAlkali toprak ıslahı

Page 28: 1241  toprak_bilimi_2013_1

2.

Toprağın Organik Yapı Maddeleri (%5)

–genelde toprakların yüzeyinde bulunan , ölü, bitkisel, hayvansal atıklar ve mikroorganizmalar–Mineral toprakta %0.5-12 arasında

organik madde bulunur.–toprak kalitesi üzerine önemli etkisi

vardır–humus

Page 29: 1241  toprak_bilimi_2013_1

3. Toprak suyu (%25)

• Yağışlar- İdeal toprakta % 25- Yerçekimi ile alt katlara sızma- Buharlaşma- Boşluklarda tutulma- Yerçekimine karşı tutulmuş su- Drenaj

Page 30: 1241  toprak_bilimi_2013_1

4. Toprak havası (% 25)

• Gaz faz– miktarı su ile ters orantılı, – O2 atmosfer havasına göre az– CO2 atmosfer havasına göre fazla – CO2 önemli (karbonik asit oluşumu), – Toprak havasının CO2 içeriği mevsime göre

değişir. Mikroorganizma faaliyetleri ile yazın fazla kışın düşük

– Tekstür

Page 31: 1241  toprak_bilimi_2013_1

TOPRAK ANA MATERYALİ

• Toprağın meydana geldiği materyaldir.• Toprağın oluşumuna etki eden faktörlerden biridir.• Topraklar, kaya ve minerallerin, organik maddenin

ayrışması ve parçalanması sonucu oluşan ana materyaller üzerinde bazı faktörlerin etkisi ile oluşur.

• Farklı iklimlerde farklı topraklar oluşurken aynı iklim özellikleri olan bölgelerde farklı ana kayalardan oluşmuş ana materyaller üzerinde farklı topraklar oluşabilir.

• 1870 yılında Rus Jeolog Dokuchaiev ilk olarak toprak Bilimininin temelini atmıştır. Ülkemizde ise Prof. Dr. Kerim Ömer Çağlar Toprak Biliminin gelişmesine öncülük etmiştir.

Page 32: 1241  toprak_bilimi_2013_1

TAŞINMIŞ MATERYAL1. SULARLA TAŞINMIŞ MATERYAL

Taşınmış materyaller içerisinde özellikle akarsular tarafından depolanan

aluviyaller önemli yer tutmaktadır.• Aluviyal materyallerden gelişen topraklar yeryüzünde çok az

bir alan (590 milyon hektar) kaplamakla birlikte bu topraklar yeryüzünde yaşayan insanların gereksinimlerinin yaklaşık üçte birini karşılamaktadır

Page 33: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Alüviyal ana materyal

*Eğimli yüzeylerin bulunduğu yerlerde

*Alüviyal topraklar akarsular tarafından oluşturulmaktadır, dolayısı ile dağılışları akarsuların dağılışına bağlıdır.

• * Akarsuyun olmadığı yelerde alüviyal topraklar oluşmaz. Aluviyal ana materyal üzerinde oluşan topraklar derin ve düzdürler. Taşkın ve tuzlanma sorunu

• Taşkın ovaları (taban seviyesi)• Teras-taraça-seki• Delta

Page 34: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Taşkın ovaları/

Taban seviyesi

• Akarsuyun denize döküldüğü ve derine doğru aşındırmanın sona erdiği yere taban seviyesi denilir.

• Akarsuyun hızı ve gücü taban seviyesine gelince azalır ve burada taşıdığı materyali biriktirir ve bu birikim sonucu taşkın ovaları oluşur.

• Deltadan farkı?

Page 35: 1241  toprak_bilimi_2013_1

2. RÜZGARLARLA TAŞINMIŞ ANA MATERYAL

A. Kumullar (karasal ve kıyı)

B. Volkanik küller

C. Lösler (çernozyem) Çin, USA Missisipi

Page 36: 1241  toprak_bilimi_2013_1

LÖS:İnce tozların, çöllerden daha nemli alanlara

taşınması ve orada yığılması sonucu oluşan kalın toprak örtüsüne lös denir.

Lösler genellikle tabakalaşmamış, gözenekli ve çok verimli topraklardır.

• Ülkemizde böyle çok kurak bölgeler yoktur.

