İdeal bir toprak için, US National Sustainable Agriculture Information Service uzmanı Preston Sullivan, Sustainable Soil Management isimli kitapçıkta Craig Cramer’in Test Your Soils Health kitabına atıfta bulunarak aşağıdaki tanımı yapıyor.
- Avucunuza aldığınızda yumuşaktır ve kolayca dağılır.
- Su kolay süzülür ve baharda çabuk ısınır.
- Yüzeyi kabuk bağlamaz.
- Ağır yağmurlarda su toprak tarafından tutulur ve çok az su dışarıya akıp gider.
- Nemliliğini sürekli korur.
- Çok az keseklidir ve kesekler çok sert değildir.
- Erozyona ve besin kaybına karşı dirençlidir.
- Mikroorgaizmalar yüksek populasyondadır.
- Toprak kokusu hissedilir.
- Bitki yetşitirme için daha az girdi gerektirir.
- Sağılıklı ve kaliteli ürün verir
Toprak Tekstürü
İdeal bir toprağı tanımlarken öncelikle toprağın fiziksel yapısını çok iyi tanımak gerekir. Bildiğiniz gibi toprak çakıl, kum, silt (mil) ve kil gibi paçacıklardan oluşur ve verimli bir toprakta bunların oranı %45’tir. Geriye kalan bölümse %25 su, %25 hava ve %2-7 arası organik maddeden oluşur. Topraktaki minerallerin birbirine nispi oranı toprak tekstürünü (bünye) oluşturur. Daha doğrusu, bir toprağın ne kadar kum, kil ve silt ihtiva ettiğini gösterir.
Diğer bir ifadeyle toprağın tekstürü o toprağı meydana getiren taneciklerin (franksiyonların) nisbi oranlarını içerir.
Deliklerinin çapı 2 mm boyutunda olan bir eleğe 100 gr havada kurutulmuş toprak dökülerek elenir. Eleğin üzerinde kalan toprağın iskelet maddeleridir. Elekten geçen parçalar ise toprağın franksiyonlarıdır. Bu amaçla elekten geçen toprak örneği elde yaklaşık tarla kapasitesinde su içerecek düzeye gelene kadar ovalanarak ıslatılır, baş ve işaret parmakları arasında bıraktığı hisse ve aldığı şekle göre tekstür (bünye) sınıfı tahmin edilir.
Parmaklar arasında yapılan yoklama, arazideki toprağın killi mi, kumlu mu veya milli miolduğu hakkında, bize kabaca bilgi verir. Örneğin çok kumlu bir toprak parmaklar arasında kolayca dağılır ve parmaklara zımparaya sürtüyormuş hissi verir. Oysa tınlı bir toprak daha yumuşak un ufalıyormuş izelenimi verir. Killi toprak ise parmaklar arasında oyun çamurları gibi kolayca şekil alır ve dağılmaz. Ancak bu yöntem bize sadece tahmini bir sonuç verir. Örneğin toprak killi ise içerisinde ne kadar kil olduğu söylenemez. Bunun için daha gelişmiş yöntemler kullanılır ve biraz ileride sözü edilecek üçgen sistemi baz alınır.
KUM: Çap boyutu 0.05-2 mm büyüklüğündeki kuvars (yani SiO2 ) parçalarıdan oluşur ve fraksiyonu taneli ve pürüzlüdür, elde zımpara hissi bırakır. Kum miktarını daha sağlıklı tahmin etmek için toprak örneği daha fazla sulandırılır.
SİLT: Çap boyutu 0.002-0.05 mm büyüklüğündeki parçalardan oluşur (aslında siltte kum parçaları gibi büyük çoğunlukla kuvarstan oluşmuştur.) ve fraksiyonu yumuşaktır, elde unsu ve kadife hissi bırakır.
KİL: Çap boyutu 0.002 mm den küçük parçalardır, plastik ve iyi şekil alma özelliğine sahiptir ve elde iyi şekil alabilen sakız hissi bırakır.
Kum ve siltin su tutma kapasitelerinin düşük olmasının yanında, toprak besinlerini tutma özelliği olmamasına rağmen, bir kilin yapısında üst üste plakalar şeklinde gelmiş olan silisyum tetrahedron tabakası ve alüminyum okta hedron tabakaları arasında geniş alanlara sahip iç yüzeyler vardır. Ayrıca bu iç yüzeylere ilave olarak kilin strüktür ünitesinin dış kısmında da dış yüzeyler mevcuttur. Gerek iç yüzeyler gerekse dış yüzeyler elektiriksel olarak (-) yükle yüklüdür. Bu bakımdan kil taneciklerinin iç ve dış yüzeyleri pozitif yüklü katyonları yüzeylerinde tutma özelliğine (böylelikle toprak besinlerini tutma) sahiptir.
Bu katyonlara ilave olarak negatif yüzeylerde dipolar (iki kutuplu) yapıdaki su molekülleri de tutulur. İşte bu özellikleri sebebiyle kil kapsamı yüksek olan topraklar daha fazla bitki besin maddesi (Ca, Na, Mg) ve su depolama kapasitesine sahiptirler.
Killerin yüzeylerinde (-) negatif yük bulundurma özelliği sebebi ile fizikokimyasal bir yapı kazanmasına kollodial yapı denir. Aynı özellik yani yüzeylerinde negatif yük taşıma özelliği toprak organik maddesi olarak bilinen humusta da vardır.
Diğer bir ifade ile organik polimerlerden meydana gelen humus yüzeylerinde negatif yükler taşındığından bu yüzlere kolaylıkla pozitif yüklü iyonları (Ca, Mg, Na, Al, Fe) ve su moleküllerini çekebilir. Bu özellikleri sebebiyle toprak organik maddesi (humus) bakımından zengin toprak bitki besin elementlerince (Ca, Mg, K, Amonyum) ve su tutma kapasiteleri bakımından yüksek bir kapasiteye sahiptirler.
