[acemi_caylak]

TOPRAK HORİZONLARI

Hiç yol çalışması yapılan bir yerden geçerken, dozerlerce açılan yolda toprağın katmanlardan oluştuğuna dikkat ettiniz mi? Kimi yerde ince bir toprak tabakası ve altında kaya tabakası, kimi yerde farklı katmalardan oluşmuş kat kat tabakalar ve en altta kaya tabakası. İşte bu tabakalara Toprak Bilim dilinde Toprak Horizonları denilmekte. (Bizim açımızdansa toprak mikroorganizmalarının yoğun olarak bulunduğu O, A, E katmanlarının yapısı bizi daha çok ilgilendirmekte. Mull katmanlarının oluşumunda en az solucanlar kadar önemli bir başka toprak canlı türü diplopodlar (bunların dahil olduğu gruba çok ayaklılar veya bin ayaklılar diyor kimileri) gelecek yazımızın konusu olacak.)

Yani bilimsel tanımını yapacak olursak, kültüre alınmamış bir toprağın dikey kesiti (profili) incelendiğinde çoğunlukla çeşitli yatay (horizontal) bantlar görülür. Bunlara toprak horizonu adı verilmektedir. Horizonlar toprağın gelişmesi sırasında çeşitli iklim, vejetasyon, edafon (toprak canlıları) ve zamana bağlı olarak ortaya çıkan oluşum katlarıdır. Çeşitli toprak tiplerinin profilini oluşturan horizontal yapı birbirinden farklı olduğu gibi bir toprakta gözlenen farklı horizonlar fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikler bakımından farklıdırlar. Toprak profilinin oluşumu ana mineral materyal ile başlamakta ve sayısız olayın katkısı ile yüzlerce yıllık süreçler içinde ve karmaşık etkileşimler (interaksiyon) sonucu olgun bir toprak profili meydana gelmektedir. Bir profil oluşumunda ana olaylar şöyle özetlenebilir.


Toprak oluşum süreçlerini etkileye beş ana etmen vardır:

1) Parent Material (Ana materyal)
2) Climate (İklim)
3) Topography (Topoğrafya)
4) Biological Activity (Biyolojik aktivite)
5) Time (Zaman)




Ana Materyal
Öncelikle bir ana materyal gerekir ki, bunun üzerinde **** kendisinden “Toprak” oluşabilsin.

Ana materyal, toprak gövdesini oluşturan veya üzerinde toprak gövdesi oluşabilen sertleşmemiş, kısmen kimyasal değişime uğramış materyaldir. Bu materyal olgun topraklarda profilin alt bölümünde yer almakta ve C horizonu ile tanımlanmaktadır.

Minerallerin, kayaçların ve organik materyalin türlü ayrışma ürünlerinin karışımından meydana gelen topraklar genel olarak iki çeşit ana materyalden oluşurlar:
1- Kaya ve Mineraller (anorganik)
2- Bitki ve Hayvan artıkları (organik)

Topraklar geniş ölçüde sert kayaların ve sertleşmiş çökelti materyalinin ayrışması sonucunda oluşmaktadır.

Ayrıştıktan sonra toprak gövdesini meydana getirmek üzere olduğu yerde kalan ana materyale yerinde oluşmuş (otokton) ana materyal denilmektedir. Yerinden kaldırılarak başka alanlara taşınmış, çakıl, kum, silt, ve kil gibi maddelerden meydana gelen ana materyale ise taşınmış (allokton) ana materyal adı verilmektedir.

Yani “ana materyal” ikiye ayrılmaktadır:
1) Yerinde oluşmuş ana materyal [Residual-Formed in place (Residuum)]
2) Taşınmış ana materyal (Transported-Parent material):
i) Rüzgar (Eolian = Aeolen)
ii) Buz (Glacial = Buzul)
iii) Yerçekimi (Colluvial = Koluviyal)
iv) Su:
a) Irmaklar (Alluvial = Aluviyal)
b) Okyanuslar ve denizler (Marine)
c) Göller (Lacustrine = Lakustrin)

İster yerinde olsun ister taşınma sonucu oluşsun; toprak oluşumu gelişim evrelerini tamamlarken “horizon” olarak adlandırılan toprak katmanları oluşur.
Bu horizonlar toprak oluşum süreçleri tarafından üretilen belirgin karakteristiklere (özelliklere) sahiptirler.

En önemli (master) horizonlar O, A, E, B, ve C horizonlarıdır. (Eski adlandırma biçiminde O horizonu yokmuş.)

Her toprak her horizonu içermeyebilir; belirli horizonlara sahip olmak, toprak gelişim evresine bağlı olarak değişiklik gösterir.

Benzer şekilde, her bir horizonun derinliği topraktan toprağa farklı olabilir.