• Rüzgar etkilerini en iyi görebileceğimiz bölge İç Anadolu Bölgesidir.

Page 37: 1241  toprak_bilimi_2013_1

3. BUZUL ANA MATERYALİ (moren)

Buzulların, vadi ve yamaçlardan koparmış oldukları kaya parçalarına taş ve topraklara moren (buzultaş) denir.

Ülkemizde bugünkü yer şekillerinin oluşumunda en az etkiye sahip dış kuvvet buzuldur.

Buzulun etkisi 2000m ‘den sonra başlar.

Buzul görülen başlıca dağlar;

Ağrı, Nemrut Kaçkar Erciyes, Süphan

Page 38: 1241  toprak_bilimi_2013_1

4. YERÇEKİMİ İLE TAŞINMIŞ ANA MATERYAL (kolluviyal-endisol)

•Jeolojik materyalin parçalanıp taşınmasıyla zayıf A1 oluşumu gösteren topraklardır.

•Kolluviyaller değişik zamanlardaki taşkınlara göre profillerinde yatay katlar şeklinde dizilim gösteren aluviyallere komşudurlar.

•Kollüviyaller yüksek arazi topraklarının aşınıp taşınmasıyla oluşurlar.

•Aluviyal topraklar gibi AC horizonludurlar. Bağ bahçe tarımına uygundur.

•Ancak alluviyallerin üst katmanı daha koyu renkli ve organik maddece daha zengindir.

Page 39: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Kolluviyal topraklar ile alluviyal topraklar arasındaki başlıca farklılıklar:

• Kolluviyaller toprak katları bakımından homojen değildir, alt katları kaba ve orta bünyelidir,

• Kolluviyal’lerin taş ve çakıllarının kenarları köşeli, • Kolluviyal’ler daha eğimli arazilerde bulunurlar ve eğim,

materyalin taşınmış olduğu yöne doğru artış gösterir. • Kolluviyal’ler, Belirgin renk özelliklerine sahip değildirler, ait

oldukları materyalin renk ve özelliklerini taşırlar. • Kolluviyal’ler , Geçirgenlik ve doğal drenajlarının çok iyi olması

nedeniyle herhangi bir tuzluluk problemi göstermezler. • Kolluviyal’ler , Taşınmalarında etken faktör yer çekimidir.

Page 40: 1241  toprak_bilimi_2013_1

YERYÜZÜ KABUĞUNDA EN FAZLA BULUNAN 8 ELEMENT

Elementler Ağırlık % Hacim % Oksitler Ağırlık %

OO 46.646.6 91.7791.77

SiSi 2.772.77 0.880.88 SiOSiO22 59.359.3

AlAl 8.18.1 0.760.76 AlAl22OO33 15.115.1

FeFe 5.05.0 0.680.68 FeFe22OO33 7.27.2

CaCa 3.63.6 1.481.48 CaOCaO 7.97.9

NaNa 2.82.8 1.601.60 NaNa22OO 3.83.8

KK 2.62.6 2.142.14 KK22OO 3.13.1

MgMg 2.12.1 0.560.56 MgOMgO 3.53.5

Page 41: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Toprakta en fazla bulunan primer ve sekonder mineraller

Primer SekonderKuvars Kalsit

Ortoklas Dolomit

Muskovit Jips

Biotit Apatit

Hornblend Limonit

Olivin Hematit

Zirkon Gibsit

Plajioklas Opal

Augit Kil

Page 42: 1241  toprak_bilimi_2013_1

KİL MİNERALLERİ

• Feldispat, mika ve diğer silikat ayrışması ile oluşan

• HİDRO ALEMİNYUM veDEMİR SİLİKAT• Sekonder minerallerNa, K, Ca, Mg’u yıkanmaya karşı

korur• Kuvvetli adhezyon ve Su tutma kapasitesi

Page 43: 1241  toprak_bilimi_2013_1

TOPRAK ANA MADDESİ 3. ORGANİK ANA MATERYAL

• Humid bölgelerde• Eski göl yataklarında• Oluşumda esas: yavaş çürüme (düşük sıc., oksijen

noksanlığı, fazla su)• Turbalar:• 1. Çökelti• Lifli• Odunsu

Page 44: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Toprak oluşumunda etken fiziksel, kimyasal ve biyolojik etmenler

Aşınma- Ayrışma- Birleşme

• Fiziksel Etmenler

1. Kaya ve mineralin şekil ve büyüklüğünü değiştiren aşınma – parçalanma

2. Kimyasal ve minerolojik yapı değişmez

Page 45: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Fiziksel Parçalanma

Kayalar, yağış, sıcaklık, rüzgar gibi iklim koşullarının etkisiyle parçalanır.

