(hektar başına düşen kg hesabıyla)Новая страница 1
Orman türü
Ağaç kısmı
Yaprak kısmı
Toplam
Kayın ormanı
3,474
3,270
6,744
Köknar
3,480
2,783
6,263
Çam
2,897
3,186
6,083
Bozkır bitkilerine (ot bitkilerine) gelince, bunlarda bitkisel kalıntılar orman bitkilerine kıyasla daha az olur. Buna rağmen, bozkır bitkileri, orman bitkilerine oranla daha fazla humus oluştururlar. Bu bir taraftan bozkır bitki köklerinin zayıf ve geniş alana yayılmış olmasına, diğer taraftan da bitkilerin tamamen çürüyüp toprak tarafından benimseniyor olmasına bağlıdır.Bitkisel kalıntılar oldukça çeşitli kimyasal içeriğe sahiptirler. Yapılan araştırmalar sonucunda bitkisel kalıntıların aşağıdaki içeriğe sahip oldukları tespit edilmiştir:CO2 - %45, H - %6,5O - %42, N - %1,5Mineraller - %5.Arazimizde bulunan bozkır bitkilerinde azot ve mineral maddeler daha yüksek orandadırlar. Bu bitkisel kalıntıların azotla zengin olmasına bağlı olarak, çürüme sonucunda toprakların içeriğinde önemli gıda maddelerinden olan azotlu maddelerin oluşumunu sağlar. Bunun dışında genellikle bitkisel kalıntılar çok karmaşık organik birleşmeler oluştururlar. Genel itibariyle, bitkisel kalıntıların içeriğinde beş çeşit organik birleşmeler görülmektedir:1. Su ile çözülen maddeler: buraya şeker maddeleri aittir. Özellikle glikoz, manoz, pentoz. "Organik asitlerden, şarap asidi, limon asidi ve kuzukulağı asidi." Bunun dışında, birçok aminoasitlerin tuzları da bu gruba dâhildir.2. Organik çözeltiler de çözülebilen maddelerdir. Özellikle bu maddeler ispirto, eter ve benzol gibi ürünler kolaylıkla çözülebilir. Bitkisel kalıntılardan bu gruba yağlı maddeler, içyağı benzeri maddeler ve dubil maddeler girmektedir. Bu maddeler yukarıda belirttiğimiz 1. grup maddelere nazaran onun içeriğinde biraz daha dayanıklıdırlar ve toprakta çürüme esnasında mikroorganizmalar ve bakteriler tarafından zorlukla parçalanırlar.3. Selüloz maddeleri: bu maddeler bitkinin esas kısmını teşkil ederler. Selüloz maddelerdeki temel özellik, onların küçük organizmalar tarafından çürüme sürecinde kolaylıkla basit birleşmelere ayrışmasıdır.4. Lignin maddesi: genellikle, bitkilerin içeriğinde en çok yaygın olan maddelerdendir. İçerik itibariyle dayanıklıdır. Mikro bakteriler tarafından zorlukla parçalanırlar. Lignin maddesi humusun esas kısmını teşkil eder. Humusun içeriğine göre dayanıklı olması, onun içinde lignin maddesinin olmasıyla açıklanabilir.5. Proteinli maddeler: bu grup maddeler oldukça karmaşıktırlar ve azotlu birleşmelerle zengin maddelerdirler. Proteinli maddeler doğrudan humusun oluşumuna katılmazlar. Ancak içeriğinde azotlu birleşme bulunduğuna göre, toprakta yaşayan ve çürüme sürecini gerçekleştiren mikro bakteriler için gıda maddesidirler.Organik maddelerin toprakta değişim süreciBitkisel ve hayvansal kalıntılar toprağa düşerken çok karmaşık değişimlere uğrarlar. Genellikle, organik maddelerin toprakta değişim sürecini iki tür farklı olay belirler:Öncelikle karmaşık olan organik maddeler parçalanarak çok basit ve çoğunlukla mineral birleşmelere dönüşürler. Örneğin, CO2, H2O ve sade tuzlara dönüşürler. Daha sonra bu tür parçalanmış basit maddeler toprakta yaşayan küçük