Toprak tekstüründen söz edilirken sadece 2 mm’den küçük parçalar göz önüne alınır. Bitki kökleri 2 mm’den büyük parçaları aşamaz. İdeal bir toprakta kum, silt (mil) ve kil oranı birbirine eşittir. (1) Toprağın havalanması, bitki köklerinin gelişmesi, suyu ve havayı iletme yeteneği özellikle kil içeriği yüksek olan topraklarda strüktür oluşumu ve strüktür tipine bağlıdır.
Toprak strüktürü oluşurken, silt ve kum toprağın iskelet yapısını, kil ise bunları birbirine bağlayıcı çimento özelliğini gösterir. Dolayısıyla strüktür oluşumunda primer franksiyonlarında kilin önemi çok büyüktür. Kil miktarı arttıkça genellikle topraklarda agregasyon oranı da artar. Topraktaki kil miktarı artış düzeyi belirli bir seviyeyi (%30)’u geçmemelidir. Bu seviyeyi geçtiği takdirde, toprak ıslakken balçıklaşma, kuru iken sertleşme eğilimi göstereceğinden toprak strüktürünün oluşumuna olumsuz etki yapar. Mikroorganizmalar için anaerobik koşullar oluşr ki yararlı toprak mikroorganizmaları‘nın büyük çoğunluğu aerobiktir. Ayrıca, böyle bir toprakta bitki kökleri havasızlıktan çürür ve ölür. Aynı toprak aniden kuruduğu zaman ise toprak sertleşir ve sıkışır. Bu durumda bitki açısından arzu edilmez. Çünkü toprak sıkışınca bitkinin kök boğazını sıkar ve bitkinin gelişimini olumsuz yönde etkiler. Yani kil oranı arttıkça kumlu ve siltli toprakların tutma kapasitesi artsa da bu oran %30 ları geçmemelidir.
Amerikan sisteminde toprak tekstürünü tanımlamak için aşağıdaki üçgen kullanılır ve 12 çeşit topraktan sözedilir ki bu uluslararası standarta dönüşmüştür.
- Kum
- Tınlı Kum
- Kumlu Tın
- Tın
- Siltli Tın
- Silt
- Kumlu Killi Tın
- Siltli Killi Tın
- Killi Tın
- Kumlu Kil
- Siltli Kil
- Kil
Toprağın A Kısmı: Tarım yapılan ve işlenen kısım olup topraktaki en verimli olan kısımdır.
Toprağın B kısmı: A tabakasının altında bulunan verimsiz olan genel olarak erozyon sonrası ortaya çıkan bölümdür.
Toprağın C kısmı: Bu katman tam olarak ayrışmayan kayaçların olduğu katman olup zamanla ayrılarak B katmanını oluşturmaktadır. Bu katman canlı yaşamaz.
Toprağın D kısmı: Bu katman toprağın en altında bulunan kısım olup kayacı oluşturmaktadır.
Toprak Yapısı (Strüktür)
Herhangi bir toprağın strüktürü demek o toprağın yapısı demektir. Kil ve organik maddenin yukarıdaki kollodial özelliği sebebiyle (yüzeylerinde negatif yük taşıması). Toprak strüktürünün oluşmasında mikro, makro agregatların meydana gelmesinde kil ve humus önemli görevler alırlar.
Toprak tanelerinin kendi arasında doğal olarak kümelenmesi sonucu oluşan agregatlar (kümelenme) toprağın strüktür (toprak yapısı) birimlerini oluşturur. Agregatlar arasındaki boşluklara gözenekler denir ve gözenekler toprağın havalanması, köklenmeye uygunluğunu ve geçirgenliğini etkileyen önemli bir özelliğidir.
Bir toprak strüktürü aşağıdaki şekilde birbirini takip eden bazı toprak oluşum süreçleri meydana gelir.
Bunlar:
1) Önce kaba kum ve silt tanecikleri birbirini kil ve organik madde gibi kolloidlerle bağlanarak primer agregatlar (Mikro agregat) meydana gelir.
2) Mikro agregatlar aralarında gözenekler oluşturarak bir araya gelir ve makro agregatları oluşturur.
3) Makro agregatlarda aralarında makro porları (makro gözenekleri) oluşturarak bir araya gelirler ve toprak strüktürü ortaya çıkar.
Toprak strüktürü iki kısma ayrılır.
Bunlar:
1) Önce kaba kum ve silt tanecikleri birbirini kil ve organik madde gibi kolloidlerle bağlanarak primer agregatlar (Mikro agregat) meydana gelir.
2) Mikro agregatlar aralarında gözenekler oluşturarak bir araya gelir ve makro agregatları oluşturur.
3) Makro agregatlarda aralarında makro porları (makro gözenekleri) oluşturarak bir araya gelirler ve toprak strüktürü ortaya çıkar.
Toprak strüktürü iki kısma ayrılır.
1- Primer Toprak Tanecikleri (Teksel Strüktürü): Böyle bir strüktürde normal bir agregasyon yoktur. Kum, kil, silt gibi primer toprak tanecikleri bağımsız halde birbirine bağlanmaksızın toprak içerisinde yer alır.
2- Sekonder Toprak Tanecikleri: Agregat (mikro ve makro kümeler) primer toprak tanecikleri kum, kil ve silt, çeşitli bağlayıcı özellikler (fiziksel, kimyasal) ve maddelerin (humus, glomalin, kil, su katyonları) etkisiyle bir araya gelerek mikro ve makro agregatları oluştururlar. İşte bu agregatlara sekonder tanecikler denir.