Parçalanan kayalardan taş ve çakıl meydana gelir. Bunlar ya oldukları yerde, yada taşınarak biriktikleri başka bir yerde parçalanmaya devam ederler.

Page 46: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Fiziksel Etmenler

• Sıcaklık Değişmeleri:Yaz-Kış, Gece ve Gündüz sıcaklık farkları

• Hareket eden Su-Buz-Rüzgarın etkisi• Biyolojik varlıkların etkisi

(yosun-liken)

Page 47: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Kimyasal Etmenler1. Yükseltgenme (oksidasyon) Yükseltgen: Kimyasal reaksiyonlarda elektron alarak

(indirgenerek) karşısındakini yükseltgeyen maddeYükseltgenme: Elementlerin elektron vererek bir

değerlikten daha yüksek değerliklere geçmesiYükseltgenme basamağı: Bir elementin elektron alarak

veya elektron vererek aldığı değerlik, elektriksel yük.

Yükseltgenme reaksiyonu: Elementlerin, oksijenle yaptığı reaksiyon Demirsülfat, karbonat, silikat tuzları

Page 48: 1241  toprak_bilimi_2013_1

• YÜKSELTGENME

• Zn0 --> Zn+2 + 2e- burada Zn0 dan Zn+2 ye 2 e- vererek yükseltgenmiştir. • 3 Mg Fe SiO4 + 3H2O --------H4Mg3Si2O9 + SiO2 + 3FeO +

4FeO + 3H2O +O2 -------------2FeO3.3H2O• Olivin-Serpantin-Ferrooksit—Limonit

• İNDİRGENME

• İndirgenme Bir maddenin elektron alması olayıdır. Cu+2 + 2e- --> Cu0

Cu+2' den 2e- alarak Cu0 a indirgenmiştir

Page 49: 1241  toprak_bilimi_2013_1

İNDİRGENME

• Derinlerde, • kötü drenajlı, • suyun hava boşluklarını doldurduğu

topraklarda,• Havanın yeterli olmadığı koşullarda• Nitrat ve Sülfat----elementel azot ve kükürt

Page 50: 1241  toprak_bilimi_2013_1

HİDROLİZ

• Suyun serbest H iyonlarının katyonlarla yeni bir bileşik meydana getirmek üzere yer değiştirmesi

• KAlSi3O8 + HOH---HAlSi3O8 + KOH

mikroklin-------------asitsilikat

• Feldispat, mika, silikat mineralleri

Page 51: 1241  toprak_bilimi_2013_1

HİDRASYON

• Suyun toprak minerallerine bağlanması• Fe2O3+ 3H2O-------2Fe2O3.3H2O• Yumuşar, esneklik ve parlaklığını kaybeder, hacimleri

artar• Kuruduğunda su kaybederek dehidrastona uğrar• Feldispat, amfibol, piroksen, mika• Hematit---limonit• Ferrooksit---limonit

Page 52: 1241  toprak_bilimi_2013_1

KARBONASYON

• CO2 ‘nin hidroliz sonucu açığa çıkan metalik hidroksitleri karbonat ve bikarbonata dönüştürmesi

• 2 KOH +CO2---K2CO3 + H2O• Oksidasyon, hidroliz karbonasyon iç içe

meydana gelir.• Ca=Kil +2H2CO3--H-Kil+Ca(HCO3)2

Page 53: 1241  toprak_bilimi_2013_1

SOLUSYON

• Karbonik asitin çözmesi• Kireç taşının karbonik asit içeren sularla

çözülmesi• CaCO3 + H2CO3---Ca(HCO3)2• Kalsiyumbikarbonat, sularda kireç taşından

daha kolay çözünür.