organizmalar için bir gıda maddesi olduğu için, mikrop ve bakteriler kendi yaşam faaliyetleri sonucunda bunları tekrar karmaşıklaştırarak özel yeni birleşmeler meydana getirirler. Bu birleşmelere de bildiğimiz üzere toprağın humusu denir.Böylece, organik maddeler toprakta tedricen çürürken iki temel süreç gerçekleşir:1. Mineralleşme süreci. Bu süreçte organik maddeler sade birleşmelere dönüşürler.2. Humuslaşma süreci. Bu süreçte ise sadece toprakta yaşayan küçük canlılar tarafından sade birleşmelerden sentez yoluyla humus maddesi oluşur.Organik maddeler humusa dönüşürken öncelikle rutubetin veya suyun yıkama sürecinin etkisi altında kalırlar. Bu süreçte ilk olarak bitkisel kalıntılardan kolay çözülebilen maddeler suya geçer. Bu süreç çürüme süreci için elverişli ortam oluşturur. Çünkü suyun içine geçen maddeler mikrop ve bakteriler için gıda maddesi olarak, onların faaliyetini daha da arttırırlar. Rutubetli ve ılıman iklim koşullarında çürüme süreci normal şekilde gerçekleşir. Çünkü bu gibi koşullarda küçük canlıların etkinliği daha artarak, çürüme sürecini sonuna kadar tamamlarlar. Yüksek sıcaklıklı ve az rutubetli iklimde ise mikroorganizmaların faaliyeti zayıfladığı için ve bazen bunların etkileri bile olmadığı için çürüme süreci değil, bu iklim koşullarına bağlı organik kalıntıların tamamen "yanma" süreci gerçekleşir ve onlar basit minerallere parçalanırlar.Toprakta yaşayan haşerelerin çürüme sürecine etkisiOrganik kalıntıların toprakta değişiminde toprakta bulunan haşaratların katılımı hiç de az değil. Buraya köstebek haşaratlar, çöl fareleri, yağmur solucanları ve kırkayak gibi haşereleri ait edebiliriz. Genellikle, bu haşerelerin organik maddelerin değişiminde aktif ve pasif katılımı vardır. Onların pasif katılımı, telef olmaları sonucunda kalıntılarının organik madde oluşumu için kaynak teşkil etmesidir. Aktif katılımları ise organik kalıntıların mekanik surette ufalanmalarından ve toprağın mineral maddesi ile karıştırılmasından ibarettir. Her iki olay çürüme sürecinin daha da şiddetlenerek, toprağın mineral maddesi ile kimyasal tepkimenin oluşması için elverişli ortam oluşturur. Nihayet, bu haşaratlar kendi yaşam faaliyetleri sonucunda organik kalıntıları kendi organizmalarından geçirerek çok karmaşık kimyasal değişimi sağlarlar. Toprakta yaşayan haşaratlardan başka organik kalıntıların çürümesinde en büyük rol üstlenen küçük organizmalardır (mikrop ve bakteri). Bunlar ister fizyolojik yapı itibariyle, ister içerik itibariyle çok karmaşıktırlar. Öncelikle küçük organizmaları üç gruba bölebiliriz:A) bakterilerB) mantarlarC) protozollarKüçük organizmaların toprakta az ya da çok olması genel itibariyle, iklim koşullarına bağlıdır. Yapılan araştırmalar sonucunda küçük organizmalarla en zengin olan kısmın toprağın üst katıdır. Alt katlarda ise bunların miktarı giderek azalmaktadır. Ramman bilim adamının yaptığı araştırmaya göre, orman yerlerinde aşağıda gösterilen mikrop ve bakterilere rastlanmaktadır:Ormanın türü Küçük organizmaların miktarı 1 gram toprakta 1 gram organik maddede Bakteri Mikrop Bakteri MikropÇam ormanı 35.000.000 60.000 59.880.000 60.000Köknar ormanı 1.647.000 343.000 2.165.000 450.000Toprağın içeriğinde bu kadar mikrop ve bakterinin olması çürüme süreci için daha elverişli ortam sağlar. Özellikle organik maddelerin humusa dönüşmesi mikrop ve bakterilerin katılımı ile gerçekleşir. Bu nedenle humusun toprakta oluşum sürecine mikrobiyolojik süreç gibi bakmamız lazım.