Toprak strüktürü aşağıdaki özelliklerin hepsi ile yakından ilgilidir.
a) Drenaj: Toprağın su geçirgenliği.
b) Toprağın su tutma kapasitesi: Topraklarda agregasyon oranı artıkça su kapasitesi de artar.
c) Porozite(Boşluklar): Agregatlaşmanın ve strüktür gelişiminin fazla olduğu topraklarda mikro ve makro porlar nisbi olarak fazla olacağından bu topraklarda porozite fazladır.
d) Havalanma: Strüktür gelişimi iyi olan topraklar daha iyi ve daha kolay havalanırlar.
e) Su ve Hava Dengesi: Agregatlaşmanın yüksek olduğu topraklarda gözeneklerin içerisinde depo edilmiş olan hava ile su arasında bitki gelişimi açısından çok uygun olan dinamik bir denge vardır. Mesela gözeneklerde hacimsel olarak %50 hava olabilir.
f) Toprak Tavı: Strüktür gelişimi iyi olan topraklarda daha kolay tava gelirler. Yani ıslandıkları zaman çok fazla balçıklaşmazlar. Aniden kuruduklarında ise çok fazla sertleşmezler. Süngerimsi bir yapı arz ederler.
g) Biyolojik aktivite: Strüktür bakımından iyi olan topraklar kolay havalandıklarından bu topraklarda toprak solucanı, toprak kurtları, gibi makroorganizma; bakteri, aktinomiset, mantar gibi mikroorganizma aktivitesi yüksek olur.
h) Bitki Besin Elementlerinin Bitkiye Yarayışlık Durumu: Agregatlaşma ve strüktür gelişmesinin optimum olduğu topraklarda hava ve su düzeni iyi olacağından bu topraklarda mevcut bitki besin elementleride bitkiye elverişli biçimde olur.
Sonuç olarak; Toprak Strüktürü ideal bir tarım toprağı için önemli bir ölçüttür.
a) Drenaj: Toprağın su geçirgenliği.
b) Toprağın su tutma kapasitesi: Topraklarda agregasyon oranı artıkça su kapasitesi de artar.
c) Porozite(Boşluklar): Agregatlaşmanın ve strüktür gelişiminin fazla olduğu topraklarda mikro ve makro porlar nisbi olarak fazla olacağından bu topraklarda porozite fazladır.
d) Havalanma: Strüktür gelişimi iyi olan topraklar daha iyi ve daha kolay havalanırlar.
e) Su ve Hava Dengesi: Agregatlaşmanın yüksek olduğu topraklarda gözeneklerin içerisinde depo edilmiş olan hava ile su arasında bitki gelişimi açısından çok uygun olan dinamik bir denge vardır. Mesela gözeneklerde hacimsel olarak %50 hava olabilir.
f) Toprak Tavı: Strüktür gelişimi iyi olan topraklarda daha kolay tava gelirler. Yani ıslandıkları zaman çok fazla balçıklaşmazlar. Aniden kuruduklarında ise çok fazla sertleşmezler. Süngerimsi bir yapı arz ederler.
g) Biyolojik aktivite: Strüktür bakımından iyi olan topraklar kolay havalandıklarından bu topraklarda toprak solucanı, toprak kurtları, gibi makroorganizma; bakteri, aktinomiset, mantar gibi mikroorganizma aktivitesi yüksek olur.
h) Bitki Besin Elementlerinin Bitkiye Yarayışlık Durumu: Agregatlaşma ve strüktür gelişmesinin optimum olduğu topraklarda hava ve su düzeni iyi olacağından bu topraklarda mevcut bitki besin elementleride bitkiye elverişli biçimde olur.
Sonuç olarak; Toprak Strüktürü ideal bir tarım toprağı için önemli bir ölçüttür.
Toprak Agregatlaşmasına Toprak Organizmalarının Katkısı
Toprakta yaşayan makro ve mikro organizmalar topraktaki ölü bitkisel ve hayvansal artıkları organik materyalleri biyokimyasal olarak parçalayarak humusa dönüştürürler.Humus toprak strüktürü oluşumunda önemli bir madde olduğundan topraklarda makro ve mikro organizmaların sayısı ve aktivitesi arttıkça agregatlaşma ve strüktür gelişimi de daha iyi olur. Bunlara ilave olarak makro ve mikro organizmalar organik materyallerinden humus oluştururken ara ürün olarak ortama glomalin, reçine, zamk benzeri maddeler gibi salgı salgılarlar. Bu yapıştırıcı salgılar primer toprak taneciklerini ve mikro agregatları birbirine yapıştırarak iyi bir strüktür oluşmasına yardımcı olurlar.
Diğer taraftan ipliksi bir gövde yapısına sahip olan mantarlar, aktinomisetler ve algler bir ağ gibi kum, kil, silt taneciklerinin etrafını sararak fiziksel bağlanma yaparlar ve iyi bir agregat oluşumuna yardımcı olurlar.
Toprakta yaşayan makro ve mikro organizmalar toprak strüktürün oluşmasında aşağıdaki gibi etki yapar.
a) Fiziksel Bağlanma: Toprakta yaşayan ve ipliksi hücre yapısına sahip olan funguslar, aktinomisetler ve algler toprağın primer taneciklerini birbirine bir ağ gibi bağlayarak fiziksel bağlanma olur. Dolayısıyla strüktüre olumlu etki yaparlar.
b) Biyokimyasal Etkiyle Bağlanma: Toprakta yaşayan makro ve mikro organizmalar bitkisel ve hayvansal artıkları ayrıştırarak humus oluşmasına yol açarlar. Bu biyokimyasal ayrışma esnasında glomalin, reçine, zamk benzeri maddeler yapıştırıcı özelliğe sahip olduğu için toprak taneciklerini birbirine bağlayarak strüktüre olumlu etki yaparlar.
c) İndirekt (Dolaylı) Etki: Yukarıda anlatıldığı gibi organik materyallerin makro ve mikro organizmalar tarafından parçalanması sonucunda toprak organik maddesi yani humus meydana gelmektedir. Eğer toprakta bu organizmalar olmazsa taze hayvansal ve bitkisel artıklardan humus meydana gelmesi mümkün olmazdı.
Toprağın Kimyasal Özelliğinin Agregatlaşmaya Etkisi
Toprak strüktürünün oluşumuna etki yapan en önemli özellik başında toprak organik maddesi gelir. Dolayısıyla toprak organik maddesi arttıkça o toprakta strüktür oluşumu ve agragatlaşma daha yüksek düzeyde olur. Humustan sonra toprak strüktürüne kısmen etki yapan diğer bir madde toprakta bulunan kireçtir (Kalsiyum). TopraktakiKalsiyum ve Magnezyum oranı toprak agregatlaşmasına başlıca etkenlerden birisidir.Toprak kuruduğu zaman magnezyum ve kalsiyum kaynaklı zayıf elektriksel yükler toprak parçalcıklarını bir arada tutarak agregatlaşmaya katkıda bulunurlar. Toprak nemlendiği zaman bu parçacıklar tekrar ayrılırlar.
