tsTANBUL UN1VERs1TESt Yayınlarmdan

No. 1268

ORMAN FAKtlLTESl No. 121

TOPRAK 1LM1

Yazan: Ord. Prof. Dr. ASAF IRMAK

1 V'. Orman Fakültesi Toprak bmi ve Ekoloji Kürsüsü Profesörü

fKıNct BASK!

ÖN SÖZ

Toprak insanların en çok bağlandığı, uğruna kaııını döktü~ kut­sal saydığı bir düınya nimetidir. Çok şey toprakla kaimdir. Z-enginlik, refah, mutluluk ve en önemlisi, gelecek kuşakların emniyeti bir mem­leketin to!)rağına bağlıdır. Bugünkü uygarlık bile, insanın yerleşip t;oprağı işleıneğe başlamasından sonra ancak mümkün olmuştur. Ne var ki bu uygarlık bir ~ıkıruıza ,giriyor görünmektedir. Çünkü insan­lık ufkuna, nükleer bombadan başka, belki de ondan daha t.ehlikeli olan bir sonucun kara bulutlan yığılmaktadır. Dünya nüfusunun baş döndürücü bir hızla artması beşeriyeti açlık uçurumuna. doğru sürnk­Iüyor. Toprak ilıni, toprağın verimini çoğaltmak yollarını göstermekle kurtuluş kapılarım açmamıza önderlik etmektedir.

Ormancılık ve tarım işletmelerinde elde olunan ürünlerin kay­nağını teşkil eden istihsal faktörlerinin başlıcası to!)raktır. Ondan azami derecede. ya,rarlanmayı başanrıak ancak onun niteliğini bil­mekle mümkündür. Bilgi ise bir sistem içinde yapılan gözl m, araş-­tırma ve deneyle elde olunur; toprak ilmi bu gayret yolundadır.

Son ooı yıllarda büyük bir gelişme kaydeden toprak ilmi eski klasik: met-Otların ve bi~giniıı yarusıra röntgen ışınlan relmiğini, elek­tron mikroskobunu, flarnf otometrik ölçmeleri, radyoaktif elementle i ve daha bir çok yenilikleri kendi problemlerini çözmek için kullan­maktadır. Bu çok ince bir teknik isteyen bilimsel metotlann esas­larını bir ders kita hına sığdırıp toyrak ilminin modern bir ı)()rtresini çizmek imkanı gittikçe azalmaktadır.

Toprak ilminiın temellerini - kavramayı 7.arara sokmayacak gibi kısa bir şekilde - anlatarak, bu disiplinin kadrosunu kabataslak su­rette bu kitapta belirtmeye çalış~. Tovrak ilminin yeryüzünü kav­rayan niteliği yanında, mahalli şartlara bağlı bir karakteri de ;ardır ki lınkan buluındukça memleket örnekleri vermek suretiyle bu ön de t.emsile gayret edilıni5tir. Bu eser uzun yılların çalı amalı ulü­dür. Yurt toprak şartlannı öğrenmek ve öğretmek yolunda ·r me lek

m

ömrü tüketmiş obnannza rağmen sadece mahalli şartlan yansıtan bir t.oprak ilminin henüz başlangıçlarında bulunmaktayız.

Kitabın öğrencilere ve meslektaşlara fayda sağlamasını dilerken. aynı yolda yürümek ve bu meşaleyi daha ileriye götürmek isteyecel{­Jere de bir teşvik kaynağı olacağını umuyoruz.

Eserdeki taş ve toprak strüktürü. resimlerini çeken bot.anik do­çenti Dr. Burhan Aytuğ'a ve şekilleri çizen toprak lrursüsü abistanı Doğan Kantarcı'ya burada teşekkürlerimi sunarım.

Ş11b:ıt, 1968 Asaf Irmak

Bu ldtabın yeni baslusmda yapılan bazı terim değişikliklerinden başka en önemli fark, sonuna yeni Amerikan Toprak Tasnifi «7. Approximationr.- nin 1960'da foklif edilen şekli ile eklenmiş olmasıdır. Özellikle tanın ~vrelerinde bu yeni sistemin uyguJaıunasına doğru bir eğilimin sezilmesi böyle bir ilaveyi gerekli kılmıştır. Sistemin, yalnız hir fikir vermiş olmak amaciyle ~.adeee esası belirtildi. Bir uygulama yapabilmek için gerekli olan ayrıntılar verilmiş değildir. Bu husus, konuyu bir ders git'abının dar çerçevesi içine sığdırmak zorunluğun­dan ileri gelmiştir.

İkiınci baskının da faydalı olmasını dilerim.

Kasım, 1972 Asaf IrmaI-

IV

7. TOPRAGIN TEKSTÜ'RÜ

Kum topraklan .. . Balçık toprakları .. . K.11 toprakları

8. TOPRAGIN STRÜKT'ÜRÜ ...

8.1

8.2 8.21 8.22 8.23 8.24 8.3

8.4 8.5

Toprak strülrtürünün gelişmesi Toprağın tekstürü Organik madde Katyonların etkisi Fiziksel etkiler Don etkisi 'I'oprak yangınlarının etkisi Biyotik etkenler ... Toprakların strüktür stabilitesi !norganik kolloidlerle strüktürün stabilizasyonu Organik kolloidlerle strüktürün stabilizasyonu ... Toprak strüktürünün sun'i surette stabilizasyonu Ormanda toprak strüktürü stabllitesi ... Strüktür tipleri Boyu eninden büyilk. olan strüktür elemanları ( 1) Prizmatik . . . . . . . . . . . . . . . . .. (2) Kolumnar (sütunvart) Eni ile boyu eşit uzunlukta topa.k, polihedron ya da küremsi strüktür elemanları (3) Blok (topak) ... (4) Granülar (5) Kırıntı yahut furda Levha biçiminde dikey ekseni yatay ekseninden çok daha küçük olan strüktür elemanları ( 6) Levhamsı

( 7) Strüktür süz ... Konsistans özgül ağırlık, hacim ağırlığı ve gözenek hacmi Gözenek boyutları

9. TOPRAK VE SU

9.1 pF ıskalası pF eğrilerinin önemi

9.2 Toprağın su çeşitleri

Higroskopik su Kap1llar su Sızıntı suyu (gravitasyon suyu)

9.3 Taban suyu ilişkileri ... 9.4 Toprak suyunun hareketi .. . 9.41 Suyun sıvı halde hareketi .. .

Ağırlık kuvvetinin etkisi altında suyun hareketi Kapillar gerilimin etkisi altında suyun hareketi ...

9.42 Suyun buhar halinde hareketi ... 9.5 Toprak suyunun eklenmesi ve kaybı 9.6 Toprak nemi konstantlan ...

VIII

Sahlf e 129

135 136 136

137

138 139 139 139 140 140 141 14:1

141 141 142 142 143 144 145 145 145

145 145 147 147

148 148 148 148 149 151

154

156 156 158 158 159 159 160 162 162 162 164 165 165 168

9.61 Higroskopik koefisyan 9.62 Nem ekivalanı 9.63 Da1mt pörsüme koefisyanı (yüzdesi) 9.64 Tarla kapasitesi ... 9. 7 Bitki-su ilişkileri ...

10. TOPRAGIN HAVASI ... 10.1 Toprak havasının bileşimi

10.2 Toprağın havalanması (toprağın solunumu) 11. TOPRAGIN SICAKLIGI

11.1 Toprak sıcaklığını tayin eden dış faktörler 11.2 Toprak sıcaklığını tayin eden iç faktörler . ..

12. TOPRAGIN RENGİ

13. TOPRAGIN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

13.1 Toprağın besin maddeleri muhtevası 13.2 Toprağın adsorpsiyonu ve katyon mübadelesi .. . 13.21 Kil minerallerinin selektif mübadele kabiliyeti .. . 13.22 Orman topraklarında katyon mübadele kapasitesi .. . 13.23 Katyon mübadelesinin sebepleri

İzomorfik substitüsyon Hidroksildeki H iyonları ... Yüzeyin büyüklüğü ... Serbest oksitlerin mübadele kapasiteleri Organik maddelerin mübadele kapasiteleri

13.3 Anyonların adsorpsiyonu ... 13.4 Toprak doygunluğu ...

14. TOPRAGIN REAKSİYONU

14.1 Toprak asitliğinin çeşitleri

14.2 pH değişimlerinin s1=bepleri Mevsimin etkisi ... Toprak kurumasının etkisi Klimatik toprak tipinin etkisi Vejetasyonun etkisi ... Silvikültür operasyonları ... Diğer kültür tedbirleri Tampon etkisi

15. TOPRAKTA BİTKİ BESİN MADDELERİ

15.1 Fosfor ... 15.2 Potasyum 15.3 Kalsiyum 15.4 Mağnezyum ... 15.5 Kükürt 15.6 Demir 15.7 Azot 15.8 öteki elementler ...

16. KLİMATİK TOPRAK TİPLERİNİN TEŞEKKÜLjj

Zonal topraklar ... İntrazonal topraklar ...

Sahife 168 168 169 170 171 173 173 174 177 178 178

181

183

183 185 187 187 188 188 190 190 191 192 192 192

195

196 198 198 199 199 199 200 200 201

203

203 205 206 207 208 209 209 210

212

215 215

IX

Azonal topraklar 16.1 Klimatik toprak tiplerini yapan faktörler ... 16.11 İklim . .. . . . .. .

Yağış müessirllği

Sıcaklık ... 16.12 Yaşayan organizmalar 16.13 Röllyef . . . .. . 16.14 Ana materyal 16.15 Zaman . . . . .. 16.2 Kliınatik toprak tiplertni yapan olaylar 16.21 Podsolleşme .. . 16.22 Lateritleşme .. . 16.23 Gleyleşme

16.24 Kalsifikasyon 16.25 Salinizasyon (tuzlaşma)

Sahife 215 215 216 216 220 220 222 224 225 225 226 228 228 228 229

17. 'UOPRAKLARIN SINIFLANDIRILMA SISTEM! 230 233 233 233 234 234 234 234 235 235 236 236

17.1 17.11

Karasal topraklar (Terestrik topraklar) ... A hortzonla.rı geli§Tr1emiş ham topraklar sınıfı ... (A) /C profilli topraklar ... Syrosem (taşlı ham topraklar) tipi ... özellikleri

17.12 A horizonlan gelişmiş topraklar sınıfı

A/C profilli topraklar Ranker toprak tipi ... özellikleri. Rendzina toprak tipi ... özellikleri Grumusol tipi A/C profilli 237

17.13 Esmer orman topraklan sınıfı 238 Esmer orman toprağı A/ (B) /C profilli 238 özellikleri 240 Söl lessive (Parabraunerde) A/BtıC profilli 241

17.14 Podsoller sınıfı . . . . . . 242 Pods<>l toprak tipi Ao/ Al/ A2/B/C profilli 242 Esmer orman toprağı podsolü Ao/Al/A2/(B)/C profilli 243

17 .15 Durgun su topraklan sınıfı . . . 244 Pseudogley A/gl/g2 profilli sınıf . . . 244 Stagnogley tipi 246

17 .16 Latosol sınıfı 246 17.17 Plastosol sınıfı 247 17.18 Kireçli t.Opraklar (Terrae calcic) sınıfı 247

Terra fusca tipi . . . . .. Terra rossa (kızıl toprak) tipi

17.2 Yan su altı topraklan (Hidromorfik topraklar) Gley sınıfı A/G profilli ...

247 248 248 249

18. TOPRAK HARİTACILIGI ... 18.1 Toprağın arazide etüdü

250 250 250 252 253

18.11 Profilin tavsifi .. . Baıı horizonlar .. . Geçit horizonlar .. .

x

Alt horizonlar Litolojik devamsızlıklar Teklif edilen ekler

18.12 Profilin muayenesi ... Haritalama birimi olarak toprak tipi ... Haritalamada tiplerin ölçüsü ...

18.2 Haritalamada toprak tiplerinin gruplandırılması Toprak kompleksi Assosiasyon ...

18.3 Yurt hari~ı . . . . .. 18.4 Toprak haritalarının kullanılması . ..

19. TOPRAGIN LABORATUVARDA ARAŞTIRILMASI ...

20. TOPRAOIN GÜBRELENME İHTİYACININ TAYİN! 20.1 Direkt metotlar

ahif e 254 254 ZM· 255 257 258 258 258 258 259 259

261

262 262

Tarla deneyleri . . . 262 Saksı deneyleri . . . 262

20.2 Endirekt metotlar 263 20.3 Gübreleme maksatları için tarladan nümune alınması 264

21. TOPRAK EROZYONU ... 21.l Erozyonun çeşitleri

Rüzgarla erozyon

267 269 269

Su ile erozyon 269 21.2 Erozyonu etkileyen faktörler . . . 272 21.21 ildim ve tabii vejetasyonun etkileri 272 21.22 KültUt bitkilerinin ve tarım usullerinin etkileri 274 21.23 Arazi şeklinin etkileri . . . . . . . . . . . . 276

21.24 Jeolojik formasyonun ve toprak özelliklerinin erozyona etkisi 278

21.3 Anadolu' da erozyon durumu . . . 280 21.4 Erozyona kar§l çareler ... 22. Amerikan toprak sınıflandırma sistemi 22.1 Horizonlar ... 22.11 Diyagnostik üst toprak horizonları 22.12 Diyagnostik alt toprak horizonlan 22.13 Sertleşmiş horizonlar ... 22.14 22.2 22.21 22.22 22.23

Diğer horizonlar ... Tasnif kategorileri Takımlar

Alt takımlar Büyük gruplar

22.24: Familya, seri ve fazlar

BİBLİYOGRAFYA ...

281 284 285 285 286 286 287 287 287 290 291 292

293

XI

Toprağı, insan mübarek saydı; lanet ettiği de oldu. Ona alın teri

kattı; onu sevdi. Onun sayesiınde yaşadı ve onun için öldü.

Charles E. Kellogğ

G t R t Ş

Toprak ilmi toprakların teşekkülünden, değişiminden, özellikle_ rinden ve toprak tiplerinin yer yüzündeki yayılışlanndan bahseder. Toprak ilmi bundan başka toprağı, bitkileri taşıyan ve besleyen bir ortam olarak tanımak ve araştırmakla görevlidir.

Toprak kavramı maksada göre değişebilir. Mesela bir bitki coğ­rafyacısı için üzerinde likenlerin yetişmekte o1duğu bir granit kayası da toprak sayılabilir. Toprağın kullanış gayesine göre bugüne kadar kırk çeşitli tarif yapılmıştır. Ramıann (1911> toprağı şöyle tanımlı­yordu: "Toprak katı yer yüzünün ayrışmış üst tabakasıdır ki bitki taşımağa. kabiliyetlidir". Bu tarif bugünkü toprak kavramına kısmen uymaktadır. Sonraları C. F. Marbut (1935) daha geniş bir tarifinde şöyle demektedir: "Toprak yer yüzü dış kabuğundan oluşur, mutad surette gevşektir, bir filim kalınlığından 3 metreden daha fazla bir kalınlığa kadar değişir ve altta yatan, mutad üzere gevşek olan ma­teryalden renk, strüktür, fiziksel yapı, kimyasal bileşim, biyolojik karakteristikler, belki de kimyasal olaylar, reaksiyon ve morfoloji bakımlarından farklıdır". Bu geniş tarif toprak ile ana materyali bir­birinden ayırır ve toprağın tabii bir obje olarak karakteristiklerini belirtir. Sonradan Palmann (1948) yeni toprak ilmi görüşlerine uya­rak toprak kavramını şöyle ifade etmiştir: "Toprak, katı yer yüzü­nün gevşemiş ve humus teşekkülü ve kimyasal ayrışma ile değişmiş olan, humuslaşma ve kimyasal ayrışma ürünlerinin taşınması ile de­ğiştirilmiş bulunan kısmıdır".

Toprağı hasıl etmekte işe karışmış bulunan kimyasal ve biyolo­jik olaylar dünyanın muhtelif yerlerinde değişik şiddetlerde etkile­rini gösterirler; böylece toprakların olgunluk dereceleri ile derinlik­leri değişik olur. Mesela kuzey memleketlerde bu olaylar az bir şid­dette ana materyale tesir edebilirler; bunun sonucunda ayrışma de-

3

rinliği bir kaç desimetreyi geçmediği halde, tropikal memleketlerde yüzlerce metreyi bulabilir. Buralarda taşlar söylenmiş derinliğe kadar gevşer ve kimyasal surette ayrışır. Fakat genel olarak, 3 metre de­rinliğe kadar gevşemiş ve ayrışmış yer yüzü tabakası toprak diye ka­bul edilmektedir. Zira toprak teşekkülünde en mühim faktörlerden biri olan biyolojik faktör bundan daha fazla derinliklerde önemini kaybeder ve pratik maksatlar için bu derinlik yeterlidir.

Toprak ilminin birçok araştırma yönleri vardır ve bunlara mah­sus kollar gelişmiştir. Her birisi toprağı ayrı bir görüş açısından mü­talaa eder. Mesela tarımsal kimya yönünde topraklar, bitkilerin bir beslenme ortamı olarak telakki eclilirler. Jeolojik yönde ise toprak haritalarının jeolojik görüşlere uygun surette yapımı bahis konusu olup Orta Avrupa'da bu yön.de büyük gayretler sarfedilmiştir. Son on yıllarda ise toprağın tabii bir obje olarak, ekonomik düşüncelerden tamamiyle ayn ve mineraller, kayalar v.b. gibi tabii objelerde ya­pıldığı üzere, bilimsel etüdüne önem verilmiştir. Pedoloji terimi top­rağın bu özel etüdü için kullanılmış ve geniş surette kabul edilmiş bulunmaktadır.

Ormancılık toprak ilmi de bu kollardan bir tanesidir. Orman topraklarının teşekkülü şartlarını, özelliklerini, tiplerini, orman ağaç­larını besleme güçlerini yani verim kabiliyetlerini bundan başka sil­vikültür tedbirlerinin. toprakta mucip olduğu etkileri araştıran bi­lim dalıdır. Gelişmesi her memleketteki ormancılık durumu ile ilgili bulunmuştur.

Düzenli bir ormancılık idaresi ile sistematik bir ormancılık il­mini ilk olarak kurmuş bulunan ve pek erkenden orman toprağını, orman toprağı olarak mütalaa konusu yapan memleketler Orta Av­rupa' daki Alınanoo. konuşan sahalar olmuştur (G. Krau.Ss). Bu se­bepten ormancılık toprak ilmi de önce burada doğmuştur. Türkiyede bu yoldaki çalışmalara Orman Fakültesinin kurulması ile başlan­mıştır.

4

1. TOPRAÖI YAPAN OLAl:LAR

Toprağın ana materyali, kayalardaki mineraller ile yetişme mu­hitin.deki favna ve floranın ayrışmakta olan organik artıklarıilır. Gev­şemiş kayalar sırası ile ilksel bitkiler, algler, bakteriler, mikroskopik mantarlar, likenler, yosunlar ve çayır otları tarafından iskan edil­dikçe, bu vejetasyon az da olsa bir etki yaptığından gevşek mineral yığının en üst tabakası değiştirilir; kaya toprağa dönmüş olur. Bu dönüş, hasıl edilmiş bulunan ve siyah bir organik madde olan humu­sun katılması sonunda mineral yığının renk değiştirip koyulaşma­siyle kendini belli eder.

Bitki artıklarının ayrışımı ve yeni humus maddelerinin doğuşu ile, yani toprak teşekkülünün önemli olan bu iki olayı ile, bir ham toprak hasıl olmuştur. Sayılan ilksel bitkilerin bazıları havanın azo­tunu kimyasal bileşim halinde bağlamaya, karbondioksidi almaya ve saldığı asitlerle mineral maddeleri az miktarda çözündürmeğe muk­tedirdirler ve böylece az miktarda serbest hale geçen besin ile yeti­nebilirler. Ama yüksek (mütekamil) bitkilerin yetişmesi için daha büyük su. anyon ve katyonların kaynaklarına ihtiyaç vardır. Bu kat­yon ve anyonlar da. ancak feldispatların ve ferr-0mağnezyen mineral­lerin önemli oranda kimyasal ayrışması ile sağlanabilir. Minerallerin ayrışması, yani atmosferik etkenlerle kimyasal değişime uğraması, toprak teşekkülünün ayrı bir temel olayıdır; bitki örtüsüne ana kaya­da ki besin kaynaklarını açar ve bitki ürününün gittikçe artması ile toprak daha büyük bir ölçüde değiştirilmiş ve böylece daha yüksek bir gelişim basamağına erişmiş olur. Organik madde artıklarının ço­ğalması, toprak mikroorganizma aleminin gelişmesine yol açar; biyo­lojik ayrışma ile daha çok asit maddeler hasıl edilir; bunlar da toprak suyunda çözünmekle minerallerin kimyasal ayrışmasını şiddetlendi­rirler.

Görülüyor ki toprak gelişimi ile bitki toplumlarının gelişimi el ele giderler ve birbirlerini karşılıklı olarak etkilerler.

Kimyasal ayrışmanın oluşu esmer kırmızı renkli demir hidrok­sidin teşekkülü ile kendisini açığa vurur. Bundan başka minerallerin ayrışmasından meydana gelen silis ve alüminyum hidroksit gibi maddeler tekrar birleşerek küçük pulcuklardan ibaret olan kil mine­rallerini hasıl ederler. Kil mineralleri besin maddelerini ve suyu depo etmek özellikleri dolayısiyle toprak verimliliğinde büyük bir öneme sahiptirler. Gittikçe ilerleyen kimyasal ayrışma ve kil minerallerinin teşekkülü ile toprak da bambaşka bir karakter kazanır.

5

Buraya kadar anlatılan toprak teşekkülü olayları, ana materyalin (yani minerallerin ve organik artıkların) ayrışması ve yeni bir takım maddelerin (humus ve kil mineralleri) teşekkülü olaylarıdır. Topra­ğın olgunlaşması için d~ha başka hadiselerin, bunlar arasında top­rak içinde bir takım madde taşınmalarının da (Palmann'ın toprak ta­rifine bak) vuku bulması gerekir. Bu olaylar başlıca mekanik karış­maktan ve filtrasyonla yer değiştirmekten ibarettir.

Solucanlar, kösteb~kler ile fareler gibi toprağı oyan ve karış­tıran organizmalar, ayrışmamış taze toprak materyalini yüzeye çıka­rırlar ve buna karşılık derin tabakalara humusu taşırlar. Bu mekanik karışma ile humuslu üst toprak tabakası gittikçe kalınlaşır.

Mekanik karışma ile birlikte sızıntı sularının yaptığı bir madde taşınması da olur. Bu türlü olaylara "filtrasyonla yer değiştirme" denilir. Zira katı toprak maddesi bir filtre vazifesi görür. Sızıntı su-

E ::J

o ene <J) ~o

>N ::J -~

__, o ;::::; ..c

- Yüzeydeki organik maddeler.

- Yıkanmış mineral toprak hori-zonu; humusca zengin olduğun­dan koyu renkli.

- Açık renkli, yıkanmış horizon; podsollerde ve solodlarda azami yıkanmayı temsil eder.

-- Koyu renldi hcrizon. Podsoller­de ve solodlarda ~zam1 birikmeyi temsil eder.

- Yıkanma ya da birikme ile de­ğişmemiı:ı ana materyal.

Şekil 1 : Nemli iklim şartlarında gelişıni§ olgun bir toprak (podsol) profilinde görülen ve renk, tekstür, strüktür ile kimyasal Uleşim bakımından farklı

horizonlan gösterir şema.

yunda çözünmüş halde aşağıya taşınan maddeler, suyun kökler ta­rafından alınması halinde ya da alttaki ince taneli tabakaların su hareketini yavaşlatması takdirinde, tekrar çökerler. Böylece toprak

6

kesitinde renkleri, tekstürleri, strüktürleri, kimyasal bileşimleri ve görünüşleri farklı bir takını horizonlar teşekkül eder; yani bir top­rak profili hasıl olur (Şekil 1). Profilde görülen bu işaretler o top­rağın gelişim hikayesini anlatır. İklim ile vejetasyon şartlarına ve anataşa göre birbirinden farklı görünüşte ve değişik şartların mü­messili olan toprak profilleri teşekkül eder. Bu profillerin birbiriyle mukayesesi toprak ilminin önemli bir araştırma konusunu teşkil eder. Böyle bir mukayese toprakların sınıflandırılmasına bir temel sağla­dığı gibi yetişme muhiti olarak toprağın verimini takdir etmeğe de imkan verir.

Profil esaslı surette etüt edilmeden toprağın yapısı ve potan­siyel verim kabiliyeti anlaşılamaz; bu sebepten her bir toprak araş­tırması, laboratuvarda yapılan analizlerle değil fakat arazide pro­filin muayene ve etüdü ile başlar. Yukarıda anlatılmış olan toprak yapıcı olaylar W. Laatsch (1957) 'a göre tablo l'de özetlenebilir.

Ayrışma olayları

1. l\iinerallerin ayrışımı

( r,•ekanik bölünme ve kim/asal ayrışma)

2. Organik maddelerin ayrışımı

Tablo 1 Toprak yapan olaylar

Yeniden teşekkül olayları

3. Kil minerallerinin teşekkülü

4. Humusun teşekkülü

__ .. _

Yer değiştirme (taşınma) olaylan

5. Toprağın ~anştı-nlması

6. Filtrasyonla yer değiştirme

Görülüyor ki toprakların doğmasına sebep olan hadiseler üç sı­mf ta mütalaa edilebilir. Birinci sınıf, ana materyalin mekanik bö­lünme ve kimyasal ayrışma olaylarını; ikinci sınıf, kimyasal ayrışma ürünlerinden yeni bir takım maddelerin teşekkülü olaylarını; üçüncü sınıf da toprağın içinde bir horizondan ötekine maddelerin taşın­ması olaylarını kapsarlar. Bir bakırr.ı.a bu sonuncu taşınma olayla­rına, erozyon ve sedimentasyon hadiseleri de sokulabilir. Fakat bun­lar yukarıda kısaca değindiğimiz olaylar gibi bir toprağın içinde di­key yönde değil, fakat yatay yönde olur; yani toprağın bir yerden taşınması (erozyon) ve başka bir yerde çökelmesi (sedimentasyon) suretiyle coğrafi mevkiini değiştirmesi sonucunu doğurur.

1

2. T O P R A G I N Y A P 1 S 1

Toprağın oluşunu, fiziksel ve kimyasal özelliklerini ve toprak içinde bir çok değişimleri meydana getiren olayları, mütalaa ederken, kavramayı kolaylaştırmak için daha baştan toprağı ana hatlariyle kısaca tanımak faydalı olacakbr.

En sathi bir gözlem bile toprağın bileşim ve yapı itibariyle çok geniş değişikliğe sahip olduğunu gösterir. Bununla beraber, hemen her toprakta az veya çok nüktarlarda bulunan bazı madde grupları var­dır. Bu gruplar: (1) İnorganik madde; (2) organik madde; (3) top­rak suyu ve nihayet ( 4) toprak havasıdır. Toprağın suyu ve havası ilk ikisinin değişken uydularıdır. Toprak şu halde, sayısız kompo­nentlere (bileşenlere) sahip üç fazlı (katı, sıvı, gaz) bir heterojen sistem diye sayılabilir.

Katı fazda taşların ufalanmasından ve kimyasal ayrışmaya uğ­ramasından hasıl olmuş bulunan inorganik madde ile bitki ve hayvan artıklarından gelen organik madde vardır. Toprağın sıvı fazı yahut toprak suyu hem katı, hem de gaz fazları ile denge halindedir. Gaz fazı aynı şekilde toprağın katı fazına ve sıvı fazına bağlı olarak de­ğişir. Denge sıcaklık, su muhtevası, besin maddelerinin bitki kökleri üırafından alınması ve mikroorganizmaların faaliyeti sonucunda. de­vamlı bir kayma halindedir. Bu değişimlerle birlikte gaz fazının bi­le:şi minde dahi uygun değişiklikler hasıl olur. Şu halde kolayca de­ğ'i"?en ve bir uydu olan sıvı ve gaz fazlarından ziyade katı fazın top­rak etüdü için daha emin bir esas teşkil edeceği bellidir. Fakat bitki­lerin beslenmesi ve yetişmesi problemlerinin etüd edilmesinde toprak suyu ile havası hakkında da tam bir bilgiye sahip olmak lazım gelir.

2. l Toprağın katı fazı

Toprağın katı kısmı başlıca inorganik maddeden ve organik maddeden ibaret bir karışımdır. Toprağın inorganik ve organik kısım-13 ;_"mı değişmeden tam olarak birbirinden ayırmak henüz mümkün olmam1ştır. Bu nitelik toprağın laboratuvardaki etüdünde bir zorluk teşkil eder. Bununla beraber organik maddeyi H2 0 2 ile tahrip ettik­ten sonra inorganik maddeyi ayrılmış halde etüd etmek mümkündür.

İnorganik madde : Toprağın inorganik maddesi kimyasal bileşime ve tane büyüklüğüne uyarak pek çok değişir, buna rağmen toprakta

8

tane büyüklüğüne göre taş, çakıl, kum, toz ve kil gibi bazı madde grupları ayırt edilir (7.'ye bak). f3ütün mineral topraklar bu muh­telif çaptaki madde sınıflarının gayet değişik oranlardaki karışım­larından ibarettir.

Taşlar isminden de anlaşıldığı üzere toprağı veren kayaların parçalanmış, ufalanmış şeklidir. Çakıl aynı nitelikte fakat daha kü­çük çaplı maddelerden ibarettir. Kum ve toz kısmı genel olarak taşı yapan minerallerin kısmen bölünmesinden ileri gelmiştir. Kil mad­desi ise anataştaki minerallerin kimyasal ayrışıma uğrayıp kısmen değişmesjnden veya kimyasal ayrışma sonunda yeniden meydana ge­len bir takım minerallerden terekküp eder. Bu yeni minerallere son­radan teşekkül ettikleri için sekunder mineraller ismi verilir. Taşta bulunan orijinal minerallere ise orimer mineraller denilmektedir. Şu halde toprak inorganik maddesi primer ve sekunder minerallerin ka­rışımından ibarettir.

Toprağın inorganik kısmına ait ve söylenmiş bulunan bu madde grupları içinde taş, çakıl ve kısmen kum toprağın iskeletini teşkil ederler. Bu maddeler boyut itibariyle hala büyük olduklarından kim­yasal ayrışmaları çok yavaş yürür. Bu sebepten bitkileri besleme ba­kımından önemleri büyük değildir. Buna karşılık toz ve bilhassa kil bölümleri, bitkilerin beslenmesi bakımından toprakta en mühim olan fiziko-şimik ve şimik olayların cereyan ettiği ortamı teskil eder­ler. Toprağın bitkileri beslemekteki etkileri zikredilmiş bulunan bö­lilmlerin iştirak oranlarına göre az çok değişmektedir. Aşağıdaki

~~lt1rJarda bu konu kısaca görülecektir.

Kum bölümü: Kum iri tanelerden oluşur. Taneciklerin biçimleri _genellikle düzensizdir. Ayrı~mava karşı dirençli oldukfanndan bit­kilere pek az besin maddesi sağlarlar ya da hiç besin maddesi ver­mezler. Taneciklerin büyük olusu ve düzensiz biçimleri sıkı istif­lenmelerini engeller. Aralarında büyi.ik boşluklar bırakırlar, böylece su ve hava kolayca sızar, kolayca kururlar.

Toz ( silt) bölümi.i : Toz hem kumdan hem de kilden farklı fizik özelliklere sahiotir. Bu bölümdeki tanecikler kumdan daha küçuk olduklarından sıkı istiflenme kolaydır, aralarında kalan boşluklar da l?"ücüktür, suyun ve havanın hareketini geciktirirler. Toza fazla oran­da sahip topraklarda drenaj zorlukla olur.

Toz bölümü kilden şu hususlarda farklıdır: Don olayı ile işle-' mek ya da kireclemekle pıhtılaşmaz ve yapışkanlığını kaybetmez.

Bu sebepten dolayı önemli oranda toz kısmına sahip toprakların ya­mskanlık ve ağırlıklarını kireçlemek suretiyle bertaraf etmek zordur. Ancak yüksek miktarda organik madde (ahır gübresi) ile ıslah edile­bilirler.

9

Kil bölümü : Kil maddesi esas itibariyle sekunder karakterdeki çok küçük çaplı ( 0 < 0.002 mm) minerallerden oluşur. Kili kum ve toz kısımlarından ayıran bazı kolloid özelliklerdir ki başlıcaları şun­lardır: Kil minerallerini oluşturan kolloid boyutlardaki kristal yap­rak cıkların arasında su tutulur. Şu halde, önemli oranlarda kilin bu­lunması, toprağa büyük bir su tutma gücü verir. Kil suyu emince hac­mi artar, şişe:::; kuruyunca tekrar eski hacmini alır, büzülür. Bunu kil topraklarının kuruyunca çatlamasında görmek mümkündür. Kil belli oranda su ile birleşince plastiklik (hamurlanma) özelliğini gösterir. Bu bakımdan kum ve tozdan kesin olarak ayrılır. Kil, toprağı teşkil eden taneciklerin birbirini tutmasını (kohezyon) ve böylece toprağa. bir takım topaklar meydana getirmesi özelliklerini verir. Kilin hatta nisbeten küçük miktarlarda bulunduğu hallerde bile toprak yoğuru­lup bir biçim (mesela küre) verildikten ve kurutulduktan sonra ba­sınca karşı önemli bir direnç gösterir (kerpiçte olduğu gibi).

Kil, toprakta kısmen humus ile birleşmiş halde bulunur, bu tak­dirde humus maddesine mikroorganizmaların ayrıştırıcı etkilerine karşı büyük bir direnç sağlar; kısmen bağımsız agregatlar halinde olur ve kısmen de kum ve toz ile birleşmiştir. Böylece kaba ve jnce toprak tanelerinin yapıştırılmasından meydana gelen parçacıklardan (kırıntılardan) ibaret bir strüktürün teşekkülüne imkan ve striiktü­rün değişmesi için toprağa bir kabiliyet verir. Kil, toprağın inorganik kısmının en çok reaksiyona kabiliyetli kısmıdır. Çözeltiden belirli maddeleri adsorpsiyon ile bağlamak gibi tipik kolloid özelliklere sa­hiptir.

Organik madde : Topraktaki organik madde ile, kaynağını esas itibariyle bitkisel ve kısmen hayvansal artıklardan alan karbonlu bileşikler anlaşıhr. Organik maddenin bulunması, toprağa bitkinin yeUşme muhiti sıfatiyle özel karakterini verir. Topraklarda organik madde miktarı çok değişir. Bu miktar }i l'in altına düşebildiği gibi turbalık topraklarında rastlandığı üzere katı maddenin. /'r85'e kadar­ki kısmını teşkil edebilir.

Toprağın organik maddesinde mevcut olan iki madde grubu ayırt edilir. Birinci grup kısmen dokusu korunmuş bitki artığı parçaların­dan, ikinci grup ise orijinal dokusunun bütün izlerini kaybetmiş, koyu renkli, amorf maddelerden ibarettir. Humus terimi ekseriyetle yalnız bu ikinci grup için kullanılır.

Kil hakkında söylenmiş olanların çoğu kolloid karakterdeki hu­mus hakkında da varitdir. Mesela fazla su almakla şişmek, kurumakla büzülmek, adsorpsiyon kabiliyetine sahip olmak gibi hassalar hu­musta da vardır. Bu bakımdan kil gibi humus da toprağın en aktif

10

kısmıdır. Humus toprağın mikrobiyolojik olayları için lüzumludur ve nem ile birlikte toprak mikroor~anizmalarının hayat devrelerini tamamladıkları bir ortamdır. Humusun bulunması ve humusta yaşa­yan mikroorganizmalar, bir toprağı anataştan ayıran başlıca karak­terdir.

2. 2 To!ltrağın sıvı faZl

Toprak suyu, toprakta bulunan organik ve inorganik tabiattaki ııek çeşitli maddeleri ekseriyetle küçük konsantrasyonlarda çözünmüş halde yahut kolloid halde ihtiva eden bir karışımdır. Bu karışımda çözünmüş halde aynı zamanda toprak havasının bileşenleri de bulu­nur. Toprak suyunu büyük basınçlar, yahut santrifugal güç kulla­nı1arak katı fazdan ayırmak ve etüd etmek bazı hallerde mümkün olmuştur. Bu türlü incelemeler, toprak suyunda çözünmüş madde konsantrasyonunun. mevsimlere (kurak, nemli periodlar) göre ve mahsulün alınmasından önce ve sonra değiştiğini göstermiştir.

2. 3 Toprağın gaz fazı

Toprak havası, toprağın boşlukları içinde bulun.ur. Toprak hava­sının bileşimi hatta aynı toprakta bile, mevsimlere ve kısmen ha va şB.rtlarına. göre değişebilir. Serbest atmosferik havadan farklı oUuğu başlıca hususlar şunlardır: Toprak havası, ha va kurusu hale gelme­miş topraklarda, su buharı ile doymuş olur. Oksijen atmosfer hava­sına nazaran biraz düşük bir oranda bulunur. Toprak havasının bile­şiminde mevsimler içinde meydana gelen en mühim değişiklik kar­bon dioksit miktarında olur. Toprakta mikrobiyolojik faaliyeti ayar­layan sıcaklık ve nem değişimleri karbon dioksit miktarının azalıp çoğalmasında sorumlu olan faktörlerdir. Havalanma dahi karbon di­oksidin hasıl edilmesinde bir paya sahiptir. Çünkü organik maddenin ayrışmaBı aerobik yani hava oksijen.ine muhtaç olan bir hadisedir. Değişik ol·an karbon dioksit miktarı bazı çayır topraklarında raslan­dığı gibi normal olarak en çok 7r 1.5 kadardır. Ahır gübresi ile mua­mele edilmiş tarla topraklarında o/<: 0.5 kadar, diğer topraklarda umu­miyetle o/r0.3 kadardır. Toprağın serbest havasından başka, toprak suyunda çözünmüş ve toprak kolloidleri ile birleşmiş hava dahi mev-~tt~ -

Mikrobiyotik ayrışma ve köklerin solun.umu ile C02 serbest hale geçer. Bu karbondioksit havaya çıkmakla, fotosentez olaylarında kul­lanılıp tüketilen karbon dioksidi telafi eden kaynaklardan birisidir. Bundan başka, toprak suyunda çözünmek suretiyle silikat mineralle­rinin ayrışmasını çabuklaştırır ve toprak teşekkülü olaylarını iler­letir.

11

2. 4 Toprağın gözenek hacmi

Görülmüş olduğu gibi toprağın katı maddesi, boyutları çok deği­şebilen çeşitli tanelerden oluşur. Bu tan.eler bir araya geldikleri za­man aralarında bir takım boşluklar kalır ki bunlara «gözenek» deni­lir; bunların bütünü gözenek hacmini teşkil eder. Normal şartlavdıa bu hacim tüm toprak hacminin % 40-60'1 arasında değişir. Toprak suyu ve havası bu hacmi aralarında bölüşürler. Gözenek hacmi bir toprağın sabit karakteri olmayıp geçici strüktürüne tabidir. Mesela toprağı işlemek gözenek hacmini çoğalttığı halde çiğnemek azaltabi­lir. İşlenmiş tarla topraklarında gözenek hacmi, sürüldükten sonra azamidir. Yağışların tesiriyle toprak oturdukça bu hacim gitgide aza­lır. Yağmura karşılık don gözenek hacmini çoğaltır.

Pafta I'de toprağın yapısı özetlenmiş bulunmaktadır.

12

3. TOPRAGIN ANATAŞLARI

' Topraklan hasıl eden kayalar teşekkül tarzlarına göre üç gruba ayrılırlar: Eruptif kayalar, sedimenter kayalar ve metamorf kayalar. Eruptif kayalar aslında erimiş kütle halindeki mağmanın yer içinde ya da yer yüzünde katılaşmasından hasıl olmuşlardır. Bu sebepten do­layı mağmatik kayalar da denilir. llksel yeryüzü kabuğu da eruptif kayalardan teşekkül etmektedir.

Eruptif kayalar yeryüzüne çıktıklarında atmosferik etkenlere maruz kalarak ayrışırlar; ayrışma mahsulleri su, rüzgar ya da bu­zulla taşınır, başka yerlerde sedimentler halinde çökertilir. Bu yeni teşekkül etmiş gevşek tortullar sonradan katılaşmakla sedimenter kayalar adını alırlar.

Üçüncü grup olan metamorf kayalar, gerek sedimenter kayaların gerekse eruptif kayaların sonradan olan orogenetik hareketler neti­cesinde yeryüzünün altında kalmakla yüksek basınça veya yüksek sıcaklığa ya da her ikisine birden yahut termal çözeltilerin etkisine maruz bulunarak tekrar kısmen veya tamamen kristalleşme netice­sinde doğmuşlardır.

Metamorf kayaların eruptiflerden türevlenenleri (meta-eruptif) eruptif kayalarla ve sedimenter menşeliler (meta-sedimenter sedi­menter kayalar ile bir arada mütalaa edilirse 16 kilometrelik yeryüzü kabuğunun bileşimi tablo 2'deki gibi olur.

Tablo 2 Litosf eri oluşturan kayaların oranlan

Eruptif ve meta-eruptif kayalar Sedimenter ve meta-sedimenter kayalar Kil şişti Kum şişti Kalker

3. 1 Kaya yapan mineraller

% 95 % 5 % 4 % 0.75 % 0.25

Toprağın inorganik katı fazı mineral parçalarından yahut onla­rın ayrışma ürünlerinden oluştuğu için kayaların ve kaya yapan mi­nerallerin toprak teşekkülünde ve dolayısiyle ilminde önemleri vardır. Mineraller genellikle iki veya daha çok elementten teşekkül ederler. Kristalin yahut amorf olurlar. Bugüne kadar tabiatta 2000'den fazla mineral tes.bit edilmiş olduğu halde kayaları yapan minerallerin tür­leri sınırlıdır. Litosferi meydana getiren kayaların bileşiminde önemli miktarlarda mevcut olan ve eskeri kayalarda raslanan minerallere ~kaya yapan mineraller» adı verilir. Genel olarak 3-4 mineral bir ara.­ya gelerek bir kaya türünü hasıl ederler. Bununla beraber mesela

13

mermer gibi yalnızca bir mineralden (kalsit) oluşmuş kayalar da vardır. Kayalar taneli, kısmen veya tamamen camımsı ya da amorf cisimlerdir.

Bir kaya ile başka bir kaya arasındaki görünüş farklarına rağ­men hemen hepsinde aynı minerallerin bulunması şaşırtıcı bir olay­dır. Bilinen eruptif kayaların her birisinde, kuvars, feldispat, mika, ojit, hornblende ve olivin minerallerinden bir veya birkaçı vardır; çoğunda iki veya daha fazla mineral bulunur. Bu sayılanlara turma­lin, garnet, magnetit, sfen ve apatit eklenince, % 99 oranında eruptif taşların en önemli bileşenleri elde edilmiş olur. Bunlara daha altı mineral, nefelin, lösit, zirkon, epidot, spinel ve pirit katılırsıa kaya yapan mineraller pratikçe tamamlanmış olur. Bu nitelik taşların etüdünü çok basit gibi gösterir; ne var ki yukarıda sayılan silikat­lardan bazıları geniş bir sıra içinde değişik kimyasal bileşime sahip olduklarından kompleks bir yapıları vardır ve bu nokta işi güçleştirir.

Görüleceği gibi yarı çapları birbirine yakın olan katyonlar bir­birinin yerine geçerek, karışık bileşimli maddeleri yani katı çözelti­leri, tabakalı kristalleri ya da üst üste büyümüş kristalleri meydana getirirler. Bu nitelik bütün izomorf cisimlerin bir özelliğidir. Kaya­ları hasıl eden mineraller arasında izomorfizm ile katı çözelti halleri o kadar çok ve o kadar önemlidir ki o türlü mineralleri büyük «tabii familyalar» ya da «gruplar» halinde toplamak zorunda kalınmıştır. Bu familyaların veya grupların adları onları meydana getiren basit türlerden daha çok malumdur.

Kayaları yapan başlıca mineraller ve kayaların bileşimine iştirak oranları Clarke'ye göre tablo 3'te gösterilmiştir.

Tablo 3 Kayaların mineralojik bileşimleri

Eruptif Kil Kum Mineraller kayalar şişti taşı

l ı

% % %

1 Feldispatlar 59.5 30.0 11.5

Prim er Amfibol ve piroksen 16.8 - -mineraller Kuvars 12.0 22.3 66.8

Mika 3.8 - -

Kil - 25.0 6.6 Sekunder Limonit - 5.6 1.8 mineraller Karbonatlar - 5.7 11.1

Diğer mineraller 7.9 11.4 2.2

14

Bu bileşim litosfere, 16 km derinliğe kadar olan yeryüzü kısmına aittir. Tabloda gösterilen bileşim bir taslak diye sayılmalıdır. Mesel.a bazı eruptif kayalarıda kuvars buluhmaz. Bazılarında ise f eldispatlar olmayabilir. Öte yandan feldispat bulunmayan kum taşları da mev­cuttur.

3. 11 MineraHeri oluşturan elementler

Minerallerin ilksel kaynağı mağmadır. Bir mağmadan hangi mi­nerallerin kristalleşip ayrılacakları keyfiyeti, başta olarak mağınayı hasıl eden elementlere bağlıdır, çünkü mıağmada olmayan şey mine­rallerde de bulunamaz. Buna karşılık yüzeye çıkan lavlardan bazı gazlar intişar eder ki bunlar minerallerde artık mevcut olmazlar. Sonuncu maddeler bir yana bırakılırsa, bir kayanın tüm analiz so­nuçları, başlangıçtaki mağmanın ve şu halde yeryüzü kabuğunun bi­leşimini de gösterir. Böylece bütün belli kayaların ortalama kimyasal bileşimi bulunur ve nisbi yayılışlan göz önünde tutulmak şartiyle bir hesap yapılırsa, yeryüzü kabuğundaki elementlerin miktar oran­ları h~kında bir fikir kazanılır.

Clarke ve Washington (1924) 16 kilometrelik yeryüzü kabuğu­nun kimyasal bileşimini tahmin etmişlerdir. Litosfer ile birlikte hid­rosfer ve atmosfer de hesaba katılmak suretiyle tablo 4' deki miktar­lan bulmuşlardır.

Tablo 4 Yeryüzü kabuğundaki elementlerin bulunuş oranları

Yüzde Yüzde 1

Oksijen o 49.52 Manganez Mn 0.08 Silisyum Si 25.75 Kükürt s 0.048 Alüminyum Al 7.51 Baryum Ba 0.047 Demir Fe 4.70 Krom Cr 0.033 Kalsiyum Ca 3.39 Azot N 0.030 Sodyum Nıa 2.64 Fluor Fl 0.027 Potasyum K 2.40 Zirkonyum Zr 0.023 Mağnezyum Mg 1.94 Nikel Ni 0.018 Hidrojen H 0.88 Stronsiyum Sr 0.017 Titanyum Ti 0.58 Vanadyum v 0.016 Klor c1 0.18 Seryum Ce

0.014 Fosfor p 0.12 Yetriymn y

Karbc:m. c 0.08 Bakır Cu 0.010 Geri kalanlar 0.032

100.00

15

Tablodan görüldüğü üzere mevcut oldukları bilinen takriben 103 elementten yalnız 10 element ezcümle oksijen, silisyum, alüminyum, demir, kalsiyum, sodyum, potasyum, mağnezyum, hidrojen ve titan­yum yeryüzü kabuğunun ağırlıkça <;{- 99 kadarını teşkil ederler ki ~,kaya hasıl eden elementler» denilmesi bundan ileri gelir. Yeryüzü kabuğunun ağırlıkça yarısı oksijenden, dörtte biri silisyumdan iba­rettir. Şu halde oksijen ile silisyum en bol elementlerdir ve bundan dolaYJdır ki kayaların etüdü büyük oranda silikat minerallerinin etüdü demektir.

3. 12 l\lineralleri oluşturan oksitler

Yukarıda gösterilmiş bulunan elementlerin oksijenle birleşerek hasıl ettikleri oksitler ve eruptif kayaların bileşimine iştirak oranlan tablo 5'de verilmiştir.

Tablo 5

Yeryüzü kabuğundaki elementlerin oksitleri ve oranları

Silis SiOı % 59.12

Al2Ü3 » 15.34 Söskioksi tler Feı03 » 3.08

FeO » 3.80

-Caü » 5.08

Bazlar MgO » 3.49 N~O » 3.84 K20 » 3.13

Su H20 » 1.15

Bu oksitler içinde o/r 60'a yakın bir miktarla Si02 en bol olanıdır. İkinci sırada alüminyum oksit bulunur. Bu iki oksidin en yüksek mik­tarlarda mevcut olması, alüminosilikat bileşimli feldispatların neden mineraller içinde en çok rastlanan bir grup olduğunu da açıklar. Mağ­rnada bulunan asit tabiattaki bu Si02, hafif baz hassalı alümin ve de­mir oksitler ile birleşerek alüminyum ve f erri veya ferro silikatları teşkil ederler. Bu bileşiklerin çoğunda asitlik tamamen doymuş ol­madığı için toprak alkali ve alkali metallerin oksitleri bileşime girer ve bu şekilde mineraller dengelerini bulmuş olurlar. Fakat bazan mağma silisce o kadar çok zengin olur ki silisin bir kısmı diğer me-

16

İSKELET

0>2mm

TAŞ'> 20 mm;

ÇAKIL 20-2 mm

Taş parçaları, köşeli

çakıllar, yuvarlak çakıllar.

Pegmatitler' de taşın b1leşim1ne giren priıner m1nerallerin

~ kristalleri. ~ Ayrışmaları az veya r.ll ~ pek güç, suyu tutma. ~ güçleri yoktur.

N ı~ ~ 1 ,.... 1 Kapillarite: O

z r-. 1 <

~

""" 1 ~ ~ o

1

z ~ .....

l Konkresyonlar ~ 1

(bileşim ve mentrcleri muhtelif)

J

'

1 \ .::ı: \~ 1 be

\o

\ Yaprak ve kırınt~lun, 1 ölmüş kökler

~ ~ t = s !;)

.5 ıt

t ~ ı.. 41 .5 s ıı:..

~

j

~ ---ı --,-

~ ~ \Büyük gözenekler : ~ ':i Hava bil ı:ı ~ ~ :.. :~ E bil r.ll

/

\

PAF.rA 1 Toprağın yapısı

İNCE TOPRAK

0 <:.Zmm

KUM 2-0.02 mm;

TOZ 0.02-0.002 mm

Primer mınerallerin az veya çok ayrışmaya ba.şlarruş, yıpranmış kristalleri; yalancı kum; afanitik ve camımsı taşların

parçacıkları.

Kabalar kimyasal ayrışmaya hemen hemen uğramaz; inceler nispeten kolay ayrışır.

Toz: Primer minerallerin parçacıkları; sekunder minerallerin agregatları.

Konkresyonlar (bileşim,

boyut ve menşeleri muhtelif)

1) Dem1rli konkresyonlar

2) Manganezli ))

3) CaC03'lı ~

4) caso;ıı »

5) v.b. »

Bitkisel ve hayvansal artıklardan ibaret

organik maddelerin mekanik surette ufalanmasından hasıl olmuş

«çürüntü» kısımları; humus agregatlan

Orta gözenekler: Hava ve toprak çözeltisi

KİL < 0.002 mm

Sekunder mineraller :

a) Kristalen kil mineralleri

a1

) Yaprakcık

silikatıar

(1 :1) Kristal yapılı

olanlar:

Kaolinit, Halloisit v.b.

( 2: 1) Kristal yapılı olanlar:

Montmorillonit, lllit, vermikülit v.b.

( 2 : 2) Kristal yapılı olanlar:

Klorit türleri

a..ı> Şeritli silikatıar : Sepiolit v.b.

b) Amorf kil bileşenleri

Si0'2,A1.p3,Fe20 3 ten oluşmuş bileşenler.

Humus

İnce gözenekler : Toprak çözeltisi

tal oksitlere bağlanmadan serbest kuvars halinde kristalleşir. Eğer bir mağma katılaştığı yani kristalleştiği sırada belli bir mineral top­lumunun (paragenese) doğmasına sebep oluyorsa, bir misal zikretmiş olmak için diyelim ki, labrıadorit, ojit, olivin ve demir filizi bileşimini hasıl etmişse bu minerallerin erimiş kütlede daha baştan sıvı mineral olarak teşekkül etmiş bir halde bulundukları sonucu çıkarılmamalı­dır. Çeşitli .kimyasal bileşiklerin sıcakta ayrı bulunan, henüz birleş­memiş iyonları, daha ziyade soğuma esnasında bir kurala uyarak ba­his konusu mineraller halinde birleşirler. Burada her madde kendisin­den başka erimiş. kütlede bulunan diğer maddelere tamamiyle tabidir. Bu sebepten yukardaki mineral toplumunun teşekkülünü gerektiren bir erimiş kütleye bir parça daha kuvars maddesi katılacak olsa idi, bu takdirde bu silis asidi adı geçen minerallerin yanında kuvars ola­rak ayrılmıyacaktı ve tamamiyle başka bir mineralojik bileşime se­bep olacaktı. Silis asidinin bir kısmı belki feldispatlara gidecek ve biraz asit olan oligoklas yapacaktı. Olivin ayrılmıyacaktı; daha ziya­de onun mağnezyumu ve demiri, fazla miktardaki silis asidi ile biyotit yahut hornblende halinde birleşeceklerdi. Kısacası, tamamen yeni bir mineral toplumu doğacak yeni bir kaya vücut bulacaktı.

Esasen bir mağmanın kristalleşmesi, yani katı bir faza dönmesi çok karışık bir olaydır. Mağma soğuyorken mineral kristalleri teşek­kül etmeğe başlar. Belirli bir sıcaklıkta teşekkül etmiş olan kristaller çevrelerindeki sıvı mağma ile kimyasal bir denge halinde bulunur­lar. Bununla beraber soğuma ilerledikçe yeni kristalleşmelerle mağ­manın bileşimi gittikçe değiştiğinden, ilk teşekkül etmiş kristaller geriye kalmış bulunan sıvı mağma ile artık denge halinde değildirler; yeni bir takım mineraller kısmen mağmadan doğrudan doğruya kris­talleşerek ayrılmak suretiyle, kısmen de ilk kristallerin mağma iie reaksiyona girişmesi sonunda teşekkül ederler. Bu olay plajiyoklas­ların zonlaşmasında ve olivin çekirdeklerini sarmış bulun.an pirokse­nin reaksiyon kabuklarında yansımış bulunur.

Kristalleşme sırası : Kris­talleşme ve reaksiyon sırası Bo­wen'in (E.E. Wahlstrom, 1947) tertiplediği ve yanda verilmiş bulunan reaksiyon sırasında

gösterilebilir.

Ot ivin

\. ,,_ Mg p ro~er.

M,g-Ca o:roic:e:ı

lfreç i "l•-1= as"

A !t;;."_,,-,,:~ a.~t a.s ar

I (-Ç·eç ·-a.'~·a':c a.";tov';ı:;, ;;.r

I A -.·· '• ·ı~:;·~

!

17

Bu sıra, eruptif kayalardaki minerallerin genel kristalleşme sük­sesyonunu gösteriyor. Bununla beraber kristalleşme sırası kısmen

mağmanın kimyasal bileşimi ile de belli olur, mesela bazı taşlarda, ku·· vars feldispattan önce kristalleşir. Genellikle önemleri az olan akse­suar mineraller mesela apatit, zirkon ve mağnetit ilk olarak kristal­leşirler. Bunları anhidrit ferro mağneziyen silikatlar ve kireçli plaji­yoklaslar takip ederler. Ondan sonra hidratlı ferromağneziyen sili­katla.r, alkali feldispatlar ve kuvars gelirler. Bununla beraber bu kaidenin istisnaları bir çok taŞlarda bulunmuştur.

Oksitlerin eruptif kayalarda bulunuşu

Silis (Si02 ) eruptif kayalarda % 40-80 arasında değişir. En yük­sek değerlere bir çok granitlerde yaklaşılır; en düşüklere ise anortit, olivin, nefelin minerallerince zengin kaya türlerinde rastlanır.

Alüminyum oksit (Al203), olivinli kayalarda hemen hemen % O olabilir ve anortit yahut nefelin bakımından zengin kayalarda ise j'i 30'un iistüne çıkabilir.

Kalsiyum oksit (CaO) bazı garnetlerde, diopsit ve anortitde bol miktarlarda bulunur; bazı gametli piroksenit kayalannda % 25'den çok kireç kaydedilmiştir. Öte yandan alkalili granitlerde ve perido­titlerde kirecin oranı hemen hemen % G'dır.

Mağnezi (MgO) en yüksek değerine, % 50'ye yakın, peridotit­lerde ulaşır ve bir çok granitler ile nefelinli kayalarda hemen hiç me­sabesindedir.

Sodyum oksit (Na20), çok miktarda nefelin ve sodalit bulunan kayalarda % 20'ye kadar yükselir; peridotitlerde ise hiçe yaklaşır.

Potasyum oksit (K20), çok lösitli kıayalarda en yüksek değerini bulur; ekstrem bir misalde olduğu gibi % 18'e kadar yükselir ve anor­titit ve peridotitlerde hemen hemen % O'a düşer.

Ferrooksit (FeO), olivinli kayalarda en çok, mesela müstesna şeki~de demirce zengin bir olivin varyetesini havi bir peridotitte %35'e kadar bulunmuştur. Oysa bazı granitler, ferro ve ferri şeklinde olsun eserden fazla demire sahip değildir ( S. J. Shand 194 7) .

. ' Eruptif kayalardaki nadir oksitlerin, bol olarak bulunan bazı ok­

sitlerle birlikte göriinmek itiyadında oldukları gözlenmektedir. Me­sela kalay oksit sadece büyük oranlarda silisi muhtevi kayalarda bu­lunur. Nikel ve krom oksitler, yüksek oranda mağnezi ihtiva eden kayalarda; manganez ile vanadyum un oksitleri, en çok demirle bir­likte bulunurlar. Stronsyum oksit, kireç ile beraber bulunur. Baryum

1,8

oksit ise, özellikle potasa refakat eder. Sodyum oksidin fazla bulun­ması, zirkonyum ile titandan başka seryum yetriyum ve ilah... gibi

' nadir toprak metallerinin oksitleri ve manganez, klor, flor ve fosforik asit gibi maddelerin mutad üstü bir konsantrasyonda rastlanmalannı mucip olur.

3. 13 Minerallerlıı iyonik strüktürü

Minerallerin bileşim ve yapılarını iyice kavramak ıçın iyonik strüktürlerini bilmek lazımdır. Son zamanlarda Röntgen ışınları ile yapılmış olan araştırmalar, iyonik strüktürü aydınlatmış ve bir çok minerallerin yapısını anlamaya imkan vermiştir. Özellikle biribirine yakın grupların mineralleri arasındaki kimyasal akrabalığı, ve iyo­nik strüktür ile fizik özellikler arasındaki tabiliği aydınlatmış ve mi­nerallerin iyonik strüktürlerinin yaklaşık modellerini yapmak imka­nını sağlamıştır.

Bir minerali oluşturan iyonlar veya iyon grupları elektriksel kuvvetlerle bir arada tutulurlar. Burada iyonların bir kısmı, katyon­lar, pozitif ve diğer bir kısmı, anyonlar, negatif yüklüdür ve bu kar­şıt elektriksel yükler sayesinde mineralin sağlam bir yapısı meyda­na gelir.

Minerallerin yapılarını anlamakta esas ve önemli olan nokta mi­neralin bileşimine giren iyonların boyutudur.

İyonların bir küre biçiminde oldukları kabul edildiğine göre kürenin elektron yörüngeleri ile belli olan yüzeyi iyonun çapını ta­yin eder. İyonların yarı çapları Angström birimi ile (10-8 cm = 1 A} ölçülür.

Eruptif kayaların esansiyel mineralleri esas itibariyle silikatlar­dan ibarettir; silikatlarda silisyumun (Si4+) oksijen (02-) ile birleş­mesi sonunda meydana gelen strüktüre diğer çeşitli katyonlar bağ­lanmış bulunur. Silikatları meydana getiren kimyasal elementler için­de miktar itibariyle en önemlisi oksijendir. Oksijen iyonu büyük olup 1.40 Angströmlük bir yarı çapa sahiptir. Gerçekte, oksijen o kadar büyüktür ki çoğu toprak minerallerinin strüktürünü tek başına tayin eder. Silikatların bileşimine giren sodyum, mağnezyum, alüminyum demir ve silisyum gibi katyonlar oksijene nisbetle pek küçüktür ve oksijen iyonlarının arasında kalan boşluklarda bulunurlar. Şu halde küçük katyonlar, sıkışık surette istiflenmiş oksijen iyonlarının simet­rik (bakışımlı) bir düzen içinde tertiplenmiş olan grupları ile sarıl­mıştır. Bir katyonu sarmış bulunan oksijen iyonlarının sayısı genel­likle kalyonun boyutu ile belli olur. Mesela bor elementinin iyon yarı

19

çapı 0.20 A dır ve adi surette kenarları eşit bir üçgenin köşelerinde oturan üç oksijen atomu ile sarılmıştır. Silisyumun iyon yan çapı 0.39 A olup bir tetrahedronun köşelerinde bulunan dört oksijen iyonu ile sarılmış olarak bulunur. Alüminyum 0.57 A iyon yarı çapına sahip­tir ve bir tetrahedron düzeni içinde bulunabileceği gibi altı oksijen ile sarılmış halde bir oktahedron içinde dahi olabilir.

Bir katyonun etrafındaki oksijen iyonlarının sayısı, katyonun «koordinasyon sayısı » diye adlandırılır. Katyonun yarı çapı büyü­dükçe koordinasyon sayısı da büyür.

Adi hallerde rastlanan toprak minerallerindeki bazı iyonların

yarı çap değerleri ve onlara uyan koordinasyon sayıları tablo 6'da verilmiştir.

Tablo 6

Bazı katyonların yarı çapları (A olarak) ve oksijen koordinasyon sayıları

Koordinasyon İyon Yarı çap sayısı

-~

B3+ 0.20 3 veya 4 Si4+ 0.39 4 AP+ 0.57 4 veya 6 Fe3+ 0.60 6 Mg2+ 0.78 6 Na+ 0.98 8 c.aı+ 1.06 8 K+ 1.33 8 veya 12 Ba.2+ 1.43 12

Yukarıdaki sayılardan öğrenilecek önemli gerçekler şunlardır ki silisyum sadece tetrahedral durumda bulunur, oysa alüminyum ya tetrahedral ya da oktahedral durumda bulunabilir. Demir ile mağ­nezyumun da yalnız oktahedral durumda mevcut olduklarına da dik­kat edilmelidir. Pratikçe bunun manası şudur: Alüminyum tetrahed­ral .durumdaki silisyumun yerine geçebilir, fakat mağnezyum ve de­mir geçemezler. Öteyandan demir ile mağnezyum da oktahedral du­rumdaki alüminyumun yerine geçebilirler. Şu halde iyonik strüktür basit bir takım strüktür birimlerine bölünebilir. Gerek kaya yapan primer silikat minerallerinin gerekse bu primer silikat minerallerin­den meydana gelen sekunder minerallerin anlaşılabilmesini kolaylaş-

20

tırmak üzere iki önemli strüktür birimini tanımak, bahiste güdülen maksat için, yeterlidir. Birinci strüktür birimi, dört oksijen anyonu­nun bir silisyum katyonu etrafında bir araya gelerek sıkı surette jstiflenmesinden. hasıl olmuş "Si04" grubudur. Burada oksijen an­yon.lan bir tetrahedronun dört köşesinde ve silisyum katyonu mer­kezinde, yani sıkı istiflenmiş oksijenlerin arasında kalan küçük boş­lukta bulunur (tetrahedron birimi) (Şekil 2). Bir başka strüktür bi­timi, 6 oksijen anyonun un sıkışık surette istiflenmesinden hasıl olu"'; cksijenler, burada bir oktahedronun köşelerinde bulunur ve arala­rmda bıraktıkları boşluk silisyumdan daha büyük çaplı katyonlarm, mesela alüminyum, mağnezyum ve demirin yerleşmesine uygundur ( oktahedron birimi) (Şekil 3) .

(o)

(b)

Şekil 2 : Silikatların kristal strüktüründe bulunan Si04

- tetrahedronu. a) Kristal strüktürü için çoğunlukla kullanılan çiziliş şekli; ve b) ger­

çek durumda bir tetrahedron.

Her bir katyonun elektriksel yükü onu doğrudan doğruya sai·mL5 bulunan bütün anyonlara bölünür. Tüm yapı, bu türlü strüktür bi­rimlerinin (tetrahedron veya oktahedron) yanyana gelip aralarında, boşluklar bırakarak istiflenmesinden meydana gelir. Bu boşluklar serbest negatif yükleri doyurmaya lüzumlu olacak miktarda katyon­ların yerleşmesine elverişlidir. Bir stabil mineralde, görmüş olduğu-

Şekil 3 : Al-katyonunun altı oksijen

iyonu ·ile sarılmasından hasıl olmuş

bir oktahcdron (R, E. Grim, 1953'den).

muz pozitif ya da negatif elektrik yüklerinden herhangi bir artık bu­lunmamalıdır. Toplam pozitif yüklerin, toplam negatif yüklere karşı

21

denge halinde alınası zorunluğu bir minerali temsil eden bir formü­lün sıhhati hakkında bir ölçüdür.

Yukarıda açıklanan prensiplerin ne kadar temelli olduklarını görmek için bir iki pratik misal tartışılacaktır. hkin mağmanın ka­tılaşması esnasındaki bazı olaylar dikkat nazarına alınsın; mesela oksijen ile mağnezyumun bol miktarda mevcut bulunduğu bir mağma tasavvur edilsin; oksijenin bolluğu karşısında, her bir silisyum iyonu için dört adet oksijen iyonu bulunacaktır. Bu sebepten silisyum-ok­sijen tetrahedronları gelişecektir ki silisyum, tetrahedronun merke­zini is.gal edecek ve dört oksijen eşit mesafelerde onun etrafında bu­lunacaktır. Oksijenin valansı iki ve silisyumun. valansı dört olduğun­dan, hanı edfüpj~ bulunan Si04 kökünün doymamış daha ekstra dört vaJansı bulunacaktır. Dört valıanslık negatif yükü denklemek için bu verilen örnekte iki mağnezyum iyonu (bu elementin bol olduğu yu­karıda söylenmiştir) silikat kökü ile birleşerek Mg2Si04, "forsterit" mineralini hasıl edecektir. Eğer hem mağn.ezyum hem demir hazır bulunsaydı, (Mg,Fe) 2Si04, "olivin" minerali meydana gelebilirdi.

Bununla beraber durum ekseriyetle karışık olabilir. Zira her bir silisyumun dört oksijenle yahut her bir alüminyumun dört veya altı oksijenle sarılmasını mümkün kılacak kadar kafi oksijen bulunmıya­bilir. Bu şartlar altında oksijen iyonlarınm meydana getirdiği tetra­hedral ya da oktahedral gruplar, oksijen iyonlarının kıtlığı derecesine göre, köşeleri ·veya kenarları paylaşmak yanj oksijen iyonlıarını or­taklH$a kull?nmak zorunluğundadır. Kuvars minerali, tetrahedronla­rm köşelerini paylaşma halinin bir örneğini verir, yani her bir oksi­jen. iyonu iki silisyum iyonu tarafından paylaşılmış bulunur. Bu se­bepten kuvars için formül Si04 değil fakat Si02 dir. Burada dört ne­gatif yük, dört pozitif yük ile dengelenmiştir ve başka katyonların karışmasına lüzum kalmamıştır.

Bazı mineraller arasında mevcut olan yakın akrabalığı göstere­bilmek için şimdi feldispatlar kısaca mütalaa edilsin.. Kuvarsın dört molekülü, Si4Q 8 formülü ile temsil edilebilir. Yukarıda tesbit edildiği gibi alüminyum, tetrahedron durumunda silisyumun yerine geçebilir. Silisyum iyonlarından birisinin yerine alüminyum geçecek olursa meydana gelmiş bulunan bileşiğin formülü A1Si30s olacaktır. Bu birim dengelenmiş değildir, çünkü silisyumun dört pozitif yüküne karşılık alüminyumun yalnız üç pozitif yükü vardır. Şu halde fazla olıan bir negatif yükü doyurmak için bir katyonun bileşiğe girmesi icabeder. Eğer bu katyon potasyum ise KA1Si30 8 formülünde "ortoklas" ya da "mikrolin" hasıl olacaktır. Bileşiğe giren katyon sodyum ise NaAlSi3Üs formüllü "ıalbit" elde edilecektir. İki silisyum yerine iki alüminyum geçecek olursa iki ekstra negatif yük açıkta kalacaktır. Bunları do-

22

yurmak için bileşiğe kalsiyum girebilir ki CaA12Si20s formüllü "anor­tit" f eldispatı hasıl olacaktır. Gerçekte bu iki ekstrem arasında her türlü kombinasyonlar bilinmektedir (plajiyoklaslara bak); negatif yükün bir kısmı bir katyonla diğer bir kısmı başka bir katyonla den­gelenebilir. Önemli nokta şudur ki bütün feldispatlarda 8 oksijen iyo­nu vardır. Başka sözlerle, minerallerin esas yapısı belirli bazı düzen­ler halinde gruplaşan oksijen iyonları tarafından inşa edilmiştir. Kat­yonlar, mekan içindeki icaplar tatmin edildiği sürece, elektriksel yü­kü denge halinde tutacak gibi yer değiştirebilirler.

Oksijen iyonları, mineralleri teşkil etmek üzere şekil 4'te göste­rilmiş bulunan başılıca dört düzende gruplaşarak belirli strüktürler yaparlar. «Ada» düzeni olivinlerde olduğu gibidir. «Zincir» düzeni piroksenlerde; «şerit» düzeni amfibollerde, nihayet «tabaka,> düzeni mikalarda görülür.

Ada Zincir

[sı044 - ], [s ıo/ ].

Şerit

( Sı 4 0ıı5 ) ,

Tabaka

[ s. 2 0~2 ) ,

Şekil 4 : Silikatıarın ad a , zincir, §Crit ve taba k a strüktüıiindeki Si-O tctrahedronlarının düzeni. Dictrich Schrocder (1969 ) dan.

Şimdiye kadar münakaşa edilen strüktürlerin hepsi yalnız oksi­jen tetrahedronlarını göz önünde tutmakta idi. Fakat bir çok mine­rallerin katyonları ise oktahedronl·arın merkezinde bulunur. Tetra­hedrondaki dört oksijen iyonu yerine, oktahedronlarda altı oksijen iyonu bir katyonun etrafını eşit mesafelerde sararlar.

Yukarıdaki açıklamaların başlıca maksadı, negatif yüklü oksijen iyonlarının, pozitif yüklü katyonlıarın etrafında mümkün olan en sıkışık surette istiflenmesinden mineral strüktürün meydana geldi­ğini göstermekdir. Sübstitüsyon yani birbirinin yerine geçme, bo­yutları ,birbirine yakın olan katyonlar arasında ve onların tabiatı ile

23

valanslarınıa az çok tabi olmadan vuku bulmaktadır. Yeryüzü kabu­ğu hacmen yaklaşık olarak 7o 95 oranında oksijenden ileri gelmiştir; bu cihet düşünülürse, oksijenin, mineral temel strüktürünü teşkil etmesine hayret edilmemelidir.

3. 14 Minerallerin sınıflandırılması

Kaya yapan mineralleri, çeşitli yönlerden, onların kaya bileşi­minde ve strüktüründe oynadıkları rollere göre sınıflandırmak müm­kündür. Mineralleri başlıca primer ve sekunder sınıflara ayırmak el­verişli bir bölüm tarzıdır. Prim erler tekrar esansiyel (asli) ve akse­suar· (fer'i, tali) diye ikiye ayrılırlar. Birinciler bir taşın adını vere­bilmek iGin mevcudiyetleri mutlaka lüzumlu olanlardır. Mesela bir taşa granit diyebilmek için bileşiminde ortoklas ve kuvarsın bulun­ması gerekir. Şu halde bu iki mineral esansiyeldir. Daha az miktar­larda olmakla beraber biyotit ve hornblende mineralleri de granitin bileşimine girerler. Bunlardan başka apatit, zirkon gibiler de çoğu defıa mevcuttur; fakat bulunmadıkları zaman da taş yine granit ol­makta devam eder. Bu ikinci türlü mineraller aksesuar minerallerdir.

Minerallerin böylece esansiyel ve aksesuar diye ayrılmaları kaya türüne göre değişebilir. Mesela gabbrolarda kuvars bir aksesuardır, fakat aym mineral granitte esansiyeldir, çünkü kuvarssız granit ol­maz.

Aksesuar mineraller az miktarda ve dağınık olarak bulunurlar. Bu minerallerin bir veya ikisi el parQasında görülebilirse de diğer­lerinin mevcudiyeti ancak ince bir tabaka halinde kesitlenmiş kaya nümunelerinin mikroskop altında muayenesi ile meydana çıkar. Ya­hut kayalar, kesit yapılacak yerde, öğütülür ve tozlan özgül ağırlığı yüksek olan sıvılarla hafif ve ağır minerallere ayrıldıktan sonra mik­roskop altında muayene edilirse bütün mineraller teşhis olunur.

Aksesuar minarellerin çoğu ayrışmaya karşı çok dirençlidir. Ve esansiyel mineraller kimyasal ayrışım ile tamamen tahribe uğradık­tan sonra dahi aksesuarlar mevcudiyetlerini korurlar. Böylece erup­tif taşların ayrışmasından meydana gelen kumların ve diğer sedi­mentlerin hangi eruptif anataşdan doğmuş olduklarını keşfetmek

mümkün. olabilir.

Anataşlardaki pi·imer yani ilkel minerallerin kimyasal ayrışma ile yahut metamorfoz ile değişmesinden sonra meydana gelen mine­rallere sekunder mineraller adı verilir. Çürümüş kayalarda hem esansiyel hem de aksesuar mineraller, sekunder minerallere dönmüş olabilirler.

24

Diğer taraftan bir mineral, bir kayada primer olduğu halde bir başkasında sekunder karakterdedir. Mesela kuvars granitte primer mineral olarak bulunur, oysa bir çok minerallerin ayrışması sonunda sekundcr kuvars da hasıl olabilir.

3. 15 Mineral gruplarının özellikleri

Silis grubu

Kuvars, Si02 eruptif kayalarda çok yaygındır. Genellikle, alka­lice zengin feldispıatlı eruptif taşlarda en bol olarak rastlanır. Silis ile doymamış olan olivin gibi minerallerle birlikte bulunması nadirdir. Feldispatoidlerle hiç bir zaman bir arada bulunmaz.

Kuvars, görünüşte ve kristallografik karakterde bariz farklı iki forma sahiptir ( a - kuvars ve 0 - kuvars). Eruptif kayalardan başka bir çok metamorf kayalarda ve sedimenter kayalarda mevcuttur. Ku­vars, kayalarda südümsü bulanık ya da şeffaf taneler halinde bulu­n.ur. Kuvars pratikçe hiç bir etkiye uğramayan Si02'den ibaret oldu­ğu için toprak teşekkülü olayında bileşimi değişmeden kalır. Granit, pegmatit, kuvarslı porfir, kuvars diyorit, dazit, riyolit gibi eruptif kayalar ile kuvarslı metamorf kayalardan ve kum taşlarından hasıl olmuş topraklarda ve genellikle toprakların kaba fraksiyonlarında büyük oranlarda bulunur. Kum toprakları, sadece kuvarstan oluş­muş iseler pek verimsizdirler, çünkü bu mineralden hiç bir besin maddesi veya başka bileşikler çözünmez.

Silis grubuna giren ve Si02 bileşimli diğer mineraller primer ori­jinli tridimit ve kristobalit ile sekunder orijinli kalsedon.dur. Opal (Si02.nH20) bileşiminde sekunder bir mineraldir.

Feldispat grubu

Feldispatlar, kaya yapan minerallerin en önemli bir grubunu kıapEarlar. Eruptif taşların sıhhatli surette sınıflandırılmaları konu­sunda tam olarak teşhisleri temelli bir noktadır. Feldispatlar esas itibariyle susuz alüminosilikattır. Kristal yapan temel birim Si40 8'dir. Bu birimde oksijen tetrahedronlarındaki bir Si yerine bir Al veya ikisi yerine iki Al girer, böylece birim AlSi,08 veya Al2S}z08 halini alır ki K, Na ya da Ca almakla molekül denkleşir (minerallerin iyo­nik strüktürü bahsine bak). Böylece bir çok feldispat türleri mey­dana gelir. Feldisnat grubu tabiatta birbirinden bariz surette farklı dört türe ve müteaddit katı çözelti yani karışık kristal serilerine sa­hiptir. Türler şunlardır:

KA1Si30 8

NaAlSi30 8

'( ortoklas ve mikrolin) ( albit)

25

CaAl2Si20s BaAl2Si20s

(anortit) (celsian)

Bu basit türlerin büyük çoğunluğu katı çözeltiler yani karışık kristaller yaparlar; özellikle albit ve anortitin meydana getirdikleri geniş bir izomorf seri "plajiyoklaslar" mevcuttur. Ortoklas da albit ile karışabilir ve soda - ortoklaslar hasıl olur. Bütün feldispatlar ikiz kristal yaparlar; dilinim kabiliyetleri mükemmeldir. Hepsi suyun özellikle karbondioksitli suyun etkisiyle kimyasal ayrışmaya uğrar­lar. Toprağın ince kısımlarını teşkil eden kil mineralleri, büyük oran­da feldispatların ayrışma ürünlerinden oluşmuştur.

Feldispatlar, kristal formlarına veya kimyasal bileşimlerine gö­re sınıflandırılır. Burada kimyasal bileşime göre tasnif edilmişlerdir.

Ortoklas

Bu fekllspatın kimyasal bileşimi KA1Si30 8 dir. Renk, beyaz, pem­be, gri v.b. olabilir. Kristaller adi hallerde ikiz teşekkülü göste­rirler. İki tane iyi teşekkül etmiş birbirini dik açı (90°) ile kesen di­linim yüzeyleri vardır. Ortoklas (yani dik açı ile yarılan) ismi bu özelliğin.den verilmiştir. Cila, camımsıdır. Kırık, pürüzlüdür. Sertlik =6, özgül ağırlık=2.56. Kızdırılınca erimez. Adi asitlerde çözünmez. Mutad olarak karlspat ikiz kristalleri görünür.

Ortoklas ayrışma ile kil mineralleri ve kriptokristalin kuva.rs hasıl eder.

El nümunelerinde görülebileceği gibi dilinim kabiliyeti, açık renkli oluşu, basit ikiz kristal teşekkülü ve 6 sertlik derecesi (bıçak­la çizilebilir fakat sıadece büyük güçlükle ve ince köşelerde) teşhisde yardımcı noktalardır.

Çok miktarda sodyum (% 20'ye kadar NaA1Si30 8 ) ihtiva edebi­lir ve o takdirde soda-ortoklas adını alır.

Silis ve alkalice zengin eruptif kayalarda bol olan bir mineraldir. Aynı bileşimde ve kristal formunda olan sanidin vardır. Ancak dili­nim ortoklas kadar bariz olmayabilir: kırık, sedefimsi olabilir; gö­rünüşü bazan kuvarsa ben.zer.

• Sıanidin adi ha~lerde asit (felsik) kayalarda, ince taneli yahut porfirik kayalarda, mesela riyolit, trakit ve latit gibilerinde bulunur.

Bir potaslı feldispat olan ve aynı kimyasal bileşime sahip bulu­nan mikrolin (KA1Si30 8 ) ortoklastan farklı kristal yapısı ile ayrılır.

Bileşiminde 7<: 20'ye kadar NaA1Si30 8 ihtiva edebilir. Mikrolin potaslı feldispatın alçak sıcaklıkta teşekkül etmiş bir formudur ve

26

özellikle daha çok kaba taneli kayalarda bulunur. Boz, yeşil, beyaz v.b. renkte olur.

Bazal dilinim, adi surette su hareleri gibi görünen bir ızkara strüktürü gösterir. Birbirini hemen hemen dik açı ( 87 ° ) ile kesen ve iyi gelişmiş iki dilinim yüzeyi vardır. Ayrışma, ortoklasta olduğu gibidir.

Pegmatitlerde, kaba taneli (plütonik) silis ve alkali bakımından zengin (felsik) kayalarda bol miktarda mevcuttur.

Potaslı feldispatların ve genellikle bütün feldispatların ayrışma­sını dilinim kabiliyeti kolaylaştırır. Çünkü dilinim ile meydana gel­miş ince çatlaklar, karbondioksitli suların kristal içine girmesine yol açarak ayrışmanın hızlanmasını sonuçlandırır. Bu olay aşağıdaki

denklem ile özetlenebilir :

Ortoklas, mikrolin ve sanidin yani potaslı feldispatlar t oprak­ta potasyumun büyük bir primer kaynağıdır.

Soclyumlu ve 1rn1~-iyumlu feldispatlar

Plajiyoklaslar (eğri yarılan), albit (NaA1Si30 8) ve anortit (CaA12Si20 8) minerallerinin çeşitli oranlarda karışarak hasıl ettikleri izomorflardan ibaret bir seriyi temsil ederler. Albit ve anortit e ekle­nerek küçük bir miktar KA1Si30 8 de genellikle mevcuttur. Plajiyok­las serisinin üyeleri az çok ihtiyari surette sınırlandırılmışlardır. Pla­jiyoklas serisine ait olan çeşitli minerallerin bileşimindeki albit ve anortit miktar sınırları aşağıdaki gibidir :

Albit (Ab)

Oligoklas

An desin

Labradorit

Bitownit

Anortit (An)

Abıoo - Ab9JAn rn

Ab90An10 - AhAıAn30 Ab10An30 - AbsoAn5il

AbsoAnso - Ab~0An10

Ab30An10 - Ab10An9J

Ab10An90 - Anıoo

Plajiyoklaslar fiziksel özellikleri bakımından bir tedricilik gös­terirler ki bu da kimyasal bileşimdeki tedrici değişikliği yansıtır.

Plajiyoklaslar genellikle ikiz kristaller yaparlar; kristaller bazan homojen olurlar, hazan da bir zonlaşma gösterirler; yani kristaller soğan gibi kabuklardan oluşmuştur. Zonlaşma halinde kristalin çe-

27

kirdeği, genellikle anortit bakımından zengindir ve kabuklar dlşa doğru gittikçe artaraktan albitçe daha zengin olurlar (şekil 5). Anor-

Şekil 5 : Plajyoklaslarda zcnla§ma. Anortit bakımından zengin olan kristal çekirdeği, albitce zengin olan tabakalardan daha sür'atle ve kolaylıkla ayrışır

(Wahlstrom, E. E. 1947'den).

tit, albitten çok daha kolay, on beş defa daha hJzlı, kimyasal ayrış­maya ma~llz kalır. Böylece plajiyoklaslar, önce anortitli çekirdekle­rinden, yani içlerinden ayrışmaya başlarlar.

Sodyumlu plajiyoklaslarda renk beyaz yahut açık gri olur. Anor-1..it muhtevası çoğaldıkça renk genellikle koyulaşır. Koyu renkli var­yeteler boz, mavi, yeşil olabilirler. Cila, camımsıdır. Kırık, pürüzlü olur. Bazal dilinim pek barizdir. Dilinim yüzeylerinin birbirini kes­mesi hemen dike yakın bir açı (8T) gösterir. Dilinim yüzeyleri ikiz teşekkülü dolayısiyle özellikle kaidede olukludur ve bu nitelik plajiyoklasların el nümun.elerinde lupla tanınmalarını kolaylaştırır.

Sertlik=6-6.5. Kızdırılınca erimezler. Adi asitlerde çözünmezler; yal­nız anortit sıcak, konsantre hidroklorik asitten etkilenerek silis ay­rılır.

Bütün plajiyoklaslar kil minerallerine, serisite yahut paragonite ve eriptokristalin kuvarsa ayrışırlar; kalsiyumca zengin varyeteler kalsite, ve zeolite dahi ayrışır.

Albit ve oligoklas alkali ve silisce zengin olan yani asidik (felsik) kayalarda mesela granit, siyenit ve riyolit gibilerinde mutaddır. An-

28

dezin gibi aralık plajiyoklaslar, granodiyorit, monzonit, diyorit ve on­ların çok ince taneli olan muadilleri andezit gibi nötr kayalarda bu­lunur. Labradorit ve bitownit ise gabbro, .bazalt gibi bazik (mafik ) ve ultrabazik kayalarda rastlanır. Anortit nadirdir ve genellikle ba­zik kayalarda fenokristler yani iyi gelişmiş kristaller halinde bulu­nur. Plajiyoklaslar özellikle labradorit ve anortit, toprakta kalsiyu­mun önemli primer kaynaklarıdır.

Pirol\sen ve amfiboller grubu

Her iki mineral serisi kimyaca birbirine yakın akrabadır. Fakat krü:ıtal özellikleriyle bir.birinden ayrılırlar. Ferromağneziyen deni­len demirli ve mağnezyumlu mineraller grubunun üyeleridir. Orto­silikat bileşiminde olan olivinlerle mukayesede mevcut bazlara nis­betle bileşimlerinde daha yüksek oranda silis vardır; böylece meta­silikatları teşkil ederler. Esas itibariyle Ca, · Mg ve Fe'nin metasili­katlarıdır. Bazı türlerde Na, bundan başka Al, Mn, Ti ve Li da bu­lunuın.

Kayaların tanınması için piroksen ve amfibolleri birbirinden ayırt etmek lazımdır. Bu hususta her iki grubun farklı olan dilinim yüzeylerinin açıları işe yarar. Bu açılar piroksenlerde dike yakın 87° ve 93 ° olup amfibollerde 55 ° ve 125 ° dir. Böylece dilinim prizması piroksenlerde kare ve amfibollerde eğri dörtgen olur (şekil 6).

a b

Şekil 6 ; Amfibol (a) ve piroksenlerin (b) dilinim yüzeyleri arasındaki açılar. iki mineral grubunun ayırt edilmesinde kullanılır (Hatch, F. H., 1949'dan) .

Piroksenlerin iyonik strüktüründe bulunan Si04 tetrahedronları dikey yönde oksijen köprüleriyle birbirine zincirleme eklenmişlerdir. Zincindeki her bir tetrahedronun iki oksijeni hemen üstte ve alttaki diğer iki tetrahedronla paylaşılır (şekil 7). Her zincir yanında­kine Ca2+, Mg2+, Fe2+ ve ilah .. gibi katyonların yardımı ile bağlı bu­lunur. Bu katyonlar, zincirlerde köprülük etmeyen oksijenleri

29

birleştirirler. Bütün piroksenlerde zincirler kristalin uzun ek­senine paralel olarak uzanırlar ve safihalar halinde düzenlenmiş­lerdir. Piroksen zincirinin temel biriminde Si206 (daha kısaltılmış Si03) grubu vardır. Burada elektrilrnel yüklerin denge bulması için

Şekil 7 : Piroksenlerde iyonik, stü­

rüktürü meydana getiren tetrahed­

ronların zincirleme düzeni. Gölge­

lenmiş olan iki tetrahedron Si20

6 te­

mel birimini gösteriyor (Hatch,

F. H. 1949'dan).

iki Mg2+':rıJn eklenmesiyle Mg2Si20 6 ya da MgSiÜ3 (mağnezyum

metasilikat) «enstatit» minerali hasıl olur. Bunun demirlisine, FeSi03, «ferrosilit» denilir.

Amfibollerde, iki piroksen zincırının oksijen iyonları köprüsü ile birbirine kaynaşmasından meydana gelen ~011 temel birimi iyo­nik strüktürü teşkil eder. Yarım atomlu formüllerden kaçınmak için birimi çift ha1de yazmak daha uygundur, bu takdirde ana for­mül Si80 22 dir. Piroksenlerin tek zincirden oluşmasına karşılık, am­fiboller çift zincirlere sahiptir (şekil 8). Bundan başka daha temelli bir fark da amfibollerde hidroksilin (OH) bulunmasıdır. Bir hidrok­sil grubu bir negatif yüke sahip olup oksijenin çapındadır ve onun aynı fonksiyonunu yapar.

Ojit

Piroksenler arasında en önemli ojittir. Sabit bir bileşimi yok­tur; esas itibariyle Ca, Mg, ve Fe2+'in bir metasilikatıdır. Aynı

zamanda Fe3+, Al, Mn ve alkalilerin ka tyonları ekseriya mevcut-

30

tur; bazan Ti ihtiva edebilir. Ojitin formülü Ca (Mg, Fe, Al)­(Al, SD206 ile ifade edilebilir. Sertliği 5.0-6.0; özgül ağırlığı 2.93-3.49 dur.

Rengi, renksizden siyaha kadar değişebilir. Koyuluk derecesi de­mirin miktarı ile artar. Birçok eruptif kayalarda bulunur; bazalt

Şekil 8 : Amfibollerin iyonik strüktürünü teşkil eden ve iki piroksen zincirinin ok~ijen köprüleriyle birbirine bağlanmasından hasıl olan bir çift zincir

(Hatch, F. H., 1949'dan).

ve diyabazın esansiyel bileşenidir. Ayrıştığında epidot, klorit, kalsit, diyopsit ve biyotit verir.

Diğer önemli piroksenler: Enstatitten başka, hipersten (Mg,Fe) -Si03 ile diyopsit Ca (Mg,Fe) (Si03)ı dir. İlk ikisi bazik eruptif kaya­larda bulunur ve hidratlanmak sonunda talk ve serpantine dönebilir.

