Organik Tarımda Toprak Strüktürü
Topraktaki katı maddeleri oluşturan taneciklerin değişik bağlayıcı maddelerin etkisiyle meydana gelen dizilme (istiflenme) şekline toprak strüktürü (yapısı) adı verilir. Toprakta bulunan kum, mil ve kil gibi farklı boyutlardaki katı zerreler ayırımlı bağlayıcı unsurlar olan organik madde, kireç, mikrobiyal salgılar vb. yardımıyla bir araya gelmekte ve yapışarak toprak agregalarını oluşturmaktadır.
Toprağın strüktürü toprağın bünye durumlarının etkisine bağlı olarak değişir, bu sebeple toprak strüktürlerinde meydana gelen değişiklikler; toprak nemi, toprağın havalanma durumu, bitki besin maddelerinin yarayışlılığı, mikroorganizma faaliyetleri, volüm ağırlığı, toprağın gözenekliliği üzerine dolayısıyla topraktaki besin maddelerinin bitkiler tarafından alınmasını da etkilemektedir. Bir toprak killi bünyeye sahip olduğu zaman, topraklara granüler bir yapı kazandırılmadığı takdirde, toprağın havalanması ve suyun topraktaki hareketi yönünden bitkilerin yetişmesine uygun bir ortam sağlanamaz.
Organik tarımda toprak strüktürü sadece 0-30cm’lik yüzey katmanında değil yüzey altı katmanlarda da oldukça önemlidir. Bu nedenle toprak sürüm işleminin çok dikkatli ve özenli yapılması zorunludur. Aksine sürüm teknikleri toprak yüzey katmanındaki organik madde birikimini ve mikrobiyal aktiviteyi olumsuz etkileyecektir. Toprak işleme alet ve ekipmanlarının çalışması sonrası oluşan geçirimsiz toprak katmanları kök gelişimini ve bitkisel üretimi engelleyecektir. Sürüm ile strüktürel özellikleri değişen toprağın, hacim ağırlığı, porozitesi, su geçirgenliği gibi özellikleri değişecektir. Toprakta suyun geçirgenliğini ayarlamada toprağın strüktürü önemlidir. Bu nedenle toprak strüktürü mutlaka iyileştirilmeli ve bitki yetiştiriciliği için en uygun su ve hava dengesi sağlanmalıdır.
Topraklarda oluşan yapı tipleri olarak, tek dane ve massiv (yığıntı) olarak iki strüktürsüz şekilde ifade edilir.
Tek dane strüktürsüze örnek olarak çok kumlu toprakları gösterebiliriz. Zerreler arasındaki bağlar gevşek olup bu gevşeklik zerreleri birbirlerine bağlayan kil, organik madde v.s. gibi maddelerin toprakta bulunmayışından ileri gelmektedir. Massiv strüktürsüz şekilde ise toprak üniteleri gayet geniş ve gayri muntazam olup agregat karakteri göstermemektedir.
Toprak strüktür tipleri, toprak tiplerinin özelliklerini belirtme bakımından toprak sınıflandırılmasında önemli özelliklerden sayılırken bir taraftan da toprağın fiziki özellikleri üzerine etki ettiğinden pratikte önemi vardır.
Tek dane ve massiv strüktürsüz şekilleri arasına toprak profillerinde rastlanan yapı tipleri; Levhamsı, sütunvari, prizmatik, blokvari, granüler, kırıntı veya furda yapıdır.
Levhamsı strüktür: A2 horizonunda veya yeni (genç) killi depozitlerden oluşmuş topraklarda görülür. İnce-yassı agregatların levhalar hâlinde üst üste yufka gibi dizilmesi ile oluşur. Levhaların kalınlığına göre çok ince (<1mm), ince (1-2 mm), orta (2-5 mm), kalın (5-10 mm), çok kalın (>10 mm) olmak üzere kendi aralarında sınıflandırılabilirler.
Sütunvari strüktür: Prizmatik strüktüre benzer. Yalnız prizmaların tepesi yuvarlaktır. Genellikle kurak ve yarı kurak bölge topraklarının B horizonlarında rastlanılır. Boylarına göre çok ince (<10mm), ince (10-20mm), orta (20-50mm), kaba (50-100mm), çok kaba (>100mm) sütunvari yapı olmak üzere kendi aralarında bölünürler.
Prizmatik strüktür: Prizmanın tepeleri düz olup dikey ekseni yatay ekseninden daha büyük ve genellikle tabanları altıgen prizma şeklindedir. Kurak ve yarı kurak bölge topraklarının B horizonunda bulunur. Prizmatik yapı prizmaların büyüklüğüne göre sütunvari yapıda olduğu gibi kendi aralarında sınıflandırılmaktadır.
Blokvari strüktür: Düzenli olmayan altı yüzeyli bir şekilde bulunan topağın (blok) eksenleri çok az birbirine eşittirler. Küp şeklindeki topağın köşeleri keskin ve yüzeyleri düz olursa köşeli topak, yüzeyleri kısmen düz ve köşeleri yuvarlak olursa yarı köşeli topak strüktür şekli adı verilir. Nemli bölgelerde oluşan toprakların B horizonlarında rastlanılır.
Granüler strüktür: Çapı 1,5 cm’den küçük olan yuvarlak agregatlar bu kategoriye girer. Yuvarlak şekildeki agregatlar gevşek hâlde dizilmiş olup birbirlerinden kolaylıkla ayrılırlar. Granüler strüktürde gözenekler furda strüktüre göre daha az bulunur.