Page 54: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Toprak Oluşturan Faktörler

Ana Materyal

Topoğrafya

Zaman

İklim

Biosfer

Orman Toprağı

Bu beş faktör birlikte çalışarak horizon adı verilen tek bir toprak profilini meydana getirir.

Page 55: 1241  toprak_bilimi_2013_1

İKLİMİN etkisi• Sıcaklık faktörü, kayaların fiziksel ve kimyasal

ufalanmalarını etkiler. • Yağış (ya da nem), ana kayanın kimyasal

ufalanmasına (çözünmesine) ve üst katmandaki çözünebilen maddeleri alt katlara taşır. Karasal iklimin toprak oluşumu üzerine etkisi genellikle olumsuz olup buralarda topraklaşma süreci yavaş işler,

• Toprak oluşumunu sağlayan fiziksel ve kimyasal olaylar çoğunlukla yılın ilkbahar ve sonbahar mevsimleriyle sınırlı kalır.

Page 56: 1241  toprak_bilimi_2013_1

İKLİM

• Aktif faktör• Yağış ve sıcaklık• Yağışlı bölgelerde, toprak üstü H ce zenginleşir asit

toprak oluşur• Kurak bölgelerde bazik element fazla alkalin toprak

oluşur• Benzer sıcaklıkta artan yağış ile kil oluşumu hızlanır• Benzer yağış alan bölgede artan sıcaklık ile kil

oluşumu hızlanır• Diğer etmenlerle etkilidir

Page 57: 1241  toprak_bilimi_2013_1

• Doğu Anadolu’da Erzurum—Kars platolarındaki topraklar,

yazları kurak karasal iklimin etkili olduğu yörelerdeki (Orta Anadolu Bölgesi) topraklardan çok farklıdır. Buradaki topraklar uzun boylu çayırlar altında oluşmuş, esmer renkli (çernozyem) topraklardır.

Page 58: 1241  toprak_bilimi_2013_1

ANA MATERYAL FAKTÖRÜ

• Toprağın altında bulunan ve ayrışarak toprağı oluşturan materyale ana materyal ya da ana kaya denir.

• Ana materyal, granit, bazalt gibi çok sert bir kütle olabileceği gibi, çakıl, kum veya volkan kumu gibi gevşek materyal de olabilmektedir

Page 59: 1241  toprak_bilimi_2013_1

ANA MATERYAL FAKTÖRÜ

Pasif faktör (iklimin hakim etkisine boyun eğer)

• Ana kayalar çeşitli olaylarla ayrıştıkları zaman bünyelerinde bulunan maddeler serbest kalır. İşte yeni oluşacak toprağın rengi, geçirimlilik derecesi ve bitki besin maddeleri, ayrışma sonucu açığa çıkan bu maddelere göre belirlenir.

Page 60: 1241  toprak_bilimi_2013_1

ANA MATERYAL FAKTÖRÜ• Bazı ana kayaların (kumtaşı, kuvarsit, gnays gibi) ayrışması

sonucu bol miktarda kum açığa çıkar. Böyle ana kaya üzerinde kumlu topraklar oluşur.

• Killi-kireçli ana kayalar üzerinde ise koyu renkli ve geçirimsiz topraklar oluşur. Türkiye’deki ovalarda genellikle bu topraklar yaygındır.

• Kireç taşı üzerinde CaCO3 in ayrışması sonucu kızıl renkli topraklar (terra—rossa) oluşur. Bu topraklar kireçli arazideki çukurluklarda ve çatlaklarında meydana gelmektedir.

• Sert ye siyah renkli bir volkanik taş olan bazaltın üzerinde koyu renkli ye bitki besin maddesi yönünden zengin topraklar meydana gelmektedir

Page 61: 1241  toprak_bilimi_2013_1

BİOSFER-CANLILAR

• Aktif faktör• Bitkiler, yağmur sularının toprağa sızmasını

sağlar• OM sağlar• Erozyondan korur ve hızlı toprak oluşumuna

olanak hazırlar

Page 62: 1241  toprak_bilimi_2013_1

CANLILAR

• Orman toprakları, çayır mera topraklarına göre daha asit

• İğne yapraklı ağaçlar altında kuvvetli asit topraklar (uzun süre toprakta kalır)

• Geniş yapraklı ağaç altlarında asitlik daha az (hızla ayrışıp bazik elementleri bırakırlar

Page 63: 1241  toprak_bilimi_2013_1

BİYOLOJİK Etmenler

• Liken, mantar, bakteri, solucanLiken (mantar-alg ortak

yaşam)mantarın ayrıştırıcı

özelliğini kullanarak kayanın üzerini

yavaş yavaş ayrıştırır ve

kayanın rüzgar ve yağmur ile parçalara

ayrılmasına neden olur.