Horn.blende

Amfibollerin içinde yine kimyaca kompleks bir alt gruba veri­len bir isimdir ve en önemlisidir. Değişken bir bileşimi vardır. Ojitle

31

mukayesede daha küçük oranda kalsiyum, ama daha çok mağnezyum ve demir ihtiva eder. Rengi siyah, koyu kahverengi, koyu yeşil ola~ bilir, fakat ekseriyetle siyahtır. Sertlik derecesi 5.5-6.5; özgül ağırlık 3.0-3.5 dir.

Hornblende, granit, siyenit, diyorit ve özellikle andezitte ve bun­lardan başka diyabaz, gabbro ve norit ile metamorfik gnayslarıda, hornblende şistlerinde ve anıfibolitlerde bulunur. Adi hallerde pirok­sen ile görünür.

Hornblende minerali ayrıştığında piroksen, klorit, epidot, mika, siderit, kalsit, kuvars ve kil minerallerine döner. Topraklardaki ay­rışma derecesi, serin ve nemli bölgelerde toprak teşekkülü olayları­nın şiddeti ve devamı için çoğu defa bir ölçü olarak kullanılmıştır.

Diğer daha az önemli olan amfiboller tremolit, Ca2MgsSis022(0H)ı

ve aktinolit, Ca2 (Mg,Fe) 5Si8022 (0H)ı dir. Tremolit, dolomitik kal­kerde çok müteammimdir, aktinolit ise ekseriya metamorfik kaya­larda mesela kristalin şistlerde bol olarak bulunur.

Piroksen ve amfiboller topraklarda kalsiyum, mağnezyum ve de­mirin primer kaynağıdırlar. Piroksenler ile amfiboller ayrıştıkların­da feldispatlarda olduğu gibi kil maddesinin bir kısmını teşkil et­tiklerinden gabbro, diyabaz, melafir ve bazalt gibi ana taşların hasıl ettikleri topraklar kırıntı strüktüründe, verimli ağır kil toprakları karakterinde olurlar.

Olivin grubu

Olivin, bazik eruptif kayalarda bulunan bir mineraldir. Olivin­ler - ortosilikatlar -0lup bileşimleri (Mg,Fe) 2Si04 dır. Basit bileşimde olan dorsterit», Mg2Si04 ile «fayalib Fe2Si04 minerallerinden oluş­muş karışık kristallerdir.

Görünüşü camımsı yeşil olup ayrışmış halde ise kırmızı, sarı,

kahverengidir. Zayıf bir dilinim kabiliyeti vardır ve böylece pirok­senden ayırt edilebilir.

Silisce doymamış bazik eruptif kayaların mesela bir çok, bazalt, diyabaz ve gabbrolarm bileşiminde bulunduğu gibi peridotitin bir varyetesi olan dunit hemen tamamiyle olivinden ibarettir. Olivin kolay aynştığından kayanın dağılmasını ve toprak haline dönmesini kolaylaştırır; bu sebepten iyi toprak durumları hasıl eder.

Ayrıştığında serpantin, magnetit, kalsit, kuvars, bundan başka limonit, epidot ve kil minerallerini hasıl eder.

32

Mikalar grubu

Silikat minerallerinin en önemli bir grubudur. Mikaların bileşim­leri hidroksilli alüminosilikattır. Şimdiye kadar mütalaa edilen mi­nerallerden kimyasal bakımdan iki hususta ayrılırlar: Bütün mika­larda alkali elementleri önemlidir; fakat bazı amfibolle~~ ile piroksen­lcrin aksine olarak kalsiyum bulunmaz. İyonik striiktürlerinde de bunlardan farklıdırlar ve kil minerallerinden montmorillonitin strük­türüne benzer bir kristal yapısına sahiptirler. Temel strüktürlerini, silis le oksijenin meydana getirdiği tetrahedronlardan ibaret bir ta­baka teşkil eder. Bu tabakalarda çeşitli iyon türleri altı köşeli bi;· plana göre düzenlenmişlerdir (şekil 9). Bu tetrahedronlar tabakası,

Şekil 9 : Tetrahedronların altı

köşdi şekiller yapacak gibi tabaka halinde birleşmesi.

Tetrahedronların dört köşesin­den üç tanesindeki uksijenler, y:ında.ki tetrahedronlarla pay­laşılmış bulunur (ortadaki tet­rah€:drcnda olduğu gibi). Kat­yonlar bu altı köşeli düzen içinde herbir tetrahedronun merkezinde bulunur.

tetrahedronların re'sindeki oksijenler vasıtasiyle hemen üstte bulu­nan alüminyum-oksijen oktahedronlarına bağlanmıştır. Oktahedron­!:ırm teş~dl ettiği tabaka dahi tekrar ve aynı şekilde üstte bulunan bir başka tetrahedron tabakasına bağlı bulunur. Böylece ;· ç tabakalı yaprağa benzer bir strüktür meydana gelir (şekil 10). Bu strüktür mik2.lara mükemmel surette bir bazal dilinim kabiliyeti sağlar.

Temel strüktür birimini S4010 teşkil eder. Ayrıca hidroksil grup­ları vardır. Mikaların bu birimindeki silisyumun yerine kısmen alü­minyum geçer ve her bir strüktür biriminde bir tane alüminyum bulunur, böylece standart formül (A1Si30 10 ) şeklini alır ki silisyum­oı.;Jijen tetrahedronların.ın teşkil ettiği tabakaların bileşimini temsil eder. Bu birimde önemli oranda negatif yükler arta kalır ki Al, Mg ve Fe ile birlikte Na ve K'nın eklenmesiyle denge sağlanır. Böylece en mutad mikalardan birisi olan muskovitte K ve Al kullan.ılır ve formül KAl2(A1Si30 10) (OHh şeklini alır. (OH)2 ve Alı oktahedron­lar1n teşkil ettiği tabakada bulunurlar. K ise üç tabakadan ibaret yaprakların arasındaki boşluklara yerleşmiştir. Bu mikalara beyaz

33

mika yahut, potasyum miktarı diğer mika türlerinden farklı olma­makla beraber, potaslı mika denilmektedir. İkinci mika türü ise ok-

60 3 Si t 1AI

2{0ff) t40

4Af

2(0H}t40

3Si + 1AI

50 <r

j o~- o Q2K t

----· Şekil 10 : Mikalar, iki tetrahedron tabakası arasındaki bir oktahedron tabaka­sından oluşurlar (2 : 1 kristal tipi). Tetrahedron ve oktahedronlarda bulunan katyonlar ve oranları şemanın sağ kenannda gösterilmiştir. (F'iaeldler ve

Reissig, 1964'den).

tahedronlardaki AP+ yerine Mgı+ ve Fe2+'nin geçmesiyle meydana gelir, formülü K(Mg, Fe)3(AlShOıJ) (OH)ı şeklini alır ve biyotit mi­neralini temsil eder.

Muslmvit

Primer muskovit bir çok granitlerde özellikle yüksek oranda po­taslı olan granit türlerinde görülen renksiz gümüşümsü, soluk yeşil, soluk esmer, camımsı veya sedefimsi cilalı, kolayca pullar halinde ay­rılan bir mikadır. Yaprakları esnektir. Sertlik = 2.5-3.0; özgül ağır­lık 2.8 kadardır. Ateşte erimez, asitlerde çözünmez.

Eruptif kayalarda, yüksek silisli tiplere inhisar eder. Şistlerde ve gnayslarda dahi yaygın surette bulunur. Muskovit, sekunder olarak da meydana gelir. Potaslı fe1dispatlar muskovit gibi ayru elementlere sahiptir ve hidrolize uğramakla kolayca muskovite dönerler. Bunun aksine olanak beyaz mikalı kayalar hatta sedimentler, termal me­tamorfizme maruz kalırlarsa mika minerali ortoklasa döner. Mağma­dan kristalleşerek teşekkül eden primer mika ile sekunder tabiattaki mika birbirinden ayrı tutulur. Sonuncusuna «Serisit» denilir.

Biyotit

Aynı zamanda siyah mika diye bilinmektedir. Biyotit, muskovi­tin kristal . yapısına sahiptir, yalnız burada silisyum-oksijenden oluş-

34

muş tetmhedral iki tabaka arasında bulunan alüminyum - oksijen ok­tahedral tabakasındaki Al yerine Mg ve Fe girmiştir ki, buna ait for­mül yukarıda açıklanmış bulunmaktadır. Biyotit, siyah rengi, parlak dilinim yüzeyleri ve pulumsu karakteri ile kayalarda kolayca tanına­

bilir. Dilinim bazal ve mükemmeldir. Sertlik 2.5-3 .0 ; özgül ağırhk 3.0 kadardır. Konsantre sülfürik asitle ayrışır.

Granit, siyenit, diyorit, trakit ve andezit gibi kaya türlerinde mutad bir mineraldir. Biyotit, muskovitten çok yaygındır ve ondan daha kolaylıkla ayrışmaya kabiliyetlidir. Ayrışmanın ürünleri, klo it daha nadir hallerde serpantin ve bazı kil mineralleri olab'li . Biyo­titin formülü, muskovit kadar potasyuma sahip olduğunu gösterir, buna eklenerekten mağnezyum ve demiri vardır ki her ikisi de önemli bitki besin maddeleridir. Bu sebepten biyotitli kayaların toprakları muskovitlilere nazaran, dahıa verimli olmak itiyadındadı .

Muskovit zor ayrışan minerallerden birisidir. Buna mukab·ı bi­yotit Fe ihtiva ettiğinden daha kolay ayrışır. Bundan başka Ag gibi iki değerli katyonları toprağa verdiğinden strüktür itibariyle daha mlisait toprak durumu yaratır. Eskiden mikalara genellikle zor ay­rıştıklarından toprak ilminde o kadar önem verilmezdi. Fakat son­radan bitkilere potasyumlarını verdikleri anlaşıldı. Mikalar ayrış­

ınakla illit, vermikülit, montmorillonit ve kaolinit gibi kil mineral­lerini hasıl ederler.

iilol'itler

Kloritler kompleks tabiattaki hidratlı mağnezyum alüminyum silikatlardır. İki değerli demir ıde bulunabilir. Bazı varyetelerde üç değerli demir ve krom mevcuttur.

Pek iyi olan bazal dilinim özelliği ile mikalara benzerler, faka elastiki olmamakla onlardan farklıdırlar. Kloritler mikalardan daha b~1ziktirler ve yüksek oranda hidratlanmış olup alkalilerden hemen. hemen yoksundurlar. Kloritlerin iyonik strüktürleri mikaya benze­yen tabakalarla strüktürü brusiti andıran tabakaların değişerek

kristali yapmaları dolayısiyle ilgi çekicidir. Mika benzeri tabakaların bileşimi Mg3 (AlSi30rn) (OH)ı ile Mg2Al (A12Si2C,:>) (OH)ı arasında de­ğiştiği halde, brusit benzeri tabakalar Mg2Al(OH) 6 formülüne sahip­tirler. Brusit benzeri tabakalardaki Al ve Mg oktahedral durumda olup altı adet ortak OH iyonu tarafından çevrilmiş bulunmaktadır.

Kloritler sekunıder menşelidir ve metamorfik şistlerde bol olarak bulunurlar. Kıayalarda donuk yeşil renkleri ve ince tabakalar ha­linde oluşlariy le tanınırlar.

35

El nümunelerinde kloritler yapraklar halinde mikamsı bir gö­rünüşte olurlar. Renk genellikle yeşil veya mavimsi yeşildir. Nadir olarak renksiz, pembe, boz, yahut esmer olur. Cila, donuk yahut par­lakdır. Dilinim bazal ve mükemmeldir. Sertlik = 2.3; özgül ağırlık 2.6-3.0; asitlerle ayrışır.

Mika, piroksen, amfibol, garnet, olivin v.b. gibi minerallerin ge­nellikle termal surette değişmeleri son.unda meydana gelirler.

Mağnetit

Mağnetit, Fe30.ı bileşiminıdedir. Adi surette kümeler halinde d.i­ğer aksesuar minerallerle birlikte bulunur. Hornblende ve biyotit gibi demirce zengin minerallerin ayrışmasın.dan dahi meydana gelebilir. Özgül ağırlığı 5.17 sertliği 6 olup kahverengi siyahtır. Madeni bir cilası vardır. Kuvvetli bir mağn.etik özelliğe sahiptir. Topraklarda hazan siyah kum halinde bulunur.

Kalsit

Kalsitin bileşimi CaC03 olup kristalleri küpler ve oktıahedronlar halindedir. Renksiz, beyaz, sarı, yeşil, mavi olabilir. Cila, camımsı­dır. Mükemmel bir dilinim kabiliyetine sahiptir. Sertlik = 3, özgül ağırlık = 2. 71 dir. Ateşte erimez. Soğuk, sulu hidroklorik asitte ka­barıp çözünür, kaya ve topraklarda bu reaksiyonla kolayca tanınabi­lir.

Mermer, kalker ve tebeşir kayalarının asıl bileşenidir. Daha bir çok sedimenter kayalarda, başka bileşenlerle karışmış ve bol olarak bulunur. Karbon dioksitli sularda kolayca çözünerek CaH2 ( C03)ı hasıl olur ve kalkerlerden çözünüp tamamen gidebilir. Nadir surette eruptiflerde, pegmatitlerde, bir pıimer mineraldir. Buna karşılık ayrışmış k~yalarda mutad bir sekunder minerald.ir. Kalsiyumu muh­tevi minerallerden hasıl olmuştur.

Dolomit

Dolomit, CaMg(C03 ) 2 bileşimindedir. Kalkerdeki kalsiyumun ye­rine kısmen mağnezyum geçmekle dolomit hasıl olur. Bu substitüs­yonda kalker kayasının hacmi küçülür ve orijinal taşta çatlaklar ve gözenekler meydana gelir. Fiziksel bassalar kalsitinkine benzer. Sert­lik ::o= 4, özgül ağµ-lık = 2.87. Dolomit, kalsitten daha az kolay ayrı­şır. Sulu hidroklorik asitte soğukta kabarmaz, ancak sıcak sulu asitte kabarır ve yavaşca çözünür.

Ayrışmış eruptif taşlarda sekunder bir mineraldir. Sedimenter kıayalar teşkil eder.

36

Apatit

Bileşimi Ca5 (P04) 3 (F,Cl) dır. Eruptif taşlardaki apatit, genel­likle pek az rriktarlarda kloru havi bir florlu apatittir. Kahverengi, boz, yeşil, mavi, kırmızı, beyaz renkte olur. Cila camımsıdır. Dilinim kabiliyetinden mahrumdur. Sertlik = 5, özgül ağırlık = 3.1 - 3.4 dür. Asitlerde çözünür.

Her tip eruptif taşlarda bulunan bir aksesuar mineraldir. Fakat asit taşlardan ziyade baziklerde daha çok yaygındır. Küçük kristal­ler yaptığından el parçalarında tanınması hemen m1hnkün değildir. Toprakta fosforun ilksel kaynağıdır.

Diğer mineralJer

Bundan önce bahis kon.usu edilmiş bulunan az sayıd.aki baş~ıca minerallerden sonra yalnız belli bazı kayalar için önemli olan ya d~ miktarca geride kalan mineraller gelir. Silikatlar arasında bu grup­ta önce lösit KAlSi206 ve nefelin NaA1Si04 zikredilmelidir. Bu iki mineral feldispatlara kimyaca akraba ve onlar gibi bir alkalili alü­minosilikattır (feldispatoitler). Genç eruptif kayalara inhisar eder­ler. Lösit düzenli şekilde kristalleşir, 24 yüzeyli bir mücessemin şek­line sahiptir; bu sebepten kayalarda boz renkli yuvarlakca taneler haUnde görülür.

Nefelin k 1varsa çok bemc~, aynı suretle altı l~öşeli olarak kris­talleşir ve küçül-:, altı yüzlü sütuncuklar teşkil eder.

Bun;1an başka tuıma~in zikredilmeHdir; ~)ek komplike bile.)mde bir mineral olup rengi çok değişikti~. Birbirinin yerine geçebilen ele­mentlere göre rcnk::iz, gül kırmızısı, yeşil, kahverengi ve siyah tuı -malinler vardır. Silisle birlikte çok alümini ve türüne göre en çok al­kalileri (Na,K,Li) yahut Mg ya da Fe'i rr.uhtevidirler ki böylelikle renkleri değişir. Takriben /( 10 borik asit mevcuttur ve bu karakte­ristik bir noktadır.

Sayılanlardan başka bazı filizlerin büyük önemi vardır. Bun.la­rm başında yukarıda geçen (Fe30 4) magnetitten başka (FeTi03 dc­rniıli titan filizi gelir. Bunlar bilhassa silis asidince fakir taşlarda pek münteşir olup onların koyu renklerini meydana getirirler. Nihayet ak­sesuar mineraller grubuna gfren zirkon (ZrSi04) bileşiminde olup 1-::ü~'ik dört köşeli sütuncuklar halinde kayalarda hazan bulunur.

Eruptif kayalar daha başka büyük bir sıra mineralleri de muh­tevi iselerse de, söylenmiş olanlarla, en önemlileri, bu kayaçların baş­lıca kütlesini teşkil edenler Bayılmış bulunuyor.

37

3. 16 ii11?1a1lerin ayrışma stabilitesi

Ayrışma olayları minerallere ve onlardan oluşmuş bulunan ka­yalara değişik şiddette etki yapar. Bazı mineraller ayrışmaya karşı büyük bir stabiliteye sahiptirler; başkaları hızlı ayrışırlar. Bazıları ise, mesela kuvars gibi, son derece stabil olurlar.

Minerallerin kimyasal bileşimi ve kristal yapıları bundan başka tane boyutları, kimyasal ayrısma stabilitesini etkileyen faktörlerdir. Yumuşak, iyi dilinim kabiliyetine malik mineraller mekanik surette kolayca ufalanırlar ve sonunda hızla kimyasal ayrışmaya uğrarlar.

Mineraller ayrışma s1 abilitelcrine uygun düşecek şekilde düzen­lenirse stabilite sıraları e1ch~ olunur. Sıralar daha ziyade benzer öz­gül ağırlık. benzer menşe ya da tane boyutunu haiz bulunan belli bazı mineraller için düzenle ;1mişlerdir.

Pek az stabil : Alçı, k 'Jsit, dolomit.

Az stabil : Olivin, anortit.

Orta derecede stabil : Ojit, hornblende, plajiyoklas, albit, biyotit.

Pek stabil : Ortoklas, muskovit.

Son derece stabil : Kuvaı s, magnctit, titanit, ilmenit, turmalin, kil mineralleri (kaolinit / montmorillonit illit).

Ayrışma stabilitesi birbi:cine girişmiş birçok faktörlere tabidir. Faktörlerin en önemlileri aşağıda söz konusu edilmiştir.

(1) Silikatların ayrışma hızı genellikle orto, meta, polisilikat sırasında gittikçe düşer, şu halde stabilite yükselir. Kristal yapı­f-'ında Si-O-Si bağlarının sayısı azaldığı oranda stabilite düşer.

(2 ) Aynı yapıya sahip mine~aııerde Si yerine geçen Al'lerin sa­yısı çoğaldığı oranda stabilitc küçülür. Çünkü alüminyum iyonu si­lisyum iyonundan daha büyük hir çapa rnhiptir rn. 13'e bak) ve 4 ok­sijenden olu~.an tetrahedronJarın ortasına y3rleştirildiğinde oksijen iyonlarının birbirinden biraz uzaklaşmalarını mucip olur. Bu surette kristal yapısında gerilimler hasıl olur ki stabilitenin azalmasını so­nuçlandrrırlar.

( 0) Silis tetrahedronlarını birbirine bağlayan katyonların da ay­rışma hızında ve dolayısiyle stabilitede bir rol oynadıkları anla­şılmaktadır. Mesela olivin bir demir ve mağnezyum ortosilikat:ır, (Fe, Mg) _ Si04, çabuk ayrışır. Fakat bir ortosilikat olan zirkon ZrSi04

en stabil minerallerden birisidir. Potaslı feJdispatların stabilitesi, K'nın yerine bir miktar Na geçince, düşer.

( 4) Fe ve Mn ihtiva eden minerallerde oksitlenme ve indirgen­me olayları kolayca meydana geldiğinden stabilite düşüktür.

38

(5) Plıajiyoklaslarda, anortitin kristaldeki iştirak oranı büyü­dükçe kimyasal aynşma kolaylaşır ve böylece stabilite azalır.

3. 2 Eruptif kayalar

Sıcaklığı 500°C'nin üstünde olan mağmanın soğuması ile eruptif ta§lar hasıl olur. Mağmanın kaynağı litosferin derin tabakalıannd.a, yüzeyden belki de otuz kilometre aşağılarda bulunur. Bu kaynaktan, katı yeryüzü tabakasının çatlakları arasından yukarıya doğru mağ­ma dilleri yükselir ve daha düşük sıcaklık ve basınç bölgelerine gel-

. mekle tedricen sıcaklığından ve gazlanndan o kadar çok kaybeder ki sonunda mağma donar; yan.1 sıvı halden çıkarak katı bir hal alır. Bu şekilde, mağma daha yeryüzüne çıkmadan teşekkül etmiş «intrusif» kayalar· meydana gelir. Bir volkan ağzından yeryüzüne püskürtülen ve dışarıda donan mağmanın hasıl ettiği kayalara «ekstıusif» ya da «volkanik» kayalar denilir. Derinler.deki mağmanın içinde donmak suretiyle teşekkül eden, kayalara «plütonik» kayalar adı verilir.

Ekstrusif kayalar, ya. parçacıklardan oluşmuş «tüf» ya da don­muf? «lava akıntıları» ha.linde olabilirler.

Gaz kabarcıklarından ile:d gelen gözeneklerin kayalarda bulu­nuşu lava akıntıları için tipiktir. Bu gözenekler boş olabilir ya da akik, kalsit v.b. gibi sekunder minerallerle dolmuş olabilir. Lava akıntıları bazan cüruf gibi bir manzara alır. Lavalar.da porfirik teks­tür, yani küçük kristallerden ya da camdan bir kütle içinde nisbeten büyük kristaller bulunan bir tekstür, yaygındır. Donmakta olan küt­lenin hareketlerinden ileri gelen bir şeritli görünüş ekseriyetle lava­larda gözlenmektedir.

J.ntrusif kayalar, çeşitli jeolojik şekiller gösterirler. Eski kaya­ların arasında bacalar, duvarlar, kubbeler, kamalar halin.de bulunur­lar.

İııtrusif ko.yalar lavalardan dal a iyi kristalleşmişlerdir. Bunlar­da soğuma ve onun sonucu olan katılaşma nisbeten çabuk olmuş­tur. Derinlerden gelen mağma kütlelerinde mevcut bulunan büyük kristaller dolayısiyle bu kayalarda bir miktar büyük boyutlu kris­taller bulunur. Fakat küçük kristaller galip durumdadır. Aralıklar amorf şekilde mevcut olan camla dolmuştur. Bununla beraber saf cam kayalardan tamamiyle kristalleşmiş kaba taneli kayalara kadar büt';n dereceler vardır.

Mevcut kayaların dar çatlakları içine sızmış bulunan lava, so­ğuk kaya kütlesiyle temas etmekle kısa bir zamanda soğur, kristal teşekkülüne imkan kalmaz cam gibi donar (şekil 11). Geniş çatlak-

3

Kristalleşmenin mükemmelliği ve kristallerin boyutu soğumanın hızın.dan başka mağmadaki su, çözünmüş gazlar, tuziar gibi uçucu bi­leşenlerin kaybedilmesi hı.zınıa tabi görünüyor. Galiba bu küçük mole­küllü uçucu maddeler, alüminosilikat mineralleri gibi büyük, kom­pleks moleküllerin teşekkülüne yardım eden katalitik maddeler gibi bir rol oynarlar.

Plütonik terimi yukarıda geçmiş olduğu gibi derinlerde bulunan herhangi bir eruntif kaya kütlesine uygulanabilir. Böylece pek derinde ve büyük kütleler halinde bulunan intrusif kayalar «pfütonik kayalar» adını alırlar. Plüton.ik kayalar çeşitli minerallerin büyük boyutlu kristallerinden oluşurlar yani kaba tanelidirler. Taneler, özel­likle feldispatlar şekil 13'de görüldüğü gibi yönsüz ve düzensiz bir hıalde olurlar ( granitik tekstür).

Ş<'kil 13 Granit tekstürü. Kl'istallerin düzensiz ve yönsüz olarak bulunduğu kaba kristalli bir granit.

Eruptif kayalar içinde en çok yaygın olan granit ve bazalttır. t!undan başka Daly'nm (Mohr, 1954) kuzey Amerika için tesbit et­tiği durum ekstrapolasyonla yeryüzüne teşmil edildikte. denilebilir ki granitlerle gran.odiyoritler ikisi bir arada, öteki intrusif kayaların toplamının yirmi misli kadar bir alan kaplamaktadır. Bazaltın hac­mi, bütün ekstrusif kayaların toplamının beş misli kadarıdır. Riyoli­tik tiplerden sonra piroksenli andezit diğer ekstrusif kayalar arasın.­da en bol olanıdır.

41

3. 3 Eruptif kayaların. kimyasal bileşimi ve t.asnifi

Eruptif kayaların sahip oldukları mineral türleri ve kimyasal bi­leşimleri çok değişik olabilir. Bu konuda mağmadan teşekkül eden minerallerin türünü belli etmekte önemli olan hususlardan birisi Si02 muht cvas:rl lr. E::.·uptif kayaların. Si02 muhtevası genellikle 7r 40-80 araSJJ da değişir; <)( 65'ten daha yüksek Si02 muhtevalı ka­yalar asit, ~~ 52 den az rnuhtevalılar ise bazik olarak terimlendirilir. Si02 muhtevası r;. 65-52 arasında olan kayalara nö ~r denilir.

Asit kayalar açık renkli, bazikler ise koyu renkli olurlar. Kaya­larda Si02 miktarmm azalmasiyle Na20 ve K20'nun miktarları da düşer, buna ka;~sılık CaO, MgO ve FeO'nun miktarları büyük oranda çoğalır. Ultrabazik kayalarda (Si02 /~ 45'ten az) FeO ve MgO mik­tarları, Si02'nin miktarını aşarlar.

Mağman.m kimyasıal bileşimi kayaların mineral bileşimini belli eder. Mesela bir mağmada metal oksitlerin bağlayabileceğinden faz­la SiOı'nin bulunması halinde serbest kuvars teşekkül eder. Bundan başka, bileşimlerinde düşük miktarlarda Si02 bulunan f eldispatoiıdler kuvars ile bir arada bulunmazlar.

Tablo 7.

Eruptif kayaların ortalama kimyasal bileşimleri

Granit Siyenit Diyo it Ga.bbro Bazalt Si02 70.2 60.2 56.8 48.2 49.1 Ti(h 0.39 0.67 0.84 0.97 1.4 Al2Ü3 14.5 16.3 16.7 17.9 15.7 Fe2Ü3 1.6 2.7 3.2 3.2 5.4 FeO 1.8 3.3 4.4 6.0 6.4 MnO 0.12 0.14 0.13 0.13 0.31 MgO 0.88 2.5 4.2 7.5 6.2 CaO 2.0 4.3 G.7 11.0 9.0

NaıO 3.5 4.0 3.4 2.6 3.1 KıO 4.1 4.5 2.1 0.89 1.5 PıOs 0.19 0.28 0.25 0.28 0.45

( Qcheff er-Schach tschabel 1960 'dan)

Eruptif taşlarda koyu renkli ve açık renkli minerallerin nisbi miktarlarına bakarak kimyasal karakterlerini t ahmin etmek müm­kündür. Açık renkli minerallerde (kuvars, feldi~patlar, feldispatoid­ler, muslrovit) alkaliler ile alüm1nyum ok~it fazla miktada bulunur. Koyu renklilerde (biyotit, ojit, hornblende, olivin) Fe ve Mg bakı­mından zengin fakat daha az silisli ve daha az oranlarda alkali me­tallere ve alüminyum okside sahip minerıaller bahis konusudur. Ka­yaların değişken mineral bileşimleri, kimyasal bileşimlerinde de ken­dini gösterir (tablo 7).

42

Kısaca denilebilir ki eruptif kayaların tekstürleri arasındaki

farklar mağmanın kristalleşmesi sırasında hakim olan şartlara; kim­yasal bileşimleri arasındaki farklar ise onları hasıl eden mağmanın tipine tabidir ki bu karakteristik, kayanın mineralojik bileşiminde ifadesini bulur. Şu halde başlıca kaya tiplerin.in tasnifi, onların en önemli minerallerine ve tekstürlerine göre yapılabilir. Tablo 8 bu görüşlere göre düzenlenmiştir.

R. 31 Asit eru!_ltif kayalar

Granit-riyolit familyası

Bu familyanın kayaları gcnel1ik1e açık renkli olur . Zira otaslı

feldispatlar, plajiyoklaslar ve kuvars gibi açık renkli mineraller en gıalip miktarlarda bulunurlar. FamHyanın muhtelif üyeleri arasındaki farklar tekstürün değişikliğine dayanır. Mesela ailenin başında ge­Jen granit taneli bfr taştır (granitik tekstür), taneler gözle kolayca ayırd edilecek büyüklükte kristallerden ibarettir. Buna karşılık ri­yolit gözle görülemiyecek kadar küçük kristallerden oluşur. Bu iki ekstrem arasında, gözle görülemiyecek kad.ar küçük krista lerden ibaret bir esas kütle içinde biçimleri iyi gelismiş olan büyük kristal­ler serpilmiştir.

Granit, esas itibariyle feldispıatlar ve kuvarstan oluşur. B m­larıa bir miktar koyu renkli mineraller katılır. Minerallerin e ~ bü~ ük payını takriben 7r 70 oranı ile feldispatlar teşkil eder. Kuvars '( 20 kadardır. Feldispatların İGinde ortoklas o/r 50 kadar olup plajiyoklas­lar daha az 7r 20 kıadarıdır. Koyu renkli mineraller araEında nn ~ok rastlanan biyotitdir. Ondan. sonra bornblende ve ojit gelir. Bunların miktarı küçüktür ve aksesuar mineraller olarak sayılabili ·}p . Fel­dispat ve kuvars taşın esansiyel mineralleri olduklarından bu mi!1e­ra1Ier çoğunluğu teşkil edecek oranda bulunmadan taşa granit i mi verilemez. Şu halde granitin türlerini ayırd ederken kale alınmazlar ve türler aksesuar minerallere göre isimlendirilir. Mesela biyotit. granitlerde en sık rastlanan koyu renkli bir mineraldir ve miktarı granite karakter verecek kadar yeterli ise, o takdirde «biyotitli gra­nit» den babs olunur. Eğer hornblende biyotite nazaran daha hakim bir miktarda bulunursa «hornblendeli granit» adı verilir. Pek nadir hallerde koyu renkli mineraller granitte 7r 25 kadar bir miktara eri­şirler; mutad surette çok daha az miktarlard0 bulunurlar.

Bu mineralojik bileşimin aı f}ol· değişmesi ile meydana gelen çeşitli granitlerdcn başka, tekstürdeki farklar dolayısiyle de bazı granit türleri ayırd e-,ilir. Mesela granit kütlesi tamamen görünür iri kristallerden. oluşacağı yerde büyük çoğunluğu teşkil eden iri kris­tallerden başka ve onların arasında ince kristallerden ibaret bir kü le

43

de varsa granit, porfirin dokusuna benzeyen bir karakter kazanmış olur. Bu türlü granitlere porfiritik granit demek mutattır. Hakiki porfirlerde hem büyük boyutlu kristallerin (fenokrist) oranı az­dır, hem de büyük çoğunluğu teşkil eden esas kütlenin kristalleri de çok küçüktür.

Eğer taş gelişmiş herhangi iri kristallerden malınım bulunur ve esas kütle gözle görülemiyen ince kristallerden oluşmuş bulu.nuyor­sa, ve taş granitin mineral bileşiminde ise, «riyolit» adını alır. Fakat bir riyolitin mineral bileşimini çıplak gözle tanımak mümkün değil­dir, böyle bir teşhis ancak ince kesitlerin mikro .... kop altında muaye­nesi ile yapılabilir. Şu halde sadece göz muayenesi ile bir riyolit me­sela bir trakit veya dazitten ayırd edilemez.

Bu familyadıaki taşların toprak verme değerleri teks ürlerine göre belli olur. Taneli granitler riyolitlerden daha kolay mekanik bölünmeye uğrarlar ve orta derecede verimli toprak arı hasıl etler­leı·. Granitler arasında da kristal taneleri büyük olanlar en kolay küçük olanlar n~sbeten daha. güç ayrışırlar. Aynı suretle feldispat­ların oranı yüksek olduğu takdirde ayrışma kolay ve teşekkül eden toprak verimli olur. Porfirler granitlerden daha güç ayrışırla~· ve bu sebepten fakir topraklar hasıl ederler. Taneleri gözle görülemiyecek kaıdar küçük olan riyolit mekanik bölünmeye mukavemet ettiğinden verimsiz topraklar meydana getirir.

Granit-riyolit familyası taşlı, çakıllı, kumlu bu.lçık ile balçıklı

kum arasında değişen toprakları hasıl ederler. Kaba taneli üyeler derin, ince taneliler sığ topraklar geliştirirler. Riyolitler üstünde ise büyük miktarda kuvarsla birlikte ayrışmamış camdan ibaret çol,.. kaba taneli, çok gevşek, fakir ve bitki yetiştirme imkanları iyi ol­mıyan bir toprak hasıl olur.

Memleketimizin humid iklim şartlarında yetişen ormanların al­tında bu sınıf ta5lar genellikle asit reaksiyonda, .doygunluk derecele­ri orta ve humus az olduğunda orta bir katyon mübadele kapasi esi ile karakterlenmiş topraklar meydana gelmektedir. Irmak, A. ve Gülçur, F. 1964).

Plütonik kayalar içinde granit en yaygın olan bir kaya türiidür. Bazan çok geniş sahalarda arazinin jeolojik karakterine hak~m olu . Anadolu'da karbon devrine kadarki eski kayalann arasından müte­addit granit kütleleri yüzeye çıkmıştır. Bu granitler kısmen ge · kütleler teşlrJI ederek ekseriya çevrelerinde tümsekler halinde yük­selirler. Granitler, kendilerini sarmış bulunan kristalin şistlerden he­men daima daha gençtirler. Anadolu'nun kuzey batı kısmında bil­hassa batı Marmara bölgesinde Uludağ ve Biga yarım adasında, Ege bölgesinin. bazı kısımlarında müteaddit granit kütleleı i yeryüzüne

45

çıkmış bulunmaktadır. Bunlardan başka mesela Kuzey doğu K,. "'a­deniz bölgesinde Soğanlı dağlarının doğusundan başlamak suretiyle Haldiren, Tatos ve Kaçkıar dağları~ıı kapsayan geniş bir masif vardır ki takriben 125 km uzunlukta ve 50 km en.inde bir saha içinde ara­lılrnız devam eden granitten oluşmuştur. Bu granitlerde, genellikle iri taneli, kenarlarda ince taneli baz an porfirik tipler (iki mikalı gra­nitler, hornblendeli granitler ve nadiren granolitler) mevcuttur. Bu büylik granit sahası kuzey ve güneyde Soğanlı dağlarına kadar uza­nan sahada granodiorit ve kuvars diorit ile kuşaWmıştır. Aynı bölge­de daha küçük ve münferit sahalar Gümüşhane ile Şiran arasında

dağlık arazide, Köse'nin kuzeyinde bulunmaktadır. Burada ekseriyet­le pembe renkte feldispatlı irice taneli granitler hakimdir.

Uludağ bölgesindeki granit kaba taneli kuvars, potaslı feldispat­lardan başka oldukça bir miktar plajiyoklas, biyotit ve muskovitten ibaret her iki mika türünü ve aksesuar olarak papatit ve zirkon ihtiva etmektedir (Irmak, A., Mitchell, W. A., Gülçur, F. 1967). Bundan başka granit bulunuşlarına bilhassa Bitlis ve Pötürge masiflerinde rastlanır. Elazığ kuzeyinde kuvarslı andezit içerisine girmiş granit vadır (Altınlı, Pamir, Erentöz, 1963). Tuz gölünün doğusundaki bü­yük granit sahası da doğu Karadeniz bölgesindekilerle yaş bakı­mından birlikte mütalaa edilebilir.

Siyenit-trakit familyası

Bu familyadaki kayalar bundan önce görülmüş olan sınıfa yakın akrabadırlar. Başlıca fark bunlarda kuvarsın bulunmayışı yahut pek az miktarda mevcut oluşudur (En çok % 5) . Bundan başka feldis­pa tların miktarı granitten daha yüksektir. Başlıca, feldispatlardan ve bilhassa ortoklastan oluşmuş bulunduklarından alkali ve özellikle potasyum miktarı yüksektir. Biyotit, hornblende, ojit ve mağnetit gibi koyu renkli mineraller % 20'den az bir miktarda bulunurlar. Bu taş sınıfının bileşiminde bundan önce görülen taş sınıfında olduğun­dan daha az oranda silis mevcuttur. Tekstür itibariyle siyenitler, granitlere ve t:rıakitler, riyolitlere benzerler.

Siyenitler kolay ayrışırlar ve ılıman iklim şartları altında yap­raklı ağaç türlerin.in iyi yetişmesine müsait verimli topraklar hasıl ederler. qranitlere nazaran kaba kum kısımları daha az olan balçık toprakları verirler.

Anadolu'da volkanik kayalar meyanında trakitlere mesela Afyon­karahisar'ın yanında olduğu gibi rastlanmaktadır. Trakitler, kaba taneli, verimleri düşük olan topraklar meydana getirirler; alkali ba­k1mmdan zengin olmalarına karşılık bitkilere sağladıkları, kalsiyum ve fosfor azdır.

46

Kuvarslı diyorit-dasit familyası

Kuvarslı diyorit, taneli yapıda yani kaba tekstürlü bir taştır.

Başlıca feldispat türü plajiyoklas sınıfındandır ve oldukça bir mik­tar kuvars bulunur. Bunlardan başka granitte olduğu gibi koyu renkli minerallerden biyotit, hornblende ve mağnetit mevcut olabilir fakat genellikle miktarları fazla değildir. Görünüşü graniti çok andı­rır. El parçalarında yüksek oranda mevcut olan plajiyoklasların ta­nınması ile bu iki taşı birbirinden ayırmak mümkündür. En sıhhatli teşhiş, hiç şüphesiz, minerallerin doğru olarak tanınması ve oranla­rını tayine müsait olan ince kesitlerin mikroskop altında muayenesi ile yapılabilir. Granodiyoritler Türkiye'de granitler arasında görülen bir kayadır. İnegöl ormanlarının Uludağ'la sınırlanan yerlerinde rastlanan granodiyoritte bileşimi oligoklasa yaklaşan plajiyoklas ve tali olarak ortoklas vardır. Biyotit ve hornblende de bulunur; aynca sfen ve apatit ile zirkon, bunlardan başka demir oksitler mutad ak­sesuar minerallerdir (Irmak, Gülçur. Mitchell, 1967).

Bu familyanın ince tekstürlü azası olan dasit bundan önce gör­düğümüz ince tekstürlü trakit ve riyolitten gözle ayırt edilemez. Bu sebepten her üçi:ne birden «felsit» ismi verilmiştir. Bu familyadaki taşların hasıl ettiği toprakların granit ailesinin topraklarından biraz daha iyi olmaları beklenebilir. Çünkü mühim oranda ihtiva ettikleri plajiyoklaslar hem .daha kolay ayrışır, hem de daha fazla kalsiyumu bitkilere sağlar. İki değerli kalsiyum katyonunun nisbeten fazla bu­lunması toprak strüktürüne de müsait etkiler yaparak iyi bir kınn­tılık sağlar.

3. 32 Nötr 2ruptif kayalar

Diyorit-andezit familyası

Bu familyanın taşları esas itibariyle plajiyoklas feldispatların­dan oluşurlar; plajiyoklasların miktarı koyu renkli minerallerink~n · aşar veyahut hiç değilse onlara eşit olur. Bundan önce gördüğümüz hornblende, biyotit gibi mutad koyu renkli minerallere, bazı hallerde rastlandığı üzere, piroksen de katılır.

Familyanın kaba tekstürlü üyesi .diyorit, ince taneli üyesi ise andezittir. Bu kayaların verdikleri topraklar balçık ve hazan killice balçık tekstüründe olur. Granit grubunun topraklarından daha ve­rimli ve daha güç yıkanan topraklar hasıl ederler. Zira plajiyoklasla­rın bulunması hem ayrışmayı çabuklaştırır hem de fazla kalsiyum sağlıyarak toprak strüktürünün ve bitki büyümesinin daha iyi olma­sını sonuçlandırır.

47

Diyoritlere Türkiye'de bir çok mahallerde rastlanır. Andezite ge­lince: Anadolu'da ekstrusif kayaların çoğu andezittir ve andezitler pek geniş yüzeyler kaplarlar. Bilhassa kuzey batı Anadolu'da çoğun­lukla kuvvetli surette ayrışmışlardır. Öyle ki bu andezitler içinde yuvarlak bloklar yatar. Andezitlerin büyük oranda değişik renkli oluşu ve renklerin adım başında değişmesi Phillipson (1923) 'a göre bu kuvvetli ayrışmanın bir sonucudur. Aladağ ormanlarındaki an­dezitler bazı yerlerde şiddetli hidrotermal değişimin belirtilerini ta­şırlar. Çoğunluğu andezinden ibaret olan ve bileşimi değişik plaji­yoklas kristalleri muhtelif ayrışma derecelerini göstermekte ve ba­zıları eğilmiş bulunmaktadır. Ojit kristalleri ve ince taneli lavanın fenokristleri temel kütle içinde kapsanmıştır. Yine Aladağ orman­larındaki andezitlerde andezin, hippersten, ojit ile birlikte, ojitin de­ğişmesinden meydana gelmiş kile benzer esmer fenokristler bulunur. Bunlar mikrokristalli bir temel kütle içinde yatarlar (şekil 14)'. Rönt­gen ışınlarının gösterdiğine göre bu temel kütlede kristobalit bulu­nur (Irmak, Gülçur, Mitchell, 1967).

Şekil 14: : Andezit. İnce kristalli bir kütle içinde te§ekkül etmiş açık renkli plajiyok as ve koyu ojit kristalleri. Taşın üst sol kenarında büyük bir ojit ktistali.

~. 33 Ilazik eruptif kayalar

Gabbro·hazalt familyası

Bu familyanın kayalarını sınıfl.andırmak güçtür. İlkin, büyük bir değişiklik gösterirler ve sonra, bir kayadan ötekine olan tedrici ge­çiş safhaları vardır ki, smıflanmayı kolaylaştıracak olan özellikler

48

arasındaki sınırların silinmesine sebep olur. Müşterek karakteristik­leri, özellikle kalsiyum muhtevası yüksek olan plajiyoklaslardan ve ojitten oluşmuş bulunmalarıdır. Bu iki mineral sınıfının kayada mev­cut oldukları oranlar çok geniş sınırlar içinde değişebilir o surette ki bir yanda sadece plajiyoklaslardan oluşmuş bir kaya, öte yanda sırf f erromağneziyen grubuna giren koyu renkli minerallerden ibaret bir başka kaya meydana gelmiş olabilir. Koyu renkli ferromağneziyen grubunun bundan önee tanımış olduğumuz biyotit, hornblen.de, ojit gibi üyelerine bazı taşlarda olivinin de katıldığı görülür. Böylece yalnız iri labradorit kristallerinden gelişmiş kaya «an.orthosit::. is-

' mini alır; hornblendeden :teşekkül etmiş olana «hornblendit» ve yal-nız piroksen ve olivinden. oluşmuş taşa «peridotit» adı verilmektedir.

Gabbro kıaba taneli bazik bir plütonik kayadır. Bu kaya sınıfın­da açık ve koyu renkli mineraller takriben eşit oranda olurlar. Kal­siyumca zengin plajiyoklaslardan. ve ojit ya da hornblendeden olu­şurlar. Az miktarda olivin ihtiva edebilirler. Ga.bbroid mağmamn ekstrusif üyeleri bazalt, dolerit, melafir ve diyabazdır.

Bazalt, gabbronun mineralojik bileşiminde olur. Bazaltın kabaca taneli varyetelerine dolerit adı verilir. Melafir ve diyabaz ilk ikisi­nin. değişmiş halini temsil ederler.

Ekstrusif kayalar arasında miktar itibariyle en büyük kısmı teş­kil eden bazaltlar, Türkiye'de birçok yerlerde görünür. Geniş bir bu­lunuş olarak mesela Diyarbakır, Siverek ile Viranşehir dolayları ara­sında 7200 kilometre karelik bir saha üzerinde yayılmış olup göze­nekli, ojit ve olivin ihtiva eden bazalt akıntıları zikredilebilir. Bun­dan başka, ekseriyetle cürufi olan bir bazalt, andezitle birlikte Van gölü kuzeyinde geniş sahalar işgal eder (Altınlı, 1962). Keza Erzu­rum ovasının doğusunda, Pasinler ovasında, Bingöl'ün güney batı ve kuzey doğusundaki geniş bir sahada bazaltlar bulunduğu gibi Rize bölgesinde de olivinli bazaltlar mevcuttur (Ö. L. Baykan 1965). Tür­kiye'nin başka birçok yerlerinde bazalta rastlanır.

3. 4 Sedimenter Kayalar (Tortul kayalar)

Eruptif kayaların kimyasal ayrışmasından hasıl olan çözünür kı­sımlar sularla götürülür. Çözünmeyen kısımlar geriye kalır ya da katı halde bir yenden başka bir yere taşınır. Çözünen kısımlar göl­lerde, denizlerde bir takım kimyasal sedimentler olan kalkerler, alçı, tuz halinde çökeltilir; ya da organismaların kavkılarında, iskelet­lerinde bir yapı maddesi olarak kullanılmakla; biyojen sedimentler hasıl edilir (kalkerlerin çoğu).

49

Eruptif taşların çözünmeyen katı kısımları su, yer çekimi, rüz­gar veya buzulların yardımı ile taşınıp başka yerlerde klastik sedi­mentler halinde çökeltilir. Bu itibarla primer ve sekunder mineralle-

/ rin bir karışımından ibarettirler. Çökelme esnasında tabakalar ha­linde düzenlendiklerinden sedimenter kayalara özgü tabakalı bir ya­pıları vardır. Katılaşma derecelerine göre gevşek sedimentlerden baş­ka katı sedimenter kayalar diye ikiye bölünürler. Tfili sınıflar başlıca doğuşlarına ve ana materyalin tekstürüne yani tane büyüklüğüne göre birbirlerinden ayrılırlar (Tablo: 9) .

Gevşek sedimentler içinde çakıllar, kumlar, balçıklardan başka killer bilinmektedir. Bunlar saf, kalın tabakalar halinde bulunabil­diği gibi kum, kil, balçıktan ibaret değişik tabiatta ince tabakaların üst üste çökelmesi ile de teşekkül edebilirler. Eskiden bu gevşek ana materyale kolluvial topraklar ismi verilir ve katı kayaların yerinde ayrışmasiyle hasıl ettikleri yerli topraklara karşıt tutulurdu. Oysa bugün topraklar bu şekilde bir tasnife tabi tutulmamaktadır.

3. 41 Gevşek sedimentJer

Gevşek sedimentler, memleketimizin bir çok sahalarını, büyük ovaları, dağların eteklerini, nehir vadileri üzerindeki genç tabaka­lan teşkil ederler. Bunların çoğu en genç jeolojik çağa aittir. Mesela deltalar, kıyılardaki kumullar, dağların eteklerindeki moloz yığın­ları (şekil 15) ve bugünkü nehir boylarındaki sedimentler alüvi-

50

Şekil 15 : Bir moloz bayın. Moldiz bayırlan, bir çok moloz konilerinin yan yana gelerek birleşmesinden hasıl olurlar (Burdur civan).

(foto : A. Irmak)

yal teşekküllerdir. Bununla beraber daha eski jeolojik formasyonlara ait gevşek tortullara özellikle neojen devrindeki teşekküllerde geniş ölçüde rastlanmaktadır.

Kaba sedimenter parçalar, minerallerin parçalarından ziyade es­kiden mevcut olmuş bulunan kayaların parçalarıdır. Bunlarda esas itibariyle ayrışmaya en çok dayanıklı olan ve sediment yığınlarında parçalar halinde korunmuş kayalar mesela granit ve kayalarda da­mar halinde bulunan kuvarstan ibaret parçalar bulunur; dolerit, ba­zalt veya diğer koyu renkli eruptif kayaların parçaları çok daha na­dirdir. Sedimenter kayaların daha küçük boyutlu kısımları, mineral­lerin parçalarıdır. Bunlar primer (çok miktarda kuvars, az ortok­las, sodyumca zengin plajiyoklaslar, muskovit, ojit, apatit ve zirkon v.b.) ve sekunder (kil mineralleri, hidromikalar, kloritler, glaukonit, serpantin, limonit, kalsedon, kalsit, aragonit, dolomit, jips v.b.) mi­nerallerin bir karışımıdırlar.

Gevşek sedimentlerin toprak hasıl etmeleri, katılara nazaran daha çabuk ve kolaydır. Çünkü mekanik bölünme ile küçük parça­lar haline gelmeleri çoğunlukla lüzumsuzdur. Hasıl ettikleri toprak­lar sedimentlerin parça boyutlarına ve kimyasal bileşimlerine göre çok değişik tabiatta olabilir. Killi ve kalsiyum karbonatlı gevşek se­dimentler yeter bir derinliğe de sahip iseler ver·mli topraklar hasıl ederler.

3. 42 tı sedimenter kayalar

Katı sedimentlerin mineralojik bileşim itibariyle gevşek sedi­mentlerden farkları yoktur. Eski gevşek sedimentlerin, çimento va­zifesini gören CaC03, Fe (OH) 3, Si02 ve kil gibi maddelerin yardı­miyle yapışıp katılaşmasından hasll olmuşlardır. Bu suretle mesela eski çakıllar konglomera. (şekil 16) veya breşlere; kınnlar, kum taşı (gre) dediğimiz taşlara; killer, kil şistine ve kireçler ise kireç taşı yahut dolomitler haline dönmüşlerdir.

Gevşek sedimentler

Çakıllar

Kumlar

Killer

Kireçler

Katı sedimentler

Konglomera ve breşler

Kum taşı ( gre)

Kil şisti

Kalkerler, dolomitler.

Çoğunlukla bu bileşenlerin pek değişik oranlarda karışımları ha­sıl olur ve çok çeşitli taşlar meydana gelir. Bunların içinde toprak

52

renkli çürümüş şisti kayalar halinde rastlanır. Bahis konusu silt ta­şında % 70 oranında toz (silt) fraksiyonu bulunur. Silt taşlarında 0.05 - 0.005 mm arasında olan taneler büyük ölçüde kuvars, feldispat ve muskovitten oluşmuştur. Bunlarla birlikte turmalin, zirkon ve daha başka aksesuar mineraller bulunabilir (S. J. Shand, 1947). Kü­çük oranda kil mineralleri de vardır. Silt taşı, lös ve tozun su al­tında teşekkül etmiş ekivalanıdır.

Lös, tane boyutu ve mineralojik bileşim bakımlarından silte benzer. Lös, rüzgarla taşınan ve kayaların ayrışmasından ileri gelen ince tozlu maddelerin çökelmesi ile meydana gelmiş bir sedimenttir. Bu tarife uyacak bazı sedimentler herhangi bir yerde bulunabilir. Fakat büyük çöllerin rüzgar gölgesinde özellikle yarı kurak yerlerde kalın tabakalar halinde bulunur. Çin'deki lös sedimentleri yüzlerce metre kalınlığındadır ve rüzgarlardan başka bir taşıyıcı faktörün ge­tirenıiyeceği. gibi dağların tepelerine kadar yükselir.

Mevcut olan mineraller, özellikle kuvars, tare feldispat ve mika ile kalsit ve demir oksitlerdir. Lös'ü yapan parçacıklar çok küçük­tür; yüzde birkaç ile binde birkaç miıimetre arasında değişir ve pek köşelidirler. Küçük oranda kil mineralleri de bulunabilir. Kalkerli konkresyonların teşekkül etmiş bulunduğu tabakalar müstesna, lös­te o kadar az miktarda _yapıştırıcı madde vardır ki lös parmaklar arasında öğütülebilir. Lös sedimentleri hemen hemen tabakalanma göstermez. Salyangoz kabuklarından ve bitki kökleri izlerinden başka fosiller bulunmamıştır. Hülasa hakiki lös, karada teşekkül etmiş bir silttir ki yarı kurak bölgelerde birikir, fakat su içinde çöken siltten mineralojikman farklı değildir.

Kil şistleri

Bu kayalar, ilkel kayaLardaki minerallerin kimyasal ayrışma­sından meydana gelen kolloid boyutlardaki amorf, veya pullar ya da şeritler halinde olan ürünlerden teşekkül etmişlerdir. Fakat bunlarla birlikte azımsanmıyacak bir miktar da toz haline gelmiş kaya mineral­leri yani primer mineraller başlıca kuvars, feldispat ile muskovit de bulunur. Kireçli feldispatlar, primer kayalardaki minerallerin kim­yasal ayrışması devresinde kolayca ayrışmış bulunduklarından ge­nellikle mevcut değildirler. Ferromağneziyen mineralleri de genel olarak bulunmazlar.

Kolloid .boyutlardaki amorf, pul veya şerit halin.de olan maddeler­de kaolinit, montmorillonit gibi kil minerallerinden başka klorit, ser­pantin, kalsit gibi minerallerle demir ve alüminyum oksitler değişik oranlarda karışmış bulunabilirler. Şu halde kil maddesi mineralojik ve kimyasal bileşim bakımlarından o kadar açık bir anlam taşımaz.

55

Yani kil, bilimsel bir terim olmayıp ıslak halde iken plastik hassa­lara sahip, çok ince taneli bir kaya sınıfına verilen bir isimdir. Kil minerallerinin kristallerinde Ca'dan çok Mg ve Na'dan çok K bulu­nur. Enıptif kayalarda oran aksinedir.

Kil şisti, katılaşmış kildir ve şistliği ince tabakalar halinde ol­makla bellidir. Kilin katılaşması sırasında plastiklik hassası kaybo­lur. Kil şistinin inc.e tabakalar halindeki özelliği kilin su altında çök­tüğü esnada gelişmiştir; fakat kil şistinin ince yapraklar halinde ay­rılma hassaS1, basınç altında kaldığı sürede artmıştır.

Kil şistleri, kalkerli, dolomitli, bitümlü, karbonlu veya piritli ola­bilir. Kil şistlerinin mineralleri gayet küçük kristallerden ibaret ol­duğundan aralarındaki bağ (kohezyon) çok kuvvetlidir. Bu sebepten kil şistleri mekanik bölünmeye mukavemet ederler. Ayrışmanın ilk safhasında yassı küçük parçalar, yapraklar halinde bölünürler ve ancak uzun bir ayrışma süresinden sonra ağır karakterde yapışkan ve yoğrulması kolay olan bir toprak haline dönerler. Kil şistlerinde CaC03 bulunmadığı takdirde teşekkül etmiş olan ağır killerin strük­türleri fenadır; yani suyu geçirgenlik dereceleri küçük ve havalanma zor olur.

Kil şistlerini teşkil eden gevşek tabakalar .büyük olmayan bir dağ basıncına maruz kalırsa nisbeten yumuşak şisti killer meydana gelir. Bunlar daha kolay ayrışarak toprak hasıl ederler. Bu sınıfa girebi­lecek olan sedimentler «letten» denilen yumuşak killerdir. Bunlara, genel olarak tersiyer sedimentler arasında rastlanır ve daha ziyade un gibi uf alanmış kuvarstan ibarettirler; verdikleri topraklar fena fiziki vasıfta olurlar.

Kil şistlerinin ve şisti killerin hasıl ettikleri topraklar CaC03'1 ihtiva ettikleri takdirde verimli olurlar, fakat bundan mahrum bulu­nurlarsa genellikle ıslaha muhtaç ve fakirdirler.

Grovak

Grovak ( Grauwacke), eski paleozoik formasyonlarda raslanan bir kaya türüdür. Kum taşlarında olduğu gibi bileşim ve tekstürü çok değişik olabilir. Grovak koyu renkli kaba taneli bir kum taşıdır ki şist, arduvaz, kuvarsit parçaları ve baz.an hornblende ve klorit gibi koyu renkli mineral kırıntılarını ihtiva· eder. Yapıştırıcı madde aynı b~leşimdeki kilden ibarettir ve karbonlu maddelerle rengi koyulaşmış olabilir. Grovaklar genellikle iyi topraklar hasıl ederler.

Kireç taşlan ve dolonıitler

Bu kayalar, büyük oranda yahut tamamen deniz hayvanlarının ya da bitkilerinin kavkılarından yahut iskeletlerinden oluşurlar. Çok

56

bilir. Bunlar fazla doymuş kalsiyum karbonat çözeltilerinden çöke­rek hasıl olmuşlardır. Bu tortullar kısmen kalsit veya aragonitten ibarettirler. Daha ziyade biyolojik yollardan mercanlar, foraminif er kalkerleri ve alg kalkerleri teşekkül ederler. Ekseriyetle biyolojik ve kimyasal olayların karıştığı bir sedimentasyon sonunda meydana ge­lirler.

Kireç taşları, metamorfoze olabilirler ve bu takdirde mermer de­diğimiz kireç taşı hasıl olur. Mermerin diğer kireç taş1arından farkı kristalin, kabaca taneli ve masif olmasıdır.

Kireç taşları, özellikle poröz ve fazla katıklı olan türleri genel surette çabuk ayrışır. Buna karşılık sert kalkerler zor ayrışırlar. Kalsiyum karbonat, kar.bondioksitli sularla çözünüp gittiğinden ge­riye ancak kum, toz, kil gibi katık maddeler kalır ve toprağı onlar hasıl ederler. Şu halde meydana gelen toprakların tabiatı bu katık maddelere göre pek değişik olabilir. Fakat ekseriyetle kil galip geldiği için daha ziyade balçık ve kil topraklan hasıl olur. Saf kalkerlerden meydana gelmiş topnı.klar çok fakir olabilir. Çoğu defa sığ, taşlı az miktarda ince topraklı ve kuru olurlar (Sevim, 1952). Bununla bera­ber dikleşmiş tabakalı kalk erlerde bulunan dikey yöndeki çatlaklar boyunca kökler derine inerek, bunlarda birikmiş ince topraktan ve onda tutulan sudan faydalanarak, bitkiler yetişebilirler.Yatay taba­kalı kalkerlerde durum aksine olarak iyi değildir. Yatay tabakalar arasındaki çatlaklar bitkilerin köklerine özellikle su bakımından bü­yük bir fayda sağlıyamazlar.

Kireç taşlarından meydana gelmiş toprakların nem ilişkileri ba -zan iyi olmayabilir. Zira altta yatan ana taştaki çatlaklar ve kanallar suyun sür'atle sızıp gitmesini sonuçlandırırlar, bu olay özellikle sığ topraklarda daha ziyade zararlıdır. Kalkerli sahalarda taban suyu ekseriya çok derinlerde bulunur. Bununla beraber kalkerlerden mey­dana gelmiş toprakların hepsi fakir sayılmamalıdır. Nemli bölgelerde kalker topraklarının çoğu yüksek bir verim kabiliyeti gösterirler.

Kireç taşlarının teşekkülü esnasında CaC03 ile birlikte MgC03 dahi çökebilir. O takdirde Mg az Ca çok olursa dolomitik kalkerler, ikisi aynı oranda bulunursa dolomitler hasıl olur. Sert kalkerlerin ve dolomitlerin hasıl ettikleri manzaralar sarp yamaçlı duvarlar gibi teşekkül etmiş dağlar ve tepelerle uzaktan kendisini belli eder. Bu­na mukabil yumuşak kalkerler daha yuvarlak konturlu arazi şekli y0ratır.

58

8. 5 Met.amorf Kayalar (Kristal en şistler)

Metamorf kayalar ısı veya ,basınç etkisiyle ve bazan mağmatik sıvıların eklenmesiyle değişmiş, orijinal karakterlerini kaybetmiş

olan kaya teşekküllerine verilen isimdir. Metamorf kayalar ara­sında en önemlileri kristalen şistlerdir; bu kayalar ısı ve basınç ile yeniden tamamen kristalleşmişlerdir. Bunların teşekkülü esnasında basınç bir yönden gelmiştir; basınç altında bir kristalin büyüme hızı, basınç yönünde en küçük ve ona dik yönde en büyük olur. Kristalen şistlerde gelişmiş bulunan strüktür, kristallerin büyümeleri esnasın­da hakim olan basıncın etkisini açıkca yansıtır. En çok hallerde mi­kalar, kloritler, talk, grafit ve hematit gibi pulumsu mineraller ve başka lifimsi prizmatik mineraller, bütün kaya içinde azami basıncın yönünli gösterecek surette paralel düzlemlerde tertiplenmişlerdir

(şekil 18). Metamorf kayalarda en bol rastlanan mineraller enıptif kayalardakilerin aynıdır yani kuvars, f eldİspat, muskovit, biyotit, horn.blendedir. Garnetler metamorf taşlarda, ernptiflerde olduğundan daha çok bulunurlar fakat piroksenler daha nadirdir. Diğer enıpt"f­lerde rastlanan aksesuar mineraller de metamorflarda. bulunurlar.

Anadolu'da kristalen ve metamorf kayalar, genis sahalar içinde yüzeyde görün.lirler. Tamamiyle kristalleşmiş olanlar, gna slar mika­şistler, garnetli mika.şistler, amfibolitler ve g:Iaukofan şistleri, kuvar­sit şistleri klorit şistleri, talk şistleri, fillit, kireçli mika.şistler, çeşitli renk ve tane büyüklüğünde mermerler ve kristalen dolomi ler me­sela batı Anadolu'da Ege bölgesinin çok geniş bir sahasında asıl küt­leyi teşkil ederler.

Ege bölgesinden başka Anadolu'nun hemen her tarafında kris­talen ve metamorf şistler büyük veya küçük sahalarda gö .. nürler. Yalnız Ege bölgesi ile Toroslar arasında kalan Akdeniz bölgesinde bulunmazlar.

Metamorf kayalar içinde toprak yapma itibariyle tipik farklar gösteren başlıca üç kaya türü gnays, mikaşist ve fillit zikredilebilir.

Bu kayalar hazan aynı bir sediment kayasının muhtelif şiddette değişmiş safhaları olabilirler ve arazide :

(Kil şisti --+ Fillit ---+Mikaşist --+Gnays -+- Granit)

sırasında gösterilmiş bulunan çeşitli üyelere rastlamak mümkündür. Kristalen şistlerin eski kil şistlerinin değişmesi ile teşekkül ettikleri kabul edilmektedir. Kristalen şistler arasında toprak verme bakımın­dan en önemlisi gnaysdır. Gnays, granitin basınç altında kalmasiyle de hasıl olur (Tablo 10).

59

gnayslar, koyu renkli ve açık renkli mineral tabakalarının değişerek bulunmasından dolayı, damarımsı bir görünüşte olurlar. Açık renkli fa bakalar, koyu renkli tabakalardan daha fazla kuvarslı ve f eldispat­lıdır. Gnaysların kimyasal ve mineralojik bileşimi çok değişir. Erup­tif taşların değişmesinden meydana gelmiş olan gnayslar kimya­sal bakımdan onlardan çok az farklı olurlar. Bununla beraber sedi­ment taşlarından türevlenen g!lJayslar alkaliler bakımından fakir­dirler.

Gnaysların ayrışma hızı, strüktürde ve mineralojik bileşimdeki farklara göre değişir. Şisti tabakaları dik olanlar yatay olanlardan daha kolay ayrışırlar. Diğer şartlar aynı kaldığında kaba taneli var­yeteler ince taneli varyetelerden daha çabuk ayrışırlar. Aynı suretle feldispatlarm ve biyotitin nisbeten yüksek bir miktarda bulunması ayrışmayı hızlandırır. Buna karşılık kuvars ile ınuskovitin yüksek bir oranda bulunması ayrışmayı yavaşlatır. Serin, nemli bölgelerde plaji­yoklas feldispatlarından ve ferromağnezyen minerallerinden mahrum olan gnaysın verdiği topraklar üzerinde adi surette daha çok humus taba.kalan gelişir. Bu toprakların genel verimi granit-riyolit famil­yasının hasıl etmiş olduğu topraklarınkine eşit olabilir.

Gnayslarda hazan mika yerine amfibol ve piroksenler de buluna­bilir, bu türlü gnayslar daha iyi bir. toprak verirler.

Mikaşistler

Mikaşist ve fillit mineralojik bileşim itibariyle birbirinin aynı­dır. Başlıca kuvars ve mikalardan oluşurlar. Bunlardan başka. tali olarak hazan feldispatlar da bulunabilir. Aradaki fark kristallerin boyutlarındadır. Mikaşistler iri kristalli, fillitler ise çıplak gözle gö­rülemiyecek kadar küçük kristalli olurlar.

Mi~istler mika türlerine göre iki sınıfa ayrılırlar. Potaslı mika yani muskoviti ihtiva eden mikaşist ve bileşiminde Mg ve Fe bulu­nan biyotitli mikaşist. Birincisi güç ayrışır ve iki değerli katyonları genellikle ihtiva etmediği için fakir topraklar verir. Biyotitli mik~ist­ler ise daha kolay ayrışır ve Mg gibi iki valanslı kalyonları ihtiva et­tiklerinden daha kuvv.etli ve strüktürü daha iyi olan toP.raklar ve­rirler. Mikaşistler gnayslar gibi tabakaları dikilmiş olduğu oranda kolay ayrışarak toprak haline dönerler.

Fillitler

Fillitler çok küçük kristallerden oluştuklarından güç ayrışırlar ve tamamen ayrıştıktan sonra kaba tanelerden ve kum fraksiyonla­rından mahrum, esas itibariyle tozdan ibaret fizik vasıflan fena olan topraklar verirler. Bu topraklar ıslakken cıvık bir çamur halini alır, kuruyunca sertleşir ve drenajları fenadır. Özellikle iğn.e yapraklı

61

ağaçlar altında bu kötü durumlan pıdetlenir ve toprakta suyun ha­reketi güçleştiği gibi havalanma da engele uğrar; bundan dolayı ağaç­ların gelişmesi zarar görür.

Serpantin kayaları

Anadolu'da raslanan serpantinler ve onlara akraba kayalar (gabbro, pikrit, olivinli kayalar, diopsitli kayalar, peridotit) özel bir öneme sahip olup çoğu defa amfibolitler, diyoritler, diyabazlar, por­firitlere v.s.'ye bağlı bulunurlar. Burada pek değişik bazik, yeşil renkli eruptif kayalar bahis konusudur ki serpantinleşmenin az veya çok ilerlemiş .bir safhasında bulunurlar. Siyahımsı y,eşil veya başh­yan kimyasal ayrışmadan ileri gelen kırmızı renkleri dolayısiyle ve bitkilerin yetişmesine engel ekolojik şartlar yaratmaları (topraktan yoksunlukları, kuraklık) hasebiyle az bitki taşımakla Anadolu'da gö­rülen manzaraların karakteristik bir elemanını teşkil ederler.

Serpantinler büyük veya küçük sahalar halinde Anadolu'da. ser­pilınişlerdir. Büyük sahalar mesela Eskişehir, Kütahya, Balıkesir ile Bursa arasında kalan bir bölgede ve bundan başka Fethiye, Marma­ris ile Muğla arasında bulunan diğer bir bölgede mevcutturlar. Kü­çük sahalar ise bir çok yerlerde görünürler.

3.6 Kaya.la.nn ayrışma stabilit.eleri

Bir kayanın ayrışma.ye. karşı da.yanıklığı yalnız sahip olduğu mi­nerallerin stabilitesine değil fakat aynı zamanda kayanın strüktür, tekstür, sertlik, yatış durumu gibi özelliklerine de tabidir. Mesela kaba taneli bir granit kolaylıkla derin bir toprak verecek surette ay­rışır. Oysa ince taneli volkanik bir kaya, meseıa. bazalt, kolay ayrı­şabilen minerallere yüksek oranda sahip olmasına rağmen, ayrışnaya karşı büyük bir direnç gösterir. Fakat kayalar, mesela tüflerde oldu­ğu gibi, gözenekli olursa, silis miktarları yüksek bulunsa bile, kolay­ca ayrışırlar.

Kalkerlerin ayrışması sertlikleri derecesinde yavaş yürür. Bu se­bepten kesif kristalen kalkerler ve dolomitler pek yavaş ayrışırlar. Diğer sedimenter kayaların ayrışma şiddetleri ve dolayısiyle sta.bili­teleri yapıştırıcı maddelerinin niteliğine göre çok değişik olabilir ki bahis 3.42'de bundan önce açıklanmış bulunmaktadır.

Metamorf kayalardan meseıa. ortognayslar, şistilikleri dolayısiy­le, aynı mineral bileşimine sahip olan granitlerden daha kolay e.yrışır­lş.r. Buna karşılık, paragnays1ar, onları doğurmuş bulunan sedimen­ter kayalardan daha dayanıklı olurlar. Metamorf kayaların ayrışma derecesi §İstleşme yüzeylerinin dunımuna göre değişik olur. Tabakalar yatay olduğunda, ayrışma güçleştiğinden, sığ topraklar, meyilli ya­hut dik olduğunda derinlemesine ayrışma sonunda derin topraklar hasıl edilir.

62

Toprak teşekkülündeki mekanik bölünme ve kimyasal ayrışma olayları tabiatları itibariyle birbirinden farklıdır. ·Mekanik bölünme taşların ve minerallerin gittikçe daha küçük parçalar haline gelmesi olayını ifade eder. Kimyasal ayrışmada ise minerallerin bileşimleri değişir. Görüldüğü gibi ayrı olan .bu iki olay tabiatta ekseriyetle bir­likte yürürler ve birisi diğerinin şiddetini çoğaltır. Mesel§ .. mekanik bölünme ilerlediği oranda kimyasal ayrışmaya maruz kalacak yüzey büyüdüğünden kimyasal ayrışma da şiddetlenir. Öte yandan kimyasal ayrışma ile bazı minerallerin çözünmesi taşın gevşemesine ve daha kolay bölünmesine sebep olur. Şu halde bu iki olay yanyana yürür, biribiriııi tamamlar ve birbirini destekleyerek hızlandırır.

Mekanik bölünmeye «desintegrasyon» veya «fiziksel ufalanma» adı da verilir. Bu olay mekanik basınçta, çözünme hadiselerinde, sı­caklığın ekstrem şekilde değişmesinde ve donan suyun genişlemesi esnasında meydana gelen kuvvetlerle başarılır. Bu kuvvetler kayaları mütemadiyen böler ve zamanla küçük çakıllar, kumlar halinde dağıl­malarına sebep olur. Mekanik bölünmede faal olan jeolojik kuvvet­ler akarsular, denizin kıyılara çarpması, buzullar ve organik hayattır. Bu kuvvetler kayaların türüne, yeryüzünün şekline ve iklime tabi olarak tesir ederler. Kayalara dıştan tesir eden hareket olaylarına ekzokinetik olaylar ve bizzat kayaların içinde cereyan eden hadise­lere de endokinetik olaylar denilir.

4. 11 Ekzokinetik Olaylar

Akar sular

Yer yüzünde en çok rastlanan ve taşları ufalayan kuvvet akar sulardır; özellikle kaynak havzalarında sular, yatakları fazla meyilli olduğundan büyük bir hızla akarlar. Yamaçlardan düşen taş parça­larını sürükledikleri esnada hem bu taşlan parçalarlar hem de ya­taklarındaki kayaların bölünüp dağılmasına sebep olurlıar. Akar sular denize yaklaştıkça yatakları daha az meyile sahip olduğundan hız­laı;ı düşer ve ufalanmış bir çok materyal çöker. Böylece bir suyun kaynak sahasından denize ulaştığı yere kadar yatağı tetkik edilirse, yukarılardaki kaynak sahasında büyük taş bloklarının, ortalarda yu­varlak taşların onu takiben çakıllann, kumların, balçıkların sıralan­dığı ve en ince toprak kısmılarının. ise denizlere kadar gelerek çökel­mek suretiyle deltalar teşkil ettiği görülür. Şu halde akar sular hem taşların bölünerek ufalanmasını, hem de mekanik bölünme mahs1:11-lerinin boyutlarına göre smıflan.dırılmasını sonuçlandırırlar.

64

Buzullar

Akar sulara nisbetle daha sınırlı yerlerde, yalnız arktik sahalar-. da faal olurlar. Daimi kar hududunun üstünde her sene yığılmış

bulunan buzlaşmış .büyük kar kütleleri ağırlığın tesiriyle yamaçlar­dan aşağıya doğru adeta katı bir nehir gibi çok yavaş akarlar (buzul). Bu esnada yamaçlardan buzulların üstüne dökülen taşlar birlikte götürülür; bu taşların mühim bir kısmı buzulların çatlaklarından ta­banına iner ve orada hareket esnasında hem birbirini sürtünme ile öğütürler hem de buzulun içine kakılmış olan bazı taşlar bir saban gibi buzulun yatağını oyarlar. Bu faaliyet, neticede taşların küçük par­çalar halinde bölünmesine ve hatta un gibi öğütülmesine sebep olur. Aşağılarda buzlar eridikten sonra bu öğütülmüş kütleler yığınlar ha­linde birikir ve morenleri teşkil ederler. Buzulların öğütme faali­yeti suiarınkine benzer, fakat taşlar katı bir ortam içinde zorlanarak birbirini öğüttüğü için mekanik bölünme çok küçük boyutlara kadar ileri gider. Bu öğütme hadisesi genellikle sıfırın altındaki sıcaklık­

larda cereyan ettiğinden, kimyasal ayrışma olmaz. Kolloid boyutlara kadar ufalanmış bulunan materyal esas itibariyle ayrışmamış taş unundan ibarettir. Suyla vaki öğütme ve taşınmadan farklı olarak buzullıar ufalanmış materyali sınıflanmaya uğratmazlar. Yani moren­lerde taş, çakıl, kum ve kolloid boyutlara kadar ufalanmış parçala­rın hepsi bir arada bulunurlar.

Buzulların tesiri, geçmişte bugün olduğundan daha çok fazla idi. Mesela A vrupa'nın kuzey kısımları Almanya'nın ortasına kadar buz­larla kaplıydı. Memleketimizde 2000 metreden daha yük8ek dağlar­da buzullar mevcuttu. Bu gün ancak pek mahdut yüksek dağlarımızda küçük buzullar vardır. Fakat eski devirden kalma morenlere takriben 2000 metreden daha. yüksek olan birçok yerlerde rastlamaktayız.

Deniz dalgaları

Deniz dalgalarının bütün kıyılara çarpmasiyle kayaların ufalan­dığı müşahede edilir. Dalgalar dik kayaların altını oyar, onlann ko­pup yıkılmalarına sebep olur. Fırtınalı havalarda., med ve cezir es­nasında suların hareketi kaya, taş ve çakılları da harekete getirerek birbirine sürter ve bölünüp dağılmalarını sonuçlandırır.

Rlizgar

Rüzgarlar da kayaların ufalanmasına sebep olur. Özellikle kurak çöllerde, bitki örtüsünden mahrum yerlerde, şiddetli rüzgarlar kum tanelerini harekete geçirerek taşların üzerine püskürtür. Böylece kayaların yumuşak kısımları yenilir ve kayalar oyuklu, bereli bi

65

manzara alırlar. Bazan kayanın toprak yuzune yakın kısmı üfle­nen kaba kumlarla oyularak masa veya mantar şeklinde bir takım teşekküller hasıl olur. Bundan başka rüzgarların toprak teşekkülünde oynadığı en mühim rol lös tabir edilen toz yığınlarını hasıl etmesi­dir. Dünyanın kurak kuşakları etrafında, bitkilerin yetişeceği kadar nem bulunan yerlerde, çöl ve steplerden ri.izgarlarla gelen tozlar bi­rikir. Zamanla birçok metre kalınlığında tozdan ibaret tabakalar hasıl olur.

Don.

Toprak teşekkülünde yerine göre mühim olan ekzokinetik fak­törlerden birisi de dondur. Su donduğu zaman hacminin 1/11 veya % 9'u kadar bir hacim artımına uğrar; bulunduğu hacim içinde sı­kışınca cidarlara bir basınç yapar. Donma sonunda meydana gelebi­lecek yüksek basınç (-22°C'de) 2100 kg/cm2 kadardır. Taşların en tıkız olanları bile daima bir takım gözeneklere sahiptir. Mesela Hirschwald'e göre (Schucht 1930'da) çeşitli taşlarda gözenek hacmi:

Granitlerde Kalk erlerde Kum taşlarında

oranında olabilir.

% 0.2- 0.5 :ı> 0.5-13.5 ~ 5-28

Bu gözeneklerin ve başkaca mevcut olabilecek boşlukların için­de toplanmış olan su, donduğu zaman hacim genişliyeceği için, taşı patlatabilir. Don etkisiyle vuku bulan taşların patlatılması şiddetin­de donun devamı değil, fakat donun tekerrürü bir ölçü teşkil eder. Bu sebepten en şiddetli ayrışma daimi kar sınırında gözlenir ki bu­ralarda sıcaklık sıfır. noktasından aşağıya ve yukarıya deva.mlı suret­te iner ve çıkar. Daimi kar sınıırı ekvatorda 5000 metredir. Kutuplara yaklaştıkça bu sınır alçalır. Türkiye'de daiıni kar sınırının yüksek­liği yerine göre değişmektedir. Karadeniz kuzey mailesinde 3100-3200, Toros'larda 3400-3500 metreden geçer. Kontinentalitenin gittikçe ga­lipleştiği ve bunun sonucunda yaz sıcaklığının yükseldiği iç Anadolu ve özellikle doğu Anadolu'da sınır gittikçe daha yükseklere çıkar.

Mesela Erciyes'te 3500, Suphan'da 3700 ve Ağn'da belki de 4000 metre yükseklikte bulunur (Erinç, S. 1957). Orta Avrupa'da Alp'­lerde 2500 metrede ·daha kuzey memleketlerde mesela Norveç'te 1500 metrede ve polar sahada O metrede bulunur.

Kayalar ısıyı fena iletirler. Bu sebeple ta~larm boşluklarında bu­lunan suyun ilkin giriş deliğindeki kısmı donar. Kayanın patlatılma­sı buzdan yapılı bu tıkacın arkasındaki suyun donmasiyle olur. Bu­nunla beraber su kayanın içinde genişlemek imkanını bulursa patla-

C6

ma olmaz. Şu halde don etkisiyle kayaların dağılması tablo ll'de gö­rüldüğü gibi hem kaya türüne hem de su ile dolmuş bulunan göze­nek hacmine tabidir. Don etkisiyle dağılma kayanın gözenek hacmi büyüdükçe ve gözeneklerin su ile tam olarak dolduğu oranda daha lmvvctli olur. Kesif taşlar don ile dağılmaya karşı büyük bir direnç gösterirler. Bunun aksine kayada mesela tabakalanma, şistlenme ile çatlak teşekkülünde olduğu gibi birbiriyle zayıf surette yapışık ek yerleri ve yüzeyler bulunduğu takdirde don ile dağılma kolaylaştırıl­mış olur. Çatlaklı kayalar, gözenekli taşlar, katılaşmış killer marn ve çimentosu kil olan kum taşları donun etkisiyle daha şiddetli surette dağılırlar. Bol yağışlarla birlikte sıcaklığın sıfırın altına düşüp üstü­ne yükseldiği ve böylece donmanın ve çözülmenin sık sık vuku buldu­ğu yüksek dağlarda don özellikle etkili olur (tablo 11).

Tablo 11

Don etkisiyle ayrışma

Kayalar 1 Su ile dolmuş ... defadan Bir defalık doruna ile gözenek hacmi 1 sonra· ilk gö- 1 m' yüzeyden hasıl

% olarak rünen çatlaklar(muş çakıl g olarak

Kum taşı 25 3X ı 2.7 Kum taşı 1 5 43 x 0.3 1

Kireç taşı 30 ıx 0.9 Mermer 0.2 100 x 0.05

. (F~iedler, H. J. ve Reissig, H. 1964'den)

Anataşın toprakla örtülü ve bir vejetasyon ile kaplı bulunmak hasebiyle şiddetli sıcaklık değişimlerine maruz kalmadığı ılıman ik­limlerde sıcaklık değişimlerinin ve donun etkisiyle meydana gelen ayrışma olayları küçük bir rol oynarlar. Fakat bugün ılıman iklimli olan sahalarda bile, buz devrinin başlangıç ve sonunda hakim olmuş bulunan iklimde, don ile kayaların dağılması vuku bulmuştu. Bu suretle bugün orta dağlıklarda rastlanan bloklarla kaplı sahalar ve birçok moloz konileri ve bayırları o zamanın şahididir. Bu esnada don etkisi ile kayaların toz (silt) fraksiyonu boyutlarına kadar ufalan­ması da vuku .bulmuştu. Don etkisiyle kayalardan toz fraksiyonunun teşekkülüne meseıa. Aladağ ormanlarının bazı andezitik topraklarında rastlanmaktadır (Irmak, Gülçur, Mitchell, 1967). Kısaca denilebilir ki donun taş ayrışmasında tesirli olabilmesi için anataşın toprakla ya da vejetasyonla örtülü olmaması ve kış mevsimi esnasında donma hadisesinin birçok defa tekrarlanması lazımdır.

67

4. 12 Endok.inetik olaylar

Kayaların bölünüp dağılmasını sonuçlandıran endokinetik olay­lar, kayadaki minerallerin ısınıp ve soğuması neticesinde olan ha­cim değişiklikleri ve hidratlanma esnasındaki hacim artımıdır. Sı­

caklık değişimi olaylarının burada bilhassa büyük bir önemi vard1r (termik ayrışma).

Sıcaklık değişimi ile ayrışma

Kayalar gündüz güneşlenme (insolasyon) suretiyle ışın enerji­sini absorbe ederek ısınırlar; hacimleri büyür. Gece radyasyon ile yani karanlık ışınlar vermekle ısı kaybederler ve soğurlar; 1'acim­leri küçülür. Sıcaklık değişiminin bahis konusu edilmekte olan et­kisi, özellikle ısınma ve soğuma ne kadar çok tekerrür eder ve ne­kadar hızla vuku bulursa, o kadar daha büyük olur. GerçektA kaya­ların sıcaklık değişimleri esnasındaki genişlemeleri ( diletasyon) ve büzülmeleri (kontraksiyon) o kadar büyük değildir; mesela 50°C kadar bir sıcaklık değişiminde granitlerde 1 metre uzunlukta 0.25-0 .6 mm kadar bir değişme olur. Fakat bu olayın uzun bir süre için­de sık sık tekrarlanması ve sıoaklık farklarının büyüklüğü önemli etkiler yapar ve kayaların bölünüp dağılmasına sebep olur.

Kayalar bilindiği gibi ısıyı fena iletirler. Bu sebepten kayaların güneşlenmiş bulunan yüzeyleri ile iç kısımları arasında sıcaklık fark­ları bulunur. Eşit olmayan surette genişlemekle elastikiyet sınırları aşılır; göriilmeyecek kadar uf ak çatlaklar ve yarıklar hasıl olarak zaman1a kayaların yüzeyinden levhalar, yaprakcıklar soğan gibi ha­buklar ayrılır. Orman yangınlarında dahi buna benzer olaylar ce­reyan eder. Kayaların sıcaklık değişimleri ile dağılması, kabuklar, pullar ya da (prizmalar) köşeli çakıllar halinde olabilir. Köşeli çakıl teşkiline belli bazı kuvars porfirleri, trakit ve fonolitler, bunlardan başka silisli şistler, bazı kil şistleri ve bazı kuvarsitler ile kireç taş­ları meylederler. Bu köşeli çakıl teşekkülü sonucunda kimyasal ay­rışma yavaşlar. Çünkü köşeli çakıl yığınlarında su yetersizliği mu­tat bir haldir, ondan başka teşekkül eden toprak ince kısımlardan yoksun olur. Bazı kaya türlerinin, sıcaklık değişimleri sonunda ka­buklar kaybetmekle, keskin köşeleri yok olur; böylece bir somun göriinüşlü veya pamuk çuvalları gibi şekiller hasıl olur. Bu olayı mesela Sünice dağına çıkarken bazı koyu renkli andezitik tüflerde, Uludağ'da toprak örtüsü sıyrılmış granitlerde müşahede etmek müm­kündür (şekil 19). Sıcaklık değişimleri sonundaki bölünüp dağılma­nın şiddeti iklime tabi olup özellikle sıcaklık değişimleri ekstrem de­ğerlere ulaştığı ve hızlı olduğu taktirde daha tesirlidir. Bu gibi hal-

lere çöllerde, polar sahalarda ve yüksek dağlarda rastlanır; bazan toprak teşekkülü için büyük bir önemi hıaiz olup kara iklimi bölge­lerinde, deniz iklimi bölgelerine nazaran daha tesirlidir. Ilıman ik­lim bölgelerinde günlük sıcaklık değişimleri o kadar büyük olmasa bile, çöllerde ve yüksek dağlarda bu fark 60-70°C'yi aşabilir, öyle ki bu gibi yerlerde taşların anlatılan surette bölünmeleri en fazla ileri gider ve biiyük moloz yığınlarının husulüne sebep olur. Bu sure le meydana gelen. taş molazlarına «insolasyon molozları» tabir edilir ki,

Şekil 19 : Granitlerde ayrışma ile pamuk çuvalı şeklini almış kayalar (Uludağ .

her boyuttan taş parçalarının bir karışımı olmakla karakterlenirler. Tropikal memleketlerde (Doğu Afrika ve Kongo) öğle üstü toprağın yüzünde 84-86 '.) C'lik sıcaklık ölçülmüştür (P. Vageler, 1938). Tropi­kal ve subtropikal memleketlerde gece ile gündüz ara c:1ındaki fark en üst toprak tabakasında 60-80°C'yi geçmektedir ki bu değerler ılı­

man iklimlerde müşahede olunan değerlerin üstündedir. Christiansen­Weniger (1938) Ankara civarında toprak yüzünde 35°C kadar gün­lük farkların gözlendiğini yazıyor.

Kayalarda birbirine kenetlenmiş bir halde bulunan mineral a­n lerinin mekan içindeki dengesi sıcaklığın dP.ğişmesiyle bozulur, böylelikle bir takım gerilimler meydana gelir.

Kayaları teşkil eden mineraller muhtelif renkte olduktan ba§ka genişleme kat sayıları da farklıdır. Her ne kadar sonuncular ara­sındaki fark çoğunlukla milimetrenin birkaç kesri kadar ise de ısınıp

69

soğumanın sık sık tekrarlanması ile yüksek ölçüde gerilim değerle­rine erişmeğe kafi gelmektedir. Böylece özellikle taneli olan kayalar oldukları yerde kolayca çakıllar, kumlar halinde dağılır. Koyu renkli mineraller tabiatiyle fazla ışın absorbe ettiklerinden açık renklilere nazaran daha yüksek derecede ısınırlar. Şu halde bir kayanın mineral çeşitleri arasında ısınmakla genişleme ve soğumakla büzülme dere­celeri bakımından farklı olan mineraller bulunur ki bu farklar kaya için.de, dağılmayı sonuçlandıran gerilimleri artırır. Granit gibi ta­neli kayalarda daha büyük gerilimler hasıl edilir. Gözenekli kayalar kesif olanlardan daha hızla dağılırlar. Porfir, bazalt gibi kesif olan ekstrusif kayalar zor ayrışırlar.

Tuzların etki.siyi ve lıidratasyon.la ayrışma

Daha çok l .. urak iklimlerde kloıürler, sülfatlar ve karbonatlar gibi tuzların kaya yüzeylerinde birikmesi ve onu takiben kristalleş­meleri bahis konusu olur. Böylelikle suyun donmasında olduğu gibi kayayı dağıtıcı bir etki doğar.

Hidratasyon ile de hacim genişlemesi ve sonunda çatlamalar ola­bilir.

4. 2 Kimyasal ayrışma

Atmosferik etkenlerin yardımiyle kayalardaki minerallerin bile­şimlerinin değişmesine kimyasal ayrışma denir. Kimyasal ayrışma­nın en önemli faktörü sudur. Su hem bir çözündürücü olarak hem de güçlükle çözünen silikatların hidrolizini mucip olarak etkisini yapar. Kimyasal ayrışmada sudan başka, oksijen ve organik asitler de bir rol oynarlar. Ayrışmanın sonunda primer mineraller ya kristal strük­türlerini değiştirmekle sekunder minerallere dönerler ya da kristal­lerini oluşturan iyonlara veya iyon gruplarına dağılırlar.

Kimyasal ayrışmanın şiddeti sıeıa.klığa tabidir; bol yağışlı tropi­kal sahalarda en yüksek değerlerine ulaşır; su ve sıcaklık minimuma yaklaştıkları oranda ise zayıflar. Bu sebepten daimi donun bulun­duğu sahalarda kimyasal ayrışma yoktur. Fakat yüksek sıcaklıkların hakim olduğu. çöl sahalarında da, suyun bulunmayışından ve fazla yağışlı yüksek dağlıklarda ise sıcaklığın düşük olmasından kimyasal ayrışma yine geri kalır.

Kimyasal ayrışma, kayaların ve mınemllerin yüzeylerinde vaki olduğundan, şiddeti ve ölçüsü kimyasal ayrışmaya arz edilen yüzey ile .büyür.