Kırıntı veya furda strüktür; Granüler strüktüre benzerler, aralarındaki fark gözenekleri granüler strüktürden daha fazla olmasıdır. Organik maddece zengin olan toprakların A1 horizonlarının karakteristik strüktür şeklidir. Genellikle yumuşak, küçük gayri muntazam olan ve çok gözenekli agregatlardan oluşur.
Organik Tarımda Toprak Bünyesi
Toprağın bünyesi toprak fiziksel özellikleri içerisinde en belirgin, kalıcı ve kolay değişmeyen fiziksel özelliğidir. Bünye kısaca toprağın ne kadar ince ya da kaba taneciklerden oluştuğunu belirleyen bir kavramdır. Daha ayrıntılı olarak, toprağın katı fazını kil, mil (silt) ve kum boyutundaki malzemeler oluşturmaktadır. Bu boyuttaki malzemelerin toprak içindeki miktarları ve bunların birbirlerine göre oranları toprağın bünyesini ifade etmektedir. Bitki üretiminde önemli birçok fiziksel ve kimyasal olaylar toprak taneciklerinin toplam yüzey alanları ile ilişkili olduğundan ve yüzey alanı doğrudan parçacıkların büyüklüklerine bağımlı bulunduğundan bünye önemli bir özellik olmaktadır.
Tablo 2.1’de topraktaki çeşitli fraksiyonlara ait bazı karakteristikler gösterilmektedir.
Toprak parçacıklarına ilişkin bazı özellikler:
Tanelerin büyüklük ve şekli topraktaki gözenek desenini oluşturmaktadır ki bu da toprağın su ve hava iletkenliğini kontrol eden önemli bir etmendir.
Toprağın bünye sınıflarına ayrımında toprağın kimyasal bileşimi, renk, ağırlık ve diğer özellikleri gözetilmeksizin sadece farklı boyuttaki parçaların toprakta bulunan miktarları esas alınmaktadır.
Toprağı oluşturan parçaların boyutu küçüldükçe 1 g’daki parçacık sayısı artmakta ve parçaların işgal ettikleri yüzey de genişlemektedir. Özellikle kilin parçacık sayısı ve yüzey alanının aşırı derecede geniş olması dikkat çekicidir.
Kum büyük ebattadır ve eşit ağırlıktaki kil minerallerine göre çok yüzey işgal etmektedir. Bu bakımdan kumun, toprağın kimyasal ve fiziksel aktivitesindeki oynadığı rol ihmal edilecek kadar azdır. Kum toprak yapısında çatı vazifesi görmekte, hava ve suyun dolaşımını kolaylaştırmaktadır.
Mil, toprak ayrışmasını hızlandırır. Bitkilerin büyümesi için eriyik hâldeki besin maddelerinin tahliye edilmesinde kuma göre daha elverişli rol oynamaktadır. Ayrıca mil toprakta suyun yerçekimine karşı tutulmasında önemli bir rol oynamaktadır. Demek ki milli topraklar, bitkiler için yarayışlı olan suyu sağlamaktadır.
Kil, hem toprağın su tutma kapasitesini artırır hem de toprak çözeltisindeki besin maddelerinin tutulmasını sağlar. Kil miktarı fazla olan topraklara ağır bünyeli, kum miktarı fazla olan topraklara ise hafif bünyeli denilmektedir. Toprağın tekstürel özelliği, toprağın plastiklik, sertlik, geçirgenlik, kuraklık, verimlilik vs. özelliklerini etkiler.
Toprağın bünye yönünden tanımı ve adlandırılması “bünye sınıfı” kavramı ile sağlanmaktadır. Mevcut kum, mil (silt) ve kil fraksiyonları değişik oranlarda bulunmakta ve değişik bünye sınıfları ortaya çıkmaktadır. Toprağın su tutma kapasitesinin yüksek olması, erken ekimde toprağın kurumamış olmasına, tarım alet ve makinelerinin topraklarda sıkışmaya neden olmasına ve toprakta mantar gelişiminin hızlanmasına neden olacak olumsuzlukları gündeme getirmektedir. Yine ağır bünyeli denilen killi toprakların ve hafif bünyeli kumlu toprakların organik yetiştiricilikte ıslah edilerek yani iyileştirilerek kullanılması ürün verimi ve kalite açısından zorunludur. Toprakların bünye sınıfını tayin etmek için Çizelge 2.1’de görülen bünye üçgeni kullanılır. Mihaniki analiz metotları ile bulunan yüzde kum, mil ve kil fraksiyonları bu üçgene uygulandığı zaman üçgen içinde üç hattın kesiştiği nokta o toprağın bünye sınıfını verir. Örneğin bir toprak %60 kum ve %30 kil kapsadığı zaman o toprağın bünyesi kumlu killi tınlıdır.
Bünye üçgeni:
Topraklar kumlu, tınlı ve killi olmak üzere üç gruba ayrılır. Bunlar da bünye üçgeninde görüldüğü gibi kendi aralarında 12 bünye sınıfına bölünür.
Organik Tarımda Toprak Havalanması
Toprak havalanması dar anlamda, zamanın ve koşulların bir fonksiyonu olarak, toprağın gaz bileşimini ve miktarını ifade eder. Toprak havası atmosfer havasının bir devamıdır. Gerek atmosferden toprak boşluklarına gerekse toprak boşluklarından atmosfere doğru devamlı bir hava değişimi söz konusudur. Bu sürekli hava değişimi toprak içindeki gaz fazının devamlı olarak yenilenmesine neden olmakta ve bu olay toprak havalanması olarak bilinmektedir. Başka bir ifadeyle toprak havalanmasının anlamı, toprak havası ile atmosfer arasındaki gaz değişim hızının, kök bölgesinde bitki gelişimini engelleyecek karbondioksit fazlasını ve oksijen eksikliğini önleyecek düzeyde olmasıdır.