Burada bir parantez açarak kalsiyum magnezyum oranının Katyon Değişim Kapasitesinde ne kadar önemli olduğunu belirtelim. Missouri Üniversitesi’nden Dr. William Albrecht (1888 to 1974) base-saturation tezinde aşağıdaki oranları önermektedir. Bu oranlara sahip bir toprakta mikroorganizma populasyonun çok daha fazla olduğu ve mikroorganizların çok daha aktif olduğu gözlenmiştir. Magnezyum, potasyum, sodyum, amonyum ve birkaç iz element toprak çözeltisinde pozitif değerlikli (katyon) olarak bulunur ve bunların topraktaki oranı aşağıdaki gibi olmalıdır.
Kalsiyum: %60-70
Magnezyum: %10-20
Potasyum: %2-5
Sodyum: %0.5-3
Diğerleri: %5
Magnezyum: %10-20
Potasyum: %2-5
Sodyum: %0.5-3
Diğerleri: %5
Toprak Organizmalarının Önemi
Bir önceki İdeal Toprak -1 yazımızda belirttiğimiz gibi %2-7 arası kısımdan oluşan toprak organik maddesinin % 10’u bitki kökleri, %85’i humus, %5’i ise toprak canlılarındanoluşur.
Toprak canlıları Edafon (Edaphon) olarak adlandırılmaktadır. 4 dönüm (orjinal dökümanda acre olarak geçiyor, 1 acre= 4.046 m2) bir üst toprak parçasında, 400-500 kg toprak solucanı, 1.100 kg mantar, 700 kg bakteri, 60 kg protozoa, 400 kg eklembacaklı ve bunlar dışında yosun ve çeşitli memeliler bulunur. Bu yüzden toprak yaşayan bir canlılar topluluğudur.
Ayrıca toprak organik maddesi, ayrışmanın çeşitli aşamalarında olan ölü canlılar ve mikroorganizmalar, bitki artıkları ve diğer organik maddelerden oluşur. Koyu renkli humus bu ayrışmanın son aşamasıdır ve daha stabil yapıdadır. Toprağın üstüne yığılan veya içine dahil olan her türlü bitkisel ve hayvansal kalıntı karmaşık süreçlerle mikroorganizmalar tarafından ayrıştırılır. Bunun sonunda başlangıç maddelerinden fiziksel ve kimyasal nitelikleri bakımından çok farklı bir organik madde ortaya çıkar. Kolloidal nitelikli, amorf ve koyu renkli karmaşık bir bileşik olan bu toprak maddesine HUMUS adı verilmektedir.
Humus kimyasal olarak tanımı tam yapılamayacak düzeyde karmaşık yapıya sahip, çok sayıda maddenin karışımından oluşmuş bir maddedir. Bu karışımda küçük düzeyde suda çözünebilir organik maddeler -örneğin amino asitler ve şekerler- bulunur. Humusun büyük kısmı suda çözünmeyen, koyu renkli maddelerden oluşmuştur. Bu kısım üç fraksiyona ayrılmaktadır.
i. Humik asitler: Bunlar alkali çözelti ile ekstrakte edilip asitle çöken kısımdır.
ii. Fulvik asitler: Alkali çözelti ile ekstrakte edilip asitlerle çözünen kısım.
iii. Humin maddeler: Alkali ile ekstrakte edilemeyen maddelerdir.
ii. Fulvik asitler: Alkali çözelti ile ekstrakte edilip asitlerle çözünen kısım.
iii. Humin maddeler: Alkali ile ekstrakte edilemeyen maddelerdir.
Bu son fraksiyon ayrışmaya çok dirençli olup, muhtemelen proteinler, lignin ve hayvan metabolitlerinden türeyen bileşiklerin polimerizasyonu ile oluşmuşlardır. Humik (hümin) maddeler kolloidal özellik gösterir ve bazı topraklarda bazik katyonları tutma ve değişim kapasitesi, kil minerallerinden daha fazladır.
Hem organik maddeler hem de humus bitkiler için besin rezervlerdir. Ayrıca bunlar toprak yapısının geliştirilmesine katkıda bulunurlar.
Doğal tarım yapmayı düşünüyorsunuz yukarıda sayılanları göz önüne alarak topraktaki organik maddenin korunması ve geliştirilmesi üzerine yoğunlaşmalısınız. Hiç düşündünüz mü büyük çayırlıklar ve ormanlar binler hatta onbinlerce yıldır hiç gübrelenmeden ve sürülmeden nasıl ayakta kalıyorlar. Bu topraklar makinelerce değil toprak organizmaları tarafından işleniyor. Yine bu topraklar bu organizmalar tarafından gübreleniyor ve bu gübreleme işlemi hiç kesintiye uğramaksızın kendi doğal döngüsü içerisinde sürüp gidiyor. Dışarıya hiçbir madde çıkışı olmuyor. Doğal topraklar sürekli bir bitki döküntü ve kalıntı tabakası ile örtülü durumdadır. Bu döküntü katmanının altında ise zengin bir mikroorganizma topluluğu, bu döküntü katmanını ve ölü bitki köklerini ayrıştırarak bunları bitkinin alabileceği biçimlere dönüştürür. Gerçekte toprağın üst kısmı dünyanın en fazla biyoçeşitlilik içeren bölümüdür. Toprak mikroorganizmaları bileşiklerdeki bağlı elementleri çözerek bunları bitkinin alabileceği biçimlere dönüştürürler.
Bir çok canlı türü bu dönüşümde rol alır. Eğer biz bu canlıların topkraktaki yaşamalarının sürekliliğini sağlarsak bu canlılar toprakta bizim için çalışırlar. Bütün toprak canlıları bitki beslemesinde farklı roller oynasalar da bunlardan en önemlileri toprak solucanları, eklembacaklılar, bakteriler, funguslar, aktinomisetler ve yosunlardır.