Bu sebepten suyun silikat minerallerini çabuk ve tesirli bir su­rette ayrıştırması, ancak kristallerin öğütülmesi ile mümkün kılına-

70

bilir. Mekanik bölünme ileri gittiği oranda katı cismin, içinde dağıl­mış bulunduğu suya karşı olan sınır yüzeyleri toplamı büyür. Bu öğütme olayının tabiattaki benzeri mekanik bölünmedir ki bunun sonunda çok uzun bir zaman içinde, pek küçük kristal parçacıkları hasıl olur.

Silikatlarda kristal strüktürün gevşeyip dağılmasına sebep olan kimyasal hadiseler hidratlanma, oksitlenme ve hidrolizdir.

4. 21 Hidratlanma

Suyun pek küçük mineral parçacıklarını nisbeten hızla ve filha­kika önce köşelerinden başlıyarak çürüttüğü gözlenir. Bu olayı şöy­le izah etmek mümkündür: Bir kristalin yüzeyinde, kenar ve köşe­lerinde bulunduğu için her yanından negatif elektrik yükleriyle denge halinde bulunmayan katyonlar, kristal - toprak sınır yüzeyin­de pozitif elektrik yüklerin kümelenmesini sonuçlandırırlar. Bu po­zitif elektrik yüklerini doyurmak için katyonlar çevrelerinden sumo­leküllerini çekerler. Su moleküllerini tamamiyle :ıı..ötr bir teşekkül olarak tasavvur etmekle bu olay anlaşılamaz. İki H+ ve bir oı- iyo­nundan oluşmuş bulunan her bir su molekülü iki kenarı eşit bir üç­gen şeklindedir (şekil 20) . Bu molekülde pozitif yüklerin sıklet rner-

/ --~ - - - - - -;,- - - - - -~·

Şekil 20 : Bir su dipolü ve katyonların su dipolleri tarafından sarılışı (W. Laatsch 1954'den)

kezi, negatif oksijen iyonunki ile bir araya düşmediğinden su mole­külü bir dipol teşkil eder. Böyle bir dipol, oksijen kutbu katyonun pozitif elektrik saha.sına doğru çevrilerek yönelir. Böylece pozitif elektrik yükü fazlası, kristal kafesinin negatif elektrik yükleriyle doyurulmamış olan katyonların etrafında su moleküllerinden ibaret bir manto hasıl olur. Su mantosu bir izolatör vazifesi gördüğü için, hidratlanmış katyonların kristal strüktüründeki anyonlarla olan bağ-

71

!arını büsbütün gevşetir ve katyonlar kristalden ayrılır. Sınır yüzeyi katyonları hidratlanınca kristalin köşe ve kenarlarında zayıflık zon­ları hasıl olur. Elektriksel denge bozulmuş olduğundan, kristal çat­lar; buradan kristal içine girmiş bulunan su molekülleri çatlak bo­yunca meydana çıkmış bulunan yarı serbest katyonları hidratlar. Bunun sonucu, kristalin gittikçe derinliğine çatlamasıd1r. Suyun ab­sorbe dilmesi ve katyonlar efrafında birikmekle kristal strüktürünün gevşemesi mineral parçacıkları küçük olduğu oranda daha hızlı olur. Çünkü bir mineral mekanik bölünme ile küçük parçacıklara ayrıl­dıkça kenar ve köşelerin sayısı artmış olur, ve hidratlanma ile kristal strüktürünün çatlayıp yarılması daha büyük bir hız kazanır.

4. 22 Oksitlenme

Yarılma sonunda kristalin içine sızan su mo1ekülleri ile birlikte oksijen de girince, özellikle demirli minerallerde, iki valanslı demir üç valanslı demir haline oksitlenir. Bu olaya biyotit, anifibol, pirok­een ve olivin grubu mineralleri uğrarlar. Oksijen, kristal içine gir­mekle iki valanslı demiri üç valanslı ferri oksit haline mesela kahve renkli götit'e çevirir. Bazı minerallerde bulunan iki valanslı Mn de oksitlernnekle daha yüksek valanslı MnOOH ve MnOı bileşimlerine döndürülür. Birçok mineraller iki valanslı Fe ve Mn ihtiva ettikle­rinden kayanın kimyasal ayrışması, hemen daima esmer pas rengi­nin veya koyu bir rengin görünmesiyle birlikte gider; ve kimyasal ayrışmanın ulaşmış olduğu derinlik, kaya renginin değişmesiyle ken­disini göst~rir. Böylece mesela siyah bir bazalt veya boz bir granit esmer kırmızımsı çakıllar haline döner.

Hidratlanma ve oksitlenme kimyasal ayrışma olaylarının en esaslı reaksiyonları olarak meydana gelirler. Pallmann'a göre bu re­aksiyonlar, yeni dış şartların. zoru altında cereyan eden lüzumlu bir denge kuruluşudur (W. Laatsch, 1954'te). Primer mineraller, yüksek basınç ve yüksek sıcaklık altında hasıl olmuşlardır; daha alçak bir baHncın ve sıcaklığın bakim olduğu yeryüzüne çıkınca Le Chatelier prensibine göre değişmiş bulunan şartlara hacmini çoğaltarak ve ısı vererek uyarlar. Gerek hidratlanmada ve gerekse oksitlen.meae mi­neralin hem hacmi bi.iyür, hem de ısı açığa çıkmış olur.

4. 23 Hidroliz

Minerallerin hidroliz ile ayrışması suyun çözündürücü etkisin­den çok daha önemlidir. Çözünme olayında, esas itibariyle suda çö­zünür tuzlarla kalsiyum karbonat bahis konusudur. Oysa hidrolizde kuvars ve ağır minerallerden mağn.etit, ilmenit, titanit ve zirkon gibi

72

bazıları istisna edilirse, feldispatlar, ferromağneziyen min~raller, mi-kalar gibi silikatlar da ayrışır. ~

Hidroliz bilindiği gibi suyun iyonları ile, bir tuzun baz ve asi­dine ayrışması olayına denilir. Suyun iyonlaşması,

HıOµH+ +OH-

denklemi ile gösterilebilir. Ortamda H+ iyonları kadar OH- iyonları

mevcut olduğundan suyun reaksiyonu nötrdür. Suya bir tuz katı­lınca, tuz kuvvetli bir elektrolit olduğu takdirde,

BAµB+ -t- A-

denklemi gereğince asit (A) ve baz (B) iyonlarma yani anyon ve kat­yonlarına ayrılır ve başkaca bir değişiklik olmaz. Fakat tuz kuvvetli bir elektrolit değilse zayıf bir asit ya da zayıf bir bazın tuzu ise, çö­zeltin.in reaksiyonu nötr kalamaz, asit veya bazik olur. Gerçekte tuz çözeltilerinin mühim bir kısmı bazik (mesela Na2C03) ya da asit (mesela Fe Cl3) reaksiyon gösterir; çünkü böyle bir tuzun bir iyon türü suyun H+ ve OH- iyonlariyle dissosiye olmayan bir bileşim ha­line gelir ki bu durumda nötr reaksiyon bozulur. Böylece çözeltileri bazik reaksiyonda olan tuzlarda :

B+ + A- + H+ + OH- ---+ HA + B+ + OH-

ve çözeltileri asit reaksiyonda olan tuzlarda ise :

B+ + A- + H+ -!- OH--+ BOH + A- 1 H--­

denklemlerin.e göre hidroliz olur.

Yukarıdaki kimyasal olaylarda iyonların eş değişerek yeni grup­lar yapması bir kimyasal kanuna dayanmaktadır. Buna göre bir iyon karışımında daima elektrik yükleri bir.birinin aksi olan iyonlardan dissosiye olmayan yani iyon.laşmayan bir bileşim yapacak çiftler bir araya gelir ki hidro1izde de böyle bir hadise olur.

Toprağı teşkil eden silikat mineralleri zayıf bir asit olan .. füs asidinin tuzları olmak dolayısiyle hidrolize uğrarlar. Yalnız buradaki hidroliz suda çözünen ve kristal strüktürü hemen dağılan tuzlardaKi gibi kolayca olmaz. Silikatların kristal strüktürü kuvvetli olduğun­dan hidroliz olayı önce yalnız kristalin. sınır yüzeylerindeki katyon­larda olur. Böyle bir reaksiyona silikatların bir ve iki valanslı K-, Nıa+, Mg2 +, Ca2 +, Fe2 +ve Mn2+ gibi katyonları en müsaittirler. Bu katyonlar önceden göriildüğii gibi hidratlanmış oldukları için kristal strüktürü ile olan bağlan esasen zayıflamış bulunmaktadır. Bun.a

73

eklenerek, kinetik enerjileri boyutlarının küçük olması hasebiyle yüksek olan hidrojen iyonları bu yüzeydeki katyonları devamlı su­rette bombardıman etmekle onları yerlerinden sökerler. Bu reaksi­yonda bir hidrojen iyonu, bir değerli bir K veya Na'yı çözeltiye atar. İki değerli bir katyon yerine iki tane hidrojen iyonu kristale bağla­nır. Böylece çözeltinin reaksiyonu bazikleşir. Kayaların bileşimine giren silikatlar arasında feldispatlar çoğunluğu teşkil ettiklerinden ve böylece toprak teşekkülünde özel bir öneme sahip olduklarından, silikatlarm hidrolizle ayrışması bir feldispat misalinde açıklansın.

Feldispatların hidrolizi aşağıdaki reaksiyon denklemine göre ce­reyan eder.

Ortoklas kristalinin yüzeyindeki K-iyonları, H-iyonları ile deği­şirler ve bir nev'i ortoklas asidi ve KOH hasıl olur. Kristalden birçok katyonlar hidrolizle ayrıldıktan sonra, mineralin kristal strüktürün­de çöküntüler başlar ve daha ileri giden bir hidroliz sonunda bir mik­tar silis ayrılır. Bu son reaksiyonda ya feldispat asidinden çok daha dayanıklı olan kaolinit minerali ya da silis asidi ile alüminyum hid­roksit teşekkül ederler :

Kaolinit

Yukandaki denklemlerde gösterilmiş bulunan reaksiyonlar birer misalden ibarettir. Çünkü feldispatların ayrışmasında kaolinitten başka mineraller de hasıl olabilir. Yukarıdaki reaksiyonların vaki olduğu yapılmış bulunan deneysel araştırmalarla bellidir. O. Tanım, (Laatsch, 1954'de) feldispatları 2-0.2 µçapında parçalar halinde öğüt­tükten sonra H20 ile hidrolize tabi tutmuştur. Bu deneylerle, hid­roliz sonunda ortamın pH'sı 10.76'ya yükselmiş yani kuvvetli bir ba­zik reaksiyon hasıl olmuştur. Bu ameliye sonunda feldispatların silis kaybederek mika_ pullarına benzeyen bir kristal formu kazanmış ol­dukları bulunmuştur. Hidroliz sonunda teşekkül etmiş olan bu yeni maddeler mübadele reaksiyonlarına kabiliyetlidirler. Yani kristal­lerinde bulunan H+Iarı karşılığında K+, Na+ ve Ca2+ gibi metal iyonlarını absorbe etmek kabiliyetini kazanmışlardır. Toprakta pri­mer minerallerin kimyasal ayrışması sonun.da hasıl olan sekunder minerallerin ekserisinin bu türlü mübadele reaksiyonlarına muk­tedir oldukları bilinmektedir.

74

4. 3 Biyolojik ayrışma

Biyolojik ayrışma terimi ile kaynağını mikro-ve makroorganiz­maların hayat faaliyetinden alan bütün ayrışma olayları anlaşılır.

Bitkilerin kökleri, taşların hem fizik bölünmesinde hem de kim­yasal ayrışmasında tesirli olur. Kökler taşların çatlakları arasına girerek büyürler. Bu esnada bilhassa çaplan kalınlaştıkça büyük bir basınç meydana getirirler. Bu konuda uzun ve kalın kökler yapan ağaçlar en çok tesirlidirler. R. Lang'ın (1926) yaptığı bir hesaba göre 10 cm çapında ve bir metre uzunluğunda bir kök, büyüdüğü esnada çapı kalınlaşmakla 30.000 - 50.000 kilogramlık bir kaya parçasını kal­dırabilecek kadar bir basınç geliştirebilir. Ağaç köklerinin taş ya­rıkları içinde çok derinlere gittiği, taş ocaklarında yapılan gözlem­lerden. belli olmaktadır. Mesela sarıçam kökleri kayaların çatlakları arasında 6 metre derinliğe (H. Vater, 1926) ve Pinus ponderosa kök­leri 12 metre derinliğe kadar (Lutz ve Chandler 1947) inebilmekte­dirler. Bu rakamlar da gösteriyor ki taşların kimyasal ayrışmasında ve mekanik bölünmesinde ağaçların tesirleri oldukça büyük bir de­rinliğe kadar ula~ır.

Ağaç köklerinin solunum ile çıkardıkları fazla C02 ve toprak minerallerini çö.zündüren asit tabiattaki salgılar kimyasal ayrışmayı hızlandırır. Böylece köklerin etrafındaki toprak ve kayaların renk­lerinin ağardığı yani şiddetli bir yıkanmaya ve ayrışmaya uğradığı müşahede edilir. Toprak yapan minerallerin mikroorganizma ~tkisi altında hızla değişip ayrışmasını gösteren misaller bilinmekte ir. Mantarlar tarafından sıvı ortamda silikat minerallerinin ayrıştırıl­

ması ve bazı mineral maddelerin serbest hale geçirilmesi etüd edil -miştir. Tabii silikatların ayrıştırılmasında sitrik asidi ve oksalik asidi hasıl eden mantar türlerinin bu konuda en tesirli oldu1 ları bu­lunmuştur (Handerson ve Duff, 1963).

Likenlerin, alglerin ve diatomelerin metabolik _ ürünlerinin zor çözünen silikat minerallerini çözündürdükleri de tesbit olunmuştur. Şu halde mikroorganizmaların fizyolojik faaliyetleri neticesinde ha­sıl ettikleri bir takım asitlerin yardımı ile mineralleri ayrıştırdıkları anlaşılmaktadır. ·

75

5. KİLı MİNERALLERİ

Kil min.eralleri: toprakların kil bölümünde bulunan, sekunder tabiatta, suyu havi alüminyumlu silikatlardır; bileBimlerinde deği­şik oranda Fe, Mg, Ca, K ve Na bulunabilir. Feldispatlar, mikalar, amfiboller ile piroksenler gibi primer minerallerin kimyasal ayrış­masından hasıl olurlar. Fakat primer minerallerin hidratlanması ve cüz'i nisbette değişmesiyle de kil mineralleri doğabilir.

Kil mineralleri alçak basınç ve alçak sıcalı:lıklarda teşekkül et­miş olduklarından., primer minerallerin aksine büyük kristaller ge­liştirememişlerdir. Bu sebepten sekunder kil mineralleri en çok 2 mikrondan küçük toprak kısımlarında bulunurlar. Kil mineralleri bu kısımlarda diğer ayrışma mahsülleri ile birlikte, mesela kalsit (CaCÜ3), goetit ( a -FeOOH), hidrarjillit (gihbsit) (AI (OH) 3), ve bundan başka gayet küçük kuvars kristalleri ve mika pulları ile bir­likte bulunurlar.

Topraktaki kil minerallerinin şekli eskiden amorf olarak kabul ediliyordu. Fakat 1930'dan.beri bilhassa röntgen ışını ve elektron mikroskobu yardımiyle bu vadide yapılan araştırmalar, bu madde­lerin iç bünyesini aydınlatmış ve kristalen karakterde olduklarını is­pat etmişlerdir. Kil mineralleri çoğunlukla yaprakcıklar, az sayıdaki bazı türlerde şeritler şeklinde kristallerd.ir; büyük b·r plastikliğe sahiptirler ve bir kısmı kristal strüktürü içine yani yaprakcıklar arasına suyu çekip şişebilirler.

Toprak suyundaki katyonların ve bazı anyon.ların belirli kural­lara göre kil minerallerinin yüzeylerinde seçilerek adsorbe edildik­leri, başka iyonlarla yer değiştirebildikleri bilinmektedir. Yine özel şartlar altında bazı katyonların kristal strüktürü içine yani yaprak­cıklar arasına girdikleri ve orada bitkiler tarafından alınamıyacak şekilde bağlandıkları (iyon fiksasyonu) da bilinmektedir. Bütün bu olaylar, kültür bitkilerinin yaşamasında önemli olup aydmlatılma­

ları için kil minerallerinin iç yapısını bilmek icabeder.

Hesaplara göre 1 g kaolinit mineralinde 80 m2 lik bir yüzey var· dır; 1 g montmorillonitte ise yüzey, 800 m2 yi bulur. Buna göre we .. sela % 10 oranında montmorillonit ihtiva eden bir toprağın m2'sinde

76

oo (a) Kaolinit (b) Montmor-illanit

Şekil 22 : (a) bir kaolinit kristalinin iyonik yapısı. Bir oktahedron tabakası ile bir tetrahedron tabakası oksijen köprüleriyle birbirine lehimlenerek yap­rakcığı hasıl etmişlerdir (1 :1 kristal tipi). (b) İki tetrahedron tabakası arasın­da bulunan oktahedron tabakasının her iki tetrahedron tabakasına oksijen köprüleriyle lehimlenmesi ile meydana gelmiş bir montmorillonit kristalinin

iyonik yapısı (2:1 kristal tipi) (Scheffer - Schachtschabel, 1960'dan).

ron tabakaları oksijen köprüleri ile birbirine lehimlenerek bir yap­rakcık teşkil ederler. Bu yaprakcıklar, bir kitapta olduğu gibi üst üste gelerek kristali yaparlar. Yaprakcıklar arasındaki bağ nisbeten zayıf olduğundan kil mineralleri, mikalarda olduğu gibi yaprakcıklar halinde kolayca dilimlen.irler.

Primer minerallerin iyonik strüktürlerinde görülmtiş olduğu gibi, hem tetrahedronlardaki Si iyonları hem de oktahedronlardaki Al iyonları başka iyonlarla değişebilirler (izomorfik sübstitüsyon). Me­Eela Si iyonu, Al iyonu ile ve Al iyonu ise Mg, Fe ve Mn iyonların­dan biri ile değiştirilmiş bulunabilir. Çok valanslı iyonlar daha az va• lanslılarla, mesela Si4+ iyonu, Al3+ iyonu ile ya da AP+ iyonu, Mg2+ iyonu ile değiştirilirse kristal strüktüründe negatif elektriksel yük fazlası doğar. Bu negatif yükün dengelenmesi, ya üst veya altta bulunan komşu yaprakcıklardaki bir pozitif yük fazlası ile (mesela kloritlerde olduğu gibi) ya da Na, K, Mg, Ca gibi pozitif yüklü iyon­ların fazladan bağl~ası ile sağlanır. Yalnız bu son zikredilen kat­yonlar, illit minerallerindekilerin istisnasiyle, kabili mübadele bir şekilde bulunurlar. ·

5. 2 Kil minerallerinin sınıflaııdırılması ve önemli grupları

5. 21 Kil minerallerinin sınıflandırılması

Sınıflandırılma esas itibariyle kil minerallerinin kimyasal bile­şimlerine ve kristal strüktürlerine dayanmaktadır. Bu meyanda, kil­lerin kristalini oluşturan yaprakcıkların iyonik strüktürleri, yaprak­cıkların kalınlığı, oktahedral tabakada Al ve Mg katyonlarının bu-

78

lunması, tetrahedral tabakada izomorfik sübstitüsyon (Si yerine Al'ın geçmesi), kristallerin şişme kabiliyeti gibi karakteristikler göz önün­de tutulur.

Yaprakcıkların iyonik strüktürü

Kil minerallerinin kristallerindeki her bir yaprakcık yukarıda açıklandığı gibi iki ya da üç tabakadan oluşmuştur.

Bazı kil minerallerinde, mesela kaolinitte, yaprakcıklar, bir tet­rahedron tabakasının bir oktahedron tabakasiyle (tet-okt) lehimlen­mesin.den oluşur ki bunlara 1 :1 ya da iki tabakalı (diforrnik) mine­raller adı verilir. Başka kil minerallerinde yaprakcıklar iki tetrahed­ron tabakası arasında bulunan bir oktahedron tabakasından (tet­okt-tet) hasıl olmuştur ki bunlara 2:1 yahut üç tabakalı (trimorfik) mineraller denilir. Montmorillonit grubu mineralleri ile mikamsı kil mineralleri bu sınıfa girerler.

Tabakalarda isomorfik sübstitüsyon

Yaprakcıkların kalınlığı önemli bir karakteristikdir. Aralıklar ise sabit veya değişken olabilir. Mesela kaolinitlerde yaprakcık ka­lınlığı 7 A kadar olup aralıklar sabittir. Montmorillonitlerde yap­rakcık kalınlığı 10 A mertebesindedir, aralıklar ise hidratasyon de­recesine. göre değişebilir.

Oktahedral tabakanın bileşimi

Bu tabaka koordinasyon sayısı 6 olan katyonlar ile onların etra­fını sarmış bulunan altı oksijenden teşekkül etmiştir. Oktahedral ta­bakayı teşkil eden katyonlar Al gibi üç ya da Mg gibi iki valanslı ola­bilirler. Oktahedral tabakada katyonlar tarafından işgali mümkün olan oktahedral pozisyonların. yalnız üçte ikisi 2 Al tarafından işgal edilmişse «dioktahedral» diye terimlendirilir. Yahut mümkün olan üç oktahedral pozisyonunun her üçü de üç Mg ile işgal edilmiş ola­bilir ki o takdirde «trioktahedral» denilir.

Tabakalarda isomorfik sübstitüsyon

Özellikle tetrahedral tabakalarda bazı Si iyonlarının yerine Al iyonları geçebilir. Böylece bir fazla valans (negatif yük) bağımsız kalır, bu serbest valanslar bazı katyonlara bağlanarak yapraklar ara­sında köprüler teşkil ederler. Böylece mesela K+ iyonları illitlerde, Mg2+ iyonları kloritlerde yaprakcıkları birbirine bağlar. (kil mine­rallerinin sınıflandırılması tablo 12) .

79

Tablo 12

Killerin sıruflandınlması ( Caillere, Henin ve MacKenzie'ye göre)

, Yaprakcık ' 1

Oktahedral İsomorfik . Yaprakcık kalınlığı

tabakanın Sübsti- aralıkları Mineral grubunun

ve tabaka bileşimi tüsyon ve şişme ismi

sayısı 1 1

Yok Kaolinit Yok

Dioktahedral Var ----- ---------·

1 Halloysit

7 A (2 Al3+) , _____ , ______ ! _________ ,

(1 :1 yahut ·-------ı-T-et_r_a_h_ed_r_a_ı J-------1 Donbassit? dimorfik) .

Yok Yok Antigorit, serpantin Trioktahedral 1

ı-ı :-----.: --<_3_M_~_+_>_ Tetrahedral __ Y_o_k __ Derthierine

1 ! Yok 1

Cl.l

Yok ı (Piroflllit minerali!)

14 A dan · Montmorillonlt çok şişer

Dioktahedral Tetrahedral ı-----1----------ı (2 AP+) 14 A dan

ve az §işer Oktahedral !-----'----------•

Vermiküllt

10 A Mika 1

Şişmeyen

(2:1 yahut ______ : _____ , __ m_i_k_a __ , __________ ı

trimorfik 1 Yok ı

. 14A

2:2 yahut tetra­

morfik)

10 A (2:1)

şeritler

halinde

12 A ;:! 1 Si02 zin-·~ ciıi ile

~ 11 Mg (OH)z zincirinin

1

(Talk minerali!) ----ı----·

14 Adan 1 çok şişer

Trioktahedral Tetrahedral (3 Mg'!+) ve 14 A dan

Oktahedral az şişer

Trioktahedral Dioktahedral

Trioktahedral ı Trioktahedral

1

Tetrahedral 1 Trioktahedral ve

Trioktahedral

Oktahedral

Tetrahedral ve

Oktahedral

Yok

Yok

Yok

Montmorillonit

Vermikülit

Mika

Leptoklorit

Ortoklorit

Polygorskit

Sepi o Ut

1 birleşmesi ~-=---------...;.. __________ _.;.. ___________________________________ _

80

5. 22 Kil minerallerinin. önemB gnıpfan Kaolinit mineralleri

Strüktürleri 1 :1 olan minerallerin tipik bir temsilcisidir. Kaolinit başka kil minerallerin bazılarında olduğu gibi altı köşeli pullar halin­dedir (şekil 23). Her bir yaprakcık, bir tetrahedron tabakası ile bir oktahedron tabakasının lehimlenmesinden oluşur (şekil 22). Bu bi-

a

b

şekil 23 : ( a) Kaollıdt ;kristallerinin elektron mlkroskopu lle çektlmtı bir reaml kristaller arasında ba&t aıtı kögelller göı1llmektedlr. (b) Çubuk haHndekf bir ha.lloisit kristali (Macatftay Instltute for sotl research.· Aberdeerı, la.boratuvarm-

da yapılmıştır). Bolu. Aladağ orman topraklarından elde edllm1f kil ınlnerallertne aıttır.

81

le~imdeki yaprakcıklar üst üste binerek kristal strüktürü meydana getirilir. Yaprakcığın bir yüzeyi O iyonlariyle ve öbür yüzeyi ise OH iyonlariyle sınırlanmıştır. Elektrikçe nötr olan yaprakcıkların bir arada tutulması, hidrojen köprüleri şeklinde OH-O bağlariyle sağla­nır, o suretteki elektriksel yükün dengelenmesinde kristal strüktü­rünıdekilerden başka herhangi bir iyon lüzumlu değildir. Yaprakcık­lar arasındaki mesafe o kadar küçüktür ki hiç bir iyon aralarına gi­rip bağlanamaz (şekil 24). Bu sebeplerden kaolinit grubu mineralle­rinin adsorpsiyon kapasiteleri düşük 3-15 m.e/ 100 g kadardır. Şişme kabiliyetinden mahrum oldukları için (halloisit müstesna) suyu da fazlaca tutamazlar. Kaolinitli topraklar suyu emmek ve tutmak has­saları zayıf ve katyon mübadele kapasiteleri küçük olduğundan bit­kilerin beslenmesi konusunda küçük bir değere sahiptirler. Bu top-

Kaolinit

-9.5 - >}OA

ı !

(' /"('·(-,(,___Yr'

Jyr -- ·--· ·-" 11f~~r .. --~~1~- · + r · ... •-<(•;><•' >'<•:-:•·-: r , "( { ( ,

-~,/ - ... _ ',_#/

ı 1 ,.-,-J5-1'A \Ca 1 ı -/ l !fİE ~-· -.. -~ c1g· . ~ . ~., /.

:f· '-~-.r I 1 )

~y r: -~.,, - ·'--· J ___ .. ,__., Montmorillonit

Muskovit

Şekll 24 : Bazı silikatlann iyonik strüktürü. (Scheffer - Schachtschabel, 1960'1an).

rakları kireçle düzeltmek ve onlara kırıntı strüktürü kazandırmak pek zordur. Küçük olan katyon mübadele kapasiteleri kalsiyumu çok miktarda adsor.be etmelerine imkan vermez; dolayısiyle kırıntılana­mazlar. Bu gibi toprakları ıslah etmenin en iyi yolu bol miktarda humus katmakdır.

Montmorillonit ( Smektit) mineralleri

Strüktürle.ri 2:1 olan bu minerallerde bir oktahedron tabakası üst ve alt yüzünden birer tetrahedron tabakasiyle kaplanmıştır (şe­kil 22, b şeması). Her iki tetrahedron oksijen köprüleriyle oktahed­rona lehimlenmiştir. Yaprakcıklar. kaolin.it grubunda olduğunun ak­sine, her iki yüzde O iyonları ile sınırlanmışlardır (şekil 25). Tipik montmorillonitte Al yerine Mg girmekle isomorfik sübstitüsyon olur;

82

tetrahedronlarda Si ile Al arasında böyle bir isomorfik sübstitüsyon ancak küçük bir ölçüde olabilir. Montmorillonit grubunun bir üyesi olan « beidelit» mineralinde .bunun aksi bir durum vardır, yani tet­rahedronda Si'in Al ile sübstitüsyonu çok daha fazla, buna karşılık oktahedronlarda Al'ın Mg ile sübstitüsyonu çok daha azdır. Bir baş­ka üye olan «nontronit» mineralinde oktahedron merkezleri esas iti­bariyle iki ve üç değerli Fe ile işgal edilmiştir.

Montmorillonit grubu mineralleri, kristalin şişmesi kabiliyetine sahiptirler. Su molekülleri, yaprakcıklar arasına çekilmekle, aralan açar; böylelikle kristal şişer. Yaprakcıkların arasındaki mesafe ku­ru halde 3.5 A kadar iken kristal su alarak şişince bu mesafe 14 A'a kadar büyür. Montmorillonit kuruyup aralıklar kapandıktan sonra ıs­latılırsa tekrar şişerek aralıklar açılır; zira iki yaprakçığa ait olan ve karşı karşıya duran O tabakaları arasında, kaolinitteki OH tabakası ile O tabakası arasında olduğundan daha zayıf bir bağ vardır. Aralık mesafelerin bu şekilde genişJ.emesi sonunda kristal içine giriş imkanı hasıl olduğundan montmorillonitlerde kristalin bir dış yüzeyi bir de iç yüzeyi vardır. Bu durum adsorpsiyon kabiliyetinin yükselmesini ve katyon mübadele kapasitesinin kaolinitlerdekinden çok üstün olma­sını sonuçlandırır.

Montmorillonitli toprakların suyu tutma özellikleri iyidir. Kat­yon mübadele kapasitesi 80-150 m.e/100 g kadardır. Montmorillonit­li topraklar kireçlemekle kolayca kırıntılık kazanabilirler ve bu hal uzun bir süre devam eder.

İJlit mineralleri

İllit mineralleri hem kimyasal ayrışma ürünlerinden (Si02 ve Al(OHh sollerinden), hem de hidmtlanmış mika kristallerinden te­şekkül etmiş olabilirler. Mikadan türevlenme şeklini takip etmekle nasıl geliştikleri anlaşılabilir. Öyle göıiinüyor ki, bu mineralin geli­şimi mikanın yarılması ile başlar. nkin bazı yaprakcıklar arasına su molekülleri girer. Su molekülleri yaprakcıklan birbirine bağla­yan K iyonları tarafından içeriye çekilir. Bu giriş kristal kafesinin kusurlu olan yerlerinde kolaylaştırılır. Potasyum iyonlarının hidrat­lanma enerjisi, en sonunda yaprakcıklar sırasındaki bazı aralık yü­zeylerde çatlamalar meydana getirir. Bu durumda H ve H30 iyon­ları, hidratlanmış olan K iyonlarını aralan açılmış bulunan yaprak­cıklar arasından sökerek kristal strüktüıii dışına atarlar. Bu gelişme ilerledikçe mikadaki yaprakcıkların daha çok kısmının aralan açılır ve K'nın miktan gittikçe azalır. Burada ciltli bir kitaptaki sahifele­rin, cilt bozulunca birbirinden aynlmasına benzer bir hadise olur (şekil 25). Bütün bu geçit safhalar ve akraba olan kil mineralleri «illit grubu:. kollektif anlammda bir arada toplanırlar.

83

------------------------------------------------- - - ----------------------------------------------------------

p:----- - -_-:_--j E -- ----4 E------ -- ---3 E -ı

E---- - t

c

E--- ----3 F- - - - - - - - 3 F---- ----3 E--------3 E--------3 1----------3 E - - - - - - - - -ı

F - - - - - - - - -1 1- - - - - - - - --1

F - - -- - - - - --ı

d Şekil 25 : Mikanın ayrışmakla illit ve montmorillvHit'e dönüşü. a) Düzenli bir sıra halinde birbirine yapı§ık yaprakpklardan yapılı taze mika kristali, b) ilk ayrışma hali. Zayıf bir zondan başlayan ayrışma noktasından kristal çatlar ve K-iyonlarının mübadelesine imkan verir. c) tıııt - montmorillonit hali. d) Es­ki mika kristalinin yaprakcıkları tamamiyle tek yaprakcıklar halinde aralan­mıştır; mesafeleri araya istiflenmiş su miktarına göre değişik olur. Gelişme­nin son basamağı olan montmorillonit. (M. L. Jackson ve arkadaşlarının bir

şekline göre - W. Laatsch, 1957'den).

Bütün illitler mikalara akrabadırlar; ınikalardan daha az K ve daha yüksek kristal suyu muhtevasiyle ayrılırlar. İllitlerin katyon mübadele kapasitesi 10-50 m.e/100 g arasındadır.

Verınikülit mineralleri

Oktahedronlar tabakasında esas itibariyle Mg katyonunun bu­lunduğu montmorillonite pek çok benzeyen ve iyi kristal şeklini alan bir mineraldir. Vermikülit, biotitin illit safhasından türevlenir; illi­tin yaprakcıklarını bir arada tutan K kalyonları yerine, yaprakcık­lar arasına toprak suyundaki Mg katyonları girmekle vermikülit ha­sıl edilir. Mikalardaki K kalyonlarının aksine olarak vermikülitteki bu Mg katyonları mübadele edilebilirler. Mg katyonları yaprakcık­ları K katyonları kadar sıkı surette yapıştıramazlar, böylece arala­rına su molekülleri girer ve kristal şişebilir. Fakat şişme mont­morillonitte olduğu kadar değildir. Kabili mübadele olan Mg kat­yonları yerine K yahut NIL kıatyonları ikame edilirse yaprakcıklar

84

arasındaki mesafe azalır 10 A'a düşer. Bu suretle yaprakcıklar bir­birlerine lehimlenir ve illite benzer bir mineral hasıl olur (potasyum fiksasyonu) .

Ali o fan

Allofanlar, suca zengin sekunder aluminyum silikatlardır. Amorf olduklarından röntgen ışınlarında kristal yapısı göstermezler. Bo­yutları 0.2 mikrondan küçük, yuvarlaklaşmış parçacıklardan ibaret olup Al, Fe, Si iyonları etrafındaki O ve OH iyonları oktahedron ve tetrahedron halinde düzenlenmiştir.

5. 3. Kil minera11erinin teşekkülü

Önceki bahiste hidrolizin etkisi anlatılırken bazı kil min.oraUe­rin ·n mesela kaolinitin de teşekkülüne kısaca değinilmiştir.

Ana kayada esasen mevcut olan ve bu sebepten toprağa veraset yolu ile gelen yıani litojen menşeli klorit gibi mineraller, genellikle sed.imenter kayaların ayrışmasından hasıl olan topraklar<la rastla­nırlar. Bu türlü minerallerden sarfınazar edilirse, primer mineral­lerrlen türevlenen kil mineralleri başlıca iki surette teşekkül ederler.

(1) Yıaprakcıklardan meydana gelmiş bir yapıya sahin ola 1 rnus­kovit, biyotit v.b. gibi primer minerallerin., kimyasal ay ışına olay­ları esnasında değişmeleri ile kil mineralleri hasıl olabilir. Bu olay­da bahis konusu primer minerallerin temel strüktürJ(:'ri korunmuş ve daha ziyade yaprakcıklar arasmdaki iyonlar çözündüı ··ı re;- kris­talden ayrılmış bulunurlar.

(2) Feldispatlar, amfiboller, piroksenler v.b. gibi minerallerin kristallerinin yıkılması ile meydana gelen ve toprak suyundan çö­zünmüş veya kolloid halde bulunan ürünler tekrar birleşerek kil minerallerini hasıl ederler.

5. 31 Yaprakcıklı minerallerin değişimi ile kil teşekkülü

Yukarıda illit grubu minerallerinin mika1ardan nasıl geliştikleri anlatılmıştır. Orada muskovitten illit ve biyotitten, fazla Mg muh-

Bazlarccı. zengin toprak suyunda Bazla ··ca fakir 2' it t ... ~ra.~ s • .i J:t: cb r~~~----~~--""'------~~~~ r- A~----~~~-·--,

Vermikülit

Mib--..,.-İllit / 1 .., Kao 11it --~. H' , •Ji i•

1 M-0nım!rillon(J -----~-~--,.._,,,/------.----~,___.} Yapnkr :kl'.:...r 1 1 aralanıp ~yrılması

85

tevasında, vernıikülit hasıl olduğu görüldü. Olayın bu yönde ilerle­mesi ile sonunda montmorillonite benzer mineraller hasıl edilir. S. 86' -daki şema ile .bu olayı özetlemek mümkündür.

Zincirleme cereyan eden bu olayların birinci, montmorillonite benzer minerallerin teşekkülüne kadar olan safhası daha ziyade yap­rakcıkların ara]anması suretinde olur; oysa ikinci safha yaprakcık­ların yıkılması yani strüktürlerini meydana getiren tetrahedron ve oktalıedron tabaklarının ayrılıp dağılmaları anlamında cereyan eder ve ilkin bir miktar silis asidi kaybetmekle kaolinit ve bütün silis asi­dini kaybetmek sonunda hidrarjillit hasıl olur (şekil 26). 1llitler ve onlardan başka şişebilen vermikülit gibi mineraller asit, bazlarca fakir toprak sularında dayanıklı değillerdir; böyle bir ortamda git­tikçe kaolinite dönerler. Sonuncu mineral de çok yıkanmış, eskimiş topraklarda varlığını koruyamaz hidrarjillite ve silis asidine ayrışır.

5. 32 Silikat minerallerinin ayrışma ürünlerinden kil teşekkülü

Kil minerallerinin teşekkülünde ikinci yol, yaprakcık strüktürü­ne sahip olmayan feldispatlar, amfiboller ve piroksenler gibi mjne­rallerin ayrışma ürünlerinden hasıl olmaları şeklidir. Bu oLayda pri-

1Jl1l!lJlllllll Si - Tetrahedron tabakası

mııııııııııııı At- Oktahedron tabakası

Hidrargillit Al.,_(OH),

ııııı ı ı ı ıııııııııııı +Hp -2Si01

Şekil 26 : Montmorillonitin su almak ve silis vermekle kaolinit ve hidrarjilite dönüşil. (W. Laatsch, 1957'den).

mer mineraller ayrışmakla, kristal strüktürü tam bir yıkıntıya uğra­yarak kısmen iyonlarına kadar dağılır ki, hasıl olan bu ayrışma ürün­leri kil minerallerinin kristal strüktürlerini yeniden bina ederler.

Yavaş cereyan eden bir ayrışma, toprak suyundaki yüksek bir K + konsantrasyonu ile birleşince illit hasıl olur. Yüksek bir Mg2+ ve

86

Ca2+ iyonları konsantrasyonu ile yavaş ayrışma şartları ise doğruca montmorillonit teşekkülüne sebep olur. Bazlarca fakir asit bir top­rak suyunda mesela f eldispatlar, doğrudan doğruya kaolinit minerali hasıl edecek gibi ayrışırlar. Bu olaylar aşağıdaki birleştirilmiş şema­da görülebilir :

Primer mineraller A . b f k' 1 . ..,. k 1. . . ı . sıt ve az a ır ıgı ---+ ao ımt Iyonlar .. ya ~a kolloıd ~ bol K + --+ İllit

çozeltıler ~bol Mg'iı-,ca2 + ___.,.. Montmoriilonit

Sarihtir ki toprak alkalileri ve özellikle mağnezyum bakımından zengin ıbazalt, diyabaz, gabbro gibi anataşların ayrışması kolayca montmorillonit teşekkülünü sonuçlandırır. Mesela montmorillonit Dursunbey ormanlarında ıdiyabazın ayrışma.siyle meydana gelen top­rakların kil fraksiyonunda % 80 oranında ve Erbaa'da bazalttan ha­sıl olan topraklardaki kil fraksiyonunda ise % 90 oranında bulun­muştur (W. A. Mitchell ve A. Irmak, 1958). Başka araştırmalar da Erzurum ve Diyarbakır dolaylarında bazalt ana.taşı üzerinde gelişmiş toprakların kil fraksiyonunda montmorillonitin fazla miktarda mev­cut olduğunu göstermektedirler (Ö. L. Baykan, 1965). Buna karşılık Rize'de bazalt anataşının hasıl ettiği topraklardaki kil fraksiyonunda montmorillonitin bundan önceki misallere nazaran çok daha az oran­da temsil edilmesi ise iklimin bu mıntıkada ekstrem nemli olması do­layısiyle şiddetli bir yıkanma sonunda kuvvetli bazların (Ca ve Mg) gitmiş olmasına atfedilir. Daha önce F. Gülçur (1958) de Rize'de ba­zalt üstünde teşekkül etmiş yedi toprak profilin.in yalnız bir t anesin· de bir miktar montmorillonit tesbit etmişti.

Anlatılanlar özltlendiğinde şu hakikatler belirmektedir: Bir top· nakta bulunan kil minerallerinin türü muhtelif faktörlere göre bel­li olur. Anataşın bazlarca zenginlik derecesi, ayrışma hızını ve yıkan­ma şiddetini tayin eden iklim ile drenaj durumu ve nihayet toprak­taki pH derecesi ile ilgili olarak vejetasyon birer önemli faktördür­ler. Bunlara göre hangi kil minerallerinin teşekkül edeceği belli olur. Aynı genel vejetasyon ve iklim şartları altında bile toprağın yıkanma derecesini etkileyen drenaj şiddetlerine göre çeşitli kil mineralleri hasıl olabilir. Mesela drenajın engele uğraması halinde, bazlar yıkan­mayıp toprıakta kalacağından montmorillo:njt hasıl olur.

87

6. TOPRA(UN ORGANİK l'flADDESi

Organik madde, toprağın .bir çok kimyasal ve fiziksel özelliklerini değiştirebilen derin bir etki geliştirir. Organik madde olmadan dün­yanın yüzey tabakasını toprak diye isimlendirmek bile güçtür. Top­rağın organik madde muhtevası en değerli bir kaynaktır ve miktarı pek kolaylıkla azalabilir.

Toprakta bulunan organik madde miktarı muhit şartlarına gö~·e

çok değişiktir; mesela bazı turbalık topraklarında 5·~ 85 ve hatta da­ha fazlıa organik madde bulunabildiği halde normal kültür toprakla­rında 7o 15'i nadiren geçer ve bazı ı:.ıcak iklim şartlarında % l'in al­tına düşebilir. Organik madde nemli ve serin iklim topraklarında çok, sıcak ve kurak iklim topraklarında ise az miktarda bulunmuştur. İk­limin bu genel etkisinden başka toprağın drenaj durumu ve ha va­lanrna derecesi de organik madde miktarına etki yapar. Dren.ajın za­yıf ve bu sebepten havalanma derecesinin düşük olduğu hallerde top­rakta organik madde miktarı çoğalmak eğilimindedir. Zira bu çeşit topraklarda organik maddeyi yakıp tüketecek olan a~robik organiz­maların yaşamalarını ve faaliyet göstermelerini mümkün kılacak iyi havalanma şartları yoktur.

Organik maddenin yalnız topraktan toprağa göre değil, fakat aynı bir toprak profilinde bile miktarca değiştiği müşahede olunur. Mesela orman topraklarında organik maddenin profil içinde değiş­mesi tablo 13'deki gibi bir gidiş takip eder :

88

Tablo 13 Toprak profilinde organik madde

miktarının değişimi 1

Profil yeri Del inlik

Göknar (Aladağ) (1) 0-7 cm Andezit, 1400 m. 7-15 »

15-30 » 30-60 »

-

Humus miktarı

10.72 5.39 2.31 0.76

--- - - - -Kayın (İnegöl) (2) 0-8 »

Granit 1400 m. 8-20 » 20-30 » 30-40 »

Meşe (Bahçeköy) (3) 1

Tersiye balçık 1 0-15 ı>

120 m. 1 30-40 »

(1) A. Irmak, M. Sevim ve F. Gülçur, 1964'rte:rı

(2) A. Irmak ve F. Gülçur, 1964'den (3) A. Irmak, 1940'tan

7.29 3.64 2.63 1.03

- - -----

3.00 0.26

Yukarıda verilmiş rakamlardan görüldüğü gibi, organik madde miktarı profilde genellikle derinliğe doğru azalmaktadır. Bununla be­raber humus podsollerinde organik maddenin derinlikle miktarı il­kin azalır; fakat Bh horizonunda bir çoğalma gösterdikten sonra mik­tar tekrar düşer. Böylece yukarıdaki rakamların hasıl edeceği eğri­den farklı bir humus-derinlik eğrisi elde edilir (şekil 27).

A1

(8)

c

a b

Şekil 27 : (a) Bir esemer orman toprağı11da e (b) bir humus podsolünde humusun derinliğe doğru dağılı§ı.

Bundan başka bir mahallin rakımı yiikseldikçe özellikle yüz y tabakadaki organik madde miktarı çoğalmaktadır. Bunun sebebi yükseklerde iklimin serin olması hasebiyle mikrobik faaliyetin azal­masına atfedilebilir. Alçak rakımlara doğru inildikçe, yağışlı olan sonbaharın hem süresi uzar hem de sıcaklığı artar; bununla ilgili olaraktan mikroorganizma faaliyeti canlı ve devamlı olur1 sonunda toprak~aki organik marlde tüketilerek miktarı azalm1ş bulunur. Bu söylenenler normal drenajlı, yani iyi havalanan topraklar için mu­teberdir. Mesela Aladağ'da 1400 metredeki göknar ormanında iyi drenajlı bir toprakta 0-7 cm derinliğinde ~~ 10.72 humus bulunduö-u halde ılıman iklimli Belgrad Ormanındaki meşe altmda iyi d enajh bfr toprakta aynı derinlikte miktar % 3'e kadar düşer. Oysa Belgrad Ormanında tam olmayan drenajlı neojen kili üzerinde teşekkül et­miş bir toprakta 0-10 cm derinlikte humus miktarı rt 11.97 olarak bulunmuştur. (İ. H. Tunçkale, 1965).

6. 1 Organik maddenin kaynağı ve bileşenleri

Bitkilerin değişik ayrışma safhalarında bulunan kökleri, yaprak­ları, dal ve sapları toprak içinde ve yüzeydeki organik maddenin en büyük kısmını teşkil eder.

Orman topraklarında organik maddenin kaynağını, ağaçların her yıl dökülen yaprak ve iğneleri teşkil eder. Ladin gibi gölgeye daya­nıklı ve bu sebepten çok sıkı bir tepe çatısı geliştiren ağaç türu or­manlarmda, toprağın yüzünde başka bir bitki yaşıyamadığı için or­ganik madde kaynağı olarak esas itibariyle yalnız düşen iğneler ba­his konusudur. Kayın gibi gene gölgeye dayanıklı fakat kışın yaprak­sız olan türlerin meşcerelerinde ağaçlar yeşermeden önce toprağın üs­tünde muayyen türlerden oluşmuş bir toprak florası yetişir (A. Ir­mak, 1947). Şu halde kayın ormanında toprağa eklenen madde, son­bahardaki yaprak dökümünden başka, bir miktar da toprak florası artıklarından ibarettir. Meşe ve çam gibi fazla ışığa muhtaç olan ağaç türlerinin hasıl ettiği ormanlarda tepe çatısı gevşek olduğun­dan, özellikle yaşı ilerlemiş meşcerelerde, bol bir toprak florası bu­lunur; bu türlü meşcerelerde organik maddenin kaynağı, yaprak ve iğne dökümü ile birlikte toprak florasının mühim orandaki artık­larıdır.

Steplerde çayır ve otsu bitkilerden ibaret zengin bir flora bu­lunur. Buradaki bitkilerin ömrü, kış soğuğu ve yaz kuraklığı dolayı­siyle bahar mevsimine inhisar eder. Bu sürede gür bir vejetasyon toprağın yüzünü örter. Bu vejetasyonun sap, dal ve kökleri toprağa kalır.

Tablo 14 Organik maddenin başlıca bileşenleri

Sellüloz % 20-50

Hemisellüloz ( Pentozanlar, Hekzozanlar) » 10-28

Ligninler » 10-30

Tanen, renkli maddeler, kutinler, suberinler, yağlar, mumlar » 1- 8 Proteinler » 1-15

Toprağa eklenen bu orga.pik maddelerde kül elementleri de vardır.

Tarla topraklarında kültür bitkilerinin köklerinden ve tohum­lar hasat edildikten sonra kalan olgun sap ve yapraklardan başka, ahır gübresi ve başka organik gübreler de verilmek suretiyle bü~ yük miktarıda organik madde toprağa girer. Eklenen bu organik mad­de çok büyük sayıdaki organik bileşiklerden oluşmuştur ki yalnız ön.emli ve miktar itibariyle çok olanlar dikkate alınabilir. Bitki ar-

90

tıklarının bileşiminde genel olarak fonksiyonlarını tamamlamış doku elemanları bulunduğun.dan daha ziyade sellüloz ile lignin gibi mad­deler vardır. Yağ, şeker ve protein gibi maddeler daha önceden doku elemanlarını ve tohumları hasıl etmek üzere kullanıldığından az mik­tarda bulunurlar. Waksman (1932) 'a göre olgun bitki artıklarında en çok hücre duvarları bulunur ve yaklaşık bileşimleri tablo 14'deki gibidir.

6. 2 Ormanda ölü örtü

Orman toprağının yüzünü örten az veya çok ayrı.~mış organik maddelerin bütününe «Ölü örtü» denir. Ölü örtü başlıca yaprak ile iğneleroen, bunlardan başka dal, tomurcuk, çiçek, tohum ve ağaç ka­buklarından oluşur. Orman içinde bulunan ölmüş hayvanlar da ölü örtüye katılabilir.

Memleketimizde yayılmış bulunan yapraklı ağaçlar, bazı ert yap­raklı meşe türlerinin istisnası ile, bütün yapraklarını sonbaharda dö­kerler. İğneli ağaçlarda yaprak dökümü, büyük kısmı itibariyle son­bahara isabet etmekle beraber kısmen diğer mevsimler zarfında da olur (Irmak, A. ve Çepel, N. 1968). Toprağın yüzüne dökülen organik maddeler içinde ayrışma ile humusu hasıl edecek maddelerden başka ormanın beslenmesi için küçümsenmesi mümkün olmayan miktarlarda mineral besin maddeleri ve azot bulunur. Bu sebeplerden ötürü or­manın ölü örtüsünü daha yakından tanımak icabeder.

6. 21 Yıllık yaprak dökümü miktan Sonbaharda toprağa dökülen organik madde miktarı çe itli fak­

törlere göre değişir. Başlıcaları (1) ağaç türü, (2) ormanın ·raşı ile sıklık derecesi, (3) iklim ve (4) toprak kalitesidir. Şu halde her ağaç türüne, her iklime ve her toprağa uyabilecek kesin rakamlar verilemez. Hatta yıldan yıla farklı miktarlarda olan bir yaprak dö­kümü tesbit edilir.

Tablo 15 Belgrad Ormanında karaçam, kayın ve meşe meşcerelerinin

yaprak dökümü miktarı (mutlak kuru kg/ha) -

1

1 Yıllar Karaçam Kayın eşe

1960 4824 3350 3813 1961 4707 3510 3540 1962 4300 3628 3116 1963 4430 4089 3783 1964 4368 3982 3480

Ortalama 4526 3712 3546 (A. Irmak ve N. Çepel 1968'den)

91

Bugüne kadar yıllık yaprak dökümü üzerine yapılmış olan araş­tırmalara göre, mesela Belgrad Ormanında 1960-1964 yılları arasın­da süren beş yıllık -bir devrede yukarıda tablo 15'deki miktarlarda, yaprak dökümü tesbit edilmiştir.

Orta Avrupa'da mesela Almanya'da bazı araştırmalarla tesbit edilen sayılar ise tablo 16'da verilmiştir.

Tablo 16

Yıllık yaprak, dökümü miktarı kg/ ha

Kayın, bes yıllık ortalama 4180 kg/ ha

Ekstremler : En az 3000 »

En çok 6400 »

Sayılar özetlenirse denilebilir ki ağaç türüne, iklime ve yaşa göre yıllık yaprak dökümü miktarı farklı bulunmakla beraber büyük bir ortalama olarak yılda hektar başına 3,5 ton kadar yaprak mad­desinin döküldüğü kabul edilebilir. Yerine göre bu rakamlardan yu­kar1 yahut aşağı değerlerin elde edilebileceği tabiidir.

6. 22 Ölü örtü mildan

Ölü örtü, yıllık yaprak dökümlerinin kısmen birikmesinden mey­dana gelir. Ölü örtü miktarı üzerinde yapılmış olan bazı ölçmelerden elde edilen sonuçlar gösteriyor ki ölü örtünün orman toprağ! üzerinde yatan miktarı yetişme muhitine, ağaç türüne ve yaşa göre değişik olabilir. Aşağıda tablo 17'de verilmiş bulunan sayılar bir misal ola­rak kabul edilmelidir.

92

Tablo 17

Belgrad Ormanındaki bazı meşcerelerde ölü örtü miktarı kg/ ha olarak

Ağaç türü -- --- -------

Karaçam (sıklık)

Kayın

(genç meşcere)

Ölü örtü

24850

22821 1

6. 23 Ölü .örtüdeki besin maddeleri ve ölü örtüden faydalanmanın zararları

Her yıl dökülen yaprakların mühim bir kısmı ayrışarak oksi­dasyonla mineralize olur yani C02 vererek yanar ve geriye iyonlar haline gelmiş mineral maddeler kalır. Fakat diğer bir kısmı ise yarı humuslaşmış veya tam humuslaşmış1 bir şekil alır. Birçok yılların bu arta kalan kısımları toprağın yüzünde birikerek .bütün ölü örtüyü teşkil etmekte bir paya sahip olur. Ölü örtüdeki besin maddesi mik­tarları bilinirse, hem ormanın besin maddeleri ekonomisi daha iyi an­laşılır hem de ölü örtüden faydalanıldığında ormanın uğrayacağı

besin maddesi kayıpları hakkında bir ölçü elde edilir. Aşağıdaki tab­lo 19'da ölü örtüde mevcut olabilen önemli besin maddesi miktarla­rı bakımından bir misal verilmektedir.

Tablo 19 Belgrad Ormanı, kayın meşceresindeki ölü örtüde

bulunan mineral besin maddeleri miktarı kg/ha

Organik madde Mineral besin maddeleri

Ca Mg 1 K p

Yaprak tabakası 3835 52.11 8.41 6.62 2.45

Çürüntü tabakası 6418 116.29 15.20 15.33 6.33

N

43.33

101.40

Humus tabakası1 ) 12568 179.09 34.80 52.02 8.54 , 167.15

1

1

Toplam 22821 1347.49 58.41 73.97 17.32 , 311.88

ı) Tam olarak ayrılması mümkün olmadığından bir kısım Ah horizyonu dahil.

Bu sayılardan belirdiğine göre özellikle kayın gibi ölü örtüsü ka­lın olan ağaçların ormanlarında ölü örtüye bağlı önemli miktarlarda besin maddeleri mevcuttur. Ormanın normal bir büyüme yapması için bu besin maddelerinin toprağa kalması lazımdır. Eğer bazı yer­lerde yapıldığı gibi ölü örtü topraktan kaldırılırsa orman zarar gö­rür. Çeşitli maksatlar için mesela ahırlarda hayvanların altına ser­mek, gübre olarak kullanmak hatta yakılmak üzere ölü örtüden fay­dalanmaya memleketimizde Karadeniz sahillerindeki ormanlarda, İstanbul'da Polonez köyünde ve daha başka yerlerde rastlanır.

Ölü örtüden faydalanmanın ormanda mucip olduğu zararlar, me­sela toprağın sertle~mesi, yosunla örtülmesi, ağaçlarda yaprakların

94

sarı bir renk alması, gövde büyümesinin (artımın) düşmesi, tabü gençleşmenin zorlaşması v.b. gibi zararlar erkenden göze çarpmıştır. Ebermayer (1876) ormanın ölü örtüsüne ait bir çok problemleri, kim­yasal ve fiziksel özelliklerini araştırarak, aydınlatmış ve ölü örtü­nün orman toprağına kalması lazım geldiğini ispat etmiştir.

Ölü örtüsü faydalanma için alınmış ormanlarda genellikle artı­mın düştüğü gözlenir. Almanya'da 1/4-1/3 oranında artım düşük­lüğü tesbit edilmiştir. Bunun sebepleri muhtelif araştırıcılar tarafın­dan çeşitli surette yorumlanmıştır. İlk toprak araştırmaları, ölü ör­tüden faydalanılan yerlerde, besin maddelerinin önemli derinliklere kadar azalmış olduğunu gösteriyordu. Fakat başka araştırmalar be­sin maddesi bakımından esaslı bir fark ortaya koyamamıştır. Bazı araştırıcılar toprağın fizik özelliklerinde meydana gelen bozukluk­lara dikkati çekiyorlardı. Ölü örtüden faydalanılan topraklarda1 hu­musun azaldığı ve özellikle humus bileşiminin değiştiği yani ayrış­maya karşı dirençli ve azotca daha zengin olan humin asitlerinin biriktiği anlaşılıyordu. Strüktür şartlarının bozulduğu da muhak­kaktı (W. Wittich, 1951).

Özetlenmiş olduğu gibi artım düşüklüğünü meydana getiren se­beplerin çeşitli olarak bulunması da tabii idi, çünkü muhtelif yetiş­me muhitlerinde mahalli şartlara göre (iklim karakteri, toprağın de­ğişik tabiatı, ağaç türü, toprak florası) değişik faktörler terazinin kefesine ağır basar ve ölü örtüden faydalanmakla doğmuş olan za­rarlı ve artımı sınırlayan etki yerine göre ayrı bir sebebe yahut se­beplerin bir araya gelmesine dayanabilir. Şurada toprağın sertleşme­siyle meydana gelmiş bir su ekonomisi bozukluğu, öte tarafta fazla besin maddesi kaybı, brujka bir yerde biyolojik dengenin bozulması ve ilah ... birer sebep olarak ortaya çıkarlar.

W. Wittich (1951) bütün zararların ilksel sebebini humus mik­tarının azalmasında görüyoı:rlu. Bitkilerin gelişmesi için lüzumlu olan kabili istifade azotun ve diğer kabili istifade besin elementlerinin, ölü örtüden faydalanılan ormanlarda, 30 cm derinliğe kadar azalmış bulunmaları ekseriyetle artım düşüklüğünü doğurmaktadır.

J. Wehrmann (1960-61) 'a göre fundalık toprağı üzerinde yetiş­mekte olan meşcerelerde, ölü örtüden faydalanma neticesinde sarı­çamda iğne ağırlıkları azalır; böylece fotosentez yapan yüzey küçü­lür, bunlardan başka iğnelerdeki azot konsantrasyonları da düştü­ğünden ağaçlar azot açlığı çeker ki fotosentez faaliyeti azalarak ran­d1manları düşer, yani boy ve çap artımı geriler. Toprakta baz mü­badele kapasitesi de küçülmüş olur.

Toprağın mikroorganizmaları tür bakımından olmasa bile mik­tarca çok azalır. Toprak hayatının fakirleşmesi ile birlikte toprak

95

Tip

Kireçli mul (mull calcique)

orman mul'u (mull forestier)

Moder (2)

Mor (Ham humus)

Anmoor (Turbamsı)

Oligotrof turbalık

Mesotrof turbalık

Horizon

(1)

(Ao çok ince A

1 kalın, kara

veya esmer)

A1

az kalın,

boz esmer d8grade

Ao 2-3 cm A

1 10 cm, kara

keskin sınırlı

Ao 5-20 cm A

1 2-5 cm

(Ao az kalın A

1 kalın, kara,

pas lekeli

Ao pek kalın

Ao pek kalın

PAFTA Il Humus tipleri tablosu

(Duchaufour'nun Precis de Pedologie (1960) 'dan

Esas tipin morfolojisi ve karakteristik değerleri Biyoşimik karakterler ve başlıca alt tipler

Strüktür Doygunluk

ve pH C/N oranı

Konsistans %

Kaba kırıntılar > 7 10 (~) Doygun

Granülar < 20 yahut 5.5 20-60 (12-15)

kırıntılar

Kil-humus bağlantısı 4-5 15-20 10-20

zayıf

Ao yaprağımsı lifi 3.5-4.5

.A..o 30-40 ~ 10

~keskin ~ :25 olarak ayrı

- - ------Masif plastik < 20 Değişken

Lifi 3.5-4 30-40 ~ 10

Lifi 7-7.5 15-30 Hemen doymuş

Favna (hakim Mikroflorı:.

Teşekkül şartlan elemanlar) (hakim elemanlar)

Aktif k~lsiyumun Çeşitli

bulunması (yahut Bakteriler doygun mübadele

favna, Aktinomicetler kompleksi) solucanlar

----

Kalker olmayan anataş I üstünde yapraklı ağaç Solucanlar Mantarlar

ormanı

1- ___ ,_ Seyrekle§miş, yapraklı 1 ağaç ormanı, dağlarda Çeşitli

iğne yapraklı ağaç or- artropodlar

manı, silikatlı anata§

- --- -

Degrade iğne yapraklı Çeşitleri azalmış

ağaç ormanı (sarı çam, f k . 1 ı avna a arıne er, ladin) atıantik sahalar, , kolemboller

silikat anataşı

Muvakkaten su ile doygun ortam

Asit su ile

Mevsimsel su favnası

Asi do fil mantarlar

Asidofil mantarlar

Anaerobik

-c~b-a-kteri=-ı

Mantarlar

Humuslaşma ve Mineralleşme biyo§imik karak-

terler

Kile bağlı humus Hızlı kompleksinin

nitratlaşma kuvvetli b·yolojik sentezi

Humus komplek-sinin biyolojik

Hızlı teşekkülü orta

derecede

Killere bağlı

Orta olmayan humus kompleksinin

sentezi azalmış

Çözünür dayanıklı bileşiklerin

Yavaş teşekkülü ve

B horizonuna taşınıp orada

polimerize olması

organik madde

Yavaş < % 30 İyi humus aşmış

Başkaca alt tipler

Onnan kireçli mulü Çayır > » Step :> » Kireçli mul-moder

Eutrof mul Kripto mul Asit mul Hidra mul

Orman moderi Hidromorf moder Alp in Kireçll

Granülar mor Lifi yahut tabak.anısı

mor Hidromorf mor Kireçli mor

Asit anmoor Kireçli anrnoo.

- - --~----- -----------1

Gayet doygun ortam

Abiyolojik

ı- 1-(nadir) l~avaş

Organik madde > o/ 30, az hu­muslaşmış, az küllü az azotlu

Sphagnum turbalığı

Kalkerli su ile Abiyolojik Anaerobik doygun ortam bakteriler

Gayet Yavaş

Organik madde > % 30, az hu­

musla.c;mış,

kül ve lignin bakımından zengin

Kamış turbalığı

Cyperacea t. Hypnacea t. Geçit t.

(1) Ao : Ayrışmamış organik madde bakımından (30 % ) ÇOk: zengin, altta yatan mineral toprak horizon mdan keskin bir sınır ile ayrışmış. (2) Moder = Çürüntülü mul.

tıklar mikrofavnanın tesiriyle ufalanmış, diğer mikrobiyotik amil­lerin aktivitesi sonunda ayrışmaya ve humuslaşmaya başlamıştır,

bundan dolayı renk genellikle L-tabakasından daha koyudur.

Unmıts tubalrnsı

Uluslararası terimle «H-tabakası» (humuslaşma kelimesinden) denilir ve F-tabakasının ıa.ltında yatar. Bu tabakadaki organik mad­delerin, doku biçimleri tamamen kaybolmuş ve renkleri çok koyu­laşmıştır. H-tabakasında kimyasal ve biyolojik ayrışma olayları en ı;iddetli surette vuku bulur. Teşekkül etmiş humus maddesinin mi­neral toprakla karışması ve kil maddelerine bağlanması olayları bu tabakada çok ileri gider.

Yukarıda adı geçen üç tabaka, söylenmiş bulunan düzende alt alta yatarlar. Ancak tabiatta rastlandığı üzere her bir tabakanın ka­lınlığı değişik olabildiği gibi, hazan bir veya iki tabaka bulunmaz, daha doğrusu söylenmeye değer bir kalınlıkta mevcut değildir. Üç tabakadan özellikle ikinci ve üçüncüsünün kalınlığı, ayrışma dere­cesi, gevşek veya sıkı istiflenmesi ve yüzey humusundaki iştirak oranları, bundan başka mineral toprağa olan geçiş şekilleri orman toprağında çeşitli humus tiplerini doğurur. Bütün bu karakteristikler ancak arazide yapılan gözlemlerle tesbit olunabilir. Şu halde orman toprağındaki humus tipinin tanınmasında ve belirtilmesinde en önem­li nokta, ölü örtüyü oluşturan tabakaları arazide müşahede edilen morfolojik özelliklerine göre tarif ve tavsif etmek ve humus tipini ona dayanarak belli etmektir.

6. 32 Humus tiplerinin tamıunasmdaki kriteriumlar

Humus tiplerinin etüdünde dikkate alınması gereken bazı husus­lar vardır. Bilindiği gibi humus tipleri ekolojik şartlara göre yer yer çok ::leğişir; hatta hazan ıaynı yetişma muhitindeki aynı bir ağaç tü­rünün gençlik, sıklık ve kesime olgun çağlarındaki meşcerelerinde

farklı humus durumları çok müşahede edilmiştir. Bundan başka ke­simler, yangın gibi ormanın kapalılığını bozacak sun'i müdahale­ler tabii dengeyi aksettiren humus durumunu çok değiştirirler ve b0yle bir dengenin kurulması için de uzun bir zamana ihtiyaç vardır. Aynı sebeplerden dolayı otlatma tesiri altında bulunan ormanlarda rıcrmal humus tipleri teşekkül edemez. Şu halde humus teşekkülünün orman toprağında nasıl bir gelişmeye sebep olduğunu ve meşcerenin verimi üzerinqeki etkisini anlayabilmek için humus tiplerinin tab:i dengeleri bozulmamış ormanlarda etüd edilmeleri gerekir.

Humus tiplerinin ayırt edilmesinde mühim noktalar olarak (1 organik maddenin toprak yüzünde gevşek veya sıkı oturmuş olma-

97

sı, (2) artıkların bitki strüktürü gösterip göstermemesi; (3) mineral toprak üstünde keskin bir sınırla yatması veya mineral toprağa difus şekilde intikıali ; ( 4) muhtelif tabakların kalınlık oranlan; (5) alttaki mineral toprağın humus ihtiva edip etmemesi; (6) alttaki mineral toprağın gevşek veya kompakt oluşu gibi hususlar dikkat nazarına alınmalıdır. Humus tipinin tayininde mühim olan bir başka nokta da (7) Yüzey humus tabakasının altta bulunan mineral toprağa yaptığı etkilerdir; toprağı ağartıp ağartmaması mühim bir farkı ifade eder. Toprağın ağarması halin.de mor'un ekstrem bir şekil ola­rak kabul edilebilecek ham humus karakterinin galip olduğuna hüküm vermek icap eder. Ağarma olayları, sızıntı sularında humus sol­lerinin bulunması sebebiyle meydana gelir ki bu da bazı mor tipi humus teşekkülünün bir karakteristiğidir. Nihayet (8) toprak flo­rasuun tür bileşimi de mühim bir endikasyondur.

6. 33 Humus tiplerinin sınıflandmlınası

Yüzey humusların, stratigrafilerindeki farklara dayanılarak

P. E. Müller'e göre başlıca iki grup altında mütaıaa edilmeleri Ulus­lararası Toprak İlmi Kongresinde ( Oxford, 1935) kabul olunmuştu: «Mu l tipi ve mor tipi». Mul organik maddenin mine­ral maddeyle samimi şekilde karışmış olduğu bir humuslu toprak katını temsil eder. Mor ise meniral toprakla karışmamış ve sara­hatla ayrı olarak onun üstünde yatan organik medde tabakasından ibaret bir humus tipine verilen isimdir.

Sonradan S. S. S. A. ( Soil Science Society of America) yukarıda adı geçen iki tipe daha bir transisyonal humus tipinin ezcümle «duff mull=çürtintülü mul'ün» tasnif sistemine eklenmesi lazım geldiğine karar vermiştir. Taban suyu tesiri altındaki topraklar için de «fen mull=turba mül'ü ve swamp mor=bataklık mor'u» tiplerinip tasnif şemasına sokulmaları icap etmiştir. Böylelikle orman humusu teşek­külü için normal -drenajlı topraklara özgü üç (mul, çürüntülü mul, m-0r) ve taban suyu etkisine maruz bulunan topraklara ait iki grup (turba mul'ü ve bataklık mor'u) olmak üzere 5 büyük grup kabul ,. edilmiş bulunuyor.

Kubienıa (1948) humus formlarını (tip) başlıca üç tipte ezcümle «mul», «moder» (=duff mull) ve «ham humus» (=Rohhumus=mor) olarak mütalaa ediyor ki bu görüşü W. Laatsch'da (1957) paylaşmak­tadır. Ayrıca moder için «kaba moder», «ince moder» ve «mulümsü moder» diye üç alt form ayırıyor. Sonuncusu mul ile moder arasında bir geçit temsil eder. Sonraki bir eserinde Kubiena (1953) toprakla­rın gelişme kademelerini ve anataşı dikkat nazarına alarak daha bazı humus formları tarif etmektedir.

98

Uluslararası tasnifte ham humus adiyle ayn bir tip olarak gö­rünmeyen humus formu daha Rama.n.n zamanmdanberi Orta Avrupa' -da ve özellikle Almanya'da tanınmış ayrı bir humus teşekkülü tipidir. Mor'un ekstrem bir şeklidir. Kaba surette ufalanmış ve kısmen hu­muslaşmış kalın tabakalar halinde mineral toprağın üstünde geskin bir sınırla ayrı olarak yatan .birbirine yapışık organik madde artık­larından ibarettir. Toprakta ileri giden bir podsolleşmenin başlıca se­bebi olarak tanınmıştır.

Duchaufour (1960), muhtelif müelliflerin görüşlerini de kale ala­rak, teşekkül şartlarına ve toprak ana materyaline göre, bir tasnif yapmaktadır. Buna uyarak iki büyük humus kategorisi ayrıyor. Bi­rincisi aerobik ortamda teşekkül eden humus ve ikincisi anaerobik şartlar altında meydana gelmiş humustur.

Birinci kategoriye giren ve konumuzla doğrudan ::loğruya ilgili bulunan humusu, «mull oalcique», «mull forestier», «moder» ve «mor (humus brut) » olmak üzere dört baş tipe bölüyor (tablo 20).

6. 34 Humus tiplerinin genel özellikleri

Şimdi de yukarıda adı geçen başlıca tiplere ait daha yakın bilgi­ler verilsin..

Mul tipi

Mul'un ayırt edici özellikleri kırıntı veya granürler strüktüründe oluşu ve mineral toprağa doğru sınırının difus şekilde bulunuşu yani mineral toprağa. tedrici surette intikalidir. Mul'de toprağın yüzeyin­de ölü örtü olarak yalnız son yıla ait yaprak tabakası vardır; (şekil

29 a) organik madde, mineral toprağın en üst 5-10 santimetrelik

b c

Şekil: 29

99

kısmı ile samimi surette karışmıştır. Mul en iyi formunda iken gevrek ve gözeneklidir. Mineral maddeyle humusu karıştırma işi, toprak favnası tarafından özellikle solucanların yardımiyle yapılır. Bazı ak­tinomicetlerin de mul teşekkülünde önemli bir role sahip oldukları kabul edilmektedir (H. Franz. 1960) .

Bu tipin hakim olduğu yetişme muhitlerin.de nem şartları genel­likle elverişlidir. Mul'ün yağışları emmek kabiliyeti ve böylelikle yüzeyden akışa ve binnetice erozyona engel olmak etkisi yüksektir.

Ağaç kökleri mul topraklarına dalına çok derin nüfuz eder. Bü­tün bu sebeplerden ötürü mul en yüksek verimli orman toprağını temsil eder ve mul altında hemen daima esmer orman toprağı tipi gelişir.

Kubien.a (1948)'ya göre mul'de tanınabilir hücre strüktürlü bitki artıkları hemen tamamen yoktur .. İnce dispersleşmiş humus madde­leri kile bağlı olur ve şiddetle ayrışmakta bulunan humus teşekkül­leri bahis konusudur. Gene aynı müellife göre mul boz, koyu boz, esmerimsi bozdan siyaha kadar değişen renklerde olur. İyi kırıntı­lanmış, plastik ve pek ince boyuttaki humus maddeleri ile boyanmış mineral toprak gibi görünür; tipik toprak kokusunu verir. Mul'de doku belli eden. bitki artıkları ve büyükçe, bağımsız humus pıhtıları hemen tamamiyle yok gibidir. Humus maddeleri ile kil maddesi me­kanik vasıtalarla birbirinden ayrılamıyaoak gibi birleşmiştir. Kil-hu­mus kompleksi denilebilecek bir takını yeni maddeler teşekkül et­miştir. Mul nötr ya da hafif asit reaksiyonda olur.

Mul mikroorganizma türleri. bakınıından zengindir. Mul'deki ekolojik şartlar, faaliyetleri yüksek olan iri boyutlu solucanların ya­şamala11na müsaittir. Bu hayvancıklar mul'ün morfolojisinde en kuv­vetli etkiye sahiptirler. Mul'deki hemen bütün agregatlar ya solu­c:rnların dışkıları yahut onların artığıdır.

Mul tipinin tabiattaki bulunuşunda önemli olan bazı klimatik, edafik ve biotik faktörler kısaca görülsün.

Bahis konusu tipin gelişmesinde taban suyu durumu ve genel­likle yetişme muhitinin su ekonomisi başta gelir. Su ekonomisi mü­sait olan, korunmuş dere boylarında olduğu gibi yazın da ekstrenı şekilde kurumayan ya da yaz yağışları olan yerlerde mul en çok bulunur.

Geniş mul sabalan da.ha ziyade kireçce zengin yetişme muhit­lerinde görülmüştür. Kirecin bolluğu her halde bu tipin teşekkülünü kolaylaştırmaktadır. Toprağın tekstürü de önemlidir. Mul ince ta­neli topraklarda, kil ve balçık topraklarında en çok görülür.

Ağaç türünün de etkisi olduğunu gösteren işaretler vardır. Ge­nellikle yapraklı ağaç ormanlarında rnul tipi daha rnüteammimdir.

100

İğne yapraklı ağaç ormanlarında ise nisbeteıı daha az rastlanır. Yanraklı ağaçlar arsında da mul teşekkülü bakımından farklar mev­cuttur. Bu durumun toprak yüzüne varan artıkların bileşimindeki farklardan ileri geldiği anlaşılmaktadır. W. Witting (1943) yapraklı ağaç artıklarının ayrışma hızm.m, sonbaharda dökülen yapraklardaki azot muhtevasiyle orantılı olduğunu zikrediyor. Yapraklardaki baz miktarlarmın da önemli olduğu bilinmektedir.

Mul tipinde kaba mul, ince mul. sıkı mul gibi çeşiUi formlar ayırt edilir.

Çürüntillü mul

Çürüntülü mul (twin mull, duff mull) hakiki mul'dan biraz de­ğişik karakterdedir; mutad surette keçeleşmiş, ufalanml§ yaprak rarGalarından ibaret ince bir F-tabakasından ve onun altında bulu­nan bir H-tabakasından oluşmuştur ki bu tabaka ince granü!ar strüktü:rıdedir ve köklerin entansif şekilde yetişmesinden ibaret bir örgüye sahiptir veya değildir. H-tabakasının altında ince bir horizon halinde mineral madde ile karışmış kaba kırıntılı mul veya orta kı­rıntılı mul vardır. Bu tip, kuzey doğu Amerika'da geniş sahalar için­de küçük adacıklar halinde ekseriya müşahede edilmiştir. Bu ada­cıklar, onları çevreleyen mor sahalarına nisbetle, daha i · surette nemle bezenmiş bulun.urlar.

Kubiena (1953) «moder» adını verdiği ve bazı Amerika'Iı müel­liflerin· (Romell ve Heiberg (1931); Heiberg ve Chandler 1941} «twin mull» dedikleri ve mul ile mor arasında bir geçit tip olarak kavranabilecek humus teşekkülü için şu açıklamaları yapmaktadır:

«Moder=twin mull'de organik maddeler, havanın bol miktarda olması şartiyle ileri giden fakat tam olmayan bir ayrışmaya uğrar. Bu türlü humus teşekkülü hem mul'den hem de ham humustan (mor) kesinlikle ayrılır. Bundan başka miktarları az ve a çok olan. esmerle~miş ve dokulannı belli eden, ısırılmış, çok ufalanmıs ve bir­birine karıştırılmış bitki artıkları bulunur. Moder gevşektir ve ham humus (mor) tabakalarının aksine olarak birbiri ile irtibatlı kütle­lerden ibaret değildir ve oldukça bir miktar mineral madde kısmını da havidir. Tipik bir çürüntü kokusu vardır. Moder tipin.ie I.r. F-. ve H-tabakalarmın takriben eşit kalınbkta bulunduğu bir humus profili gelişir.» (şekil 29 b)

Duchaufour (1960) dahi mul sınıfına girmeyen fakat tamamen mor olduğunu da kabul etmediği bir geçit humus tipine <moder, adını vermektedir. Ona göre: Moder, mor ile mul arasındaki humus tipidir. Organik döküntülev mul'da olduğun.dan biraz daha küçük bir hızla ayrışırlar ve yalnız 2-3 cm kalınlığında bir Ao horizonu­nun (Duchaufour'un gene aynı eserindeki bir emadan anlaşıld1ğı

101

üzere L-, F- ve H- tabakalarının bütünü) teşekkülüne meydan ve­rirler.

Oldukça kalın (10 cm) olan boz veya siyah renkli Al (Ah) ho­rizonunun alt kısmı yani A2 (E) ye geçişi keskin bir s1nırla ayrılmış olsa bile Ao ile Al arasındaki sınır genellikle vuzuhsuzdur. Ah hori­zonunun mikro strüktürü mul'dekinden farklıdır. Mul'ün aksine ola­rak moclerde humus ile kilin .birleşmemiş olması en mühim farkı teş­kil eder. Hnmus genellikle mineral parçaların arasında olur ve art­ropodlarm dışkılarından ibarettir. Ah horizonunun C/N oranı 15-25 mertebeEindedir, asit reaksiyonda olur ve baz doygunluk derecesi ekseriya çok düşüktür.

Gizli mul ( Kri!;)tomul)

Yukarıdaki mul formlanndan başka S . .A. Wilde (1951)'in tarif ettiği ve Türkiye'nin bazı şartlarına uygun bir mul formu daha var­dır ki (gizli mul) diye dilimize çevirebileceğimiz ( crypto-mull) dur. Bu humus tipinde toprağın yüzeyinrie organik madde olarak yaprak­lar bulunur. Yaprak tabakasının altındaki ve humatların infiltrasyonu ile azotca renginleşmiş mineral toprak soluk renklidir. Mineral topra­ğın üst kısmında % O.l'den fazla total azot bulunur. Kriptomul sıcak ve sulak iklimlerde, hakim surette ince tekstürlü topraklarda meyda­na gelir. Bu humus formu mevcudiyetini, yıllık yaprak dökümünü ve koyu renkli humus maddelerini sür'atle ayrıştıran, sıcak ve nemli ik­lime borçludur. Bazı misallerde kriptomul humuslu topraklar, yük­sek istekli ağaçlardan ibaret kesif meşcereler taşırlar.

l\f o:r ti9i

Orman humus tabakasının diğer başlıca tipi olan mor, mul'den tamamiyle farklıdır. Baş karakteristiği organik maddelerin mineral toprakla karışmamış olmasıdır. Yani yüzeyde olan organik madde alttaki mineral toprak horizonundan keskin bir sınırla ayrılmıştır. Solucanların veya başka küçük hayvanların yardımı ile yapılan ve humusun mineral toprakla devamlı olarak karıştırılması işi bu humus tipinde yoktur. Mor'un ateşte kayıp miktarı mul'den önemli oranda yüksektir. C/N oranı da mor'da mul'den büyüktür (Gessel ve Balcı, 1965).

Romell ve Heiberg (1931)'e göre, genel surette mineral toprak ile karışmamış ve mul'e yeter derecede benzemediği için mul gru­buna sokulamıyacak olan bütün orman humusu teşekkülleri bu tipe girmelidir.

Mor tipi, en ziyade konifer ormanlarında yahut Ericaseae'lerin yetiştiği kireçce fakir ya da yüzeyi kuru olan topraklarda müşahede

102

edilir. Organik artıkların çok yavaş olarak ayrışması kalın ve siyah, L-, F-, H- tabakalarından oluşmuş bir horizonun meydana gelmesine sebep olur (şekil 29 c). Bu Ao horizonunda henüz ayrışmamış organ­lar ve ara ürünler hakimdir ki bu maddeler ekseriyetle mantarların misel lifleriyle biribirine bağlanmıştır.

Al horizonu genellikle az kalın olup siyah renklidir. Buradaki humuslaşmış organik maddeler kalsiyum bakımından çok doyma­mıştır; tek tane strüktürü hakimdir.

Mor tipinde organik madde tabakasının altında yatan mineral toprak mutad surette humus bakımından fakirdir. Bununla beraber yağmur sularında çözünmüş bulunan humus maddeleri alttaki mine­ral toprağa infiltrasyon ile geçebilir ve onunla karışabilir. Fakat bu karışma toprak hayvancıklarının faaliyeti ile meydana gelmiş de­ğildir ve .buradaki humus genellikle yüksek derecede kolloidal, kolay hareket edebilen humus maddelerinden ibarettir ve mul humusundan gerek kimyasal bileşim, gerekse biyolojik faaliyetle olan ayrışmaya mukavemetli bulunması bakımlarından farklıdır.

Mor genellikle mul'e nazaran daha asittir ve mor altında mine­ral toprağın üst kısmının yıkandığı sarahatla görülebilir. Mor pra­tikçe daima tipik bir podsol üstünde bulunur. Mor'un gayri müsait bir alt tipi olan keçeleşmiş mor (matted mor) 'da ise reaksiyon asit veya şiddetli asittir; bu tipin rastlandığı yetişme muhitlerinde ekse­riyetle sığ, fazlasiyle drenaja uğrayan ve bu sebepten dolayı yazın şiddetli kuraklığa maruz bulunan topraklar bahis konusudur. Alman ormancılığında ayrı bir tip olarak mütalaa edilen ham humus Roh­humus) keçeleşmiş mor'a muadil sayılabilir (6.33'e J::>ak).

Klimatik faktörler ve artık bitki maddelerinin kimyasal bileşimi (yüksek lignin muhtevası, büyük bir C/ N oranı, veya ayrıştırıcı mik­roorganizmaların gelişmesini önleyen reçine gibi bazı kimyasal mad­deler) ile t prağın bazlar bakımından fakirliği bu türlü zor ve yavaş ayrışan kalın yüzey humus tabakalarının teşekkülüne sebep olur.

Soğuk iklimler, fakir drenaj yıahut aksine kuru mevkiler ve kum­lu topraklar mor'un gelişmesini kolaylaştırırlar. Ağaç kökleri mor'da ekseriyetle humus tabakasında kalırlar ve bizzat mineral toprağa yal­nız sınırlı bir derecede girerler. Mor üstündeki ağaçlar, bazı hallerde hemen tamamiyle, kendi artıkları üzerinde dururlar, bu sebepten rüzgar devrikleri mor üstünde mul'da olduğundan daha çok görülür. Mühim besin maddelerini, bitkiler tarafından alınabilir iyon haline getiren biyolojik olaylar da zayıf ve yavaş yürüdüğünden mor tipin­deki toprakların verimi mul'a nazarar.. düşük olur.

Yukarıda mütalaa etmiş olduğumuz ve birbirinin zıddı olan i humus tipinin şimdi de biyolojik farkları kısaca gözden geçirilsin :

103

Biolojik durum bu iki humus tipinde farklıdır. Mesela mul ve mor'da toprak favnasının tür bileşimi değişiktir. Bazı türler yalnız bir tipte görülür diğer bazıları ise her iki tipte mevcuttur fakat bir tanesinde daha çok sayıda temsil edilmiş bulunurlar. Böylece başta solucanlar, sonra miriyapodlar, izopotlıar mul'un tipik favna erkan.ı­dır. Buna mukabil çiyanlar, karmcalar daha ziyade mor tipinde rast­lanan hayvancıklardır.

Orbatid'lı:?r akarinalar, kolernbollar ise her iki humus grubun­da görünürler, nncak mor'dc. sayıları mul'dakinden bir kaç misli fazladır ve Kubier.:ı'ya göre moder'de (çürüntülü mul-twin mull) bunların dışkıları organik maddelerin mühim bir kısmını teşkil eder. Dikkate değer bir nokta da şudur ki mor tipinde daha yükEek sayıda hayva .. ıcıklar bulunur fakat az aktifdirler. Mul tipinde i:::e daha az sayıda hayvancıklar vardır, lakin bunlar boyut itibariyle çok daha büyüktür ve bu sebepten ötürü mul tipindeki hayvancıklar tartıldı­ğında daha büyük bir ağırlık çekerler. Bornebusch (1930) 'un tesbit ettiğine göre en iyi mul topraklarındaki hayvancıkların ağırlığı mor tipindekilerin beş misline varmaktadır. Öte yandan mul'de bakteriler, ~, ktinomicet'ler iyi gelişme imkanları buldukları halde mor' da bunlar pek zayıf oranda temsil edilir. Buna karşılık asit ortama alışkın olan mantarlar mor'da hakim duruma geçerler.

Mikroorganizma hayatının bu farkı dolayısiyledir ki organik şe­kilde .bağlı bulunan azotun amonyağa, nitrit ve nitratlara dönmesi mor'da daha yavaştır ve adi surette amonyak safhasında duraklar. Bu sebepten dolayı azotla beslenmede ve belki öteki mühim besin elementleri alımında ağaçlar mikorrizaların yardımına muhtaçtır. , Asit mor Ü!Jİ humusa karşı çareler

Silvikültür bakımından en elverişsiz humus tipi asit mor'dur. Mor humusu, toprağın su ve besin ekonomisini bozar.

Toprağın yüzünü hazan desimetrelerce kalınlıkta örtmüş bulu­nan mor humusu yağışların mühim bir kısmını yüzeyde tutar ve ora­dan tekrar buharlaşmasına sebep olur. Bu hal orman için mühim bir su kaybını ifade eder. Mor humusu toprakta pod'3olleşmeye ve bunun ncticedn :le pas taşı teşekkülüne meydan verdiği için ağaçların fay­dalandığı toprak derinliği azalır. Böylece kökler gen.eUikle yalnız

pas taşının üzerinde gelisirler. Pas taşı suyun da geçmesine engel ol­duğundan, bol yağışlı mevsimlerde kök sahasın.da zararlı durgun qu b:rlkir. Yazın ise pas taşının altındaki tabakalarda bulunan su, kök­ler derin tabakalara inemediklerinden ağaçların yararlanmasındac uzak kalır. Ağaçlar derin toprak tabakalarındaki sudan ve besin mad­delerirl/len mahrum kalır; ayrıca mühim miktar~ besin maddeleri

104

·i:ı:cy humusta, ağaçların faydalanamıyacağı şekilde biriktirilmiş bu­lunur (şekil 30).

Asit mor humus teşekkülü ile baş gösteren bu olumrnz b2:..lenm problemlerinin çözümlenmesinde aşağıdaki açıklamalar bir esas ve­rirler.

-r c

Şekil 30 : Mor humusu teşekld..ilü altında toprağın geli~mesiyl agaç kökl rinin yayılı§ını ve beslenme durumunu gösterir §enıa.

Gerek yüksek dağlarda> gerekse boreal iklim bölgesindeki bazı konifer ormanlarında asit reaksiyonlu mor humusun pek kalın olma­mak şartiyle teşekkülü normal bir biyolojik olaydır. Ama daha sıcak olan aşağı rakamlarda ve deniz iklimi etkisi altınCla bulunan bölge-e•·de mesele aynı değildir. Ora1arda mor humusun bulunuşu, ~yap­

raklı ağaç ormanlarındaki mul teşekkülünün biyolojik duraklama a uğ·radığını gösterir ki, koruyucu ya da tedavi edici vasıtaJarla buna karşı koymak mümkün ve l!zımdır.

Ormanın büyümesi bakımından zararlı olan bu humus hastalığı Çeşitli ekolojik sebeplerden ileri gelmiştir. Başlıca sıcaklığın düşük-

1 5

lüğü, nemin veya baz maddelerinin azlığı gibi yetersizlikler mikro­favna ve mikrofloramn orman toprağında gelişmelerine engel olmuş­lardır (6.5.5.'e bak). Şu halde tedavi, uygunsuz humusun doğmasına amil olan sebebi bulmak ve yok etmekle mümkündür. Burada meş­ceredeki humus durumunu tedricen düzelten olumlu etkilere sahip bir takım uzun vadeli tedbirler .bahis konusudur.

Sıklık, ağaç türü bileşimi, toprak florası gibi meşcere karakte­ristiklerine, organik maddelerin normal surette ayrışmasını sağlıya­cak bir nitelik verilmelidir. Meşcerenin sıklığı iyi bir humusun teşek­külünde büyük bir rol oynar; meşcere ne çok sık ne de çok gevşek olmalıdır. Sıcaklığın yetersizliği halinde, özellikle nemli bölgelerdeki konifer meşcerelerinde, kuvvetli bir aralama yani mevcut ağaçlardan bir kısmını kesmek, iyi bir tedbir olabilir. Ormanın gevşetilmiş tepe çatısı daha çok güneş ışını enerjisinin toprak yüzeyine varmasına im­kan verdiğinden ölü örtüde sıcaklığın bir kaç derece yükselmesiyle kritik sınırın üstüne çıkılmış olur ve biyolojik faaliyet artar; böyle­ce aktif olmayan mor'un teşekkülü önlenir. Toprağı ışıklandıran ke­simler, toprak diri örtüsünün ve mikrofloranın değişmesini mucip olur. Organik madde çabuk ayrışarak mor humusu kaybolur. Humu­sa bağlı azot şiddetle ınineralize olur; pH humusta bağlı olan katyon­ların serbest hale geçmesiyle, yükselir. Bitkilerin mineral madde ve azotla beslenmeleri ilerletilir.