Toprak havası ile atmosfer arasındaki gaz değişimi:
Toprak havası toprağın fiziksel özellikleri ile ilişkili olup bitki gelişmesi bakımından önemlidir. Bu önemi üç madde de ifade edebiliriz:
- Geniş bir kök sisteminin oluşumunda en büyük faktördür.
- Kök sisteminin solunumu için gereği kadar hava bulunmadığı hâllerde su ve bitki besin maddelerinin kökler tarafından alınması güçleşir.
- Toprak mikroorganizmalarının çalışması üzerine etki eder. İyi havalanma koşulları altında mikroorganizma çalışması artar ve toprak verimliliği üzerine iyi etki yapar. Toprak havasının az olması topraktaki mikrobiyal aktiviteyi olumsuz yönde etkilerken, topraklarda istenmeyen redüktif olayların başlamasına yol açar. Bu nedenle organik yetiştiricilikte toprak havalanmasına ayrı bir önem verilmelidir.
Belirtilen etkiler bitki fizyolojisi ile ilgili olması nedeniyle toprağın ne kadar hava içerdiği, toprak havasının bileşimi ve toprağın havalandırılması yöntemlerinin bilinmesinin büyük önemi vardır.
Toprak havasının bileşimi ve niceliği, genellikle toprağın derinliğine ve zamana göre çok değişiktir. Toprak havasının bileşimi, birinci derecede, topraktaki süreçlere ve havalanma koşullarına bağlıdır. Toprakta bitki kökleri ve organizmalar solunum için oksijen harcayıp, karbondioksit (CO2) ürettiklerinden toprak havasının oksijen içeriği, genellikle atmosferik havadan az, karbondioksit miktarı ise yüksektir. Azot miktarı, atmosferik hava ile toprak havasında aşağı yukarı aynıdır. Su buharı miktarı bakımından toprak havası daha zengindir. Ancak, toprak havasının bileşimi sabit olmayıp; mevsim, sıcaklık, toprak nemi, toprak yüzeyinden derinlik, kök gelişimi, mikrobiyolojik aktivite, toprak yapısı gibi çeşitli etmenlere bağlı olarak atmosfer havasının bileşiminden az veya çok farklılık göstermektedir.
Atmosferik havanın ve toprak havasının ortalama bileşimi:
Tablo 2.2’de görüldüğü gibi azot ve oksijen miktarları yönünden fazla bir farklılık olmadığı hâlde toprak havasındaki karbondioksit miktarı atmosferik havadakinden yaklaşık 10 kat daha fazladır.
Organik Tarımda Toprak Suyu
Su bütün canlıların yaşamlarını sürdürebilmeleri için mutlaka gerekli olan bir doğal maddedir. Toprakta bulunan su, bitkilerin yetişmesi, toprak içindeki biyolojik faaliyetlerin devamı, çeşitli ayrışma ve özellikle iyon alışverişinin sağlanması bakımından son derece önemlidir.
Su toprakların çeşitli fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri üzerine etki eder. Eritici özelliği yanında bitki ve hayvan bünyesi içinde besin elementlerinin taşınmasında esas rolü oynar.
Suyun bitkiler üzerine yapmış olduğu etkileri özetleyecek olursak;
- Su bitki protoplazmasının oluşumu için lüzumlu bir maddedir. Büyüyen bitki kısımlarının %85-90 kısmını teşkil eder.
- Nişastanın şekere dönüşmesinde ve fotosentez olayında gerekli bir maddedir.
- Bitki kökleri tarafından absorbe edilen besin elementlerinin meydana gelmesinde eritici rol oynar.
- Bitkilerin iyi bir şekilde büyümeleri ve güneş ışınlarının tutulması için, yaprakların özel pozisyon ve formlarda muhafaza edilmesinde lüzumlu bir maddedir.
Toprakta bir takım gözenekler vardır ve bu gözenekler hava veya su ile doludur. Toprağın drenaj durumu da iyi olduğu takdirde, toprak gözeneklerini doldurmuş olan suyun bir kısmı yer çekiminin etkisi altında kalarak toprak profili içerisinde sızar ve toprağın alt kısımlarına iner. Diğer kısmı ise yer çekimine karşı gelip toprak tarafından tutulur. Bitkiler yer çekiminin tesiri altında kalmayıp toprak tarafından tutulan sudan büyük ölçüde istifade eder. Bu sebepten yer çekimine karşı toprağın su tutma kapasitesi, pratik bakımdan büyük bir değer taşır. Toprak tarafından tutulan suyun hepsi bitkilere faydalı bir durumda bulunmaz. Suyun bir kısmı toprak zerreleri tarafından bitkilerin absorbe etme gücünden daha büyük bir kuvvetle tutulur. Toprakta nemin mevcut olmasına rağmen bitkiler bu sudan istifade edemezler.
Su ile doygun olan topraklarda suyun hareketi, kuru veya doygun olmayan topraklara doğrudur. Bitki kökleri tarafından suyun absorbe edilmesi de suyun hareketini sağlar. Böyle bir toprakta üç çeşit su bulunur. Bunlar gravitasyon veya sızıntı suyu, higroskopik su ve kapillar suyudur.