Toprak Solucanları
Toprakta yaşayan büyük omurgasız hayvanların en önemli grubunu oluşturan yer solucanları Oligochaeta takımı (Solucanlar) vasıtası ile Annelida (halkalı kurtlar)dalına bağlıdır.
| Filum | Sınıf | Alt sınıf | Genel adı |
| Plathelminthes | Turbellaria | Yassı kurtlar | |
| Aschelminthes | NematodaRotifera | Nematodlar (yuvarlak kurtlar)Rotatorlar (tekerlek hayvanları) | |
| Mollusca | Gastropoda | Pulmonata | Salyangozlar |
| Annelida | Oligochaeta | Yer solucanları | |
| Arthropoda | Crustaceae | Isopoda | Tesbih böcekleri |
| Myriapoda | DiplopodaChilopoda | KırkayaklarKırkayaklar | |
| Insecta(Apterygota) | Collembola | Yay kuyruklular | |
| Insecta (Pterygota) | IsopteraColeopteraDitera (larva)LepidopteraHymenoptera | TermitlerKın kanatlılarÇift kanatlı larvalarıKelebekler Karıncalar | |
| Arachnida | ScorpionideaAaneidaAarina(Acari) | AkreplerÖrümceklerAkarlar |
Tablo-1: Omurgasız toprak hayvanlarının genel toprak ve döküntü katı grupları
Kuzey yarı-kürede çayır ve orman arazilerin mull katmanlarında metrekarede yüzlerce bulunabilen bu canlılar asit podzol topraklarda yaygın olmayıp, metrekarede onlar ile ifade edilebilirler. Tropik ve yarı-tropik bölgelerde ılıman iklimde olduğu kadar yaygın değildirler. Kuzey yarıküre türleri nötral ve alkali koşullara adapte durumdayken, pek çok tropik ve güney yarı-küre solucanları asit koşullara daha iyi uyum sağlamıştır.
Ilıman bölge türlerinden kırmızı renkli Lumbricus terrestris ile açık pembe renkliAllolobophora caliginosa Avrupa, Doğu ve Orta ABD’de çok yaygındır. Yer solucanları ancak nemli koşullarda aktif durumda bulunabilirler. Çünkü bu canlılar salgıları için bol miktarda sıvı gereksinirler. Ayrıca hareketleri hidrostatik bir iskeletin kasılması ile sağlandığından suya gereksinim çok yüksektir. İlave olarak solunumu tüm vücut yüzeyi ile yaptıklarından, solunum için nemli bir deri gereksinimi bulunmaktadır.
Yer solucanları topraklarda omurgasız hayvanlar içinde biyokütle bakımından başat kütleyi oluştururlar. Görece büyük canlılar olup aktif toprak işleyici özellikleri nedeniyle toprağın fiziksel özelliklerine etkileri vardır. Açtıkları kanallar ile toprağın su süzme kapasitesini artırır ve havalandırılmasını sağlarlar. Solucanlar tarafından açılan tünellerden süzülen su miktarı solucan olmayan bir toprağa oranla 4-10 kat daha fazladır. Açtıkları tünellerden besinleri daha aşağı taşıyarak topraktaki mikroorganizmalara besin sağlarlar ve topraktaki mikroorganizma popülasyonunun artmasına katkıda bulunurlar.
Ayrıca toprağın kimyasal ve enzimatik özelliklerini etkiledikleri de saptanmıştır. Bu canlıların vücutları kuvvetli kas yapısı olan çok sayıda (100 ile 200 adet arası) segmentten oluşmuştur. Yutak sistemlerinde özel bir çene ve öğütücü kısım olmadığından besin maddelerini birlikte yutmuş oldukları ince taş parçacıkları yardımı ile öğütürler. Her türlü bitkisel artıklar, proteinli dokular ile beslenirlerse de, ana besin kaynakları bitki artıkları, özellikle yaprak dokusudur.
Yer solucanları tarım toprakları için büyük öneme sahiptir. Yer solucanlarının toprağı işleyerek açmış oldukları kanalların çeperleri, bu canlıların özel salgıları ile kaplanmış olduğundan oldukça dayanıklı bir boşluk sistemi sağlarlar. Bu şekilde pekiştirilmiş bu kanal çeperleri ayrıca yarayışlı N, P, K ve Ca bakımından zenginleşmektedir. Bitki kökleri gelişmesi sırasında bu kanalları takip etmekte ve bu besin maddelerinden yararlanmaktadırlar. Görüldüğü gibi bu canlılar topraktaki ayrışmamış organik maddelerin ayrışma süreçlerinde hızlandırıcı ve mikrobiyal aktiviteyi geliştirici bir rol oynamaktadırlar. Bu canlıların sindirim sistemleri, organik maddenin ayrışması için iki önemli enzimi içermektedir. Bunlar selüloz ayrışmasında etken olan selülaz ve kitinayrışmasını sağlayan kitinaz enzimleridir.
Toprağınızda yüksek miktarda solucan varsa, bunların açtığı oyuklar ve tüneller pahalı sürüm aletlerinin gördüğü işlevi yerine getirirler. Eğer toprağı sürmek zorunda kalıyorsak, yüzeysel sürme daha yararlıdır. Sık ve derin sürüm yapılıyorsa topraktaki solucan miktarı %90 oranında azalacaktır. Sürme toprağın kurumasına ve solucanların beslendiği bitki artıklarının derine gömülmesine yol açarak topraktaki solucan sayısını azaltır. Ayrıca sürme sonucunda solucanların açtığı tüneller yıkıma uğrar ve pulluğun keskin ağızları solucanları parçalar. Solucanlar genellikle kışın ve yazın dormant (uyur)haldedirler. Ancak baharda ve sonbaharda tamda toprağın nemli ve ılık olduğu zamanlarda (ki bu zamanlar aynı zamanda toprak sürme mevsimidir.) aktif duruma geçerler. Bu yüzden toprak ne kadar az ve yüzeysel sürülürse solucan miktarıda o kadar fazla olacaktır. Ayrıca toprağa eklenen hayvan gübresi, bitki artıklarının toprakta bırakılması ve yeşil gübreleme topraktaki solucan sayısını artırır. Solucanlar nötral pH seviyelerini, nemli koşulları ve bitki artığı bol toprakları severler. Bu koşullar onlara sağlandığı zaman onlar topraklarımızın “para kazandıran işçileri” dir. Aşağıdaki tabloda solucan dışıkısından oluşan gübre ile %4 oranında organik madde içeren toprağın karşılaştırılması görülüyor. Tablo açıkça gösteriyor ki solucanlar topraklarımızın vazgeçilmez canlılarıdır.