Page 64: 1241  toprak_bilimi_2013_1

MANTAR/BAKTERİ

Page 65: 1241  toprak_bilimi_2013_1

LİKENLER

• Toprak altından yüzeye çıkan bir kaya hiçbir yaşam belirtisi göstermez.

• Oraya ilk ulaşan rüzgar ve yağmurla taşınan likenlerdir.

• Likenler kayayı parçalar, liken popülasyonları ve atıkları kaya çevresinde az da olsa organik bir birikim yaratırlar.

• Sonunda çalımsı bitkiler, ağaçlar büyümeye başlar.

Page 66: 1241  toprak_bilimi_2013_1

HAYVANLAR;

• Toprakta dehlizler açar• OM’yi inorganik materyalle karıştırır• Solucanlar, toprağı vücutlarından geçirerek fiz.

ve kim. değişime yol açar.

Page 67: 1241  toprak_bilimi_2013_1

SOLUCANLAR•açmış oldukları galeriler •dışkılarının içermiş

olduğu yüksek besin maddesi nedeniyle toprak verimliliği

•stabil agregatların oluşumu

•toprak strüktürünün iyileştirilmesi

•toprakların infiltrasyon ve su tutma kapasitelerinin artırılması gibi bir seri fiziksel özellik üzerine olumlu etkileri bulunmaktadır.

Page 68: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Bitkiler;

• iklimi değiştirir (ormanlar iklimi yumuşatır,• Rüzgarları keserek buharlaşmayı azaltır,• Yüzeyden akan suyu kontrol eder

Page 69: 1241  toprak_bilimi_2013_1

• 1cm toprak için 150-350 yıl gereklidir. • Tarım için en az 60 cm toprak gereklidir. • En uygun şartlar altında tarım toprağı 20.000

yılda oluşur.

Page 70: 1241  toprak_bilimi_2013_1

TOPOĞRAFYA (ARAZİ ŞEKİLLERİ)

• Pasif etmen• Benzer iklim ve ana materyalde dik eğimli arazilerde

(düze göre) toprak kalınlığı az • Az eğimli arazilerde toprak profili daha derin, bitkiler

daha bol, OM daha yüksek• Çukur arazilerde turba oluşumu• Kuzey yönlerinde (nemli ve serin) özellikle kurak

bölgelerde bitki gelişimi daha iyi

Page 71: 1241  toprak_bilimi_2013_1

ZAMAN

• Pasif etmen• Genç, olgun, yaşlı toprak

• Nemli bölgede oluşan toprak, kuru bölgede oluşandan daha olgundur

Page 72: 1241  toprak_bilimi_2013_1

  Toprak Oluşumu

C

A

C C C

A A

B

B

E

AnaMateryal

Genç Toprak

Olgun Toprak

Page 73: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Horizonların Belirlenmesi ve Tanımlanması

Toprak profili Tekniği

Horizonlar arasındaki farkları ve özellikleri belirlemek için en üstten başlayarak profili gözle.

Her bir horizonu açık olarak tanımlamak için horizonun alt ve üst kısmına bir çubuk veya işaretleyici yerleştir.

Not alınabilecek her şeye (farklı renkler, şekiller, kökler, taşların büyüklüğü ve miktarı, küçük koyu nodullar-konkresyonlar, solucanlar, veya diğer küçük hayvanlar ve böcekler, solucan kanalları gibi) bak.

Çok kuru veya arid koşullarda oluşmuş bir toprak profi örneği

(New Mexico, USA)

Page 74: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Açılmış Profil (Yol kesiği, inşaat temeli) Tekniği

Toprak çukuru tekniğindeki uygulamaları takip et.