Gravitasyon suyu: Doygun hâldeki bütün toprakların gözeneklerini dolduran su basınç altındadır. Bu durumda gözeneklerde bulunan su, çok yüksek basınç sahasından düşük basınç alanlarına doğru serbest hâlde akmaktadır. Bu hareket yerçekiminin etkisiyle olmaktadır. İşte, yerçekiminin etkisiyle toprak dâhilinde hareket eden suya gravitasyonal veya serbest su denilmektedir.
Kapillar su: Yerçekiminin etkisiyle topraktan sızan su, topraktan tamamen ayrıldıktan sonra toprakta kalan su miktarına kapillar su ya da tarla kapasitesi denilmektedir. Bu su toprakta otuz mikrondan daha küçük gözeneklerde tutulur. Kapillar su toprak parçacıkları dâhilinde adhesion ve kohezyon kuvvetleri tarafından 1/3 ile 31 atmosfer basınç altında tutulmaktadır.
Hidroskopik su: Toprak kolloidleri tarafından 31 atmosfer veya daha fazla basınçla tutulan sudur. Toprak zerreleri tarafından tutulan bu su tanelerin iç ve dış yüzeylerini çok ince bir tabaka olarak örter. Bu hâldeki su, sıvı durumunu ve akışkanlığını kaybettiğinden bitkilere faydalı olamaz.
Bitkisel üretimde verimlilik sorunlarının çözümünde yeteri miktarda yarayışlı suyun varlığı çok önemlidir. Artan su tüketimi genelde verimliliği arttırmakta ve kuru madde verimi ile paralellik göstermektedir. Sulamanın düzenlenmesi amacıyla evaporimetreler gibi basit ve pratik yöntemler kullanılarak bu işlem gerçekleştirilir. Ancak her türlü tarımsal üretimde olduğu gibi organik yetiştiricilikte de sulama suyunun kalitesi mutlaka analiz edilmeli ve iyi kaliteli sular sulama amacıyla kullanılmalıdır.
Organik Tarımda Toprak Sıcaklığı
Toprakta bitkilerin yetişmesi, mikroorganizmaların faaliyeti, toprak havalanması, suyun toprakta tutulması ve hareketi, organik maddenin parçalanması ve mineralizasyonu ile topraktaki kimyasal olayların devam etmesi için toprak sıcaklığı önemlidir. Toprağın sıcaklığı ve nemi yeterli miktarda ise toprak dâhilindeki biyolojik ve kimyasal faaliyetler devam eder. Toprak donduğu zaman bu faaliyetler durur.
Toprak ısısının bitki gelişimindeki ilk etkisi tohumların çimlenmesi sırasında başlar. Bitki tohumlarının toprakta çimlenmesi ve çimlenme hızı toprak ısısı ile de alakalıdır. Çimlenme esnasında suyu emen tohumun toprak yüzeyine çıkması için toprağın veya ortamın sıcaklığı çok önemlidir. Soğuk topraklarda çimlenme olayı yavaş olur. Toprak ısısı arttıkça tohumların çimlenmesi de hızlanır. Optimum ısı şartlarında azami dereceye varır. Tohumların erken çimlenmesi ürünün erken hasadını sağlar. Bu yüzden ilkbaharda sıcak ve soğuk topraklarda farklı ziraatın yapılması gerekmektedir. Bu durum özellikle sebze tarımında kendini daha iyi gösterir.
Toprağın esas ısı kaynağı güneştir. Toprak ısısı güneşten gelen radyasyon enerjisi miktarı ile ilgilidir. Diğer ısı kaynaklarından örneğin yerin iç kısımlarından, toprakta cereyan eden kimyasal ve biyolojik olaylardan meydana gelen ısının toprağın ısınmasındaki önemi azdır.
Toprağın sıcaklık bilançosu, güneşten gelen enerjinin tutulması veya ısıtılmasına bağlıdır. Koyu renkli topraklar gelen enerjinin %80’ini, açık renkli kuvars kumları ise %30’unu tutmaktadır. Atmosfer havası kadar önemli bir faktör olan toprak sıcaklığının 0°C’lere düşmesi topraktaki mikrobiyal faaliyeti tamamen durdurur. Optimum mikroorganizma aktivite sıcaklığı 25 °C’dir. Toprağa ilave edilen organik bileşiklerin ayrışması esnasında açığa çıkan ısı bitki yetiştiriciliğinde olumlu bir özelliğe sahiptir. Doğal koşullarda toprak sıcaklığının sağlanamaması durumunda sera içinde üretim yapılarak veya arazide farklı doğal malç materyallerini kullanarak veya yapay plastik malçlama ile toprak sıcaklığını ve nemini korumak olasıdır.
Toprakta tutulan sıcaklık suyun buharlaşması, toprak yüzeyindeki havanın ısıtılması, toprağın ısıtılması ve uzun dalga ışınlar hâlinde tekrar atmosfere dönmesi hâlinde harcanır. Toprağın ısınma ve soğuma kapasitesi, toprakta bulunan su miktarına, toprağın yüzeyini örten organik madde ve bitki örtüsüne bağlıdır.