Öncelikli olarak, küçük organizmaların faaliyeti sonucunda bitkisel kalıntılar azotlu ve azotsuz maddelere ayrılırlar. Azotsuz maddeler sulu karbonlar, selüloz, lignin ve dubil gibi maddelere dönüşür. Bunlar çürüme sonucunda sade birleşmelere parçalanırlar. Azotlu birleşmeler ise genel itibariyle aminoasitlerden oluşur. Bu azotlu maddeler mikroplar tarafından çok karmaşık biyolojik değişimlere uğratılarak, gelecekte toprağın içinde azotlu maddeleri oluşturmaktadırlar.Toprakta azotlu maddelerin parçalanmasıBitkisel kalıntılarda azotlu maddeler çoğunlukla basit aminoasitlerin tuzlarından oluşmaktadır. Proteinli maddeler parçalanma sonucunda kendi içeriğinde bulunan amonyağı kolaylıkla dışlarlar. Genellikle, proteinli maddelerin parçalanması toprakta iki türlü gerçekleşir:1. durumda proteinli maddeler suyun etkisiyle hidroliz sürecine maruz kalarak amonyağı kolaylıkla dışlayabilirler.2. durumda ise toprakta bulunan anaerobik bakteriler tarafından redüksiyon sürecinin etkisi altında proteinli maddelerden amonyağı dışlarlar.Yukarıda belirttiklerimizi aşağıdaki tepkimeyle açıklayabiliriz.1. R CH (NH2 ) COOH+H2O=R CH (OH)COOH+NH3AmonyakProteinli madde2. R CH(NH2) COOH+H2=R•CH2COOH+NH3;Bu sürece amonyaklaşma süreci denir.Böylece, elde edilen amonyak (NH3) toprakta yaşayan özel Nitrobakteri tarafından amonyak nitride (NO2'ye) dönüştürür. Nitrit birleşmeleri oldukça dayanıksız oldukları için, çabucak azotobakteri tarafından nitrat birleşmelerine dönüştürülürler ve toprakta temel azotlu gıda maddelerine nitrat halinde tesadüf edilmektedir. Hem nitritleşme, hem de nitratlaşma süreci aerobik bakteriler tarafından oksijenin katılımıyla gerçekleşir. Amonyağın nitrat birleşmelerine dönüşmesi sürecine, nitratlaşma süreci denir. Aşağıda gösterilen tepkime buna örnek teşkil edebilir.1. 2NH3+3O2=2HNO2+2H2O; daha sonra2. 2HNO2+O2=2HNO3; bu iki sürece nitratlaşma süreci denir.Doğada nitratlaşma süreciyle birlikte istisnai durumlarda ters süreçlerin de işlediği bilinmektedir. Bu durumda azot birleşmeleri yine toprakta bulunan özel Denitrifikatör bakteriler tarafından azot birleşmelerini basit azota dönüştürerek atmosfere iletir. Buna denitratlaşma süreci denir. Bu süreç Anaerobik bakteriler tarafından havasız ortamda gerçekleştirilir. Bu olaya toprakta çoğu zaman suyla doygun durumda tesadüf edilir. Yani, atmosfer oksijeni ve organik maddelerin etkisi olmaksızın bu bakteriler kendi yaşamlarını sürdürememektedirler. Bunun dışında, denitrifikasyon süreci için elverişli ortamı sağlayan toprağın tepkisidir. Çoğunlukla bu süreç nötr ve zayıf alkali tepkimelerde gelişme olanağını bulmaktadır. Yapılan araştırmalar sonucunda çoğu durumda denitratlaşma sürecine orman topraklarında rastlandığı kanısına varılmıştır. Böylece, atmosfere geçen serbest azot, bazı baklagiller sınıfına ait bitki köklerinde tomurcuk şeklinde bulunan bakteriler tarafından tekrar benimsenerek, yeniden proteinli maddelere dönüşebilir. Dolayısıyla, doğada azotun belirli dolaşımı gerçekleşir. Toprak biliminde buna azot dolaşımı denir.