Bazı durumlarda toprak yüzeyindeki vejetasyonla ilgili bitki döküntüleri toprak yüzeyinde birikerek 10 cm'e kadar varan kalınlıkta katman oluştururlar. Bu durum özellikle ılıman ve soğuk iklimlerin konifer (iğne yapraklı) ağaç örtüsü altında olur ve moor formasyonu olarak adlandırılır.

Yaprağını döken ağaçların varlığında ayrışmamış organik döküntü katmanı (bu katman O1 veya L (litter rümuzu ile gösterilir) birikimi daha az olur ve bu durum mull formasyonu olarak bilinir.







O Horizonu

Toprak yüzeyinde organik döküntüler sürekli olarak birikerek belirgin bir katman oluşturduğu durumda, bu katman O (O1 ve O2) veya eski kullanımı ile A0 horizonu olarak tanımlanır. Bu katman;
• Yaprak, ot, odun parçacıkları gibi organik maddenin biriktiği katmandır. Materyaller ayrışmanın farklı evrelerinde olabilir.
• Genellikle koyu renklidir.

A horizonunun üzerinde pullukla sürülmemiş topraklarda rastlanır. Geçmiş yıllara ait bitkisel artıklar ile taze bitkisel artıklar (yaprak, dal vb.) ve ölmüş toprak canlılarına ait kalıntılardan oluşur. Organik maddenin ayrışma düzeyine Oi (hafif derecede ayrışmış), Oe (orta derecede ayrışmış), Oa (yüksek derecede ayrışmış) gibi bazı sınıflara ayrılabilir. Bu horizonun tanımlanmasında organik madde, organik karbon, kil yüzdesi içeriği analiz edilmelidir.

A Horizonu

Toprağın üst kısmında sürekli elüviyasyon sonucu çözünür mineral maddeler, özellikle Na, K, Ca gibi bazik katyonlar yıkanır ve bu kısımlarda pH azalması olur. Bu yıkanmış horizonlar A horizonları olarak adlandırılır.
• Organik maddenin mineral toprak materyalleri ile karıştığı zondur
• Genellikle en verimli (üretken) horizondur
• Yüksek biyolojik (canlı) etkinlik
• Genellikle koyu renklidir
• Üst toprak (top soil diye de adlandırılır)

En üstte yer alır. Organik maddeler bakımından zengin ve genellikle koyu renklidir. Su ve besin maddelerinin en fazla bulunduğu, bitkilerin yetiştiği ve köklerinin en fazla yayıldığı katmandır. Toprağın en üst tabakasıdır. Erozyona uğramamış orijinal (primer), erozyona uğramış ve sonradan taşınmış (sekonder) özellik gösterebilir. Silis erimesine, kolloidlerin oluşumuna ve yoğun bir organik madde aktivitesine sahiptir. Toprak yüzeyinden itibaren 10 cm ve bazen 20-30 cm derinliğe kadar iner. Toprağın işlendiği, gübrelendiği ve bitki köklerinin en fazla yayıldığı horizondur. Havalanması, ısınması iyi olduğundan toprak canlılarının aktivitesi fazladır. Mikroorganizmalar en yoğun şekilde bu horizonda bulunur. Yeteri kadar su tutan, iyi ısınan, besin maddelerince zengin, ince zerrelerden oluşmuş bir özellikte olmalıdır. Rengi genellikle alt katlara karşın daha koyudur.

E Horizonu

• Eluviyal zon (zone of eluviation) veya yıkanma zonu. (Eluviyasyon (Eluviation], bazı toprak materyallerinin bir katmandan uzaklaşması veya yıkanmasıdır.)
• Çözünebilir mineraller ve organik madde bu horizondan yıkanmıştır
• Genellikle daha açık renkli “yıkanmış” (kül rengi) görünümü vardır

Demir, alüminyum veya bunların bileşenleri ile organik madde ve kil fraksiyonunun yıkanarak alt toprak horizonlarına gitmesi sonrası geride kuvars gibi ayrışıp yıkanmaya diençli materyallerin kalması ile oluşan bir mineral horizondur. A horizonuna göre daha açık renkli, organik madde-kil vb. içeriği daha düşük, B horizonuna göre ise daha koyu bir renge sahiptir.

B Horizonu

• İlluviyasyon zonu (zone of illuviation) veya birikme zonu, üstteki horizonlardan yıkanan materyallerin birikmesi sonucu oluşan katmandır.
• Asit koşullarda demir ve hümik bileşikler gibi diğer komponentler daha hareketli duruma geçer ve profilin alt katlarına yıkanarak bir katmanda birikirler. Böylece illüviyasyona uğramış B horizonları ortaya çıkar.
• Bu materyaller çoğunlukla kil, humus, seskioksitler (sesquioxides = Demir (Fe) ve Alüminyum (Al) oksitler) veya bunların bir karışımıdır
• Kırmızı ve sarıdan kahverengiye ve griye değişen renklerdedir.