Organik Tarımda Toprağın Kireç İçeriği
Kireçleşme yağışı sınırlı olan kurak ve yarı kurak bölgelerde ot veya çalı bitki örtüsü altında cereyan eder. Bu bölgelerde yağış miktarı kalsiyum ve diğer iki değerli katyonları toprak profilinden yıkamaya yeterli değildir. Sadece toprağın A horizonunda bulunan kalsiyumun bir kısmı veya tamamı yıkanır ve bunlar B horizonunda birikerek bir kalsiyum karbonat tabakası oluştururlar. Bu kalsiyum karbonat tabakası yağıştaki değişmelere bağlı olarak yüzeyden az veya çok derinde lokalize olur. Kurak bölgelerin topraklarında, daha derinlerde sodyum ve potasyum gibi çözünebilir tuzlara da rastlanabilir. Toprak kireç içeriği sınıflaması genel olarak Tablo 2.3’teki gibi yapılmaktadır.
Toprak kireç içeriği sınıflama tablosu:
Yüksek kireç içeriğine sahip topraklarda, bitkilerde kireç klorozu olarak adlandırılan ve demir noksanlığından kaynaklanan sararmalar meydana gelir. Kireç miktarının yüksek olması kadar, çok düşük olması da bitki beslenmesi açısından sakıncalıdır. Çünkü kalsiyum bitki hücre duvarlarının yapısında yer almaktadır. Ayrıca topraktaki kalsiyum karbonat; toprak kırıntılılığını, biyolojik aktiveyi arttırır ve toprak profilinin yıkanmasını güçleştirir. Bu nedenlerden dolayı kireç miktarı çok düşük olan topraklarda kireçleme yapılması gerekir. Kireçleme materyali olarak kalsiyum ve magnezyumun çeşitli karbonat içerikli bileşikleri olan kireçtaşı, mam, dolomit, kalsit ve yanmış kireç kullanılabilir. Ayrıca plajioklasiar, piroksenler, amfiboller, jips gibi kalsiyum ve magnezyum içeren doğal minerallerin de kullanılması olasıdır.
Toprağa uygulanacak kireç materyalinin boyutları ne kadar küçük olursa toprakla reaksiyona girme hızı ve kalsiyum iyonlarının yarayışlı hâle geçme hızı o derece artar. Bu materyallerin çözünürlüğü de önemlidir. Uygulanan kireç toprakta pH düşüşleri gibi daha birçok olumsuz özelliği nötralize eder. Kireç uygulaması toprakların strüktür özelliklerini iyileştirirken, fosforun (P) yarayışlılığını arttırır. Yüksek konsantrasyonlarda eriyecek olan bazı iz elementlerin eriyebilirliğini engeller, organik maddenin ayrışmasını hızlandırır. Azot (N) bağlanmasını destekler, potasyum (K) alınımını dengeler. Mutlaka kireçleme işleminin bilinçli ve dengeli yapılması gereklidir. Aşırı ve bilinçsiz yapılan kireçleme bazı bitkilerin tercih ettiği Bor elementinin alınımını engeller, ani pH yükselmelerine neden olur, alınabilir fosfor ve bazı iz elementlerin alınamamasına yol açar. Kireçleme işlemi genellikle tarla boş iken ve sonbahar mevsiminde yapılır. Mümkün olduğunca homojen bir şekilde tarlaya serpilen kireç, daha sonra pulluk derinliğine karıştırılmak için sürülür. Kireçleme işlemi mutlaka toprak analiz sonuçlarına göre yapılmalıdır. Özellikle nemli ve yağışlı yörelerde dekardan kireç kaybı minimum 50 kg olmaktadır. Bütün bu yönleriyle kireç, direkt olmasa da dolaylı yollarla bitki yetiştirmeyi ve ürün verimini olumlu şekilde etkileyen önemli bir materyaldir.
Organik Tarım ve Toprak Reaksiyonu (pH)
Toprak reaksiyonu, toprağın asitliliğini, alkanliliğini ve nötral durumunu ifade etmektedir. Toprak reaksiyonu pH (potansiyel hidrojen) ile ifade edilmektedir. Toprak çözeltisinde serbest hidrojen (H+) iyonlarının konsantrasyonu hidroksil (OH-) iyonlarından fazla ise çözelti asittir. Bu durumun tersi olursa çözelti alkalindir. İşte bu durumu belirtmek bakımından pH terimi kullanılmaktadır. pH 7’den küçük ise asit, 7’den fazla ise alkalin, 7 nötr durumu göstermektedir. Toprak pH’ına bağlı durumlar aşağıdaki gibidir:
- Topraktaki bitki besin maddelerinin elverişliliği
- Alüminyum ve mangan gibi yüksek düzeyde eridiğinde zehir etkisi gösteren elementlerin eriyebilirlik derecesi
- Makro ve mikro besin elementlerinin alınabilirliği
- Bitki tarafından alınması istenmeyen ağır metallerin hareketliliği ve alınabilirliği
- Organik maddenin ayrışabilirliği
- Toprak stürüktürünün oluşumu
- Mikroorganizma aktivitesi hep toprağın pH’ı ile ilgilidir.
Genellikle toprak pH’ının 6-7 arasında olması idealdir. Örneğin asidik topraklarda (pH<6) tamamına yakını yarayışsız hâlde bulunan molibden elementi, pH’ın 6’dan yukarı çıkması hâlinde yarayışlı hâle geçmeye başlar. Yine çok önemli makro besin elementi olan fosforun eriyebilirliği ve bitki tarafından alınabilirliği direkt toprak pH’ına bağımlıdır. Tarla bitkilerinin tarımında kullanılan toprakların optimal pH değerinin saptanmasında, toprağın kil ve organik madde içeriğinin dikkate alınması gerekir.