Sıklığını aşın derecede kaybetmiş meşcerelerde, gölgeye daya­nıklı olup aynı zamanda toprağı ıslah edici etkilere sahip yapraklı ağaç türlerinden ibaret bir alt tabaka tesis etmek iyi bir çare olabilir. Nemin yetersizliği halinde yine aralama faydalıdır; onunla birlikte toprağın yüzilnü dallar, çalı ve çırpılarla örtmek tedbiri tavsiye edi­lebilir. Burada yine gevşemiş tepe çatısı, daha fazla yağışın toprak yüzilne varmasına müsaade eder. Çalı çırpı ile örtmek ise rüzgan kesmek ve gölge yapmak etkileriyle suyun yüzeyden çabucak buhar­laşmasını önler, böylelikle toprak yüzünde nem çoğalmış olur ve mik­robik faaliyet artar.

Organik maddenin ayrışmasındaki durak1aına, artıklardaki baz­ların azlığı dolayısiyle meydana gelmişse kuvvetli ve derin kök sis­temi geliştiren yapraklı ağaçlan muayyen bir oranda meşcereye sok­mak veya toprağı kireçle gübrelemek tavsiye edilir. Yapraklı ağaç­ların bilhassa konif er ormanlarına sokulması, hem artıklardaki baz miktarını çoğalt~ hem de iğnelerin ayrışımında daha çok müsait olan gevşekce istiflenmelerine sebep olur.

Azot bağlayan bitki türlerinin (katır tırnağı, Lupine) ekilmesi de humusun aktifleşmesi yönünde bir etki yapar.

Horizonları birbiri ile karışacak gibi toprağı işlemek; fundadan "ibaret diri örtüyü ve ölü örtüyü yakmak gibi tedbirlere başvurulabi-

106

lir. Fakat burada dikkati şu noktaya çekmek 13.zımdır ki bütün bu vasıtalar derhal iyi tesir ederler ise de, toprak uzun bir süre çıplak kalacak olursa, kötü etkiler meydana getirirler. Tohumların çimle­nip tutulmasıriıa. müsait olan bir safhadan sonra elverişsiz safha ge­lir. Şu halde toprak bir vejetasyonla çabucak tekrar örtülmelidir.

6. 4 Turbalıklar

Turba kütlelerinin {yarı humuslaşmış organik artıkların su içinde yığılmasından hasıl olan ve üzerinde karakteristik ve ağaç ba­kımından fakir bir bitki örtüsü taşıyan teşekküllere turbalık denir. Sulak yerleri seven bitki türlerinin geniş ölçüde yetişip gelişmeleri­ne uygun yetişme muhiti şartlarının hüküm sürdüğü her yerde tur­balık hasıl olabilir. Bitki artıkları su altında kaldıklanndan havanın oksijeni ile temasları kısmen veya tamamen kesilir; böyle şartlar altında olan anaerob karakterdeki biyolojik ayrışmalar sonunda ya­rı humuslaşmış ve çoğu defa ilksel materyalin şeklini koruyan esmer veya siyah renkte turba tabir edilen bitki artıkları birikir.

Turbalık teşekkülü için elverişli şartların genellikle ılıman veya soğukça nemli iklimlerde bulunduğu kabul edilmekte idi. Fakat son­radan tropik ve subtropik memleketlerde rastlanan turbalık teşekkül: !erinden bahsolunmuştur. Bu iklim sahalarında sadece yüksek dağ rejiyonlarında değil fakat alçak nehir vadilerinde dahi turbalıkların mevcut olduğu anlaşılmıştır. Esasen düz turbalıklar endirekt bir tarz­da iklime bağlı olup daha ziyade edafik amiller bulunuşlarını tayin ederler. Bu sebeple düz turbalıklar özel topoğrafik şartlar altında tropik ülkelerde dahi rastlanırlar. Buna karşılık, Sphagnum türlerin­den doğmuş yüksek turbalık tamamen belirli iklim faktörlerine, yani yüksek hava nemine ve bol yağışlara doğrudan doğruya bağlıdır.

Bundan başka .bu turbalıkları teşkil eden yosun türleri, yalnız alçak sıcaklıklarda yaşadıklarından yüksek turbalıklar ancak nemli. ılı­

man soğuk ve soğuk sahalarda doğabilirler. Şu halde tropik ülkelerde yüksek turbalıklara esas itibariyle bu nem ve sıcaklık şartlarının sağ­lanmış bulunduğu yüksek dağ rejiyonlarında rastlanabilir.

Turbalık teşekkülü iki yolda yürür. Besin maddelerince ve bil~ hassa kalsiyumca zengin sularda istekleri yüksek (eutrofik bitki­ler fazla miktarda yetişeryk artıkları turba hasıl eder. Bu turbalık­ların yüzeyi düz hatta çukur olduğundan bunlara «düz turbalık» veya «alçak turbalık» (Flachmoor) adı verilir. Besin maddelerince fakir sularda yahut topraklarda ise, mesela serin, nemli iklim rejiyonlann­daki granitik arazi üzerinde olduğu gibi, istekleri az olan kanaatkar {oligotrofik) bitkiler, özellikle Sphagnum türleri üremekle turba teşkil ederler. Sphagnum'ların büyümelerindeki bir özellik dolayı-

107

siyle bu turbalıkların ortası kenarlarından daha yüksek yani bir saat canıı gibi kabank olur. «Yüksek turbalık» adı bundan ileri gelmiştir. Bu turbalıklardaki bitkiler taban suyu seviyesinin üstüne çıkarlar ve atmosferik su ile gelen tozlarıdaki besin maddeleri ile yetinerek ya­şarlar, gittikçe yükseklik kazanırlar. H. Lemis (1939) Artvin ile Ar­dahan arasındaki Yalnızçam dağlarıncla düz olan yüksek platolarda, orman sınırının üstünde Sphagnum'lar ve turba teşekkülleri tesbit etmiştir.

Yukarıda kısaca görülen bu iki turbalık tipinin arasında olan özelliklere sahi!) tur.balık da mevcuttur ki bunlara (Zwischenmoor) «ara turbalık» yahut «geçit turbalık» denilir. Nitekim tnudağ'da 2000 metre kadar yüksek yerlerıd.e granit üstünde suların yer yüzüne çık­tığı bir yerde 8-10 metre çapında küçük bir saha üzerinde bir «yamaç turbalığı» görülmüştür. Granitik arazi sularının fakirliğine uyarak burlda Calluna, Vaccinium myrtillus ve Sphagnum türleri galip oran­da büyümekte ve böylelikle yüksek turbalığa geçit teşkil etmektedir.

Abant gölündeki bir turbalık, bir gölün karalaşmasuıdaki evrimi izlemektedir {A. Irmak 1947). Birçok su bitkilerinin birikmesi neti­cesinde göl, kenarlarından başlıyarak karalaşmakta ve dört tarafı teo­pelerle çevrili bir basen içinde okluğundan taşınan toprakla esasen zamanla dolmağa mahkum bulunmaktadır. Bu dolma işini, gölün için­de ve bilhassa kenarında yetişen su bitkilerinin birikmekte olan ar­tıkları hızlandırmaktadır. Başka bir turbalık teşekkülü de H. Kaya­cık {1956) tarafından bildirilmiştir.

Turbalıklar memleketimizde bugüne kadar küçük ve sınırlı sa­halar içinde gözlenmiş olup zonal değil de rejiyonal bir karakter ta­sımaktadırlar.

6. 5 Toprağın or.~anizmalan

Bitkilerin ve özellikle ormanın yetişmesi konusunda toprak or­ganizmaları büyük bir role sahiptirler. Bundan önce mütalaa edilen ölü örtü bahsinde sonbaharda toorağa erişen organik madde artık­larında bitkilerin ve bu arada ormanın yetişmesi için gerekli bazı mineral besin maddelerinin bulunduğu görülmüştü (6.3'e bak.). Ba­his konusu mineral besin maddeleri, özellikle azot, ölü örtüyü teşkil eden yapraklarda büyük komoleks organik moleküllere bağlı bulu­nurlar. Ağaçların bu besin maddelerinden faydalanabilmesi ancak ölü örtünlin çüriimesi, ayrışması ile mümkündür ki bu olayların mey­dana gelmesinde ölü örtünün en üst mineral toprakla karışması çok önemli bir safhadır. Ancak bu suretle hızlı ve etkili bir çürüme ve ayrışma sağlanabilir. Gerek bu karıştırma işi gerekse çürüyüp ay-

108

rışma, toprakta yaşıyan makroskobik ve mikroskobik organizmala­rın etkisi altında bulunur.

Toprakta yaşayan fa vna ve flora türleri, iştirak oranlan ve frekansları gibi hususlar, iklimden ve toprağın fiziksel ve kimyasal özelliklerinden başka vejetasyon tipi gibi faktörlere göre değişir.

Buna karşılık bu organizmalar humus tabakasının tipini, toprak pro­filinin gelişimini ve toprağın fizik, şimik özelliklerini etkileri altında bulundururlar. Böylece toprakta yaşayan organizmalarla yer yüzü­nün taşıdığı orman meşcereleri arasında sıkı bir ilişki vardır.

6. 51 Yliksek hayvanların fonk iyonu

Toprakla ilgili olan hayvanların fonksiyonu başlıca toprağı iş­lemekte, organik maddeleri öğütmekte toplanır. Bir çok hayvanlar, mesela tilki, ada tavşanı, porsuk, tarla faresi ve köstebek gibi top­rakta yuvalarını yapan ya da yaşı yan hayvanlar toprağı oyarlar; ha­ul edilen dehlizler, boşluklar, içeriye yüzeydeki materyalin çekilme­siyle yahut yer çekiminin etkisi altında toprak parçalarının düşmesi sonucunda dolar ve böylece üst toprağın alt toprağa inmesi sağlanır. Ya da kazmak esnasında alt toprak üste çıkmış ve bu suretle üst ve alt topraklar birbiriyle karışmış olur; suyun ve havanın girmesi ko­laylaşır.' Organik maddelerin besin olarak yenilmesi, onların ayrış­

masını mucip olur.

Özellikle köste.bek, çayır, tarla ve orman topraklarında yaşayan ve toprağı işleyen en önemli hayvanlardandır. Ormanlarda mul tipi humuslu topraklarda fazla miktarda göründüğü halde mor tipindeki orman topraklarında daha nadir bulunurlar. Fare, köstebek gibi hay­vanlann toprak içinde açtıkları tüneller, hava ile suyun serbestçe gir­mesini sağladıktan başka besin depoları, dışkılar, yuvalar sebebiyle de bir çok organik madde toprağın içine gömülmüş ve toprağın verim takatı bu suretle artınlmış olur.

6. 52 İlkel hayvanların fonksiyonu

Organik maddelerin ayrışmasında bu türlü toprak mikro fa vna­sının oynadığı rol büyüktür. Hayvanların özellikle solucanların gör­düğü işler başta gelir. Solucanlar çürümüş organik maddeleri yerken mineral toprağı da birlikte yutarlar ve bunlan sindirim borularından geçirdiklerinde inorganik ve organik maddelerin samimi bir şekilde karışmasını sonuçlandırırlar. Organik maddelerin ayrışmasında bu karışma işi en önemli bir safha olarak telakki edilir. Solucanlar pis­lıklerini kırıntılar halinde toprağın yüzüne çıkarırlar, bu suretle top-

rağı işleyerek gevşetirler. Darwin'e göre bir otlaktaki toprağın 25 cm derinliğe kadar olan kısmı solucanların bu faaliyetiyle yarım yüzyıl içinde tamamen alt üst edilmiş olur. Solucanlar genellikle az asit veya nötr olan topraklarda bulunurlar. F?'zla asit yahut kuru veya kaba tekstürlü olan topraklarda solucanlar uygun yaşama şart­ları bulamadıklarından çok üreyemezler. Böyle şartlar altında or· manda organik maddeler toprakla karışamaz, yüzeyde birikir. Or­man bir çeşit hasızsızlığa uğrar. Sonuç. mor tipi humus teşekkülüdür. Buna karşılık reaksiyonu nötr yahut az asit olan ince tekstürlü ve müsait nemli orman topraklarında solucanlar iyi bir şekilde gelişir ve organik, inorganik maddelerin karışmasını sağlar. Böylece müsait olan mul tipi humus hasıl olur.

Yalnız Avrupa kıtasında 20 türlü solucan tesbit edilmiş bulun­maktadır. Bunların en büyüğü herkül solucanı 36 cm uzunluğunda olabilir. Avu.sturalya'da çok daha büyük (nargile marpuçu kadar) solucanlara rastlanmıştır (Hoffmann, 1931).

Solucanların orman topraklarındaki sayıları ekolojik şartlara gö­re değişebilir. Genel olarak yapraklı ağaç ormanlarının nötr veya nötre yakın reaksiyonlu humusa sahip mul tipindeki topraklarında bol sayıda bulundukları halde, konif er ormanlarının topraklarında

daha az sayıda olurlar ve hele mor tipi humuslu topraklarda ise bu­lunmazlar. Araştırmalar gösteriyorki mesela konif er ormanlarında (Pseudotsuga taxifolia) 625.000/ha; yapraklı ağaç ormanlarında

(mul toprağı) 1.2-2.5 milyon/ha ve İsveçteki tesbitlere göre 1.5 mil­yon/ha kadar solucan bulunur (Lutz ve Chandler, 194 7). Solucan­lardan başka artropodlar (kırkayaklar v.b.) öğütme işinde faal olurlar.

Asit reaksiyonlu mor tipi humuslu topraklarda solucanların ve artropodların yerini akarinalar ve kolemboller alırlar. Bunlar yukarı­da adı geçen hayvancıklardan çok daha küçük boyutludur ve başlıca fonksiyonları yalnız organik artıkları yemek suretiyle öğütmekten ibaret ke.lır; mineral toprakla karıştırmak işinde bir fonksiyonları yoktur.

Tropikal memleketlerde organik maddelerin öğütülmesi ve mi­neral toprakla karıştırılması işinde beyaz karınca (termit) büyük bir rol oynamaktadır. Memleketimizde büyük, kırmızı karıncaların bazı çam ormanlarında yuvalarını yapmak üzere iğneleri yanın metre boyunu aşan yığınlar halinde biriktirdikleri ve öğüttükleri göıiil­

müştür (şekil 31).

110

Şekil 31 : Çam ormanlarında karıncaların iğnelerden yaptığı yığınlar. Aladağ

ormanları (Bolu).

6. 53 Mikrofloranın fonksiyonları

Topraktaki organik madde ayrışımını başarmakta, sayılarının büyük olması dolayısiyle, mikroflora başlıca öenmi haiW.ir. Dikrof­lora meyanında .bakterilerle mantarlar başta gelen iki gruptur. Bu iki grup biyolojik bakımdan önemli hususlarda farklıdırlar. Fakat topraktaki fonksiyonları ilgimizin esasını teşkil ettiğinden biyolojik farklar göz önünde tutulmaksızın daha çok yş.şa.mal.a.rı tarzına ve meydana getirdikleri kimyasal reaksiyonlara göre sınıflandınlacak­lardır. Bu bakımdan iki grup arasındaki esas fark mantarların genel­likle bakterilerden çok asitliğe dayanıklı olmalarıdır. Diğer gruplar arasında mesela algler de pek çok rastlanırlar, fakat toprakta cereyan eden reaksiyonlar üzerindeki etkileri hakkında az şey bilinmek edir.

Bakteriler

Bakterilerin toprak içinde en çok tekasüf ettikleri yerler taze or­ganik maddelerin bulunduğu mahallerdir. Böylece mesela köklerden ayrılan kabuk hücrelerine, emici kıllara yakın yerlerde bakteri sa­yısı daha çok bulunmuştur.

Organik maddelerin niteliği, bakterilerin tür ve sayıları üzerinde bariz bir etkiye sahiptir. Toprağın havalanması en önemli toprak bakterilerinin şiddetli biyolojik ayrıştırma faaliyetleri için şarttır. Bu sebepten ötürü toprağın sürülmesinden sonra bakterilerin sayıları

birkaç gün içinde 20-30 katına yükselir. Oysa aktinomicetlerle man­tarların sayısı 2-3 misli kadar artar. En uygun toprak reaksiyonu takriben pH 5.5 - 7.0 arasındaki derecelerde bulunur. Nötrden hafif

111

Tablo 20

Meşcerenin kireçlenmesinden (7800 kg/ ha) 9 yıl sonra ladin humusunda mikrop populasyonunda olan değişimler.

~ayılar, 1 g mutlak kuru toprakta 1000 adet ve % miktardır.

1 1 Aktenoınlcetl Toplam

Horizon pH Mantar Bakteri mikroflora

1 ı sayısı

a ) Kireç len- l

memiş 'parsel 1

L

1

3.2 67.5 20.9 - 88.4

1

% 76.4 % 23.6 ı -

F 3.1 1066.5 ~7.1 - 1103.6

1

1 % 96.6 % 3.4 -

H 3.0 866.0 34.1 - 900.1

% 96.3 %3.7 -1 1

1 ,. Al (Ah) 2.9 75.3 - - 75.3

% 100.0

--

b) Kireçlenmiş

1 1 1 parsel

L 7.0 1 8.1 1143.1 10.2 1161.4

r 1

1 % 0.7 % 98.4: % 0.9

F 7.2 238.l 1537.0 562.5 2337.6

% 10.2 % 65.7 % 24.1

1 H 7.5 33.6 1628.0 1 277.0 1938.6

% 1.7 o/c 83.9 1 % 14.4

ı Al (Ah) 7.5 87.6 662.6 l 34.8 785.0

% 11.1 % 84.4 % 4.5

H. J. Fiedler ve H . Reiss1g, 1964'den

112

bazik' e kadar olan reaksiyon sahasında bir gram toprakta yüzlerce milyon bakteri vardır. Toprakta kuvvetli asit reaksiyona (PH < 4) karşı bakteriler çok hassastır. Bundan ötürü asit orman toprakla­rında bakteri sayısı, tarla topraklarındakinden önemli miktarda da­ha azdır. Orman toprağının kireçlenmesinden sonra tablo 20 de gös­terilmiş old1:1ğu gibi bakteri sayısı kuvvetle artar.

Toprakta bakteri sayısının mevsime ve hatta günün saatlerine göre değiştiği bulunmuŞtur. Genellikle sıcaklık ve nemin bir araya gelmeleri halinde miktar yükselir. Sıcaklığı düşük, nemi az olan yer­lerde miktar düşer. Böylece mevsimler içinde periyodik bir azalma ve çoğalma gözlenir.

Bakteriler toprakta tek küreler, zincirler, gruplar ve paketler halinde bulunurlar. Topraktaki bakteri hücrelerinin çoğu 0.5-1 ıı çapında ve 1-3 µ.boyundadır. Bakterilerin biçimlerine göre lküre (ko­kus'lar) kısa veya uzun çubuklar (basil'ler), yarım devirli helezonlar ( vibriyon'lar) ve bir kaç devirli helezonlar (spiroket ler) gibi grup­lar ayırt edilir. Bütün bakterilerde hücre polisakkaritlerden ibaret sümüğümsü bir kapsül ile kaplıanmıştır. Bu sümüğümsü maddeler küçük toprak parçacıklarını birbirine yapıştırarak kırıntıların teşek­külünü sağlar.

Mant.arlaır

Mantarlar, toprakta normal surette bakterilerden daha az sayıda olurlar. Bununla beraber, ormanın ölü örtüsünde bilhassa asit reaksi­yonlu olan örtüde mantarların sayısı bakterilerinkini kat kat geçer. Bir mantarın aktif şekli hüflerden oluşmuş misel halindeki safhası­dır. Mantarların hüfleri adi hallerde boru şeklindedir ve 2-10 ıı kadar çapa sahiptirler. Boru içinde mevcut olan enine gelişmiş duvarcık­ların bulunuş sıklığı mantarıh tü.riine göre değişir. Mantar rniselleri ölmeden önce bakteriler tarafından tahribe uğrayabilir. Bir çok top­rak mantarlarında miseller iplik şeklinde bir arada toplanmış olur­lar ki ekseriya ormanda ölü örtünün en üst tabakasında özellikle sonbaharda gözlenirler. Mantarların çoğalması sporlar ile olur.

Mantarların topraktaki sayılan 1 gramda 20.000-1.000.000 kadar hatta daha çoktur. Sayılan toprali şartlarına meşcere türlerine göre değişik olur. Mesela Tsuga meşceresinde tesbit edilen mantar sayısı yapraklı ağaç ormanındakinin iki misli kadardı. Ortalama olarak Tsuga meşceresinin ölü örtiisünde bir gramda 3.948.000 ve yapraklı ağaç ormanının ölü örtüsünde bir gramda 1.716.490 adet mantar sa­yılmıştır (Cobb, 1932). Toprakta yaşayan mantarların önemli bir kısmı Phycomycetes, Ascomycetes, Basidiomycetes'lerdir. Birinci­lerde sellülozu ayrıştıran türler vardır. Basidiomycetes'ler yavaş su-

113

rette seyreden lignin ayrışmasını yaparlar. Topraktaki mantarların yansından fazlası "Fungi imperiecti" grubuna aittir. Penicillium bunlardan birisidir. Bu gruptaki bazı mantarlar antibiyotik hasıl e'.lebilirler.

Phycomycetes ile Fungi imperfecti'lerin kolay ayrışabilen şeker, nişasta, protein gibi maddelerden başka hemisellüloz ve sellülozları tükettikleri ve bunların faaliyeti bittikten sonra yerlerine sellüloz ile birlikte lignini tüketen Basidiomycetes'lerin geçtikleri kabul edil­mektedir.

Mantarların ekserisi aerobik olduklarından ormanın ölü örtü­sünde ve toprağın en üst tabakalarında toplanmış bulunurlar. Asit ortamlarda yaşıyabilirler ve peryodik kuraklıklara dayanıklıdırlar.

Mantarların miktarları 40-50 santimden daha derinlerde son derece azalır ve faaliyetleri önemini kaybeder.

6. M ı. llkrofloramn topraktaki biyolojik reaksiyonları

Topraktaki büyük sayılarından başka 15 cm derinliğe kadarki toprak kütlesinde tesbit edilmiş bulunduğu gibi hektarda 20219 kg kadar (A. Stöckli, 1950) mikroorganizmaların bulunabileceği anlaşıl­maktadır ki bu kütlenin önemli bazı fonksiyonlar yaptığı aşikardır.

Mikrofloranın, topraktaki fonksiyonları bakımından en önemli farkları beslenme fizyolojilerine daywıır. Bazı bakteriler yeşil bitki­ler gibi C02'den karbonlarını alarak protoplasmalarını inşa ederler. Diğer bütün bakteriler ile mantarlar ise bu maksat için hazır organik maddeleri (karbonhidratlar ve aminoasitler) kullanırlar.

Birinci grup bakteriler, C02'yi karbon zincirleri halinde bağla­mak için önemli miktarda. enerjiye muhtaçtırlar ve enerjiyi bazı inor­ganik maddeleri oksitleyerek elde ederler (mesela kükürtün, amon­~1ağın oksitlenmegi gibi), bu ti.irlü bakteriler ototrofik (kendibeslek) adını alır.

Diğer biitün bakteriler ile mantarlar heterotrofik (adrıbeslek)

adını taşırlar. Bu mikroorganizmalar başka organizmaların bilhassa ~.Jorofilli bitkilerin, ototrofik bakterilerin hazırlamış olduğu orga­nik maddelere çeşitli derecede muhtaçtırlar.

Ototrofik bakterile!'

Ototrofi}{ bakteriler sınıfına giren birçok türler vardır. Aşağı­daki satırlar yalnız, toprakta geçen ve özellikle bitkilerin beslenmesi ile ilgili en önemli olaylarda rol oynayan türlere tahsis edilmiştir. llerideki humuslaşma bahsinde sellülozu ve lignini · ayrıştıran daha bazı türler söz konusu edilecektir.

114

Nitrifikasyon bakterileri: Bunlar iki gruptur. Bir kısmı amonyağı nitrit asidi HNOı haline, diğer kısmı ise HN02'yi HN03 haline dön­dürürler.

2NH3 + 302 ---+ 2HNOı + 2Hı0+ 79000 kal. (Nitro~omonas

2HN02 + 0 2 ---+ 2HN03 + 21000 kal. (Nitrobakter)

Birçok organizmalar bu iki reaksiyondan birini meydana getirir­ler ve bazıları orta derecede asitliğe dayanıklıdırlar. Fakat takri­ben 4.5 pH asitlik derecesi faaliyetlerini tahdit ediyor görünmektedir. Asitlere dayanabilen cinsler 1930 senelerine kadar keşfei.ilmemişti.

Bu sebepten dolayı kirecin nitrifikasyona mutlaka lüzumu hakkında ger.el bir kanaat doğmuştu. Her nekadar kireç nitrifikasyon olayını çabuklaştırır is3 de mutlaka lüzumlu değildir.

Kükürt bakterileri : Bunlar kükürtü ve bazı bileşimlerini H2S04'e kadar oksitlerler. Kükürtün bu şekil::le tam olarak yanması aşağıdaki denklemle gösterilebilir.

2S + 2Hı0 + 302 ---+ 2H2S04 + 284000 kal.

Bu bakterilerden birisi (Thiobacillus thiooxidans) tır. Kendi ha­sıl ettiği asitliğe karşı son derece dirençli olup 1 pH'ya kadar da­yanabilir. Göründüğüne göre bunun varlığı veya yokluğu halinde bile kükürt nemli ve sıcıak toprakla karıştırıldığında oksitlenir ve HıS04 hasıl ettiğinden toprağın pH'sını düşürür.

Diğer oksitleyici bakteriler : Yukarıdaki sayılmış bulunan bu iki en büyük gruptan başka. mesela hidrojeni oksitleyen ve FeT2';yi Fe3+'e ve Mn2+'yi Mn4 +'e çeviren diğer bakteriler de mevcuttur.

Heteı·otrofik bakteriler ve mantarlar

Bu sınıftaki mikroorganizmalar, bitkilerin veya diğer •Jıganizma­ların hazırlamış olduğu ölmüş dokulara ~aldırırlar. Protein ve kar-

, ban.hidratların büyük moleküllerini zincirleme cereyan eden bir sıra reaksiyonlarla gittikçe daha küçük moleküllere parçalarlar ve neti­cede fosfatları, azotu ve Ca, K, Mg gibi metalleri bağlı bulundukları organik bileşiklerden ayırarak serbest iyonlara döndürürler.

Bu organizmalar, parçalama neticesinde meydana gelen basit o -ganik bileşikleri ya absorbe ederler yahut onları COı. NH~. H::O' a kadar yakarlar.

Heterotrofik bakterilerin yaptığı bu reaksiyonlar son derece mü­him olduğundan bitki beslenmesi bakımından bazı ilginç noktalara işaret edilsin.

115

(1) Bu reaksiyonların büyük bir kısmı bitkilere faydalıdır. Ölü dokulara bağlı bulunan besin maddelerini serbest iyonlar haline dön­dürürler. Böylece bitkilerin beslenmesine yardım ederler. Bu reaksi­yonlar esnasında hasıl olan ayrışma ürünlerinden bazı zehirli madde­leri (mesela fenol) yakarak toprakta birikmelerine engel olurlar.

(2) Bazı mikroorganizmalar bitkilerle simbiyoz halinde yaşarlar; bitki köklerinde gelişerek koloniler yaparlar. Bu hayat ortaklığın­dan hem kendileri yararlanırlar hem de taşıyıcı bitkilere fayda sağ­larlar. «Mikorriza» mantarları bunlara bir örnektir. Özellikle fakir kum topraklarında ağaç köklerinin mantar miselleriyle sarılarak kabuklandığı çok müşahede edilmiştir. Bu mantarların aracılığı ile ağacın beslenmesi bakımından nasıl bir ilişki mevcut o1duğu henüz kesinlikle izah edilememiştir. Son zamanlarda bazı konif er türlerimi­zin köklerinde teşekkül eden mikorrizalar etüd edilmiş ve bahis ko­nusu ağaç fidelerinin ınikorriza teşekkülünden faydalanarak daha iyi beslendikleri tesbit edilmiştir (E. Orunç, 1963).

Simbiyozun diğer bir tipi «Rizobiyum» olup bilhassa tarımda çok etüd edilmiştir. Rizobiyum bakterileri, baklagillerin ve bazı baklagil · olmayan ağaç ve ağaçcıkların köklerindeki yumrular içinde yaşarlar, atmosferik azotu bağlayıp tesbit ederek azotla beslenme hususunda taşıyıcı bitkilere çok fayda; sağlarlar.

(3) Bazı bakteriler gaz halinde oksijen almadan yaşıyabilirler. Bunlara anaerob bakteriler denilir. Mantarlar genellikle aerob'dur, yani yaşamak için gaz halinde oksijene muhtaçtırlar. Anaerob bak­terilerin pek az bir kısmı gaz halinde oksijene tahammül edemezler. Ve onlara mecburi anaerob bakteriler denilir. Diğer büyük bir ço­ğunluk metabolizmalarını oksijenin bulunup bulunmaması hallerine uydurarak yaşıyabilirler. Bütün bu mikroorganizmalar kendilerine enerji sağlıyacak olan oksidasyonu yapacak bir katalizöre (oksitleme ajanına) muhtaçtırlar. Bu türlü ajanlar Fe2Ü3, Mn02, nitrat ve şeker­lerdir. Bu esnada Fe20 3, FeO'ya, MnOı ise MnO'ya ve nitratların ok­sijeni alınarak amonyağa indirgenirler.

Şekerler oksijen bakımından zengindirler, onların oksijeni alı­narak .bir takım daha az oksijenli organik asitler (butirik asit) ha­sıl edilir. Mecburi anaerobikler oksijenden değil de oksijenli sudan (H20 2) müteessir olurlar. Diğer bütün organizmalarda oksijenli suyu tahrip eden bir anzim bulunduğu halde mecburi anıaerobiklerde bu anzim yoktur; oksijenin 0 2 + 2H --*H20 2 formülünde gösteril­diği gibi indirgenmesi esnasında meydana gelen oksijenli su zehir tesiri yaparak bu organizmaları öldürür (Leeper, G. W. 1952).

( 4) Tabii topraklarda ya da uzun zamandanberi işlenen toprak­larda, mikrop populasyonu çok stabil bir denge halinde bulunur.

116

Başka yetişme muhitlerinden getirilen yabancı mikroorganizma türle­rinin yetişmelerine engel olurlar. Mantarların gelişmesi üzerine- top­rakta bulunan «fungistatik» maddelerin büyük bir etkisi vardır. Bu engel olan çok yaygın maddelerin mikroplar tarafından imal edil­dikleri kabul olunmaktadır. Şu halde topraktaki mikroorganizmalar yıalnız birbiriyle rekabet etmekle kalmazlar fakat diğer türleri de üremekten ve büyümekten alıkoyan maddeler (antibiyotikler) hasıl edebilirler. Streptomisin bu türlü bileşikler için iyi bir örnektir.

6. 55 Organik maddelerin ayrışması

Topraktaki mikroorganizmalar topluca faaliyette bulunarak bit­kilerin toprağa erişmiş bulunan ölü dokularını mütemadiyen ayrış­tırırlar. Bu esnada mikrofıavna ile birlikte ototrofik, heterotrofik aerob ve anaerob bakterilerle mantarlar, büyük bir ahenk içinde ça­lışarak tabiatın besin maddesi devresini yürütürler. Ayrışma olay­larının çoğunluğu «anzim» ler tarafından yönetilir. Anzim'ler esas itibariyle toprak mikroorganizmalarının salgılarıdır, ama bazan ölmüş bulunan bitki ya da hayvan hücrelerin.de hala etkili durumda bulunabilirler. Mikroorganizmaların saldığı anzim'ler mikropların dış yüzeyinde birikir (ektoanzim); bunlar esas itibariyle protein ve karbonhidratları parçalayan anzimlerdir. Protein ve karbonhidrat molekülleri yüksek nisbette polimerize halde iken mikrop hücrelerine giremezler; bu çeşit bileşikler daha küçük moleküllü bileşiklere par­çalanmakla mikropların beslenmesine elverişli bir hal alırlar. İhti­yarlamış mikrop hücrelerinin ölmesinden sonra «endoanzimı> ler de serbest hale geçerler; hayat olaylariyle artık kontrol edilemeyen bir faaliyetle hücreleri çözündürürler ve sonra ayrışma olaylarına giri­şirler.

Organik maddelerin ayrışması, ilkel maddelerin tabiatına ve ha­kim yetişme muhiti şartlarına göre başlıca iki türlü olabilir: Birin­cisi oksidatif ayrışma, ikincisi ise humuslaşmadır.

Oksidatif aynşma

Organik maddeler uygun şartlar altında oksijenle birleşerek da­ha basit bileşimli in.organik maddelere dönüşürler. Böylece kompleks tabiattaki organik maddelerden başlıca C02, HıO ve NH3 gibi bile­şikler hasıl olur ve kül maddeleri serbest iyonlar haline gelirler. Bu olaya «mineralizasyon» denilir.

Bu ayrışma bir çok mikroorganizmaların ortaklaşa işidir ve bazı muhit şartlarının mevcudiyetine bağlıdır.

Bu şartlardan birincisi sıcaklıkdır ki, bir optimumda olmak la­zımdır. Düşük sıcaklıklarda mikroorganizma faaliyeti azdır. Sıcak-

117

lık muayyen kritik bir sınırı aştıktan sonra (15°C) faaliyet hızlanır ve sıcaklığın yükselmesiyle maksimum bir düzeye erişir (35° - 40°C). Sıcaklığın daha fazla yükselmesi olumsuz bir etki yapar ve bakteri faaliyeti tekrar azalır.

İkinci hayat şartı ise nemdir. Bakteriler genellikle Eıvı bir manto ile kaplanmış olduklarından suya muhtaçtırlar. Ancak suyun miktarı da sıcaklıkta olduğu gibi, belirli bir düzeyi aştıktan sonra zarar verir. Çünkü toprakta bütün .boşlukların suyla dolması havanın yokluğunu sonuçlandırır. Bu keyfiyet genellikle aerobik bakterilerin yaşamasını imkansız kılar, hiç değilse güçleştirir.

Üçüncü bir havat şartı da havıa oksijenidir. Yukarıda organik maddelerin oksijenle birleştiği söylenmiştir. Vakıa bu birleşme işini mikroorganizmalar yaparlar, ama oksijenin bulunması da şarttır.

Bulunmayışı halinde aerobik ayrışma durur.

Dördüncü hayat şartı toomkta veya organik maddelerde bazı tuzların ve özellikle kalsiyumun bulunmasıdır. Kalsiyum yalnız lü­zumlu bir besin maddesi olmakla kalmaz fakat aynı zamanda mikro­organizmaların hayat faaliyetleri sonunda hasıl ettikleri bir takım asit maddeleri doyurarak nötrleştirir, yani ortamın pH'sını düzenler. Bu noktada bilhassa kalsiyum karbonat büyük bir rol oynar.

Söylenenlerden anlaşıldığı gibi organik maddelerin kısa bir za­manda oksidatif şekilde ayrışarak topraktan kaybolmaları için sıcak­lJk. nem, hava optimumlarının bir araya gelmesi ve toorakta kalsi­yum karbonatın yahut kil minerallerine bağlı bol miktarda kalsiyu­mun bulunması şarttır. Bu takdirde toprağın organik maddeleri kıEa bir zamanda oksitlenir ve yukarıda söylenmiş olduğu üzere başlıca COı, H20 ve NH3 gibi maddelerle serbest iyonlar hasıl olur.

Organik maddelerin bu oksidatif ayrışması yani mineralizasyonu toprak teşekkülünde olsun, bitkilerin beslenmesinde olsun çok önem­lidir. Şöyleki turbalık toprakları istisna edilirse diğer toprakların. ekserisinde etkili bir asit olarak en çok C02 bulunur ve C02 toprak ana materyalindeki minerallerin ayrışımında, bazı maddelerin toprak içinde taşınmasında veya çözünmesinde bir rol oynar.

Kar.ban dioksidin- bitki beslenmesindeki önemine gelince, birn­diği gibi yeşil bitkiler büyümek veya gelişmek için COı'yi özümlem~­ye muhtaçtırlar. Atmosfer içindeki COı'nin en mühim kaynağı ise toprakta organik maddelerin ayrışması ile meydana gelen C02'dir. Şu halde CO/nin tabiattaki devresinin en önemli safhasını organik mad­delerin toprak içinde ve yüzeyinde oksidatif surette ayrışması teşkil E"ier.

118

HmnusJaşma

Organik maddelerin, hangi şartlar altında tamamen ayrışarak min.eralize olduğu yukarıda görüldü. Oysa, en çok rastlanan çevre şartları, tam bir mineralizasyonun olmasına yeterli değildirler. Dört hayat şartından bir kaçı ya da birisi yeterlik sınırından aşağıya dü­şerse organik maddelerin ayrışması başka bir yol izler. Burada or­ganik maddeler doğrudan doğruya mineralize olacağı yerde, ilkin ay­rışmanın ara ürünleri olan karbonca zengin, koyu renkli maddeler birikir. Bu ara maddeler, çok çeşitli surette kendi aralarında reaksi­yona girişirler; bu esnada vaki sentezlerle büyük moleküllü ve reak­siyon kabiliyeti az olan «humin» maddeleri teşekkül eder. Bu olay «humuslaşma» diye terimlendirilir. Şartlar düzelirse humus ya ·aş yavaş mineralize olur. Ayrışma olayı toprak favnasının faali eti ile hayli ilerletilir. Organik artıkların ufalanması ve mineral top­rakla karıştırılması çok değerli bir ön çalışmadır. Organik artıkla­rın önemli bir kısmı bir çok toprak hayvanlarının sindirim borusun­dan geçerken, reaksiyonları nötre yaklaşır: bu suretle mikropların faaliyetleri için uygun şartlar hazırlanır.

Mikrobik ayrışmanın hızı, suda çözünür karbon hidratlarla pro­teinlerde en yüksektir. Bu maddeler kısmen tam olarak mineralize edilir, kısmen mikroorganizmaların hücre maddesinin yapılmasında kullamlır. Arta kalan ve strüktürleri hala korunmuş bulunan doku kısımlarında sellliloz ve lignin bulunur. Sellülozun ayrıştırılması o kadar hızlı gider ki tarla topraklarında normal surette birikme ol­maz. Sellülozun aerobik ayrıştırılmasında aralık ürünler olarak in­dirgeleyici şekerler meydana gelir. Aynı zamanda üronik asitleri. ve humin maddeleri de doğabilir.

En dirençli olan lignin, sellülozun tahribinden sonra göze çar­nar derecede ayrıştırılır ki bu reaksiyonlarda bazı özel mantarlar (Clavaria gracilis, C. Iigula, Collybia butyracea, Marasmius putillus işe karışırlar. Orman topraklarının L-tabakasında ve F-tabakasında­ki lignin en büyük kısmı itibariyle Hymenomycete'ler tarafından a. -r1ştırılır.

Ligninin parçalanması ilkin yandaki zincirlerde başlar; şöyle ki tabii ligninde aralarda bulunan metoksil ( - O - CH,) grupları erine OH ve -COOH (karboksil) grupları geçer. Ligninde ortalama r; 17 metoksil vardır; humin asitlerinde ise % 0-1.5 kadar me oksil ( -O-CH3) bulunur. Karboksil gruplarının moleküle girmesiyle asit­lik karakteri ve onunla birlikte çözünürlük artar.

Organik maddelerin mikrobik anzimler tarafından yapılan ayrış­tırılması tabiatiyle mikroorganizmaların yaşa:fua Şartlarına tabidir. Nem, sıcaklık, nH değeri ve oksijen muhtevası yanında özefflff r

11

şitli besin maddeleri mikroorganizmaların gelişmesi için büyük bir öneme sahiptirler ki, bundan önce bahis konusu edilmişti. Ayrışma olayında, ayrıştırılacak organik artıkların C/N oranı özel bir öneme sahiptir. Göze çarpar bir ayrışma, oran 20-30 arasında olduğunda vakidir. Oran daha büyük olursa toprağın bağlı azotu mikropl~r ta­rafından alınarak hücre proteinlerinde tespit edilir. Oran 20 den kü­çük o1duğunda az.otun mineralizasyonu şiddetlenir. Aynı tarzda baş­ka besin maddeleri de ayrışmayı etkileyebilir. C/P oranı, engelsiz bir ayrışma için mesela 150-200'den büyük olmamalıdır. Bundan baska ortamda mesela fenol türevleri ile- kinon türevleri gibi maddelerin bulunması da ayrışmayı olumsuz surette etkileyebilir.

Ayrışma olaylarında hüküm süren şartların ne kadar kompJike oldukları anlatılanlardan belirmektedir. Hem ayrıştırılacak organik art klıarın tabiatı hem de mikroorganizmaların türü ve onların meta­bolizma_ ürünleri ve çevre şartları ayrışmanın çeşidini ve derecesini tayin ederler. Çevre şartlan arasında klimatik faktörler, organik maddelerin ayrışmasında sıcaklık ve nem faktörleri dolayısiyle bil­.yük bir etkiye sahiptirler.

Hızlı ayrışmayı, daha önce bahsi geçtiği gibi, yüksek bir sıcaklık derecesi ile yeteri kadar nem sağlar. Tropikal iklimde ve Akdeniz ikliminde, havalanmanın normal sınırlar içinde kaldığı yerlerde mor humus teşekkülü gözlenmemektedir. Bunun aksine boreal ve alpin ·k­limler. ile daha az bir derecede olmak üzere serin ve yağışlı atlan tik iklim sahalarında mor humusun teşekkülü kolaylaştırılır.

Lokal iklim, genel iklimin şu veya bu yöndeki etkisini kuvvet­lendirir. Tenebbüt mevsimi zarfında yağışların az olduğu sahalardaki dağlarda, alçak rakımlı güney bakılarda, kuraklığı şiddetlendiren in­solasyonun çokluğu dolayısiyle organik maddenin ayrışması yavaş­lar; yüksek rakımlarda ise aksine insolasyon zayıflığı hasebiyle sı­

o:• khğın diişük olduğu kuzey bakılarda, mor humusu tercihen. teşek­kül eder.

Mikroklimanın zaman içinde uğı adığı hızlı değişimlerin de aynı derecede önemi vardır. Kesimler, yangınlar, gölgeli toprağın ışığa arzedilmesi, humusun özellikle bazı mor tipindeki humusun, ayrış­

masını çabuklaştırır. Gölgelenme ile ışıklanmanın değişerek teker­rürü, duraklama safhalariyle mineralizasyon safhalarının da deği­şerek tekerrürünü icap ettirir.

Ayrışma ve humuslaşma olaylarında rol oynayan önemli çevre şartlarından bir başkası ana taştır; özellikle asit humus maddelerinin teşekkülünde etkisi vardır .

Asit humuslaşma, kalsiyum veyahut diğer bazlar bakımından fakir olan organik artıkların toprakta uğradığı ayrışmadır. Bu olay­da anataş ile bitki türünün büyük bir rol oynadıkları gözlenir.

120

Anataş, organik artıkların ayrışması esnasın.da hasıl olan orga­nik aşitleri nötrleştiren bazları ihtiva etmekle biyolojik ayrışma olaylarına müdahale eder. Humusu az ya da tam olarak nötrleştir­mek suretiyle biyolojik aktifliği ve sonunda ayrışma hızını yükseltir.

Kalkerli ya da bazik eruptif kayalar üstünde mor humusunun teşekkülü önlenir. Çünkü bu şartlarda organik ve mineral maddeleri samimi' şekilde karıştıracak olan mikrofavn.a faaliyeti yeterli olur ve anataşdıaki bazik elementler serbest yani aktif halde (mesela kalke­~ in büyük taş parçaları hali değil de ince bölünmüş ve toprak içinde dağılmış şekli) mevcut bulunur. Şu halde kalkerli anataş üzerinde mor hum usuna raslamak oldukça nadir bir olaydır; mor humusu kal­ker üstünde ancak bütün öteki faktörler teşekküle yardım ettiklerin­de görülebilir; mesela soğuk iklim, konifer meşcerelerinde biyolojik faaliyeti yavaşlatır' ki bu durum yüksek dağlarda kalker üstünde rastlanan bazı mor humuslu topraklardaki haldir. Bununla beraber, bu şartlarda teşekkül etmiş mor humusu genellikle az aqit, kabili mü­badele caz+ ve Mg2+ bakımından pek zengin olur (Duchaufour'ye göre «mor calcique»).

Anataşın bazlarca zenginliği humuslaşmayı da büyük ölçüde ko­laylastırır. Rendzinalar, bazalt üstündeki koyu esmer topraklar hu­mus bileşikleri bakımından asit mullere nazaran daha zengindir. Baz­larca fakir anataşlar üstünde ise, biyolojik faaliyet sonunda hasıl oJan organik asitleri doyuracak kadar baz yoktur. Bö le yetişme mu­hitlerinde sonbaharda dökülen artıklar dahi bazlar ba ımından fa­kirdir. Toprak da çoğunlukla asit reaksiyonlu olduğundan mikrofavna ve bilhassa solucanlar yaşıyamazlar. Bunun sonucu, organik madde­lerin mineral toprakla karışmıyamk yüzeyde birikmesidir. Asit or­tamda mikropların mühim bir kısmı gelişemediğinden ayrışma işi

esas itibariyle mantarların yardımiyle yapılır. Böylece yarı ayrışmış ekseriyetle şeklini korumuş organik maddeler toprak yüzünde birikir. Bu türlü ayrı~manın havasızlıktan değil de baz fakirliğinden ileri gel­diği şundan da. anlaşllır ki kaba taneli olan ve bundan dola iyi ha­valanan kuvarsit toprakları üstünde bu türlü asit humus birikmele­rine daha çok rastlanır (Robinson, G. W., 1936).

Bitki türü de hasıl ettiği artıkların tabiatı dolayısiyle mikrobi­votik ayrışmayı etkiler. Şöyle ki her yıl toprağa iade edilen orga­nik artıklar, humusa üç özelliğiyle tesir ederler: Azot muhtevasi. ·le; kül maddelerindeki alkali ve toprak alkali muhtevasiyle; suda çözü­nür organik madde muhtevasiyle. Genellikle az ligninleşmi genç dokular azot, suda çözünür madde ve kül bakımından zengin olurlar. Hızla ayrışmaya eğilimlidirler. Buna karşılık çok igni eşm· . aslı dokular bütün bu yukarıda sayılan maddeler bakımından fakir olur­lar ve yavaş ayrışırlar.

121

Azot ve suda çözünen organik madde muhtevaları, her şeyden önce bitki türüne bağlı bir niteliktir. Yapraklarında C/N oranı düşük

/ ve suda çözünür maddeler bakımından çok zengin olan türlerin (ıslah edici türler) biyolojik faaliyeti hızlandırmalarına karşılık yapraklan azot ile suda çözünür maddeler bakımından fakir olan tiirler (asitleş­tirici türler) biyolojik faaliyeti yavaşlatırlar.

Toprağa eklenen artıkların tabiatı bakımından orman ağaç tür­lerini aşağıda olduğu gibi sınıflandırmak mümkündür (Wittich, 1943; Burger, 1946).

Çok ıslah edici türler: Kılızağaç, dişbudak, karaağaç, Robinia.

Islah edici türler: Kestane, gürgen, ıhlamur, akçaağaçtır.

Ayrışma hızı yazılı sıra dahilinde azalan türler: Meşe, huş ve nihayet kayın, sarih surette asitleştiricidir.

En çok asitleştirici olan türler: Konif erler arasında, sançam, la­din ve melezdir.

Toprak florasının bu bakımdan karakteristiği çok değişiktir. Eri­cacea'ler çok asitleştiricidir. Bunlardan başta Calluna ondan sonra Erica, Vaccinium'a nazaran çok daha asitleştiricidir. Katırtırnağı gibi baklagillerden olan çalılar, azotu bağladıklarından organik madde­lerin C/N oranını düşürürler. Otlaklardaki otlar, gramineler ve özel­likle baklagiller, azotca zengin organik maddeler hasıl ederler ve ağaçların artıklarından, hatta yapraklılarınkinden, daha hızlı ayrı­şırlar.

Hülasa olarak denilebilir ki taze organik maddelerin mineralleş­me~i hızı özellikle iki faktöre tabiiir: (1) Organik artıklardaki azot muhtevası ve (2) suda çözünür madde muhtevası; bu karakteristik­ler başlıca orman vejetasyonunun türüne bağlıdır. Fakat humuslaş­ma yani sentez olayları, humus ortamında bulunan kalsiyum ve mağ­nezyumun yüksek orandaki muht~vasiyle kolaylaşırlar; şu halde ge­nel olarak belirli bir iklim sahası içinde orman tipinden çok anataşa tabi olarak seyrederler.

5. 56 Toprak oro-anik maddelerinin bileşimi ve humus maddesinin teşekkülü

Topraktaki organik maddelerin tabiatını ar~tırmaya çalışan top­rak kimyagerleri daha baştan bu maddelerin çok karmaşık bir bile­§in de olduklarını anladılar. Topraktaki organik maddeyi araştırmak­ta rastlanan en büyük engellerden birisi organik ve inorganik toprak mad:ielerini bozmadan birbirinden ayıramamak hususudur. Bu se-

122

hepten ötürü toprak organik maddelerinin. ilk etüdleri daha ziyade turba maddeleri üzerinde yapılmıştır. Toprak organik maddeleri me­yanında organik kimyada malfım olan yüzlerce cisim tesbit edilmiş­tir. Toprak humusu üzerinde klasik araştırmaları ile şöhret bulmuş olan Waksman toprak humusunun bileşimi hakkında şu mütalaaları dermeyan eder: Humusun bileşimi fevkalade karmaşıl}tır. Bir çok or­ganik maddelerin karışımından ibarettir. Bileşimi taze bitki ve hay­van maddelerinin tabiatından, ayrışma hadiselerinde faal olan mik­roorganizmalardan, muhit şartlarından, mikroorganizmaların yaşa­ma şartlarından ve ayrışma kademelerinden müteessir olduğu için mütemadiyen değişir. Waksman'a göre humus aşağıdaki maddeler­den oluşmaktadır :

1. Ayrışmaya uğramış bitki artıklarının sellüloz, hemiselltiloz, yağlar ve mumlar gibi arta kalmış bir sürü bileşenleri.

2. Hayvan ve bitki maddelerinin ayrışmaya az çok dayanıklı olan mesela lignin.ler, kutinler, tanenler ve reçineler gibi bileşenleri.

3. Toprağa varmış bulunan organik maddelerin ayrışımı hadise­sinde sentez edilmiş olan mikrobik hücreler.

4. Bitki ve hayvan maddelerinin ayrışmasından ve sentez edil­miş mikron hücrelerinden doğan ürünler, mesela organik ve inor­ganik asitler, amonyak, nitrat ve mineral tuzlar.

İyi oluşmuş bir humusta sellüloz ve hemisellilloz yoktur.

Organik maddelerin mineralizasyonunda yıani kompleks bileşim­deki karbonlu maddelerin basit bileşimli inorganik ma idek~r ve ser­best iyonlar haline dönmesi olaylarında mikroorganizmaların büyük bir rol oynadıkları görülmüştü. Humus maddesinin teşekkülü olayın­da da mikroorganizmalar büyük ölçüde işe karışırlar.

Bitki artıklarının. bileşiminde önemli bir paya sahip olan lig­nine, humus teşekkülünde ,bir ilk madde olarak büyük bir önem ve­rilmektedir. Sellüloz, humus teşekkülünde dolaylı olarak büyük bir öneme sahiptir; çünkü bitki artıkları içinde çok miktarda bulunur ve sellülozu ayrıştıran mikroorganizmaların büyük kütleler halind~ çoğalmasını icao ettirir. Bu mikroorganizmalar otolize ( autolyse) maruz kalmakla, humin maddelerinin inşasına yarıyacak bol mik­tarda yanı taşları hasıl olur. Aynı hal hemisellüloz ve pektin madd -leri için de geçerlidir.

Protein maddelerinin. humus teşekkülünde işe karıştıklar1, Waks­man (1936) taraflndan ileri sürülmüş ve humus maddesinin lignin­protein kompleksinden ibaret olduğu kabul edilmişti. Bu hipotezin doğruluğu bazı araştırıcılar tarafından süphe ile karşılanmı olmakla

123

rine bağlanması ile anzimler tarafından ayrıştırılmaları kuvvetle ön­lenir. Toprağın strüktürü bakımından. mikroplar tarafından hasıl edilen polisakkaritler ile kil mineralleri arasındaki kompleks bileşik­ler özel bir önemi haizdir. Çubuklar halinde olan bu polisakkaritler, kil mineral parçacıkları arasında ağlar kurarak ve yapıştırıcı gibi tesir ederek parçacıklaı ın birbiri ile bağlanmasına ve elverişli bir strüktürün meydana gelmesine sebep olur.

Topraktaki organik maddelerin C/ N oranı

Toprağa eklenmiş bulunan taze organik maddeler tetkik edi­lecek olursa bileşimlerinin, humus maddelerininkinden ayrı olduğu görülür. Taze organik maddeyle humus arasındaki bir çok farklar­dan bir tanesi C/N oranının değişik olmasıdır. Taze organik madde­ler, 40'dan daha büyük bir C/N oranı gösterirler. Bu maddeler top­rakta mikrobiyotik faaliyetle ayrışmaya başladıkları zaman müte­madiyen COı neşrederler ve karbon miktarları azalır, sonunda C/ N oranı küçülür. Normal topraklarda mevcut olan humus maddesinin C/ N oranı, ılıman iklimlerde 10 civarında bulunmuştur. Bir çok or­man topraklarında yaptığımız araştırmalar göstermiştir ki C / N ora­nı 3-36 (M. Sevim 1947, F. Gülçur 1950, 1. H. Tunçkale 1963) ara­sında bulunabilir. Bundan başka C/ N oranı aynı toprak profilinde ::!erinlikle değişir ; böylece mesela 0-5 cm derinlikteki toprak tabaka­sında takriben 20 kadar olabilen C/ N oranı 50-60 cm derinlikte 6-7 ye kadar düşmektedir. Orman topraklarımızda profillerin derin ta­bakalarında C/ N oranının lO'dan aşağıya düşmesi şayanı dikkattir ve bazı araştırıcılar, derin toprak tabakalarında C/ N oranının düşük olmasını , NH.ı +'ün oralardaki kil minerallerine bağlı olmasiyle izah etmektedirler (Stevenson ve arkadaşları, 1958).

Yüksek C / N oranları henüz tamamiyle ayrışmamış taze organik maddeye atfedilebilir yahut toprak yangınları sonunda toprağa ek­lenmiş bulunan elementar karbondan ileri gelebilir. Her halde C/ N oranının toprak organik maddesi hakkında kaba bir endikasyondan fazla bir mana ifade etmediği kabul olunmaktadır. Bazı müellifler klimatik toprak tipleriyle C/N oranı arasında karşılıklı bir ilişki ara­mışlardır. Genellikle sıcaklık arttıkça oran küçülmektedir. Bununla beraber bazı araştırıcıların bulduğuna göre tropikal topraklarda bile C/ N oranı lO'dan büyük olan toprak humusları mevcuttur. Klimatik toprak tipleri iç~de hemen sabit denilebilecek bir miktar olan 9'u çernozemler vermişlerdir. Podsol topraklarında rastlanan en küçük oranlar: 22'den daha büyüktür (G. W. Robinson, 1936).

126

· 6. 57 Organik maddelerin topraktaki fonksiyonları

Organik maddelerin topraktaki fonksiyonlarını bahis konusu ederken ayrışmamış organik madde ile humusun rollerini ayn ola­rak mütalaa etmek daha doğrudur.

Ayrışmamış organik madde genel surette ince tekstürlü toprak­ları açar, yani büyük gözenekleri hasıl ederek geçirgenliklerini faz­lalaştırır. Ayrışmamış organik maddenin bu etkisi toprakta bir müd­det devam eder ve iklim şartlarına göre değişen bir süre içinde or­ganik maddeler ayrışır ve etkileri gittikçe geriler. Demek ki bu şe­kilde sağlanan iyi tesirlerin devam ettirilmesi için bu ameliyenin yani toprağa organik :ma.dde eklemenin fasılalarla tekrarlanması gerekli­dir. Kaba taneli topraklarda ayrışmamış organik madde killerde ol­duğu gibi büyük bir tesir husule getirmez.

Humusun etkisine gelince bunu da kimyasal, fiziksel ve biyolo­jik yönlerde ve kum toprakları ile kil topraklarında yaptığı tesirleri ayrı olarak münak~a etmek yerinde oblr. Bir kum toprağının en bü­yük kusurları suyu tutma gücünün düşüklüğü ile besin maddeleri fakirliğidir. Kil toprağının kusurları ise, su geçirgenliğinin pek az olması ya da ekstrem hallerde hiç olmaması, ha va dolaşımına ve kök­lerin nüfuzuna karşı büyük dirençler arzetmesidir. Bundan başka işlenmesi de çok zordur. Humus maddeleri bu her iki toprak sınıfında müsait bir etki yapar.

Humus maddesi, en üst toprağa koyu bir renk vermekle ilkba­harda toprağın ısınmasını kolaylaştırarak bitkilerin erken uyanma- . sına ve bu suretle tenebbüt mevsiminin uzamasına yol açar. Bundan başka toprakların konsistansını daha yüksek su muhtevalarına kay­dırır ve daha geniş nem sınırları içinde toprakların işlenmesini müm­kün kılar.

Humusun fizik bakımından müsait etkileri: Humus, kum top­raklarında tanelerin birbirine yapışarak kırıntılar hasıl edilmesine sebep olur. Kum toprağında mevcut olabilecek kilin profil içinde aşa­ğıya doğru taşınmasını önler. Humus mineral maddeye nazaran 3 misli daha fazla ,suyu tuttuğu için kum topraklarının tarla kapasite­sini, yani suyu tutma gücünü arttırır. Böylece bir dekara 25 ton or­ganik madde eklendiği zaman 12.5 milimetrelik bir yağmuru tutacak bir kapasite kazandırılmış· olur. Her halde bu zikredilmiş olan su miktarı çok yüksektir. Pratikte ekseriyetle bunun çok altında mik­tarlar kabili istifadedir. Bu takdirde su kapasitesinin yükselmesi faz­la değildir. Fakat toprağın strüktür durumu düzeltilmiş olur (Daubenmire, 1947).

127

Kil topraklarında humus maddesi bilhassa yeter miktarda kireç katmak şartiyle toprağın kırıntılık kazanmasına. sebep olur; yani strüktür müsait bir şekilde etkilenir ve geniş gözeneklerin meydana gelmesi sağlanır. Toprağın geçirgenliği artar; suyu kolayca emer. Ha varım dolaşımı keza kolaylaşır ve toprak işlenme esnasın.da daha az dirençler gösterir. Eğer humus maddesi yeter miktarda kireç bu­lıa.rnazsa, o takdirde koruyucu kolloid vazifesi görebilir, ve kilin daha kolay süspansiyon haline geçmesine ve yıkanmakla kaybedilmesine sebep olabilir.

Humusun toprakta iyi bir strüktür meydana getirebilmesi için % Tden bir miktar daha yukarıda olması lazımdır. Daha az humuslu topraklar genellikle zor strüktür kazanırlar ve strüktürlerini çabuk kaybederler. Az miktarda olsa dahi humusun, toprağı rüzgar erozyo­nuna karşı koruduğu sabittir. Bundan dolayı kurakça iklim bölgele-rinde toprakta humusun teşekkülüne yardım edilmelidir. ı

Humusun kimyasal ve biyolojik etkilerine gelince; humus, baz mübadele kapasitesi yüksek olan bir maddedir. Kum topraklarında az bulunan kilin yerini tutarak baz mübadele kapasitesini yükseltir ve onlara besin maddelerini tutma gücünü verir. Bundan başka humus maddesi yavaş dahi olsa oksitlenmeye maruz kalmakla humus mad­desindeki proteinde bulunan N, P, S, Ca, Mg, K gibi çok değerli be­sin maddeleri iyon haline geçer. Bu iyonlar bitkiler tarafından alı­nır. Bu esnada C02 de hasıl olduğundan tabiattaki C02 devresi ayak­ta tutulmuş olur. Humusun bu son tipik fonksiyonu her toprakta caridir.

Humus maddelerinin bir başka kimyasal fonksiyonu da toprağı şiddetli reaksiyon değişmelerine karşı korumasıdır. Humus madde­leri zayıf asit tabiatta maddelerdir ve kuvvetli katyonlarla yaptığı tuzlar (humatlar) tampon vazifesini görür. Toprakta reaksiyonun birdenbire ve şiddetle değişerek bitkilerin zarar görmesini önler (14. 2'de tampon etkisi bahsine bak).

Organik maddeler arasında bitkilerin büyümesi üzerine olumlu veya olumsuz etkiler yapan vitamin karakterinde maddeler vardır. Bu maddeler, ya toprağa eklenen artık maddelerde hazır bir şekilde bulunurlar, yahut artık maddelerin ayrıştırılması esnasında biyolojik olayların yan ürünleri halinde meydana gelirler. Bitkiler bu madde­leri küçük moleküllü olduklarında ( 500 mol ağırlığa kadar) alabilir­ler. Bu suretle bazı şartlar altında bitki büyümesi için kesin bir et­kiye sahip olabilirler. Bununla birlikte bu maddelerin toprakta bu­lunuşu, miktarı ve bitkilere yaptıkları etkiler henüz bir açıklığa ka­vuşturulmuş değildir (Scheffer - Schachtschabel, 1970).

128

7. TOPRAGIN TEKSTÜRU

Toprağın ince veya kıaba tanelerden yahut her ikisinin karışı­mından olması niteliği <<tekst lir>> terimi ile ifade edilir ki toprağın ince veya kaba taneli olduğunu anlatır. Daha dar anlamında, tekstür çeşitli boyut bölümlerinin nis.bi iştirak oranlarıdır; yani toprağın gr·anülometrik bileşimidir.

Toprağın gelişiminde etkiye sahip bulunan bir çok dinamik özel­likler ile bitkilerin beslenmesi bakımından mühim olan fiziksel ve kimyasal özellikler büyük ölçüde inorganik parçaların boyutlarına tabidir. Toprakların inorganik kısmını teşkil eden parçacıkların bo­yutlarındaki büyük varyasyonları yani granülometrik bileşimlerini kavrayabilmek, parçacık boyutlarını bir takım bölümlere ( «fraksi­yonlara») ayırmak suretiyle kolaylaşmış olur. Boyut bölümleri her memlekette değişik sınırlara göre ayrılmaktadır. Aşağıda ulus­lararası sistem bir tablo halinde (tablo 21) gösterilmiştir.

Tablo 21

Uluslararası Toprak Cemiyetinin kabul ettiği tane boyut bölümleri ve bazı özellikleri

Tanecik çapı mm

Bölüm adı

1 g' daki takribi 1 g' daki takribi

İskelet l 200< 200-20

20-2

Taş

Kaba çakıl İnce çakıl

İnce toprak

1

2-0.2 JKaba kum ' 0.2-0.02 ! İnce kum { 0.02-0.002 \Toz (Silt)

0.002 > ı Kiı

tanecik sayısı yüzey cmı

- -- -- -

-~--

5.4xıo2 21 5.4xıos 210 5.4X108 2100 1.2xıo11 23000

Ayrıca memleketimiz tarım toprak laboratuvarında uygulanma­ya başlanan Amerikan sisteminde toprağın tekstifr sınıflarına ayrıl­masında esas teşkil eden boyut bölümleri ve onların çap sınıflan da tablo 22'de verilmiştir.

129

Son zamanlarda Alman Normlar Komisyonu, Amerikan boyut bölümleri sıriırlanna pek benzeyen bir tasnif teklif etmiştir.

Uluslararası boyut bölüm sınıflarını gösteren tablo 21'de toprak «iskelet» kısmı ve «ince toprak» kısmına ayrılmıştır. İskelet genel­likle iri tanelerden, şu halde yüzeyi geniş olmayan parçalardan oluş­tuğu için kimyasal ayrışım ihmal edilec2k kadar küçüktür. Bu se-

Tablo 22

Amerikan sisteminde toprak tanelerin boyut oölümleri ve sınırları

İnce çakıl 2.0 -1.0 mm

Kaba kum 1.0 - 0.5 mm

Otta kum 8.5 - 0.25 mm

İnce kum 0.25 - 0.10 mm

Çok ince kum 0.10 - 0.05 mm

Toz (Silt) 0.05 - 0.002 mm

Kil <- 0.002

hepten dolayı iskelet kısmının bitki beslenmesindeki iştiraki azdır,

tamamen ihmal edilebilir. Ne var ki, iskelet kısmı, mutedil bir mik­tarı aşmadığı takdirde, toprağın gevşekliğini sağlar, su ve havanın dolaşımını kclaylaştırır. Bu yoldan özellikle orman topraklarında faydalı olur. Buna rağmen toprağın tekstür sınıfı tayin edilirken taş ve çakıl kısmı nazarı itibare alınmaz; yalnız ince toprak kısmının granülometrik bileşimine göre toprak isimlendirilir. Mesela granitin ayrışması ile teşekkül eden topraklarda genellikle rastladığımız gibi ince toprak kısmı «kumlu balçık» adını gerektirecek bir granülo­metrik bileşim dedir; fakat ekseriyetle çakıl ve taş parçalarını da ih­tiva ettiğinden « taşlı kumlu balçık » ya da « Çakıllı kumlu balçık»

adını alır.

Toprakların tekstür sınıfını tayin için kullanılan üçgen grafik­lerinde ince toprak kısmındaki kaba ve ince kum bir arada mütalaa edilir ve toprağın kum, toz ve kil muhtevası nazarı itibare alınarak tekstür sınıfı tayin edilir. Uluslararası toprak cemiyetinin, kabul et­tiği tane boyut bölümlerine dayanan toprak sınıflandırma siştemi, tabiatta granülometrik bileşimde raslanan çok büyük varyasyonları pratik değeri olan sınıflara ayırmaktadır ki aşağıda tablo 23'de ve şekil 3l'de verilmiştir.

130

90 80 70 iO ~ tı 40

Şekil 31 : Toprak tekstür sınıflarının taksimi L.çgeni (E.C. Tommerup'a göre, 1934}

Tablo 23

E. C. 'I ommerup'a göre toprak türlerinin sınıflanduma sistemi

1. Balçıklı kaba kum toprağı (bunlarda ~ 15'ten aşağı toz+ kil bulunur).

2. Ba,lçıklı inoo kum toprağı (toz+kil % 15'ten az, ince kum % 40'dan fazla, kaba kum % 45'ten az).

3. Kaba kuırJu balçık (toz+kil % 15-35, ince kum % 40'dan az, kaba kum% 45'ten fazla).

4. İnce kumlu'ba.lçık (toz+kil % 15-35, ince kum % 40'dan fazla, kaba kum · % 45'ten az) .

5. Balçık (toz+kil 7<: 35'den fazla, yalnız toz miktarı % 45'den az).

6. Toz balçığı (toz kısmı % 45'ten fazla).

7. Kumlu killi balçık ( o/r 20'den az toz, % 55'ten az kum).

8. Killi balçık ( % 45'ten az toz; % 35'ten az kum).

9. Tozlu. killi balçık' ( % 45'ten çok toz).

10. Kumlu kil ( % 20'den az toz, % 55'ten çok kum).

11. Balçıklı kil ( o/c 45'ten az toz, % 55'ten az kum).

12. Toz~u kil ( % 45'ten ç k toz).

~3. Ağır kil toprağı.

131

Bu uluslararası tasnifte toprağın toz muhtevası, genel toprak kütlesinin % 45'ini aştıktan sonra isirnlenmede ifadesini bulmakta­dır. Toz kısımları bakımından fakiree olan ve % 25'ten aşağı kil ih­tiva eden toprakların en büyük kısmı· balçık sayılmaktadırlar.

Brı.nun prati;k manası şudur ki balçıklara ayrılan saha büyükçe­dir. Zira mesela % 40 ince kum ve % 60 tozu ihtiva eden bir topra­ğın hakiki balçıkla bir ilgisi yoktur. Hakiki balçıklarda daima önemli miktarda kil bulunur (W. Laatsch, 1954J.

132

Tablo 24

U.S. Department of Agriculture'ın tasnif sistemi

I - % 20'den az kili ihtiva eden topraklar:

A - % 15'ten az toz (silt) ve kili havi topraklar:

1. Kaba kum : % 35 veya daha fazla ince çakıl ve kaba kum, % 50'den az ince kum ve pek ince kum.

2. Kum: % 35 veya daha fazla ince çakıl, kaba kum ve orta kum, % 50'den az ince kum ve pek ince kum.

3: İnce kum : % 50 veya daha fazla ince kum ve pek ince kum.

4. Pek ince kum : % 50 veya daha fazla pek ince kum.

B - % 15-20 arasında toz ve kil ihtiva eden topraklar.

5. Balçıklı kaba kum : % 35 veya daha fazla ince çakıl ve kaba kum ve % 35'ten az ince ve pek ince kum.

6. Balçıklı kum : % 35 veya daha fazla ince çakıl ve kaba kum ve orta kum, ve'% 35'ten az ince ve pek ince kum.

7. Balçıklı ince kum: % 35 veya daha fazla ince ve pek ince kum.

8. Balçıklı pek ince kum : % 35 veya daha fazla pek ince kum.

C - % 20-50 toz ve kil ihtiva eden topraklar :

9. Kaba kumlu balçık : % 41 veya daha fazla ince çakıl ve kaba kum.

10. Kumlu balçık : % 21 veya daha fazla ince çakıl, kaba kum, orta kum ve % 35'ten az pek ince kum.

11. İnce kumlu balçık : % 50 veya daha fazla ince kum ya­hut % 25'ten az ince çakıl ve kaba ve orta kum.

12. Pek ince kumlu balçık : % 35 yahut daha fazla pek ince kum.

D- % 50 veya daha fazla toz ve kil ihtiva eden topraklar:

13. Balçık: % 20'den az kil, % 30-50 toz ve % 30-50 kum.

14. Toz balçığı : % 20' den az kil, % 50 veya daha fazla toz ve % 50'den az kum.

II - % 20-30 kil ihtiva eden topraklar : 15. Kumlu kil balçığı : % 30'dan az toz ve % 50-80 kum. 16. Kil balçığı: % 25-50 toz ve % 20-50 kum. 17. Tozlu kil balçığı : % 50-80 toz ve % 30' dan az kum.

III - % 30 veya daha fazla kili havi topraklar : 18. Kumlu kil : %30-50 kil, %20'den az toz ve %50-70 kum. 19. Kil: % 30 ve daha fazla kil, % 50'den az toz ve % 50'den

az kum. 20. Tozlu kil : % 30-50 kil, % 50-70 toz ve % 20'den az kum.

Yukarıdakilerden başka, Almanyada tarım sahasında özellikle toprakların vergilerini tayinde kullanılan .bir toprak türü tasnif sis­temi de «Devlet Toprak Takdiri» ne göre tatbik edilendir.

Bu sisteme göre tablo 25'deki toprak türleri ayırt edilir. Bu sistemde pratik maksatlar için kum kısmı ile yıkanabilen kısım

(O.Ol mm'den küçük) miktarlarının oranına göre toprak isimlendiril-mektedir. ·

Tablo 25

Almanya'da kullanılan Devlet Toprak Takdiri (Reichsbodenschaetzung) 'ne göre toprak türleri

Toprak türü

Kum

Balçıklıca kum

Balçıklı kum

Çok balçıklı kum

Kumlu balçık

Balçık

Ağır -balçık

1 Kil

O.Ol mm > fraksiyon miktarı J

ince toprakta % olarak

< 10 10-13

14-18

19-23 24-29

30-44

45-60

/ 60

Toprakta kil maddeleri çoğaldığı oranda suyu tutma gücü büyür, buna karşılık havalanma azalır; şu halde ağır kil toprakları fena ha­valan.ır, soğuk ve biyolojik bakımdan ?ayri faal olurlar; bunlarda su-

133

yun dolaşımı güçleşir. Öte yandan kum toprakları suyu tutmadıkla­rı için bitkilerin su ihtiyacını zorlukla karşılıyabilirler. Bu münase­betleri açıklıyan bir şematik tablo 26 aşağıda verilmiştir.

Tablo 26

Toprağın tekst.ürü ile genel özellikleri arasındakı ilişkiler

Pek ince tekstürlü (kil)

'Orta tekstürlü (Toz ve ince

kum)

Kaba tekstürlü (Orta ve kaba kum)

-·--- ---,-Su kapasitesi büyük 1 +------ Su kapasitesi küçük

Suyu geçirmesi fena

Kohezyon büyük

Besin maddeleri çok

Kimyasal özellikleri iyi

Fiziksel özellikleri fena

Soğuk, faal değil , işlen­

mesi güç, sıkı, az yıkanır.

---~ Suyu geçirmesi iyi 1

~---

Kohezyon küçük

Ee~in maddeleri az

Kimyasal özellikleri fena

Fiziksel özellikleri iyi

~ıcak, faal, kolay işlenir,

-------ı>~ gevşek, kolay yıkanır.

Tarla toprak­lan. Kimyasal

Mutlak çayır ve mer'a ve fiziksel Ö· Mutlak orman toprakları.

topraklan. Kimyasal zellikleri kül-tür tedbiriyle Fiziksel özellikleri iyi,

özellikleri iyi,

özellikleri f en.a

fiziksel her iki tarafa c~oğru değişti- kimyasal özellikleri fena rilebilir.

1

Toprağın tanmsal değeri kum topraklarında küçüktür ve balçık tcprağına gidildikçe değer büyür, kil topraklarına doğru yeniden kü­çülür. Hakikatte verim yelnız toprağın tekstürüne bağlı değildir.

Toprağın tekstürü, humus miktarı, humusun kalitesi ve kil mineral­lerinin türü toprağın verimini belli ederler. Toprağın dinamiğini ta­yin eden diğer bazı özellikler de toprak verimine etki yaparlar. Bu sebepten aynı tane bileşimine sahip olan iki toprak, verim hususun­da pek farklı olabilir. Bu husus şekil 32'deki grafikten anlaşılmakta­dır; nisbi toprak değerlerinin aynı bir toprak türünde bile, en iyi ve en kötü tarla topraklarında ne kadar değişik bir seviyede olabilecek­leri görülmektedir.

134

Toprak degeri sayısı

100

90 •

80

70

60

50 .

JO.

20 -

ıo

o

10

Kumlar

20 ' 1

Balçıklar

En üks.ek v~rrmın yüz.desi

Şekil 32 : Hu· bir toprak teksti.lr sınıfında rastlanan en iyi ve en kötü topı ak­ların nü1bi topı·aı( dcğui sayıları ( Almanya'da tcprak takdiıi yasa ına göre;

Scheffer . Schachtschabel, 1960'dan.

Şimdi, pratikte çok rastlanan üç ana toprak türünün özellik­

leri daha yakından ve kısaca gözden geçirilsin.

Ku-:11 topı ··h.Iarı : En. çok miktarda bulunan tanelerin çapı 2-0.02 mm araEında ieğişir. Kaba taneli, orta taneli ve ince taneli kum top­ı akları ayırt edilir. Bu tomaklar çok defa su veya rüzgar etkisiyle meydana gelmiış kalın tabakalar halindeki tortular üstünde teşekkül etmişlerdir. Gevşek bir istiflenme ile temayüz ederler. Fakat fakir olan türler kolaylıkla sıkı istiflenirler ve mineral kısımları kırıntı

yapmağa az müsaittir. Kırıntı teşekkülü saf kumlarda yeter miktar­da humusun katılmadyle mümkündür. Sular vasıtasiyle taşınarak hasıl olmu~ gn.q materyalli kum tonraklarmda kum taneleri daha ziyade kuvarstan ibaret olur.

Kum topraklarının su geçirgenliği büyüktür, su tutma güçleri ise küçük olur. Havalanmaları iyi, ısınmaları ve kurumaları sür'atlidir. E1Bf kum karakteri bazı maıddelerin önemli miktarda mevcut olma­~iyle değişebilir ve kum toprakları iyi bir verim de gösterebilirler. Böyle maddeler feldispatlar, ferromağneziyen mineralleri ve benzer­leri, kalker, kil ve humustur. Bu maddelerin kuma katılmasiyle kim­yasal ve fiziksel özellikler düzelir.

135

8 TOPRAGIN STRÜKTÜR .

Toprağın strüktürü terimi ile topraktaki katı maddeyi teşkil

eden parçacıkların aranjmanı yani istiflenme düzeni anla§ılır.

Toprağın kimyasal bileşimi ve tekstürü yanında strüktürü te­melli özelliklerden üçüncüsüdür.

Bir toprak profilinin herhangi özel bir horizonunun çıplak gözle görünen strüktürü, toprağın bu horizondaki «makrostrüktür» ü diye nazarı itibare alınabilir. Bununla beraber, bu görünen makrostrüktü ·, gözle sarih surette tefrik edilmeyen parçacıkların aran.jman tipine tabidir. Başka sözlerle daha küçük birimlerin yahut «mikrostrüktü­rün» tabiatı makrostrüktürü bariz surette etkisi altında bulundurur.

Primer toprak parçacıkları (kum, toz, kil) yapıştırıcı maddeler yahut çekme kuvvetleri yardımiyle daha büyük birimler halinde ya­pıştırılmış olmadan, gevşek yahut sıkı surette istiflenmiş olabilirle (bir çuvaldaki pirinç gibi). Böyle bir istiflenme düzenine «tek tane strüktürü» yahut «Strüktürsüz» ya da «basit strüktür» denilir,

Tek tane strüktürünün aksi hali, tek tanelerin pıhtılaşarak agre­gat lar ya da granüller, kırıntıl~r teşkil etmesidir ( «bileş·k strüktür­compound structure») (Baver, 1956).

Kültür bitkilerinin ve mikroorganizmaların yetişmesine müsait bir su ve hava rejimini toprağın kırıntı hali sağlar. Zira kırıntılar arasın.da büyük boşluklar kalır. Bunlar fazla suyu akıtırlar ve atmos­ferle toprak havasr arasın.daki alış verişi kolaylaştırırlar. Öte yan­dan. bir kırıntıda gene bir araya gelip kırıntıyı yapan tanecikler ara­sında kalan dar boşluklardan ibaret ince bir gözenekli yapı vardır ki bu sayede su tutma gücü yükseltilmiş olur. Bu hassalar bitkilere de­vamlı olarak su temin eder ve köklerin neşrettiği karbon dioksidin havaya çıkmasını sağlıyarak bitkilerin sağlığını düzeltir. Kııın ıların çökerek her bir agregatı birbirinden ayıran büyük boşluklarm. kay­bolmasına kadar sıkışması, orta ve ince tekstürlü topraklarda hava­nın girmesini ve bitkilerin hayat imkaruarını şiddetle azaltır. Çünkü geri kalan kılcal boşluklavda hem dolaşan hava büyük dirençlere uğrar, hem de bu küçük gözenekler bolca yağışlardan sonra uzun müddet su ile dolu kalır. Yüksek su tutma güçleri sebeb·yıe fazla

137

nemin sızmasına yeter derecede müsaade etmezler. Oysa bitkiler, toprağın boş hacminin % 35-70 kadarı su ile dolu olduğu hallerde, iyi yetişebilirler (W. Laatsch, 1938).

Yüzey toprağın ve alt toprağın strüktürleri iki ayrı konudur. Yüzeyin strüktürü dış faktörler ve toprak işlenmesi ile meydana ge­lir. Alt ! toprağaın strüktürü ise bu faktörlerin etkisinden uzaktır ve ıslanmak neticesinde şişme ile kurumak sonucunda büzülme olayları­nın tesiri altında kalır. Alt toprak strüktürünün mahvolmasında mü­him olan faktör toprağın su altı şartlarına maruz kalmasıdır.

Kırıntılanmış toprak, gevşek olan kırıntı strüktürünü kaybetti mi, gözenek hacminin azalması sonucunda su tutma gücü ve hava kapasitesi çok küçülür. Bu sebeple her bir toprak işlenmesinde en müsait olan kırıntı strüktürünün devam ettirilmesi ve tekrar tesis edilmesi hususlarının göz önünde bulundurulması mecburiyeti vardır. Burada toprağı, yalnız kabarmış, kırıntılanmış bir hale getirmek kafi değildir; aynı zamanda elde edilen strüktür ne kuvvetli yağışlarla ne de şiddetli bir kurumakla bozulmıyacak derecede stabil olmalıdır. Şu halde bu stabil strüktürü doğuran, devam ettiren yahut mahve­den dinamik hadiseler hakkında bir bilgiye sahip olmak çok mühim­dir.

8. 1 Toprak strüktürünün gelişme i

Daha sonra görüleceği gibi, bir agregat birçok primer parçacık­ların, sekunder birimler halinde gruplanmasından ileri gelir. Bu ag­regatların teşekkül mekanizması toprak strüktürü problemlerinin en önemlilerinden birisidir. Toprak strüktürünün meydana gelmesi bir takım fiziksel, kimyasal ve biyolojik etkenlere atfedilebilir. Agre­gatların aslını teşkil eden inorganik ve organik katı toprak madde­sinin bileşimi ve tabiatı da strüktür teşekkülünde büyük bir etkiye sahiptir.

Toprak kolloid maddeleri, primer parçacıkların stabil agregatlar halinde çimentolanmasında sorumludurlar. Stabil agregatlar, kum­larda ve tozlarda, kolloid madd~ler olmadan teşekkül edemezler. Top­rak kolloidleri, çimentolama etkileri bahis konusu olduğundan, birbi­rinden keskin .suretle farklı üç gruba ayrılabilirler. Bunlar, kil par­cacıklan, irreversibl ya da yavaş surette reversibl olan demir ve alü­minyum oksitleri gibi inorganik kolloidler ve nihayet organik kol­loidlerdir.

Aşağıda strüktür teşekkülünde etkili olan başlıca hususlar gö­ıiile cek tir.

138

Toprağın. tekstürü: Tekstür agregatların. teşekkülünde büyük e -kisi olan faktörlerden birisidir. Çok kaba taneli kumlardan oluşmuş

·bir toprakta strüktürsüzlük yahut tek tane strüktürü en çok rastla­nan haldir. Agregat teşekkülü imkanı genellikle pek küçüktür. Öte yandan kil toprakları çok geniş strüktür imkanları yaratırlar. Çünkü bu topraklarda mevcut bulunan kolloidal kil çeşitli tipteki agregat teşekkülünü mümkün kılar.

Organik madde : Organik madde bilhassa kolloidal halde olduğu zaman toprak mineral tanelerinin birbirine bağlanmasını sonuçlan­dırır. Organik madde çoğaldığı oranda agregatlar gelişmiş olur.

Katyonların etkisi : Mübadele kompleksindeki katyonlar strük­türe tesir etmektedirler. Geniş surette yayılmış bir kanaata göre kal­siyumla doymuş mübadele kompleksi genellikle müsait kırıntılanma meydana getirir. Bu hüküm bilhassa kalkerli topraklar.da yapılan gözlemlere ve laboratuvar deneylerine dayanır. Şöyle ki, arazide~i muayeneler sırasında kalker topraklarının genel olarak iyi şekilde agregatlar geliştirdikleri görülür. Laboratuvarda dahi toprak süs­pansiyonları (su içinde primer parçalar halinde dağılmış toprak Ca katyonları ile muamele edilince koagulasyonla agregatlar teşekkül ettiğinden kısa bir zamanda çöker. Pıhtılar çimentolaşma ile kırıntı­lara döndürülür (Şekil 33) .

,...... ... ..-' ~

Kırıntı Pıhtı Prim er par acıklar

peptisasyon yapışma-çımentolaşma

koagulasyon

Ş kH 33 : Agrcgat teşekkülünün şt:.matik surette göst rllme i

Son zamanlarda yapılan araştırmalar H-iyonlarınm da. hatta da­ha iyi, agregatlar yantığını göstermiştir. Bununla beraber agrega te­şekkülü şiddeti ile teşekkül etmiş buluoon agregatların stabi!it esi (kolay dağılmaması) iki ayrı şeydir. Ca-katyonunun en mühime ki:::i kolloid şimik surette pıhtılaştırıcı fonksiyonundan başka özellikle toprakta mikrobiyolojik faaliyeti arttırmak hususundaki kabili eti-dir.

139

Fiziksel et1'fier : Sırf fizik etkenlerle hasıl olan strüktür şekilleri, kısmen toprak parçacıkları arasındaki çekme kuvvetlerinden (elek­trokinetik kuvvetler, kohezyon ve adhezyon kuvvetleri) ileri gelirler.

Adhezyon kuvvetleri ile, yalnız çapı 0.01 milimetreden küçük olan parçacıklar küçük agregatlar halinde birleşir. Kohezyon ve adhezyon kuvvetleri, parçacıkları saran su kabukları ve parçacıklar arasındaki kapillar su ile tesire maruz kaldıklarından bu kuvvetlerin sayesin­de teşekkül etmiş bulunan küçük agregatlar, su muhtevasının deği­şimlerine karşı yalnız az bir derecede dayanıklı olurlar.

Islak ve kuru fazlann (şişme ve büzülme) değişmesiyle doğan kuvvetler d'e aynı suretle sırf fiziki olarak tesir icra ederler. Büzül­me olaylarında teşekkül eden agregatlar nisbeten büyük bir çapa sa­hip olurlar; ekseriya sadece kuru halde iken stabildirler; tekrar ısla­nınca dağılırlar. Bu türlü agregatlar orman altındaki topraklarda (mesela pseudogley) büzülmek sonucunda hasıl olmuş çatlaklar yap­makta ağaç köklerinin ve yağışların. girmesini kolaylaştırdıklarından faydalı olabilirler.

Don etkisi: Agregatiaşmayı yapan fizik kuvvetlerden birisi de donan suyun tesiridir. Bu esnada suyun hacmi ( 4. ll'e bak) artmakla kapillarlarda ve boşluklarda doğan basınç sonucunda küçük agregat­lar teşekkül eder. Bu agregatlar suda stabil olmamakla beraber top­rağa bir gevşeklik verirler ve ilkbaharda sürülmesini çok kolaylaş­tırırlar. Bununla beraber donun agregat teşekkülü üzerine olan te­siri, kışın hakim olan hava şartlarına, toprağın tekstüriine ve humus muhtevasına göre farklı bir değer taşıyabilir. Kış donları kum top­raklannda ekseriya tali bir değere sahiptirler. Fakat balçık ve kil topraklarinın ilkbahardaki hali büyük ölçüde kış donları ile belli olur. Humusca fakir, fazla oranda ince kum ve toz fraksiyonlarına sahip bulunan balçık topraklarındaki • agregatlar, kış sonunda bazı hallerde mesela toprak donmuş olduğu zaman uzun müddet kar suları ya da yağmur sulıarı altında kalırsa tamamen tahrip edilebilirler. Kil top­rakları, yüksek kil muhtevaları hasebiyle suyun etkisine karşı balçık topraklarından daha çok dayanıklı olurlar. Don tesiriyle agregatların teşekkülü çeşitli sebeplerden olabilir; basınç ve toprak kolloidlerinin dehidratasyonu (suyunu kaybetmesi) birer sebep olarak sayılmak­tadır. Dehidratasyon su kristallerinin teşekkülü esnasında su mo­leküllerinin kolloldlerden ayrılmasına istinad eder. Wiegn.er (1928) e.yrıca toprak suyunun bir kısmının buz kristalleri haline dönmesi sonucunda geriye kalan sıvı hallildeki toprak suyunda tuzların nis­beten yüksek bir konsantrasyon kazanmaları ile de pıhtılaştırıcı te­sirin doğacağını söylemektedir.

140

T'oprak yangınlarının etkisi: Toprak yangınları da agregatlaş­nıaya yardım edebilir. Bu olayda yine yüksek sıcaklık neticesinde toprak kolloidleri dehidratasyona uğrar ve kül dolayısiyle tuz kon­santrasyonu yükselir, böylece agregatlar teşekkül eder. Kil maddesi pişerek dağılmaya dayanıklı agregatlar hasıl edebilir.

' Biyotik etkenler: Toprak agregatlarının teşekkülünde bitki kök­

leri, toprak mikroorganizmaları ve toprak hayvanları yüksek nisbet­te işe karışırlar. Bu amiller agregatların teşekkülünde ve devamlı olmalarında mühim bir rol oynarlar. Ağaçların ve diğer bitki kökle­rinin bu hususta bir iş gördükleri kabul edilmektedir.

Bir bitkinin kökü kesif ve fazla dallanmış olduğu oranda toprak­ta agregat teşkil etme etkisi kuvvetli olur. Bitki kökleri ve mantar miselleriyle toprak parçacıkları birbirine bağlanır. Köklerin büyü­mesi esnasında etraflarına yaptıkları basınç toprak parçacıklarının sıkışmasına, birbirine yaklaşıp yapışmasına ve neticede agregatlann teşekkülüne sebep olur. Aynı zamanda ölmüş köklerin çürümesi so­nucunda hasıl olan organik kolloidlerin de agregat teşekkülünde bir rol oynadıkları ortaya atılilllŞtır. Mikroplar tarafından hasıl edilen

. sümüğümsü maddeler dayanıklı agregatların teşekkülüne sebep olurlar (6. 53'e bak). Rüzgarda sallanan ağaçlar köklerine intikal eden hareketlerle toprağı gevşetebilirler.