Horizonların Belirlenmesi ve Tanımlanması

Toprak profilinin yüzeyini dik olarak yaklaşık 2 cm kalınlığında kazıyarak taze toprak yüzeyi aç.

Page 75: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Burgu Tekniği

1. Toprak profillerinin benzer olduğu ve dört adet delik açabileceğin yerleri tespit et.

3. Burguyla çıkardığın toprakları 1 m uzunluğunda olacak şekilde birleştir ve yay.

2. Birinci deliği açacağın yerin yakınındaki yüzeye bir naylon torba, muşamba, örtü vb. yay.

4. Her horizonu belirle ve burgu deliğinin derinliğini kullanarak kalınlığını ölç.

Horizonların Belirlenmesi ve Tanımlanması

Page 76: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Yüzey Örneği Tekniği

1. Küçük bir alandan toprağın üst 10 cm kısmını dikkatlice uzaklaştırmak için bir bahçe çapası veya kürek kullan ve yüzeye koy.

Çok derin çukurların açılamadığı yerlerde toprak karakterizasyonu için bir horizon örneği alındığında bir başka seçenek üst toprağın 10 cm lik kısmını kullanmaktır.

2. Bu örneği bir horizon olarak kabul et ve özelliklerini karakterize etmek için işlem yap.

Horizonların Belirlenmesi ve Tanımlanması

Page 77: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Horizon ÖzellikleriToprak Strüktürü

Toprak strüktürü, toprağın fiziksel ve kimyasal özelliklerini yansıtan bir biçimdir. Toprak strüktürünün her bir ünitesi kesek olarak adlandırılır. Muhtemel strüktür çeşitleri:Strüktürlü: Granuler Blok benzeri

Prizmatik Kolumnar Levhalı

Gerçek boyut

Gerçek boyut

Gerçek boyut

Strüktürsüz: Tek taneli MasifKalem 19 cm dir

Nisbi oran için elle bak

Page 78: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Toprak Rengi

Munsell Rakamlar ve İşaretler Sistemi

Global renk kartında bulunan her rengin Munsell kodu toprak rengini tanımlayan bir üniversal Rakamlar ve İşaretler Sistemidir.

7.5 YR 4/3

Sayı ve harf sembollerinin birinci kısmı hue yi simgeler.

� (Y=Sarı, R=Kırmızı, G=Yeşil, B=Mavi, YR=Sarı Kırmızı, RY=Kırmızı Sarı).

Horizon Özellikleri

Page 79: 1241  toprak_bilimi_2013_1

� Düşük kromalı renkler bazen açık olarak isimlendirilirken, yüksek kromalı renkler fazla koyu, güçlü veya canlı olarak ifade edilir. Nötr renkler için ıskala sıfırda başlar.

Toprak Rengi

Munsell Rakamlar ve İşaretler SistemiGlobal renk kartında bulunan her rengin Munsell kodu toprak rengini tanımlayan bir üniversal Rakamlar ve İşaretler Sistemidir.

7.5 YR 4 / 3

Öndeki sayı Value (Rengin Parlaklığı).

� Value değerleri saf siyah renkten (0) saf beyaza (10) kadar değişir.

Sondaki sayı Chroma (Rengin Yoğunluğu)

Horizon Özellikleri

Page 80: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Chroma

Toprak Rengi

Munsell Rakamlar ve İşaretler Sistemi

Hue Value

Hue Value Chroma

Soil Renk Kartı Sayfaları

Horizon Özellikleri

Page 81: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Toprak Rengi

1. Her bir horizondan bir kesek al ve bir kağıda ıslak, kuru veya nemli olarak not koy. Kuru ise su püskürtücü ile yavaşça ıslat.

2. Güneşe doğru tut.

3. Keseği kır ve toprak renk kartı ile iç yüzey rengini karşılaştır.

Not: Bazen, bir toprak örneği birden fazla renge sahip olabilir. Gerekli ise en fazla 2 rengi kaydet ve dominant ve alt renk olarak numarala. 

Horizon Özellikleri

Page 82: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Toprak Profili

Toprağın ana materyaline kadar uzanan bütün horizonların düşey kesitine toprak profili denir.