Çok yüksek ve çok aşağı sıcaklık derecelerinde bakterilerin miktarı olduk azalmakta, bazen hiç bulunmamaktadır. Yapılan araştırmalar sonucunda, bakterilerin yaşamı için en düşük sıcaklığın 3º C'den az olmaması gerektiği bulunmuştur. Azami sıcaklık ise 40 - 50º C'den yüksek olmamalıdır. Bakterilerin yaşamı için en elverişli sıcaklığın ortalama 25 - 30º C aralığındadır. Bilindiği üzere sıcaklık ortamı doğrudan rutubetle ilişkilidir. Bu nedenle mikroorganizmaların (bakterilerin) gelişimi için rutubetin olması zaruri şartlardan hesap edilir. Çürüme sürecinin optimum sıcaklığın etkisi altında gerçekleşmesine rağmen, rutubetin az olması, çürüme sürecinin zayıf geçmesine neden olur. Bu nedenle rutubetin belirli oranda olması küçük organizmaların yaşamı için zorunlu koşullardandır. Yapılan deneylerle %24 - 30 aralığında rutubetin optimum olduğu tespit edilmiştir. Bu iki temel bileşenleri göz önünde tutarak, doğada çürüme sürecinin eşit ortamlarda gerçekleşmediğini söyleyebiliriz. En etkin çürüme sürecinin yazın ilk yarısında gerçekleştiğini belirtebiliriz. Bu durumda ister sıcaklık, isterse de rutubet optimal oranlardadır. Sıcak yaz aylarında toprak katlarının haddinden fazla ısınması nedeniyle çürüme süreci tamamen durur. Bu durum sonbahar aylarında sıcaklığın aşağı inmesi sonucunda zayıflayabilir. Nihayet, kış ayazında organik maddelerin çürüme sürecinin geçici olarak tamamen durduğunu söyleyebiliriz.Mikrop ve bakterilerin yaşamına topraktaki tepkimenin etkisi az değildir. İster aerobik ve isterse anaerobik bakteriler toprağın nötr ve zayıf alkali tepkimelerinde elverişli gelişim olanağını bulurlar. Asidik tepkimelerde ise küçük organizmalar kendi yaşamlarını tamamen keserler, bazen tamamen telef olurlar. Genellikle, küçük organizmalar kendi yaşamlarına ve fizyolojik yapılarına göre iki gruba ayrılırlar:1. Aerobik bakteriler: - bu bakteriler doğrudan havanın etkisi altında yaşamlarını sürdürürler. Organik maddeler aerobik bakteriler tarafından çürüse de, sonuçta CO2 H2O, HNO3, Ca, Mg, K ve bunlar gibi birleşmeler oluşur.2. Anaerobik bakteriler ise havasız ortamda yaşamlarını sürdüren bakterilerdir. Daha doğrusu bunların atmosferdeki oksijene ihtiyaçları yoktur. Organik maddeler çürüme sürecinde anaerobik bakterilerin etkisi altında kalırlarsa, bu durumda yukarıda belirttiğimiz maddelerin yanı sıra, yarım oksitleşmiş çok miktarda özel birleşmeler meydana gelir. Örneğin, H2S, CH4, PH3.Humus maddesinin kimyasal içeriğiHumus maddesi toprağın en önemli kısmı olması nedeniyle, uzun süredir bilim adamları analitik yöntemlerle bu maddeyi topraktan ayırabilmek için çok araştırmalar yürütmüşlerdir. İlk defa 1826 yılında Şprengel adında bilim adamı tarafından humusu topraktan ayırabilmek için alkali çözeltiler ile bir yöntem teklif edilmiştir. Bu bilim adamının görüşüne göre belirli bir toprak kitlesi Na2CO3 veya K2CO3 çözeltilerinde uzun süre saklanarak kaynatıldıktan sonra, bu çözeltiyi süzgeçten geçirip yeni koyu kahve kırmızı renkli