Toprak favnası meyanında solucan ve kırkayak gibi toprağı or­ganik madde ile birlikte yiyebilen hayvancıkların sin.dirim borula­rında organik ve inorganik maddeler, samimi surette birbiriyle karış­tırılır ve zengin bir bakteri florasının gelişmesi için gerekli şartlar yaratılır. Hem sindirim borusundan geçerken ayrıştırılan organik maddeler, hem de hayvanların bağırsağında hasıl edilen sümüğüm­sü maddeler anorganik toprak parçacıkları ile yüksek kaliteli agre­gatlar teşkil ederler. Bir misal olarak büyük kısmı itibariyle solucan dışkılarından ibaret bulunan mul gösterilebilir. Bir çok toprakların A horizonlarmdaki kırıntı strüktürü bu hayvanların eseridir (6. 52'­ye bak).

8. 2 Topraklann strüktür stabilitesi

Strüktür stabilitesi deyince, strüktür elemanlarının, yağmur ve erozyon gibi dış etkenlerin mucip olduğu değişimlere karşı göster­diği direnç anlaşılır. Bir strüktür elemanının özellikle su gibi tah­rjp edici etkenlere karşı dayanıklığı birçok faktörlere tabidir.

8. 21 İnorganik kolloidlerle strüktürün stabilizasyonu

Kil, demir, alüminyum ve manganez hidroksitler, silis ve kalsi­yum karbonat maddeleri agregat teşekkülünde ve agregatlarm stabili­zasyonunda baş rolü oynarlar.

141

Kil mineralleri, kohezyon ve adhezyon kuvvetleri dolayısiyle hem kendi parçacıklarını hem de toz ve kum parçacıklarını önceden söy­lendiği gibi daha büyük agregatlar halinde yapıştırmak iktidannda­dırlar. Teşkil edilmiş agregatların stabiliteleri konusunda kil mine­rallerinin adsorptif şekilde bağladıkları katyon türleri önemlidir. Sodyum kalyonları bağlandığı takdirde toprak kolayca su ile süs­pansiyon haline geçer; kalsiyum ka tyonları ise büyük bir stabilite te­min ederler.

Demir, alüminyum, manganez ve silisyum hidroksitlerinin sağ­ladığı stabilite, jellerin eskimesi derecesinde yüksek olur. Toprağın şiddetle asitleşmesi oksitlerin çözünmesini ve sonunda stabilitenin azalmasını mucip olur. Kalsit billurları ile temin edilen stabilite dahi su muvacehesinde, kalsitin bikarbonat halinde çözünmesi hasebiyle. oldukça küçüktür.

8. 22 Organik kolloidlerle strüktürün stabillzasyonu

Topraktaki organik kolloidler meyanında özellikle uzun çubuk şeklinde olan polisakkarid, poliüronid gibi maddeler strüktürün sta­bilitesinde en önemli rolü oynarlar ve özellikle sümüğümsü madde­lerde bulunurlar. Bunlar inorganik jeller tarafından kaplanmış top­rak parçacıklarının arasında ince ipliklerden ibaret bir ağ örmek suretiyle agregatlarm stabilitesini, sadece inorganik kolloidlerin ya .. pıştırması ile meydana gelmiş bulunan agregatlara nazaran daha çok yükseltirler. Bu türlü organik maddeler taze organik artıkların mik­robik ayrışmasında ya parçalanma ürünleri, ya da metabolizma ürün­leri olarak teşkil edilirler. Bundan ötürii agregatların sayısı organik gübre tatbikinden sonra (taze ahır gübresi, yeşil gübre, kök artıkları) yükselir. Bununla beraber agregatların stabilitesi, mikrobik faaliyet devam ettiği müddetçe yani kolay arışabilen organik madde mevcut oldukça sağlanır. Şu halde devamlı bir striiktür stabilitesi, devamlı bir biyolojik faaliyetin mevcudiyeti halinde mümkün olur. Diğer fak· törlerle birlikte uzun çubuk şeklindeki kolloidlerin agregatları stabi­lize edici etkisi, çözünmüş bulunan tuzların türüne ve konsantrasyo­nuna ve başka organik maddelerin türüne ve konsantrasyonuna ta­bidir.

8. 23 Toprak striiktürünün &un'i surette stabiliz~ yonu

Son yıllarda toprağın strüktüriinü stabilize etmek üzere polian­yon sınıfına giren bazı sun'i maddelerin işe yaradıkları bulunmuştur. Bu maddeler, mesela hidrolize olmuş poliakrilat (HPAN) (şekil : 34 a) bundan başka vinilasetat ile anhidrit maleik asidinin yaptıkları

142

müşterek polimerize bileşikler (V AMA) (şekil 34 b) ve daha başka­larıdır. Mikrobik ayrışmaya karşı çok dayanıklı olan bu maddelerin toprağa tatbik edilmesi ile birçok toprakların su ve hava sirkülasyonu önemli derecede düzelmiştir. Toprak yağmur tanelerinin çarpmasın-

fH CJ] Clh - CH CH CH COONa o c - o o - c c o

CHa o/

x /.

a b

Şekil 34 : a = Sodyum poliakrilat ve b Vinilasetat ile anhidrit maleikasidi-nin polimerize bileşiklerine mahsus formüller.

dan sonra da kırıntı strüktürünü korumuş ve yağışlar için yüksek bir infiltrasyon kabiliyeti göstermiştir. Bu maddelerin etki süresi, tarla şartlarında toprağın devamlı surette işlenmesi ve atmosferik etkenler dolayısiyle, takriben üç yıl kadardır.

8. 24 Ormanda toprak strüktürü stabilit si

Elverişli bir kırıntı strüktürü yetişme muhitine uygun ağaç tür­lerinin teşkil ettiği sıhhatli ormanlardaki topraklarda en çok görülür. Bilin::liği gibi orman, üzerinde yetiştiği toprağı gölgeler ve her yıl yaprak dökümü ile toprak yüzünde ölü örtünün teşekkül etmesine sebep olur. Gölgeleme tesiri toprağın yüzündeki sıcaklık ekstremle­rini tadil eder. Yani orman toprağının çok fazla ısınmasına yahut soğumasına engel olur; mevzii surette ılıman bir iklim yaratarak toprak favnasının üremesini kolaylaştırır. Ölü örtü ise yağmur ta­nelerinin mineral toprağa çarpmasını ve bu çarpma etkisiyle yüzey toprağındaki agregatların dağılmasını önler. Şu halde ormanda traş­lama kesimleri yapmaktan ve mineral toprağı uzun süre atmosferik etkenlere maruz bırakmaktan sakınmak icabeder. Görülüyor ki bir kaynak havzasında suyu tutmak için alınması gereken tedbirlerin birincisi toprağı bir bitki örtüsü altında ve tercihen orman al ınd.a bulundurmaktır.

özellikle killi toprakların strüktürü uzun müddet çıplak kal­makla mahvedilebilir. Hatta periyodik surette ormanlardan ölü örtü­nün kaldınlması bile ince tekstürlü topraklarda kötü sonuçlar do­ğurmuştur. Toprak gevşekliğini kaybetmiş, sıkışıp sertleşmiştir. Bu zararlı sonuçların doğması, ölü örtünün kaldırılması neticesinde top­rakta humusun azalması yüzündendir ki bundan önce bahis konu'""u olmuştur (6. 33'e bak).

143

Toprak ıslak halde iken otlayan hayvanların basması neticesin­de sertleşir. Bu olay özellikle ince taneli topraklarda daha çok his­sedilir. Bu türlü zararlar ormandaki kamp sahalarında müşahede edi­lir. Bundan dolayıdır ki Milli Parklarda devamlı kamp sahası yapmak­tan sakınmalıdır.

'l'oprağ-ın işlenmesi, gevşekliğini arttırır. Bu husus kum ve bal­çık topraklarında kolayca sağlanabilir. Orman altındaki kil toprak­larında ise toprak işlenmesi sakınılması icabeden bir iştir. Zira orman altındaki ince taneli toprakların gözenekliği, özellikle iç drenajı sağ­layan kanıal sisteminin teşekkülü ölmüş ve sonradan çürümüş ağaç köklerinin bıraktığı kanallardan ileri gelir. Böyle bir drenaj sistemi yüzyılların mahsulüdür. Toprak işlenmekle bu tabii kanallar bozulur. Sun'i şekilde gevşetilmiş bulunan bir ormıan toprağı bir müddet son­ra toprağın oturması ile bu gevşekliğini kaybeder ve eskisinden daha sıkı olur. Onun içindir ki, Ramann ince taneli topraklarda, toprak işlenmesi ile bir zarar doğmamış ise memnun olmak lazımdır demiştir.

Ormanda toprağın tabii surette meydana gelmiş bulunan gev­şekliği, kaynak havzalarında suyun çabucak emilmesini sağlıyarak yüzeyden akmasına engel olur ve böylece erozyonu önler.

Toprak strüktürünün en büyük ekolojik önemi şu noktalarda görülür: Nem ilişkileri ve havalanma şartlan toprak strüktürüne şiddetle tabidir. Diğer bir çok fiziksel vasıflar mesela gözenek hacmi, hava kapasitesi, hacim ağırlığı (zahiri özgül ağırlık), sıcaklık ve suya karşı geçirgenlik özellikleri kınntılığa bağlıdır. Kırıntılanmanın eko­lojik önemi özellikle ince taneli topraklarda kendisini gösterir. Kaba tekstürlü topraklarda ise kapillar olmayan büyük boşlukların teşek­külü mutad olduğundan suya ve havaya karşı geçirgenlik genellik­le müsaittir. Fakat ince tekstürlülerde müsait durum ancak kınntı­lıkla sağlanır. İnce tekstürlü topraklar bilhassa iyi kırıntı strüktü­ründe değillerse kuruduklarında çatlamak itiyadındadırlar. Husule gelen çatlaklar bitki köklerini meydana çıkardığı gibi çatlama es­nasında kopmalarını da sonuçlandırabilir ve kurumalarına sebep ola­bilir. Çatlamış olan toprakların çatlaklarına şiddetli yağmurlar es­nasında ince toprak materyali girerek birikir ve bir kama gibi doldu­rarak onları tıkar.

8. 3 Strüktür tipleri

Toprak strüktürünü meydana getiren faktörler yukarıda bahis konusu edildi. Değişik faktörlerin yaptıkları etkilere göre topraklar­da değişik tipte strüktürler hasıl olur ki bunların tanınması strük­tür elemanlarının başlıca biçimine ve boyutuna istinad eder. Strüktür

144

elemanları toprağın mesela kürekle işlenirken, tabii surette bölüne­rek ayrıldığı parçalardır. Toprak profillerinin kurumuş duvarı üze­rinde gelişen çatlaklar da strüktürün bir belirtisidir. Strüktür ele­manlarının yani toprağın tabii surette bölünerek ayrıldığı parçaların, biçimine göre aşağıdaki başlıca strüktür tipleri ayırt erlilir.

Boyu eninden büyük olan strüktür elema.nlan :

(1) Prizmatik: Strüktür elemanlarının dikey ekseni, yatay ek­seninden daha büyüktür. Toprak profilinde prizmaların dizilişi dikey yöndedir; prizmaların dikey yüzeyleri oldukça belirli olup köşelerin­deki açılar sivridir. Prizmaların tepeleri düzdür, kestane renkli top­rakların 'B horizonlarında görüldüğü gibi (şekil 35).

Toprağın alt horizonunda e-eııLsmıs

çatlakların bulunması ile

(2) Koluınnar (sütunvari) : Prizmatik strüktürün karakterine sahiptir, yalnız şu farkla ki prizmaların tepeleri bir kubbe gibi yuvar­laktır, bazı tuzlu (solonetz) toprakların B horizonlarında rastlandığı gibi. Anlatılan her iki tipte elemanlar boyutlarına göre tekrar pek ince ( < 10 mm) ; ince (10-20 mm) ; orta (20-50 mm); kaba (50-100 mm) ve pek kaba ( > 100 mm) prizmatik ya da kolumnar olarak bölünür.

Eni ile boyu eşit UZUDlukta, topak, polihedron ya da küremsi strüktür eleınanlan :

(3) Blok (t.-Opak) : Topak veya polihedron biçimindeki ele­manlar, düz yüzeyli ya da kavisli yüzeyli olabilirler. Her bir eleman

145

etrafını saran diğer elemanların yüzeylerine .bir kalıp gibi uyar, yani strüktür elemanı, kopup ayrılmış olduğu diğer elemana bir döküm parçasının kalıbına uyması gibi, intibak eder. Yüzeyleri düz, köşeleri keskin olduğunda «angular blok» (köşeli topak); yüzeyleri kısmen kavisli, kısmen düz ve köşelerin çoğu yuvarlak olursa «Subangular blok>> (yarı köşeli topak) denilir. Elemanlar boyutlarına göre tekrar, pek ince ( < 5 mm); ince (5-10 mm) ; orta (10-20 mm) ; kaba (20-50

Şekil 36 : Orta boyutta angular blok strüktür. Köşeler çoğunlukla keskin olur.

Şekil 37 Orta boyutta subangular blok strüktürü. Köşeler keskin değildir.

146

mm) ve pek kaba (> 50 mm) angular blok ya da subangular blok diye bölünürler. Esmer orman topraklarının ince tekstürlü ve kal­siyum karbonatlı türlerinde her iki tip blok strüktürü bulunur (şekil

36 ve 37).

( 4) Graııülar : Küre veya polihedron biçimindeki elemanlar düz veya kavisli yüzeyli olurlar fakat kendilerini saran elemanların yüzeylerine uymıazlar yahut pek az uyabilirler. Elemanlar az göze­neklidir.

(5) Kırıntı yahut fu.rda: Granülar gibidir, yalnız elemanlar çok gözenekli olur (şekil : 38 ve 39).

... ;-~i- ;. . . -~*··'·

Şekil 38 : Kaba granülar strüktürlü bir toprak.

Şekil 39 : Kaba kırıntı strüktürlü bir toprak.

147

Bu son iki tipin elemanları boyutlarına göre tekrar pek ince ( < 1 mm); ince (1-2 mm); orta (2-5 mm); kaba (5-10 mm); pek kaba (> 10 mm) granülar veya kırıntılar diye bölünürler.

Kırıntı veya granülar mul tipinde ve özellikle esmer orman top­raklarının Ah horizonunda yaygındır. KırınWar, yine mul tipindeki toprakların humusca zengin horizonlarında ve özellikle solucanların çok faal oldukları hallerde görülür.

Levha biçiminde, dikey ekseni yatay e~ninden çok daha kü-çük olan strüktür elemanları: ·

(6) Levhamsı : Elemanfar yatay olarak üst üste dizilmiştir. Bu strüktür tipi, levhaların kalınlığına göre, pek ince ( < 1 mm) ; ince (1-2 mm) ; orta (2-5 mm) ; kalın (5-10 mm) ve pek kalın (> 10 mm)

Şekil 40 : Levhamsı strüktürlü bir toprağın profil duvarında görünüşü. (Jacks, G. V., 1954'den).

levhalı diye isimlendirilir. Podsollerde ve şiddetle yıkanmış toprak­larda raslanan bir strüktür tipidir. İnce tabaklar halinde çökelmiş materyal üstünde hasıl olan toprakların C horizonlarında da bulunur. (şekil 40).

(7) Strükti.irsüz: Toprağın taneleri bağsızdır.

8. 4 Konsistans

Nemli halde konsistans, nem muhtevası takriben hava kurusu ile tarla kapasitesi arasında bulunuyorken tayin edilir. Bu nem muh-

148

luklar "gözenekler'' vardır ki toprağın bunlarla birlikte gösterdiği özgül ağırlığa "hacim ağırlığı" denilir. Hacim ağırlığı kum toprakla­rmda bir litresi 1.3-1.7 kg; balçık ve kil topraklarında 1.1-1.6 kg ka­dardır. Yüksek humus muhtevalı topraklar daha küçük bir hacim ağırlığına sahiptirler.

Hacim ağırlığı toprağın strüktürü hakkında genel bir ölçü olarak kavranabilir. Aynı madde bileşimine sahip topraklarda ha.cim ağır­lığı, toprak sıkı olduğu ve strüktür gelişimi geri kaldığı oranda yük­sektir.

Hacim ağırlığı, toprakta bulunan besin maddelerinin miktarını hesaplamakta bilinmesi lüzumlu olan mühim bir faktördür.

Gözenek hacmi terimi ile muayyen bir toprak kütlesinde katı madde tarafından işgal edilmemiş hacim anlaşılır. Bütün hacmin yüz­desi halinde gözenek hacmi Gh ile; gerçek özgül ağırlık Öa ile ve kuru halde hacim ağırlığı (zahir! özgül ağırlık) Za ile gösterilirse,

Za gözenek hacim yüzdesi : % Gh = 100 - -- . 100 olur.

Öa

Aynı boyuttaki kürelerden oluşmuş bir toprak küp tarzında istif­lenmede (her bir küre başka altı küreye değer; gevşek istiflenme) gözenek hacmi % 47 kadardır. Dodekahedron tarzında istiflenmede (her küre başkı 12 küreye değer, en sıkı istiflenme) gözenek hacmi % 25 kadardır. Her iki istiflenme tarzının karışımında gözenek hacmi takriben % 37 kadardır. Fakat bir toprak sistemi bu şartlara uyma­yan taneciklerden yapılmıştır. Toprak tanecikleri. küre şeklinde ol­madıktan başka her taneciğin boyutu bir değildir ve nihayet normal şartlar altında tek parçacıklar az veya çok oranda birbirine yapı­şarak agregatlar yani kırıntılar hasıl etmiş bulunurlar. Kırıntıların teşekkülü ile boş hacmin nazari olarak % 47'den fazla olacağı, öte­yandan çeşitli boyuttaki taneciklerde küçüklerin büyükler arasına

-me .... ·yb teorik olarak % 25'den daha az bir boş hacim bırakacak­ları ve nihayet parçacıkların muhtelif biçimlerinin her iki yönde te­sir edebileceği düşünülebilir.

Muhtelif mineral toprak türlerinde fiili gözenek hacmi % 30-60 arasında değişir (Tablo 27 ve 28'e bak).

Kum topraklan en küçük değerlere sahiptirler; balçık ve kil top­raklarında daha yüksek değerler kaydedilir. Bunun sebebi balçık ve kil topraklarının, kum topraklarından daha çok gözenek bakımından zengin olan strüktür tipleri geliştirmeleridir. öte yandan sıkışmış bir balçık ya da kil toprağı, kum toprağından daha küçük gözenek hac­mine sahip olabilir. Turbalıklı toprakların gözenek hacmi % 80 kadar değerler alabilir. Aynı bir toprak türünde orman ve çayır

150

Tablo 27

Değişik tekstürlü toprakların toplam gözenek hacmi

Topraklar Toplam gözenek hacmi % olarak

Kum toprağı Balçık toprağı

Ağır balçık toprağı

Killi balçık toprağı Balçıklı kil toprağı Ağır kil toprağı

(F. H. King, 1910'dan)

32.5 34.5 44.1 45.3 47.1 52.9

toprakları, tarla topraklarından daha büyük bir gözenek hacmine sahip olurlar. Tarla topraklarının gözenek hacimleri, toprak işlen­mesine tabi olarak, ritmik bir surette değişir. Mineral topraklarda sürüldükten sonra kısa bir zaman için gözenek hacmi % 60'ın üs­tüne çıkar, fakat sonra oturmakla hızla azalır. Kumlu tarla toprak­ları oturduktan sonra en üst tabakada % 30-45, balçık ve kil toprak­ları % 40-60 arasında bir gözenek hacmine sahip bulunurlar.

Gözenek hacminin değeri, aynı bir toprağın muhtelif horizonla­rında farklı olur. Ormanın ölü örtüsünde, mor humusunda % 90 ola­bilir. Mineral toprağın üstteki humuslu Ah horizonlarında da aynı suretle oldukça yüksek bir değer taşıyabilir. Bu keyfiyet üst toprak horizonlarının daha gevşek bir strüktüre sahip olmalarından ve kök­ler ile toprak hayvanlarının açtıkları borulardan ileri gelir. Derin­liğe doğru gözenek hacmi azalır ve % 40'a kadar düşer. Bazan Bt ho­rizonunda yukarıdan gelmiş olan ince toprak materyalinin birikme­siyle meydana gelen tıkanmadan dolayı gözenek hacmi daha üstte ve daha alttaki horizonlarda olduğundan daha küçüktür (Şekil: 41).

Toprağın gözenek hacmi bunlardan başka toprak tipine de tabidir. Gley teşekkülü göstermeyen balçık ve kil topraklarında. takriben % 40-55 kadar, gley teşekkülü halinde ise % 25-35 kadar bir gözenek hacmi beklenebilir.

Gözenek boyutlan

Toplam gözenek hacminden başka, bu hacimdeki muhtelif bo­yutlu gözeneklerin iştirak oranları da ilgi çekicidir. Çünkü gözenek­lerin boyutu ile şekli bir toprağın su ve hava ekonomisini etkisi al­tında bulundurur. Toprağın gözenekleri, yaptıkları fonksiyonlarına göre, başlıca üç boyut sınıfına ayrılabilir.

151

~c~ .... ~

• I

. 2 ~ .

. 8

IOv-t-_..._~_,_-'-'·-~--.·-_._-"=.--===~

o 25 50 75

C3J Katı toprak.

L==.-:..--=:1 Su .

L==ı Hava .

100 o 25 50 75 100

Şekil 41 : Bir metre derinliğe kadarki orman toprağı profillerinde hacim biriminde bulunan katı toprak maddesi, su ve hava miktarı oranlarını

gösterir grafik (Belgrad Ormanı) (A. Irmak 1934'den).

Kaba gözenekler <> 10 µ ). Kendi kendine boşalan bu gözenek­lerde sızıntı suyu hareket eder.

Orta gözenekler (10-0.2 µ ) . Bu türlü gözeneklerde su, yer çeki­mine karşı tutulur. Bu suyu bitkiler alabilirler.

İnce gözenekler ( <0.2 µ ) . Bu ince gözeneklerde su, ne yer çeki­mi ile ne de bitki kökleri ile çekilebilir.

Kaba gözenekler de hızlı ( > 50 µ ) ve yavaş ( 10-50 µ ) drenaj yapan gözenekler bulunurlar. Hızlı drenaj yapan gözenekler, devamlı yağışlardan sonra çabucak boşalırlar ve hava ile dolarlar. Nitekim toprağın yüzeyine yakın bir derinlikte taban suyu yoksa, 75 µ'dan daha büyük olan bütün gözenekler yağışlı, sulak şartlarda bile hava ile dolu kalırlar (Leeper, 1952). Hızlı drenaj yapan gözenekler, top­rakla atmosfer arasında köklerin solunumu ve mikroorganizmaların ya..~aması .bakımından önemli olan hızlı bir gaz mübadelesini müm­kün kılarlar. Kaba gözeneklerin payı büyük olduğunda durgun su teşekkülü önlenir. Durgun suyun etkisi altında bulunmayan kaba gö­zenekler, toprakta hava ile dolu olur. Buna karşılık kapillar göze­nekler ekseriyetle su ihtiva ederler. Bu sebepten dolayı aynı toplam gözenek hacmine sahip olan topraklar, kaba ya da kapillar göze­nekler galip olduğuna göre, bitki büyümesine farklı bir etki yapa­bilirler.

152

Gözenek boyutlarının iştirak payları tablo 28'de gösterilmiş ol­duğu gibi toprak tekstürüne tabidir.

Toprak tekstüründen başka strüktür de, özellikle balçık ve kil topraklarında, bir rol oynar. Kum topraklarında strüktürün önemi bt:yük olamaz, çünkü bu türlü topraklar çoğunlukla tek tane strük­türünde olurlar.

Tablo 28

Kum, balçık ve kil topraklarında (üst toprakta) toplam gözenek hacmi ile gözenek boyutlarının, toprak hacmin.in

% si olarak, iştirak oranlan

Kaba Orta İnce Toplam Toprak gözenekler gözenekler gözenekler gözenek hacmi tekstürü % olarak % olarak % olarak % olarak

Kum 30-40 5-10 5-15 35-50

Balçık 10-25 15-20 10-20 40-60

Kil 5-15 10-15 30-40 40-65

( Scheffer ve Schachtschabel, 1960'dan)

Toprakta su hava ilişkileri, gözenek boyutlarının toplam gözenek hacmindeki iştirak oranlarına kuvvetle tabidirler.

153

9. TOPRAK VE SU

Suyun bitki ihtiyacını karşılamak üzere toprakta tutulması im­kanları ve derecesi, yeryüzünün bitki formasyonları ile örtülmesinde ve kültür bitkilerinin ekonomik bir büyüme sağlamasında büyük bir önem taşır. Bu olayın kanuniyetlerini yakından bilmek gereklidir.

Suyun toprakta tutulmasında sorumlu olan iki kuvvet adhezyon ve kohezyondur. Adhezyon, toprak parçacık1arının yüzeylerindeki moleküllerin suyu çeken kuvvetlerini kapsar ve toprak parçacıkları­nın yüzeylerinde adsor.be edilmiş bulunan iyonların hidratlanma ge­rilimlerinden ileri gelir. Kohezyon ise, su moleküllerinin birbirini çekmesinden hasıl olur. Adhezyon kuvvetlerinin etkisiyle toprak par­çacıklarının yüzeyinde sımsıkı tutunmuş pek ince su filimled teşek kül eder. Kohezyon kuvvetleriyle fazla su molekülleri çekildiği nis­bette bu filimler kalınlaşır ve sonunda kapillar gözenekleri doldurur. Serbest drenaj sağlanmışsa kapillar olmayan büyük gözenekler yer çekimi etkisiyle boşalmış ve su ile tamamen dolmamıştır. Fakat ka­lın filimlerle kaplanmış olurlar.

ŞP,kil 42 : Suyun yüzey gerilimini gösteren şematik resim.

Su moleküllerinin birbirine karşı olan çekici kuv:ıetleri, sıvı-hava sınırında yüzey gerilimi diye bilinen olay ile açık bir surette göste­rilmiştir. Yüzey gerilimi, şekil 42'den anlaşılmaktadır. Su kütlesi içindeki herhangi bir su molekülü, A molekülünde olduğu gibi, onun

154

etrafını saran bütün diğer moleküller tarafından eşit kuvvetle çekilir. Öte yandan su kütlesinin yüzeyindeki moleküller sadece yanların­daki ve altlarındaki moleküller tarafından çekilir. Sonuç olarak bileş­ke kuvvet aşağıya doğrudur ki, bir kompresyonu ve böylelikle su moleküllerinin su yüzeyinde yüksek bir konsantrasyonunu mucip olur. Bu moleküller, suyun yüzeyine sıkı surette gerilmiş elastiki bir zar vazifesini görürler. Bu bileşke kuvvet yüzey gerilimini doğurur. Su moleküllerinin bir cam boruda tırmanarak yükselmek eğilimi (şekil 43) adhezyonunun bir işareti olup şunu gösterir ki cam ile su arasındaki çekici kuvvet, bizzat su moleküllerinin kendi aralarında-

b

Şekil 43 : Kapillar yükselme ve kapillar depresyon; a) camı ıslatmayan blr sıvının (mesela cıva) kapillar depresyonu; b) camı ıslatan bir sıvının

(mesela su) kapillar yükselmesi.

ki çekici kuvvetten de büyüktür. Benzer bir ilişki, su ile toprak par­çacıkları arasında mevcuttur.

Sıcaklık sudaki kohezyona ve dolayısiyle tutulan su miktarına bariz bir etki yapar. Sıcaklık arttıkça kohezyon kuvveti zayıflar. Çö­zünmüş organik maddeler ile çözünmüş tuzlar çözeltinin yüzey geri­limini değiştirirler ve böylelikle tutulan suyun miktarına tesir ederler.

Suyun adhezyon ve kohezyon ile tutulması şiddeti, su molekülle­rinin filimde bulunduğu yere tabi olarak değişir. Toprak parçacığı­nın yüzeyinde adsorbe edilmiş olanı o kadar sıkı bir tarzda bağlan­mıştır ki sıvı olmayan bir haldedir ve bitkiler için istifade edilmesi kabil değildir.

Toprak-su sınırından uzaklaştıkça, su molekülleri gittikçe zayıf­layan bir kuvvetle tutulurlar. Sonunda kalın bir filmin su-hava sı­nırında yüzey gerilimi yalnız başına tutucu kuvveti teşkil eder. Böy­lece tarla kapasitesine muadil bir su muhtevasına malik olan bir top­raktan bir hacim birimi suyu çekmek için nisbeten az bir kuvvete lüzum vardır. Fakat su muhtevası azaldığı oranda, yani su filmi in­celdiği nisbette suyun bir hacim birimini çekmek için lüzumlu kuv­vet gittikçe daha büyük olur.

155

9.1 pF ıska1ası

Bundan önce söylenenlerden anlaşıldığı gibi bütün toprak nemi eşit bir şiddetle tutulmuş değildir. Bundan başka topraktan bir mik­tar suyu uzaklaştırmak için lazım olan kuvvet bu suyu tutmuş olan kuvvete eşit olacaktır. Bu kuvvet kendisine muadil olan bir su sütu­nunun ağırlığiyle yahut santimetre yüksekliği ile ifade edilirse pratik güçlüklerle karşılaşılır. Mesela kolloid parçacıkların yüzeyinde adhez­yonla nemi tutan kuvvete maudil olan su sütununun yüksekliği 106

santimetreyi bulacaktır. Böyle sayıların kavranması güç olduktan başka mesela toprakta tutulan su miktarı ile tutan kuvvet arasın­daki ilişkiyi gösterecek bir grafik çizmek icabederse çok uzun bir ka­ğıda lüzum hasıl olacaktı. Bu sebepten dolayı bu değerlerin yerine muadil su sütununun logaritmasını kullanmak mutaddır. Bu logarit­mik ifadelere pF denir. İfadedeki p sembolü.10 kaidesinin ref edildi­ği kuvveti, F sembolü ise serbest enerjiyi gösterirler.

Toprak suyunun enerji münasebetlerini pF terimleriyle ifade et­mek reaksiyonun pH terimleriyle ifade edilmesine benzer. Şu fark ile ki küçük pF değerleri küçük enerji değerlerine ve aksir ~ olarak büyük pF değerleri büyük enerji değerlerine delalet ederler. Böylece, 2 olan bir pF suyu tutmuş olan kuvvetin 100 cm yüksekliğindeki bir su sütununun ağırlığına muadil olduğunu gösterir. Aynı suretle 3 pF 1000 cm yüksekliğindeki bir su sütununun ve nihayet 7 olan bir pF 10 000 000 cm yüksekliğindeki bir su sütununun ağırlığına eşit bir kuvveti temsil eder. Hemen şu noktaya da işaret edilsin ki muayyen bir pF değeri su-hava sınırındaki enerji ilişkisini gösterir ve toprak suyunun bütününe tatbik edilemez.

pF eğrilerinin önemi

Toprakların pF eğrileri incelendikte muayyen bir pF'de tutulmuş olan su miktarının, muhtelif tekstürlü topraklarda., büyük ölçüde değiştiği görülür. Mesela bitkilerin suyu emebildikleri en büyük geri­limi temsil eden pF = 4.2'de muhtelif topraklar aşağıdaki oranlar­~ suyu havidirler.

Kil Toz balçığı İnce kum

takriben % 19 » » 10.5 » » 4

Yukarıda verilmiş bulunan değerlerin sadece yaklaşık oldukları hatırlatılmalıdır. Bir tekstür sınıfı içindeki parçacık boyutunun tec­vizi kabil varyasyonları, organik madde muhtevası ve strüktür gibi diğer hususlar da pF eğrileri üzerine tesir ederler. Bir pF eğrisinin

156

biçimini, gözeneklerin boyutlarına ve onların toprak içindeki dağı­lışı üzerine yaptığı etkinin sonucu olarak toprağın tekstürü tayin eder.

Bir topraktan suyu basınçla yahut emmek suretiyle çekmek ola­yında önce geniş gözenekler, sonra dar olanlar boşaltılır. Bir pF eğ­risi bir toprağın su ve suyu tutan enerji ilişkilerini tesbit ve rak kamla ifade etmek için fevkalade elverişlidir. Suyun yaklaşık mik­tarını tayin ederken toprak doymuş ise pF-0, tarla kapasitesinde ise pF=-=2.5 ve bitkilerin pörsüyeceği esnada pF=4.2 olacaktır.

pF eğrilerinin pratik önemlerinden birisi de şudur: Bir toprak tekstür sınıfı için elde bir pF eğrisi bulunacak olursa, bundan sula­mada geniş ölçüde faydalanmak mümkündür. Sulama tatbikatında suyu en ekonomik şekilde kullanmak şarttır. Bu maksatla bitkilerin topraktaki sudan azami derecede faydalanmaları için toprak suyu­nu pörsüme noktasına kadar çekip almaları gerekir. Sulama mev· siminde yüzey toprak kurumaya başlayınca bitki köklerinin en büyük oranda gelişmiş bulunduğu toprak tabakasından nümuneler alına­rak toprak suyu miktarı tayin olunur. Su miktarı, pF eğrisinde pF=4.2'nin gösterdiği miktara erişince, sulamak zamanı gelmiş de­mektir. Böylelikle lüzumsuz su israfı önlenir. Bundan başka eğriler­den bir topraktaki kabili istifade su miktarını da okumak kabildir (şekil 44).

atu 10000

0.J

ıo

Bitkinin

alamadığt

su

Bitkinin atabildiği su

Yavaş

Hızlı

}sızan su

Şekil 44 : Bir kum, bir balçık ve bir kilin kapillar gerilimle su muhtevası arasındaki ilişkileri gösteren eğriler (DPN =Daimi pörsüme noktası;

TK = Tarla kapasitesi (Scheffer-Schachtschabel, 1960'dan).

157

9. 2 Toprağın su çeşitleri

Bir toprağın nem miktarı çoğalırken yahut azalırken su-hava sı nınnda suyun yüzey gerilimi mütemadi bir değişikliğe uğrar ki pF eğrisi de bunu temsil eder. Bu eğrilerin mütemadi karakterde oluşu (şekil 44) yani keskin dönüm noktası göstermeyişi muhtelif su şart­larını ve derecelerini ayırmaya yanyan keskin sınırların bulunmadı­ğım gösterir. Bununla beraber geniş enerji sahaları arasına düşen toprak suyunun çeşitli kategorilerini tanımak pratik bir önem taşı­dığından bugüne kadar bir çok toprak suyu tasnifleri yapılıruştır. En çok kullanılmakta olanların birisi Briggs'inkidir. Buna göre top­rakta üç su kategorisi ayrılır.

Higroskopik su : Kapillar su uzaklaştırıldıktan sonra toprak par­çacıkları tarafından ince bir film halinde tutulan su kısmıdır. Yer çekimi yahut yüzey gerilimi kuvvetleriyle harekete kabiliyetli de­ğildir. Toprak parçacıklarının etrafında, 15-20 su molekülünden iba­ret ince bir film halinde olduğu tasavvur edilmektedir. Enerji terim­leriyle ifade edildikte 4.5 pF (takriben 31 atmosfer) den yüksek bir kuvvetle tutulan su diye tarif edilebilir. Toprak parçacıklarının yüze­yini ince bir zar halinde sardığına göre higroskopik suyun mikta­ı·ı toprağın iç yüzeyi ile ve orada adsor.be edilmiş katyonların tabia­tiyle değişir (şekil 45). Bundan başka havanın nisbi nemi ve sıcaklık derecesiyle değişir. Bitkiler takriben 15 atmosfer kadar bir emme

o 0,+0

N :C .o,JS

l")E o,l2

u c o,ıı

u. 0.24

:x 0,20

Ol 0.76

~ 0.11

ii ao.

'° o.o.

r

r

-~ - - (o

!f!J., ---~ K

I I 1 ı 1

)

~~ ~ ~

ı:::::=:== -- ~v 1

v / J - / _, - -

o 10 20 JO "'° jO 60 10 ao 10 100

Nisbi buhar basıncı

Şekil 45 : Çeşitli katyonlarla doyurulmuş kilde su alımının (higroskopik suyun) buhar basıncına tabiliği (F. Alten ve B. Kurmles 1939'dan).

ba.sıncı geliştirdiklerinden bu sudan faydalanamazlar, bu sebepten ötürü higroskopik suya (ölü su) adı verilmiştir.

158

nın kalınlığı toprağın kapillar kapasitesine ve eklenmiş bulunan su­yun miktarına tabidir. Daha fazla su eklenmekle ıslanmış bulunan tabakanın su muhtevası çoğalmaz, fakat alt sının aşağıya doğru iler­ler. Nihyet ıslanmış tabaka yeteri kadae derinlere uzanınca fazla nem taban suyuna geçer. Fakıat orman toprağında da sızıntı suyu sa­dece üst tabakanın kapillar kapasitesi doyurulmuş olduktan sonra hareket eder sonucu çıkarılmamalıdır. Zira orman topraklarının ço­ğunluğu strüktür itibariyle yeknesak değildi. Bu topaklarda büyük

~ ra •ı--t-----t-'"'t::ı!:::~?"t7'"""*7'+-~-A-:ı~~~~~-l.4-7'~.4-+~~:_ı._-ı

~ o 8

şek.11 46 Sulama suyunun toprak profili içinde dağılışını gösterir şema (Leeper 1960'dan).

kapillar olmayan gözenekler vardır ki suyun hızlı hareketi için ka­nallar vazifesini görürler ve yağıştan sonra ıslanmış toprak taba­kasının alt sınırının çok düzensiz olmasını sonuçlandırırlar. Böyle orman topraklarında su, kısmen hala kuru olan bir toprak içinde, belirli yollardan geçerek aşağıya doğru sızabilir.

Derin köklü ağaç türleri, ağır topraklarda aşağıya doğru dre­najı kolaylaştırırlar. Çünkü köklerin çürümesinden sona kalan boş­luklar suyun akıp gitmesi için kanal gibi iş görürler. Sızıntı suyunun drenajı topoğrafik durumlar yahut geçirmeyen tabakalar sebebiyle engele uğrayabilir. Bu durumlar genelikle yüksek bir taban suyu düzeyi hasıIJ ederler. Gravitasyon suyu 2.5 pF'ten küçük kuvvetlerle tutulur. Bitkiler bu sudan, aşağıya doğru tenebbüt mevsiminde ha­reket ettiği takdirde, faydalanabilirler.

9. 3 Taban suyu ilişkileri

Toprağın değişik derinliklerinde öyle bir sahaya rastlanabilir ki, toprak hidrostatik basınç altında bir su ile doymuş olur; burası doy­gunluk zonudur. Yani bütün gözenekler su ile dolmuş bulunur. Bu­radaki suya ctaban suyu'> yahut «Zemin suyu» denir.

160

Taban suyu düzeyinden yukarıya doğru uzanan bir kuşak vardır ki «kapillar kuşak» yahut «kapillar saçak» diye bilinmektedir (şekil 47). Bu kuşaktaki kapillar gözenekler doygunluk zonundaki su ile devamlı surette te~asta bulunan bir su ile doludur. Kapillar ku­şaktaki su, kapillarite etkisi ile yer çekimine karşı tutulmuştur. Ka-

... . . . ; .. · · . · . Hava b<Jlunan

. • saha \ ..

: i, · !/tı",-rı ;ı !· ı~-ıt i :~ (.': ~( ~ı-'ı .· j ~ ! • i . 1 1 1 : 1 : 1 • . " ı i 1 t • 1 '. : 1 : d : I 1 '.: .! '. : . '. I 1 ! .1i 1 , 1 j . l_ , 1 Kapıl/ar su ';. l '' ! 1 '. 1. , ı, ı 1' 'ı ' . ı

1 1 • ' 1 ! t • ı 1 1 1 • ' • ,. 1 : ; • • • ! ' 1 1 • 1 j 1 'ı 1 t 1 ,. • 1 • - ' ı f

::;:..-.-- • - ·-:--- : • ~_:r · . ·.- ... - ..... --=::--- ·-:-. .:...· ·-- .--··--· -- -- .. --- -=-:..~,.:.-: ___ ·-:--:_· ~;:_-.·:~-· ·-· .- ·. :_-·-.··-~~ Taban suyu

· ...

Şekil 47 : Gözenekleri aynı boyutta olan bir toprakta taban suyu düzeyinden yükselm!ş bulunan kapillar su (kapillar kuşak) şematik surette gösterilmiştir

(Handbuch der B-Odenlehre 1930'dan).

pillar kuşağın yüksekliği toprağın tekstürüne tabi olarak değişir; kaba tekstürlü topraklarda az, buna karşılık ince tekstürlü toprak­larda ise nispeten daha çoktur.

Taban suyu düzeyinin profili başlıca arazinin profiline benzer (şekil 48). Bu hale bilhassa konturları keskin olmayan arazide rast­lanır. Arazinin konturları keskin olduğu oranda arazi yüzeyinin pro­fili ile taban suyu düzeyinin profili arasındaki aykırılık büyür. Komşu

Şekil 48 : Taban suyu düzeyinin arazi §ekline uyması· (H. Jenny 1948.d.en).

161

su sahalarından (göl, nehir v.b.) fazla yüksek olmayan yerlerde ta­ban suyu toprak yüzeyine yakındır. Buna karşılık yükselmiş yer­lerde taban suyu o kadar derinde olabilir ki bitki örtüsüne herhangi bir etki yapamaz. Fakat taban suyu düzeyi yahut kapillar kuşak köklerin varabileceği bir derinlikte olursa ağaçlar bundan faydala­nabilir. Taban suyu düzeyi zamanla yükselip alçalabilir. l3u değişim­ler, buharlaşma, transpirasyon, yağışlar, atmosferik basınç ve sıcak­lıktaki değişimlere genellikle tabidirler.

Ilıman iklim zonlannda düzeyin kışın yükseldiği ve yazın düş­tüğü genellikle müşahede edilir. Taban suyu düzeyinin günlük deği­şimleri ormanlaştırılmış bulunan bataklık sahalarda müşahede edil­miştir. Düzeyin muntazam olarak gündüz düştüğü ve geceleyillı yük­seldiği bulunmuştur. Bu türlü değişimler muhtemel olarak orman ağaçlarının transpirasyonu ile ilgilidir.

9. 4 Toprak suyunun hareketi

Su toprak gözenekleri için.de sıvı ya da gaz halinde hareket eder. Suyun sıvı halindeki hareketini icabettiren kuvvetler yer çekimi yani ağırlık ve kapillar gerilimdir. Buhar basıncı farkları ise suyun gaz halindeki hareketini mucip olur.

9. 41 Suyun sıvı halde hareketi

Ağırlık kuvvetinin etkisi altında suyun hareketi

Ağırlık kuvveti, serbest suyun toprak içinde ve kapillar olmayan gözeneklerde aşağıya doğru geçirmez bir tabakaya yahut taban su­yuna rastlayıncaya kadar hareketine sebep olur. Bu hususta iki fak­tör önemlidir. (1) lfapillar olmayan kaba gözeneklerin. sayısı, boyu­tu, mütemadilikleri yani bir:birine ekli olmaları. (2) Girmekte olan su tarafından havanın bu gö.zeneklerde sürülmesi derecesidir.

Kapillar olmayan kaba gözeneklerin sayısı, boyutu ve mütemadi­likleri, yani birbirlerine ekli oluşu, arttıkça suyun sızması derecesi de büyür. pF=2'de boşalan gözeneklerin çapları 30 µ'dan daha bü­yüktür; pF=l.6'da boşalanlar ise 75 µ'dan daha büyük çaplıdır. Top mğın yüzeyine ya:kın bir derinlikte taban suyu yoksa, 75 µ 'dan bü­yük olan bütün gözenekler yağışlı, sulak şartlarda bile hava ile dolu kalırlar (Leeper, 1952) (8. 5'te gözenek boyutlanna bak).

Ölçmeler göstermiştir ki kaba gözeneklerin hacmi ile enf iltras­yon hızı a_rasında bir ilişki bulunmaktadır (şekil 49) . Şu nokta da belirtilmelidir ki bir toprakta horizonlar kaba gözenek miktarı bakı-

162

Kapillar gerilimin etkisi altında suyun hareketi

Bu çeşit hareket esas itibariyle toprağın kapillar gözeneklerinde olur. Yer çekimi yani ağırlık tesiri altında vuku bulan hareket ha­kim surette aşağıya doğru iken kapillar gerilimden doğan hareket her yöne doğru yani yukarıya ve yana doğru daı olur. Kapillar göze­neklerıde su-hava sınır yüzeyinin büküntüsü suya doğru dışbükey ha­lindedir. Yani tam dolmamış bir gözenekte su gözenek duvarlarına, adhezyon kuvvetiyle çekildiğinden, tırmanır; sonunda su-hava sınır yüzeyi suya doğru dışbükey olur. Bu olayın anlamı şudur ki burada bir negatif .basınç vardır. Böylece su kapillar mesame içerisine çeki­lir. Su-hava sınır yüzeyinin dışbükeyliği bariz olduğu oranda hasıl edilen çekme kuvveti büyük olacaktır.

Suyun kapillar yükselmesi ince kapillar gözeneklere sahip bu­lunan topraklarda en büyüktür. Böylece yükselme killerde, kumlar­dan daha fazladır. Fıakat yükselme hızı kumlardakinden çok daha küçüktür.

Eskider. kapillar suyun toprak parçacıklarının etrafında. müte­madi ince filmler halinde bulunduğu tasavvur ediliyordu. Sonradan su filimlerinin toprak gözeneklerinde bulunduğu ve bu gözeneklerin boru şeklinde olmayıp değişik boyutta hücrelerden ibaret bir toplum hasılettiği anlaşıldı. Bu hücreler dar boyunlarla birbirine bağlanmış bulunurlar. Bir toprakta muayyen bir nokta.da su muhtevasındaki değişiklikler tedricen olmamaktadır; daha ziyade, gayrı muntazam şekilli olan gözeneklerde suyun hareketi. yani gözenekler~ girip çık­ması iki stabil olmayan safha gösterir. Bu safhalarda dolmak veya bo­şalmak birdenbire olur. Bu olay şöyle izah edilmektedir ki iki hücre arasında bulunan dar bir boyundaki bir su - ha va sınır yüzeyinin kapillar çekme kuvveti bizzat hücrelerdeki bir sınır yüzeyinin çekme kuvvetinden daha büyüktür. Böylece, bir hücreye girmiş bulunan su en geniş yerini geçince, içeriye doğru olan akım birdenbire yükselir ve hücrenin dolması derhal vuku bulur.

Toprağın suyu çekmesi Buckingham ta.rafından kapillar gerilim diye adlanclırılımştır. Diğer müellifler bu anlamdan emme kuvveti yahut emme .basıncı diye bahsederler.Buckingham kapillar gerilimi, bir topraktan suyu çıkarmak için lüzumlu olan basınç eksikliğine ya­hut muayyen bir nem derecesindeki bir toprağa suyu sokmak için gereken pozitif basınç diye tarif ve bu basınca tekabül .eden su sü­tununun yüksekliği ile ifade etmektedir.

Bir toprağın su muhtevası azaldığı oranda kapillar gerilimi yük­selir. Su alçak kapillar gerilimli sahalardan yüksek kapillar gerilimli sahalara doğru harekete meyleder.

164

Herhangi bir noktada ısınma olursa, suyun yüzey gerilimi ile viskozitesi düşürülmüş olur ve su, yüzey gerilimi daha yüksek olan sahalara doğru çekilir. pF terimleriyle bunun anlamı şudur ki su alçak pF'li sahalardan yüksek pF'li yerlere doğru harekete meyle­der. Zira pF kapillar gerilimin basit surette logaritmasıdır.

Eski literatürde suyun topraklarda dağılışı için bir mekanizma olarak kapillıariteye büyük önem verilirdi. Taban suyu yüzeyin­den yahut nemli alt topraktan suyun yükselmesinde kapillaritenin rolü bilhassa belirtiliyordu. Şimdi bu husus biraz mübalağalı sayıl­maktadır. Toprakta kapillarite ile suyun yükselmesi üzerine itinalı araştırmalar yapılmış ve şu sonuçlara varılmıştır: Kaba kumlarda 35 cm; ince kumlarda 70 cm; ağır balçıklarda 85 cm' den daha büyük mesafelerde yukarıya doğru olan kapillar hareket bütün pratik mak­Batlar için tesirsizdir. Islak topraktan kuru toprağa doğru suyun ka­pillar hareketi genellikle bitkiler için fazla önemli olmayacak dere­cede yavaştır. Eğer bitkiler muayyen bir toprak sahasındaki nemi kullanmak mecburiyetinde iseler köklerini o sahaya göndermelidir­ler. Bununla beraber taban suyundaki doygunluk zonundıan kapillar kuşak zonuna doğru olan su hareketi sarih surette hızlıdır.

9. 42 Suyun buhar halinde hareketi

Buhar fazındaki su toprak içinde bir noktadan başka birine h -reket edebilir. Atmosferden dahi toprağa girebilir, yahut topraktan atmosfere çıkabilir. Buhar fazındaki hareket~ buhar basıncı farkları sebe olur. Hareket genellikle yüksek buhar basınçlı yerlerden alçak b smclı yerlere doğru olur. Buhar basıncındaki farklar ise su muh­tevasmdaki ve sıcaklıktaki farkların bir sonucudur.

Toprağın ne muhtevası higroskopik su miktarının üstünde kal­dığı müddetçe tonrak havasının nisbi nemi % lOO'e yakın tutulur. Bu duruma göre n~m muhtevasındaki farklardan ileri gelen c:-u bu­harı hareketi, ancak topraktaki su miktarı higroskopik mikta ·1r1. al­tında olduğu takdirde beklenebilir.

Toprak nemi farklarm·fan ileri gelen su buharı hareketleri or­man topraklarında nispeten ehemmiyetsiz sayılmaktadır. Zira orman toprakları gölge altında bulunur, üst ve alt toprak tabakaları arasın­da büyük sıoaklık farkları olamaz; bu sebeple toprak havası nemin­d~ dahi o kadar büyük farklar doğmaz.

9. 5 Toprak suyunun eklenmesi ve .kaybı

Bir toprakta herhangi bir zamandaki nem durumu eklentilerle kayıplar arasındaki dengeyi temsil eder. Bir toprağa gelen su milt-

165

tarı, yağış miktarı ile toprağın tabiatı ve diri ve ölü örtünün karak­teri bunlardan başka topoğrafya gibi faktörlerle etkilenir. Toprak suyunun kayıpları yer çekimi, buharlaşma ve transpirasyon tarafın.­dan etkiye uğrar.

Yağış topraktaki suyun başlıca kaynağıdır. Yağışın miktarı ve şiddeti toprağa giren su miktarını tayin etmek bakımından mühim­dir. Toprağın tabiatı da bu konuda büyük bir öneme sahiptir; çünkü toprağın yüzüne erişen suyun sızma hızına tesir eder. Toprakların suya karşı geçirgePJiği başlıca kapillar olmayan gözenek hacmine .bağlıdır (8. 5'e bak). Kapillar olmayan büyük bir hacme malik top­raklar kaide olarak suya karşı çok geçirgendirler. Toprak geçirgen olduğu oranda yağışlar kolayca toprak içine sızar.

Suyun sızma hızı, sadece kapillar olmayan yani kaba gözenekle­rin hacim toplamından değil fakat aynı zamanda bu gözeneklerin boyutundan ve düzeninden dahi müteessir olur. Çürümüş köklerin bıraktıkları kanallar, hayvanların açtıkları dehlizler, toprağın bü­zülmesinden ileri gelen çatlaklar ve toprak parçacıkları veya kırın­tıları arasında kalan büyük gözenekler, hasılı hepsi, toprakların ka­pillar olmayan kaba gözenek hacmine eklenir. · Kırıntı strüktürüne mıh ip olan topraklarda sızma, olmayanlardan daha hızlıdır ve adi su­rette kaba tekstürlü topraklar ince tekstürlülere nazaran daha çabuk suyu sızdırırlar. Donmamış toprağa kar yağarsa, toprak suyunu don­maktan koruyabilir yahut hiç değilse donun nüfuz derinliği azaltıl­mış olur. Böylelikle kış süresince ve ilkbahar aylarında devamlı ge­çirgenlik fayda görür. Öte yandan kaba gözenekleri az oranda bulu­nan bir toprak kar yağmadan donmuş olursa geçirgenlik büyük öl­çüde azalabilir. Mühim olan nokta şudur ki orman altındaki toprak, donmuş olsa bile, çıplak arazideki topraktan çok daha fazla geçir­gendir. Bu husus şu hakikatle izah edilmektedir. Orman toprakları adi hallerde bir çok kapillar olmayan kaba gözeneklere maliktfr; ;: ·:·.!ar f:1 kapillar gözeneklerde donduktan sonra da açık rnlırlar.

Suyun bir toprağa girdiği hız toprağın baştaki nem muhtevası­na tabicür. İnce tckstürlü topraklar kuru olduklarında büzülme çat­laklarına ve toprak agregatları arasındaki kapillar olmayan kaba gözeneklere sahip olabilirler ki bir sağanağın başlangıcında hızlı bir enfiltrasyona müsaade ederler. Toprak ıslandıkça, kolloidal madde­J~r su emerek şişerler, böylece gözeneklerin boyutu azalır. Bu huı.ms ince tekstürlü toprak1arda nem muhtevasının çoğalmasiyle enfiltras­yonun azaldığı hakkında. gözlenen gerçekleri açıklar. Kaba tekstürlü topraklarda enfiltrasyon, nem muhtevalarındaki farklarla bu türlü keskin değişime uğramaz.

Mineral topraklara organik maddenin karışması ile gözenek hac-

166

mi büyür ve bunun sonucunda suya karşı geçirgenlik artar. Vejetas­yon örtüsü bir toprağa giren suyun miktarım birkaç şekilde etkiler.

Toprağın yüzeyindeki ölü örtünün önemli ve faydalı rolü ağırlı­ğının bir kaç misli suyu emmesinden ziyade mineral toprağa yağmur tanelerin.in şiddetle çarpmasına ve kırıntı strüktürünün mahvına en­gel olmasındadır. Çıplak topraklara çarpan yağmur taneleri, kırı..ntı­ları mahvederek ince toprak kısımlarının süspansiyon haline geçme­sine ve sularla enfiltre olarak toprak gözeneklerini tıkamasına sebep olurlar. Sonunda yüzey toprağın gözenek hacmi azalır ve enfiltras­yon düşer. Ölü örtü mevcut bulunursa enfiltrasyon için şartlar çok daha müsaittir. Yağmur damlalarının çıplak toprağa çarpması yü­ziinden meydana gelen sıkışma olmaz, su mineral toprağı hareket ettirmeden yavaşca toprağa nüfuz eder ve ince toprak taneleri süs­pansiyon haline geçmez. Toprağa karışmamış olan ölü örtünün diğer önemli etkisi de şudur ki suyun toprak üstü akış hızı azalır. Akan su mineral toprağın üstünde bulunan iğne, yaprak, dal, kabuk ve diğ·er organik artıklar gibi engellere çarparak bölündükçe friksiyon dahi artar. En.filtrasyon kapasitesinden üstün olan yağmur devre­lerinden sonra bir miktar su ölü örtüde tutulur. Bu suyun büyük bir miktarı toprağa girer, böylelikle yüzeyden akan su miktarı e.zalır ve enfiltrasyon miktarı ise çoğalır.

Mineral toprağın üzerindeki bir ölü örtü adi hallerde enfiltras­yona müsait ise de istisnaların da mevcut olduğu hatırlatılmalıdır.

Humus örtüsünün keçeleşmiş mor tipi. hızlı enfiltmsyon bakımından, çtirüntülü mul ve mul tiplerine nazaran daha az şayanı arzudur.

Şiddetli yağmur esnasmde. elik yamaçlardaki topraklara, düz ma­hallerdekine nazaran daha az su girer. Yüzeyden akma, meylin art­ması oranında çoğalır. öte yandan bir vadide, bir yamacın dibinde bulunan bir toprak yandan ve yukarıdan gelen suyu da alabilir. Or­man topraklarının çoğu eJr..seriya köklemeden ve rüzgar devriklerin­den ileri gelen mikroröliyef çukurlar ve tümsekler ile kara rJ <:>rlen­miştir. Çukurlar yüzeyden akma başlamadan önce suyla dolarlar.

Bir orman toprağının enfiltrasyon kapasitesi, kültiv2s ·onun, fazla otlatmanın rahut mükerTeren yakmıanın neticesi olarak adi su­rette azaltılmış olur. Gayri müsait sonuçlar ağır topraklarda e ba­rizdir. Araştırmalar göstermiştir ki iyi bir orman toprağının ge ir­genliği tarla topraklarındanı ve otlaklardan genellikle fazladı ....

167

9. 6 Toprak nemi konstantlan

Toprak nemi ilişkilerini karakterlemekte geniş surette kullanılan konstantlar şunlardır:

1. Higroskopik koefisyan. 2. Nem ekivalam. 3. Daimi pörsüme koefisyanı (yüzdesi). 4. Tarla kapasitesi. 5. Yapışkanlık noktası (hamurlanma noktası) .

9. 61 lligrosko!Jik koefisyan

Bu koefisyanın higroskopik nem sahasının üs t sınırını gösterdiği kabul edilmiştir. Bu değerin tayininde kullanılmış bulunan metotlar birbirinden farklı sonuçlar vermektedir. Genellikle en büyük değer­ler yüksek kolloid muhtevasına sahip topraklarda bulunmuştur. Şu nokta da hatırlatılmalıdır ki sadece kolloid miktarı değil fakat aynı zamanda onun tabiatı ve adsorbe etmiş olduğu katyonlar dahi higros­kopisiteye tesir ederler (9. 2'ye bak).

9. 62 Nem ekivalanı

Bu terimle nem muhtevası, sabit bir merkezkaç kuvvetin yar­dımı ile kapillar qenge haline getirilmiş bulunan bir toprağın tuta­bildiği yüzde su miktarı ifa.de edilmektedir. Burada yer çekiminin 1000 misline eşit güçte santrifüj hızı kullanılmaktadır. Nem ekivala­nı son zamanlarda tar1a kapasitesinin yaklaşık ölçüsü olarak sayıl­maktadır. Orta tekstürlü balçık topraklarının tarla kapasitesi takri­ben nem ekivalanının aynıdır. İnce tekstürlü kil topraklarında nem ekivalanı, tarla kapasitesinden hafifçe yüksek ve kaba tekstürlü kum topraklarında :s:; önemli oranda daha alçaktır. Şu halde nem ekiva­lanı tarla kapasitesinin tahmini için pratikçe uygun ve toprakların çoğu hakkında yeter derecede sıhhatli bir metotdur. Bir çok araştı­rıcılar nem ekivalanı ile mekanik analiz değerleri arasında geniş bir ilişki bulmuşlardır. Nem ekivalanı ile kum, toz ve kil yüzdeleri ara­sındaki ilişki şöylece ifade edilmektedir :

Nem ekivalanı=0.063 kum+ 0.291 toz+ 0.426 kil

Nem ekivalanı değerleri kolloid maddelerin çoğalması ile büyür; aynı Mm.anda kolloidlerin kimyasal bileşimi ve adsorbe edilmiş ka­bili mübadele katyonlarla tesire maruz kalır (9. 2'ye bak)

168

Nem ekivalanındaki pF değeri hemen bütün topraklar için tak­riben 2.5'dir. Bu muayyen. enerji ilişkisi, toprağın nem durumunu karakterlemek hususunda nem ekivalanının değerini çoğaltmakta­

dır.

9. 63 Daimi r>örsüme koefisyam (yüzdesi)

Pörsti.me koefisyanı toprakta dikili bulunan bitkinin yaprakları pörsümeye başladığı andaki nem miktarıdır ki toprağın kuru ağır­lığının yüzdesi olarak ifade edilir. Bitkilerin bu şekilde pörsümesi topraktaki nem açığı dolayısiyle yapraklardaki nemin dahi daimi su­rette azalmasından ileri gelmektedir. Pörsüme koefisyanını tayin et­mekte adi surette ay çiçeği bir deney bitkisi olarak kullanılmak a idi. Ay çiçeğinin pörsümüş dip yaprakları, bitki su buharı ile takri­ben doymuş olan bir atmosfere getirildikten. sonra da turgorunu ka­zanamazsa neminin daiıni surette azaldığını göstermiş olur. Bitkiler pörsüme koefisyanına erişildikten sonra da topraktan su çekmeye devam ederler. Toprak nemi pörsüme koefisyanına kadar azaltılmış bulunduktan sonra bitkiler tarafından suyun alınması tabiatiyle sı­nırlı olur. Alt yapraklardan başlıyan pörsüme nihayet uç yaprak­lar müteessir oluncaya kadar yukarıya doğru ilerler. Nem azalma­sının bu kademesine erişilince, eğer su verilmezse, bitki kısa bir müddette ölür.

Bugün daimi pörsüme koefisyanı, ayçiçeğinin kullanılmasına lü­zum kalmadan, toprağın suyunu 15 atmosf erlik basınç altında çekip alan aletlerle tayin olunmaktadır.

Pörsüme anındaki toprak nemi muhtevasının muhtelif bi kilere göre değiştiği görüşü sık sık ortaya atılmıştır. Fakat bu görüs ispa edilmiş görünmemektedir. Bilakis daimi pörsüme yüzdesi aynı top­rakta büyüyen muhtelif bitki türleri için göze çarpacak şekilde sa­bit olarak bulunmuştur. Bitkiler, tarla kapasitesinden takriben daimi pörsüme yüzdesine k·aıdar suyu aynı kolaylıkla kullanabilirler. Bit­kiler toprağın pF değeri takriben 4.2 olduğu zaman pörsürler. Bunun anlamı şudur ki bir toprak hakkında pF'in ve nem muhtevasının sıh­hatli bir eğrisi mevcutsa bitkilerin pörsüyeceği nem muhtevası gra­fikten okunabilir.

Mineral topraklara organik madde eklemenin suyu tutma kapa­sitesini büyük oranda çoğalttığı gıerçeği, bir çok müellifleri kabili istifade su miktarının dahi çoğaldığı sonucuna vardırmıştır. Unutul­mamalıdır ki organik madde büyük miktarda suyu adsorbe edebilir­se de daimi pörsüme koefisyanını da pek yükseltir. Organik madde için % 80'den yüksek de.imt pörsüme koefisyanı değerleri kaydedil-

169

mmjSu tutma gücü wo[ 360

JOOr

1

?OCI r

!CO~ L

')5 t

fC5tC- .... --;- - - - -· - - ...... ' I<

,," 1 1 ı > 1

,,"' 1 W.P .J;J5

oL-~J~"--'-'-'-~'~-'--'--~CJ-.LJ<~J-<..L.t.~~ K BK KB 8 KKB

Toprak türleri Şekil 50 : Muhtelif toprak türlerinde bitkilerin istifade edebileceği su miktarı;

0-100 santimetrelik profil.

F.K.--·~ Tarla kapasitesi; nK = kabili istifade su kapasitesi; W.P. daimi pörsüme noktası. K = kum; BK = balçıklı kum; KB = kumlu balçık;

B = balçık; KKB = kumlu killi balçık (Fiedler-Rcissig 1964'den)

Bitkilerin alabileceği su ihtiyatı mm.

JOO

balçıklı kum

kum

O~~~~----~-L.~---~--' O lO fO 60 BJ IC:J !!O M ·. J

Köklerin yayıldığı derinlik cm.

Şekil 51 : Bitkilerin istifade edebileceği su miktarının kök yayılma derinliğine tabiliği (W. Czeratzki'ye göre, 1961).

172

Görüldüğü gibi en büyük fark C02 miktarında ve kısmen 02 mik­tarında kendini gösterir. Topraktaki 002 normal hallerde atmosferde bulunanın 7-8 misline erişir. Genellikle, toprak havasının COı mik­tarı sabit olmayıp mevsimlere göre değişmektedir.

Toprakta bitki kökleri ve mikroorganizmalar solunum ile COı çıkarırlar ve 02 alırlar. Böylece toprak havasında C02 miktarı çoğa­

lır; drenajı kötü olan kilce zengin toprakların alt horizonlarında ıs-­

lak devreler zarfında ve üst toprağın donması halinde % 5' e kade.r yükselebilir. Oksijendeki varyasyonlar daha da büyük olabilir (§ekil 52). Vejetasyon devresinde bir tozlu kil toprağında üst 30 cm derin­likte oksijen % lO'a kadar düşebilir; 90 cm derinlikte ise daha da azalabilir.

-~ o ;o Vl

'° > ())

+J

..c :J E ON ~ > ON u

15

10

5

o M H E 30cm. derinlik

A aylar

Şekil 52 : Bir elma plantasyonunda 30 ve 90 santimetre derinliğinde toprak havasının oksijen ve karbon diyoksit muhtevası ( ..... . ) kumlu balçıkta ve (--) kil toprağında. M = Mart; H = Haziran; E = Eylül; A = Aralık.

(Scheffer-Schachtschabel'dan. 1960).

Karbon dioksidin varyasyonları köklerin solumasından başka .başlıca mikroorganizma faaliyetinden ileri gelir. Topraktan çıkan CÜJ miktarı bir vejetasyon devresinde hektar başına takriben 12000 kg kadar tahmin · edilmektedir; bu mikta.rınj 1/3 kısmı köklerin solu­ması ile 2/3 kısmı ise mikroorganizmaların faaliyetinden ileri gelir (Scheffer-Schachtschabel, 1960). Bu miktarlar günlük ve mevsimlik varyasyonlara uğrar. Toprağın havası, hava kurusu haline gelmemiş topraklarda, su buharı ile doymuştur.

10. 2 TOP.rağm havalanması (Toprağın solunumu)

Atmosfer havasiyle toprak havasının bileşim farklarını, difusyon yoluyla olan gaz mübadelesi tesviye eder. Böylece toprağın havası, atmosferin havası ile mütemadi bir alış veriş halindedir ki buna «toprağın havalanması» ya da «toprağın solunumu» denir. Difusyon-

174

11. 'I'OPRAGIN SICAKLI(jI

Toprağın sıcaklığı, toprakta. olup biten fizik, şimik ve mikrobi­yolojik hadiseler için v.e toprakta yaşıyan köklerin gelişmesi ve to­humların filizlenmesi için olduğu kadar bitkinin büyüme hızı için de önemlidir.

Toprağın sıcaklığını, alınan ile verilen ısı arasındaki denge belli eder (şekil 53). Gerek ısının alınması gerekse verilmesi şiddeti, top­rak özelliklerine olduğu kadar bazı dış faktörlere de tabidir. Toprakta cereyan eden şimik ve mikrobiyolojik olaylar bir miktar ısı hasıl

ederlerse de bunun toprak sıcaklığındaki rolü pek küçüktür. Yerin içinden gelen 1sı da kıabili ihmal derecededir. Toprağın en mühim

Toprak sıcaklığı

Gökyüzü ısınları Güneş ışınları

Uzun dalgalı radyasyon

Isı mü bade lesi

TOPRAK YÜZEYİ

Toprağa ısı iletilmesi Şekil 53 : Toprak yüzeyinin ısı transferi. Okların genişliği tra.nsf er edilen ısının

nisbi miktarını temsil etmektedir. (R. Geiger'e göre, 1950). (Fiedler - Reissig tarafından basitleştirilmiş).

177

ısı kaynağı güneşin ış:ınlarıdır. Toprak aynı zamanda sıcak havadan ısı absorbe edebilir. Sıcak ya~ur suyu da toprağa ısı getirir. Top­rağın ısı kaybı ise radyasyon, iletkenlik, konveksiyon ve suyun bu­harlaşması suretiyle olur.

11. 1 Toprak sıcaklığını tayin eden dış faktörler

Isının başlıca kaynağı güneş ışınları olduğundan toprağın sıcak­

lığı, bu ışınların şiddet ve miktarına göre değişmektedir. Bir noktaya isabet eden güneş ışını miktarı başlıca enlem derecesi, bakı ( expo­sition), rakım (yükselti), mevsim, günün saatleri ve atmosferin su buharı ve toz muhtevası gibi faktörlere bağlı olarak değişir.

Küçük enlem derecelerinden büyüklere doğru gidildikçe bir yere isabet eden ısı ışınlan miktarı azalır. Aynı şekilde güney ve batı bakılan, kuzey bakısından daha çok ışın enerjisi alırlar.

Genellikle alçak yerler yüksek yerlere nazaran daha sıcak olur. Yazın güneşin dik olması hasebiyle toprak daha çok ısınır. Günün saatlerine göre zeval (zenith) vaktinde topraklar en çok ısınmaya başlar ve daha 1-2 saat devam eder. Bunlardan başka toprağın örtüsü de ısınmasını tayin eden faktörlerden birisidir. Örtü, ölü veya diri olsun, güneş ışınlarının doğTud.an doğruya toprağa gelmesine engel olduğu için sıcaklığı düşürür.

11. 2 Toprak sıca.khğmı t.ayin eden iç fakfürler

Yukarda sayılmış olan dış faktörlerden başka toprağın ısınma­sına tesir eden iç faktörler, özgül ısı ile ısı iletkenliği, renk ve su mik­tarıdır. Toprağı teşkil eden maddelerin ekserisinin özgül ısısı suyun özgül ısısından çok daha küçüktür. Topraktaki mineral maddelerin özgül ısısı suyımkinin 1/5 kadarına, organiklerin.ki ise takriben 1/3-2/5'ine eşittir. Onun için toprak boşluklarının hava veya suyla dolu olması ısınma bakımından büyük bir fark doğurur. Kuru topraklar hızla ve yüksek derecelere kadar ısındığı halde ıslak topraklar ya­vaş ve daha alçak derecelere kadar ısınır. Islak ve kuru toprakların sıcaklık dereceleri arasındaki fark 8-10°C'i bulabilir.

Toprağın ısı iletkenliği bakımından mineral kısmının kum veya kil çeşitleri arasında büyük bir far~ yoktur. Genellikle mineral mad­delerin ısı iletkenliği büyük olduğu halde organik maddelerinki kü­çüktür. Toprağın gözenek he.eminin az veya çok olması iletkenliğin büyük veya küçük olmasını neticelendirir. Bu sebepten ötürü hacim birimi ağırlığı küçük olan gevşek toprakların iletkenliği de küçüktür.

178

Toprak nemi miktarının da iletkenlikle ilgisi vardır; şöyle ki su havaya nazaran ısıyı 25 misli da.ha kolaylıkla iletir. Bundan başka ısının suya geçmesi havaya geçmesinden 150 misli büyüktür. Bu iki sebep dolayısiyle ıslak topraklarda ısı daha kolaylıkla iletilir. Bu­nunla beraber ıslak bir toprağın ısınması, ihtiva ettiği suyun yüksek özgül ısısı dolayısiyle yavaş olur. Toprağın hava muhtevasını artıran bütün tarımsal işlemler ısı iletkenliğini azaltırlar; toprağın sıkı is­tiflenmesi aksine çoğaltır.

Toprağın açık veya koyu renkli oluşu da .bir fe.rk meydana geti­rir. Açık! renkli topraklar ışınları yansıttıkları için az ısındıkları hal­de koyu renkli topraklar ışınları daha kolay absorbe ettiklerinden daha çok ısınırlar. Fakat geceleyin de daha kolay ışın kaybettikleri için daha fazla soğurlar.

Toprakta bulun.an taşların da ısı bakımından önemleri vardır. Taşlar topraktan çok daha kompakt olduklarından ısıyı toprağa na­zaran daha kolaylıkla iletirler. Bunun neticesinde taşlı topraklar daha kolay ve da.ha yüksek derecelere kadar ısınırlar. Buna mukabi kışın

ve geceleyin radyasyon ile toprağı daha çok soğuturlar. Şu halde taşlı topraklar taşsızlara nazaran daha kontinental (kara içi) bir iklim yaratmış olurlar.

~ ~ zc.--~~~~~~~~---~--------~~~~~--~

18

76 !5

ıı,

l2

8

....... ........... . ........ .. ·· ........... . -- ..

()ca.. Ha:ı:.

Şekil 54 : Toprakta sıcaklığın yıllık gidişi (R. Geiger'den 1950).

179

Toprağın sıcaklığı, bir günün veya bir yılın geçişi esnasında gü­neş ışınlarının şiddeti değiştiğinden büyük varyasyonlara uğrar. Varyasyonların eriştiği derinlik ve iletilme hızları, eklenen ısının ve ısı iletkenlik derecesinin artmasiyle ve özgül ısının amlmasiyle çoğa­lırlar. Orta A vrupa'da günlük varyasyonlar takriben bir metreye kadar, yıllık varyasyonlar takriben 7 metreye kadar zayıflayarak erişirler. Yıllık sıcaklık ekstremleri 7.53 m derinlikte, şekil 54'deki misalde, o kadar gecikmiş olur ki en yüksek sıcaklık kışın, en düşük sıcaklık ise yazın kaydedilir. Bir gün zarfında da sıcaklık ekstremleri kayarlar. Şekil 55'deki misalde görüldüğü üzere, 40 cm derinlikte saat 12'de en düşük sıcaklık ve saat 24'de ise en yüksek sıcaklık ölçülmüş olur.

oc

ıtn '°1 ~ 75 cıs ~ lf)

c c

70 JCJ) (IS L-CL o +-' c 1-_, ~::

o C' 5!1 12" J{}h ı., n

Saatler

Şekil 55 : Mayıs ayında bir kum toprağında sıcaklığın günlU.k değişimi (E. Leyst'e göre, R. Geiger'den 1950) .

180

12. TOPRAGIN RENGİ

'f oprağın rengi pedojenetik olayların eseridir. Bununla beraber özellikle dağlık arazideki orman topraklarında rengi büyük ölçüde anataş da tayin eder. Toprakta renk tonu (ışığın dalga boyları) renk şiddeti (ışığın şiddeti) ve rengin toprak kütlesi içinde dağılışı, çoğu defa toprağın özellikleri ve toprağın gelişmesinde işe karışmış bulu­nan olaylar hakkında bir hüküm verilmesine yaradığı gibi, toprağın arazideki araştırılmasın.da profillerin tavsifi için bir önemli yardımcı vasıtadır.

Toprağ·a renk veren maddeler başlıca şunlardır : Demir bileşikleri (esmer, kırmızı, sarı, yeşilimsi, mavimsi), Manganez bileşikleri (esmer, siyah), Organik maddeler (esmer, siyah).

Demir minerallerinin hasıl ettiği renkler arasında esmer, kırmızı ve sarı tondakiler ferri hidroksitlerden ileri gelir. Yüksek oranda hid­raie olmuş ferri hidroksitler esmer yahut sarı renkte oldukları halde az nisbette hidrate olmuş oksitler daha çok kırmızı bir renk geliştirir­ler. Bu sebepten dolayı nemli iklim şartları altında gelişmiş toprak­larda Goethit (Fe20 3, H20) ve amorf ferrioksitler hakim olmak dola­yısiyle esmer, pas-esmeri renkler dahıa galip iken daha sıcak iklim­de gelişmiş topraklarda çoğunlukla hematit'in (2Fe2Ü3, 3H20) bulun­ması parlak kırmızı renkler hasıl eder. Yeşilimsi, mavimsi renkler indirgelenme olaylarına işaret edip iki değerli demir bileşiklerinden ferrooksit!2r, ferro sülfat ve ferro silikaUardan ileri gelir ve mt tad surette su içinde olan yahut havalanması güçliiğe uğrayan fena dre­najlı toprak horizonlarmcla gözlenir. Demirli kil mineralleri mesela nontronit, klorit, ve glaukonit gibiler ekseriyetle yeşil renkli oh rla:r.

Toprağın. organik maddeleri renk v'3rmekte, demir bileşikleri ka­dar önemlidir. Genel olarak esmer renkler az ayrışmış organik mad­delerden, boz ve siyah renkler ayrışması ve humuslaşması i c~· git­miş organik maddelerden ileri gelir.

Humusun renk şiddeti pek farklıdır. Mesela kara topraklar ile rendzinalar gibi bazlar bakımından zengin olan topraklar, % 2-3 ka-

181

dar humus muhtevasında ıslak halde iken siyah renkli oldukları hal­de açık renkli kil şistinden hasıl olmuş bazlarca fakir asit topraklar aynı humus muhtevasında ancak kirli bir renk gösterirler. Kara top­raklar da kalsiyum karbonatlarını kaybederek asitlenince renkleri açılır.

Manganez bileşikleri ve magnetit (Fe30 4 ) dahi organik maddeler gibi esmer ve siyah renklerin hasıl olmasını sonuçlandırırlar.

Toprağın rengi yalnız renk maddesinin miktarına tabi değildir; ondan başka toprağın tekstürüne de bağlıdır. Kaba tekstürlü top­raklar küçük bir yüzey geliştirdiklerinden muayyen miktardaki renk maddesi toprak tanelerini kalın bir kabuk halinde sarar, renk kuvvetli olur. Buna karşılık ince tekstürlü topraklar büyük bir yü­zey geliştirdikleri için aynı miktardaki renk maddesi ince bir kabuk halinde parçacıkların etrafını sarar, renk zayıf ve açık olur. Mesela % 1-2 oranındaki demir hidroksidin kum topraklarına verdiği rengi kil topraklarında ancak % 5-10 miktarındaki demir hidroksit hasıl edebilir. Yine % 0.2-0.5 nisbetinde humus bazı kum topraklarına boz yahut ıslak halde siyah hir renk verebildiği halde aynı koyuluk dere­cesini haSJ.1 etmesi için kil topraklarında humus % 5-15 miktarında olmalıdır.

Toprağın rengine su muhtevası da tesir eder. Kuru topraklar ışığı kuvvetle yansıttıklarından açık renkli görünürler. Toprakta su belli bir hadde kadar arttıkça ışığın yansıtılması zayıfladığından

renkler koyulaşır. Bu sebeple toprakların renkleri hava kurusu ha­linde iken birbiriyle mukayese edilmelidir.

Toprakta renk yeknesak olabilir, yahut lekeler, damarlar halin­de bulunabilir. Genellikle toprakta lekelerin ve damarların bulun­ması renk veren maddelerin o yerlerde birikmesinden ileri gelir; ya da demir bileşiklerinin indirgelenmesinden veya oksitlenmesinden hasıl olur. İndirgeleyici olaylar boz, yeşil ve mavimsi renklerin gö­rünmesiyle, oksitleyiciler ise esmer, kırmızımsı renklerle belli olur­lar. Lekeli görünen toprak drenajı iyi olmayan bir topraktır.

Toprak ana materyalinin esmerleşmesi yani kimyasal ayrışma­nın başlaması, podsolleşme, gleyleşme, lateritleşme gibi toprak jene­tiğine mahsus olaylar profil içinde, organik maddelerin ve demir ok­sitlerin horizonlar ya da lekeler halinde bulunmaları ile farkedilir. Sulak iklimli sahalarda, açık renkli topraklar verimsiz olmaya eği­limlidirler. Koyu renkli topraklar ise kurak ve sulak sahalarda çok defa verimli olurlar.

182

hem güçlükle ayrışır hem de aynşmakla serbest hale geçen mineral besin maddeleri sularla kolayca yıkanıp gider; yani topraklar fakir olur. Fakat toprakta ayrışmaya yetecek kadar nemin sağlandığı ku­rakca yerlerde ayrışma yeterli buna karşılık yıkanma az bir şiddette ilerlediğinden topraklar genellikle zengin olur. Orta derece de nemli ılıman iklimlerde ise ayrışmadan doğan besin maddeleriyle yıkanma sonunda kaybolan miktar arasında bir denge vardır; böylece orman toprağının besin maddeleri bakımından zenginliği anataşa mühim oranda bağlı bulunur. Ilıman, nemli rejiyonlarda ve özellikle dağlık arazideki esmer orman toprağı sahalarında muteber olmak üzere Ramann (1911) tarafından toprakların kimyasal bakımdan zengin­likleri ile orman ağaçlarına mahsus verimlikleri arasındaki ilişkileri

gösteren aşağıdaki tasnif tertiplenmiştir.

(1) Gayet kuvvetli topraklar. Gabro, bazalt, diyabaz gibi bazik eruptif kayalardan ve fazla kil maddesini havi kalkerlerden doğarlar.

(2) Kuvvetli topraklar. Kolay ayrışan granit, gnays, siyenit ve diyorit, andezit gibi anataşlarm üzerinde teşekkül ederler.

(3) Orta kuvvetli topraklar. Orta derecede kolaylıkla ayrışan granit ve gnayslar, yapıştırıcı maddesi silis olmayan kum taşlarının ekserisi, grovaklar, güçlükle ayrışan kil şistleri üstünde gelişirler.

( 4) Zayıf topraklar. Güçllikle ayrışan silikat taşları, muskovitli şistler, yapıştırıcı maddesi silis olan kum taşları, bir çok dillu\Tiyal kumlardan hasıl olurlar.

(5) Fakir topraklar. Kuvarsitler, kumul kumları. bazı tersiyer kumlar, çakıl sedimentleri, kireçsiz kil taşlarından doğarlar.

Organik maddelerin ayrışmasında görüldüğü gibi, bitkilerin bes­lenmesinde organizmalar büyü~ bir rol oynamaktadırlar. Bir toprak­ta biyolojik faaliyetin yüksek veya alçak olması, o toprağın kimyasal bileşimi ile birlikte kalitesinin de farklı bulunmasını sonuçlruıdırır. Genel olarak biyolojikman faal olan topraklar, olmayanlara nazaran daha zengin ve verimlidirler.

Tepelik arazide toprak erozyonu dolayısiyle yüksek yerlerden alçak yerlere ince toprak materyali taşınır. Böylelikle üst yamaç kı­sımlarında sığ, taşlı ve kaba tekstürlü fakir topraklar, buna karşılık alt yamaç kısımlarında ve tabanda ince tekstürlü, derin ve verimli topraklar bulunur.

Topraklar ne pek genç, ne de pek ihtiyar oldukları zaman ve­rimli olurlar. Pek genç topraklar, ayrışmanın henüz yeter derecede ilerlemiş olmaması hasebiyle ve pek ihtiyar topraklar da tamamen yıkanmakla ya podsolleşme ya da lateritleşme sonunda verimsiz bir duruma düşerler.

184

13. 2 Toprağın adsorpsiyonu ve katyon mübadelesi

Toprakta katı parçacıkların sınır yüzeylerinde molekülleri ve iyonları çözeltilerden çekip bağlamak hassası vardır ki buna ~top­

rağın aıdsorpsiyonu» denir. Bu hassanın mevcudiyetini ilkin on doku­zuncu yüzyılın ortasında Thomson ile Way, toprağın amonyumu ad­sorbe ederek tuttuğunu ve karşılığında çözeltiye Ca-iyonları verdi­ğini, müşahede etmekle buldular. Bu tarihten sonra toprağın adsorp­ı:-ıiyon özelliği üzerinde bir çok araştırmalar yapıldı ve yalnız amon­yumun değil fakat gazların, sıvıların özellikle suyun ve başka çözün­müş maddelerin de adsorbe edildiği tesbit olundu. Toprağın katyon­lan ve anyonları adsorbe etmesi ve bunlara karşılık başka iyon1ann toprak çözeltisine verilmesi büyük bir önem taşır ve bu olaya «iyon mübadelesi» adı verilir. İyon mübadelesi araştırmalariyle hemen er­kenden bazı gerçekler tesbit edilmiş bulunuyordu: (1) Toprak en çok katyonları tutar, anyonlar içinde yalnız fosforik asidi tutulur. (2) Toprak bir çözeltiden bir katyonu alıp bağladığında o çözeltiye ekivalan miktarda başka bir katyon verir, yani hurda bir mübadele reaksiyonu bahis konusudur. (3) Bu mübadele reaksiyonu kısa bir zamanda olur. ( 4) Mübadele olayları kolloid maddelere bağlıdır. (5) Bu reaksiyonlar reversibldir, yani tersine dönebilir.

Toprağın bitki beslenmesi bakımından en mühim hassalanndan birisi bu adsorpsiyon ve mübadele reaksiyonudur. Zira toprağa ve­rilen gübrelerdeki mineral besin maddeleri (N, P, K, Ca, Mg) bu özellik sayesinde toprak tarafından. tutulur, yağmur sulariyle kolay­ca yıkanmaktan korunur ve bitkilerin ihtiyacı olduğunda kökler ·a­rafmdan alınır.

Katyon mübadelesi toprakta bulunan başlıca kil minerallerinin ve humusun yaptığı reaksiyondur. Bu sebe9ten ötürü her ikisini bir­den kavramak üzere «mübadele kompleksi» terimi kullanılır. Kil ve humustan başka fakat daha az bir oranda olmak üzere amorf silis asidi, alüminyum ve demir oksitleri ile hjdroksitleri ve fosfatlar da katyon mübadele reaksiyonlarına iştirak ederler.

Mübadele kompleksinin başlıca kısmını kil fraksiyonu teşkil eder; bazı topraklarda, toz fraksiyonu da nisbeten daha küçük bir oranda bu reaksiyona iştirak eder. Öte yandan kil fraksiyonunda hic bir mübadele yapamayan kuvars gibi maddeler de vardır. Katyon mübadele kapasitesi, 100 g toprağın adsorbe ettiği katyonların mj­liekivalanı (m.e.) şeklinde ifade edilir.

Toprağın mübadele edilen başlıca katyonları Ca, Mg, K, .Ja AJ ve H dir; bunlardan başka çok az miktarda Mn, Cu, Zn v.b. müba­dele edilen katyonlar arasında bulunurlar. Nötr .bir tuz ile muame-

185

lede topraktan mübadele ile çıkarılamıyan bütün katyonlara .:müba­dele edilemeyen katyonlar» denilir.

++ ++ ~+ C11 Ca

+ + ++ + H lI Ca K

++ Ca

++ (a

-- -- -, ++

=IMg

~---~

++ ++ + Mg Ca

++ Cn

Na+

++ + Ca

+4H~ ++

Ca

++ ++ + Kg Ca H

++ Mg

++ Ca

n+

++ + + +ca+K+Na

Şematik surette gösterilmiş olan yukardaki reaksiyonda toprak suyunda bulunan 4H+ iyonu, kildeki bir Ca2+, bir K+ ve bir Na+ yerine geçmiştir. Bu suretle H + bakımından zenginleşmiş ve toprak çözeltisiyle denge halinde bulunan bir kil kristali hasıl olmuştur. Top­rak çözeltisi bu kimyasal bileşimi koruduğu müddetçe başka .bir de­ğişiklik olmaz. Fakat kil kristalini sarmış olan çözelti alınıp, yerine H+ iyonlu taze bir çözelti konulursa kütlelerin tesiri kanunu gere­ğince hidrojen katyonunun topraktaki met.al katyonlan yerine geç­mesi tekrarlanır. Böylece daha az metal katyonlanna sahip fakat daha çok' hidrojenli bir kil kristali hasıl olur. Bu denge halindeki çö­zeltiyi tekrar alıp yerine yeniden taze bir çözelti koyacak olursak mübadele olayı, daha çok ileri gider ve bu ameliye mesela 5-6 defa tekrar edi­lirse sonunda yandaki şemada görüldü­ğü gibi yalnız hidrojen katyonlu bir kil kristali elde olunur.

Hidrojen katyonlu çözelti yerine mesela potasyum veya kalsiyum kat­yonlu bir çözelti kullanarak ve toprağı müteaddit defalar yıkayarak sonunda yalnız potasyumlu veya yalnız kalsi­yumlu bir kil kristali elde etmek müm-kündür. Fakat hidrojen katyonu ile yı-

+ + + + + H R H H H

u+ -,_ - H+ -ıH..,...

.__ ____ _ + + -t + + H H H H H

kamada, faraza 5 yıkama ameliyesi sonunda bu neticeye erişiyorsak, kalsiyumla faraza 8 yani daha fazla ve potasyumla 10-12 ve belki daha çok defa yıkamakla aynı sonuç elde edilecektir. Bu suretle katyonların hangilerinin toprak tarafından daha kuvvetle tutulduk­ları ve binaenaleyh kil mineraline daha kolaylıkla yapıştıkları han­gilerinin daha az kolaylıkla yapıştıkları hakkında bir sıra elde edil­miş olur (adsorpsiyon sırası).

186

nuçlar önceki .bir bahiste geçen (5. 22'ye bak) buluşlara uymaktadır. Orman topraklarımızın organik maddeleri değişik katyon mübadele kapasitesine sahiptir. Kürsümüzde yaptırmış olduğumuz bir ön araş­tırmada mesela Belgrad ormanında karaçamın F-tabakasında 106-159 m.e.; meşenin F-tabakasında 178-263 m.e. ve H-tabakasında

359-415 m.e.; kayının F-tabakasında 97-110 m.e. ve H-tabakasında ise 192-201 m.e. kadar bir katyon mübadele kapasitesi ölçülmüştür.

13. 23 Ifatyon. mübadelesinin sebepleri

Topraklarda gözlenen katyon mübadele olaylarını yaı,an madde­ler bundan önce değinmiş olduğumuz gibi, en büyük kısmı itibariyle kil mineralleri ile humustur. Bunlardan başka daha küçük oranda olmak üzere bazı toprak metallerinin hidroksitleri de bu olaylarda sorumludur.

Kil minerallerin.de mübadele reaksiyonlarını gerektiren ~eb~pler arasında başta gelenler kristallerindeki tetrahedron ve oktah ı:;dron ta­bakaların.da olan izomorfik sübstitüsyonlardır. Bundan başka kil mi­nerallerinin dış yüzeylerinde yahut kırık yerlerin yüzeylerinde bu­lunan hidroksil gruplarından dissosiasyon1a hidrojen iyonlarının ay­rılabilmesi mübadele reaksiyonlarına imkan vermektedir ki bu her iki konu aşağıda anla.tılacaktır.