Toprak tepkimesinin normal aralığı 5-8,5 olup bunun üstünde ve altındaki değerler birçok bitki için ciddi sorunlar oluşturur. Toprak pH’ı laboratuvar şartlarında, pHmetre ile ölçülerek belirlenir. Araştırıcılar tarafından, toprak reaksiyonu ile ilgili olarak çeşitli sınıflandırmalar yapılmıştır. Tablo 2.4’te toprak reaksiyonu ile ilgili olarak çeşitli sınıflandırmalar görülmektedir.
Toprak reaksiyonu ile ilgili olarak çeşitli sınıflandırmalar:
Organik Tarımda Toprak Tuzluluk ve Alkaliliği
Bitkisel üretimin ilk aşamasında tuzluluk ve alkalilik sorunu bulunmayan topraklar, yapılan farklı müdahaleler sonucu veya kullanılan kalitesiz sulama suları yolu ile tuzlu ve alkali hâle gelebilirler. İçerisinde bitkisel üretimi engelleyecek düzeyde tuz ve değişebilir sodyum elementini içeren toprakların iyileştirilebilmeleri için öncelikle analizlerinin yapılıp hangi tip sorunun olduğu saptanmalıdır.
Tuzlulaşma olayı toprakta tuzların fazla birikmesidir. Tuzlulaşma olayına daha çok kurak veya yarı kurak iklim bölgelerinde rastlanır. Humid bölgelerde toprakta bulunan tuzlar fazla yağışlarla yıkanarak yeraltı sularına iletilir ve sonra da akarsularla denizlere taşınırlar bu sebeple tuzlulaşma olayına pratik olarak yağışlı bölgelerde rastlanmaz. Toprakların deniz suyunun etkisinde kaldıkları nehir deltaları ve denize yakın alçak araziler bundan ayrıdır.
Toprağın tuz içeriği laboratuvar koşullarında, elektrik geçirgenlik ölçüm cihazıyla belirlenir ve elde edilen verilerin değerlendirmesi Tablo 2.5’teki sınıflandırmaya göre yapılır.
Tuzluluk sınırı ve tanımlanması:
Tuzluluğa yol açan etmenler; ana materyal, topografya, kapalı havzalar, iklim, taban suyu, hatalı sulama ve gübrelemedir. Ayrıca tuz içeriği yüksek olan sulama suyu da zaman içerisinde, toprakta tuz birikimine yol açabilir. Tuzluluğun meydana getirdiği zarar, bilhassa yıllık yağışın düşük olduğu kurak bölge topraklarında daha fazladır. Doğal koşullardaki tuz birikimi iki şekilde meydana gelir. Bunlardan birincisi, yağış sularının, geçtiği yerlerdeki çözünebilir tuzları eriterek birikme havzalarına taşıması; diğeri ise yüksek sıcaklık altında, toprak suyunun buharlaşıp kapillarite ile yüzeye çıkması ve yükselirken beraberinde tuzları da yüzeye taşıyarak burada biriktirmesidir. Tuzlu topraklar iki şekilde meydana gelmektedir. Bunlardan birincisi, sularla taşınan çözülmüş tuzların toplama havzalarında çökelmesiyle; diğeri ise, denizlerden arta kalan sedimentlerin etkisiyle oluşan tuzlu topraklardır.
Ağaç ve çalıların en iyi yetiştikleri toprak tuzluluk sınırı 2,0 mmhos / cm’nin altındadır. Tüm ağaçlar toprakta bulunan yüksek orandaki tuzdan zarar görür. Çünkü tuzluluk, toprakların strüktürünü olumsuz yönde etkiler. Ayrıca toprak suyunun ozmotik potansiyelini arttırarak bitki köklerinin su alımını etkiler. Bunların dışında çözünebilir tuzların yapısında, yüksek oranda bulunan sodyum, klor ve bor gibi bazı elementler bitkiler için toksik etki (zehir etkisi) gösterir.
Kültür bitkilerinin tuza dayanıklılığı:
Alkalileşme olayı da tuzlaşma olayı gibidir. Ancak toprak çözeltisinde bulunan sodyum, diğer tuzlara nazaran daha fazladır. Toprak kolloidlerinde bulunan kalsiyum ve magnezyum, sodyum ile yer değiştirir. Böylece toprakta değişebilir katyonlar arasında sodyum hâkim duruma geçer. Sodyum katyonunun toprakta yükselmesi ile toprağın pH’ı da yükselerek kuvvetli alkalin olur (pH 8,5’ten daha fazla). Yüksek alkalin reaksiyonu karşısında topraktaki humus disparse (dağınık) olur. Humus toprak zerrelerinin üzerine yayılır ve bunlara koyu bir renk verir. Bu görünüşlerinden dolayı bunlara siyah alkalin topraklar adı verilmiştir.
Alkalileşme esnasında bir kısım disparse olmuş kolloidler üst tabakadan aşağıya doğru hareket ederler ve biraz aşağıda birikirler. Bu suretle toprak profilinde az geçirgen bir tabaka meydana gelir. Bu sebeple bu topraklar az geçirgen veya drenajı zayıf topraklardır. Profilde 5-10 cm kalınlığında gevrek bir yüzey tabakası vardır. Tuzlu topraklarda görülmeyen profil oluşumu burada başlamıştır. A ve B horizonları ayırt edilebilir. Yıkanma uzun müddet devam ederse sonunda toprak sodyum katyonunu yıkanıp götürülmesi ve hidrojen iyonunun bunun yerini almasıyla asitleşir. Kolloidler aşağıya doğru hareket ederler. En sonunda topraklar bölgenin normal topraklarına dönüşür.