çözelti elde ederiz. Bu çözeltiye Şprengel humus maddesinin alkali çözeltisi adını vermiştir. Daha sonra Mulder, Berzelius tarafından Şprengel'in uyguladığı yöntem daha da geliştirilmiştir. Mulder elde olunan alkali çözeltisini derinden inceleyerek, onun içinde çok karmaşık organik asitler bulmuştur. Mulder'e göre, toprağın humus maddesi aşağıda sıralanan asitlerden oluşur:1) Ulminik asit2) Huminik asit3) Krenik asit4) Anokrenik asitBu asitler içerikleri ve fiziksel yapıları itibariyle birbirinden keskin bir şekilde farklılık arz ederler. Ulminik ve huminik asit zayıf oksitleşmiş asitlerdir. Humus maddesinin en genç kısmını teşkil ederler. Rengi kahve, bazen de siyahımsıdır. Suda zorlukla çözülür. Bu asitten oluşan tuzlara Humat denir. Bu tuzların da suda erime derecesi düşüktür. Oksitleşme derecesi düşük olduğuna göre humus maddesinin en dayanıklı kısmı hesap edilirler ve suyun etkisiyle topraktan ayrışmazlar. Krenik asidin rengi ise yeşilimsidir. Oksitleşme derecesi huminik aside nazaran yüksekdir. Suda kolaylıkla çözülür. Krenik asidin tuzları Na, K, Ca, Mg, Ka (krenatlar) suda kolaylıkla çözülürler. Anakrenik asit ise renksiz ve şeffaftır. Anakrenatlar suda kolay çözülürler. Oksitleşme derecesi yukarıda belirttiğimiz gibi huminik ve krenik asitlerden de yüksektir. Daha sonra Sven-Odeyen adında bilim adamı humus maddesinin yeni tasnifini önerdi. Bu bilim adamının gerçekleştirdiği araştırmalar sonucunda toprağın humus maddesinin aşağıda belirtilen ayrı organik birleşmeleri kapsadığı ortaya konmuştur.1. Humus kömürü2. Humus asidi3. Himatomelanik asit4. Fulvinik asitSven-Odeyen'in önerdiği bu tasnif halen geçerliliğini korumaktadır. Genellikle, humusun toprakta hangi esas maddelerden türemiş olması konusunda bilim adamları tarafından çeşitli teoriler öne sürülmüştür.Bu teorilerden ilki Vaksman, Fisher, Schreder tarafından öne sürülen teoridir. Bu teoriye göre, bitkisel kalıntılardan humusu türeten esas madde lignin, selüloz ve dubil maddeleridir. Bu maddeler içerikleri itibariyle çok dayanıklıdırlar. Humusun da dayanıklılığı onun içeriğinde lignin maddesinin olmasıyla ilgilidir. Proteinli maddelere gelince, bu bilim adamlarının teorisine göre, bunlar toprağın içinde kolaylıkla parçalanarak humusun oluşumuna çok katkıda bulunmazlar. Bu nedenle, bu bilim adamları tarafından ortaya atılan teori, humusun lignin teorisi adını almıştır. Bir grup başka bilim adamları Kravkov, Liverovski, Slyozkin, Hoppzeyler tarafından ikinci teori öne sürülmüştür. Bu bilim adamlarının görüşüne göre, humusu ortaya çıkaran esas maddenin bitkisel kalıntıların suda kolay çözülen kısmıdır. Bu teorinin bilimsel temeli o kadar da derin olmadığı için, geçerliliğini koruyamadı. Günümüzde humusun oluşumunda Lignin teorisi güncelliğini yitirmemiştir.Toprakta organik maddelerin önemi ve rolüOrganik maddelerin toprakta çok büyük önemi vardır. Öncelikle organik maddeler toprağı azot ve minerallerle zenginleştirir. Bitkisel kalıntılar toprak üzerine ne kadar fazla düşerse, o kadar fazla azot ve minerallerin oranı yükselir ve bu maddeler bitkisel kalıntıların parçalanmamış kısmından bile türeyebilir. Humusa gelince, bu madde toprakta