| Besin | Solucan Gübresi(kg/da) | Toprak (kg/da) |
| Karbon | 19.150 | 8.790 |
| Azot | 1.200 | 783 |
| Fosfor | 31 | 5 |
| Potasyum | 100 | 16 |
Eklembacaklılar
Solucanlardan sonra topraklarımızın en önemli işçileri eklembacaklılar diye adlandırılan gruba dahil gerçek eklembacaklılar (kırkayak vb.) dediğimiz canlılardır. (Tablo-1)
Arthropoda (eklem bacaklılar) filumu altında beş ayrı sınıfa dağılmış çok zengin bir tür bileşimi bulunmaktadır. Bu gruba giren canlılar toprakta yaşayan diğer meso ve makro fauna gruplarından tür ve populasyon olarak başat durumdadırlar. Çok değişik habitat tercihleri olan bu canlıların bilinen 800.000 türü bulunmaktadır. Bu canlıların vücutları baş, göğüs ve karın olmak üzere üç bölüm içerir. Deri zaman zaman atılan kitin bir örtü ile kaplıdır ve gelişmiş petek gözlere sahiptirler.
Gerçek Eklembacaklılar
Bu dal altında bir çok değişik takımdan omurgasızlar yer alır. Çeşitli kabuklular, çok ayaklılar, kanatlı ve kanatsız böcekler ve örümcekler bu filumdadır. Toprakta sürekli veya yaşam döngülerinin bir kısmını geçiren 12 kadar alt sınıf üyesi gerçek eklem bacaklılar içinde yer alır.
Isopoda
Kelime anlamı “eş ayaklılar” olarak tanımlanabilecek bu organizmalar eklem bacaklı hayvanlardan euarthropoda alt dalının kabuklular (Crustecaea) sınıfına giren bir takımı olup daha ziyade tatlı ve tuzlu su çevrelerinin canlılarıdır. Ancak karasal ekosisteme adapte olmuş bazı türleri bulunmaktadır. Bunlar nemli çevreleri, özellikle su etkisi altındaki ormanlık bölgeleri (Auwald) habitat olarak kullanırlar. Karasal formlar, kabukları için Ca gereksinimleri olduğundan kireçli toprakları tercih ederler. Bu gibi biyotoplarda yüzeye dökülen organik döküntülerin 1/6’sı bu canlılar tarafından işlenir.
Kelime anlamı “eş ayaklılar” olarak tanımlanabilecek bu organizmalar eklem bacaklı hayvanlardan euarthropoda alt dalının kabuklular (Crustecaea) sınıfına giren bir takımı olup daha ziyade tatlı ve tuzlu su çevrelerinin canlılarıdır. Ancak karasal ekosisteme adapte olmuş bazı türleri bulunmaktadır. Bunlar nemli çevreleri, özellikle su etkisi altındaki ormanlık bölgeleri (Auwald) habitat olarak kullanırlar. Karasal formlar, kabukları için Ca gereksinimleri olduğundan kireçli toprakları tercih ederler. Bu gibi biyotoplarda yüzeye dökülen organik döküntülerin 1/6’sı bu canlılar tarafından işlenir.
Myriapoda
Çok ayaklılar veya bin ayaklılar (Tausendfüser, millipedes) olarak tanımlanan bu grup üyeleri birincil-ağızlılardan, eklembacaklılar (Arthropoda) dalının gerçek eklem bacaklılar (Euarthropoda) alt dalının bir sınıfıdır. Uzun gövdeli, bir çift duyargalı, trake solunumu yapan organizmalardır. En büyük özellikleri herbir vücut segmentinden iki çift (dört adet) bacak çıkmasıdır. Nemli ve karanlık ortamlardan hoşlanırlar. Çoğunlukla bitkisel artıklar ile beslenirler. Çok nadir bazı türler bitki zararlısıdır. Bitkilerin kökleri ile beslenirler. Bazı türler çimlenmekte olan tohumları tahrip ederler.
Çok ayaklılar veya bin ayaklılar (Tausendfüser, millipedes) olarak tanımlanan bu grup üyeleri birincil-ağızlılardan, eklembacaklılar (Arthropoda) dalının gerçek eklem bacaklılar (Euarthropoda) alt dalının bir sınıfıdır. Uzun gövdeli, bir çift duyargalı, trake solunumu yapan organizmalardır. En büyük özellikleri herbir vücut segmentinden iki çift (dört adet) bacak çıkmasıdır. Nemli ve karanlık ortamlardan hoşlanırlar. Çoğunlukla bitkisel artıklar ile beslenirler. Çok nadir bazı türler bitki zararlısıdır. Bitkilerin kökleri ile beslenirler. Bazı türler çimlenmekte olan tohumları tahrip ederler.
Bu sınıftaki canlılar Türkçe’de çiyan olarak anılmaktadırlar. Çiyan(Scolopendra cingulata) ve kırkayak (Sulus terrectis) iyi bilinen türleridir. Bunlardan iki grup ayırdedilebilir. Etçil Chilopodalar böcek, enchytraeide ve yer solucanları ile beslenirler. Gövdeyi oluşturan segmentler 19 ile 181 arasında değişir. Bu canlıların toprakta bulunuşu toprak nemliliğine bağlıdır.
Diğer önemli grubu Diplopoda’lar oluşturur. Bunlar genellikle yaprak döküntülerinde yaşar ve organik maddenin parçalanmasında etken olurlar. Bazı orman topraklarında bu canlıların aktivitesi ile “mull” olarak tanımlanan organik formasyonun oluşumu önemlidir. Diplopodaların bütün segmentlerinde iki çift ayak bulunur ve sayıları 13 ile 250 arasında değişir.