Organik Tarım ve Doğal Kökenli İnorganik Materyallerin Toprağa İlave Edilmesi
Toprağa doğal yollarla kazandırılabilen elementlerin başında azot, fosfor, potasyum, kalsiyum, magnezyum ve kükürt gelmektedir. Toprakta bağlı bulunan organik formdaki azotun yarayışlı hâle geçmesi, toprakta azot bağlayan mikroorganizmaların çalışmaları, baklagil türü bitkilerle toprağa azot kazandırma gibi doğal yollarla toprağa azot temini topraktaki mikrobiyal işlevler sonucu gerçekleşmektedir.
Topraklarda genellikle %0,02-0,15 arasında bulunan fosforun asıl kaynağı topraktaki kaya ve minerallerdir. Organik fosfor ayrışarak inorganik forma dönmeli ve çözünebilir forma dönen bu fosfor bitkiler tarafından alınmalıdır. Fosfor elementi, kök sisteminin gelişiminde, döllenme olayında, tohum oluşumunda gerekli bir elementtir, Doğal yollarla toprağa fosfor kazandırmada tek yol, öğütülmüş granüle veya toz fosfat kayalarının toprağa ilavesidir. Ülkemizde 300-400 milyon ton civarında fosfat yatakları bulunmaktadır. Bunların en önemlisi de Mardin Mazı Dağı’ndadır.
Topraklarda önemli bir bitki besin elementi olan kalsiyum gerektiğinde kireçleme ile veya plajioklaslar, piroksenler, amfibol dolomit, jips gibi minerallerin öğütülerek toprağa ilavesi şeklinde de toprağa kazandırılabilir. Kalsiyum ve magnezyum özellikle meyvecilikte önemlidir. Meyvelerin etli kısımlarına yetersiz kalsiyum (Ca) taşınması hâlinde kahverengi lekeler olarak ortaya çıkar, domateste meyve karnabaharda ve kerevizde göbek çürümesi şeklinde görülür.
Toprağa uygulanan materyallerin boyutları ne kadar ince olursa toprakta reaksiyona girmesi, kalsiyum ve magnezyum iyonlarının yarayışlı hâle gelmesi o derece hızlı olur. Materyallerin çözünebilirliği de önemli bir faktördür. Bitkiler için bir diğer gerekli besin elementi olan kükürt, toprağa doğal yollarla tarımsal toz kükürt olarak verilmektedir. Bitkiler kükürt gereksinimini büyük ölçüde toprakların sülfat rezervlerinden sağlarlar. Bunun dışında havadan SO2 (kükürt diokdit), SO3 (kükürt oksit) formunda da kükürt alırlar. Elementler 5 veya kükürtlü bileşikler toprakta mikrobiyolojik olarak oksidasyona uğrayarak Hidrojene dönüşmekte, bu da CaCO3’e etki ederek CaSO4 oluşturmaktadır. Toprağın değişim kompleksinde bulunan sodyum ile yer değiştiren kalsiyum, alkali toprakların ıslahına da yardımcı olmaktadır. Ancak topraklarda oksidasyon koşullarının sağlanması gereklidir. Yine topraklarda yeterli düzeyde kükürt bakterileri bulunmalı, eğer yoksa aşılama yapılmalıdır. Toprak pH’ını düşürmek için de toz kükürt toprağa serpilerek ve karıştırılarak kullanılmaktadır.
Organik Tarımda Toprak Organik Maddelerinin Devamlılığı ve Korunabilirliği
Doğal koşullar altında toprağa karışan ve ayrışan organik madde arasındaki denge bozulur. Bu sebeple organik madde azalmaya başlar. Fakat daha sonra yeni bir denge kurulur.
Organik tarımda toprağın organik maddesi ne kadar önemli ise, bu organik maddenin uzun yıllar itibariyle kullanabilirliği yani korunumu da o derecede önemlidir. Topraklara ait birçok fiziksel, kimyasal ve biyolojik olaylar üzerine direkt veya dolaylı yollarla etkili olan organik madde, ülkemiz mineral topraklarında pek yüksek düzeylerde bulunmamaktadır. Toprağa ait her horizonun organik madde veya humus içeriği de ayrımlı toprak gruplarında olduğu gibi geniş sınırlar içinde dağılım gösterir. Sürekli çayır bitkilerini içeren toprakların en üst horizonlarında %15’lere çıkan organik madde, tarla topraklarında % 1,5-4 düzeylerine geriler. Turba yataklarında ise yer yer %100’lere ulaşabilir. Bitki örtüsünün çeşidi yanında, miktarına ve iklim-toprak koşullarına da bağımlı olan organik maddenin büyük bir kısmı hızla mineralizasyona uğrarken bir kısmı da humifikasyona girer. Daha önceki konularda da değindiğimiz gibi çeşitli faktörlerin etkilemesi sonucu organik maddenin parçalanıp, ayrışması bazı koşullarda ise yıkanarak kaybolması söz konusudur. Bu nedenle toprağa kazandırılan organik maddenin korunması amacına yönelik bazı önlemlerin alınması ve uygulanması zorunludur. Bunları kısaca şu şekilde sıralayabiliriz:
- Toprakta organik maddenin birikmesi her şeyden önce bir nitrojen sorunudur. Teorik olarak, topraktaki nitrojen oranını yükseltmedikçe toprak organik maddesinde bir fazlalaşma sağlanamaz. Çünkü topraktaki organik madde miktarı ile nitrojen miktarı arasında sabit ve sıkı bir ilişki vardır. Bu sebeple toprağın organik maddesinin arttırılmasında en fazla önem toprağa nitrojen sağlanmasına verilmelidir. Toprağa verilen bitki artıklarından organik madde sağlanması için toprağa ilave nitrojen verilmelidir. Toprağa verilen organik materyalin humus oluşturma gücü nitrojen miktarı ile yakından ilgilidir.