birçok yeni özellikler meydana getirir. Humus maddeleri toprağın içeriğinde azot kaynağı olmanın yanı sıra, toprakta onun en temel özeliğini - yutma özelliğini oluşturur. Bu özelliğe göre, toprakta birçok gıda maddesi toprak tarafından tutularak muhafaza edilebilir. Bundan başka, humus toprağın fiziksel özelliklerine de önemli etkide bulunur. Humuslu maddelerin doğrudan katılımıyla toprağın "yapısı" oluşur. Bunun dışında, organik maddelerin ve özellikle de humusun içeriğinde olan organik koloitlerin bulunmasıyla ilgili olarak toprağın rutubet tutumu oluşur. Bu nedenle humusun çok bulunduğu topraklarda su gerektiğince muhafaza edilir. Nihayet humusun toprakta az veya çok bulunması onun morfolojik yapısından, öncelikle rengine etki eder. Humus toprakta ne kadar fazla olursa, toprağın rengi de bir o kadar koyulaşır. Humus azaldıkça, toprağın rengi de açılır. Yapılan araştırmalar sonucunda bir toprak katında humus miktarının en çok üst kısımlarda bulunduğu, alt katlara indikçe humus oranının azaldığı belirlenmiştir. Bu da hiç şüphesiz üst katların organik maddelerle zengin olmasından kaynaklanır. Humusun daha bir karakteristik özelliği, onun yapışma özelliğidir. Bu özellikle ilgili olarak, humuslu maddenin toprakta bulunan CaCO3 ile birlikte toprağın birbirinden ayrı küçük mineral parçacıklarını birbirine tutturarak toprağın yapısını oluşturduğunu söyleyebiliriz. Bu nedenle çoğu zaman humusa toprağın çimentosu adı da verilir.Toprak çözeltileriToprak çözeltileri toprağın en zaruri kısmı hesap edilirler. Bitki gelişiminin sadece toprak çözeltilerine bağlı olduğunu söyleyebiliriz. Toprak çözeltileri toprağın içinde rutubetli damla şeklinde olup, hareket edebilirler. Bu nedenle, genellikle bitki örtüsü kendi kökleri aracılığıyla ilk önce suda kolay çözülen maddeleri kullandığı için toprak çözeltileri bitki yaşamında büyük rol üstlenir. Toprak çözeltilerinin incelenmesi hem teorik, hem de uygulama açısından ilgi çekicidir. Çünkü toprak çözeltilerinin kalitesi ve miktarı öncelikle toprakta bulunan gıda rezervini belirler. Bunun yanı sıra toprakta bitki yaşamı için zararlı olabilecek tuzları ortaya çıkarır. Nihayet, toprak çözeltilerinin özelliklerine bağlı olarak, toprağın oluşum süreci değişebilir. Toprak çözeltileri toprakta bulunan rutubetin varlığıyla ilişkilidir. Toprağın rutubet derecesi ne kadar fazlaysa, çözeltinin kesafeti de giderek azalır. Sıcak kuru havada ise tebahhur süreci yüksek olduğu için, toprağın rutubeti azalır ve toprak çözeltilerinin kesafeti yükselir. Bazı durumlarda toprakta buharlaşma o kadar fazlalaşır ki, toprak çözeltileri kaybolurlar. Bu durumda çözeltinin içeriğinde bulunan birleşmeler toprağın üzerine çöker. Bu durum aran bölgelerinde çok yaygın olarak görülmektedir. Çoğu zaman bunlar toprak üzerinde tuz kabukları, tuz katmanları oluşturur. Fiziksel açıdan toprak çözeltileri bazen şeffaf, bazen zayıf sarımtırak renkte olurlar. Onun içeriğinde mineral organik ve organik mineral birleşmeler bulunabilir. Toprak çözeltilerini öğrenmek için belirli analitik yöntemlerle topraktan bu çözeltileri çıkarırlar. Bu nedenle, bunun için bilim adamları tarafından birçok yöntem önerilmiş.