Diplopoda ve Chilopoda türlerinin her ikiside topraklarda önemli miktarlarda bulunurlar.Diplopoda türünün besin kaynağı, genel olarak çürüyen bitki artıklarıdır. Chilopodalarınbesin kaynağı ise daha büyük toprak faunasının erginleşmemiş şekilleridir. BazıDiplopodaların veya belkide tümünün selülozu sindirme yeteneği yoktur. Bu nedenle gereksindikleri şeker ve diğer basit karbonhidratları sağlamak amacı ile bitki artıklarını tüketmek durumundadırlar. Bu özellikleri sayesinde mekanik ayrıştırıcı ve taşıyıcı fonksiyonları ile bu maddelerin toprakla karışmasını sağlayan önemli canlılardır. HemDiplopodaların ve hem de Chilopodaların toprak altında galeriler açan türlerinin yanında, toprak üzerinde yaşayan ve beslenen türleri de bulunmaktadır.
Ortam havasının nem düzeyi her iki tür için de önemlidir. Birçoğunun kuru atmosferde vücutlarındaki su kaybını kontrol yeteneği çok azdır. Orman bölgelerdeki iyi oluşmuş mull tabakası veya yaprak döküntü katmanı bir çok tür için uygun ortam oluşturur.
Diplopodalar daimi bitki örtüsü içeren meralar yanında işlenen topraklarda da önemli sayılarda bulunabilirler, ancak bu durum fazlaca çiftlik gübresi verilmiş topraklardaDiplopoda sayısı daha da yüksek olabilir. İsopodlar genellikle saprophagous (ölü dokularla beslenenler) veya phytophagus (bitki artıkları ile beslenenler) beslenme özelliği gösterirler, ancak bunların organik madde ayrıştırmada ve toprak yapısını değiştirmedeki etkinlikleri bilinmemektedir. Bu canlıların sindirim sistemlerinin bitki kalıntılarının hümifikasyonu için uygun bir koşul sağladığı düşünülmektedir. Yarı-çöl topraklarda, solucan faunasının aktif olmadığı yaz döneminde bu canlıların çok aktif şekilde kanallar açtığı gözlenmiştir. Bu işleme aktivitesinin, 60 ile 90 cm toprak derinliğine ulaştığı ve bir sezon boyunca 5 ton düzeyinde toprağı üst katlara taşıdıkları gözlenmiştir.
Myriapoda sınıfından Diplopodaların yaprak dokusu yanında çürümekte olan ağaçlardan da beslendikleri saptanmıştır. Bu canlıların besinleri kimyasal olarak nasıl ayrıştırdıkları konusunda çelişkili açıklamalar bulunmaktadır. Diplopodalardan Glomeris marginata’nın madde ayrıştırma gücünü tanımlamak için yapılan araştırmalara göreFraxinus (dışbudak) yaprakları bu canlıların sindirim sisteminden geçerken selülozun % 50’si sindirilmektedir. Çam türü iğne yapraklarda bu oran % 40’a azalırken, kayın kalıntılarında % 70’e çıkmaktadır. Bu miktarın birey başına 3-5 mg’lık tüketim oluşturduğu belirtilmektedir.
Çalı veya orman topraklarda Diplopodaların populasyonları 100 birey m olup, toplam biyokütleleri yaklaşık 0.3 gr/metrekare dir. Avrupa (İngiltere) için belirtilen bu değerler ABD veya tropiklerde gözlenen büyük türler için farklıdır. Örneğin büyük türlerden Narceus annularıs’in toplam biyokütlesi 2.86 gr/metrekare’ dir.
Bireysel tüketim değerlerinden yararlanarak Diplopodaların yıl içinde 4800 kg/ha düzeyinde Quercus(bir tür meşe), Acer (akçaağaç) veya Carpinus(gürgen) tükettikleri hesaplanmıştır. Bu nedenle Diplopodaların ılıman orman alanlarda organik madde kalıntılarının ayrışmasında en önemli gruplardan biri olduğu belirtilebilir.İsopodaların bu bakımdan ekolojik önemleri çok daha azdır.
Sevgili Meymun’ un İdeal Toprak Katkıları yazısı ile ideal toprak konusu daha da genişledi. Bu yazı aslında onun yazısına bir yorum olarak hazırlanmıştı. Ancak bir yorumdan daha uzun olduğu için yeni bir yazı olarak eklemeye karar verdim. Sevgili Meymun’un bazı tespitlerine (kimyasal kullanımı) katılmasamda devamını bekliyoruz. Siteye katkısı için bir kez daha teşekkür ediyorum.
İdeal bir topraktaki oranlar için Soil Minerals adresinde çok yararlı bilgiler var. Burada aşağıya eklediğim güzel bir tablo var. pH ile ilgili olana dikkatinizi çekerim.