İzomorfik sübstitüsyon

Kil minerallerinin iyonik strüktürleri bahis konusu eclilirl-en <5. l'e bak) çeşitli kil minerallerinde olan izomorfik sübstitüsyonlar açıklanmıştı. Tetrahedronlarda ya da oktahedronlarda olan bu sübs­titüsyonlar esnasında yakın ça!!lı fakat küçük valanslı bir katyon daha büyük valanslı bir katyonun yerine geçerse bir negatif elektrik yükü artığı 'meydana gelir. Bu artık negatif elektrik yükü kristal strüktürünün içinde dengelenmemiş ise, daha başka ek katyon­lar bağlanarak bu denge sağlanır. Bu ek katyonlar yaprakcıklar ara­sında ya da kristalin kaide yüzeylerinde (dilinim yüzeylerinde) bu­lunurlar ve mübadele edilmeye elverişlidirler. Negatif artık yükün dengelenmesinde toprakta bulunan bütün katyonlar işe yarıyabilirler.

Yaprakcıklar arasında ek katyonların mübadele edilmesi, yap­rakcıklarm aralıklarının su karşısında açılıp açılmamasına, yani mine­rallerin şişip şişmemesine bağlıdır. Özellikle montmorillonit ile vermi­külit minerallerinin mübadele kapasiteleri izomorfik sübstitüsyona at­fedilmektedir. Bu kil mineralleri şişmeye kabiliyetli olduklarından yaprakcıklar arasındaki bütün katyonlar mübadeleye elverişlidir.

188

:Mikaya benzer minerallerin negatif yük artığı da en büyük kıs­mı itibariyle izomorfik sübstitüsyonlardan ileri gelir. Bu suretle bağ­lanmış olan katyonların mübadele kabiliyeti konusunda bir çok im­kanlar vardır. Yaprakcıklar arasında K iyonları mevcut ise kristal şişmez; şekil 56'daki mikamsı mineralin alt yaprakcığında olduğu gibi. Ayrışma olayları ve potasyumun bitkiler tarafından kullanılması esnasında K iyonlarının yerine ba..jka iyonlar mesela Ca ve H iyon­ları geçecek olur ... a, kristalin bağları, kenarlardan başlıyarak, gevşer;

~( -----.~ O( ~

ooc__ ~ or ~ l.\~~~'"""'-"°"V/'M

o mübadele edilir •mübadele edilmez

Kaolinit M.

o o

Mikamsı M.

o

:{= } O

0 DO O 0 O O 0

o o o 0 o o o

0 0 [__ j

Mon mcrillonjt-Vermıkülli M.

Şekil 56 : Kaolinit, mikamsı kil mineralleri, montmorillonit ile vermlkülit minerallerinde mübadele edilebilen ve edilmeyen katyonların düzeni (Scheffer -

Schachtschabel'den 1960).

çünkü mübadelede potasyumun yerine geçen yeni iyonlar kristal strüktürünün boyutlarına daha az uygun düşerler ve su ile az bir şişme de olabilir. Kristal strüktürü ilkin sadece kenarda gevşer ve burada bulunan K iyonları kolayca mübadele edilirler. Fakat içerde bulunanlar aynı şartlarda mübadele edilemezler. Ayn§. 111nın daha ilerlemesi ile ve bitkilerin devamlı etkisiyle daha başka K iyonları çekilir. Bu suretle kristalin genişlemesi iç.eriye doğru ilerler ve eks­trem hallerde buna uğrayan yaprakcıklar ta.mamiyle şişebilir bir hale gelirler (şekil 56'da üçüncü yaprakcık). Ondan sonra şişme mont­morillonit minerallerindeki ölçüyü bulur. Şişme kabiliyetir . .; -ahip bütün yaprakcıklar arasında bulunan katyonlar benzer surette mü­badeleye elverişli bir durumda olurlar. Yukarıda anlatılan bütün im­kanlar, şekil 56'da şematik halde gösterilmiş olduğu gibi, aynı kris­talin bütün yaprakcıklarında mevcut olabilirler. Buua göre mikamsı minerallerin mübadele kapasiteleri geniş sınırlar içinde değişebilir.

Kaolinit minerallerinde de mübadele kapasitesin.in bir kısmı izo­morfik sübstitüsyon sonunda meydana gelebilir. Kaolinit mineralleri­nin kristal strüktürü şişmediğinden, y~lnız dilinim yüzeylerindeki katyonlar mübadeleye elverişE olabilirler. Nasıl ki kaolinit mineral­lerinin mekan~k olara,~ ö~::tülmesi tlii:nirn yüzeylerini çoğaltır ve mü­badele kapas·telerini bilyük r.~~!ide arttırır.

189

Hidroksildeki H iyonla.n

Mübadele reaksiyonları yapabilecek bir başka olanağı hidroksil­deki H iyonları sağlar. Bütün kil minerallerinde yüzeyde OH iyonları da vardır. Bunlar ya AIOH-grupla.rı veya SiOH-gruplan halindedir­ler; dilinim yüzeylerinde bulunurlar. Ya da kristalin kaideye dikey surette kırılması ile hasıl olan kırık yüzeylerinde sonradan, mesela kil minerallerinin ayrışması esnasında olabileceği gibi, teşekkül etmiş bulunurlar. Kaolinit sınıfı minerallerinde, yukarda adı geçen gruplar katyon mübadelesine başlıca .bir sebep diye· kabul edilebilirler. Kırık yüzeylerinde bulunan ve kırılmadan önce her yönden yükleri denge­lenmiş olan kristal strüktürü iyonları, şimdi kristalin yalnız iç kısım­larına doğru dengelenmişlerdir. Gerek Si iyonları, gerekse Al iyonları O iyonları aracılığı ile bağlandıklarından kriste.lin kırılması esnasın­da Si-O-Si ve Al-O-Al bağlan kopmakla serbest pozitif ve negatif yükler meydana gelir ki, ilk önce suyun iyonları ile dengelenirler.

]

Si-O-Si [Kri~] SiO- +Si]+2(H+ +OH-)] SiOH + HOSi [

Al-O-Al kırılması AIO- +AI AlOH HOAl

Bu suretle teşekkül eden SiOH-grupla.rı pek zayıf asit karaktere sa­hip olup bunlardan H iyonları dissosiye olabilir ve katyonlarla mü­badeleyi yapabilirler. SiOH gruplarının aksine AlOH gruplarının ba­zik karakteri vardır; bunların OH-grupları başka anyonlarla mesela fosfat anyonları ile mübadeleye girişirler.

Yüzeyin büyüklüğü

SiOH-gruplarının miktarı, aynı bir kil mineralinde kırık yüzey­lerin sayısı ve boyutu ile orantılı olarak büyüyen yüzeyle artar. Yü­zey ise tane boyutu küçüldükçe büyür. Şişebilen kil minerallerind.e dış yüzeye bir de iç yüzey, yani yaprakcıklar arasındaki yüzey ka­tılır ki bu da kil minerallerinin şişmesinden sonra iyonlara. açılmış olur. Çeşitli kil minerallerinin yüzey ölçülerinde gözlenen büyük fark­lar bu suretle izah edilirler. Şişebilen kil minerallerinin toplam yü­zeyi, şişme kabiliyetine sahip olmayan kaolinitin 20-50 misli kadar olur. Montmorillonit minerallerinde iç yüzey toplam yüzeyin yalda­şık olarak % 80-95'i kadardır. Tablo 31'de bazı kil minerallerinin mü­badele kapasiteleri verilmiştir. Kil mineralleri arasındaki farklar başlıca izomorfik sübstitüsyonun ve şişme kabiliyetlerinin muhtelif olan derecelerinden ileri gelmektedir. Kaolinit minerallerinin katyon mübadele kapasitesi, kırık yüzeylerinde bulunan hidroksile bağlı hid­rojen iyonlarına ve belki de pek küçük ölçüde olabilen izomorfik sübs­titüsyona atfedilmektedir. Buna karşılık montmorillonit ile vermikü-

190

Organik maddelerin mübadele kapasiteleri

Topraktaki organik maddelerin mübadele kapasiteleri kil mine­rallerininkinden daha yüksek olur ve bu maddelerde bulunan fenol türevlerindeki OH-gruplarından, COOH- ve NH-gruplarından ileri gelir. Organik maddelerin katyon mübadele kapasiteleri 100-300 m.e. / 100 g mertebesindedir; diğer organik maddelerden ayrılmış bulunan humik asitlerin kapasiteleri 500 m.e. / 100 g kadar yüksek olabilir.

Kil ve humus maddelerinin katyon mübadele kapasitesi ağırlık esasına nispet edilirse yukarıda görüldüğü gibi humusun katyon mübadele kapasitesi yüksektir. Fakat hacinı esasına göre nispet edildiği takdirde bu farkın çok az olduğu görülür.

13. 3 Anyonların adsorpsiyonu

Toprakların anyonlan tutmak veya mübadele etmek hususun­daki kapasitesi üzerinde yapılan araştırmalar htilasa edilirse denile­bilir ki, toprakta mutad olan ve bitkilerin .beslenmesi bakımından mühim olan Cl-, SOl-, N03- toprak kolloidleri tarafından tutul­mamaktadır. Buna karşılık POl-'ün toprak kolloidleri tarafından şiddetle tutulduğu müşahede edilir. Fosforik asidin toprakta tutul­ması için üç imkan düşünülmüştür.

(1) Fosforik asit toprakta bulunan demir ve alüminyumun oksit ve hidroksitleri tarafın.dan bağlanarak çözünmez bileşikler halinde çökeltilir.

(2) Fosforik asit topraktaki kalsiyum katyonlariyle güç çözü­nür bileşikler yapar (E. G. Williams ve arkadaşları, 1958).

(3) Fosforik asit bir mübadele reaksiyonu sonucunda adsorbe edilir. Bu reaksiyonda, fosforik asit kil minerallerinin yüzeyinde bu­lunan ve mübadeleye elverişli olan OH- iyon.lariyle yer değiştirmek­tedir. Yahut kristal strüktüründeki diğer anyonların yerine geçerek mübadele yolu ile bağlanmaktadır. Neşredilmiş bazı araştırmalardan anlaşıldığı üzere P20 5 kaolinit tarafından tespit edilmekte ve alınan fosforik aside ekivalan miktarda SiOı verilmektedir (Philip F. Low ve C. A. Black, 1950; F. Haseman ve arkadaşları, 1950). Bundan başka anlaşılmış olan mühim noktalardan biri de fosf atların düşük pH derecelerinde daha büyük bir şiddetle tespit olundu~dur.

13. 4 Toprak doygunluğu

Toprak mübadele kompleksinin ,bütün negatif yükleri metai kat­yonlan tarafından işgal edilmiş bulunursa o toprak doymuştur deni­lir (186. sahifedeki ilk şemanın sol tarafı). Eğer metal katyonları ye-

192

Kurak bölgelerdeki toprakların, genellikle kolloid muhtevaları alçak olduğundan, katyon mübadele kapasiteleri de küçüktür. Kabili mübadele katyonlar başlıca Ca, Mg, K ve Na'dır. Mahalli taban suyu şartlarına tabi olarak Mg ve Na hakim duruma geçebilir (tuzlu top­raklar). Yarı nemli bölgelerdeki çernozemleriıı daha da nemli olan kısımlarında, yıkanma olayı önemli bir orana erişir ve mübadele kompleksinde H . iyonları belirmeğe başlar. Katyon mübadele kapasi­teleri yüksektir, çünkü topraklar kil ve humus bakımından zengin­dirler. Daha çok yağışlı şartlarda suyun aşağıya doğ-ru sızması hakim olduğundan, metal katyonlar büyük kısmı itibariyle yıkanıp gider­ler ve H iyonları, mübadele katyonlarının en büyük kısmını teşkil

ederler. Tablo 32'de kabili mübadele katyonların serin iklimlerd büyük

nem bölgelel"indeki nisbi oranları g-östedlmi.ştir.

Tablo 32 Yüzey toprağın adsorbe edilmiş katyon türleri

[ ( Gedroiz) ; (Kelley) ve (de Sigmond) 'da göre]

Adsorbe edllmiş katyonların yüzde iı:_ıtiraki

Nem bölgesi

Na K Mg Ca H Toplam

·---------·--- ------------ ---1-----1 Kurak (alkali topıaklaı)

Geçit-yarı nemli çeınozem)

Nemli (podsol)

30

2

eser

15

7

3

20

14

10

35

78

20

o 4

67

100

100

100

Şu halde nemli ve kurak rejyonların mübadele katyonlarındaki en esaslı fark nemlilerde hidrojen katyonunun başta gelecek nispette fazla oluşu, buna mukabil kurak rejyonlarda en az oranda bulunu­şudur. Memlek.::timiz oıman topraklarında ezcümle nemli bir yer olan Rize civarında rastlanan bazı misallerde katyon mübadele kapasite­sinin 5-;. 97 kadarı hidrojen iyonları tarafından alınmış bulunur (F. Gülçur, 1958). 'rabiatiyle bu sayı ekstrem şekilde yıkanmış top­raklarımıza aittir. Diğer orman topraklarında hidrojenin payı daha küçüktür. Bugüne kadarki araştırmalara göre orman topraklarımızın yüzey horizonunda (0-10 cm) katyon müba.tlele kapasitesi ortalama olarak c;. 34.0 m.e. kadar olup, bunun <;t 28 kısmı H .- ile, geıiye kalan ~c 72 kısmı metal katyonlariyle doyurulmuş bulunmaktadır. Metal kalyonlarının toplamında ise Ca+, ~ö 80; Mg2+, ~(-. 12.7; Kt·, ~r 4 ve Na·.- ile birlikte diğeı· kabili mübadele katyonlar ~( 3 kadar bir paya sahiptirler. Bazı orman topraklarında bilhassa humus tabakasındaki

. mübadele katyonlarında <;< 30'a kadar amonyum katyonunun temsil edildiğ·i de görülmüştür ( Schairer, 1937) .

·194

14. TOPBAÖIN REAKSİYONU

Buradaki reaksiyon terimi bir ortamın asit, nötr ya da bazik (alkalen) olduğunu anlatmak için ku!lanılmaktadır. Bir toprağın re­aksiyonu pH ile ifade edilmektedir. Toprağın pff sı toprakta önemli olan birçok lıususlann anlaşılmasını mümkün kllar. Humusun aynş­ma durumu ve bilhassa. toprağın yıkanma derecesi hakkında oldukça sıhhatli bir fikir verebilir. Genellikle toprakta jenetik olaylar reak­;.-.iyonla ilgilidir. Toprağ-ın reaksiyonu değ·jşince jen.etik gelişim de başka bir yön alır.

Nihayet toprak reaksiyonu bitkinin büyümesi ile de ilgili bulun­maktadır. Hemen biitiin bitkiler toprağın reaksiyonundan az veya <;ok etkilenirler. Bitkilerin bazısı asit reaksiyondaki topraklarda herhangi bir zarar görmeden büyüyebildiği halde diğ~r bir kısım asit topraklara karşı hassastır. Mesela tarını bitkilerinden beyaz yon­c:ı, lupin, çavdar ve yulaf gibileri birinci sınıfa girerler. Bunlara bir­çok orman bitkileri mesela çam, ladin gihi ağaçlar da katılır. İkinci ~anıfta önemli tarım bitkilerinden mesela şeker pancarı, arpa, soğan gibiler bulunur. Öte yandan toprağın bazik reaksiyonuna dayanabi­len ve dayanamayan bitkilere raslanır. Dayanabilenler araEında yu­laf ve çavdar ve aksi davranışta olanlar meyanında, m~sela patates, çay gibi tarım bitkileri vardır. Nihayet bazı bitkiler de yulaf ve çav­darda olduğu gibi, geniş bir pH sahası içinde fark göstermeden ye­tişebilirler.

Tarımın pratik maksatları için toprağın reaksiyonu kaba suı ·ette

tablo 33'deki gibi tasnif edilmektedir :

Tablo 33

Toprak pH'sının terimlenmesi

pH

4-5.5 5.5-6.5 6.5-7.5 7.5-8.5 8.5-10

1 Terim

___ ! ___ - - -

l

Şiddetli asit Orta asit Nötl' Orta .bazik Şiddetli bazik

G. W . Leeper, 1952'den

195

Toprağın reaksiyonunu kil ile humus maddelerin.in ve tuzların tabiatı tayin eder. Toprakta, suda çözünür karbonatların (Na:z C03 )

bulunması toprak reaksiyonunu şiddetli bazik yapar. CaC03'ın bu­lunması ise reaksiyonun 8 pH civarınôa bazik olmasını sonuçlan.dırır. Humus ve kilin metal katyonlariyle tamamen doymuş olması, hid­roliz sonucunda, toprak reaksiyonunun keza bazik olmasını icabet­tirir. Doymamış humus ve kil ise adsorbe edilmiş bulunan hidrojen iyonu miktarına göre toprakta nötr veya asit bir reaksiyonun doğ­masına sebep olurlar.

Orman topraklan genellikle asit reaksiyonda. olurlar. Çünkü or manlıa.r sulak iklimde daha çok bulunur. Böyle yerlerde fazla yağış lar toprağı mütemadiyen yıkar. Yağmur ve kar sularında bilindiği gibi katyon olarak yalnız hidrojen vardır. Hidrojen, tanıdığımız ve toprakta muta:d olan öteki katyonların çoğundan daha kuvvetle ad­sorbe edildiği için zamanla metalik katyonların yerine geçer ve top­rak asit olur.

Hidrojen iyonu toprak kolloidleri tarafından kuvvetle tutuldu­ğundan hidrojen iyonunun yalnız sınırlı bir kısmı iyonlaşır. Bu se­bepten saf sudaki süspansiyon halinde toprak hafif asit gibi görün­düğü halde, çözeltisi. nötr olan tuzlarla bir süspansiyon yapıldığı za­man asitliğin şiddeti tablo 34'de olduğu gibi artar.

Tablo 34

Toprak pH'sının çözeltiye göre değişikliği

Polonez köyü Su ile nKCl ile Fark -----·- ------

Orman topı ağı .pH 4.86 pH 3.85 pH 1.01 . » » » 5.00 » 3.96' » 1.04 ~ , » 5.12 » 4.16 . » 0.96

Sayılardan görüldüğü üzere bir topragın pH'sı bir tuz çözelti­sinde, saf suda olduğundan daha küçüktür. Daha başka araştırma­lardan da anla~ıldığına göre toprağın saf sudaki ve tuzların nornıal çözeltisindeki pH dereceleri arasında yuvarlak olarak 1 pH kadar bir fark vardır.

14. 1 Toprak ıısitJiğinin çeşitleri

Toprak saf suyla muamele edildiği zaman, yukarıda göriildüğü gibi , ihtiva ettiği hidrojen iyonlarının sınırlı bir kısmını toprak su-

196

yuna gönderir. Bu hidrojen iyonları bir asitlik yaratır ki buna ~ak­tüel asitlik» denilir. Oysa mübadeJc kompleksinde henüz iyonla ma­yan daha bir miktar adsorbe edilmiş hidrojen iyonu bulunur. Aktüel asitliği meydana getiren hidrojen iyonları yakalanıp çözeltiden çekil­flikçc, mesela toprak süspansiyonunu bir hidroksitle muamele ettiği­mizde cereyan ettiği üzere, mübadele kompleksinde hidrojen iyonları birer birer bağımmzlaşır ve çözeltiye geçer. Şu halde bu iyonların mjktarı toprağı bir hidroksitle titre ederek bulunabilir ki, bu asitliğe ~ potansiyel asitlik~ ya da «titrasyon. asitli~ri» denilir.

Aktüel asitlik pH ile ölçiilür. Yani toprak suyundaki hidrojen iyonu konsantrasyonu tayin edilir. Hidrojen iyonu konsantrasyonu terimi ile .bir GÖzeltideki, burada tonrak suyundaki, hacim biriminde bulunan hidrojen iyonu miktarı anlasJhr. Sa.f suda 21 C'de litrede 1 , 10 000 000 g ekivalan hidrojen iyonları bulunur. Fakat aynı zaman­da 1/ 10 000 000 g ekivalan hidroksil iyonları da bulunduğundan reak­~iyon nötr kalır ve bu hal bazik ve asit reaksiyonun dönüm noktası­ct ır.

Suyun iyonlaşması belirli bir sıcaklıkta sabittir ve su kendi iyon­lariyle bir denge halinde bulunur ki, denge hali a.~ağıdaki denklem­lerde gösterilebilir :

H~O ~ H+ -r- OH-, yahut kütlelerin tesiri kanunu gereğin.ce

[H+] X [OH-]

[HıO] = K; şeklinde yazdabilir.

rc·5 milyonda hiı su mol külü iyonlarına ayrılmakta ır ki )ek

hiçiik hir !1arça bahis konusudur, bu sebeple su da bir konstant sa­>·ılJrrn pr8.tikçe büyük .bir hata işlenmiş olmaz ve o takdirde denklem nşağ"1daki şekli :ılır :

rn..ı-J x roH-J [H-'"'] Y . (OH-J

""= K rH.'.'O] veya - = K su.

Den klcmdeki rocmbollcrin yerine değerleri >;azılacak o!tır .. a,

1 fHJ ..L ----- g. ckv. 0.000 000 1 = 10-7

10 000 000

fOHJ- » » ,, -- J0-7 olduğundan

H-ı.. / / OH-= K lO J0- 7 =o: lQ-14 olur.

Bu denklemin gösterdiğine göre H T ve OH- birbirine bağlıdı ve birisi çoğalmca ötekisi azalarak 10-14 konstantı bozulmaz. Me ela

[H-r] 10-7 den ıo--6 yahut 10-5'e yükselince [OH-] da, ıo-14 konstan­tı bornlamıyaca.ğmdan değişir, böylece

[H-L] X [OH- ]= 10- 14

10- 1 x 10-1 = 10-6 10-8 ~ 10-s 10-9 = ve benzeri surette

kat·şıhklı h ~r Jef: iş i klik olur. Yani. hidrojen iyonlarında olan her bi!.' a r tış n:vm oraıı · 1 :-ı hidroksil i:·011.larmın azalmasını gerektirir, ak~i

halde dcıı k 1 "m i n ko:ıstıantı bo:ulur. Benzer şckHdc hidroksil iyonları­nın ço-~·alm 2s1 , hidrojen iyonlarmm nzalmasını icabettirir. Den~ek olu­yor ki bir ori ;:ım 111 r:;aksiyon dunımu sadece hidrojen iyrmları kon­santra ~:yoırnnu bilrJirmekl(' ifade ediJm]ş olabilir. Aynı wrctlc 1·0ak­dyon durur.ıl! '·1 ıicce hidroksH i:'.roniarı konsantrasyonu ile de ifade olunabilir. Fakat. hidrojen iyonu konsantrasyonunun tayini mutad olduğundan rcak'3iyon durumu. tercihen hidrojen iyonu konsantra:;.;­~-omnu bildirmek :·uretiylc if~e edilmektedir. Nötr reaksiyondaki biı ortam için 21 °C'de [H+J = J0-7 dir. Bunun logaritması alm·lı­

ğmda: og [H+ ] = -7 olur k. hundan

·log [H---] = 7 pH

dele edilir. $u h::ı.lrk• !1H 1 erimi hidrojen i. ~onu konsa.nt rasyonunun cluü log::ıritnı?f'Jdır. Bir ortamın oH'sı 7 olursa nötr; 7'dcn kiiçilk olur­~ 1. asit; T -lcn biiyük olun~a baziktir.

Toprct kların nH dereceleri. nemli iklim Ş«rt.larm<la ra3 i lanan pH ~)-8 ile kur::ık ~~rtlardaki ~1H 11 (Na+ ile doymuş bazı c;öl topraklar1) ara.,mda değişir. Amerika'da yağlı mor humus teşekküllerinde pH 2.8'e k:ldar füşiik bir değer ölçülmüştür.

ıı. ~ pH deJtişiınlerinin sebepleri

Topr;'..kltıru ~ 17H':-;1 birçok hususlara göre dcğişmcktdir. Bunlar ara:::: ında en mühimleri aşağıda a.çıklanmıştır.

Nümunenin alınma mevsimi, to!1rağın kuruması, klimatik toprak t j ,1 i, vejetasycn türü, silvikültür operasyon lan ve ki.iltür tedbirleri g ibi ı-u :-:m'. lar nH'nın değişmesine sebe!1 olnıaktad1r.

lHcYsimin etkisi

Özellikle orman topraklarının pH'sı sabit olmayıp mevsimlere göre değ~şir. Bu değişim iklime ve ağaç türlerine göre farklı görün­mektedir. Mesela İngiltere'de ağaçlann büyümelerinin en aktif ol-

198

duğu devre zarfında. pH en yüksektir. Buna karşılık Almanya'da kı­şm pH'nın en yüksek ve yazın en alçak olduğu bulunmuştur. Aradaki mevsimsel fark pH 0.8 kadardır. Mevsimlere göre pH değerlerinin de­ğişmesi mikrobik faaliyetin sonunda hasıl edilen C02 ve organik asi -lcrin etkilerine kısmen atfedilebilir.

Diğer bazı araştırmalara göre de orman topraklarında pH değer­lerinin sonbaharda en yüksek olduğu tesbit edilmiştir. Bu keyfiyet f;OnbahardR yaprak dökümü ile bol miktarda bazlarm toprak yüzün" getirilmesiyle ilgili görü1müştür.

Topral< kurumasının etkisi

Toprağın araziden alındıktan sonra kuruması ile reaksiyond~ bir d,..O-işiklik hasıl olur. Değişiklik toprağın asitleşrnesi yöniindedir. Fa­kat taze toprağın orijinal pH'sı ile kurumuş toprağın pH's1 aras~n­daki fark 0.2 pH mertebesindedir. Bundan ötürü toprakların pH'sı mukayese edilirken ölçmenin yaş yahut kummuş toprakta yapılı! yapılmadığı belli edilmelidir.

H.linmtik toprak tipinin etki.ii

Büyük dünya toprak gruplarının mümessili olan toprakların. re­aksiyonu farklıdır. Mesela podsol, lateritik, podsolümsü, sulak prairie toprak grupları asit, çernozem nötr ve çöl topraklan bazik olurlar.

Bu muhtrlif gruplarda bulunan tonrakların bazılarında reaksiyon tnprağın yüzünden derinlere gidildikçe değ·i~mektedir. BöylecP J o ~

~oı tonraklarında humus tabakası yahut A horizonu adi hallerde c <lı:;ittir. Yani bu tabakada en düşük pH değerine rastlanır. Azami pH değeri gcneJiiklc B horizonunun alt kısımlarında rastlanır. Bazı esmer orman tonraklarmda Ah horizonu genellikle en çok asittir. La eri profillcdnde iki meyil göze çarpar: Toprak artan derinlikte asit olur, ~·~hut. io~ırak bütün derinlik boyunca aynı pH'yı muhafaza eder.

YPjehtsyonun ctJdsi

Bitki örtii~ü toprağa vrrdiği dökUn1 Uleri ik ve yaptığ1 rölgc1cm te:=üri ile nH'ya tesir etmektedir. Döküntüleri bazlarca zcngi ı. olan bitkiler. genellikle yapraklı ağaçlar, 1.onrağın nötr veya az asit olma­P1nı sağlar1ar. Koniferler toprak reaksiyonunu daha ziyade aside çf' ­virirler. Konifer ormanlarına yapraklı ağaGlar sokulunca bircok mi­~'.(llJcrdf> ~ sitlik aza lm 1~tır. Bunun başlıca sebebi tonrağ-ın yüzüne ~-(]prak dökümü ile bol miktarda bazların g~tirilmesi v0 dRha kolay ayrışan yaprakların icabettirdiği yüksek bir mikroorganizma füa1i­yetidir. Genellikle çayırla örtülü topraklar, ormanla örtülü olanlar­dan daha az asittir ve çayJrla.r ormanla kaplanınca toprağm asitlifH artar.

109

Silvikültür opMasyonları

Bunlar meyanında aralama ve gençleştirme kesimlednin top­rağın r1H'sın.1 değiştird-l.ği ve yükselttiği müşahede edilir. Kesimlerle toprak yüzünün daha çok güneş ışını ve yağmur alması ile toprn ğm favna ve florasında olan değişimler reaksiyonun da değişmesine se­bep olmaktadır. Genellikle çok k::ıpalı meşcerelerde asitli!- gevşekler·

rkkinden daha fazladır. Yangınlar toprak asitliğini azalt1r.

Diğer hiHtür tedbirleri

r.·.miann 3.rn.~ nda kireçlemek başta gelir. Bilindiği gibi 5.5'tan küçük .r.H clcf!,Crl'"'ri gösteren topraldarda bazı killtür bitkileri zarar görrnckl C'~:l<. Böyle toprakları kir eçlemekJe zararların önüne geGile­bilir. Kirech.'!!11en~n ou iyi teshi sa__. ece !_)H'nın yükseltilm 0 siyle izah edilemez. Zira 5 pH'daki hidı ojen. iyonu konsantrasyonu bile kendi başına bitkilere doğrudan doğnıya zarar verecek bir der.ecede de­ğ·Hdk Nite_-i;n h.er.:n maddeleri tam ve uygun bir oranda olan bir çözeltide bitkiler büyüdüklerind . bir zarar görülmeksizin, pH de­ğeri 5'.e kadar indirilebilir. Bununla beraber bitkiler, köklerinin yü­zeyle.rinde topraktakinden daha düşük bir pH hasıl ederek metal iyonlarını adsorbe ediyor görünüyor ar. Böylece kök ne toprak ara­;:;mdak' nH farkının zaYJfladığı ortamda Ca, K ve diğer besin katyon­larının kökler tarafından adsorpsiyonu daha. güçleşir. Asit topraklar yıkanmış olduklarından Ö7-Rllikle Ca ve Mg gibi besin m r1 de1erinc~

esa.~ında fakirdirler. Toprağı kireçlemekle bu maddeler d verilmi~

0lduktan başka bazı hallerde fosforun alınmas1 cfo <;oğaltılır.

öte yand~n normal halde sadece pek küçük komrn,ntrasyonlarda mevcut olan zehirli elementler, mes€la Al ve Mn. a·1 \fr nH d~ğcr­lP.rinde önemli mikt a a yükselirler. Alüminyumun bi.r topraktaki kon­~antrasyonu yalnız nH'ya değil fakat aynı zamand~ öteki faktörlere ve özdlikle kilin karakterine de tabidir. Söskioksitleri yüksek olan J:iller ayr11 !'H değP ,;ndc daha. çok a!Uminvum iyonları verirler. Me­r.eHJ, 5.5 ~1H'dn, milyonda 0.2 miktarında olan Al iyonu, nH'nın 4.5'a dHşmesiylf' milyonda Hl miktarına yükselir ki bu son ~0111'~ntraRy0n

biq~ok bitkilerin dayanabileceğinden daha yüksektir. Öte yandan b8şk:-ı bir çok bitkiler de alüminyuma dayanıklıdır.

Lüzumlu bir element olan Mn da belli b' komrn.n ıasyomı aşmca 7-r.h!rli olur ve bazı asit topraklarda zehirrlik seviyesine eri~ir. Özel Ekle tonraklar lBlak kalırlar ve yağmur c;özünmi.iş tuzları yıkayın

götürecek kadar bol değilse zehir etkisi ortaya ~ıkar. Bir tonrağı ki­r"demek Al ile fu'ın konsantrasyonunu azaltır.

Nihayet kireçlemek mikroorganizma faal1yet'ni arttırarak veri­min yi\kselmesine vesile olur.

200

Tampon etkisi

Toprağa asidin yahut bazların katılması halinde, toprak pH deği·

ş\mine karşı göze çarpan bir direnç gösterir. Bu reaksiyon. değiş.mine karşı olan dirence «tampon etkisi» denir. Toprak kolloidler inin am­foter tabiatta oluşu yani hem asıt hem baz özelliklerine sahip bulu 1-

maları asit ve alkalilere karşı tarnponlanrnış olmalarını sonuçlan­dırır. Toprakta tarnponlanma zayıf asitle kuvvetli bazların teşkil e -hği tu:ôarm mevcudiyetinden ileri gelir. Böylece humus ve kil gi · -;;ayıf asitlerin Ca, Mg, K ve Na gibi kuvvetli hazlarla teşkil et iz.le · tuzlardan. ba~ka toprakta bulunan karbonatlar ile fosfatla r ôa e rt­kili tamponlayıcı maddelerdir.

'f'orırağa bir baz katılacak olursa ilkin toprak suyunun H i -on­ları ile bir nötrleşme olur, fakat arkasından humuE3 ve kil kolloi.-ıl -rin.deki potansiyel H iyonları serbest hale geçer. Bundan dolayı bazı eklenmesi ile elde edilen pH yükselmesi tampon rnaddcJerinin bulun-

0----0----0

o

~o ~o

r ı

1

T2 1

.....,..-_..ı __ : - l - -

- _j ___ L_ ---' ') C' f;

")

m l Jö H{1

?. o

~·' 1dl 5; : Ormancılık \"e tarımda kııllanıl::m b, z1 t0prakbnn a mpon ğr.'

CNebı- ve RPissig' gör". Fi~dl0r - Rei;:;sig. 1964'den ). Çaplı daire = karbonatlı t0prak: cnpsı7. daire = karat0prak; kalın nok a = esmer orman toprağı; üçgen = podsol; kare = pseudoglcy: x = ahıt

eğrisi.

201

maması halinden çok daha az olur. Topraga asit eklenmesi halinde humus ve kile adsorptif şekilde bağlı katyonlar mübadele edilerek onların yerine H iyonları bağlanır. bu takdirde pH'nın <lüşmer,i (lZ

bir derecede olur (Şekil 57).

Tamponluk, toprağın mübadele kapasitesi yükseldiği oranda mü­kemmel olur. Katyon mübadele kapasitesi ise humusun ve kiJ mine­rallerinin miktar ve tabiatından ileri gelir; buna bağlı olarak tam­pon.luk şu sıra içinde gittikçe azalır :

Humus / montmorillonit · illit /' kaolinit.

Tamponluğı.ın gübreleme tatbikalm<la önemi vardır. Gübre mad­deleri en iyi araçlarla bile tonrakta eşit surette dağıtılaınazlar ve yer yer yüksek konsantrasyonlar meydana gelir. Tamponluğu mükem­mel olan topraklarda bu eşitsizce dağılışın pH üzerine az bir etkisi olur, çünkü serbest hale geçen asit veya bazlar büyük ölçüde bağ­lanmış olurlar. Buna karşılık tam:ponluğu zayıf olan topraklarda aynı derecedeki bir gübreleme yük~::k nisbette rıH f1eğişimlcrini hasıl

rdebilir.

202

15. rrorRAKTA BİTKİ BESİN MAODELE t

Bitkit~-- r dokularını yapmak için. havadan CO.: topra ktan s u ·e miı1Pr·cıl besin maddelerini alırlar. Bitki dokuları yakıldığında bütün organik bileşikler ok('ijcnle birleşerek gaz maddelere dönerler: g.:!­ı-iyc uçmayan kül kH~:mı kalır. Bitki küllerinde bu güne kadar 51 lc­mcntin bulunduğu tcsbit edilmiştir ki bunlardan yalnız bir kısmı ­

nm~ P, S, Cl, Ca, Mg, K, Fe, Mn, E, Zn, Cu, Mo gibi elementlerin bitki hayatı için mutlaka lüzumlu oldukları deneylerle ispat edilmiş bulunmaktadır. Bu elementlere tonraktan alınan fakat yanma esna­smda arnon:vak halinde havaya geçen azotu da eklemek lazımdır. Ha­yata mutlaka lüzumlu elementlerin bir kısmı N, P, S, Ca, ~ lg. K. Fc gibi!cri bol miktarda alındığı halde (makroelementler) diğer bi kısmı

Mn, B, Zn, Cu, Mo gibileri çok az miktarlarda bile bitkilerin yetişme­sine yeterlidir (mikr·oelemenler). Aşağıda hayata mutlaka lüzumlu clf'mentlerin tonraklaroaki kaynakları kısacn görfü CP.ktir .

. 1 5. 1 Fosfor

Tnpra klar<la prinıer şekildr bulunan fosfor ka:vna r-rı apatit. yanı klor ve fluo:r ihtiva eden kalsiyum trifosfattır. Bundan ba ka top­raklarda fosfoı sekunder bir şekilcle mevcuttur. Bu takdirde ya inor­ganik bilcşik!Pr halinde başlıca kalsiyum. mağne;ı:yum. <le 1·1 v R füminyum fo~fa tlar halinde, yahut fitin, fosfolipicl V" niiklPopr "'in hilc.şjkJ0d şddinr]e Vf' organik formdadır. Toprakların "ks ri~indP.

inorganik fmıfor. kal~i:v11nı fo~.;fot yahut lnzik <lemiı· fm~fat J ai in' l nı~lamr.

Nötr veya hafif 0sit orman topraklannda kalsi. 1um fo~fat. buna mukabil çok y1kanm1ş, k:ı.lsiyum bakımından fakirleşmiş toprakla·­da ise demir ve alüminyum fosfat. teşekklil etmiş bulunur.

Fosforun tonraktaki miktan gcncIJikle küçüktür. Mik' a ck~i­

şim lN·i ~on. df'rcc<' biiyiik olmalarına r·a.ğnwn. çok kaba ı;:urrtte >·:ık·

l:ı~tk oJarak r ,~ O.Ol'd"n ";r, bir miktardan 'l 0.2'yc kadar dcği~ ,.,bfür .

Fosfor genel olarak yüzey tonrakta, özellikle fazla organik mad­de mevcut olduğunda , en çoktur. Ort.a horizonlarda nisbeten a?:, daha derin tabakalarda tekrar fazlalaşmaktadır. Bazı orman topraklarında en yük~ek değerler ölü örtünün yanrak tabakasında raslanmı~tJr.

203

Bir topral- suyunda. hatta verimli topraklarda bile fosforun mik­tarı pek az olup takriben 0.5 p.p.m. f parts per million=milyonda kı­sım) kadardır. Fosforun toprakta bulunduğu şekil çözünürlük der0-cesini ve dolayısiyle bitki tarafından alınma derecesini tayin ettiğin­den, bulunuş şekli mutlak miktardan çok daha müh "mdir. Mul tipin­deki topraklarda fosfor durumu, mor tipin.dekinden çok daha elve­rişlidir. Bitki kökleri fosfat bileşiklerini çözündüren kuvvetli asitler · ~aldıklarmdan köklerin iyi gelişmesini sağlıyaoak fiziksel tonrak du­rumunun da elverişli olması mühimdir.

Toprakta bulunan fosfatların çözünUrlük derecPsi pek küçüktür. Bununla beraber suyun ve karbon dioksidin tesiriyle bu tuzlardaki fosfat yavaş surette çözünür ve fosfat a~ağıdaki formüle göre fay­dalanılabilir şekle döner.

burada çok güç ÇÖ?;Unür kalsiyum trifo""fattan, çöziinebi1en mon0l·al­siyum fosfat hasıl olmuştur. Kalsiyum trifosfat 6.5 pH'dan yiiksek derecelerde çok az çözünmektedir. Buna mukabil demir ve alümin­yum fosfatın çözünürlüğü 4.0 pH'dan daha asit reaksiyonda azalır.

204

mg~o,1.1 ;J)

I I

1.J

ı

uf 05ı-

'

() !~ ~-o ? ~ li 5

f'İf

-- Ff: hidroksit fosfat ---Al- .. .. _ .. _ Hidroksilapatit -·-Hidroksi lflorapatit

Şekil 58 : pH değerlerine tabi olarak çeşitli fosfatların çözünürltik (mg P:P~/litre) dereceleıi (W. Rathje, 19~2'den).

Şu halde topraktaki fosf atların çözünmesi için en uygun reaksiyon durumu 4.5-6.5 pH arasındaki sahadır (Şekil 58).

Topraktaki kalsiyum durumunun fosfor alınmasında rolü var görünmektedir. Lüzumundan fazla veya az bulunması hallerinde fos~ for alımının düştüğü müşahede edilmiştir. Kireçli topraklara dala fazla kirecin eklenmesi fosfor alımını azalttığı halde, kiı eç bakımın­dan fakir topıaklara kirecin verilmesi bilakis fosfor alımını çoğait­ınıştır. Fosforun alınabilir sekilde toprak çözeltisinde görünmesini icap ettiren Glay!ar reversibldir. Alınabilir şekildeki fosfor, ortanı şiddetli asit olduğ·uncL.t, demir veya alüminyum foBfat halin.e uönerek bitkiler tarafından niı:::beten alınamaz bir şekle döner. Fosforwı bu şekilde tespit edilme derecesi, büyük miktarlarda aktif demir ve alü­minyum ihtiva eden topraklarda, en büyük olmaya eğilimlidir. Bu türlü topraklar, bilindiği gibi, sıcak iklim sahalarındaki kızıl ve sar topraklardır.

15. 2 PofaS)-1.llll

Pot.a~yumun topraktaki başlıca primer kaynakları ortok as, mik­rolin, muskovit ve biyotittir. Diğer kaynak kil mineralleıindeki ad­Borptif şekilde bağ·lı olan potasyumdue. Topraktaki po a y ı .un en büyük kısmı inorganik bileşim halindedir.

Kum topraklarının istisnasiyle, potasyum ekseriyetle yeter mik­tardadır. Üst toprak kısmındaki miktar genellikle 7c 0.15 - 4.0 sında değişmektedir ki bu suretle potasyum fosforun ve azotun mik­tarını mühim oranda geçmektedir. Gen.el olarak potasyumun mik­tarı toprak derinliği ile artar.

Toprakta potasyum yetersiziiği bahis konusu olduğunda bu ele­mentin yokluğundan ziyade alınmasındaki yavaşlık kasdedilmektedir. 1'opraktaki primer potasyum kaynaklan mesela feldispatlar suyun ve karbon dioksidin tesiriyle ayrışarak suda kolay çözünür potasyum tuzları hasıl olur (S. 27'deki denkleme bak).

Topr·aktaki toplam pota8yumun küçük bir kısmı, yaklaşık ola­ı ak ~i( 2 kadarı kabili mübadele potasyum halinde bulunmaktadır. Bu türlü potasyum ve kolayca ayrışabilen inorganik ve organik po­tasyum bileşikleri bitki beslenmesi için gerekli olan potasyumun b!lŞ­l!ca kaynağını teşkil ederler.

Bitkiler asit to11raklarda, nötr tupmklarxla ol uğundan daLa fazla potasyum yetersizliğine uğrar görünmektedir. öte yandan po­tu.syum bakımından Çok fakir olan toprakları kireçle gübrelemek za­rar verebilfr. Çünkü fazla kireç muvacehesinde potasyumun alınması büsbütün engele uğrar fiyon antagonisması). Fakat sasında bol bEsin maddesine sahip topraklarda kireçlemek böyle bir etki yap­mamaktadır.

20

15. 3 Kalsiyum

Orman toprağının verimi bakımından kalsiyumun büyük bir öne­mi vardu'. Topı-akların fizik, şimik ve biyolojik özelliklerine kuvvetli ttkiler yapar. Bu sebeple bitkilerin yetişmesine doğl'Udan doğTuya ve dolıaylı tesirleı i ile en mühim besin maddesi olarak sayılmaktadır. Bundan başka toprak teşekkülünde de kuvvetli bir etkiye sahiıJtir.

Kalsiyum hem primer hem de sekunder toprak minerallerinclc bulunur. Oligoklas, labradorit, anortit, ojit, hornblende, kalsit, dolo­mit ve alçı başlıca kalsiyum kaynağı olan minetallerdir. Mühim mik­tarlarda kalsiyum ayrıca toprağın mübadele kompleksinde mevcut­tur.

Yü:t!cy toprağın kalsiyum muhtevası jl O.l'den az olabildiğ"i gibi < c 50'den de fazla bulunabilir. Genellikle az yağ·ışlı yerlerde geli:j­miş topraklarda, fazla yağışlı sahadakilere nazar-an daha çok kal­siyum vardır.

Kalkerli olmayan ana materyal üstünde gelişmiş orman toprak­larında kalsiyum yüzey tabakada, daha derin tabakalarda olduğundan fazla bulunabilir. Çünkü derin köklü ğaçlar, her yıl yaprak dökümü ile büyük miktarlarda kalsiyumu toprağın .. yüzüne getirdiklerinden orada miktarın en yüksek oranda olmasını ·sonuçlandırırlar. Buna karşılık kalkerli ana materyal üstünde gelişmiş topraklar, fazla ya­ğışlı rejyonlarda yüzeyleri kalsiyum bakımından fakir olduğu halde alt horizonlar zengin olabilir.

Kal~iyumu ihtiva eden çeşitli minerallerin hidıolizleri ve kaı · ­

bcn dioksit ile temasa gelmesi neticesinde suda çözünür Ca (HC03h lıa~ıı olur ki bunu bitkiler alabildikleri gibi mübadele kompleksi ta­L"afından adsor.be olunabilir veya yıkanarak topraktan gidebilir.

Kalsiyumun toprakta yetersizliği, alınmasmdaki yavaşlıktan zi· yade bu elementin eksikliğinden ileri gelen bir olaydır. Mineral top­raklarda pH'nın düşük olması kalsiyumun azlığına bir işarettir, fakat bu hususun organik kısım hakkında da doğru olınası zorunlu değildir. Bazı organik maddeler kalsiyumu yeter miktarda ihtiva ettikleri halde bile asit reaksiyonda olabilirler. Bu halde de verimli topraklar olabilirler. Hatta katyon mübadele kapasitesi yiiksek olan bazı mi· neral topraklar düşük pH derecelerine rağmen büyük miktarlarda kal~iyum ve mağnezyum sağlayabilirler.

Kabili mübadele kalsiyum, hidrojen iyonları tarafından kolayca yerinden sökülerek drenaj sulariyle yıkanıp gitmeğe eğilimlidir. Bu sebepten ötürü kalsiyum, akar su ve göl sularının tuzları meyanında <~ 19 kadar bir miktarla mühim bir yer alır.

206

Orman ağaçları bu yıkanıp gitmeğe mütemadiyen karşı koymak­tadll'lar. Şöyle ki drenaj sularındaki kalsiyum derin tabakalardaki kökler vasıtasiyle yakalanarak yapraklara verilmekte oradan tekrar toprak yüzeyine iade edilmektedir. Böylece kalsiyum bir devre yap­rııaktadıl'. Yağışlı yerlerde traşlama kesimleriyle bu devre bozulabilir. Zira derin köklü ağaçların alt tabakalardaki yakalama fonk::;iyonlar ı aksar ve kalsiyum artık bir daha toprağ·a dönemiyecek şekilde kök ;~ahasından yıkanıp gider.

Yangınlar, toprak erozyonu ve orman topraklarmuı tanmda kul­lanılması ile normal ve kaçınılması mümkün olmayan mühim oranda kalsiyum kayıplan olur. Bir çok orman topraklarının zfraate tahsis­leri, Ah horizonlarındaki mübadele kalsiyumundan ve mağnezyu­mundan miföim oı-anda kayıplara uğramalarını sonuçlan.dırmıştır.

Yüksek oranda kalsiyum sağlayan toprakların, küçük n iktar­lal'da sağlayanlara nazaran genellikle daha iyi yetişme muhitlerini temsil ettikleri bir çok araştırıcılar tarafından bildirilmiştir. Bunun­la beraber kalsiyum muhtevasiyle bonitet arasındaki ilişki o kadar sıkı değildir. Öteki faktörler daha tesirli olabilirler. Mesela bazı yer­lerde elverişli bir su ekonomisi sağlayan topraklar, kuru olan top­raklara nazaran sonuncular daha fazla kalsiyum ve besin maddele­r-ini ihtiva etseler bile, daha iyi meşcereler taşırlar.

Fidanlık topraklarında büyük miktarlarda kirecin bulunmasının istenmediği bilinmektedir. Kamçıladığı mantar hastalıklariyle

{damping off) fidelerin büyük nisbette ölümüne sebep olmaktadır. Bundan başka demirin alınmasını güçleştirdiğinden fidelEl' kloroz olur.

15. 4 Mağnezyum

Mağnezyumu bil' çok mineraller bu meyanda biyotit, ojit, horn­blende, olivin, klorit, talk, serpantin ve dolomit verir. Üst toprak ta­bakalarında mağnezyum jr O.l'den az bir miktardan jr 2.5'dan fazla. bi~· miktara kadar değişebilir. Çok büyük miktarlar hazan serpantin­d('n gelişen topraklarda rastlanır. Mağnezyum kalsiyumda olduğu gibi ı1od'ml topraklarının B lıorizonunda bil'ikebilir. Fakat lateritlerdt mevcut olan miktarlar çok düşüktür. Mağnezyum ve kalsiyumun top­raktaki reaksiyonları birbirine benzer. Toprak mağnezyumu, kabi­yumdan biraz daha güç fakat potasyumdan daha kolay alınabilir hir şekildedir. Hem organik ve inorganik bileşikler şeklinde hen tııUbadele kompleksinde mübadele edilebilir halde bulunur.

Kalsiyum miktarının çok üstünde mağnezyumu ihtiva eden top­rakl~ı ın ekseriyetle veı imsiz olduğı.ı bulunmuştur. Bazan verim.sizlik

207

mağ11ezyumun zehir' tesirine atfedilmiştir. Fakat bu izah tatmin edici <leğ·ildir. Aşın miktarda mağnezyumlu topraklar adi hallerde öteki besin maddelerince fakir olurlar ve bundan başka nikel, krom ve kobalt bileşikleri gibi zehirli maddeleri ihtiva ederler. öte yandan bu türlü topı·aklar yüksek bir pH'ya sahiptirler ve bu hal da beslenm~! giiçlü!derini artırır. Mağnezyum eksikliği özellikle fidanlık toprak­larında meydana gelebilir bu takdirde çam fideleri iğ11elerinin uçlan sarı yahut oranj, ortaları kıl'mızımsı ı ·eııkte olur ve dipleri yeşil kalır.

15. 5 Kükört

Kükürtün topraktaki primer kaynakları pirit ve alçıdır. Atnıos­feı de mühim miktarlarda kükürt bileşikleri bulunur ve bunlar yağ··

mm la toprağa gelirler. Bu suretle toprağa erişen yıllık miktar cok değişiktir ve en fazla endüstri sahalarında olur. Yılda hektar başına 6·30 kilogramlık bir miktar, oldukça doğru bir ortalama olabilir. Ba· zan bu miktarın 168 kilogramı bulduğu bilinmektedir.

Topraktaki kükürtün mühim bir miktarı, organik maddelerdeki IJrotein moleküllerinde bulunur. Arta kalanı sülfitler, sülfatlar, ... ül· fürik asit ve hatta serbest kükürt halinde bulunur.

Toprağın yüzeyinde S'fı 0.03 - 0.4 kadar S03 halinde kükürt t;u­

lunur. Orman topraklarında kükürtün fuıt horizonda birikmek eğili· nlinde olduğu gözlenmiştir. Bu keyfiyet kükürtün her yıl toprn k yü­züne dökiılen organik maddelerde bulunmasından ileri gelmektedir.

Belirli bazı bakteriler kükürtlü organik maddeleri, sülfürleı i ya da serbest kükürtü sülfirik asite veya sülfatlara oksitleyebilirler. riöy· lece kükürtlü organik maddeler toprağa eklenince ve aerobik mikro­organizmaların tesirine uğrayınca küküı t sonunda sülfata. döner. Gö· ıündüğüne göre sulfatlar, bitkiler için kükürtün başlıca alınma şek· Iidir. Sülfatlar bitkiler tarafından adsorbe edilmedikleri takdirde ko­layca yıkanıp topraktan gidel'ler. Anaerobik şartlar altında süfü .. tlar, sülfürlere ve bu meyanda zehir olan hidrojen sülfürc kolayca dön­dürülür.

Seıbest küklirtten başka demir, çinko ve alüminyum sülfat tuz­ları ile si.ilfirik asit fidanlıklarda toprak asitliğini artırmak için kul­lanılmaktadır. Kükürt, toprak mikroorganizmaları tarafından sülfü­rik asite oksitlenir; adı geçen sülfat tuzları hidrolize olurlar ve sülfü­rik asit meydana gelir. Toprağa ferro sülfat ve amonyum siilfat gibi bileşikleı· eklenince, hem asitlik artırılır, hem de kolay alınabilir azot ve demir sağlanır.

08

15. 6 Demir

Demir topraktaki bir çok minerallerin mühim bir yapı elemanı­dır; bu sebepten dolayı hemen bütün topraklarda bol miktarda bu­lunur. Miktar, genellikle toprakların gelişmiş bulundukları iklim şart­larına göre değişir. Mesela podsoUerde Ah horizonu genellikle demirce fakir olduğu halde B horizonu birikme dolayısiyle bilakis zengin bu­lunur. Tropikal rejycnlarda hasıl olan lateritlerde çok büyük m'k­tarlarda demir vardır.

Demir ayrı~mamış primer minerallerin kiminde bulunduktan başka kil minera113rinde ve serbest ferri hidroksit ve ferri oksit ha­linde de mevcut olabilir. Ancak bitkilerin faydalanabileceği şekilde çözünebilir demir miktarı, toprağın reaksiyonuna, oksidasyon ve re­dükB.iyon şartlarına göre değişir. Demir yüksek derecede asit olan topraklarda nisbeten kolay çözünür şekilde bulunduğu halde, reaksi­yon nötre yakın veya bazik olduğunda pek yavaş çözünür. Toprakta havalruıma şartları fena olursa, aslında çözünmeyen. bir çok demir bi­leşikl.eri indirgenir ve çözünür; f erri bileşikleri böylece ferro bikarbo­nat haline dönerler; fakat hava ile temasa gelince kolayca ferri bile­şikleri şeklinde tekrar oksitlenirler. Topraktaki organik maddeler de ferri bileşiklerini indirger.

Derin köklü olan ağaçlar için, çoğu orman topraklarında yeter oranda demir bulunduğu kabul edilebilir. Bununla beraber ha.zan fi­danlıklarda, özellikle toprakta pH yüksek olursa, demir yetersizliği meydana çıkabilir. Demirsizliğe uğramış fideler kloroz belirtileri gösterirler. Kloroz, demir yetersizliğinden mey.dana geliyorsa, orga­nik madde yahut demir sülfat katarak toprak asitliğini artırmakla önlenebilir. Demir sülfat çözelti halinde hazırlanarak yapraklara serp­mek suretiyle kullanılabilir.

15. 7 Azot

Bitki proteininde % 16 kadar azot bulunur. Bitkiler azotu ge­nellikle topraktan alırlar. Bazı mikroorganizmalar bir yana bı­rakılacak o}ursa, hemen bütün öteki bitkiler azotu yalnız kimyaca bağlı bir şekilde alabilirler.

Bilindiği gibi toprağı hasıl eden kaya mineralleri arasında azot bileşikleri yoktur. Şu halde azot bileşikleri toprağa başka yollardan gelir. Çeşitli olaylar sonunda hasıl olmuş amonyak, amonyum karbo­nat, nitrit ve nitrat asitleri gibi azot bileşiklerinin atmosferde bulun­duğu bilinmektedir ki yağışlarla toprağa varan az miktardaki bu azot bileşiklerinin (yuvarlak 13 kg/ha/yıl) bitkiler ta.rafından alınacağı

209

bedihidir. Fakat bu miktar mesela bir ormanın azotla beslenmesine yeterli değildir. Daha başka kaynakların da mevcut olması gerekir (A. Irmak, 1966).

Tarım alanında bu konuda yapılan gözlem ve incelemeler gös­termiştir ki topraktaki azot bileşikleri, bazı heterotrofik toprak mi.k­roorganizmalarının hayat faaliyetleri sonunda hasıl edilmişlerdir. Ba­his konusu organizmaların bir kısmı toprakta bağımsız olarak yaşar­lar. Bunların arasında aerobik tiplerden olan azot bağlayıcı bakteri­ler Azotobacter chrooccocum, Bacillus asterosporus ve Aervbacter gibileri başlıcalarındandır. Bağımsız yaşayan azot bağlayıcı anaerobik tiplerden Clostridium pasteurianum en çok etüt edilmişlerden biri­dir. Bu her iki tip, toprakta mevcut organik maddeleri yakarak ener­jilerini sağlarlar ve bu esnada toprak havasının. element halindeki azotunu tesbit ederek kimyasal bileşikler haline döndürürler.

Azot bağlayıcı bakterilerin bir başka kısmı da bazı yüksek bitki­lerin köklerindeki yumrularda (rizobyum) simbiyoz şeklinde yaşar­lar ve element halindeki azotu bağlıyarak bitkinin yararlanmasına sunarlar. Bunların da en çok bilineni Bacterium radicicola'dır ( 6. 5. 4'e bak).

Bakterilerle bitkilerin ölümünden sonra toprağa kalan artıkları toprağın bağlı azot muhtevasını yükseltirler.

Topraktaki azot bileşikleri, büyük kısmı itibariyle humusa bağlı organik bileşikler halinde bulunur; az miktarda amonyum, eser halinde nitrat ve nitrit tuzlan şeklinde de rastlanır. Azotun en bü­yük kısmı humusa bağlı olduğundan topraktaki miktarı da yüzeyd,· en yüksektir; derine doğru miktar gittikçe azalır.

Orman topraklarında azot, yüzeyde en yüksek düzeyine erişir;

Ah horizonunda miktarı genellikle j( 0.3-0.6 kadardır; 25-30 cm'den daha derin toprak tabakalarında ise miktar 9f 0.l'den daha aşağı düşebilir.

Humus başlıca mikrobiyolojik olaylar sonunda oksitlendikçe azot mineralize olur ve amonyum, nitrit ve nitrat iyonlarına dönerek bit­kilerin alabilecekleri bir hale gelir.

15. 8 öteki elementler

Yukarıda bitkilerin mutlak surette muhtaç oldukları ve önemli miktarlarda aldıkları başlıca mineral besin elementleri ile onların kaynakları mütalaa edildi. Bor, çinko, manganez. bakır ve son za­manlarda lüzumlu olduğu anlaşılmaya başlanan molibden gibi az miktarlarda da olsa mevcudiyetleri normal bir büyüme için şart olan (mikroelement) besin elementlerinin mütalaası kaldı.

210

Orman ağaçlarının .beslenmesinde mikroelementlerin rolü hak­kında halen az bilgi mevcuttur. Hepsi, topraklarda az miktarlarda bile olsa vardır ve belki nadir hallerde yetersizlikleri dolayısiyle ağaçla­ı·m büyümesine bir set çekmektedirler.

Mikroelementlerden biri olan manganez bitki küllerinde hazan kalsiyuma yakın miktarlarda bulunur. Çinkonun da bu durumda ola­bildiği müşahede edilmiştir.

Hemen bütün bitki küllerinde rastlanan alüminyumun bitki bü­yümesi için önemli olduğu zannedilmemektedir. Bu element asit top­ra.1<lar üstünde büyümekte olan ağaçlar tarafından ba.mn nisbeten büyük miktarlarda alınır.

211

16. KLİMATİK TOPRAK TİPLERİNİN TEŞEKKÜLU

Yeryüzündeki kayalar atmosferik olayların ve organizmaların etkisi ile ayrışarak toprağa d~~erler ki bu olaya «toprak teşekkülü» denilir (4. l'e bak). Kaya, granit, kalker taşı, kil şisti, kum, turba v.b. olabilir. Kaya kelimesinin yalnıZ katı olan cisimlere tahsisi bahis konusu olabileceğinden, ·bu söz yer-ine «ana materyal» terimi tercih edilmektedir. Ana materyal ile toprak teşekkülü" ve toprak arasındaki ilişki aşağıdaki ofrmülle basit şekilde ifade edilebilir (H. Jenny, 1941).

Ana materyal --~ toprak Toprak teşekkülü olayı

Bir toprak sisteminin içinde bulunduğu safhalar zaman.la değişir; şu halde jenetik gelişim safhaları ata.bil değildir. Toprak teşekkülü­nün ilerleme derecesi yani, ayrışma, humus teşekkülü ve taşınma olaylan ile meydana gelen profilin horizonlara ayrılma şiddeti, top­rağın erişmiş olduğu jenetik gelişim safhasının bir ölçüsüdür. Ana materyal hassalarını, belirli bir yönde ve yeni bir denge haline doğru, devamlı olarak değiştirmektedir. Mesela toprak teşekkülünün başlangıç safhası diye sayılabilecek olan anataşlarda, profil horizon­ları halinde herhangi bir gelişme yoktur. Ana.taş atmosferik etken­lere mahruz kaldığı andan itibaren mekanik .bölünme ve şimik ayrış­maya başlar. Böylece bir C horizonu teşekkül eder. Gevşek ana ma­teryali bitkilerin kaplaması ile az bir miktar humus hasıl olarak bir «Syrosem» (ham toprak) meydana gelir. Syrosemde (A) /C safhasın­daki hori.zon sırası karakteristiktir. Burada. kerre içinde gösterile11 A horizonu, Kubiena'ya göre, henüz çıplak gözle fark edilecek kadar humusa sahip olmayan bir horizona işarettir. ( A) horizonunda hu­mus, ancak kimyasal surette ya da mikroskopik muayene ile ispat eclilebilecek kadar azdır. Arktik bölgelerde toprak teşekkülü bu syro­sem safhasında kalır. Oysa nemli ve yan nemli ılıman iklim zonunda syrosem kısa süreli bir gelişim safhasını temsil eder. Çünkü ılıman iklim, anataşın hızlıca ayrışmasını ve yüksek bitki ve hayvanlarla çabucak kolonizasyonunu gerektirir; bu ise humus maddelerinin sür­atle birikmesini ve ayrışma horizonlannuı teşekkülünü sonuçlandırır. Şu halde arktik bölgelerde gelişim ham toprak safhasuıda kaldığı halde ılıman bölgelerde toprak gelişimi daha ileri bir hedefe doğru ilerler. İklimin gerektirdiği toprak gelişimi gayesine, bitki sosyoloji-

212

sinden. alman bir terimle, «klimax» denilir. · Syrosem bir klimax de­ğildir; ancak toprak gelişiminin ilk. safhasıdır. Ormanın ayak bas­masına elverişli çevre şartları gelişince toprağın humus miktarı ço­ğalır ve doygun humusca zengin koyu renkli bir A horizonu teşekkül eder. Pu Eafhada horizon sırası A/C dir: Böylece, toprağın teşekkülü daha ileri bir safhayıa. erişmiş bulunur. Profil yapısı A/C horizon sı­rasını gösteren bir toprağa «ranker» denilir.

Nemli orman ikliminde rankerlerden esmer orman toprağı geli­f1ir ki, bu tip daha da ileri bir gelişim safhas1nı temsil eder. Çünkü A ile C horizonu arasında demir hid!oksit ile esmer renge boyanmış, balçıklaşmış (B) ( =Bv) horizonu girmiştir. ·

Yağış bakımından zengin olan bölgelerde bazların topraktan ., ı­kanması hızla ilerler, asit reaksiyonlu mor humusun teşekkülü ile r,odsolleşme başJar; toprak profilinde <laha çok belli bir horizonlaş­ma olur. A/ (B) / C horizon sıralı esmer orman toprağından, Ao/ Al/ ­A2 / B/ C horizon sıralı podsol meydana gelir.

Hakim şartlar altında son denge haline erişilince toprak teşek­külü olayı tamamlanmış ve an.a materyal bir «Olgun toprak» (klimax) vermjştir ( şekH 59) . J enetik gelişim safhalarının geçici olan ara

c A

- --;>-- '

(rı) (h) (c) (d)

Zoman ·-:------;.... Şekil 59 : Ilıman nemli iklim şartları altında toprağın zamanla gittikçe i erleyen gelişim safhaları; (A.) ham toprak, (b) A / C profilli toprak, (c) A/(B} C profii1i

toprak ·ıc ( d) Al/ A2/B/C profil yapılı olgun toprak. (C. E. ·MilJar, L. M. Turk ve H. D. Foth, 1958'den)

1e~ kküllerine «o!gunla~mamı~ to!ırak l> demek adettir. Tonra.1 te­fiCkkii ü safhalan hüJasa olarak ryöylcce gösterilebilir :

Ana materyal Sistemin baş­langıç saf­hası

---~ Toy:rak (olgun) Aralık Sistemin EOn safhası gelişim

safhalan

213

Bu formülde toprak dinamik bir sistem olarak kabul edilmiştir. Toprak özelliklerinin zamanla değişmeleri vurgulanmaktadır.

Hasıl olan toprağın özellikleri, tesir eden klimatik etkenlere, ru1a materyale ve toprağın üstünde yaşayan bitkilere göre değişik karak­terde olur. Bunun sonucunda değişik iklimli bölgelerde birbirinden çok farklı topraklara raslanx. Fakat aynı bir iklim bölgesinde bile ana materyal değişik olunca birbirinden farklı özelliklere sahip top­raklar mey1ana gelebilir. Farklı özelliklere sahip toprak tiplerinin nisbetcn küçük bir sahad.8. büyük bir değişiklik göstermeleri keyfi­yeti daima müteaddit faktörlerin az veya çok oranda bağımsız o:arak tipi hasıl etmelerinden ileri gelir.

Topraklarm iki asıldan gelen özellikleri vardır. Birincisi irsel olan yani toprağı hasıl eden ana materyalin öı;ellikle minerallerin mucip olduğu litojenik karakteristiklerdir. İkincisi kazruulmış olan pcdojenik karakteristikler ki bunlar, klimatik etkenlerin ve organiz­maların etkisi altında ana. materyaldeki mineraller ayrıştıkça, yeni bir takını maddelerin hasıl olması ile meydana gelirler. Yeni mad~ deler suda hakiki bir çözelti veya kolloidal bir çözelti halinde taşın ma ile toprak içinde yer değiştirirler. Bir yerden azalıp giderken başka bir yerde birikip çoğalırlar.

Toprakta maddelerin taşınıp yer değiştirmesi olayı ilerleclJkçe tourağın litojenik karakteristikleri kaybolmağa yüz tutar ve kazanıl­mış pedojenik karakteristikleri galip gelir. Bu suretle çevre şartları ile denge halinde olan toprak olgunlaşmıştır. Bu türlü topraklar bir çevrede hakim olan iklim ile vejetasyonun kendilerine verdiği ka­rakteri taşırlar ve bir .-klima.tik toprak tipi» yahut «Zonal toprak tipi» teşkil ederler. W. Laatsch (1957)'a göre toprak tipi deyince, toprak tesekklilünün farklı temel yapıtları anlaşılır. Bu tipler top­rak yapan olayların gidişi ile, bu olayların sonucunda erişilen profil­deki horizonlaşma ile ve katı toprak maddesinin özelliği ile karak­terlenmişlerdir. Şu halde toprak tipi yalnız benzer pedojenik karak­teristiklere değil fakat aynı zamanda benzer litojcnik karakteristik­lere sahip nrofillcri kavramalıdır.

Ana materyab iklim ve vejetasyonun yeter bir zaman içinde te­sir etmemiş olması. ya da erozyon ile tonrağın bazı kısımlarının gö­türülmüş bulunması; yahut yeter bir drenaj sağlanmaması gibi olay­lar ya da yüksek oranda bazları bulunan ana materyalin mevcudi­Y ti gibi öze11ikl 0 r to!>rağın olgunlaşmamış bir safhada. genç kalma­smı sonuçlandlrır.

Toprak, profillerin gelişme derecesine ve tarzına göre zonal, in­trazonal ve azonal topraklar diye üç kategoriye ayrılır.

214

Zİonal topraklar : Toprak jenetiğinde faal olan faktörlerin (iklim ve organizmaların) etkisini yansıtan karakteristikler geliştirmişler­dir. Zonal topraklar serbest havalanma ve drenaj şartları altında, ge­lişirler ve nemlerini sadece atmosferik yağışlardan alırlar (Jacks, 1927).

İntrazonaı topraklar : İklim ile vejetasyonun normal etkisini aşan ve röliyef, ana materyal yahut zaman gibi mahalli faktörlerin tesir­lerini aksettiren az veya çok iyi belirmiş karakteristiklere maliktirler.

Azonal topraklar : İyi teşekkül etmiş profil karakteristiklerin­den mahrumdurlar. Bu durum toprak ana materyalinin gençliğinden yahut röliyefin özel şartlarından ileri gelir.

16. 1 Klima tik toprak tİ!_Jlerini ;yapan faktörler

Toprağın birçok özelliklerinin ana materyalden geldiği uzun za­mandanberi fark edilmiştir. Granit toprakları, ya da kalker toprak­lan gibi teknik terimler ana materyalin toprak yapımındaki önemini gösterirler.

Bununla beraber Rusya'da Dokuchaiev (1879) ile, ondan bağım­s1z olarak Amerika'da Hilgard (1892) önemli bir keşif yapmışlardır. Belli bir ana materyal, muhit faktörlerine özellikle iklim ile vejetas­yona tabi olarak değişik topraklar geliştirebilir. Bu konuda bir fikir vermek üzere Wiegner'in (1928) zikretmiş olduğu aynı tür ana ma teryalden fakat değişik iklim şartları altında hasıl olmuş farklı top­rak teşekküllerine ait kimyasal analiz sonuçları görülsün (Tablo 35).

Si02 Al201 Fe2Ü3 FeO MgO CaO J. Ta20 KıO

P205 H20

Tablo 35

iklimin tonrak teşekkülüne etkisi

Dolerit Sou th-Staffordshirc

Kil te;ekkülü

Ta.zc A"71şm1ş

19.3 47.0 17.4 18.5

2.7 14.6 8.3 '1.7 5.2 8.7 1.5 1.0 0.3 1.8 2.5 0.2 0.7 2.9 7.2

Dolerit West-Chats

Lateritleşme

Taze

50.4 22.2

9.9 3.6 1.5 8.4 0.9 1.8

0.9

Ayrış mı

0.7 50.5 23.4

25.0

215

Sözü geçen misalde aynı tüıtlen olan ana materyal farklı ik­limlerde karakteristikleri çok değişik olan iki ayrı toprak tipi hasıl etmiştir.

Ana materyal, iklim ve organizmalar, toprak yapan faktörler diye adlandırılmışlardtr. Toprak özellikleri zamanla değiştiklerinden zaman faktörü de toprak ya!J~m faktörler arasına girer. Röliyef (ara­zinin şekli), tonrakta su ilişkilerini ve geniş ölçüde toprak erozyonunu tayin cttiğ':nd~n tonrak yapan faktör olur. Böylece toprak ile toprak yapan fa!~törlerin temelli bir denklemi elde edilir (H. Jenny, 1941).

T = f (i, o, r, a, z,, ... ,. )

Burada T = toprak teşekküliinü: i= iklimi; O= organizmala­rı; r== röliyefi; a = ana materyali; ~= zamanı ifade ederler. · For· müldeki noktalar daha başka faktörlerin de bahis konusu olabilece [tini göstermek için eklenmiştir. Şuna işaret edilmelidir ki toprak ya­pan faktörler bD.O-.msız değişken olabildikleri gibi, tabiatta konstel­la.syonlarm büyük bir varyekf;i olarak da bulunabilirler. Aşağıdaki satırlanda bu faktörler sıraaı ile aç1klanacakt1r.

16. 11 iklim

İklim, toprak teşekkülünde taş ayrısmasını mucip olduğundan doğrudan doğruya ve bitki ile hayvan hayatını etkisi altında bulun­duıduğundan, do1.ayısiylc tesirini yapar. İklim, toprak teşekkülü ve gelişim olaylarına hazan o kadar kuvvetle hakim olur ki öteki faktör­lerin önemleri dinir ve hatta ana taşın etkisi bile tamamen örtüle­bilir. Yeryüzünde zona! toprakların coğrafi dağılışını başlıca iklim ·c :,tine iklimin bir uydu~u olan organizmalar, özellikle vejetasyon,

tayin eder. Bu hu~us toprak tiplerinin yeryüzündeki dağılışlarını iklim zanlariyle nıukayefe ctmekb sarih olarak kendisini belli eder.

Ya ~ş nflessirliği

İldim değişik yönde etkiler ya!1ar. Bir mahallin nem ve sıcaklık ilişkiler: iklimin.in en ~tkili faktörlerini teşkil eder1cr. 1kl:min en önemli başlıca tesiri, bir yerde mucip olduğu nem derecesine dayanır. Bilindiği gibi taşların kimyasal ayrışımı aslında bir hidroliz olayıd1r; rnyun bulunmaı::ma bağlıdır. Hidrolizle primer mineraller ayrışır, bu esnada hasıl olan bir takım çözünür maddeler su ile toprak içinde taşınıp yer değiştirirler. Şu halde nem derecesi ayrışma şiddetini ve ayrışma ürünlerinin uğradığı yer değiştirme olayhi.~_ının niteliğini

tayin eder. Nem derecesinin kendisi ise, yağışların yüzeyden akış ile rotansiyel buharlaşma miktarlarından arta kalan ve fiilen toprağın

216

içine nüfuz edebilmiş miktarı ile orantılıdır. Yağışların bu miktarı. uygun topografik durumlarda toprak içinde aşağıya doğru bir su akımı meydana getirir ki, suda çözünen tuzlan derin. toprak tabaka­l:ırına taşıyı!) orada çökelmelerini onuçlandırır; yahut yık ayı) kay­naklara, dere ve denizlere götürür; kolloidal madueleri i<!e daha aşa­frıda B horizonuna indirip orada biriktirir. Bu suretle üstte bazı mad­deler bakımından fakirleşmiş ve altta o maddeler bakımından zengin­legmiş katlar (horizon) yaratır. Maddelerin çözünüp gitm2siyle fa­kirleşmiş horizona A (yeni E) horizonu (yıkanma katı-eluvyal hori­zcnu) denir. Maddelerjn birikmiş olduğu horizona ise B horizonu (bi­rikme katı-illuvyıal horizon.u) denir. C horizonu ise bu türlü değişik-1iğe uğramam1ş toprak katrn1 gösterir. Toprağın oluş hikay0 ini yan­sıtan böyle bir kesite «toprak nrofili» adı verih (şekil 1). A/ B C tipi, şu halde, nemli iklim şartları altında gelişmiş bulunan toprakle.ra özgü bir horizonlar sırası tipidir. Yarı kurak şartlar altında ise o­tansiyel buharlaşma miktarı, yağış miktarından fazla olduğu için ya­ğışlı mevsimlerde su bir müddet için aşağıya doğru hareket eder; hid­rol~z tesiri yanarak minerallerin ayrışmasını sağlar, fakat çözlinmü maddeleri ·alıp götürecek gibi aşağıya doğru devamlı bir akım ola­maz. Aksine kurak devrede yüzey buharlaşması ile toprağın üst ta­bakalarındaki su kayboldukça kapillarite ile su yukarıya çıkar. Yü­zeyde buharlaşır ve birlikte getirmiş olduğu tuzları bırakır. Böylece yüzeyde tuzlar bakımından zenginleşmiş bir horizon bulunur.

Toprağ·m içinden sı?.ıan suyun miktarı, çeşitli klimatjk faktör ere tabidir. Bunlar arasında (1) yağışların. miktarı ve şiddeti, (2) havanın

nisb1 nemi, (3) sıcaklık ve (4) dondan ari periyodun uzunluğu ve (5 rüzgar gibi faktörler vardır. Sadece yıllık yağışın toplamı. to_ ra .. ~e­şckkülünde yağı~ların müessirliği için yeter bir ölçü değildir. Az ş·, -dette fakat uzun müddet d0 vam eden yao·murJar, kısa sü en fakat yühek oranda şiddetli olan. yağmurlardan daha tesirlidir. Şiddetli,

kırn süren yağıc:lar fazla oranda yüzeyden akan suyun doğmasına f'ebep olurlar: hem erozyon yanarlar; hem de toprağın içinden aşa­ğ·ıya dcğru sızan suyun miktarını azaltırlar. Yağışların bahis konusu edilen. karakterinden başka, yağmurlu ve kurak devrelerin birbirini izlemeleri de toprağın gelişiminde derin bir etkiye sahin ir. Kuvve · bir kurumadan sonra birdenbire şiddetli bir yağış olurrn, ıslanma di­rençleri sebebiyle suy!.ln toprağa girmesi gecikir ve arazi m2yiLi is büyük miktarda su yüzf'. den akıp gider. Tonrakta kuraklık dola · -siyle bir çatlaklar sistemi gelişmişse, yağış suyu bu çatlaklar aras n­dan ve kökler boyunca yahut solucan boruları içinden alt to )rağa hız­la iner; bu esnada en ince toprakı k1E1mlarını birlikte derine taşır.

Uzun kuraklık periyotları toorağın mineral kolloidlerini gittikçe artan bir derecede irreversibl bir hale getirirler.

217

Nisbi hava nemi alçak, sıcaklık ise yüksek olduğu oranda suyun toprakta aşağıya sızan miktarı azalır. Adı geçen faktörlerin müşterek etkisini «yağış müessirliği» ni bir formülle ifade etmek hususu bazı kimseler tarafından denenmiştir. R. Lang (1921) «yağmur faktörü » diye isimlendirdiği' oranı bu hususta bir ölçü olarak kullanmıştır.

y

Yağmur faktörü = -­

S

Burada Y t= yağıı-şın yıllık toplamı mm olarak; 8 = yıllık ortala­ma sıraklığı -: C olarak ifade ederler.

Lang, 40 yağmur faktöıiinü kurak ve nemli toprak teşekkülü şartlarının sınırı olarak kabul eder. Lang'ın formülünde sıcaklığın. buharlaşmaya etkisi göz önünde tutuluyorsa da nisbi hava neminin tesiri hesaba katılmamaktadır. Bunu da kale alan Meyer'in N/ S ora­nıdır; burada N== yağışı mm olarak (N, Niederschlag=yağış) ve S= nisbi hava nemindeki doygunluk açığını mm olarak (S, ~:ıetti­

gungsdefizit= doygunluk açığı) ifade etmektedirler. Bu oran «N.S.Q» ile de gösterilir, ve yağış müessirliğini daha doğru olarak ifade eder.

Mesela 500 mm yağış ve 18.5°C orta.lama sıcaklığı olan iki yer ta­savvur edilsin. Birincinin nisbi hava nemi % 75, ikincinin r:f 60 olsun. Lang'a göre hesaplanacak yağmur faktörü iki yer için aynıdır. Oysa Meyer'in N / S oranına göre hesaplandığında iki yer arasında nem de­recelerinin farklı olduğu meydana çıkar. Bilindiği gibi, 18.5" C de suyun buharlaşma tansiyonu 16 milimetredir. Buna göre % 75 nisbi ha va nemine malik yerde doygunluk açığı 4 mm; )~ 60 ha va nemine sahip olan yerde ise doygunluk açığı 6.4 milimetredir. 500 mm/ 4 mm=125 N/ S ve 500 mm/ 6.4 mm= 78 N/ S elde olunur ki bu iki ye­rin yağış müessirliği bakımından farklı olduğu bu formülle daha iyi belirtilmektedir. Memleketimizde Lang'a göre hesş,p edilmiş yağmur faktörlerinin ekstrem değerleri söyledir: En düşük Konya 26.6 ve en yüksek Rize 169.5 dir. Meyer'in N / S oranına göre ise en düşük Urfa 52.5 ve en. yükeek Rize 865.5 olarak bulunmuştur. Kurak ve nemli toprak teşekkülü şartlarının sınırı (11 ~ C yıllık ortalama .a) 200 N/ S değerinde bulunur. ~on zamanlarda S. ErinG (19fü1) bir ma­hallin nemli veya kurak karakterde olduğunu tayin eden «yağış müessiriyeti» ni bulmak İGin yıllık ortalama yağışı, yıllık maksimum sıcaklık ortalamasına bölmekte v~ nemli ile yan nemli ve kurak ara­sındaki sınırı 40 olarak kabul etmektedir.

Bir yerin nem derecesini gösteren bu oranlar büyüdükçe sızm t ı suyu miktarı artar ve nemli iklim daha hakim olur: tonrak teşekkü­lünde bir çok olayların şiddeti değişir.

H. Jenny ve C.D. Leonard (1934) 'ın yantıkları bir araştırmada Kuzey Amerika'da 11°C izotermi üzerinde yağışla toprak gelişmesi

218

arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Araştırıcıların bulduklarına göre. karbonatın birikme derinliği beher 25 mm yağmur için 62 mm kadar aşağıya iıunektedir (Şekil 60). N, yağmurun artmasiyle devamlı ola-

10

20

30

40

~ 50 ·- 60 ~ ;.::; 70 c ·~ 80

Cl 90

100

110

12

Yağış Z5 50 75

~ zo . 30 , 11\.. •••• ınç. 0 .. ~":··...: ' .

~ -·· :· .. '. . .. . ' . . . .. . ~ . . ............ .. . . ' . ,. ~ ' ,, .

' ' ..

' . .

IOOem

40 25

50

75

100

12s E u

(it•• ... • 150 ~ '-

~· · ' ' '~

...

-J

175 - ~ L

200 ö 225

' . , 250

275

300

Şekil 60 Yağış miktarı ile toprak profilinde kalsiyum l{arbonatın bulunuş

derinliği arasındaki ilişki (H. Jenny, 1941'den).

020~ o 015 ~

-.....;. 1

z o. ıor . ao56{,..-":

•',-?5 SO 75 cm -r--l,---,---~,---

10 ?O 30 inç Yağış

Şekil 61 : Yağış miktarı !ic yüzey topraktaki % N miktarı (gram ola~ rak) arasındaki ilişki (H . .Jcnny,

l94l'den) .

., :

:o 20 ~o

Yağış

Şekil 62 : Yağış mikt~ ı-ı ile toprak­taki kil muhtevası arasındaki ili'jki

(H. Jenny, 1941'den ).

rnk çoğalmakta (şekil 61) ; kolloid kil teşekkülü şiddetlenmektedir (şekil 62); beher 25 mm yağmur için o/c 1 oranında bir kil artımı kay­dedilir. Bununla beraber yağışların artması ile kil minerallerinin de

219

artmakta devam edeceği sonucu da çıkarılmamalıdır. Göründüğüne ·

göre yağışlara bağlı olarak kilin miktarı önce artmakta fakat kritik bir sınırdan sonra yağışların çoğalması halinde hasıl olmuş bulunan kil süratle ayrıştığından ya da kilin teşekkülüne sebep olan mater­yalin yıkanıp götürülmesinden dolayı miktar tekrar azalmaktadır. Nitekim ö. L. Baykan (1965) ın Diyarbakır, Erzurum ve Rize bölge­lerinde bazaltik kayalardan oluşan topraklardaki kil mineralleri üze­rine yaptığı araştırmaları bu görüşü destekleyen bir misal vermek~ tedir. Yağışları Diyarbakır ve Erzurum'dan çok üstün ve sıcaklık de­recesi de daha müsait olan Rize'nin bazaltik toprak profillerinde kil miktarı, Diyarbakır ve Erzurum profillerindekine nazaran daha az (yaklaşık 1/4 kadar) olarak bulunmuştur.

Toprak asitliği yarı kurak rejyondaki pH 7.8'den yarı nemli rejyondaki pH 5.2'ye kadar düzenli olarak değişir. Nötr reaksiyon-ı takriben 625 mm yağışta (N.S.Q=195) erişilir. Kabili mübadele H iyonları 630 mm'de (N.S.Q=202) belirir ve yarı nemli rejyonda miktar çoğalır.

Katyon mübadele kapasitesi, yarı kurak rejyonda 12 m.e. 100 g toprak değerine sahiptir ve yan nemli rejyonda logaritmik surette 27 değerine yükselir. Kabili mübadele bazlar, 630 mm yağmur mik­tarında (N.S.Q=202) bir maksimum (21 m.e.) gösterirler.

Kurak ile nemli iklimler arasındaki sınır, araştırılmış buiur.an toprak özelliklerine jstinat ettirilirse, 11°C izotermi için, 625-630 mm (N.S.Q=200) yağmura tekabül eder görünmektedir.

Topoğrafya göz önünde tutulmadan yalnız yağışlara ya da nem oranlarına istinad ettirilen iklim ile toprak özellikleri arasındaki kar­şılıklı ilişkiler, yüzeyden akışı ihmal ederler; oysa yüzeyden akış bir toprak yapan olayın müessirliğini güçlendirebilir, ya da azaltabilir (Jenny, 1941).

Sıcaklık

Sıcaklığın etkisine geli ce; kimyasal olayların hızı ~ıcaklığın

10°C artmasiyle yaklaşık olarak iki misline yükselir. Şu halde sıcak­lık arttıkça minerallerin hidrolize olması şiddetlenir. Bundan ha5ktı mikroorganizma faaliyeti arttığından organik maddelerin topraktaki ayrışması hızlanır. Sıcaklığın yükselmesiyle ana materyaldeki kim­yasal ayrışma derinliği ile kil miktarı artar. Öte yandan topraktaki azot ve organik madde miktarı soğuk rejyonlıardan sıcaklara doğru gidildikçe azalır.

16. 12 Y aşa,yan organizmalar

Bitkilerin toprak gelişimini etkilemeleri bir kaç yönden olur; mikroklimayı değiştirmekle, bundan başka artıklariyle tesir ederler. Çeşitli tipteki bitki örtülerinin toprak gelişimine etkileri değişik olur.

220

Çünkü bitki örtülerinin yaşayış tarzında, köklenme derinliğinde ve fizyolojik davranışlarında büyük farklar vardır. Derin köklüler, sığ köklülerden daha çok toprak gelişimine yardım ederler. Derin kökle aiıa materyalin alt tabakalaı da ayrışmasını sağlarlar.

Bitkiler, en büyük etkiyi artıkları ile yaparlar. Köklerle topr k içinde ve meşcerelerin sonbahardaki yaprak dökümü ile toprak ü tün­de organik maddeler birikmiş olur.

Kökler çürüyüp ayı ıştıktan sonra toprakta suyun ve havanın do­laşımı için çok önemli olan bir kanal sistemi doğururlar. Bu kanal­ların sayısı, boyutu ve çapları vejetasyonun türüne bağlıdır. Saplı

meşe, gürgen, sarıçam gibi derin köklü bitkiler derine inen ve kıs­men geniş olan kanallar hasıl ederler; oysa ladin gibi sığ köklüler daha ziyade az derine inen kanallar terkederler. Gramineler, ot u bitkiler ile tarımsal bitkilerin çoğu birçok küçük gözenekler ha ıl

ederler. Bu gözeneklerin yalnız az sayıdaki bir kısmı 1 m derine ka­dar iner. Dikey yönde toprağı kesen bütün bu gözenekler ve kanallar sızıntı sularının akım yollarıdır. Sızıntı suları, miktarlarına ve topra­ğm tek ... türüne göre üstteki horizonlardan alttakilere ince toprak mad­delerini taşırlar. Şu halde bu son olay, yalnız taşınma yollarını hasıl ettikleri oranda bitkilerle bağıntılıdır. Bundan başka bu taşınma ku­raklık yarıkları ve granüller arasındaki boşluklarla da mümkün kı­lınır. Kanal sistemi toprakta gaz mübadelesine de müsaade eder; bu sayede oksitlenme olayları topraklarda derinliğine işler (Mücken­hausen, 1962).

Meşcerelerin yaprak dökümü, humusun ilkel maddesini teşkil eder. Bazı elementler köklerle alt horizonlardan alınıp üst horiwnlara yaprak dökümü ile taşınmış olur. Meşcere yaprak dökümünün türü ile toprağın baz ve besin maddeleri muhtevası, hasıl olan humus ti­pini tayin eden aynı derecede müşterek sorumlu sebeplerdir (humu tipi bahsine, 6. 34'e bak).

Nemli bölgelerde, çözünmüş maıddelerin sızıntı suları yardımiyle hareketleri devamlıdır ve yalnız bir yöne, aşağıya doğrudur. Yüzey toprak tabakalarının fakirleşmesi bu olayın kaçınılmaz bir sonucudu . Bitkiler yıkanmanın etkilerine yaprak dökümü ile kısmen kar ı koy­makta önemli bir rol oynar. Bu konuda yapraklıların koniferlerden genellikle daha etkili oldukları tesbit edilebilir.

Özellikle toprağın erozyondan korunmasında vejetasyon faktörü çek elverişli bir etki yapar. Nisbeten dik yamaçlarda bile kapalı bir orman meşceresi toprak maddesini yerinde bağlar ve bir toprak p~o­·rninin teşekkülünü mümkün kılar. Orman kesildi mi, bu yamaç top­rağı bazı pallerde bir kaç şiddetli yağmurla taşınıp yok edilir. Kök teşekkülü entansif ve derin olduğu oranda ormanın toprağı tutucu

221

kabiliyeti büyük olur. Çayır da, bir ormanın ki kadar olmamakla be­raber, toprağı tutabilir. Tarla işletmesi her şeklinde yamaçlardaki toprak için bir tehlikedir, çünkü tarla işletmesinde toprak yılın bir kısmında bitki örtüsünden mahrum kalır. Özellikle çapa bitkileri toprağı kısmen örtüsüz ve himayesiz bırakırlar ve erozyon tehlikesini arttırırlar (21. 22'ye bak).

Mikroorganizmalar taş ayrışmasında ve organik maddelerin ay­rışmalarında yardım ederler; toprak gelişiminde mutlaka lazım diye telakki edilmelidirler. Daha mütekamil hayvanların inorganik ve or­ganik maddeleri karıştırmakta, toprağı gevşetmekteki rolleri ile top­rak gelişmesinde işe karışırlar.

Görüldüğü üzere toprak gelişimi ile onda yaşıyan organizmalar arasında sıkı bir ilişki vardır; her ikisi birbirini karşılıklı olarak et­kilerler (6. 5'e bak).

16. 13 Röllyef

Su şartlarına ve erozyona, sıcaklık şartlarına ve bitki örtülerine tesiri dolayısiyle röliyef toprak teşekkülünü etkisi altında bulundurur.