- Organik maddesi az olan topraklarda bunu sağlamak için toprağa nitrojenden başka, iyi bitki gelişmesi elde edebilmek için fosfor (P), potasyum (K), kalsiyum (Ca) gibi diğer elementlerin de sağlanması gerekir. Zira toprağa dönecek organik maddenin en büyük kaynağı toprağın bizzat üzerinde yetişen bitki artıklarıdır.
- Topraktaki organik madde miktarı, toprak işlenmesiyle direkt ilişki hâlindedir. Toprağın işlenmesi organik maddenin ayrışmasını hızlandırır. Bu nedenle topraktaki organik madde düzeyinin düşmesini önlemek gerekir. Toprağın organik madde içeriğini yeniden arttırmak hem zor hem de pahalıdır. Toprakların yüzeysel işlenmesi veya daha az işlenmesi demek, toprağa daha az oksijen girmesi demektir. Bu da organik materyalin kısa sürede ayrışması işlemini geciktirecektir. Bu konuda yapılan birçok araştırma bulunmaktadır. ABD’de yapılan bir çalışmada on yıllık bir süreç de hiç sürülmemiş bir tarla toprağı ile klasik sürüm işlemlerinin uygulandığı aynı tarla toprağının organik madde içerikleri karşılaştırıldığında, hiç sürüm yapılmayan toprağın ilk 5 cm’de %4,5-5 organik madde bulunurken işlenen toprakta bu değer %2-2,5’lere inmiştir. Özellikle toprak yüzeyine yakın derinliklerde (15-20 cm) belirgin bir organik madde farklılığı saptanmıştır.
- Ürünün hasadından sonra bitkilerin toprakta kalan kısımları organik madde kaynağı olarak önem taşımaktadır. Ürün artıklarının en büyük avantajı araziye taşınması için işgücünün gerekli olmamasıdır. Organik madde sağlanması için hububat sapları, mısır ve pamuk sapları ve diğer bitkilerin artıkları toprağa verilmelidir.
- Toprağa verilecek organik materyalin toprak yüzeyine serpilmesi yerine, bitki kökleri civarına ve belli bir derinliğe (25-30 cm) gömülmesi, pratik olarak güç olsa da idealdir.
- Yeşil gübre bitkileri toprakta yetiştirilip belli bir devrede toprağa gömülür. Bunlar toprakta ayrışarak toprağa organik madde sağlarlar. Baklagil bitkileri kullanıldığı zaman toprağın azot içeriğini arttırır ve bu sebeple baklagiller organik madde kaynağı olarak ön planda düşünülür.
- Ülkemizde de geniş yataklar hâlinde bulunan ve ticari olarak da satılan torf ve turba türü zengin organik madde içeren artıkların da topraklara ilavesi olumludur.
- Ahır gübresi veya çiftlik gübresi organik madde kazanımında iyi bir kaynaktır. Bitki besin maddeleri ve özellikle de zengin olan ahır gübresinin toprakta yine özellikle uygun toprak işleme ile korunumu da önemlidir.
- Çeşitli doğal kökenli atıklar olan, mezbaha atıkları, tütün fabrikası atıkları, pamuk küspesi, prina, cibre, kemik tozu, kan tozu, tarımsal ürün işleyen fabrika atıkları gibi atıklar laboratuvar analizleri ve hatta tarla kalibrasyon çalışmaları sonucuna göre toprağa organik madde kazandırmada kullanılabilir.
- Kompostlar; yaprak, saman, mısır sapları, ot artıkları ve yabancı otlar gibi bitki artıklarının uygun nem, sıcaklık ve havalandırma şartları altında çürütülmesiyle elde edilebilir. Bunlar toprak için uygun organik madde kaynağıdırlar.
- Ekim nöbetinin organik maddesinin devam ettirilmesindeki rolü önemlidir. Çayır, mera bitkileri ve baklagiller toprakta organik maddenin birikmesini kolaylaştırırlar. Bu, gerek bu bitkilerin toprağa fazla organik madde bırakmaları ve gerekse ayrışmanın nispeten yavaş olmasından ileri gelmektedir. Baklagillerin toprağa nitrojen sağladığı daha önce ifade etmiştik. Humusun oluşumu ancak toprakta organik nitrojen bulunduğu zaman mümkün olabilmektedir. Diğer taraftan çapa bitkileri topraktan fazla miktarda nitrojen kaldırırlar. Ayrıca çapa bitkilerinin yetiştirilmesi fazla miktarda toprak işlemesini gerektirir. Bu da toprak organik maddesinin hızla ayrışmasına ve mineralize olmasına sebep olur. Tahıllar nitrojen kaldırmak bakımından orta derecededir. Kültür bitkilerinin bu durumları göz önünde tutularak ekim nöbetinde baklagiller, tahıllar ve çapa bitkileri iyi bir sıraya konursa organik madde kaybı önlenmiş olur.
- Erozyon kontrolünün organik maddenin korunabilirliği önemlidir. Özellikle eğimli arazide üst toprak tabakası erozyonla devamlı olarak taşınmaktadır. Organik madde daha çok toprağın A horizonunda toplanmıştır. Tesviye eğrilerine paralel ekim sistemi, teraslama gibi önlemlerle üst toprak ve organik madde kaybı önlenebilir.
Lütfen yorum bırakın.