| Organik Madde (OM) | 4%-10% | Humus |
| pH | 6.0 – 6.5 | 7 olmak zorunda değil. Eğer toprakta yeterli besin varsa kendi kendine ayarlanacaktır. |
| Temel Katyonlar (%) | ||
| Kalsiyum (Ca++) | 60%-70% | Ca ve Mg birlikte toplam katyon değişim kapasitesinin %80 ini oluştururlar. |
| Magnzeyum (Mg++) | 10%-20% | Ca ve Mg birlikte toplam Katyon değişim kapasitesinin %80 ini oluştururlar. |
| Potasyum (K+) | 3%-5% | Potasyum ve Fosfor oranı eşit olmalıdır. |
| Sodyum (Na+) | 1%- 4% | NaCl halinde |
| Hidrojen (H+) | 8%-10% | Hidrojen iyonu pH seviyesini etkiler. |
| Ana Besinler (Anyonlar) | ||
| Fosfor (P-) | Gerçek P = Gerçek K | Özellikle yüksek biyo aktivite gereksinir. |
| Kükürt (S-) | Fosforun %50 si (yaklaşık 200 ppm.) | Amino asit sentezi için gereklidir. |
| Klor (Cl-) | 1 birim Cl 2 birim Sodyum | Bildiğimiz sofra tuzudur. (NaCl) |
| İkincil Besinler (Demir, mangan, çinko ve bakır katyon (+) halindedir.) | ||
| Demir (Fe) | Fe: 100-200ppm | Demir ve Mangan, Bakır ve Çinko gibi biribirine sinerjik etkiye sahiptir. |
| Mangan (Mn) | Mn: 1/2 x Fe (yaklaşık 50 ppm) | Demir ve Mangan, Bakır ve Çinko gibi biribirine sinerjik etkiye sahiptir. |
| Çinko (Zn) | Zn: 1/10 x P (yaklaşık 50 ppm) | Enzimlerin yapımında katalizör ve kök gelişiminde etkili olan asetik asitin üretiminde yardımcıdır. |
| Bakır (Cu) | Cu:1/2 x Zn | Balıklara zararlı olduğunu unutmayınız. |
| Bor (B) | 1/1000 x Kalsiyum (yaklaşık 4 ppm) | Kalsiyum alımı için gereklidir. |
| İz elementler | |
| Krom (Cr+) | 1 – 2 ppm yeterlidir. |
| Kobalt (Co+) | 2-10 ppm yeterlidir. |
| Iyot (I-) | 1 – 2 ppm yeterlidir. |
| Molibden (Mo+) | 1 – 2 ppm yeterlidir. |
| Selenyum (Se-) | 1 – 2 ppm yeterlidir. |
| Kalay (Sn+) | 1 – 2 ppm yeterlidir. |
| Vanadyum (V+) | 1 – 2 ppm yeterlidir. |
| Nikel (Ni+) | 1 – 2 ppm yeterlidir. |
Not: Bazı iz elementler belirli miktarın üzerinde bitkiler için oldukça zararlıdır. (Örneğin molibden ve selenyum) Bunların oranı 2 ppm üzerine çıkarsa hem bitkiler hem de toprak mikroorganizmaları için öldürücüdür.
Ayrıca bunlara ek olarak yaklaşık 30 element daha bitki gelişimi ve ideal bir toprak için gereklidir. Bunlar deniz yosunu, deniz tuzu ve antik deniz yataklarında bulunurlar. Örneğin azomite vb.
Konu burada açılmışken, bizim bahçede geçen yıl kullandığımız gübreler sayesinde organik madde miktarı 0.34 ‘ten 1.11’e, fosfor oranı 7.72’den 8.96’ya yükselmiş. Potasyum oranı ise 255’ten 225’e düşmüş. (Fıstık ağaçları bolca potasyum tüketmişler.) Geçen yıl ayrıntılı tahlil yaptırmamıştık. Bu yüzden demir, bakır, çinko ve mangan oranlarını şimdilik yorumlayamıyorum. Ancak geçen yıl eksikliğini tahmin ediyordum ve ağaç başına 100 gr demir sülfat ve çinko sülfat vermemize rağmen yeterli olmamış gözüküyor.
Kafama takılan konu pH neden yükselmiş anlamadım. Bizim bahçenin toprağı farklı noktalarda, o kadar farklı ki örneği 3 noktadan birden alınca oranlar sürekli değişiyor. Aslında olanaklar olsa bizim bahçede 3 farklı bölge var. Hepsini ayrı ayrı tahlil ettirmek gerekiyor.
| Tarih | Analiz | Sonuç | Referans Aralığı | Değerlendirme |
| 2010-Aralık | pH | 7.85 | 6.6 – 7.3 | Hafif Alkali |
| Kireç (%) | 87.72 | 5.0 – 10.0 | Çok Yüksek | |
| Tuz (%) | 0.04 | 0.0 – 0.15 | Önemsiz | |
| Organik Madde (%) | 1.11 | 2.0 – 3.0 | Düşük | |
| Fosfor (ppm) | 8.96 | 7 – 20 | Yeterli | |
| Potasyum (ppm) | 225 | 200 – 250 | Yeterli | |
| Bünye (%) | 53 | 30 – 50 | Killi Tın | |
| Demir (ppm) | 1.18 | 4.5< | Eksik | |
| Bakır (ppm) | 0.47 | 0.2< | Yeterli | |
| Çinko (ppm) | 0.61 | 1< | Eksik | |
| Mangan (ppm) | 3.29 | 1< | Yeterli | |
| 2010-Ocak | pH | 7.10 | 6.6 – 7.3 | Nötr |
| Kireç (%) | 91.59 | 5.0 – 10.0 | Çok Yüksek | |
| Tuz (%) | 0.03 | 0.0 – 0.15 | Önemsiz | |
| Organik Madde (%) | 0.34 | 2.0 – 3.0 | Çok Düşük | |
| Fosfor (ppm) | 7.72 | 7 – 20 | Yeterli | |
| Potasyum (ppm) | 255 | 200 – 250 | Yüksek | |
| Bünye (%) | 40 | 30 – 50 | Tınlı | |
| Demir (ppm) | - | 4.5< | - | |
| Bakır (ppm) | - | 0.2< | - | |
| Çinko (ppm) | - | 1< | - | |
| Mangan (ppm) | 1< | - |
Kaynaklar:
Not: Bu yazının hazırlanmasında aşağıdaki kaynaklardan yararlanılmıştır.
1- Toprak Biyolojisi, Prof. Dr. Koray Haktanır, Prof. Dr. Sevinç Arcak
2- US National Sustainable Agriculture Information Service Specialist, Preston Sullivan, Sustainable Soil Management Brochure
1) İyi bir bahçe toprağı %30-50 arası kum, %30-50 arası silt, %20-30 arası kil, %5-10 arası organik madde içerir. (Teaming with Microbes: A Gardener’s Guide to the Soil Food Web, Jeff Lowenfels, Wayne Lewis)
Diğer Kaynaklar
1- Doç. Dr. Hidayet Oğuz, Toprak Bilgisi Ders Notları
2- US National Sustainable Agriculture Information Service Specialist, Preston Sullivan, Sustainable Soil Management Brochure
3- Wilkes University, Mr. Brian Oram, Soil Texture Presentation
4- www.tarimreformu.gov.tr
1- Doç. Dr. Hidayet Oğuz, Toprak Bilgisi Ders Notları
2- US National Sustainable Agriculture Information Service Specialist, Preston Sullivan, Sustainable Soil Management Brochure
3- Wilkes University, Mr. Brian Oram, Soil Texture Presentation
4- www.tarimreformu.gov.tr