• Yeryüzüne düşen yağmur meyilli yerlerde yüzeyden akmaya ve çukur, hatta düz yerlerde birikmeğe eğilimlidir. Böylece mesela dli2-

. . Du z.lük_ ~ : ,., 450rrım ıyı drenajlı yu~ sıZk '-.. azıdt:~ .. . normal au ruı n Toprak yu zeyı

Oalga !.ı arazi

: . .:=. ::·f \.f~:; ·. ::-,:~::\~·i~! :~;f(fü{ t~~\.@/N/S. Bölge için

normal tqpra k rıemı

Faraziyağış 450mm . L.50mm. 450mrn .

t '..J.:.. y <jwl ~1 Yulll!'f ci.:. rı j l ti y ür.eyd« t7 t r' 1 yi.iz.ayMl!l.n a1<.1.:, e1<.ıı a.*~ :ıJ.ıi

~·t;a:~';(t~,~~~~~:~-,·~> mevzı i kurak <h{fl:i=" ·· m e.vzı i kur ak

Tekneler rnevzıı nemli

Şekil 63 : Röliyef ile toprak ncinı arasındaki ilişkiler . Dtizlükleı·de yağışlann

hepsi toprağa nüfuz eder. Dalgalı arazide tepelere düşen yağışların btr kısmı yüzeyden akarak yamaç boyunca vadilere iner ve orada suyun daha çok

birikmesini :sonuçlan ırır (H . Jen~y , 194l'den).

222

lüklerdeki topraklara nazaran yamaçların üst kısımlarındaki toprak­lar daha az ve alt kısımlardakiler ise daha çok su alırlar (şekil 63) . Yamaçlarda toprak gelişimi, toprağa giren suyun azalması hasebiyle engele uğrar. Bir çok orman toprakları, özellikle podsol bölgesinde­kiler, kök sökülmesinden, rüzgar devriklerinden ya da başka sebep­lerden ileri gelen hafif çukurlarla karakterlenmiştir. Çoğunlukla

gözlendiği gibi podsolleşme nemli çukurlarda kuru olan komşu tüm­seklerde olduğundan daha hızla ilerler. Öte yandan röliyefin mucip olabileceği fakir bir drenaj yüzünden toprakta su miktarı fazla olursa «gley» gibi inlrazonal topraklar teşekkül edebilir.

Meyil ile toprak erozyonu arasında bir ilişki vardır (şekil 64) . Bununla beraber arazinin meyli tek başına erozyonu mucip olmaz ; çünkü arazinin meyli ile meydana gelen düzey farkı yalnız yer çeki-

El değmem is

A~~llllııııııı-- Kuıey kara toprak tipi

Tarımaltında (·zrozyonuntoprak profiline etkisi)

----1 1

1 1 1 1 •

ı ;-füzeye , , km tK , :çı ışı ısmen

:Alt 1 B jkorunmuş ltopr~h:>rizo~ horizon

-S iyah

-Boz esmer :· .. -.... caco,,

Ta?ınmı.s . materyalin bırıkmesi ---- ----

Şekil 64 : Röliyef ile erozyon ve toprak pl'Ofil1 arasındaki ilişki ı H. J enny 1941'den).

mi enerjisinin etkili olması dm·umunu yaratır. Yağışların miktarı v şiddetleri ile mevsimsel dağılışlarıdır ki toprak erozyonunu imkan dahiline sokarlar (toprak erozyonu, 21. 21'e bak). Erozyon ancak toprak vejetasyon örtüsünden mahrum kalınca harekete geçer. Ve­jetasyon, türüne göre değişen şiddette ve az ya da çok nisbette top­rak erozyonuna karşı koyar. Burada da tekrar görüyoruz ki toprak teşekkülü faktörleri çoğu aefa bir arada etkilerini yapa lar ve tek faktörün gördüğü iş diğerlerinden ayrılarak kavra.namaz. Öteki eroz­yon şartlarının da bir araya geldiği hallerde yerin meyli ar tıkça eroz-

223

yon şiddetlenir; toprakların gelişimi genç bir safhada tutulur. Budu­!'llm dik yamaçlı orman topraklarımızda görülmektedir.

Ekstrem şekilde yavas olan erozyon da toprak teşekkülü bakı­mından elverişli değildir; toprak, bu ~rtlar altında şiddetle yıkan­mal:la sonunda ihtiyarlık diye anılan bir duruma düşer (şiddetle yı­

kanmış, fakirleşmiş bir üst horizon, sert kil tabakasından ibaret bir alt horizon) . Normal yahut olgun toprakların gelişmesi için erozyon, toprak gelişimi hızına adım uydurmalıdır, fakat onu geçmemelidir.

Röliyefin bir sonucu olar ak kuzey yarım küresinde, güney ve ba­tı yamaçları doğu ve kuzey yamaçlarından daha sıcaktır. Bu keyfi­yet bitki örtüsüne ve topraktaki ayrışmaya tesir eder.

16. 14 Ana materyal

Bir mahallin ayrıştırma enerjisi zayıf olduğu oranda ana ma­teryalin tabiatı kendisini toprakta gösterir, kaidesi genel surette ca­ridir (Mückenhausen, 1962). Sıcak, nemli tropikal bölgelerde kim­yasal ayrışma o kadar çok kuvvetlidir ki teşekkül etmiş bulunan toprakta ana materyalin türü çoğunlukla artık tanınmaz hale gelir. Oysa ılıman, nemli iklim bölgelerinde, mesela Orta Avrııpa'da ana materyal çok daha az bir şiddette kimyasal ayrışıma uğrar; bunun sonucunda ana materyal, hasıl edilen toprağa önemli özel hassalar verir. Fakat Orta Avrupa'da da ayrışım derecesinde farklar doğabi­lir. Toprak genç olduğu oranda, yani ayrışım az ilerlemiş olduğu de­recede toprağın genel karakterinde ana materyalin etkisi kendisini belli eder. Ilıman iklimli bölgelerde toprağın bütün hassaları ile mor­folojik karakteristiği ana materyalin mineralojik ve fizik yapısına kuvvetle tabidir. Toprağın tekstüıii ile besin maddeleri muhtevasın­dan başka toprak tipinde ve profilin gelişim hızında bu tabilik kendi­sini gösterir. Orta Avrupa'da bu kadar geniş surette yaygın olan es­mer toprakların ve paraesmer toprakların hassalarındaki hüyük var­yasyon başlıca ana materyalden ileri gelir; bunların fiziksel, kimya­sal ve biyolojik hassaları birbirinden farklı olabilir.

Profil gelişimi suyu kolay geçiren ve az miktarda bazları ihtiva eden materyalde çabucak olur. Oysa az geçiren, büyük miktarlarda bazlara ve özellikle CaC03'a sahip materyalde profil gelişimi daha yavaştır. Mesela soğuk, nemli iklim bölgelerinde podsoller gelişir; gra­nit üstünde podsol tipi kısa bir zamanda gelişebildiği halde kalker üstünde bu olay uzun bir zaman ister. Herhalde CaC03'ın tamamen yıkanmasını sağlıyacak bir zaman gereklidir. Ondan sonra topro.k podsolleşir. Aynı şekilde kaba tekstürlü topraklarda podsolleşme kısa bir zamanda olduğu halde ince tekstürlü topraklarda bu hadise çok

224

gecikir. Toprak teşekkülünde, toprak alkalilerin yön verici etkileri bilinmektedir. Akdeniz ikliminde kalkerlerden ilkin rendzina teşek­kül eder. Fakat bu tip kısa ömürlüdür ve (terra rossa) kızıl toprağa döner ve bu keyfiyet, kalker ne kadar saf olur yani kil maddesi az bulunur ve toprak kuruma.ya ve ısınmaya ne kadar şiddetle maruz kalırsa o nisbette hızlı olur. Öte yandan bu son örnekten ana mater­yalin mucip olduğu toprak teşekkülü olaylarında iklimin nasıl işe

karıştığı da görülmektedir.

16. 15 Zaman

Zaman, yani toprak teşekkülü olayının süresi, bazı müelliflere göre bir toprak teşekkülü faktörü olarak nazarı itibare alınmamak­tadır. Bunun sebebi bütün tabiat olaylarının mman ve mekan içinde cereyan etmeleridir. Zaman kendi başına herhangi bir etki yapmaz. Yalnızca diğer toprak yapan çeşitli faktörlerin etki süresi (=zaman), toprak teşekkülüne tesir eder. Aynı kalan şartlar altında mesela git­tikçe artan baz fakirliği ya da podsolleşmenin muhtelif safhalarının gelişimi çoğu defa bir zaman meselesidir.

Toprak gelişjmi için lüzumlu olan zaman anataş, iklim şartlan ve organizmalar ile röliyef e tabidir. Yapılan incelemeler gösteriyor ki 10-15 cm kalınlığında bir A2 (E) horiwnunun gelişmesi için 1000-1500 yıl kadar bir .zaman lüzumludur (Lutz ve Chandler, 1947).

Nemli bölgelerde profil gelişimi, kaba tekstürlü ve asit anama­terya:Jde, ince teksti.irlü ve bazik materyalde olduğundan daha hızla ilerler. İsteği yüksek bir vejetasyon barındıran sıcak nemli bölgelerde toprak gelişimi için icap eden zaman, isteği az bitkilerin yetiştiği ku­rak ve soğuk bölgelerde lazım olandan daha azdır. Röliyef de eroz­yonun veya toprak ana materyali birikmesinin olduğu yerlerde toprak gelişimine tesir eder, her iki halde de toprakları genç bir safhada tu­tulurlar.

16. 2 Klinıatik 'toprak tiplerini yapan olaylaT

Bundan önce, toprak teşekkülünde işe karışan çeşitli faktörlerin etkileri göri.ildü. Dünyanın nemli bölgelerinde toprak teşekkiilü top­rağın yıkanması yönünde gelişir. Fakat sıcaklık ikliminin bir yandan ılıman veya soğuk, öbür yandan tropikal ya da subtropikal olduğuna göre karakter itibariyle farklı iki yıkanma şekli vuku bulur. Ilıman ya da soğuk bölgelerde daha çok podsolleşme, tropikal ve subtro­pikal bölgelerde ise daha ziyade lateritleşme olayları cereyan eder. Nemli sahalardaki bu iki olaydan başka., taban suyu etkisiyle ya da mevsimsel su birikmeleri ile toprakta meydana gelen havasızlık şart-

225

lannın doğurduğu «gleyleşme» de anılmalıdır. Kurak iklimlerde kalsifikasyon ve salinizasyon olaylan görülür. Aşağıdaki satırlarda bu olayların başlıcaları açıklanacaktır.

16.21 Podselleşme

Podsolleşme terimi genellikle, topraklarda bazların yıkanmasını, asitliğin gelişmesini ve eluvyal A (E) horizonunun ve illuvyal B ho­rizonunun (pas taşı) gelişmesini sonuçlandıran olaylar için kullanıl­maktadır.

Podsol profillerinin gelişmesinde en göze çarpan olay demir ve alüminyum bileşiklerinin A horizonundan yıkanarak B horizonunda tekrar çöküp birikmesidir. Bu olayın açıklanması yolunda müteaddit teoriler düşünülmüştür ki esas itibariyle iki kategoriye ayrılabilir: (1)

Demir oksit ve alümin, humusun ya da silis asidinin koruyucu kol­loid etkileri altında kalarak sol halinde hareket ederler; bu görüş daha geniş surette kabul edilmişti. (2) Demir ve alüminyum suda çözünen metal-organik bileşikleri halinde hareket ederler.

Podsolleşme olayını izıah için organik asitlerle ya da topr!lk or­ganik maddeleriyle deneyler yapılmıştır. Toprak teşekkülü esnasında katyonların profil içindeki taşınma ve yer değiştirmeleri olayı için «Chelation» terimi son seneler~e bir hayli kullanılmıştır. «Chelation» organik bileşiklerin bir .katyon etrafında toplanarak kompleks bile­şikler yapması demektir. Muir. J. W. ve arkadaşları (1964) taze dö­külmüş çam iğnelerinden elde ettikleri ekstraktların demir bileşikle­rini çözündürdüğünü laboratuvar deneyleriyle bulmuşlardır. Ekstrak­larda chelation yapabilecek bir çok aminoasit ve başka organik asit­ler tesbit etmişlerdir.

Podsolleşmenin hakim bir toprak teşekkülü hadisesi olduğu böl­geler nisbeten serin, nemli bir iklim ve orman vejetasyonu ya da fundalık formasyonu ile karakterlenmişlerdir. Podsolleşme olayı, de­ğişik şiddette olarak ılıman ve tropikal iklimlerde dahi, asit karakter­de organik maddesi olan topraklarda ve yağış, suyun toprak içinde sızmasını mucip olacak kadar yeterli olduğunda, faaldir. Koniferleri taşıyan topraklarda olduğu kadar yapraklı ağaçla örtülü olanlarda bile meydana gelir.

Orman şartları altında podsol profilleri karakteristik surette asit organik maddelerden ibaret ve mineral toprağın üstünde yatan bir tabakaya sahiptirler. Toprağa var an ağaç yaprakları ve daha başka organik artıklar bazlarca nisbeten fakir olup esas itibariyle mantar­larla ayrışmakla asit tabiatta ürünler doğururlar. Yüzeyde yatan or­ganik tabakalarda hasıl olan asitler, sızan sularla aşağıya doğru ha-

226

reket ettikçe toprak minerallerine tesir ederler. Kabili mübadele kat­yonları yıkarlar ve genellikle mineral toprak materyalinin pH'sını dü­şürürler. Toprak minerallerinin asit ortamda ayrışması, bir ve iki değerli katyonlarla birlikte, demir ve alüminyum hidroksitlerin de göze çarpar oranda yıkanıp taşınmalarını sonuçlandırır. Fakat sili­sin çoğu geriye kalır. Organik ve inorganik kolloidler sızıntı suyu içinde dispersleştirilir ve aşağıya taşınırlar. Hidrojenle doymuş or­ganik kolloidler, inorganik kolloidlere koruyucu bir etki yapar gö­rünüyorlar; onları pıhtılaşmaktan ve agregatlar yapmaktan korur­lar. Diğer toprak yapan minerallerin aksine olarak kuvars asit çözel­tilerin etkilerine özellikle dirençlidir. Bunun sonucunda. yıkanma iler­ledikçe mineral toprağın yüzey tabakasında kuvars nisbi olarak ço­ğalır. Demir bileşiklerinin ve başka renkli maddelerin taşınması ve kuvarsın yüzey mineral topraktaki nisbi miktarının çoğalmasiyle boz bir renk gelişir. Boz renkli kat podsol toprağı profilinin A2 (E) ho­rizonunu teşkil ve azami yıkanma zonunu temsil eder.

Hemen A2 (E) horizonunun altında demir ve alüminyum bileşik­leri oksitlenmenin ve hidratlanmanın çeşitli derecelerinde bulunarak­tan kolloidal organik maddelerle birlikte çökeltilir. Bu suretle bir B horizonu teşekkül eder ki, bazı hallerde taş gibi sert olabilir ve o tak­dirde cpas taşı» adını alır. Mattson ve Gustafsson'nun hipotezlerine göre, adı geçen üç madde birbiriyle kompleksler yaparlar; amfote­rik (yani hem asit hem bazik) özellikleri vardır ve değişik izoelektrik noktaları (yani yüklerinin nötrleşmesi için gerekli karşıt işaretli

elektrik yükü miktarı) birbirinden farklıdır. Kolloidal organik mad­de B horizonunun üst kısımlarında çöker. Çünkü izoelektrik noktası en düşüktür (yani karşıt işaretli elektrik yüküne en az muhtaçtır).

Aynı horizonda biraz daha aşağıda en büyük oranda demir hidroksi­tin çöküp biriktiği zon bulunur. Daha aşağıda alüminyum bileşik­lerinin en çok oranda. biriktiği bir zon vardır. Demirin izoelektrik noktası humus maddelerininkinden, alüminyumun ise demirinkinden daha yüksektir.

Başka araştırıcılar ise podsol topraklarının B horizonunda, bahis konusu materyalin çökeltilmesi hakkında çeşitli izahlar düşünmüşler­dir. Çökelmenin kısmen kolloİd.lerin hazlarla pıhtılaşma.Sı sonucunda olduğu duşUnülmüştür; pratikçe bu hipotez Mattson ve Gustafsson' -nmkinden az farklıdır. Çökelme olayının başka bir izahı şöyle olmuş­tur: B horizonunun geçirgenliği azaldıkça bir süzgeç hizmetini görür ve sızan sudaki süspansiyon halinde bulunan maddeleri tutar. Bütün hu ortaya atılan mekanizmaların podsol topraklarındaki B horizonu­nun meydana gelmesinde, değişik oranlarda, işe karışmış olmaları

mümkündür.

227

16. 22 Lateritleşme

Lateritleşme tropikal iklim şartları altında cereyan eden bir olay­dır. Bazı toprak bilginleri tarafından taş ayrışmasının jeolojik bir olayı sayılmaktadır. Laterit teşekkülünde hazlarla birlikte silis en büyük kısmı itibariyle yıkanıp gider. Demir ve alüminyum hidrok­sitçe zengin killi materyal geriye kalır.

Lateritlere tropikal bölgelerde raslanır. Üzerlerinde humus yok­tur ve toprağın en üst mineral tabakasında humuslu kısım ya teşek­kül etmez ya da pek incedir. Bu horizon altında kırmızımsı, yıkan­mış bir horizon bulunur ki pek yüksek oranda ayrışmış olan materyal üstünde yatar. Bu materyal koyu kırmızı renkte olup ağ biçiminde kırmızı ve açık boz, sarımsı ya da beyaz lekelerle bezenmiştir. Late­ritleşme 30 metreden fazla bir derinliğe kadar ulaşabilir.

16. 23 Gleyleşme

Toprak teşekkülünün bir başka olayıdır. Toprağın alt tabakala­rında, ana materyalin üstünde «gley» horizonunun meydana gelme­sin.den ibarettir. Gley horizonu havalanmanın engele uğraınasiyle

toprakta oksijenin yokluğu halinde teşekkül eder. Demir bileşikleri­nin indirgenmeleri, mavimsi boz, yeşilimsi ya da boz renklerin doğ­masına sebep olur. Gley horizonundaki materyal az çok yapışkan, sıkı ve çoğunlukla strüktürsüzdür. Taban suyu düzeyinin yükselip alçaldığı yerlerde, yılın bir kısmında oksitlenme şartları hakim ola­bilir; bu şartlaı sarı, esmer ya da kırmızı lekelerin doğmasını sonuç­landırır. Bu lekeler, havanın derine sızabildiği eski kök kanatlan ya da toprak çatlakları civarında gelişirler. Taban suyu düzeyinde ferro bileşikleri oksitlenerek ferri oksitleri halinde çökelir ve sert tabaka­lar hasıl eder. Gleyleşme, ·int razonal toprakların meydana gelmesine sebep olur.

16. 24 Kalsifikasyon

Bu terim, yüzey toprakta.ki kolloidlerin kalsiyumla yüksek oran· da doymasına sevk eden olaylar için kullanılmaktadır. Kalsifikasyon ılıman bölgelerde 600 mm'den ve tropikal bölgelerde 1100 mm'den az yağış şartlarında hakim bir toprak teşekkülü olayıdır. Kalsifikas· yon olayı, düşük yağış ile vejetasyonun müşterek etkilerine atfedil­mektedir. Yüzey topraktan bazı çözünür maddeler suda çözelti ha­line geçer; fakat burada işe karışan suyun miktarı bunları topraktan.

228

yıkayıp götürecek kadar yeterli değildir. Böylece toprakta sızıntı su­larının eriştiği derinlikte kalsiyum, mağnezyum karbonatlar birikir. Yüksek bir baz seviyesi, çayır vejetasyonunun yardırniyle idame edi­lir. Çayır vejetasyonu toprağın derin tabakalarından önemli miktar­larda kalsiyumu alarak üst tabakalara çıkarmakla bu fonksiyonu ifa eder ve toprak reaksiyonu nötre yakın olur. Kolloidler pıhtılaşmış bu­lunduğundan A' dan B'ye taşının alan çok zayıftır.

Kalsifikasyon aşağıdaki zonal tiplerde haklın bir olaydır: (1) çernozem; (2) kestane renkli; (3) kırmızımsı kestane renkli; ( 4) es­mer step topraklarında; (5) kırmızımsı esmer; (6) çöl tiplerinde.

16. 25 Salinizasyon (tuzhl§ma)

!ntrazonal mahiyetteki solonçak, solonetz ve soloth topraldan salinizasyon etkisi altında yan sulak ve kurak bölgelerde teşekkül ederler. Bu türlü topraklar büyük miktarlarda çözünür tuzların, me­sela Na, Ca, Mg ve K tuzlarının birikmesiyle doğarlar. Tuzlar klo­rür, sülfat, karbonat ve bikarbonat olabilirler. Salinizasyon şartlan, en çok yan kurak ve kurak bölgelerde drenajın yetersiz olduğu hal-lerde raslanırlar. ·

229

17. TOPR ~ KLAR T TNIFLANDIRILMASI St~TEMİ

Tabii objelerin sınıflandırılması, seçilmi§ olan bir bölme prensibi­ne göre kategoriier halinde yapılan bir düzenleme ifade eder. Toprıığa uygulandığında sınıflandırma, toprağın daha baştan seçilmiş bir özel­liğine göre yapılabilir. Mesela yalnız derinliği, yahut yalnız tekstürü seçerek topraklar gruplandırılabilir (suni sistem). Böyle bir sistem­de çoğu def.a seçilmiş bulunan özellikten başka, diğer bütün özellik­lerinde farklı olan topraklar aynı sınıfa konulabilir. Şllı hale nazaran suni sistemler. sadece seçilmiş (;zelliklerle ilişkili olan cisimler için tatminkardır. Tabii bir sistem ise bütün özelliklere göre düzenlenmiş­tir. Yani burada topraklar bir tabiat objesi <;>lmak sıfatiyle, onları ak­rabalıklarına göre, mesela .bitkilerde yapıldığı gibi, tasnif etmek bahis konusudur. Ne var ki bitkilerin tasnifi olgun bir sistemdir, oysa top­rakların tasnifi hala ilkel bir safhadadır (J. W. Muir, 1962).

Toprakların tabii akrabalıklarını gösteren bir tasnif sistemi pro­fil yapısına ve bu yapıyı doğuran pedojenik olaylarla litojenik karak­teristiklere dayanmak zorunluğundadır. Jenetik temeli bulunmayan bir toprak sınıflandırma sistemi yol göstermek kabiliyetinden yoksun­dur. Toprak teşekkülü hakkındaki bilgimiz henüz tam olmamakla beraber, toprak jenetiğine daya..11dırılmış bir toprak sınıflandırma sis­temi kurulmasına yetecek kadardır.

Smıflandırma sisteminin gayQsi, topraklar hakkında mantiki bir bağıntıya sahip bir toplu bakış vermek ve aynı zamanda münferit toprak soylan arasındaki bağlayıcı ilişkileri, yani akrabalığı gös­termektir; böyle bir toplu bakış sadece sistematik bir düzenle elde edilebilir.

Sistematik düzen kurulurken göz önünde tutulacak nokta, kate­gorilere ayırma prensibinin ne olacağıdır. Önce, kaç kategori lazım­dır ve sonra her bir kategorinin ayrılmasında hangi toprak karak­teristiğinin ve hassanın göz önünde tutulması gereklidir, sorunları çözümlenmelidir. Toprak sınıflandırma sistemi için son yirmi yıl

içinde yapılan tekliflerde kaide olarak 5-7 kategori öngörülmüştilr. Kategorinin ayrılmasında bizzat toprağa özgü hassal.ar bahis konusu olmalıdır. Bundan başka kategorilere ayırmakta Avrupalı müellifle­rin kastettikleri anlamdaki toprak tiplerinin bir çıkış. noktası teşkil

230

etmeleri lüzumu da geniş surette kabul edilmektedir. Tipler hem da­ha. yüksek hem de daha alçak kategorilerin teşkilinde yani daha yük­sek birimler halinde gruplamakta ve daha alçak birimlere bölmekte bir başlangıç olurlar (W. Laatsch ve Schlichting, 1959).

Tiple~n ayrılmasında toprağın gelişim safhası ile dinamiği, baş ölçüleri temsil ederler; çünkü toprak tipi, ön safta olarak bunların mahsulüdür. Buna uyaraktan .benzer gelişim safhalı, yani profilleri aynı yönde ve şiddette gelişmiş bulunan ve bundan başka benzerdi­namiğe sahip olan topraklar bir tip içinde toplanır ve gelişim safha­hırı ile dinamikleri karakteristik surette farklı olan topraklardan ayn tutulurlar.

Toprakları sistematize edilecek bölge ne kadar küçük olursa tip­ten daha üstte bulunan yüksek kategoriler o kadar az önemlidir. Bu sebepten dolayı Mückenhausen, mesela Almanya için tipin üstünde

, bulunan iki kategoriyi yeterli görmektedir. En üst kategori şimdilik W. Kubiena'ya (1953) istinaden «bölüm» ve ikinci üst kategori «sınıf» diye adlandJrılacaktır. Tipin altında ise, pedojenetiğin icabettirdiği üç tane kategori ve filhakika alt tip, varyete ve alt varyete bulunme.lı­dır.

Bir çok memlekette kendi bölge şartlarına dayanarak toprak sis­tematiği tasarıları ortaya atılmıştır. Fakat herkes tarafından kabul edilmiş bir tabii toprak siste~i henüz yapılamamıştır. Çalışmalar de­vam etmektedir. Teklif edilen tabii sistemler, toprak hakkındaki bil­gilerimiz zenginleştikçe değişikliklere uğrayacaktır. Son yıllarda Ame­rikalılar ve Ruslar geniş ülkeleri içinde çok değişik iklime, veje­tasyona ve binnetice pek muhtelif toprak tiplerine sahip bulunduk farından bütün dünyaya uyacak bir toprak tasnifini yapabilecek nam­zet ülkeler olarak görülmektedirler. Amerikalıların tabii toprak sis­temi taslağı olan «yedinci aproksimasyon» kitabın sonunda özel bir bahis olarak eklenmiştir.

Bu kitapta verilecek olan sistematik tasnif Kubiena ve Mück­enhausen'in tekliflerine dayanarak meydana getirilmiş bir sistem olup toprak hakkındaki bilgilerimiz zenginleştikçe değişikliklere uğrama­~'a mahkumdur.

W. Kubiena'nın esaslarına uymakla beraber toprakların jenetik akrabalığını daha iyi belirtmek üzere Orta A vrupanm en önemli toprak tiplerini ve özellikle toprak tipleri gruplarını gösteren bir şe­ma hazırlanmıştır ki, şekil 65 bu şemanın yalnız bir kısmını göster­mektedir. Şemanın tertibindeki kriteryumlar, (1) toprak içinde su­yun sızma yönü (perkolasyon yönü), (2) profilin horizonlar halinde gelişmesi derecesi ile (3) ana materyalin özelliklerinden ibarettir <W. Laatsch, 1957).

231

Perkolasyon yönil, her birisi bir çok tiplerden oluşan üç bölümün ayırt edilmelerini gerektiren bir ölçüdür. Bölümler A-karasal top­raklar, B=yarı sualtı topraklan ve C-sualtı topraklarıdır.

Bizi doğrudan doğruya ilgilendiren A ve B bölümleridir ki bun­lardan A bölümü tekrar aynı horizon sıralı ya da benzer horizon sı­ralı (A)/C; A/C; A/(B)/C ve Ao/Al/A2/B/C profil yapılı sınıflara ayrılır. Sınıflar ise tiplere bölünür. Tipler, horizonları karakteristik bir sıra gösteren ve her bir horizonu özel hassalara sahip bulunan top­raklan bir arada toplarlar. Tipler litosferin karakteristik değişim şe­killeridir; özel toprak teşekkülü olayları ile ve özel ana materyalle şekillerini. kazanmışlardır. Alt tipler, tiplerin kalitatif surette deği­şik üyeleri olarak kavranırlar; bir tipten başkasına geçiş teşkil eden ara tipler de bu kategoriye girer. Varyeteler, bir alt tipin kalitatif surette değişik üyeleridir ve alt varyeteler ise varyetelerin bütlin ka­litatif ve kantitatif pedojenik hususiyetlerini kale alırlar. Alt var­yetelerin ayrılmasında daha başka ölçülerle birlikte su faktöründeki farklar daha yakından göz önünde tutulur.

Münckenhausen'nin verdiği bir: misal ile bahis konusu topraksı­nıflandırma sistemi anlatılsın ;

Toprak tipi : Podsol.

Alt tip : Gley podsolu.

Varyete Kuvvetle belirmış gley podsulu, zayıf olarak gley­leşmiş.

Alt varyete : Kuvvetle belirmiş gley podsolu, zayıf olarak gley­leşmiş, 18 cm kalınlıkta mor humus örtüsü, Riss­buz devrine ait çakıllı, fluvioglasiyal kum.

17. 1 Karasal tovraklar (Terestrik toprak! )

Taban suyu etkisinin dışında kalan toprak teşekkülleri bu kate­goriye girer ki bunlarda suyun hareketi daha ziyade yukarıdan aş ğıya doğru ceryan eder. Bahis konusu kategoriye giren tiplere hid­romorf topraklara karşıhk olarak otomorf topraklar da denilir. Yağış suyunun durgunlaştığı topraklar (pseudogley, stagnogley) da bu ka­tegoriye girer. Sonuncularda toprak suyu hareketi daha ziyade yatar yönde olur.

17. 11 A hQrizonları gelişmemiş ham to!)raklar uuiı

( A) / C profilli to aklar

Az bir kimyasal ayrışma ve az bir biyolojik faaliyet, bu topmk­kı.rın başlıca karakteristikleridir. Belirgin humus horizonları bulun-

233

madığı gibi belirgin bir profil te§ekkülü de yoktur. Ham toprak, nemli ve ılıman bölgelerde adi surette toprak teşekkülünün klSa sü­reli bir safhasını teşkil eder. Kuvvetli toprak erozyonunun hakinı ol­duğu sarp yamaçlarda ve alpin rejyonun üstündeki yüksek dağlıklar­da olduğu gibi ya da çok kurak Llrlimlerde bu sınıfa ait topraklar uzun süreli olabilir.

Syro~m (ta.51ı ham t-Opra.klar) tipi

Taşlı ham topraklarda toprak teşekkülünün başlangıç safhası ba­his konusudur. Bir yandan katı kayalardan meydana gelenler (lito­sol), öte yandan gevşek kayalardan (mesela lös, kum) hasıl olanlar ( regosol) ayrı tutulurlar. Bundan başka silikat syrosemi ile kalker syrosemi de ayırt edilir.

Nemli, ılıman iklimde orman altında silikat kayalarında söyle bir g81ݧme mümkündür :

Silikat syrosemi ----.. syrosem rankeri ~ esmer toprak rankeri -- olgunlaçmamış esmeP toprak.

Löss ve marnlı kum syrosemleri ise düzlüklerde perarendzina iizcrinden çernozeme ya da esmer toprağa dönüşürler. Kalker kaya­larından teşekkül etmiş bulunan kalker syrosemleri, syrosem rendzi­nası (protorendzinıa) üzerinden mul rendzina.sma ulaşan bir gelişme gösterirler.

Özellikleri

Katı kaya ardan teşek . ·u eden syrosemler, alınabilir besin mad­delerine az bfr miktarda sahiptirler; buna karşılık gevşek seclimentler üstünde husule gelmiş syrosemlerin kimyasal <;>zellikleri sedimentle­rin kimyasal bileşim ·ne kuvvetle bağlı olur. Katı kayalar üstünde te­şekkül etmiş bulunan ham topraklar, ince toprağın ve humusun az miktarda olmasından dolayı düşük verimli olurlar. İstekleri az olan ormana terk edilmelidirler.

Gevşek sedimentler üstündeki topraklar ana materyalin karak­terine göre verimli olabildiklerinden daha yüksek istekli ağaç. türle­rinin yetişmesine müsait olabilirler.

17. 12 A horizonları gelişmiş topraklar sınıfı

A/C profilli topraklar

Bu sınıfta toplanan ranker (Litosol veya Regosol), rendzina ve pararendzina topraklan C horizonunun üstünde iyi gelişmiş bir P._ horizonuna maliktirler. Bu sınıftaki toprak tipleri, ana materyalin

234

17. 13 Esmer orman t.oprakları sırufı

A/Bv /C profilli topraklar

Bunlara yerinde olmamakla beraber kahve rengi topraklar da denilmektedir. Bu sınıfa esmer orman toprağından başka Fra.runzla.­nn Sol lessive (yıkannnş toprak) tipi dahildir. Esmer renkte oluş­ları, ihtiva ettikleri kil mineralleri arasında illitin galip miktarda bulunuşu ve üst toprağın o kaıdar kalın olmayışı başlıca karakteris­tiklerdir. Esmer orman toprağı A/Bv /C profil tipine sahip bulun­. duğu halde kil maddesinin B horizonuna taşındığı sol lessive'lerde Al/ A3/Bt/C profil yapısı vardır. Bt, kil maddesinin birikmesinden hasıl olmuş B horizonunu ifade eder.

Esmeı· o-rman toprağı. A/Bv/ C profilli

Jenetik bakımdan ranker ile pararendzinalardan türevleniıler. Kaynağını pararendzinadan alanlar hızla sol lessive (Parabraunerde) ye dönerler.

Bu toprak tipini ilk önce tarif etmiş ve bunun müstakil karakteri­ne dikkati çekmiş olan Ramann'dır. Demir hidroksitlerden ileri gelen ve okr renginden kırmızı esmere kadar değişen rengi dolayısiyle' «es-­mer toprak» (Braunerde) adını taktı. Oysa ondan önce Ruslar ta­mamiyl~ başka şartlar altında teşekkül etmiş fakat gene esmer olan bir tip toprağa aynı adı vermiş olduklarından Ramann'ın esmer top­rağına, farklı olsun diye, «esmer orman toprağı» denildi. Esmer or­man topraklarında organik asitlerin etkisi ile kil mineralleri ayrış­madığı gibi demir ve alüminyum hidroksit solleri de toprak içinde ta­şınmaz.

Esmer orman toprakları, esas itibariyle orta derecede nemli ik­lim şartları altında böylece 500-800 mm yağış ve 8-19 ° C yıllık orta­lama sıcaklıklarda (Fiedler ve Reissig, 1964) doğmuş ve yapraklı ağaç. ormanlarının sıhbatı yerinde bir toprak tipidir. Çok değişik ana.taşlar üstünde gelişirler.

Profilin yapısı imkan nisbetinde yeknesaktır. Her tarafı eşit bir tarzda köklenmiştir; borizonlar arasında keskin sınırlar yoktur. Söy­lenen hususlar esmer orman topraklarının en önemli profil özellikle­ridir (W. Laatsch 1938) (Şekil 6~).

Biyolojik faaliyetin yüksek oluşu, bundan başka toprak içi su hareketinin mutedil surette cereyan edişi, horizonların tedrici olarak ve geniş sınırlar içinde birbirine intikalini sonuçlandırır. Böylece boz esmer renkte ve 5-20 cm kalınlıkta olabilen A borizonunun altında keskin olmıyaraktan 10-15 cm kalınlığında bir geçit horizon gelir ki

238

bu da tekrar Bv horizonuna intikal eder. Bv horizonu 20-150 cm ka­lınlığında olabilir. C horizonuna geçiş aynı suretle keskin değildir. Kalkerli ana materyal bulunduğunda Bv ile C arasında kalsiyum karbonatın birikmiş olduğu bir' horizon bazı hallerde bulunab:lir.

Şekil 68 : Esmer orman toprağı tip!. Bolu, Aladağ ormanlan. Andezit üstünde gelişmiş orta derinlikte bir pıofil {Foto: A. Irmak).

Esmer orman topraklarında Bv horizonu bir şiddetli ayrışma gösteren ve bu sebepten dolayı esmerleşmiş olan horizonu ifade eder. Esmer orman topraklarının A horizonu rengini humus ve Fe (OH) 3' -

239

den alır. Şu halde en koyu renkler üst toprakta bulunur. Renk aşağı· ya doğru siyahtan esmere döner. Humuslu üst toprağın yani A ho­rizonunun alt topraktaki humussuz Bv horizonuna dönüşü tedrici bir surette olur.

Özellllderi

Esmer orman toprağı tipinin karakterini, değişik tabiatta olabi­len ana materyal büyük ölçüde tayin eder. Toprakların derinlikleri, tekstürleri ve renkleri anataşa tabi olmak hasebiyle çok farklıdır (A. Irmak. 1952).

Ah horizonla.rı, özellikle balçık tekstüriindeki topraklarda, göze­nek hacmi yüksek oranda olan kırmtı strüktürüne sahip bulw1duk­larından gevşek olur. Da.ha ince tekstürlü olan balçıklı-killi Bv horizonları blok ya da prizma.tik strüktürü haizdir ki, ısla.nına ve ku· ruma devrelerinde olan hacim değişikliklerine atfedilir. Bu strüktür e1emanlarmda bol miktarda gözenekler vardır.

Toprağın reaksiyonu A ve Bv horizonlarmda. orta ve kuvvetli asittir. Kalsiyum karbonat adi hallerde yıkammş ,bulunmakla bera­ber baz doygunluk derecesi hala yüksek ( % 50-80) olabilir. Bu türlü şartlar altında daha ziyade az stabil olan mineraller mesela ojit, hornblende, kireçce zengin plajiyoklaslar ile biotit gibiler ayrışırlar. Sonuç kil minerallerinin teşekkülü ve rengin esmere dönmesidir. Ayrışma esnasında husule gelen demir hidroksitler teşekkül ettikleri yerde kalırlar. Toprak tanelerinin yeknesak surette bu demir hidrok· sit1erle kabukJamnası sonunda esmer renk meydana gelmektedir. Kolloid maddeler çoğunlukla pıhtılaşmış halde bulunurlar. Esmer orman topraklarının besin maddesi muhtevaları anataşa büyük ölçü­de bağlıdır (13. 1'e bak). llerlemiş bulunan· ayrışma dolayısiyle top­rakların potasyum sağlama kapasitesi çoğu defa iyidir. Fosfor sağ­lama kapasitesi ekseriyetle .sadece ortadır. Orman altında yaprak dö~~ümil etkisiyle besin maddeleri Ah horizonunda v horizonunda­kinden daha çok birikmiş bulunur.

Esmer orınan toprağının tabii yapraklı ağaç vejetasyonu altında­ki humus tipi muldür; oy a koniferler altındaki topraklarda ekseriyet.. le çürüntülü muldür. Organik madde miktan Ah horizonunda % 3-8 kadardır. Humus maddesinin C/N oram mul tipinde 11-15 ara.sındar dır. Biyolojik faaliyet genellikle yüksek o~up solucanların etkisi ga· tiptir. Fakat hakim bulunan fizik ve şimik şartlara göre faaliyet çok değişiktir.

Besin maddelerinin sağlanması iki sebepten dolayı kuvvetlidir; önce anataş kimyasal ayrışma. ile bol besin maddeleri verir; sonra da besin maddelerinin biyolojik dolaşımı, özellikle yapraklı ağaç meş­cerelerinde, hızlı olur.

240

Özellikleri

Kil maddesinin aşağılara taşınmasından dolayı A horizonu ekse­riyetiyle kumlu, tozlu bir tekstür kazanmıştır. Bt horizonunda kilin birikmesinden ileri gelen bir tıkanma vardır (Şekil 41'e bak).

Baz doygunluk derecesi üst horizonlarda % 20-25 arasında oldu­ğu halde alt hoıizonlarda % 50'den daha yüksektir.

Al horizonu, yüksek veya orta humus muhtevasında, ancak az bir kalınlığa sahiptir. A3 ve Bt horizonlan humus bakımından fakir olur.

Ilıman, nemli iklimlerde yaprn klı ağaç ormanlarında rastlanan bir toprak tipidfr.

ı 7. 14 Pod oller sınıfı

Podsol toprak tipi Ao/Al/A2/B/C profilli

Bu tipin morfolojik yapısı pod.solleşme olayının sonucudur ki bundan önce anlatılmıştı (16. 21'e bak).

Podsollerin teşekkülü, özellikle çok yağışlı ve yıllık sıcaklık or­talamaları nisbeten düşük olan iklim şartları altında, bundan başka bazlarca fakir ve geçirgen ana materyalin bulunması halinde özellikle ilerletilir. Ana materyalin mesela kum ve çakıl topraklarında oldu­ğu gibi çok geçirgen oluşu podsolleşme olayını hızlandırır. Podsol­lerin teşekkülünde serin bir iklim, organik maddelerin ayıışmasını engellemekle, önemli bir- faktör olur. Toprak yüzüne eklenen orga­nik maddelerin türü ve kimyasal bileşimleri de mühim bir rol oy­nar (sahife 102'ye bak).

Podsol topıak tipinde B horizonunun görünüşü çökelmiş bulunan maddelerin tabiatına göre farklı olur. Daha çok serbest demir ve alüminyum oksitler çökelmiş ise, B horizonu esmer, esmerimsi kırmı­zı bir renk alır. Böyle bir B horizonu Bs (s=sesquioxyd) veya Bir (ir=iron=demir) şeklinde gösterilir. Buna karşılık B horizonunda çok miktarda organi.K madde çökelmiş, fakat demir oksitler daha aşağılara taşınmış ise, siyahımsı bir Bh (h=humus) horizonu teşek­kül eder ki bazı hallerde oldukça bir miktarda alüminyum oksidi de ihtiva edebilir. Bhs horizonunun teşekkülünde ise hem organik maddeler çökelir, hem dei demir ve alüminyum oksitler birikir. B ho­rizonunun bu değişik tabiattaki teşekkülü ~onucunda demir podsolü, humus podsolü ve humus-demir podsolü gibi alt tipler ayırt edilir. Söylenmiş bulunanlardan başka, podsolden diğer toprak tiplerine olan geçit tipler vardır, mesela esmer orman toprağı podsolü, lessive podsolü, pseudogley podsolü ve gley podsolü gibi.

242

Özellikleri

Kimyasal bakımdan şiddetli asit karakter göze çarpar. Yüzey humusta nKCl'de ölçülen reaksiyon pH 2.8-3.2 olabilir. Bütün pod­sollerin Al ve A2 horizonlarında makro ve mikro elementler yete -siz miktarlar.da bulunurlar. Bahis konusu elementler yıkanmakla ta­şınıp gitmişler ve böylece toprak verimsiz olmuştur.

Podsollerin C/N oranı 25'in üstündedir. Yüzey humusta bulunan azot, humusun ayrıştırılması ile mineralize oldukça mikroorganizma­ların hücrelerini yapmakta sarfedilir. Mütekamil bitkiler faydalana­maz. Mikroplarla mütekamil bitkiler arasındaki rekabet pek büyük­tür. Yüzey humusta yaşayan bitkiler mikorriza yapmak suretiyle bu rekabete karşı koyarlar.

A hor-izonlarının baz doygunluk derecesi adi surette i'c 15'in al­tında bulunduğu ve pH sayısı B horizonununkinıden daha küçük ol­duğu halde kabili mübadele katyonların mutlak miktarı daima A horizonunda en yüksektir. Zira hem yüzey humusun büyük adsorp i­yon kapasitesi hem de organik maddelerin ayrışması ile devamlı su­r ette bazların iyon haline geçmesi A horizonununda kabili mübadele katyonların nisbeten bol miktarda bulunması olayını açıklar. Bunun­la beraber adı geçen bazlar kısmen bitkiler tarafından alınamaz, çün­kü doygunluk oranı düştükçe bazların mübadele kompleksine bağlan-ması şiddeti artar. ·

Podsoller, fakir veya orta verimli konifer meşcerelerine elverişli olabilirler.

•snı r orman toprağı pod ·olu Ao/Al/A2/Bv/C profilli

Esmer orman toprakları, bazlarca fakir anataşlar üstünde iklim nemli ve serin olduğu oranda podsolleşmeye başlarlar. Toprakta ileri giden bir yıkanma sonunda meydana gelmiş kuvvetli asit reaksiyon, toprağın gelişmesini gittikçe pod.solleşmeye doğru yöneltir ki esmer orman toprağının A horizonunda toprak taneciklerini sarını bulu­nan demir oksit kabukları çözünür ve tanecikler solgun bir renk alır. Böylece bir A2 horizonu teşekkül eder. A2 horizonunun kalınlığına göre: Az podsollenmiş ( A2 horizonu 3-6 cm) ; orta derecede podsol­lenmiş ( 6-12 cm) ve kuvvetle podsollenmiş ( > 12 cm) olarak (Mückenhausen, 1962) Uç türlü esmer orman toprağı podsolu ayırt edilir. Esmer orman toprağı podsolunun mesela Karadeniz'deki Çangal ormanlarında bazı şartlar altında teşekkül ettiği bilinmek­tedir. (M. Sevim 1957).

243

17. 15 Durgım su topraklan sınıfı

Bu sınıfa pseudogley ve stagnogley tipleri dahildir. Bu iki tip, su dinamiği bakımından ve şu halde profil yapılan itibariyle ayırt edi­lirler ki toprak içinde suyun hareketi daha ziyade yatay yönde olur.

Pseudogley A/ gl/ g2 profilli

Gley tipi, yüzeye yakın ve az nispette yükselip alçalan bir taban suyu ile karakterlenmiş olduğu halde, suyu güçlükle geçiren tabaka­Larm toprakta bulunması sonucunda yağış suyunun durgunlaştığı (tünemiş taban suyu) topraklara pseudogley adı verilir. Suyun dur­gunlaşması, az geçirgen ana materyalin (mesela bazı tersiyer killer, lös ya da toz kısımla.rınca zengin sedimentler) mevcudiyeti ile mey­dana gelebilir. Ya da mesela kil bakımından zengin Bt gibi bir top­rak horizonunun tıkanması durgunlaşmaya sebep olabilir. Pseudogley tipinde ıslanma ile kuruma hallerinin değişerekten oluşu da gley ti­pine karşı bir başka fark teşkil eder. Oysa gley tipinde alt profil kısmı tamamen taban suyu etkisi altında bulunur.

Suyun durgunlaşmasını gerektiren şartların tahakkuk etmesi ha­linde nemli ılıman iklimin yapraklı ağaç bölgelerinde pseudogley te­şekkül eder. Yan nemli iklimde bu tip görülmez.

Pseudogley tipine sadece durgun suyun mucip olduğu karakte­ristiklerin, öteki esmerleşme, podsolleşme ve yıkanma gibi olaylara galip geldiği topraklar dahildir. Tipik pseudogleylerden daha çok ge­çit teşekküllere rastlanır ki durgun su işaretleri yanında ilksel topral~ tipi de tanınabilir. Esmer orman toprağı pseudogleyi, lessive pseu­dogleyi ve podsol pseudogleyi böyle geçit teşekküllerdir. Bu toprak­larda durgun su Ah horizonunun alt sınırına kadar çıkamaz.

Pseudogleylerde ·Ah horizonunun altında açık bozdan okr boza kadar değişen renklerle ve demirli manganezli konkresyonların te­şekkülü ile kendisini belli eden suyun durgunlaşma zonu bulunur. Daha aşağılarda ise kökler ve çatlaklar boyunca gelişmiş bulunan açık boz renkli solgun damarların sınırları, normal toprak maddesin­den daha koyu olan pas kırmızısı renkte harelerle sarılmıştır. Pseu­dogleylerde köklerin hemen etrafını sarmış bulunan toprağın ağardı­ğı görülür. Ağarmanın sebebi, yaşamakta olan ya da ölmüş kökler­den meydana gelen organik asitler ve W. I..aa.tsch'ın (1937) meşeler­de göstermiş olduğu üzere tanen asitleri gibi chelation (16. 21'e bak) ve indirgem~ yapan maddelerdir. Çözünmüş bulunan demir ve man­ganez bileşiklerinin bir kısmı yana doğru hareket ettiklerinde kökle­rin indirgeme etkisinden uzak kalınca tekrar oksitlenerek koyu pas renkli bileşikler halinde çökerler. Böylece pseudogleylerde köklerin

244

soluk mavimai toprak kılıfı 11' sarıldığı ve onun da etraf pas renginde bir aon bul11Dduğlı gözlenir (Şekll 70).

ı 70 : tata.nbul, Belgrad ormanında re•nan paeudogle7 . C horblonunda köklerin •trafındaJd toprak ~u.uw, almıfbr. Bu açık renkli yerlerin etrafı da tekrar,

ma.teryallııden daha koyu kırmızun8ı 881Der renkJ1 bir (Foto : A. lnn&k).

ko

ne ve durgun su devresi ile yazın gelen kuraklık devresi arasındaki nem farklarının şiddetine tabi olduğundan konkresyonlar, böyle ekstrem şartların nadir olduğu yüksek rakımlarda hemen hemen bulunmazlar; buna karşılık orta ve aşağı rakımlarda sık sık görülür­ler.

Şu hususun da belirtilmegi icap eder ki bazı pseudogley profil yapısına sahip topraklarda gözlenen lekeli horizonlar ve konkresyon­lar geçmişte hakim olmuş ve bugünkülerden çok farklı bulunan şartlar altında teşekkül etmiş olabilirler.

Pseudogleyler, ılıman nemli iklimde mevsimlere göre sulak ve kurak olarak toprak nemi şartlarının değiştiği ve sızıntı suyunun serbestçe drene olamadığı, bundan başka yağışların muvakkaten durgun su halinde biriktiği toprak türlerinde ve topoğrafik durum­larda hasıl olurlar. Mesela Trakya'da primer pseudogleyler suyun durgunlaştığı, kil bakımından zengin materyal üstünd~ teşekkül et­miş yahut böyle materyaldan oluşmuş bir alt tabakaya sahip orman topraklarında raslanmışlardır ( A. Irmak ve D. Kantarcı, 1971). Kil, balçık, killi kum aşlan ve silikatlı kayalardan oluşmu~ eski ayrış­ma örtülerinde bulunurlar. Dağlık ve tepelik arazide yamaçtan gelen su sızıntılarının bulunduğu yerlerde pseudogley küçük sahalar için­de görünür ki böyle durumlarda genel surette besin maddelerince zengin bir toprak suyu bahis konusu olduğundan toprakların doy­gunluk derecesi orta :va da yüksektir. Böylece değerli yapraklı ağaç­lar için verimli bir yetişme muhiti olabilirler.

Pseudogley tabii olarak bir orman toprağıdır. Meşe-gürgen ile meşe-kayın karısık ormanlarında özellikle gevşek sanlımeşe meşcere­lerinde teşekkül eder. Toprak florası az sayıdaki türlerden oluşur. Bunlar arasında Molinia coerulea hakim durumdadır. Bütün bu top­raklar ic;in, meşe, gürgen. melez, kayın, sarıçam, ıhlamur, titrekka­vak gibi ağaç ttiJleri uygundur.

Stagnogley tipi

Durgun rnyun bütün vıl boyunca toprakta bulunduğu yerlerde bu tip görülür. Tipin teşekkülü için yağışlı, serince bir iklim, düz veya çukur bir to!loğrafik durum ve alt toprağın sıkı istiflenmesi halleri uygun bir ortam yaratırlar. Bu şartlara sahip orman altında mor tipi humus gelişir.

17. 16 Lato ol sınıfı

Bu sınıf silikatlı kayaların ayrışmasından meydana gelmiş, plas­tik olmayan kırmızı ve san topraklan kapsar.

Tropiklerde teşekkül eden Si02/ (Al2Ü3-r Fe2Ü3) oranları düşük

246

ve baz mübadele kapasiteleri küçük olan topraklardır. Lateritlerin ilk basamağı diye sayılabilirler.

J 7. 17 PJastosol sınıfı

Tropik ve subtropik bölgelerdeki çeşitli renklerde olan plastik topraklara denilir. Silikatlı kayaların sıcak ve nemli iklim şartları altında ayrışmasından hasıl olmuşlardır. Memleketimizde tersiyer ya da daha eski devirlerde teşekküI etmiş olup bir çok yerlerde ve bu arada mesela İstanbul civarmda görünürler (!. H. Tunçkale, 1965).

Boz plastosol (boz balçık), kırmızı plastosol (kırmızı balçık) ve esmer plastosol (esmer balçık) tiplerini kapsar. Renklerinin parlak­lığı! illitin yanında kaolinitin büyük oranda mevcut oluşu, büyük bir plastiklik, iyi belirmiş blok ve yaprağımsı strüktürün hakim bulu­nuşu başlıca karakteristiklerdir.

17. 18 Kireçli topraklar (Ter ae calcic) mı

Karbonat taşlarının sıcak, nemli iklim şartları altında ayrışması ile meydana gelmiş fosil topraklar olup plastosollere ve latosollere benzerler; renkleri sarı, okr ya da esmer olur. Toprak materyalinin rengine göre Terra fusca (sarı) ve Terra rossa (kırmızı) tipleri ayırt cdiliı.

'terra fusca tip"

Bahis konusu toprak tipinin toprak teşekkülü için lüzumlu olan sıcak ve nemli iklim, pleistosen'in buzullar arası sıcak ve nemli sü­relerinde ve daha ziyade tersiyer devrinde hakim bulunuyordu.

Terra fuscaja humusca fıa.kir olan A horizonu çok sığdır <2-5 cm). Sıkı istifömmiş olan bu horizon boz-okr rengindedir. Altında humustan yoksun, sıkı bir balçık bulunur; daha altta kalker yatar. Toprağın okr sarısı, esmerden kırmızımsı esmere kadar gelişen bir rengi vardır.

Terra fusca yüksek nisbette plastik olan, ıslanmakla kolayca sıkı istiflenerek tıkanan bir topraktır. Kuruduğunda büziilerek keskin kenarlı bloklar halinde ayrılır. Toprağın su ekonomisi dengesizdir; ya­ğışlar, toprağa güçlükle nüfuz ederler. Çukurluklarda bile üst toprak tabakaları şiştiğinden su yüzeyde birikir, fakat toprağın içinde az yağış suyu bulunur.

Toprak normal surette kirecini kaybetmiş olup K ve P bakımın­dan fakirdir. Rendzinaların aksine, terra fuscalarda biyolojik faa­liyet ve humus teşekkülünün şiddeti düşüktür. Yapraklı ağaç orman-

247

lannda ince olan F tabakasında bilhassa artropodlar bilyük sayıda gelişirler. Bunlardan başka H tabakasında solucanlar bulunur.

Terra fusca tipi daha ziyade kalker, dolomit ve marn üstünde bulunur. Orta A vrupada, Balkanlarda ve Akdeniz memleketlerinde tipik teşekküllere rastlanır.

Terra fusca tipi daha çok ormancılığa elverişlidir. Yağışların uy­gun olması halinde kayın ormanları başta gelir. Kayından başka,

meşe ve gürgen bu topraklara uygun ağaç türleridir. Yüksek dağlık bölgelerdeki terra fuscada tabii surette kayın, göknar ve ladin or­manları yan yana bulunabilir. Erozyona şiddetle maruz kalabilen bir toprak tipi olduğundan, ormansızlaştınldığında yamaçlarda bü­yük toprak kayıpları meydana gelir.

Ter.ra rossr. (kızıl toprak) tipi

Toprak, sıcak ve nemli iklim şartlarında kil bakımından fakir olan kalkerler üstünde meydana gelir.

A horizonu ancak zayıf olarak gelişmiştir; <B) honzonu parlak kırmızı renkte olup ekseriyetle katı kaya üstünde yatar.

Balçık tekstüründeki terra rossa, tipile terra fuscanın hassala­rına sahiptir. Kırmızı renkli, mekanik bileşiminde toz bölümü zengin, sıkı istiflenmiş, ıslak halde iken yüksek derecede plastik olan ve si­lis bakımından zengin bulunan toprak materyali bahis konusudur. Kolayca erozyona maruz kalır. Tekstürleri bakımından kumlu killi balçık ve balçıklı kil karakterinde olurlar. Toprak sık1 istiflenmiş, az gözenekli olup çatlaklarla bezenmiştir. Kil maddesinde başlıca mus­kovit·illit, metahalloisit-kaolinit, kaolinit ve F. Gülçur'un a aştırma­Iarına göre (1964) en çok montmorillonit bulunur.

Terra rossa Akdeniz memleketlerinde ve güney A vrupanın karst­lanmış bölgelerinde yaygındır. Memleketimizde 1600 m'Iik rakımla­rın üstünde (Karabük, Keltepe 1900 m'de) bile terra rossaya rast­lanmaktadır.

17. 2 Yan_ u altı topraklan

{Hidromorfik topraklar)

Bu toprakların teşekkülünde taban suyu düzeyinin, 1.5 m'den daha az bir derinlikte bulunuşu, az veya çok nispette yükselip al­çalması ve kısmen de su taşması altında kalma gibi hususlar esas faktörlerdir. Bölüm, gley toprakları, Auenböden-nehir kenarı top­rakları ve marşlar olmak üzere üç sınıfa ayrılır. Bu sınıflar arasında

248

bulunan nehir kenarı topraklan en önemlileri olup, nehirler bo­yunca devam eden düzlüklerde en çok rastlanırlar. Nehir kenarı top­rakları, taban suyu düzeyinin şiddetli varyasyonlara uğradığı bir tip­tir. Nehirin yakınlığı hasebiyle taban suyu düzeyi, hem yıl içinde hem de uzun zaman fasılalannda gleylerde olduğundan daha fazla varyas­yonlara uğrar. Taban suyu devamlı surette yüksek bir dü7~yde ka­lırsa bu topraklar gleylere dönerler; buna karşılık taban suyu düşe­cek olursa esmer topraklar, rendzina ya da çernozem gelişir. Genel surette nehir kenarı topraklan yazın derinde, ilkbaharda yüksekte bulunan bir taban suyu düzeyine sahiptirler. Şiddetli havalanmanın uzun bir devrede hakim olması keyfiyeti üst toprakta lekelerin te­şekkülünü önler; bu sebenten dolayı köklenme derin, toprak favnası bol ve toprağın gözenek hacmi müsait olur. Gleyleşme lekelerinin görünmesi yüzeyden 1-2 m derinlikte başlar. Suların taşkın olduğu devrelerde bu topraklarm üstünü sular kaplar ve akıntı hızına göre kaba ya da ince materyal çökelir.

Gley sınıfı A/G profDli

Gley topraklan devamlı surette taban suyu altında kalan mine­ral topraklardır ki, en önemli jenetik ö~llikleri gley horizonuna ( G) sahip olmalandır. Teşekkülleri için yüzeye yakın olan taban suyu düzeyi şarttır. Gley topraklannın sınıflandınlması taban suyu dü­zeyine göre olur. Taban suyu takriben 80 cm'den daha fazla bir de­rinlikte bulunmaz. Taban suyu düzeyinin yıllık varyasyonları toprak yüziinden 0.5-1 m derinlikleri arasında olup nehir kenarı tl)prakla­nndakinden daha azdır.

Taban suyundaki organik maddelerin ve mikroorganizma arın indirgeme etkisiyle yliksek değerli demir ve manganez oksitler iki değerli bileşikler haline, sülfatlar da sülfür haline döndürülür. Bun­dan dolayı toprağın rengi soluk boz, bozumsu yeşil ya da mavimsi si­yah olur. Oksidasyon imkanı olan hallerde iki değerli demirin tek­rar üç değerli oksitlere dönüşmesinden dolayı kırmızı ve siyah konkresyonlar hasıl olur ki bu zon A horizonunun altında, taban m­yunun yıllık dttzev varyasvonlannm sınırlan içinde bulunur. Siya.h konkresyonlarda hem demir, hem de manganez oksitler vardır.

Tipik gley topraklarında 15-30 cm kalınlığında ve % 4-15 kadar humuslu bir Ah horimnu bulunur. G horizonu, Ah horizonuna kadar çıkar; hatta kısmen onun içinde bulunur. Humus tipi mul veya çü­riintülU muldUr.

Podsol gleyi ve esmer toprak gleyi gibi geçit tipleri de vanlır.

24:9

J 8. TOPRAK HARİT CILIGI

Aynı karaktere sahip toprak sahalarının arazideki sınırlarını gös­teren bir haritanın yapılması, hem genel bir göriiş elde etmekte hem de tarımsal planlamaları yapmakta bir çok faydalar sağlar. Böyle bir teşebbüsün toprak tasnifi ile ilgili bulunduğu bellidir. Toprakların

tabii arkrabalıklarını gösteren tasnif sistemi yanında (17'e bak) bazı suni tarımsal tasnifler de kullanılmış bulunmaktadır ki bunların başında toprağın fizik özelliklerine dayanan pratik tasnif gelir. Pra­tik bir tasnifin ilk safta olarak toprak verimliliğini göz önünde tut­ması gereklidir. Fizik özellikler arasında toprağın tekstürii, bitki yetişmesi bakımından önemli olan mesela su ekonomisi ve besin maddeleri muhtevası gibi özelliklerin tahmin edilmesini mümkün kılar. Bundan başka teksttir pek yavaş değişen şu halde oldukça sa­bit kalan bir toprak özelliğini temsil eder.

Toprakların tekstürlerine göre kumlara, balçıklara, killere v.b. bölünmesi geliştirildiği gibi, bu tasnif tarzına mekanik analizler yap­mak suretiyle daha fazla bir sıhhat verilmiş oldu. Fakat sadece teks­ttiriine bakarak bir toprağın belirli bir kültür bitkisine uygun olup olmadığını ve verimliliğini katiyetle söylemek mümkün değildir.

Yüzey toprağın tekstürtine göre yapılan haritaların pratik mak­satlara (mesela verimlilik derecesini takdir etmekte, hangi bitki tü­rünün yetişme imkanı bulunduğunu kestirmekte, sulama işlerini uy­gulamakta) yeterli olmadığı göriilmüştür. Zira bitkilerin yetişmesin­de alt toprağın da besin maddeleri muhtevası ve su kaynakları do­layısiyle büyük bir paya sahin olduğu anlaşılmıştır. Şu halde yüze, r

toprağın tekstüründen başka alt toprağın tabiatı da, yani bütün pro­fil yapısı da göz önünde tutulmalıdır. Bu husus Amerikalıla­

rın çok pratik olan «toprak tipi» anlamiyle büyük ölçüde tatmin edil­miş bulun maktadır.

J 8. 1 Toprağın arazide etüdü

18. 11 Profilin tavsifi

Toprak etüdüne giriş için en iyi .başlangıç laboratuvarda değil. arazideki gözlemdir. Böyle bir gözlemi mesela yeni sürülmüş bir tar­lanın keseklerini, toprakların yetiştirdikleri bitkilerin ya da tabü ve­jetasyonun büyüme derecesini müşahede ile işe başlıyabiliriz. Yahut

250

ormanda yeni açılını§ bir yolun, bir taş ocağının ya da bir hendeğin kesitini muayene ederiz. Böyle bir kesite «profil» denildiği önceden görülmüştü.

Toprak haritacıHı, arazide muntazam aralıklarla profil muayene­si yapar. Sulama arazisinde ya da ağaçlandırılacak sahalarda detaylı haritalar lüzumlu olduğundan her iki hektarda bir çukur açılır; de­tayların icap etmediği yerlerde 8-10 hektarda, veya daha fazlasında hir çukur yeterlidir. Klimatik toprak tiplerinin aritası alınırken ay­nca ana materyalin, röliyef (topoğrafik durum) ile veje as onun her değiştiği yerde bir profil açmak ve muayene etmek şarttır. Tipler arasındaki sınırlar, çoğu defa arazi üzerinde yürürken gö ülebilir; ya yüzey toprakta ya da vejetasyonda biı değişiklik ile tipin değiş­tiği fark edilebilir.

Profil araştınnalarmda tjpJeri ayırd etmcğ yarar ba lıca toprak özellikleri şunlardır :

1. Alt alta ya.tan horizonların tekstürlerindeki değişiklik dere-cesi v0 değişikliğin geGİŞ keskinliği.

2. Toprağın rengi.

3. Toprağın reaksiyonu.

4. Tabii strüktür elcmanlarmın boyutu ile biçimi ve aralarm a kalan çatlakların biçimi.

5. Toprakta bcya;ıı; şeritler yahul yuvarlak konkresyonlar ya d, ince mis 11, r halinde scrh sL kahüynm karbon. tın bulunma ·ı ( il 71).

Şekil 71 : Kurakça şartlarda gelişmiş hulunan bir topı ağın C horizonunda, beyaz lekel r halinde kalsiyum karbonat konkr syonlan görülm ktedir.

251

6. Pas taşının bulunup bulunmaması.

7. Anataşa kadar olan derinlik.

8. Ana taşın türü.

Yukarıda gösterilmiş bütün toprak özellikleri, reaksiyonun is­tisnasiylc, doğrudan doğruya arazide müşahede edilebilir.

Bir profilin nitelenmesinde göz önünde tutulması gereken baş­lıca özellikler yukarıda verilmış bulunmaktadır. Bahis koımsu özel­liklerin birisinde veya bir kaçında farklı olan her bir toprak horizo­nunu ötekilerinden a.yn tutmak icabeder ki bu da aykırılık gösteren horiz.onlan sırası ile basit surette bir numara ile ya da jenetik ilişkilerim belirtmek üzere özel sembollerle işaretlemek suretiyle yapılabilir. Jenetik ilişkileri göstermek üzere küçük noktalarda bir­birinden ayrılan bazı sistemler şimdiye kadar kullanılagelmiştir.

Bu kerre Uluslararası Toprak 1lmi Cemiyeti toprak horizonlarmı işa­retlemekte yeknesaklığı sağlamak üzere 1967'de b:r teklifte bulun­muştur ki aşağıda verilmektedir.

Baş HorizonJar

O : En üst toprak kısmını teşkil eden horizondur; taze ya da kıs­men ayrışmış ve daha çok aerobik şartlar altında birikmiş organik maıddelerden oluşmuştur: bu horizonun mineral kısmında % 50'den çok kil varsa, organik madde mikfan % 30' dan, mineral kısmında kil yoksa % 20'den az olmamalıdır. Aradaki kil muhtevaları için mevcut kille orantılı organik madde miktarları gereklidir. (O Hori­zonu, eski Ao ve Aoo horizonlarmı temsil eder) .

A : Yüzeyde ya da yüzeye bitişik olarak teşekkül etmiş bir hori­zondur. Mineral kısımla samimi surette birleşmiş, humuslaşmış olan organik maddelerin birikmesinden meydana gelmiştir. Mineral kı­sımda kil % 50'den fazla olduğunda organik madde miktarı % 30'­dan azdır, ya da mineral kısımda kil yoksa ~ 20'den az organik mad­de bulunur. Aradaki kil muhtevaları için kille orantılı organik mad­de miktarları gerekliclir.1 ) (Eski Al ve Orta A vrupada halen Ah ho­rizonunu temsil eder).

ı) Şu hususa işaret edilmelidir ki O ve A horizonlannın ayırt "'dilmcsin­de organik maddenin hem muhtevası hem de ayrışma derecesi, her ikisi, teş­hise esas teşkil eder. Hallerin büyilk çoğunluğunda çok yüksek bir organik madde muhtevası, fakir bir ayrışma derecesi ile elele gider; fakat bu keyfiyet mutlaka zaruri değildir. Bu ebeple, t;i 20 veya C(30'dan çok (yukarıda

sınırlanmış olduğa gibi tekstürdeki farklara tabi olaraktan) humuslaşmış

organik madde birikmeleri, yahut o/c 20 - 30'dan az {yukarıda sınırlanmış ol­duğu gibi tekstürdeki farklara tabi olaraktan) fakir bir derecede ayrışnuş organik madde birikmeleri gene de A horizonu ile gruplandırılır.

252

E: O yahut (eğer mevcutsa) A horizonunun altında yatan bir horizondur. Organik maddenin, söskioksitlerin ya da kilin miktarları hemen altta yatan horizonunkilerinden daha düşüktür; bu hal çok kerre soluk bir renkle ve kuvarsın yahut kum ve toz boyutundaki ay­rışmaya dayanıklı minerallerin nisbeten birikmiş olması ile bellidir. (Eski A2 horizonunu temsil eder).

B : A ve (eğer mevcutsa) E horizonları ile C, G veya eğer

mevcutsa) R lıorizonları arasında yatan bir horizondur. Bu horizon­da kayanın strüktürü silinmiş bulunur yahut ancak hafifçe görünür; (İlluviyasyonla ya da kimyasal değişimle meydana gelmiş) silikat ki­linin (illuviyasyonJa ya da kalıntı suretinde birikmekle hasıl olmuş) söskioksitlerin, yahut (il1uviyasyonla gelmiş) organik maddenin kon­santrasyonu ile karakterlcnmiş.tir. Bu maddeler ya tek başır>cı yahut ötekilerle birlikte B horizonunda birikmiş bulunabilirler. '~ horizo­nunda kalsiyum ya da mağnezyum karbonat, alçı yahut başka daha çok çözünür tuzların birikmesi görülebilir) .

C : Öteki başlıca horizonların tanınmasına yarar özelliklere ahip bulunmayan gevşek materyalden oluşmuş bir horizondur (C horizo­nunda kalsiyum ya da mağnezyum karbonat, alçı yahut ba~ka daha çök çözünür tuzların birikmesi görülebilir) .

G : 1 ) Anaerobik şartlar altında ekseriya mavimsi, yeşilimsi ya da boz renkler2 ) ile belli olan, şiddetli indirgenme özellikleri gös­teren bir horizondur. Bu horizonda A, E yahut B horizonlarına özgü herhangi bir işaret görülmez.

R : Katı kaya.

G~it horizonlar

lki başlıca horizon arasında geçit teşkil eden horiwnlar ilgili iki hoıizonun majeskül harfleri ile (mesela AE, EB, BE, BC gibi) işaret­lenirler. İlk harf geçit horizonun daha çok benzediği baş horizonu

ı) G horizonunun bir ba8lıca horizon olarak tanınması 1akkında bazı

~eklmserllkler ifade edilmi~tir. Şimdiki tarife göre G, kuvvetli indirgenme­den başka bir toprak gelişiminin olmadığı bir horizon için kullanılmaktadır.

Bununla beraber kuvvetle indirgenmiş horizonlar dahi B horizonunun özel­liklerini gösterebilirler. Bu takdirde horizonlar G ile işaretlenmezler. Başka hir teklif ise ek harflerle işaretlenen iki ıslaklık deı·ecesini kabul etmektir. <r.g~ ıslaklığı yansıtan kuvvetll lekelenme için; «gg» çok ıslak olan ve kuvvetli indirgenmeyi yansıtan renklere sahip horizonlar için (mesela Cg ve Cgg; Bg ya da Bgg gibi; şuna işaret edilsin ki Cgg yuknrdaki tarife göre G'nin yerine geçer).

2) Renk karakteristikleri, indirgen 5· rtlar altında esmer ya da kınnızı ,kalan materyale uygulanmaz.

253

gösterir. Harflerin sırası, geçit horizonun hakim özelliklerini ifade eder (mesela AB yahut BA). Karma horizonlar her iki başlıca horizo­nun majeskül harfleri ile fakat çapraz bir tire ile (mesela E/B/, B/C gibi) gösterilir. Şuna işaret edilmelidir ki geçit horizonlar şimdiye kadar yapıldığı üzere sayılarla işaıetlenmemektedir.

it horizoııla.r

Başlıca horizonların ve geçit horizonlarm alt türlere bölünmesi, birbirinin ardından gelen sayılarla belli edilir. Bu sayılar daha zi­yade, bir profilde gözlenebilen ve kaydedilebilen farkları gösterirler (mesela Al, A2, A3, EBl, EB2, Bl, B2, BCl, BC2 gibi).

Sayılarla yapılan bu alt bölümlere ayırmaya eklenerekten, jene­tik anlamı olan açıklayıcı biı ek harf, horizon sembolüne katılabilir. Ek harfler yalnız ifade ettiği jenetik anlam için yeterli delil bulun· duğunda kullanılmalıdır. Ek harf sayıyı takip eder (mesela, Ala, A2a, Blt, B2t, B3t, Cl, C2ca); eğer horizon sayılarla alt bölümlere ayrılmamış ise ek harf, majeskül harfi hemen izleyerekten kullanıla­bilir (mesela, Aa, Bt, Cca gibi).

Li ıcolojik d·eva.rpsızlıklar

Farklı materyalin hasıl ettiği tabakaların numaralanması gere­kiyorsa, Roma sayıları bahis konusu horiwn sembollerinden önce konur (mesela, C horizonu, toprağın teşekkül etmiş bulunduğu tah­min edilen materyalden farklı ise şu toprak sırası verilebilir: A, B, IIC gibi). C horizonunda farklı materyal teşhis edilmişse aynı işaret­leme uygulanabilir (mesela, IC, IIC, IIIC gibi).

'.teklif edilen ekler

a : (Almanca Anmoor, turbamsı sözünden) hidromorfik şartlar altında birikmiş olan iyi ayrışmış organik madde; A ile kullanılır (mesela Aa gibi).

b : (İngiliz buried=gömülü sözünden) gömülü hor·iwnlara uy­gulanır (mesela Alb, Bt,b gibi).

ca : Kalsiyum karbonatın birikmesi (mesela Cca gibi).

en : Söskioksitlerce zenginleşmiş konkresyonların ya da sert, konkresyon olmayan yumruların birikmesi (mesela B2ox, en gibi) .

es : Kalsiyum sülfatın birikmesi (mesela Ccs gibi).

f: Fermantasyona. uğramış, kısmen ayrışmış organik madde; O horizonuna uygulanır (mesela Of gibi).

fe : Demirin illuviyal birikmesi; podsollerin B horizonuna uygu­lanır <mesela B2fe gibi) (Eski s veya ir yerine).

254

g : Periyodik ıslaklığm bir sonucu olarak oksitlenme ve indir­genmedeki varyasyonları yansıtan kuvvetli lekelenme (mesela B2t g; Cg gibi).

h : Humuslaşmış, iyı ayrışmış. organik madde; aşağıdaki hallere uygulanır:

1) O horizonunun alt kısmına (mesela Oh).

2) İstifi bozulmarmş bir A horizonuna (mesela Ah gibi) .

3) Podsollerin B horizonunda organik maddenin illuviyal birik­mesine (mesela Blh) ya da turbalıkta teşekkül etmiş B horizonunda organik maddenin illuviyal birikmesine (mesela Bo, h gibi).

l : (İngilizce litter= hayvan altına serpilen yataklık, döküntü, süpürüntü sözünden) O lıorizonunun en üst kısmına uygulanır (n ·~

sela Ol gibi) a

m : Kuvvetli çimentolaşma yahut sertleşme (mesela Bt, m gibi) .

na : Mübadele kompleksinde yüksek bir sodyum yüzdesi; sole­netz topraklarının B horizonlanna uygulanır (mesela Bt, na gibi ).

o : Hidromorfik şartlar altında birikmiş olan az ayrışmış orga­nik madde; turbalıklara uygulanır (mesela Co gibi).

ox : Söskioksitlerin kalıntı suretinde birikmesi; Latosollerin B horizonuna uygulanır (yahut ferrialitik topraklara ya da oxisollere1)

(mesela Box gibi).

p : Sürmekle ya da başka toprak işleme ameliyeleri ile istifi bo~ zulmuş A horizonuna uygulanır (mesela Alp gibi).

r : Konkresyonlu, ya da çakıllı tabakalar (mesela Box. r gibi).

sa : Alçıdan daha çok çözünür tuzların birikmesi (mesela B:a, Csa gibi).

t : (Almanca Ton= kil sözünden) kilin illuvyal birikme;:;i; B l ıo

rizonlarma uygulanır (mesela Bt gibi).

v : (Almanca Verwitterung=ayrışma sözünden) minerallerin de­ğ·i~imi ile hasıl olmuş kilin tef}ekkül etmiş olduğu yerde birikm s i (mesela Bv gibi).

x : Fragipan (mesela Bx, Bvx, Bi.x gibi).

18. 12 Profilin muayenesi

Yukarıda jenetik ilişkileri sembollerle gösterilmiş bulunan profil özelliklerini gözlemek için, bir toprak profilini en iyisi taze halde iken muayene etmelidir.

ı} Oksisol: Oksitll topraklar anlamına gelir. Yani bağ"ım.sız ., kilde sö:;­kloksttleri (Fep

3 ve Atp

3) ihtiva eden topraklar (22'ye bak) .

255

Eğer bir yol kenarı muayene edilecekse, önce bir belkürekle ye­niden taze bir yüz açmak lazımdır. Çoğunlukla hazır kesitler bulun­maz; bir kesit açmak da yorucu bir iştir. Bundan kaçınmak için 7 .5 yahut 10 santimlik sondalar ya da, toprak çok kuru değilse, toprak burguları kullanarak istenilen derinliğe kadar bir profil açılabilir. Bu sondalar genellikle 90-180 cm derinliğe kadar ulaşabilirler. Bu meto<l, her bir horizonun rengini ve tekstürünü gösterebilirse de me­sela toprak içinde bulunabilen ve sulama bakımından son derece önemli olabilen iyi gelişmiş çatlaklar sistemini açığa vuramaz; oysa bu türlü çatlaklar bir hendekte kolayca gözlenebilir.

Bir toprak normai olarak 12-18 desimetre derinliğe kadar muaye­ne olunur. Adi hallerde, ilgimiz doğrudan doğruya kontrolümüz al­tında bulunan üst toprağın 10-15 santimetre derinliğinde toplanırsa da bitkilerin çoğu köklerini yüzeyden bir metre derinliğe kadar ya­hut ondan daha derinlere yollar. Şu halde bir toprak etüdünün ye­terli olması için alt toprağın da tabiatını kapsamalıdır.

Topraklar bazan 2 metreden daha. derinlere kadar sondalanır. Bu türlü bir etüd özellikle sulanacak arazide 2 metrenin altında serbest drenaja elverişli bir tabakanın bulunup bulunmadığını anlamak üze­re yapılır. Ağaç yetiştirmek istendiğinde aynı suretle toprakların de­rin tabakalarını etüd etmek zorunluğu vardır.

Etüde yüzeyden başlanır. Toprak, rengi, konsistansı ve göıiile­bilen çatlaklar sistemini tesbit etmek üzere muayene olunur. Sonra bir parça alınarak avuçta su ile işlenir, bütün kırıntılar ezilir ve top­rak ıslak fakat yapışkan olmayacak gibi hamur haline getirilir. Par­maklar arasında ezilmekle toprağın bı ·aktığı intibadan tekstürü ta­yin olunarak 131. sahifede göı-ülmüş olan sınıflardan (kum, balçık, kil, kumlu balçık v.b.) birisine konur.

Profili aşağıya doğru izledikçe görünüşte, ya da tekstürde her­hangi bir değişiklik aranır. Tekstürdeki bir değişiklik genellikle renk­te, çatlakların biçimlerinde ya da köklerin dağılışlarındaki bir deği­şiklikle birlikte gider. Tekstürdeki değişiklik bazan bir çakıyı profi­lin, yüzeyden başlıyarak aşağıya doğru, bir kaç yerine saplamakla hissedilen direnç farkından da belli olur. Toprak profilinde, bu mua­yenelerle farklı olduğu anlaşılan bir tabakaya bir hor:zon denilir.

Mesela şöyle bi prôfil tavsifi elde edebiliriz:

256

Horizon 1) Horizon 2) Horizorı 3) Horizon 4, Horizon 5

O- 10 cm, boz, kiı li sarı balçıklı kum. 10- 35 cm, bozumsu soluk san balçıklı kum. 35- 70 cm, kırmızımsı esmer balçık. 70-100 cm, sarı balçıklı kum.

100-120 cm, sarı ve kırmızı lekeli balçıklı kum.

Eğer bu toprak bir laboratuvar muayenesine tabi tutulacaksa. her bir hoıizondan ayn örnekler almak en doğru usuldür.

Bir profil muayene olunduğu zaman yakında yetişen ağaçlar ve bitkiler de not edilmelidir. Çünkü bunlar toprağın fiziksel ve kimya­sal özellikleri hakkında bir fi.kir verebilir. Mesela sazların (Juncus) bulunması durgun suya; Salsola kali, tuzlu toprağa; funda asit ve fakir toprağa işarettirler.

Yukarıda tavsif edilmiş bulunan profil gibi bir profil gözlenir­ken bir çok sorunlar ortaya çıkar. Profil nasıl oldu da o görünüşü ka­zandı? Bozuınsu soluk san balçıklı kumdan kırmızımsı esmer balçığa geçiş neden oldu? Profüin dibindeki san ve kırmızı lekeler nasil teşekkül ettiler? Bundan önceki bir çok bahislerde bunları açıklı­

yacak bilgiler verilmiştir. Fa.kat şu andaki maksadımız için, harita­nın özel noktasında, 35 cm kalınlığında bir balçıklı kumun daha o kadar kalınlıktaki bir kırmızımsı esmer balçık üstünde bulunduğu hakikatini gözlemek ve kaydetmekle ilgilenmemiz yeterlidir.

Haritalama birimi olanı.k t.oprak tipi

Az önce muayene edilmiş bulunan noktanın civarındaki araziyi araştırırken yukarıda tarif edilmiş profile benzer yerler bulacağımız muhakkak gibidir. Balçıklı kumdan alttaki kırmızımsı esmer balçığa geçi§ bir yerde 30 cm derinlikte, bir başka yerde 40 cm derinlikte olabilir; fakat bu türlü farklar önemli değildir ve bunlar aynı genel görllntife sahip aynı topraklardır. Böylelikle ctip:. anlamına ulaşmış oluruz. Amerikan sistemine göre her bir tipe iki isim verilmektedir. Be.şta gelen bir mevki adı ile arkasından gelen ve yüzey toprağın tekstür sınıfını bildiren isim. Meseli yukarıda.ki toprağa, Bahçeköyde görüldüğü ve yli7.ey toprak balçıklı kum olduğu için, cBahçeköy bal­çıklı kumu> diyebllim. Böyle bir isim tabii bize yalnız tekstür sınıfı ile bu tekstür sınıfının bulunduğu mevkiden başka bir şey ifade et­mez. Fa.kat profil tavsifini okuyan birisi cpodsolümsü bir esmer or-. man toprağı:. (sol lessive) olduğunu anJamakta gecikmez. Buna ben­Y.eyen bir toprak tipi başka bir bölge veya memlekette değişik bir isim alacaktır. Toprak tipi biyolojideki bir türe benzer, fakat bir türden farklı olarak bir memleketin sınırları dışına taşmaz. Bu nok­tada. Avrupalı toprakçılann ctoprak tipb teriminden kasdettikleri anlam ile Amerikalıların kullanış tarzı arasındaki farka işaret edil­melidir. Avrupada ctoprak tipi» iklim ile vejetasyonun etkilerini yan­sıtan bir profilin karakterlerine sahip toprak teşekkülleri için kulla­nılır, mesell podsol tipi, çern<W.em tipi gibi.

257

Harita.lamada tiplerin öl~

Farzedelim ki az ötede, bir kaç sonda toprağın boz balçıklı kum: dan kırmızı esmer- balçığa geçişinin 30-40 cm'den sonra değil de 10-15 cm derinlikte olduğunu gösteriyor. Bu daha sığ olan toprak başka bir tip mi sayılacaktır? Toprak haritacılığı pratik bir iştir -;e «tip >) · bir haritalama biriminden başka bir şey değildir. Eğer, değişik de­rinliğe sahip olan bu iki toprak üstünde bitkilerin yetişmesinde fark­lar hasıl olacağı bekleniyorsa, bu topraklar ayrı olarak sınıflandırıl­malıdır. Ve sığ toprak, önemli genişlikte bir saha kaplıyorsa, ayrı . bir tip olarak haritaya geçirilir.

Bazan bir toprak sahası baş tipe benzer fakat küçük bazı farkları varsa tipin «faz» ı olarak haritaya geçirilir. Mesela Bahçeköy kumlu balçık tipine ait bir misalde, boz balçıklı kumdan alttaki kırmızımsı esmer balçığa geçiş hiç değilse 60 cm'den önce olmuyorsa, <s:Bahç~köy balçıklı kum, derin faz» olarak haritaya geçirilir.

18. 2 Haıitalamad.a toprak tiple inin gruplandırılması

Toprak kompleksi

Bir toprak haritasında detayların derecesi ölçeğe göre değişir. Mesela 1/ 10 000 ölçeğinde yapılan bir haritada, arazideki 30 melre- . lik genişlikten (haritada 3 mm) daha dar bir şerit haritaya alınamı­ya.ca.ktır. Daha küçük mesela 1/25 000 ölçeğindeki bir haritada pratik sınır 75 metreye (haritada 3 mm) çıkar. Bunun bile çizilmesi güçtüı ve hazan daha dar arazi parçaları farklı tipte olabilir. Bir çok saha-larda bir tipten bir başka tipe ve tekrar birincisine olan geçitler 30-40 . metre arasında bulunabilir. Böyle bir ölçek ile bu türlü detayları haritaya geçirmek imkanı olmadığından, ya. küçük yayılışlı tip hari­tada gösterilmez ya da bütün saha bir kaç tipten oluşmuş bir «kom­pleks» olarak işaretlenir.

Assosiasyon

Eğer daha gcnişce bir sahanın topraklarını, daha küçük bir ölçek (mesela 1/ 250 000 hatta 11500 000) kullanarak haritalamaya kalkı­şırsak, yukarıdakine benzer bir problemle karşılaşırız. Bazı detay­ların feda edilmesi lazımdır. Bu noktada assosiasyon terimi faydalı bir hizmet görür. Bu terim engebeli arazide rastlanan ve topoğrafik duruma göre mevcut bulunan tiplerin sırasını ifade eder. En basi1 halde, bir tip her tepenin sırtında, bir başkası her bir yamaçta ve Lır üçüncüsü (mutad halde en ince tekstürlüsü) her bir vadide bulu­nur; bir sırttan öbür sırta olan bütün kolleksiyona bir «assosiasyon»

258

denilir (Şekil 72). Böyle bir sıra hazan «katena» (Latince zincir) diye adlandırılır.

1 3 2

Şekil 72 Dikey ölçüsü büyük tutulmuş dört tipten ibaret bir assosiyasyon. (G. W. Leeper 1952'den).

18. 3 Yurt haritası

Bahçeköy balçıklı kum tipi onu görmemiş, etüd etmemiş kimse­lere bir şey ifade etmez. Acaba daha ileri giderek, toprakları nisbeten az sayıdaki genel isimlerle tavsif etmek mümkün müdür? O surette ki her isim bütün dünyaca kullanılacak ve tanınacaktır. Bu keyfiyet, toprakları tabiatlarına göre tasnif etmeyi amirdir ki taksonomik esas denir; az önce görüldüğü gibi komşu topraklan bir kompleks yahut assosiasyon halinde gruplamağa yani coğrafik bir esasa dayanarak tasnif etmeye karşı bir kontrasttır. Bahis 17'de değinmiş olduğumuz toprakların tabii bir eistem halinde tasnifi bu maksadı sağlar; bu tabii sistem içindeki gruplara «klimatik toprak tipi» ya da «Dünya toprak gruplan> denilir ki başlıcaları 17. l'de bundan önce kısaca verilmiş bulunmaktadır.

18. 4 Toprak lıa.ritalarının kullanılması

Bir toprak haritası her bir memleket için önemli bir bilgi kay­nağıdır. Yeni bir iskan sahasının kuruluşuna, kurak bir bölgenin su­lanıp sulanmıyacağına, kanal sisteminin ne suretle yapılacağına ya -hut nerede yeni bir mahsulün deneneceğine veya fidanlığın kurulaca­ğına karar verilirken toprak haritası kullanılmalıdır.

Herhangi bir toprak tıpi üstünde yetişen kültür bitkilerinin bü­Ylime derecesi hakkında bilgi toplanınca, başka bir mahaldeki aynı tip toprağa bu bilgi uygulanabilir. Bahçeköy balçıklı kum tipinin,

259

nerede bulunursa bulunsun, kendisine özgü iyi ve kötü taraftan var­dır; eğer Bahçeköy balçıklı kum tipi sahalarının birisinde bir hasta­lık başarı ile tedavi edilmiş ya da besin maddesi eksikliği muayyen bir gübreleme usulü ile bertaraf edilmişse, pek muhtemeldir ki bu tedavi tarzı veya gübreleme usulü aynı toprak tipli başka sahada da başarıya ulaşacaktır. Böylece elde edilen bilgi çoğaldığı oranda bir toprak haritasının faydası da artmış olur. Toprak haritalarının ileri bir derecede geliştirildiği Amerika'da koruyucu rüzgar şeritlerini kur­mak ve ağaç türlerini seçmek, toprak erozyonuna karşı korunmak üzere çiftlikleri yeniden planlamak, ya da yeni üretim şekillerine çevirmek gibi birçok milli teşebbüslerde toprak haritalan büyük bir rol oynaıruşlardır.

T-0prak tiplerinin, yetiştirdikleri tarımsal mahsullerle olan ilişki­

leri de belirtilmelidir ki hangi yerin, hangi mahsule en uygun olduğu anlaşılsın ve tarım planlamaları ona göre düzenlensin.

260

19. TOPRAGIN LABORATUVARDA ARAŞTIRILMA.Si

Toprağın analizi metotları çeşitli ihtiyaç ve görüşlere göre de­ğişir. Mesela toprağın jenetik karakteristiklerini, bu meyanda yıkan­manın derecesini ya da profil içinde maddelerin taşınmasını anlamak için analizler yapılabilir. Yahut sulama işlerinde lüzumlu olduğu gibi toprağın total analizi ile başladı. Bu maksatla toprakta bulunan bütün etmek üzere bir takım özel muay.eneler bahis konusu olabilir. Fakat genellikle tarımda yapılan toprak muayenelerinde başlıca ilgi top­rağın bitkilere sağladığı besin maddelerinin yeterli olup olmadığını anlamakta toplanır.