Page 83: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Toprak profilinde farklı katmanlar çeşitli sembollerle belirtilir.• Her horizonun sembolü orijinal materyalden olan farklılığı belirtmektedir. Ayrıca katmanlar arasındaki farklılığı belirtir.

Büyük harfler ana horizonları, küçük harfler buna ek olarak ana horizon ve katmanın özel karakteristiklerini, arabik sayılar ise bunlara ek olarak hem bir horizon veya katman içersindeki dikey alt bölümleri ve hem de kesiklikleri göstermek için kullanılmaktadır.

Page 84: 1241  toprak_bilimi_2013_1

Toprak Horizonlarının İsimlendirilmesi

• Toprak horizonları genetik gelişme ve ana materyalden farklılıkları belirten O, A, E, B, C, R, harfleri ile gösterilir.

• “O” Horizonları: Genellikle serin ve yağışlı bölgelerin orman topraklarının en üst katını oluşturan “organik horizonlar”dır.

Page 85: 1241  toprak_bilimi_2013_1

• A HorizonlarıToprak yüzeyinde veya bir”O” horizonunun altında

oluşmuş mineral horizonlar olup• –1. İyi ayrışmış organik maddenin birikerek mineral

fraksiyonlarla iyice karışması ile karakterize edilmekte ve aşağıda açıklanan E veya B horizonlarının temel karakteristiklerini taşımamakta, VEYA

• – 2. Toprak işleme, mera kültürü veya benzer çeşitteki toprak karıştırma

• işlemlerinin sonucu ortaya çıkan özellikleri içermektedir.

Page 86: 1241  toprak_bilimi_2013_1

• E HorizonlarıSilikat killeri, Fe, Al, OM ve bunların farklı kombinasyonlar

şeklinde taşınmalarının esas görünüm olduğu mineral horizonlardır.Geriye kum, silt iriliğinde veya diğer ayrışmaya karşı koyan mineraller kalmıştır.

Bir E horizonu üstündeki A horizonundan önemli derecede açık renktedir ve çok az OM’ye sahiptir.

Aynı şekilde altındaki B horizonundan daha yüksek kroma rengi, daha kaba tekstürü ile ayrılabilir.Yeri O veya A nın altı B nin üstü olmakla birlikte

• değişebilir.

Page 87: 1241  toprak_bilimi_2013_1

• B horizonları– Silikat killerinin, (Tekstürel B veya B2t) demirin aliminyum veya

humusun, (Podzol B veya B2ir, B2h veya B2ir,h) birinin veya birkaçının illuviyal birikimidir.

• – Seski oksitlerin (Al 2O3,Fe2O3) veya silikat killerinin, yalnız birinin veya herikisinin birlikte, yerinde (resudial) birikimidir.

• – Bu horizon, karbonatların veya daha fazla erir tuzların yıkanması dışındaki olaylarla oluşmuştur (seskioksidikB veya Latosolik B).

• – Demir illivasyonu görülmediği halde, altındaki ve üstündeki horizonlardan daha koyu,daha kuvvetli veya daha kırmızı renkleri vermeye yeterli seskioksit zarlarına sahip horizon

Page 88: 1241  toprak_bilimi_2013_1

• B =(B2) horizonları:• Humus podzol B (B2h), demir podzol B (B2ir),

humus-demir podzol B (B2h,ir) , tekstürel B (Bt veya B2t ), seskioksidik veya Latosolik B, renk B =(B), strüktürel B=(B)’dir.

• esas olarak bir ana horizon özellikleri yanı sıra ikinci derecede diğer horizonun özelliğini taşıyan

geçiş horizonları; AB, EB, BE, BC

Page 89: 1241  toprak_bilimi_2013_1

ÖrnekAna horizon ve katmanlar içersindeki alt

ayrımlar

• a: iyi ayrışmış organik materyal. O horizonu ile birlikte. • b: örtülü genetik horizon. Örtülmeden önce genetik özellik kazanmak.

• c: konkresyon olan veya olmayan sert nodüller. Fe, Al, Mn, Ti gibi e: orta derecede ayrış organik materyal f: donmuş toprak, devamlı, buzlu g: kuvvetli gleyleşme. Taban suyu,

h: organik maddenin illivial birikimi. Bh. • i: az ayrışmış organik materyal• k: karbonatların birikimi