Besin maddeleri miktarını bulmak yolunda sarfedilen gayretler toprağın total analizi ile başladı. Bu maksatla to9rakta bulunan bütün elementlerin oksitler halinde miktarı tayin olunur ve böylelikle top­rakta mevcut besin maddelerinin toplıa.mı bulunurdu. Fakat bunlar­dan ne miktarının henüz ayrışmamış minerallere bağlı olduğu, ne ka­darının bitkilerin alabileceği bir halde bulunduğu bu usulle takdir edilemiyor ve kimyasal analizler hayal kırıklığı doğuruyordu. Sonra­dan kaynar HCl ile analizlere başlandı. Bu suretle toprağın müba­dele kompleksine bağlı bulunan bitki besin maddelerinin kavrandığı zannediliyordu. Halbuki kaynar konsantre HCl, bazı mineralleri de tahrip ettiğinden tatmin edici bir sonuç vermedi. Bundan başka kon-' Hantre asitler yalnız kolay alınabilir şekilde mevcut besin maddele­rini değil fakat aynı zamanda bitki köklerinin alamıyacağı bir şe­kilde sıkı bağlanmış bulunan elementlerin de bir kısmını çözündür­mektedir. Bu sebepler yüzünden sonraları ıncak ve konsantre asit y~rine bitki köklerinin çıkardığı kabul edilen bazı çok sulandınlmış org;uıik asitlere benzer asitlerin soğukta kullanılmasına başlandı.

Böylece kolay çözünür besin maddelerinin miktarı tayin edilmiş oluyordu. (20. 2'ye bak).

261

20. TOPR .. GI ~ GÜBRELE ... TME İHTİYACINL T TA 7İNİ

Toprakların gübrelenme ihtiyacını tayin hususunda müteaddit metotlar mevcuttur. Bir kısmı direkt metotlar, bir kısmı fizyolojik ve mikrobiyolojik metotlar diğer bir kısmı ise kimyasal tabiatta olan bu metotların kullanış yerleıi ve sıhhatleri muhteliftir. A~ağıda bun­lar hakkında kısaca bilgi ·verilecektir.

20. 1 Direkt metotlar

Direkt metotlarla bir gübı e maddesinin (besin elementinin) mah­sul üzerine yaptığı tesir tayin olunur. Tarla deneyi ve saksı deney­leri bu metotlara b'rer misaldir.

Tarla deneyleri

Toprağın gübrelenme ihtiyacı ve bir gübrenin etkisi hakkında en doğru bilgiyi tarla deneyleri verebilir. Zira büyüme devresi zar­fında hakim olan ?tmosferik şartların ve alt toprak kısmının tes1r­lerini de kavrar. Bununla beraber bu metotla bulunan gübrelenme ihtiyacı, toprağa tesir eden çeşitli faktörler hasebiyle, gene de kesin değildir. Mesela bir besin maddesinin etkisi aynı zamanda yağı~ mik­tarına ve yağışların zaman itibariyle dağılışına göre değişebilecektir. Şu halde deneylerin bir kaç sene arka arkaya tekrar edilmeleri ge­rekir. Öte yandan bu deneylerle elde edilen sonuçlar ancak deney parselleri ve aynı tipteki topraklar için muteberdir ve bir besin mad­desinin fazlalık derecesi hakkında bir fikir elde etmeye müsait de­ğildir. Bundan başka bu usul çok zaman alır ve pahalıdır.

ak ı deneyleri

Bu türlü deneylerde tarladan alınmış bulunan karma toprak nü­munesi ile saksılar iç'nde mahsul yetiştirm~k bahis konusudur. Şu­halde tarlanın ortala!!la toprak halini temsil eder ve elde olunan so­nuçlardan çıkarılan hükümler bütün taria için muteberdir. Bu me­tot atmosferik şartların ve yağışların seneler boyunca mut.ad olan

262

değişikliklerini bertaraf eder. Mahsul de tarla deneyinde olduğundan daha kolayca çeşitli zararlılarıclan (kuşlar v.b.} korunabilir.

Yukarıda gösterilmiş her iki metotla besin maddelerinin eksikliği hakkında bir fikir elde etmek üzere aşağıdaki surette gübrelemek mu­tattır:

1. Gübrelenmemiş 2. PK (N yok) 3. NK (P yok) 4. NP (K yok) 5. NPK

Bu gübreleme kombinasyonları tarla metodunda, bu husus için ayrılmış 20 m2'lik parsellere tatbik olunur. Her bir kombinasyon asgari dört defa tekrarlanır.

Saksı metodunda ise toprak, kuvars kumu ve kalsiyum karbo­natla karıştırılıp saksılara konur. Ve bahsi geçen şema gereğince besin maddeleri eklenir. Her kombinasyon en aşağı 10 saksıda tek­rarlanır. Gübreleme kombinasyonlarının etkisi mahsul miktarım ölç­mekle takdir olunur.

Yukarıda anlatılan metotlara yakın bir usul de toprağın P ve K ihtiyacını tayin için kullanılmakta olan mikro-gübreleme metodudur. Bu usulde toprak muayyen nisbetlerde P ve K ihtiva eden besin çö­zeltileriyle sulanır ve «Aspergillus niger» mantarı ekilerek gelişme durumundan P ve K ihtiyacı hakkında bir hüküm çıkarılır.

20. 2 Endirekt metıotlar

Bahsi geçen direkt metotlardan başka endirekt yollardan gidil -rck toprağın gübrelenme ihtiyacının tayinine çalışılmaktadır. Bu hu­susta kullanılan usullerin hemen hepsi topraktan değişik milyarlarla yahut bitki köklerini bir vasıta gibi kullanarak ekstraksiyon yapma­ya ve ekstraktlardıaki besin maddelerini mutad kimyasal analiz me­totlariyle tayin etmeye dayanmaktadırlar. Yani bu usullerde gübre maddesinin tesiri değil, fakat bitkinin alabileceği şekilde toprakta mevcut bulunan (kolay çözünen, kabili istifade) besin maddesi mik­tarı tayin olunur. Bu miktarlar toprağın gübrelenmeye ihtiyacı olu olmadığını ve derecesini belli ederler. Elde olunan sonuçlar. uygula­ma kabiliyeti tarla deneyleriyle tahkik edilmedikçe, emniyetli sayıl­mazlar.

Metotların bir kısmı ekstraksiyon vasıtası olarak özel surette ha­zırlallmış kalsiyum laktatı kullanır. Diğer bir kısmı strik asidi, asetik asidi, nitrik asidi, karbonik asidi çözeltilerini yahut yalnız suyu

263

veya karbondioksitli-bikarbonat çözeltisini ekstraksiyonda kullanır. Başka bir metotta tabii toprak suyu analiz edilerek besin maddeleri tayin olunur.

Bütün bu kimyasal usullerle elde edilen çözeltilerde genellikle çok küçük miktarda besin maddeleri (P ve K) bahis konusu olduğu için analizde hassas olan kolorimetrik veya flamfotometrik metotlar kullanılmaktadır.

Ekst raksiyon vasıtasının orijinalliği itibariyle Neubauer'in «çim­lenmiş bitki metodu» özel bir yer alır {A. Irmak, 1953). Burada asit veya tuz çözeltileri değil, deney bitkisinin (standart çavdar) kökleri bir vasıta olarak kullanılır. Az miktarda toprağa fazla sayıdaki (100) bitkilerin kökleri tesir ettiklerinden 17 gün gibi kısa bir zamanda kolay çözünen, besin maddeleri (P ve K.) çimlenmiş bitkilere geçer. Kökleriyle birlikte yakılan bitkilerdeki besin maddesi miktanndan tohumlardaki miktar çıkarılınca yalnız topraktan alınmış bulunan köklerle çözünebilir besin maddeleri miktarı elde edilmiş olur. Neu­bauer usulü bir çok tarla deneyleriyle karşılaştırılmış ve oldukça bir sıhhat kazanmış bulunmaktadır.

20. 3 Gübreleme maksatları için tarladan nümune alınması

Laboratuvarda yapılacak muayenelerin değeri, tarladan alına­cak nümunenin o tarladaki toprak şartlarını temsil eden bir orta nu­mune olup olmadığına göre değişir. Belli bir görüşe uyularak alın­mayan nlimuneler üzerinde yapılan analizlerin neticeleri çiftçiye fay­dalı olamaz. Şu halde nümune alma talimatına aynen uyulması ge­rekir.

Besin maddeleri durumunu öğrenmek üzere alınacak nümuneler, tarlanın ortalama özelliklerini temsil etmesi lazım gelen karma nu­munelerdir. Yani tarlanın bir çok yerinden aynı miktarlarda alınmış küçük nümuneler bir araya getirildikten sonra iyice karıştırılır ve bu karışımdan ortalama bir kısım ayrılarak laboratuvara gönderilir.

Nümune almada dikkat edilecek hususlardan birisi hangi derin­likten almak 13.zını geldiği meselesidir. Prensip itibariyle alınacak nü­munenin derinliği tarlada yetiştirilecek kültür bitkisine göre değişir. Fakat mutad hallerde ve ayrı bir istek yoksa yalnızca pulluk derin­liğine kadar olan tabakadan nümune alınmalıdır. Zira daha derin tabakalardaki besin maddesi miktarı üst topraktakine nazaran genel­likle çok azdır. Fakat daha derin tabakaların da muayenesi 13.zım geliyorsa alt tabakaların nümuneleri ayn tutulmalıdır.

Yüzey toprağın tekstüıii ve rengi üst toprak kısmında yeknesak şartların bulunup bulunmadığını açıklar. Ye.pısı değişik topraklan

264

veya tabakaları karıştırıp bir karma nümune hiç bir zaman elde et­memelidir. Görünüşü, üzerinde yetişen bitkilerin büyüme derecesi ve şimdiye kadar tabi olduğu kültür ameliyesi bakımından farklı top­raklar, genişce bir yer alıyorsa, ayn tutulmalıdır. Karma nümuneler yalnız sonradan aynı uygulamaya tabi tutulacak tarlalardan veya parçalarından alınmalıdır.

En iyi nümune alına zamanı toprağın tavında olduğu andır; bu takdirde nümune alma esnasında toprak dağılmaz, daha fazla nemli bulunursa yapışkan olabilir ve kuruduğunda (bilhassa ince tekstürlü topraklarda) sert topaklar yapar. Bunların sonradan dağıtılması ve ortalama bir nümune için yeknesak surette karıştırılması güçleşir.

Mahsulün kaldırılmasından sonra ve tarlaya gübre verilmeden önce nümune almak en iyisidir.

Kaç yerden nümune alınacağı meselesi toprağın tabiatına ve tar­lanın genişliğine göre değişir. Toprağı yeknesak olan tarlaların yü­zey ölçüsü çok büyükse birer hektarlık parçalara bölünür ve her bir parçadan ayrı bir karma nüınune alınır. Bunun için tarlanın yiize­yinde imkan nisbetinde eşit aralıklarla ayrılmış 15 veya daha fazla noktadan nümuneler alınır. Bu maksatla belkürekle pulluk derinli­ğine kadar küçük bir çukur açılır, kesitin bir duvarı düzeltilir ve bir kürekçikle yahut belkürekle topraktan her noktada aynı kalın­lıkta bir dilim kesilerek yahut bir burgu ile yine her noktada aynı miktarlarda olmak şartiyle nümune alınır. Kürekle açılan çukudar tekrar kapatılmalıdır.

Neubauer'in metodu ile besin maddeleri ihtiyacının tayini için hek' arda 15-40 noktadan nümuneler alarak karma nümun'"'yi hazır~ !om~!< Jf\zımdır.

Tarlada tek nümunelerin alınacağı noktalar seçilirken gübre yı­ğınlarının, komnostun yatmış bulunduğu yerlerden; mahsulün kav­ruk kalmış veya pek fazla büyümüş olduğu yerlerden; tarlanın % 10 kısmını tutacak kadar kenar sahalarına düşen yüzeyden kaçınmak la­zımdır. Geriye kalan yerlerden nüınune alınabilir. Bir tarlada yüksek ve alçak yer bulunduğunda yüksek yerden ayn ve alçak yerden yine ayrı birer karma nümune alınır.

Aynı miktarda olmak üzere değişik noktalardan alınmL.5 bulunan toprak temiz bir çuval üzerine serilir. Toprak ufalanır, iyice ~an~­tınlır ve ince bir tabaka halinde yayılmış bulunan topraktan avı.ıçla tesadüfi yerlerden 1,5-2 kg kadar bir karma nümunc alınır.

Karma nümune temiz ve imkan olduğu takdirde çifte kağıtlı bir keseka.ğıdma yahut temiz bir politen torbaya konur. Torbanın üs­tünde nümunenin alınma tarihi, kimin tarafından alındığı, ait oldmhı

2&5

tarlanın mahalli ve sahibinin ismi, toprağın derinliği. mahsül türü ve nümunenin hangi maksatlar için alındığı belirtilir. Aynı bilgiyi havi bir pusula da toprakla birlikte torbanın içine konur.

Nümune almdıktan sonra bir protokol hazırlanır. Bunda, yukarı­da nümune ile birlikte verilmiş ızahattan başka il, ilçe, bucak, köy ve mevki ismi belirtilir. Ayrıca arazinin röliyefi (tepe, yamaç, ta­ban v.s.) meyli ve yönü, ort.alama yüksekliği, anataşı, taban suyu se­viyesi ve drenaj durumu hakkında bilgi verilir. Bundan başka tarla­nın bugüne kadar maruz kalmış bulunduğu gübrelenme muamelesi. kültür nev'i, pulluk derinliği, sahibinin şikayeti, ortalama mahslil miktarı kaydedilir. Bu hazırlanmış bulunan protokol, toprağın mua.~ yenesini yapacak olan laboratuvara ayrıca gönderilir.

266

21. 'IOPHAK EROZYONU

Erozyon karalarda hayat kaynağı olan toprağın su veya rfü.g" ı la harekete geçerek taşınması demektir.

Jeolojik anlamında erozyon durmadan ceryan eden bir olaydır. Bir yamacın yüzeyinde hareket eden yağmur ve kar suları bL mik­tar toprak maddesini de a§ağılara sürükler. Dik yerlerde toprak, yü­zeyden akan suyun yardımına lüzum kalmadan, yer çekimi ile zaman zaman dıaha alçak yerlere doğru kayar. Böyle bir normal erozyon ya­vaştır; çok uzun zamanlar -jeolojik devirler- sonunda dağlan aşın­dırdığı halde, olgun toprak profilinin gelişmesine 'mkan verecek ka dar da yavaştır. Bununla beraber erozyon bazı şartlarda normalden çok daha hızlı olabilir. Bu anormal derecede hızlı erozyon, toprağın birkaç santimetrelik yüzey kısmını sıyırıp götürebildiği gibi bazan bü­tün toprağı 40-50 yıl içinde anatasa kadar alı!) götürür. «Toorak eroz­yonm) terimi ile bu bahiste kasdedilen olay bu türlü toprak taşınma­larıdır. Böylece toprak ya su ya da rüzgarla götürülür. Her iki halde de toprağı işlemekle, üzerinde aşırı otlatma yapmakla yahut ormanı sökmekle genel olarak insan suçludur.

Erozyon, :::;on ya.rım yiiz yılda bütün dünyada salgın bir a et ha­lini almıştır. Erozyona maruz kalarak toprağından mahrum olmuş sa­halar çok geniştir. Oysa yeşil bitki örtüsüyle kaya arasında kalan top­rak tabakası bir memleketin en değerli, yerine başka hiç bir şeyin konulması mümkün olmayan kutsal varlığıdır. Pek çok şey bu taba­kaya bağlıdır. Halkın yaşayışı, refah seviyesi, kültür durumu hasılı her şeyi toprağının genişliğine ve kalitesine tabidir.

Yeryüzünde toprağın teşekkülünü sağlayan klimatik ve jeolojik faktörlerin her tarafta aynı olmadığı bundan önce görülmüştü. Bu farklar en çeşitli toprakları doğurur. Bir yanda üzerlerinde hiç bir yeşil bitkinin yetişmediği çıplak, verimsiz çöl topraklarını, öte yan­da hemen her mahsulün büyüdüğü zengin ve bereketli toprakları bu­lunız.

Verimsiz bir toprağı ıslah etmek, eksiğini tamamlıyarak verimli bir hale getirmek bir çok hallerde mümkündür. Ama toprağı büsbü­tün kaybetmek bir felakettir. Sulhta, herkes huzur içinde yaşıyorken de toprak ka.y.bedilir (Irmak, 1948).

267

Pek uzun zamanlar sonunda bugünkü topraklar doğmuştur. Me-­sela üç desimetrelik toprak materyalinin meydana gelmesi için 1000 yıl kadar bir zamanın geçtiği tahmin edilmiştir. Oysa bu mikb.r top­rak, bitki örtüsünü kaybettiği takdirde, bir kaç on sene içinde yağ­mur suları veya rüzgarla götürülebilir ve eskiden yamaçlarda yeşil bitki dünyasını barındıran toprağın yerinde çıplak kayalar meydana çıkar. Bu gelişme bir çok ülkelerde ve bunlar arasında geniş ölçüde Akdeniz çevresinde göriilmektedir.

Denilebilir ki son 2000-3000 yıl içinde bu yerlerin ekolojik tarihi yavaş fakat hemen hemen sürekli bir ormansızlaştırmanın şartlan

içinde gelişmiştir. Artık bugün Akdenizin kıyılarına yakm bölgele­rinde, Güney Fransa ve Kuzey İtalya istisna edilirse, pratikçe önem­li orman kalmamıştır. Bu gelişme sonunda Güney Anadoludaki eski­den meşhur olan limanlar dolarak bugün kara haline dönmüştür. Mesela Kleopatra filosunun bir zamanlar ziyaret ettiği Tarsus artık denizden 15 km içerde, karadadır. Tschichatscheff'in yaptığı bir he­saba göre son 1900 yıl içinde Büyü.kmenderesin ağzındaki deniz, her yüzyılda 600 m gerilemiştir. Bütün Çukurova böyle bir dolma arazi­dir ki genişliği mütemadiyen artmaktadır.

Anadoludaki erozyonun başka mühim bir belirtisi de bugünkü ovaları dolduran sediment kütleleridir. Salamon - Calvi Ankara ":>Va­sındaki alüviyal sedimentlerin derinliğini birkaç yüz metre tahmin etmektedir. Geçmişte büyük miktarda toprağın taşındığı ve şartlar değişmediği takdirde bu hareketin sürü!) gideceği böylece belli ol­maktadır.

Bugün Türkiye'de arazinin %- 50-60'mda erozyonun faal olduğu (N. Üçüncü, 1966) ve toprakları kemiren yüzey erozyonu ile büyük kayıpların meydana geldiği anlaşılmaktadır. F. Tavşant>ğlu'nun (1966) kaydettiği bir tahmine göre bu kaydedilen miktar yılda

1 000 000 000 ton toprağa tekabül etmektedir.

Toprak taşınmasının mevzii toprak kaybından ,başka daha ge­niş zararları şunlardır: T~ınan toprak aşağı taraflardaki dere­lere, su kanallarına, bentlere çöker ve onları çamurla doldurur; za­manla hidroelektrik tesisleri işlemez hale sokar; sulamayı imkansız­laştırır. Ç-Oğu hallerde ince taneli materyal, suda çözünmüş halde bu­lunan maddelerle birlikte, denize taşınır ve kaba materyal derelerde toplanır. Böylece çakıl ve kumlardan ibaret banklar (sığ yerler) te­şekkül eder ki nehirlerde trafiği bozar; böyle nehirler sahillerini ke­serler ve yataklarını değiştirirler. Yahut taşarak ve kaba materyali çökelterek araziyi örtmek suretiyle geniş ölçüde zararlar doğururlar.

Akarsu yataklarının ve alçak arazinln çamurla dolması bataklık­ların doğmasına vesile olur ki yurdumuzun sağlığı bakımından ne

268

derece kötü sonuçlar vereceği bilinmektedir. Nihayet her yıl kayde­dilen toprak kaymaları ve sellerin etkisiyle yolların, demir yolu hat­larının ve diğer tesislerin zarar görmesi, köprülerin yıkılması sonu­cunda hazan trafiğin günlerce durması bu sorunun ne kadar mühim olduğunu gösterir.

21. 1 Erozyonun çeşitleri

Yeryüzünün kurak rejyonlarmda bitkiler yavaş büyür. Bu yer­lerde ormanın kesilmesi veya steplerde toprağın sürülmesi ile, yahut aşırı otlatma gibi etkenlerle bitki örtüsü mahvedilince bir daha eski yerini kolayca yeniden kaplıyamaz. Toprak yağmura ve riizgara ta­mamen açık bırakılır. Step rejyonlarında rüzgarlar çoğunlukla şid­detlidir ve kurak bölgelerde nadir olan yağmurlar gelince tufan gibi yağmak eğilimindedir. Rüzgar ve yağmur toprağı taşıyıp götürürler. Şu halde erozyonun başlıca sebepleri ormansızlaştırma, aşırı otlatma ve monokültürdür. Bunlar bir toprağı bitki örtüsünden mahrum eden üç sebeptir.

Ifüzgarla eroeyon

Kurak rejyonların topraklarında humusu azaltacak olaylar me­sela toprağa organik madde bırakmadan veya vermeden sürekli ola­rak ürün almak toprağın' gitgide strüktürünü kaybedip toz halini al­masına sebep olur ve rüzgarın toprağı taşıması artık büsbütün kolay­laşır. Yurdumuzda yazın seyahat edenler, yaz kuraklığı olan bölge­lerde toz kasırgalariyle karşılaşırlar. 1937 yılı Eylül ayı sonlannda Bergama ile Menemen arasında böyle bir fırtınaya şahit olmuştuk. Rüzgarın kaldırdığı toz bütün manzarayı bir sis gibi örtmüştü.

Step ve çöllerde rüzgarın yaptığı erozyon çok şiddetlidir. Orta Asya çöllerinde hava tozdan ha.zan günlerce bulanık kalır.

Su ile eroeyon

Yağmur toprak taşınmasını iki surette yapar: Birincisinde geniş sahalar içinde toprağın yüzünden ince tabakalar kaldınr ki buna cyü­zey erozyonu:. -sheet erosion- denilir (Şekil 73). !kincisinde yağmur­lar arazi içinde gittikçe derinleşen hendekler açarak toprağı oyar­lar. Bu türlü taşımaya «oyuntu erozyonu» -gully erosion- adı verilir.

Su ile erozyon ilkin yüzey erozyonu ile başlar. Bir zaman son­ca en büyük meyil yönünde sayısız dar çizgiler -su yatakları- hasıl

269

Şekil 73 : İçinde otlatma yapıldığından toprak florası mahvedilmiş bir meşcere. Ağaç tabakası da usulsuz kesimler ile tahrip olunduktan sonra tepe çatıs.ının

şiddetli yağışlara karşı topı-ağı koruyan etkileri ortadan kalkmıştır. Sonunda yüzey erozyonu başlamış ve kökleI'i meydana çıkarmıştır. Resimde toprağı götüren erozyonla ağaç köklerinin Bavaşı görülmekte:dir. (Torosla.rda,

Cehennemdere. Karaçam-Ardıç ormanı). Foto : A. Irmak.

olur ki bunlar sonunda derin ve geniş oyuntular -azgın seller- halinde gelişirler (Şekil 74). Fakat azgın seller, yüzey erozyonu olmadan dahi meydana gelebilirler. Ve sadece fazla meyilli yerlerde değil fakat dal­galı ve az meyilli hatta hemen düz yerlerde bile olabilir ki, oyuntu erozyonu tarım arazisini işe yaramaz bir hale getirerek, taban suyu düzeyini düşürmek suretiyle çevreyi kurutarak ve büyük miktarlar­da sedimentleri aşağılaı-daki akarsu yataklarına taşıyarak hızla ge­nişleyip derinleşirler.

Oyuntu erozyonu, hazan hayvanların gide gele açtıkları izler, or­manda tomrukları sürütmek esnasında meydana gelmiş oluklar, pü­rüzlü yollar ve drenajı, şekli ve yönleri yeter dikkat ve itinP ile ya­pılmamış hendekler boY1;lnca başlar.

Bir de meyilli yerlerde rastlanan ve çok yavaş bir hareketle olan toprak kayması vardır. Toprak ıslak halde iken bilhassa otlayan hay­vanların çiğnemesiyle aşağıya kayar. Böylece yay biçiminde bir tüın­sek teşekkül eder ki bunun gerisinde toprağın ayrıldığı yerde bir çukur p€yda olur. Bu türlü topraklara uzaktan bakıldıkta dalgalı gibi görünür (Şekil 75).

270

AnlaWan erozyon şekilleri, jeolojik devirlerin bruılamasmdanberi su, rüzgar ve buzun etkileriyle devam edegelmektedirler.

21. 2 El"O'Lyonu etkileyen faktörler

Bitkiler tabii şartlar altında kuraklık ve don rejyonlarından baş­ka yer yüzünün her tarafını örter. Bitkilerin erozyona engel olmak­taki rolü, hasıl ettikleri örtülerin sıklığına yani toprağı örtme ve kök­lerile sarma derecelerine tabidir. İkilin bir yandan bitkilerin ye­tişmesini sağladığından ve öte yandan yağışların karakterini tayin ettiğinden erozyonda mühim bir faktördür. Arazinin şekli, anataşının ve toprağın özellikleri, toprağı işleme tipi erozyonun şiddetli veya hafif olmasında bir rol oynayan faktörlerdir. Nihayet yangın, otlıat­ma ve muvakkat tarım gibi tabii bitki örtüsünü harap eden veya azaltan sebeplerle erozyon vahimleşir. Şu halde erozyon şiddetı lkli­me, yüzeyden akan suyun miktar ve hızına, jeolojik temele, toprağa, mevkiye, meyile ve tarım şekillerine göre değişebilir.

21. 21 1kliın ve tabii vejetasyonun etkileri

Erozyonun en şiddetli şekilleri kaide olarak bitki örtüsünün ça­bucak tamir edilemediği kurak rejyonlarda, nadir fakat kısa zaman­da yağan şiddetli yani kesif yağmurlu yerlerde görülür. Akdeniz re} yonu yılın mühim bir kısmında bulutsuz, berrak bir gökyüzü ve tu­fan gibi yağan kış yağmurlariyle karakterlenmiş olması itibariyle ta· mamen .bu çerçeve içine girer. Böyle rejyonlar aynı zamanda deh­şetli yıngınlara da sahne olur. Oysa. Batı Avrupada iklimin ılıman olması, uzun süreli kuraklıkların bulunmaması ve yağmurların büyük kesafetlerle şiddetli olarak yağmaması gibi sebeplerle erozyon bir tehlike arz etmemektedir. Bununla beraber bitki büyümesinin kolay ve hızlı olduğu nemli iklimlerde bile, ormanın tahribinden sonra tek­rar kendi kendine yetişmesi fazla otlatma yüzünden mümkün olına­yan yerlerde ağır erozyon zararları gözlenir. Ormanda otlatmanın pek müteammim olduğu memleketimizde bu yüzden geniş zararların hasıl olduğu sık sık göriilmektedir.

Hemen bütün bitkiler erozyona engel olurlar; ancak engelleme güçleri iklime uyarak yerine göre değişir. En büyük engelleme etki­leri bitkinin tecessüm mevsimiyle azami yağmurların aynı devreye rasladıkları yerlerde olur. Zira toprak bu takdirde örtülmüş ve korunmuştur. Bu bakımdan, orman her mevsimde devamlı bir örtü sağlamakla en bUyük etkiye sahiptir.

272

Bütün bitki örtüleri arasında orman, tepe çatısı ve ölü örtüsü ile toprağı erozyona karşı korumak hususunda en büyük tesiri icra eder. Konif erler kışın da iğnelerini dökmediklerinden taçlariyle yağmurun çarpmasına karşı toprağı daha yüksek derecede korurlar. Yaprakla­rını döken ağaçlarda ise kışın çıplak oldukları için, bilhassa başlıca yağış devresi sonbahar ve kışa isabet eden bölgelerimizde taçlannın bu etkileri tabiatiyle zayıflar, fakat ölü örtüleri tesirli bir toprak koruma fonksiyonuna sahiptir. Bundan başka yapraklı ağaçlar koni­f erlere nazaran daha bol bir toprak florasının teşekkülüne sebep olur­lar ve biyolojik yoldan toprağın gevşekliğini daha yüksek oranda ço­ğ·altarak suyu hızla emmek ve çabucak aşağı tabakalara sızmasına müsaade etmek gibi erozyona engel olan pek önemli toprak özellik­lerini yaratırlar. Bu husus1a.r da göz önünde tutulunca yapraklı ağaç­ların erozyonu önleme etkilerinin konif erlerden hiç bir suretle aşağı olmadığı anlaşılır.

Lowdermilk'in Kaliforniya'da yaptığı küçük ölçüdeki bir deneme serisi de ormanın erozyona engel tesirini göstermektedir. Yaprak ta­bakasından ibaret ölü örtüsü yakılmak suretiyle çıplaklaştırılmış bir toprağın yüzünden yağmurla taşınan toprak miktarı, yağmurun şid­detine ve toprak karakterine göre değişerekten, yaprak taba.kasiyle örtülü yüzeyden taşınan miktarın 50-1000 misli fazladır. Başka bir deney serisinde bitkilerin ve yaprak tabakasının kaldırılması halin­de erozyonun 1000 defa fazlalaştığı bulunmuştur.

Her şey göz önünde tutuldukta, yapraklı ağaçlar toprağa iyi fi­zik özellikler verdiklerinden ve koniferler kesif ve dairnl tepe çatı­lariyle yağmurun çarpma şiddetini azalttıklarından karışık orman beliti en çok istenecek bir orman şeklidir. Ormanın dik yamaçlarda. erozyona karşı toprağı koruması, yukarda anlatılanlardan başka,

ağaç köklerinin toprağı bağlamalarına ve yüzeyden akan suyun ero­zif etkisini azaltmalarına dayanır ki bu hususlar hem yapraklı ve hem konifer ağaç ormanlarında mevcuttur.

:F'akat mutlaka orman değil, genel surette başka herhangi bir bitki örtüsü, çalılıklar ve çayırlar da erozyonu önleyen bir garanti teşkil eder.

Memleketimizde tarla açmak ya da iyi ot yetişmesini sağlamak üzere çalıların ve hatta ormanların yakıldığı. olağandır. Bu olayların sonucunda toprak güneşin kızgın, kavurucu etkisine ve sonradan rüz­gara ve tufan gibi yağmurlara maruz kaldığından, şiddetli toprak ka-yıplarına yol açılır.

273

21. 22 Kültür bitkilerinin ve tanın osullerinin etkileri

Doğal bitki örtüsünden başka kültür bitkilerinin dahi erozyonu önledikleri bilinmektedir. Erozyona kültür bitkilerinin botanik tabia­tından ziyade tarım tipi, yani toprağın işlenmesini icap ettiren tarz, tesir etmektedir.

Çok yayılmış olan üç mahsül, mısır, pamuk ve tütün bütün dün­yada erozyonu kolaylaştıran kültür bitkilerinin başında gelmektedir. Tahıl bitkileri toprağı daha iyi korurlar. Fakat toprağı önemli peri­yotlarda erozyona maruz bırakırlar.

Otlaklar ve çayır bitkileri genellikle aşırı bir otlatılma yapılma­dığı takdirde toprağı erozyona karşı çok korurlar. Bununla beraber, otlayan hayvanlar tarafından toprağın mutedil surette çiğnenmesi bile toprağı sıkıştırdığından yüzeyden akan su çoğaltılabilir.

Münavebeli tanın usulünün erozyona engel olmak hususundaki tesiri, münavebeye sokulan her bir bitkinin ayrı olarak yetiştirilmesi halinde yaptığı tesirin üstündedir. Miller, aşağıdaki tablo 36'da, muh­telif kültivasiyonda hasıl olan yıllık ortalama erozyonu ve yüzeyden akan su miktarını gösterir rakamlar vermektedir.

Tablo 36

Yüzeyden akan suyun ve erozyonun 19 yıllık ölçmelerden elde edilen ortalamaları. Missouri deneme istasyonu.

Columbia (Toprak balçık, mailenin uzunluğu 27.68 m Meyil % 3.68; sayılar hektar başına çevrilmiştir) .

Ortalama yıllık !Yıllık yağmurun top­Tarım sistemi veya

erozyon rak yüzeyinden akan toprağı işleme_t_a_rzı-ı'--- _ton(h~-- -1- _kısın~% _ola_:~k -

Çıplak sürülmüş

bitkisiz

Sürekli mısır

Sürekli huğda y

Mısır, buğday, yonca 1

(münavebe)

Sürekli çayır (blue grass)

102.5

49.2

25.2

6.7

0.7

(Jacks, G. V., Whyte R. O. 1938'den).

274

30

29

23

14

12

Sürekli mısır, buğday ve çayır (Poo türleri) parsellerinden he­saplanan ortalama erozyon takriben 25 ton kadardır. Oysa münavebe parsellerininki 6.7 tondur. Miller münavebenin olumlu etkisini, top­rağın daha uzun müddet bitkilerle örtülü kalmasından başka yonca­nın toprağa eklediği organik maddelere atfetmektedir; bu maddeler toprağın strüktürünü ve su tutma kapasitesini düzeltirler.

Miller kendi deney şartlarında bazı mühim kültür bitkilerini erozyonu mucip olma derecelerine göre dört sınıfa ayırmaktadır.

Tablo 37

Önemli tarım bitkilerinin erozyonla ilişkileri

Çok erozyona 1 Mutedil müsait kültür erozyona müsait

bitkileri : kültür bitkileri 1

Az erozyona müsait

baklagiller

Az erozyona. müsait çayır

bitkileri -

ı _____ -1------1 Mısır Buğday Alfalfa

Yoncalaı·

Pamuk Yulaf Trifolium pratense

Tütün Arpa Trifolium ibridum

Soya fasulyesi Çavdar Melilotus

Patates Soya fasulyesi Korea yoncası (çizgilerde)

(Jacks, G. V., Whyte R. O. 1938'den)

Poa türleri

Agrostis alba

Phleum pratense

Orchard grass

Tablo 37'den de anlaşıldığı üzere kültür bitkilerinin erozyona en­gel olma dereceleri yağmur mevsiminde toprağın yüzeyinde bir örtü teşkil edip etmemelerine ve toprağın işlenmesinde mucip oldukları özelliklere tabidir.

Muvakkat tarımın erozyona sebep olması, bilhassa sarp yamaç­larda yahut kurak rejyonlarda raslandığı gibi, terk edilmiş açıklık­larda bitkilerin ve özellikle ormanın tekrar yetişmesinin yeterli dere­c~de hızlı ve kuvvetli olmadığı veyahut nadas devrelerinin çok kısa olduğu yerlerde görülür. Türkiye'de birçok mahallerde gözlendiği gibi yamaçlarda ormandan açılan tarlalar, meşcerenin uzun yıllar süre­since toprağın en üst tabakasında biriktiOOlği değerli besin madde­leri yüzünden, ilk bir kaç yıl iyi ürün verirler. Fakat rasyonel bir şekilde gübrelenmiyen bu tarlaların verim kabiliyeti .bir zaman sonra

275

düşer ve artık mahsül sarf edilen emekle orantılı olmadığından bu yerler terk edilir ve bakımsız kalan ve daimi otlatma yüzünden kısa bir zamanda bitkiyle örtülmeyen toprak, suların erozif etkisine kur­ban olarak taşınır. Sonuç kısa bir zaman sonra çıplak kayaların mey­dana çıkması ve o yerin artık devamlı surette kısırlaşmış bulunması· dır (Şekil 76).

Şekil 76 : Akdeniz bölgesi gibi, yaz kuraklığının şiddetli ve sürekli olduğu yer !erde, ormanın mahvından kısa bir süre sonra toprak taşınarak kayalar yüzeyi

örter (Toroslarda, ı Tamrun civan). Foto: A. Irmak.

21. 23 Arazi şeklbıin etkileri

Meyil ve yüzeyden akan su miktarı erozyonda büyük bir rol oy­nar. Wollny ile başlıyan ve sonra birçokları tarafından çeşitli kom­binasyonlarla tekrarlanan deneyler, arazi meylinin artmasiyle yüzey­den akan su miktarının çoğaldığını ve erozyonun büyüdüğünü genel-

276

Fakat Tiirkiye'de çoğu yerlerde yağışların optimumu kış mevsi­mine yani tanına tahsis edilmiş toprağın örtüsü2' kaldığı bir zamana isabet eder ve birçok yerlerde büyük bir kesafetle yağışlar olur (0. Yamanlar ve J. L. Nowland, 1961). Buralarda arazi tasnifinde meyil sınırlarını çok küçük tutmak ve Orta Avrupaya mahsus ölçüleri kullanmamak gerekir. Sonuç olarak denilebilir ki, arazi tasnifi ile meşgul olanlar taraf mdan memleketimize mahsus gözlem ve deney­lere dayanan say-ılar tesbit edilmiş olmadıkça sınıflar için herhangi bir meyil derecesini esas diye almak hatalı olur.

Bununla beraber daha önce ima olunduğu gibi bu çeşit sayılar

her yere teşmile müsait değildir ve muvaffakiyetsizliklere sebep ola­bilir; zira birçok hususlar toprağa ve diğer faktörlere tabidir. Mesela Rusya'da % 3 meyilli arazide bile toprak kayıplarının başladığı tes­bit edilmiştir; ve tropikal Afrika'nın kurak kısımlarında meylin belli olmadığı yerlerde sathi erozyon baş gösterebilir. ·

21. 24 Jeolojik formasyonun re to!)rak özelliklerinin erozyona etkisi

Genel olarak taşın sertliği ile aşınma kabiliyeti arasında bir ilişki vardır. Sert, kompakt olan eruptif kayalarla, kristalen kayalar ve sert

Şekil 77 : Sertleşmemiş sedimentler kolaylıkla er~zyona uğrar. Bitki örtüsünü kaybeden toprak ta.şınarak arazi oyulur. (Burdur civarı). Foto: A. Irmak.

kalkerler erozyona karşı hayli dayanıklı oldukları halde yumuşak, gevşek şistlerin, kalkerlerin çoğu daha az dayanırlar. Kompaktlaşr:ıa­mış bir çok tersiyer sedimentler ve benzer özellikteki daha eski fliş sedimentleri (Şekil 77) ve yumuşak volkanik küller ve bilhassa alüvi-

278

yal tortullar ·erozyona gayet kolay maruz kalırlar. NÜekim A. Balcı (1972) da, ana materyalin toprak özellikleri ve erozyon kabili­yeti üzerine yaptığı araştırmada neosen siltinin en çok erozyona maruz kaldığını görmüştür.

Sertlikten başka tasın strüktürü, tabakaların yat1şı ve meyil de­recesi de erozyona dayanmakta etki!idir.

Toprağa gelince : Toprağın, bazı fizik özelliklerine uyarak eroz­yona az veya çok nisbette uğrayacağı yapılan araştırmalardan anla­şılmaktadır. Erozyona etki yapan toprak faktörleri iki sınıftır. Bir kısmı yüzeyden su akımına diğer bir kısmı da yüzeyden akım vu­kuunda suyun hareketine tesir ederler. Bir toprağın suyu emme hızıt yüzeyden akıma tesir eden başlıca faktörlerıden birisidir. Suyu em­me hızı emilmesi kabil olan su miktarının toplamından daha mü­himdir. Her ikisi, hız ve miktar, tekstürün kabalığına ve kınntılık derecesine tabidirler; kaba tekstürlü topraklarda ve kırıntı strüktü­rünün mevcudiyeti halinde çoğalırlar, fakat büyük mikyasta bütün toprak profilinin strüktüründen ve özellikle suyu geçirmeyen yüzey altındaki horizonlıarıdan müteessir olurlar. Bununla beraber yü­zeyden akışlar, ancak yağmur şiddeti toprağın enfiltrasyon hızını aştığı takdirde hasıl olur. «Dispersibilite» yani toprağm su içinde süspansiyon halinde dağılması kabiliyeti, yüzeyden akan suların mu­cip o1duğu erozyona tesir eder; zira genel olarak, toprağın farkına varılabilir bir ölçüde hareketi, sadece parçacıklar suda süspansiyon halinde bulunduğu takdirde olabilecektir. Kaba parçacıklar taşın­maları için incelerinden daha yüksek bir su hızına lüzum gö. terirler. Şu halde tekstür su ile sürüklenme kabiliyetini de tayin ede .

Bu mülahazalardan Baver erozyon kabiliyeti (erodibilite) ile onu icabettiren başlıca toprak faktörleri arasındaki ilişkiyi şöyle ifade eder : Erozyon kabiliyeti, dispersleşrne kabiliyetiyle doğru fakat emme kapasitesi ve suyu geçirme kabiliyeti ve tane boyutu ile ters orantılıdır. Vilensky'ye göre bir toprağın erozyana karşı dayanıklığı tüm strükt .. r stabilliğine bağlı bulunur. Strüktür stabilliği ise kıs­men bileşik agregatların tabiatına ve kısmen aralarındaki bağlayıcı

kuvvetlere tabidir.

Yukarıda açıklamaları hülasa edersek: Erozyon bilhassa özel iklim f;artları içinde en şiddetli olur. Tabii vejetasyon örtüsünün ya­vaş büyüdüğü, seyrek olduğu ve kaldırılmasından sonra tekrar tami­rinin yeter bir hızla cereyan etmediği kurak iklimlerde tehlike bü­yüktür. Bu iklimlerde yağışlar ekseriyetle kesif yağmurlar halinde olur. Bu da kısa bir zamanda büyük su kütlelerinin toprağın yüzeyin­den akmasına sebep olur ki erozyon bunun neticesinde büyür. Tabii

279

vejetasyon örtüsü özellikle orman ve çayır, toprağı erozyona karşı korurlar. Bu bitki örtülerinin tahrip edilmiş olduğu yerlerde yüzey­den akan suların miktan çoğalır ve bağsız kalan toprak taşınabilir. Kültür bitkileri içinde sıkı örtüler yapan ve özellikle büyüme dev­resi azami yağış devresine rastlayan türler toprağı korurlar. Müna­vebe tarım metodumm toprağı en iyi koruyan bir metod olduğu tes­bit edilmiştir. Geçici tarımın tatbik edildiği bölgelerde ise erozyo­nun çoğald1ğı ve önemli bir tehlike olduğu görülmüştür. Anataşın

sertlik ve yumu~aklığa da erozyona tesir ederler. Genellikle kompak taşlar gevşeklerden ve şisti olanlardan daha çok dayanıklıdırlar. Top­rağın tekstürü ve strüktürü hem yüzeyden akan su miktarını hem de toprağın dispersleşmesini tayin etmekle erozyona etkili olurlar.

21. 3 nadolu'da erozyon durumu

Anadolu morfolojik yapısı itibariyle her yanında erozyona fır­satlar vermekte ve iklim şartlarının erozyona elverişli olduğu yer­lerde tesiri pek ciddi bir dereceye varmaktadır. İnanmaya değer ta­rihi vesikalar son iki bin yıl içinde erozyonun şiddetini göstermek­tedir.

Fizyografik yapısı ve Akıdenizle Asya kıtası arasındald mutavas­rıt durumu sonucunda Anadolu'nun muhtelif bölgelerinde iklimin ka­rakteri çok değişiktir. Erozyon bakımından ortalama yağışların öne­mi azdır, başlıca faktörler azami yağışlar ve yağmurun muhtelif mev­simlere dağılış1dır. Yazın da yağışlı olan kuzey sahil bölgesinde yağış­ların çoğu sonbahar ve kışa rastlar; oysa batı ile güney s2hillerinde kış yağmuru karakteristik olu_!) buralarda yazın yağışlar pek azalır. Türkiye'de hazan yağan tufan gibi yağmurlar mühim bir erozyon faktörüdürler ve bunların büyük bir erozif kudretleri vardır. Bun­dan başka yazın ekstrem kuraklığa uğrayan memleket kısımlarında to~ kasırgaları olur.

Araziden faydalanma tarzı çeşitli yerlerde yeknesak olmadığın­dan erozyon meselesi de yerine göre çok farklıdır. Mesela Karadeniz bölgesinde fazla yağmur ile birlikte ormansızlaştırma ve dağların nahile yakınlığının icapları olan büyük yükselti fa!'kları önemli fak­törlerdir. Bu sahil boyunca yetiştirilen mısır. buğday, arpa ve tü­tiin gibi mahsüller yeter bir toprak örtüsü tesis edemezler, hususiyle sonbaharın ve kışın en yağışlı olan aylarında, yabani otların istisna­siyle, toprağı ekseriya çıplak tutan fındık plantasyonları da bu rej­yonda erozyonu kolaylaştırır. Bahis konusu bölgede tahıl ekiminin fazlalaştırılması ve genişletilmesi ile toprak taşınmasına karşı ko-

280

ruyucu bitkilerin yetiştirilmesinin kafi gelmediği hallerde arazıyı teraslamak mühim olacaktır; mısır yetiştirmekten vazgeçmek müm­kün olmadığından bu ürünle birlikte baklagiller dikilmelidir. Her halde güz ve kış aylarında toprağı koruyacak olan kesif ve koruyucu bir bitki örtüsü önemlidir.

Batı ve güney kıyılarında tamamiylc farklı şartlar bulunur; bu­rada büyük sahil diizlükleri ve nehir vadileri vardır, bunların yan · ya.maçları tahıl yetiştirmekte özel önemi haizdir. Batıdaki incir. üzüm ve zeytinlere eklenerekten güneyde narenciye yetişir. Başlıca mahsülleri buğday, arpa, tütün, susam ve pamuk gibi erozyona kar: ı

az koruyucu çeşitlerdir. Bu bölgelerde, arazinin verimliliğini koru­mak için teraslıyarak veya teraslamadan toprağı koruyucu mahsül­Ierin münavebeye sokulması yine lazımdır.

İç Anadolu'nun fizyografik yapısı ve iklim itibariyle moloz taş:­yan sellerin doğmasına elverişli olan kısımlarında sel ya aklarının sistematik kontrolü ve ıslahı toprağın korunmasında önemli bir prob­lemdir. Bu keyfiyet, nehirlerin getirdikleri molozlarla örtülmek teh­likesinin bulunduğu pirinç tarlalarında özel bir öneme sahiptir.

Toz kasırgaları da İç Anadolu'da bir problemdir. Eski usul step tar1mı rüzgarla erozyona o kadar çok elverişli değildir: fak2-t arı­

mın buralarda modern esaslara göre organize edilmesi ve g~niş öl­çüde hububat ekimi şüphesiz tehlikeyi bijyütebilir.

Güney doğu Anadolu'da erozyonu kolaylaştıran şartlar memleke­tin orta kısmı için tarif edilenlere benzer. Doğu Anadolu'da karın ça­bucak erimesi ile su hacminin büyiik oranda artması, nehirlerin ero­zif kudretinde göze çarpar bir tesire sahiptir: sonunda sular taşar, vadi düzlükleri mil ile örtülür, ·

Anadolu'da erozyon problemi çok cephelidir; fakat tarımı kur­mak hususunda ilerlemeler kaydeden memleketimiz, dünyanın ba5ka taraflarında yapılan hatalardan hfila sakınacak bir durumdadır. Ta­hıl ekimi için iklimce en uygun olan bölgeler aynı zamanda erozyo­na en fazla maruz olanlardır. fakat bir bölgedeki bütün köylünün n üşterek gayreti ve değerleri anlaşılmış tedbirlerin alınması ile çok şey yapılabilir.

21. 4 Erozyona karşı ça.rel r

Erozyona karşı alınacak tedbirler ve diğer koruyucu çareler :darı meseleler arasında en mühimleri olarak tanınmıştır. Bunun çözüm­lenmesi mutadın üstünde güçlükler arzedebilir; zira çok defa halkın

2 1

I

kurulmuş adetlerine aykırı olan icra.at ister. Otlatmanın, ot için ça­lıları yakmanın ve ormanlarda tarla acmanın yasaklanması bir misal olarak söylenebilir. İdareci, sıkıntı ve ('farlık yaratmama.l{ ic:in müm­kün olanı yapmakla beraber, şu gerçeği hatınnda tutmalıdır ki baş­lıca vazifesi, şimdiki neslin toprak fakirleşmesini sonuçlandıran kötü usullerle araziden faydalanmasını yasaklayarak gelecek ne­sillerin çıkarlarını emniyet altına almaktır. Hiç kimseye sırf zati çı­karı için ve geleceği düşünmeden, doğuşu asırlarca süren topraktan faydalanmasına müsaade etmemek bir kaide hükmüne girmelidir.

Eğitim ve öğretim, pratik gösteriler ile propaganda çok şey ya­pabilir; köylünün ve halkın e~itim ve öğretimi ile ilgili olan eğitmen ve öğretmenlerin erozyona ve toprağın kaybına. sebep olan olayları tanıması lazımdır. Öğretim ve eğitim ile bu işin önemini öğretmek emin olan fakat yavaş yilıiiyen bir çaredir. Oysa erozyon olayları ça­buk ilerler. Şu halde kanun yardımiyle önleyici tedbirlerin desteklen­mesi lazımdır. Erozyonu önlemek tedbirleri içine giren suları dü­zenlemek ve iklim etkilerine karşı korumak gibi problemlerin bir çok müşterek noktaları vardır. Bu işlerin mühim bir kısmı dere ve nehirlerin sularını toplayan havzalarda yapıldığı için orman kanunu ormancılığımıza sarih ödevler ve sorumluluklar yüklemiştir.

Çeşitli erozyon kontrolu metotları birbirinden her zaman kesin olarak ayrılmadığından muhtelif tedbirlerin iyi tasarlanmış bir kom­binasyonunu kabul etmek en iyi plandır. Özel bir hale uyacak eroz­yon kontrolu tedbirlerini ta.sarlamak için ilk önemli nokta erozyonun sebebini bulmaktır (haddinden çok hayvan beslemek, kontrolsuz yan­g n, yanbş tarım metotlan gibi ve başka etkenler). Ancak ondan sonra çare olabilecek tedbirler tasarlanabilecektir. Kontrol ~çin ka­bul edilmiş metotlar, başanya götürecek en .basit ve uygun metot olmalıdır ve mahallinde sağlanması mümkün materyalle ve basit usullerle istenen gaye gerçekleşiyorsa, itinalı ve pahalı işlerden sa­

kınmalıdır.

Erozyon kontrolunu ve diğer koruyucu işleri tatbik edece1{ me­kanizma bu işlerin durumuna, önemine, genişliğine ve karakterine göre değismek mecburiyetindedir. Fransa, İsviçre ve A vusturya'nın dağlık bölgelerinde bu iş esas itibariyle stabil olmayan yamaçların tesbitiyle birlikte sel yataklarının ıslahından ve ağaçlandırmadan ibarettir. Böyle bir iş orman mühendisliğinin görevidir ve mutat halde dağların restorasyonu konusunda ihtisas yapmış memurlara gördüıiilür.

Erozyona karşı koymanın en tabii ilk tedbiri koruyucu bitki ör­tüsünü tesis etmektir. Bu sebepten ormanlaştırma başta gelen bir tedbirdir. Bir çok memleketlerde bu işin müsbet örneklerine rasla-

282

maktayız. Mesela Pyreneelerde ormansızlaştırma ekseriya afet şek­lini alan erozyonlara sebep olmuş ve tahrip edilmiş arazide tekrar ormanların yetiştirilmesi problemi derhal ele alınmıştır. Bütün Fran­Ea'da 1861'den 1935'e kadar geçen üç çeyrek asır zarfında takriben yarım milyon hektarlık bir saha tekrar ormanlaştırılmış ve bu uğur­da 31.7 milyon frank harcanmıştır. Bu meblağdan 57 milyon frank restorasyon ve imar işlerinde sarfolunmuştur. Sel yataklarının böyle bir imar ve ıslahının ve otlatmanın düzenlenmesi işinin özel çıkar­lara dokunmadan yapılamıyacağı tabiidir. Doğabilecek dirençlere or­mancılığın galebe çalması için Fransa'da bir çok kanunlar çıkarıl-ın~~. .

Her halde sel yataklarının ıslahı konusunda bilinen teknik işler ve tesisler şumullü etüdlerin sonunda mütehassısların vereceği karar üzerine yapılmaktadır. Bunların dışında .bazı Akdeniz memleketle­rinde, mesela Kıbns ve Filistin'de olduğu gibi, daimi tedbir olarak şunlar tavsiye edilmiştir.

1. Her köyün arazisindeki hayvan miktarını köy merasının ta­hammUI edebileceği bir hadde indirmek.

2. Düzensiz otlatma sistemini organize edilmiş bir rasyonel ot­latmaya çevirmek.

3. Sonbahar ayları esnasında otlatılacak hayvanların beslenme­sini tamamlamak için yem tedarik etmek.

4. Dağlarda keçi yetiştirilmesinden vazgeçmek.

5. Ekili dik yamaçlarda her türlü hayvanın otlatılmasını yasak etmek.

6. Meyilli arazide tarım yapıldığı takdirde kuru duvarlar ve te­raslar yapmak.

7. Dik yamaçları ormanlaştırmak ve ormanlaşmaya elverişli ara­zide otlatmayı menetmek.

8. Meyilli yüzeylerde araziyi tesviye eğrileri boyunca sürmek.

Bu tedbirler memleketimizin Akdeniz bölgesinde ve değiştirilmi~ bir şekilde diğer bölgelerinde tatbik edilirse toprağımız erozyona kar­şı kôrırnmuş olur.

283

22. Amerikan Toprak Sınıflandırma Sistemi

Amerikalıların 1960 yılında «Soil classification. A comprchensive system. 7th approximation» diye adlandırılan sistemde bir yedinci toprak tasnifi taslağı bahis konusudur ki, yeni bazı prensipler getir­miş bulunmaktadır. Aşağıda tasnifin esaslan hakkında gerek­tiği kadar bilgi verilecektir. Bu sistemde 6 taksonomik katagori vardır. En yükS€k kategori «Orders» takımlardır. Onun altında ise «Suborders» alt takımlar, bunlarırr altında da «Great groups» büyük gruplar, sonra «Subgroups» alt gruplar, familvalar ve nihayet seriler asağıya doğru sıralanmış bulunur.

Takımlar, alt takımlar, gruplar ve alt gruplar için yepyeni ve mantıki surette bina edilmiş terimler getirilmiştir. Alt kademelerde yer alan seriler ve fazlar ise yine eskisi gibi lokal isimlerle tanıtıl­maktadır. Familyalar lokal isimlerle amlabildikleri gibi alt grupların isimlerinden türevlenclirilmek suretiyle de adlandırılabilirler. Bu yeni sistemde eski Amerikan toprak tipleri artık yer almamaktadır.

7. Aproksimasyon sadece A.B.D.'deki topraklar değil, bütün dün­ya topraklan göz önünde tutularak tertiplendiği ve yanın yüzyıldan fazla süren toprak haritacılığı görgülerine dayatıldığı için büyqk bir önem taşır ve dünyaca kabul edilecek bir niteliğe sahip görünür. Toprak tasnifi eskiden olduğu gibi. genellikle yine toprakların ara­zide gözlenebilen özelliklerine dayanarak yapılmaktadır.

Diğer sistemlerden farkı şudur: Burada toprak üç boyutlu bir obje olarak göz önünde tutulmaktadır. Bu yeni sistem dışındaki tas­nif sistemlerinde toprak profili bir temel birim olarak kabul edilir. Halbuki bütün toprağa nazaran toprak profili sadece iki boyuta sa­hiptir. Buna karşılık bahis konusu yeni sistemdeki temel birim pe­don'dur (pedon=yunanca toprak). Pedon, belirli bir toprağın bütün karakteristik özelliklerine hala sahip olarak ayrılabilen en küçük top­rak hacmidir ki tüm karakteristik özellikleri haiz «bir toprak» diye adlandırılabilir. Toprak profilinin aksine :pedon, hacimli olduğundan iiç boyutlu bir objedir. Bir diğer önemli fark da şudur: Üst kademe­dt-ki taksonomik kategoriler için bazı memleketlerin (Podsol, smo­nit.za, Fahlerde, Gyttja gibi) mahalli toprak adları değil, bitki ve hayvan aleminin tabii tasniflerinde yapıldığı üzere belirli özellikleri gösteren latince ve yunanca kelimelerden türevlenmiş ve modern ba-

284

yahut koyu bozdan, humusca fakir ve esmer renge kadar) değişik olur.

22. 12 Diyagnostik alt toprak horizonlan

Üst toprağın altında bulunan fakat bazan ölü örtü altında da teşekkül edebilen horizonlardır. Şunlar ayırt edilmektedir:

1. Argillik horizon ( «argil» _,., «kil» sözünden). Tabakalı kil mi­nerallerinin taşınmak suretiyle birikmiş olduğu illuviyal horizondur. Elluviyal horizonun altında teşekkül eder.

2. Agrik horizon (latince «ager» = «tarla>> sözünden). Turla top­raklarının süıiilmesi ile meydana gelmiş kilin veya humusun illuviyal horizonudur.

3. Natrik horizon ( «Natrium» = «sodyum» sözünden). Na+ iyon­larının koruyucu kolloid etkisiyle meydana gelmiş argillik horizonlar.

4. Spodik horizon (yunanca «Spodos» = «odun külü» sözünden). Yüksek katyon mübadele kapasitesine sahip amorf materyalin ( or­ganik kolloidler ve söskioksitler dahil) yukarıdan aşağıya yıkanarak birikmesiyle meydana gelmiş illuviyal horizon.

5. Kambik horizon (latince ccambira» -=- «değiştirmek» sözün­den). Balçıklı ince kumden daha ince tekst üre sahip ve don'un, kök­lerin ve karıştırıcı hayvanların etkisiyle toprak parçacıklarının hare­ket ettiği ve strüktür elem.anlarının (peds) teşekkül ettiği; primer minerallerin hidrolize uğradığı, kilin teşekkül ettiği, söskioksitlerin serbest hale geçebildiği veya çözündürüldüğü ve kar.bonatlann etra­fa yayılarak dağılması keyfiyetinin vaki olduğu, serbest oksitlerin oksidasyonu, redüksiyonu veya çökeldiği ve bütün bu olaylarla ana materyalden değişik bir nitelik almış horizondur (argillik ve spodik horizonlar ile C horizonu, yahut A horizonu ile argillik horizon ara­sındaki geçitler kambik horizon olarak mütalaa edilemezler) .

6. Oksik horizon (demir veya afüminyum oksitten türevlenmiş). Demir veya alüminyum ile birleşmiş SiOı'nin ileri derecede ayrışmış, söskioksitlerin ve 1 : 1 kil minerallerinin birikmiş olduğu horizon (kil fraksiyonunda montmorillonit, illit yahut alofan bulunmaz, olsa olsa eser halinde vermikülit vardır) .

22. 13 Sertleşmiş horizonlar

1. Duripan (latincc «durus» = «Bert» sözünden). Silis asidi ile çimentolaşmış alt toprak horizonlan. Hava kurusu parçalar suda ya­hut esitlerde dağılmazlar. Çoğunlukla demir oksit ve karbonatları

286

ihtiva ederler. Silis asidi ile çimentolaşmada ana materyalde mevcut olan volkanik camın önemli bir rol oynamış olması muhtemeldir.

2. Fragipan (latince «fragilis» = «gevrek» sözünden). Balçıklı ve humusca çok fakir alt toprak horizonu. Kuru halde çimentolaş­mış gibi görünür. Sert ve pek sert, nemli halde oldukçaı veya az ufa­lanır. Su geçirgenliği kötü veya pek kötü. Ekseriyetle lekelidir.

22. 14 Diğer horizonlar

1. Kalsik horizon. Sekunder şekilde kalsiyum karbonat birikme­sine uğramış horizon.

2. Petrokalsik horizon. Masif, kalsiyum karbonatla ve bazen e olarak silis ile çimentolanmış horizon.

3. Gipsik horizon. Sekunder kalsiyum sülfat birikmesine uğra­mış horizon.

4. Salik horizon {latince «Sa1» = «tuz/> kelimesinden) Sekunder tuz birikmesine maruz kalmış horizon.

5. Albik horizon. (latince calbus» === «ak» sözünden) Kil ve ser­best. demir oksit bakımından fakirleşmiş horizon yahut demir oksit­lerin konkresyon halinde ayrılmış olduğu, rengin kum ve toz paı ça­cıklarından hasıl olduğu hoıizon.

22. 2 Tasnif kategorileri

22. 21 Takımlar

Yukarıda söylenmiş olduğu gibi yeni Amerikan toprak klasifi­kasyonunda en yüksek kategori takımdır. Takımların adları daima «sah, («solum)> = toprak sözünden) hecesi ile son bulur. Bu gatego­riler esas itibariyle horizon farklarının belirme derecesine ve ho ·z n rn·asının tarzına dayandırılmıştır. Bundan başka ayrışma şidde' i 1

J

mesela C.E.C. ile mübadele bazlarının iştirak oranları v.b. gibi b zı

şimik özellikler de göz önünde tutulmuştur. Bu esnada kaba bir .1:Ji­matik sınıflama da denenmiştir. 10 adet takımdan 8 taı esi belirli bü­yük .biyocoğrafik zanlara az çok münhasırdır. İki takım yer yüzün ü bütün bölgelerinde görünebilirler; entisol ve histosol'ler bu tal ı -lardır. Entisol'ler eski Amerikan toprak tasnifinin «azonal toprak­larına» tekabül eder ve bütün iklimlerin az gelişmiş topraklarını, his­tosol'ler ise bütün turbalık topraklarını kapsarlar. Geri kalan 8 ta­kımdan oksisol ve ultisol'ler nemli veya değişken kurak olan subtro­pik ve tropik bölgelere, aridisol'ler çöl ve yarı çöl bölgelere inhisar ederler. Vertisol'ler de çoğunlukla subtropik ve tropik toprakları kap­sarlar. Geri kalan dört takımın yayılış ağırlık merkezi soğuk veya sı-

287

cak ılıman, fakat nemliden yan nemliye kadar değişen bölgelerde bu­lunur. Bununla birlikte bir yandan tundralara ve alpin kuşaklara, öte yandan tropikal sahalara kadar sokulurlar. Bunlar arasında spodo­sol'ler esas itibariyle konif er orman bölgelerinde, mollisol'ler steplerde toplanırlar. Oysa inceptisol ve alfisol'ler daha ziyade ılıman iklimli yapraklı ağaç rejyonlarının topraklarıdır. Bununla birlikte bu rej­yonların dışında da geniş bir yayılış gösterirler.

Türkiye için entisol, inceptisol, mollisol, spodosol, alfisol, ok­sisol ve aridisol özel bir ilgiye sahiptirler. Ancak bazı hallerde mahalli olarak histosol takımına giren toprakların da Türkiye'& bu­lunduğu bilinmektedir.

Entisol'ler (latince u-ecent>ı == «yeni» sozunun «ent» kısmın­dan) Horizon farkları az belirmiş yani ham toprakları, rankerleri ve birçok kumsal topraklan kapsarlar ki bunlar öteki klasifikasyonlar­da esmer topraklara, podsollere ve başka toprak tiplerine konulur. Burulan başka kumdan hasıl olmuş, ta.ban suyu etkisi altında kalmış topraklar ve belirli bazı antropojen topraklar bu takıma giredP.r.

Vertisol'ler (latince «Vertera» = «al~üstetmeb sözünden). özel­likle subtropik ve tropik bölgelerde çoğu defa rastlanan ve şiddetle şişmeye müsait montmorillonit kil topraklarım bir araya getirirler. Bu kil topraklan şişme büzülme sonucunda tabakaların alt üst olması gibi kendine özgü içsel olaylar gösterirler. Bu killere, Hindista.n'daki regur, Afrika'daki tirse ve kara pamuk topraklan, Endonezya'daki margalithik topraklar ve güney Avrupa'nın sınolnitze'leri (grumusol) dahildir.

İnceptisol'ler (latince «incipare~ = «başlamak;ı:. sözünden). Bun­lara diğerleri arasında mutedil derecede ayrışmaya uğramış ve te­şekkülleri uzun zaman gerektirnıeyen diyagnostik horizonlara sahip topraklar girer. Bundan dolayı nemliden yan nemliye kadar olan sa­halarda gelişmiş daha ziyade gençce topraklardır ki iklimin gerektir­diği zayıf ve orta derecede ayrışma malısulüd1 1rler. Esır.€:1 toprak­lar ile asit esmer topraklar, esmer çayır topraklan (Braune Auenbö­den) ve ılıman bölgelere mahsus esmer topraklarla podsol arasında geçit toprakların bir kı.smı ( podsolümsü esmer topraklar - po<!solige Braunerden) fakat aynı zamanda esmer topraklara benzeyen tro­pik ve arktik topraklar, bundan başka tekstür farklılaşması olma­yan pseudogley ile bir kısım g!eyler ve turbalıklı gleyler (Anmoor­gley) ve göründüğüne göre marş (Ma.rsch) topraklarının bir kısmı bu takıma aittir. Önce Japonya'da. tarif edilmiş bulunan, volkanik küller üzerinde teşekkül etmiş genç «An<losol'lt:r» de inceptisol'lere konulmuştur.

288

Aridisol'ler (latince «arid» = ckurak:. sözünden). Kurak böl­gelerdeki okrik epipedonlu (üst topraklı) fakat oksik veya spodik ho­rizonları olmayan topraklar. Çöl toprakları, kırnuzı çöl topraklan, sierozemler, kısmen esmer ve kırmızımsı esmer topraklar, kısmen solonchak ve kısmen solonetz toprakları, regosol ve kısmen litosol'­ler aridisol takımına girmektedir.

Mollisol'ler (latince «mollis» = «yumuşak» sözünden). Mollik horizonuna, yani % 50'den fazla ea+ ile doyurulmuş üst toprağa sa­hip bulunan bütün topraklar; şu halde özellikle çernozemlerle kesta­ne renkli topraklar; aynı suretle kuzey Amerika'mn çernozemlere akraba olan preri toprakları; taban suyunun etkisine maruz bulunan çayır toprakları; bir kısım sokmetz ve solodi toprakları; bundan baş­ka rendzinalar ve nihayet az çok nötr reaksiyonda.ki koyu renkli, humuslu A horizonuna sahip oldukları takdirde gley toprakları da buraya girerler.

Spodosol'ler (yunanca «Spod.OS» = «Odun külü» sözünden). Orta Avrupa'nın podsollerine tekabül ederler. Fakat entisollere ait bulunan zayıf surette gelişmiş podsoller istisna edilmiştir.

Alfisol'ler (Al ve Fe'den alınmış). Oldukça yeknesak olan spo­dosol'lerin aksine, çok değişik tabiatta.ki topraklan kapsarlar. Bu ta­kımdaki toprakların müşterek özelliği bir kil horizonuna sahip bu­lunmaları ve kara toprağa benzer bir üst topraktan yoksun olmaları­dır (tropikal topraklar, kilin biriktiği bir horizona sahip bulunsalar bile alfisol'lerin dışında bırakılmışlardır). Bu takıma Ruslar'ın pod­solümsü toprakları (podsolierte Böden) ile açık boz orman toprak­ları; Almanya'da solgun toprak (Fahlerde) dedikleri topraklarla Pa­rabraunerde'ler (Fransız'lann sol lessive'leri) ve tekstür farklılaş­masına uğramış pseudogley; daha birçok subtropik ve özellikle Ak­deniz topraklan; diğerleri arasında tekstür farklılaşmasına maruz kalm~ meridyonal (güneyli) esmer topraklar; Rus toprak tasnifin­deki tarçın renkli topraklar; terra rossa ve başkaları bu takıma so­kulmuşlardır.

Ultisol'ler (latince «Ultimus» = «sonuncu» sözünden). Bu takı­ma tekstür farklılaşması gösteren subtropik topraklar girerler. Bu topraklarda tekstür farklılaşmasından başka iki değerli katyonlar derinlemesine ilerleyen bir yıkanma.ya uğramışlardır. Fakat silikat minerallerinin harap olmasını sonuçlandıracak ekstrem ayrışma be­lirtileri göstermezler. Amerika'lılann «red-yellov podsolic soils» ile Rus toprak tasnifindeki «zeltozeme ve krasnozeme'ler» bu takımda mütalaa edilirler.

289

Oksisol'le.r (oksit sözünden). Ekstrem şekilde ayrışmış ve ku­varstan başka yalnız söskioksitlerle kaolinitin bulunduğu tropikal topraklar (eskiden lateritik topraklar, sonradan latosol adını alan ve Fransızların sol ferralitique topraklan), oksisol'lerde bir araya geti­rilmişlerdir.

Histosol'ler (yunanca «histos» = «doku» sözünden). Organik topraklar. Yan karasal turbalık toprakları, turbalıklar bu takımı teşkil ederler.

22. 22 Alt takımlar

Her takımın 2-7 kadar alt takımı vardır. Bunların aynmında çe­şitli karakteristik özellikler göz önünde tutulur. Bu esnada jenetik bakımdan imkan nispetinde homojen olan birimlerin teşkiline gayret sarfedilmiştir. Toplam olarak bugüne kadar sarih surette tarif edil­miş 30 ve takriben şimdilik kaydiyle tefrik edilmiş 10 kadar alt ta­kım vardır. Adlan iki hecelidir. Hemen hemen her takımda hidromor­fik alt takımlar vardır ki «aqu» hecesi ile ayırt edilirler (aquet'ler, aqualf'ler v.s.). Şuhalde hidromorfik topraklar için, turbalık toprak­lanndan sarfınazar edilirse, herhangi bir özel takım yoktur. Hidro­morfik topraklarda taban suyu nemliliği ile durgun su nemliliği ayırt edilmemektedir. Alt grup düzeyinde zayıf surette olan taban suyu ve durgun su etkisi göz önünde tutulmaktadır (aquic ve paraquic alt gruplan).

Benzer klimatik şartlan haiz topraklar bir araya getirilmek su­retiyle alt takımlar teşkil edilmiştir. Burada ayırt edici ölçü olarak daha ziyade toprak sıcaklık ve kuraklık periyodlannın süresi kullanıl­maktadır. Mesela mollisol'ler arasında boreal bölgelerdeki kışın so­ğuk ve kontinental olan « borol'ler» (latince « borealis» a=:: «kuzey» sö­zünden) ; daha nemli olan ve kışlan daha ılımlı geçen, özellikle orta­lamalan daha sıcak olan «Udol'ler» (latince «Udus» = «nemli» sözün­den) ile yaz kuraklığına maruz bulunan «ustol'ler>> (latince «UStus» = «yanık» sözünden) ve «kserol'ler» (yunanca «Xeros» = «kuru» sözün­den) ayırt edilmektedir. Bazı alt takımlar için bir diyagnostik horizo­nun bulunuşu ayırıma esas olur. Böylece mesela «Umbrept'ler» umbrik epipedonlu inceptisol'lerdir. Fakat ana materyalin de etkileri göz önünde tutulmaktadır; mesela entisol'ler arasındaki «pssam­menb !er (kumlu entisol'ler j alt takımında, takriben rendzinaya te­kabül eden «rendol'ler» (rendzina sözünden rendzinaya benzer) alt takımında yahut volkanik küllerde hasıl olmuş «andepb ler (Japon­ca'da «ando» == «Volkanik küh topraklarının isminden, bundan ön­ce adı geçmiş bulunan ando topraklar) alt takımında olduğu gibi.

290

Bununla beraber spodosol'ler de alt takımların teşkili için, brujka tas­niflerde yalnız alt tip düzeyinde kullanılan karakteristikler kısmen göz önünde tutulmaktadır. Böylece mesela Orta Avrupa'nın demir­hnrms podsollerine takriben karşılık olan toprakların B horizonun­d;ıki demir, alüminyum ve organik maddenin oranı bir ayırt edici ölçüdür.

Bazı takımlarda tipik bir alt takım teşkil edilmiştir ki «orth» ( yunanca «Orthos» == «doğru» sözünden) hecesi ile karakterlenmiş­tir, mesela entisol'lerden «orthent» ler, aridisol'lerden «orthid» ler ve spodosol'lerden «Orthod» ler gibi.

22. 23 Büyük gruplar

120 tane büyük grup, her şeyden önce diyagnostik horizonların bulunup bulunmaması ve düzeni ile karakterlenmişlerdir. Bu husus çoğu defa isimde ifadesini bulur. Böylece «argaquol» ler, «argiboroh ler ve «argiudol» ler argillik (killi) bir horizonun bulunması ile ve «natraquol» ler, «natriborol» ler, «natraqualf» ler v.s. natrik (sod­yumlu) bir horizonun bulunması ile «fragiochrept» ler, «fragiboralf» ler ile «fragiudalf» ler bir' fragipanın mevcudiyetiyle özelliklerini ka­zanmışlardır.

Bir alt takıma ait bulunan büyük grup (normal sözünden) «norm» hecesine sahiptir. Mesela «normipsamment» ler, «norma­quept» ler, «normorthod» lar gibi. Diğer hallerde ise diyagnostik ho­rizonlar değil de başka özellikler alt takımların büyük gruplara ay­rılması için kullanılmaktadır. Mesela doygunluk derecesine göre ( «eutroph» = «elverişli beslenme şartları gösteren» sözünden, «eutr») «eutrochrept» ler ve ( «dystroph» = «elverişsiz beslenme şartları gösteren» sözünden «dystr») «dystrochrept» ler, A ile B horizonlan arasında dil (yunanca «glosso») şeklinde sınırlar bu­lunduğunda «glossoboralf» ler, düşük toprak sıcaklıkları hakim ol­duğunda (yunanca «Cryo» ,= «soğuk») <ı:kriyochrept» ler ve sairede olduğu gibi.

Büyük grupların, horizon sıralanması ve önemli horizon karak­teristikleri bakımlarından imkan nispetinde yeknesak olmalarına dik­kat edilmiştir. Orta A vrupa'nın alt tinlerine yaklaşık surette karşı­lık olan alt gruplar, büyük grupların değişik şekillerini ifade ederler. 1960'da 400 alt grup ayrılmıştı. O zamandanberi sayıları oldukça art­mış bulunmaktadır.

Alt gruplardan başka, özellikleri bakımından iki alt grup orta­sında olan ve bundan dolayı bir geçit teşkil eden (intergrade sub-

291

groups) aralık alt gruplar da vardır ki isimlerine uygun sıfatlar ekle­nerek ayırt edilirler.

22. 24 Familya, seri ve fazlar

Familyalar iki tarzda isimlendirilebilirler. Ya alt gruplar, bazı

ek özelliklerin yardımiyle bölünerek, yahut seriler bir araya toplana­rak teşkil olunurlar.

Seri ve fazlar yine eskisi gibi mahalli isimlerle tanımlanırlar.

«Soil F:ries» eski Amerikan tasnif sisteminin en mühim katego­rik birimi id!. Yeni Amerikan tasnif sisteminin de en alt kategorisi olarak devam etmektedir.

«Soil series» üst toprağın tekstürü hariç, aym bir profil yapısına, bundan başka horizonların aynı morfolojik özelliklerine sahip ve önemli oranda aynı olan ana materyalden hasıl olmuş toprakların bir grubunu temsil eder. Ana materyal için ise en önemli ~ayılan hassa­lar, mineralojik bileşim, gözeneklik, geçirgenlik ve tekstürdür. Seri ismi fazlarda da korunmuş bulunur. Böylece aşağı kademelerdeki ak­rabalık gösterilmiş olur.

Yukarıdaki Eayfalarda 7'nci To:?rak Tasnifi Taslağı ve ona 1964 yılında yapılan ilaveler (Ewald, E. 1965) hakkında en önemli bilgi verilmiştir. Bunu izleyen 8'inci taslak aynı esasları korumakla bera­ber bazı noktalarda değişiklikler getirmiştir. Daha çok ayrıntıyı öğ­renmek isteyenler aşağıdaki eserlere başvurmalıdır :

Soil Survey 8taff (1960); Johson, W. :M. (1963); Kellog, Ch. E. (1963); Duchaufour, Ph. (1963); Ewald, E. (1965).

Amerikan toprak tasnifi sistemi, taksonomik bir sınıflama ka­rakterine sahip olup tabii şartlara intibak ettirilmeye büyük bir gay­ret sarfedilmiştir. Toprak sistematiğini geliştirmeye müsait olduğu gibi muhtelif memleketlerin topraklarını birbiriyle mukayese etmek imkanını da vermektedir. Ancak tatbiki için topraklar hakkında la­boratuvarda elde· edilmiş birçok bilgilere de (mesela baz doygunluk dereceleri, mübadele bazlarının oranlan, organik madde miktarları ve bazı hallerde sitrik asidinde çözünür fosfat muhtevası v.b. gibi en­form~ryonlara) ihtiyaç göstermektedir. Türkiye, topraklarını henüz bütün memleketi kavrayacak şekilde bu türlü ayrıntılarla araştırmış olmayıp o kadar zengin enformasyona sahip bulunmamaktadır. Bu görüş açısından bahis konusu toprak tasnifinin tam olarak tatbiki imkanı henüz uzaktır. Bu düşünce ile kitabımızda daha ziyade profil yapılarına dayandırılmış ve Orta Avrupa'da hfila kullanılmakta olan toprak tasnifine uyacak şekilde başlıca toprak tipleri tanımlanmış bulunmaktadır.

292

BİBLİYOGRAFYA

Alevcan, C., 1945. Bizde orman ve iskan münasebet! ri. Orman e Av. sayı 7.

Aıten, F. ve Kurmies, B., 1939. Handbuch der Bodc.ıılehre. ı. tamamlayıcı

ciltte.

Altınlı, 1. E., Pamir, H. N. ve Erentöz, c., 1964, 1/500,000 ölçekli Türkıye jeoloji haritası (Van). M.T.A. Ankara.

Arol N., 1959. Bolu ve civarında bazı göknar, kayın, çam saf ve karışık meşcerelerinde ölü örtü miktarı ile besin maddesi muhtevası 'G.zerine araş­

tırmalar. T.C. Ziraat Vekaleti Orman Umum Müdürlüğü Yay•nlarından. ... eş­riyat Sıra No. 301, seri 3. Ankara.

Atkinson, H. J. ve Wright, J. R., 1957. Chelation and the vertical move­ment of soil constituents. Soil Selence Vol. 84. No. 1, pp 1-11.

Balcı, A. N., 1972. Influence of Parent Material and Slope Exposure on Properties of Soils Related to Erodibility in North Central Anatolia Zeitsehrift für Planzenernahrung und Bodenkunde. 131. Bd., Heft 1, 1972.

Baver, L. D., 1956. Soil Physics. Third edition. John Wiley aııd Sons, Inc. New York.

Baykan, ö. L., 1965. Diyarbakır, Erzurum vr Rize bölt;clerind bazal kayalardan oluşan topraklardaki kil mineralleri üzerinde bir araştırma. (Do­

çentlik tczi, Atatürk Üniversitesi, Ziraat Fakültesi) Erzurum.

Bemhard, R., 1935. Türkiye ormancılığının mevzuatı, tarihi, ve vazifeleri. Ankara. A. Y. Z. E. yayınları, sayı 15,

Bloonfield, C., 1953. A study of podzolization. Part I. the Mobilization of iron and aluminium by scots pine netdles. Journal of Soil Science. Vol. 4

No. 1, 5-16.

Bloomlield, C., 1953. A. study of podzolization. Part II. thc Mobilization of iron and aluminium by leaves and bark of Agathis australis (Kauri . Journal of Soil Selence. Vol. 4, No. ı, 17-23.

Briggs, .J. L. (Baver L. D., 1956'da).

Buckingbam, E., (Lutz ve Candler, 1947'de).

Burger, H., 1946. Bodenverbesserungsversuche. Mitt. d. achw. Anstalt für

forstl. Versuchswesen. Bd. 24. 517-579.

Caillere, S. ve Henin, s., 1957. Bull. Groupe franç. Argiles, 9, 77 (Mae­

kenzie, R. C. 1959'da).

293

Christiansen-Weniger, 1934. Die Grundlagen des türkischen Ackerbaues, Ankara.

Cla.rke, F. W. ve Washington H. s., 1924. U.S. Gpol. Survey, professional Paper 127, 1942 (Wahlstrom, 1947'de).

Cobb, M. J., 1932. A quantitative study of the microôrganic population of a hemlock and deciduous forest Soil. Soil Selence Vol. 3i, 325-345.

Coınber, N. M., 1948. An introduction to the sclentific study of the soil. Edward Arnold and Co. London.

Czeratzki, W., 1961. Zucker 14 (1961) s. 244-249. (Fiedler, H. J. ve Reissig, H. 1964'de).

Darwin., (G. W. Robinson, 1936'de).

Daubcnmire, R. F., 1947. Plant and cnvtronment. John \Viley and Sons, Inc. New York, Chapman and Hall Ltd. London.

Dechaufour, Ph., 1960. Precis de pMologie. Masson et Cie, Editeurs. Paris

Ebennayer, E., 1876. Die gesamte Lehre von der Waldstreu. Berlin.

Erinç, S., 1957. Tatbiki klimatoloji ve Türkiye'nin iklim şartları. İstanbul Teknik Üniversitesi. Hidroloji Enstitüsü yayınlanndan.

Erinç, S., 1965. Yeni bir indis.!. Ü. Coğrafya Enstitüsü yaymlanndan No. 41.

Feber, D., Frank, M. ve Hank, O., 1954. (Fiedler ve Reissig, 1964'te).

Fiedler, H. J. ye Reissig H., 1964. Lehrbuch der Bodenkunde. VEB Gustav Fischer. Jena.

Franz, H., 1960. Feldbodenkunde. Verlag Georg Fromme und Co. Wien und München.

Gedroiz, K. I<., 1929. Der Absorbierende Bodenkomplex und die absorb­ierten Bodenkationen als Grundlage der Genetischen Bodenklassifikation. Verlag von Theodor Steinkopff, Drcsden.

Geiger, R. R., 1950. Das Klima der Bodennahen Luftschicht, Friedr. Vie­weg und sohn Braunschweig.

Gessel, S. P., Balcı, A. N., 1965. Amount and composition of forest floors under Washington coniferous Forest. Oregon State University Press. Corvallis.

Grim, R. E., 1953. Clay mineralogy. Mc Graw-Hill Book Co. Inc., New York.

Groenew(}ud, H., Van., 1961. Variation in pH and buffering capacity of the organic layer of grey wooded soils. Soil Science Vol. 92, No. 2, 102-105.

Gülçur, F., 1952. Kuzey Anadolu ormanlarının bazı meşcerelerinde top­rak humusu üzerine araştırmalar. Orman Fakültesi Dergisi, Seri A, Cilt 2, sayı l, 154-184.

Gillçur, F., 1958. Rize mıntıkasında, humid şartlar altında gelişmiş bazı

fakir toprakların kil fraksiyonlarında kimyasal ve mineralojik özellikler üze­rine araştırmalar. Orman Fakültesi Dergisi, Seri A, Cilt 8, sayı 2, 35-104.

Gülçur, F., 1964. Mersin nuntıkasında (Akdeniz Bölgesi) mevcut })azı

294

Romell, L. G. ve Heiberg, S. o., 1931. Types of humus layer 1n the forests of northeastern United States. Ecology. 12. 567-608.

Russell, E. J. and Appleya.rd, A., 1915. The composition of the soil at­mosphere (Comber, N. M .. 1948'de).

Saatçi F., 1966. tzmir bölgesi rendzina topraklarının kil mineralleri üz.e­rine araştırmalar. Ege Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Dergisi, cilt 3, sayı 2, s 78-~6.

Scbairer, E., 1937. Ein Beitrag zur Stickstofffrage. Foı·stl. Wochenschr. Silva Bd. 25: 181-186. (Lutz ve Chandler, 1947'de).

Scheffer-Sclıachtschabel,, 1960. Lehrbuch der Agrikulturchemie und Bo­denkunde. 1. Teil, Bodenkunde. Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart.

Schroeder, D., 1969. Bodenkunde in Stichworten. Verl. Ferdinand Hirt. Kiel.

Se:hucht, F., 1930. Grundzüge der Bodenkunde. Verlagsbuchhandlung Paul Parey, Berlin.

Schiınitsche~ E., 1937. Ttirkiye'de ormanın koruması ve entomolojisi hak: kında görüşler. A. Y. Z. E. yayınlan No. 74, Ankara.

Sevim, ıu., 1951. Alaçam Dursunbey ormanlarında ekolojik ve pedolojlk araştırmalar. Orman Fakültesi Dergisi, Cilt 1, sayı 2, 115-142.

Sevim, l\L, 1952. Lübnan sedirinin (Cedrus libani Barr.) Türkiye'deki t3.bii yayılış ve ekolojik şartlan. Orman Fakültesi Dergisi, Seri A, Cilt 2. sayı 2. 20-46.

Sevim, M. 1957. Çangal ormanlarında (Ayancık) rastladığımız podsol­leşmiş topraklar hakkında bazı müşahedeler. Orman Fakültesi Dergisi, seri A, Cilt VII, sayı 1, s. 198-202.

Shand, S. J., 1947. The study of rocks. 2 nd edition. Thomas Murby and Co. Lemden.

Sigmond, A. A. De, 1938. (H. Jenny, 194l'de).

Stevenson, F. J., · Dhariwal A. P. S. ve Choudhri M. B., 1958. Further evidence for naturally occurrlng fixed ammonium in soils. Soil Selence, Vol 85, No. 1, pp. 42-46.

Stöckli, A., 1950. Die Ernaehrung der Pflanze 1n ihrer Abhaengigkeit von der Kleinlebewelt des Bodens. Z. Pflanzenernaehrung 48. 264-279. (Fied­ler, H. J. ve Reissig, H. 1964'de).

Tavşanoğlu, F., 1966. Türklye'de toprak erozyonu ve sel problemleri. Kongre tebliği. Orman Mühendisliği ı. teknik kongresi Cilt 1 (Erozyon ve sel

kontrolu) Ankara.

Thornpson, H. S., 1850. On the absorbant power of the soils. Journ. Royal Agr. Soc. of England. 11: 68-84 (Lutz ve Chandler 1947'de).

Tommerup, E. C., 1934. Verhandlungen I. Kom. Intern. Bodenk. Ges. S. 155 (Paris 1934). (Laatsch, W. 1938'de).

Tolun, N. ve Eren.töz, C., Ketin, 1., 1962. 1/500.000 ölçekli Türkiye Jeolojik

haritası (Diyarbakır) M. T.A. Ankara, 1962.

Tunçkale, 1. H., 1965. Belgrad Ormanı toprak tipleri ve yayılışları tize.

298

rine araştırmalar. İstanbul Üniversitesi, Orman Fakültesi Derg1.s1, Sert A. Cilt XV, sayı 1, 111-164.

Uçttncti, N., 1966. Türkiye'de toprak kaybı, su kaybı, seller ve sedimen­tasyon. Kongre tebliği. Orman Mühendisliği ı. teknik kongresi. Cilt 1, (Erozyon ve sel kontrolü) Ankara, 1966.

Vageler, P., 1930. Grundrtss der Tropischen und Subtroplschen Boden­kunde, Verlagsgesellschaft für Ackerbau. Berlin.

Vageler, P., 1932. Der Kattonen-und Wasserhaushalt des Mlneralbodens. Berlin (W. Laatsch, 1954'te).

Vater, H.~ 1927. Die Bewurzelung der Kiefer, Ficthe und Buche. Tha­randter Forstl. Jahrbueh. 78 (1927) S. 65-85. (Büsgen-Münch, 1927. Bau und Leben unserer Waldbaume. Verlag von Gustav Fischer. 1927'de).

Wahlstrom, S. E., 1947. Igneous minerals and rocks. John Wiley and Sons. Inc. New Ycrk. Chapman and Hall, Ltd. London.

Waksman, S. A., 1926. On the ortgin and nature of the soil organic matter or soil "humus": V. the role of ınicroörganisms in formation of "humus" in the soil. Soil Selence 22. 1926. PP~ 421-436.

Waksman, S. A., Iver, K. R. N., 1932. Contrtbution to our k.nowledge of the chemieal nature and ortgin of humus: I. On the synthesis of the "humus nucleus" Soil Selence Vol. 34, 1932, 43-69.

Waksman, S. A., 1936. (Robinson, G. W. 1936'da).

Waksman, S. A., 1938. Humus. Ortgln, chemical composition, and im­portance in nature. Second ed. W1lliams and Wilkins Co. Baltimore (Lutz ve Chandler, 1947'de).

Way, W. T., 1850. On the power of soils to absorb manure. Jour. Royal .Agr. Soe. of England. 11: 313-379 (Lutz ve Chandler 1947'de).

Wehrmann, J., 1960/61. Mineralstoffernaehrung der Kiefer auf Heideböden (Sonderdruck aus dem Jahresbericht des F. B. V. 1960/61).

Wllde, S., A., 1958. Forest Soils. The Ronald Press Co. New York.

Wllllaıns, E. G., Scott, N. M. ve Margaret J. McDonald., 1958. Soil pro­perties and phosphate sorption. Jour. Set. Food and Agrtc., 9 September,

551-559.

Wlttich, w., 1943. Untersuchungen über 0

den Verlauf der Streuzersetzungen auf eimen Baden mit Mullzustand. Forstarchiv, 1943.

Wltticlı, w., 1951. Der Einfluss der Streunutzung auf den Boden. Forstw.

Centralbl. 70. H. 2. 65-92.

Wittich, w., 1959. Die Verbesserung des Wasserhau.sh8.ltes durch Forstkul­turmassnahmen. Allg. Forstzeitschrtft 10. (1959) S. 201-205 (Fledler ve Relssig,

1960'da).

Yamanlar, O. ve Nowland J. L., 1961. Türkiye'nin zararlı yağmurlar ha­

r itası. Orman Fakültesi Dergisi, Seri. A, Cilt XI, sayı 1, 33-51.

Zunker, F., 1980. Das Verhalten des Wassers zum Boden. In E. Blanck'a Handbuch der Bodenlehre. Bd. IV, Verlag Julius Sprtnger. Berlin.

299