E horizonun altında yer alır. B horizonu genelde 20-60 cm ve bazen 90 cm hatta daha da derine iner. Bu horizon ne kadar derin olursa o kadar iyidir. Kil, demir oksitler, alüminyum oksitler ve organik maddelerin çökeldiği, prizmatik veya blok stürüktürün oluştuğu bir horizondur. Bitkilerin dip köklerinin yayıldığı kısımdır. Bu tabaka fazla ıslak olmamalı ve fazla su aldığında, bu suyu mümkün olduğu kadar çabuk aşağılara akıtabilmelidir. E horizonuna göre daha soğuk, daha havasız, besin maddeleri bakımından daha fakir ve mikroorganizma miktarının ve işlevinin yavaşladığı bir horizondur. İçinde fazla miktarda kil, kireç, taş ve çakıl parçaları bulunabilir. A katmanı ile birlikte asıl toprak katmanını meydana getirir. Üstte yıkanan tuz ve kil gibi maddelerin biriktiği kattır. Bu nedenle bu katmana birikim katmanı adı da verilir.

C Horizonu

Toprağın primer minerallerinin türediği ana madde diğer horizonların altında yer alır ve C horizonu olarak adlandırılır. C horizonu toprak materyali veya toprak ana materyalini oluşturan tabakadır. Bu katman, toprak oluşum süreçlerinden fazla etkilenmemiş ve sıkışmamış materyal katmanıdır. Gevşemiş ve dağılmış bir tabakadır. Genellikle fiziksel kimyasal ve mineralojik yapı bakımından üstündeki toprak tabakasına benzerlik gösteren ve hiç olmazsa üstündeki toprağın bir kısmının bundan meydana geldiği kabul edilen horizondur. Mikroorganizmaların çok az etkisi altında kalmış bir tabakadır. C horizonu bazen ana kayadan meydana gelebilir.

R Horizonu

C horizonun daha alt kısımlarında değişime uğramamış tamamıyla masif kayadan oluşmuş bedrock (ana kayaç) denilen R katmanı bulunur.

Görüldüğü gibi adlandırmalar harf sırasına göre gitmekte ve katmanlar kendi aralarında da A0, A1, Ap, Ad, vb. şekilde alt katmanlara ayrılmaktadır.

Toprak Tabakaları İçin Kullanılan Bazı Terimler

Solum: Solum toprak yapıcı kuvvetlerin etkisiyle meydana gelmiş genetik toprak katmanı olarak tanımlanabilir. Normal topraklarda solum A ve B horizonlarından oluşur veya toprak profilinin ana materyalden yukarıdaki kısmıdır. Buna gerçek toprak tabakası da diyebiliriz. Böyle olmakla beraber bazı topraklarda bunu belirlemek güçtür. Bu sebeple gerçek toprak tabakası keyfi olarak belirlenmektedir. Mesela köklerin alt sınırına kadar olan kısım solum kabul edilmektedir.

Üst Toprak: Genel bir terimdir ve çeşitli anlamlarda kullanılmaktadır.

a) Toprak yüzeyindeki pulluk tabakası anlamında ve yüzey toprak anlamında;

b) A1 horizonu anlamıda, bu halde derinliği çok değişebilir.

c) Organik maddece zengin, verimli topraklar anlamında

d) A horizonu anlamında kullanılır.

Yüzey Toprak: Toprak işleme aletleriyle hareket eden toprak tabakasını, yani 10-20 cm.lik bir toprak tabakasını ifade eder.

Alt Toprak: Belirli horizonları içeren profilde B horizonuna karşılıktır. Zayıf profilli topraklarda, alt toprak, yüzey toprağın altındaki, köklerin normal gelişebildikleri tabakayı belirler.

Pulluk Tabakası: Toprak işleme aletlerinin girdiği ve karıştırdığı toprak tabakalarıdır. Genellikle toprak yüzünden 15-17 cm derinliğe kadar olan üst toprak tabakası olarak kabul edilir.

Oluşumlarında önemli farklar bulunan bazı büyük toprak grupları

Aslında çok fazla sayıda toprak çeşidi var. Lös, Alüvyon, moren, terra-rose (kırmızı renkli topraklar) vs. Ancak Sevinç Arcak, Koray Haktanır’ın Toprak Biyolojisi kitabında sözü edilen 4 önemli toprak türü aşağıdaki gibidir.

Kahverengi Topraklar (Brown Earths)
Bu tür topraklar çoğunluk bazalt türü ana maddeden türemiş ve orta veya yüksek yağışlı koşullarda gelişmiş topraklardır. Kil veya tın gibi düşük su geçirgenlikli (permeabilite) materyal nedeniyle orta düzeyde bir yıkanma söz konusudur. Bunun sonucunda asit nitelikli A horizonu oluşmuştur. pH profil derinliğine bağlı olarak biraz artış gösterir. Organik katman fazla olmayıp A ve B horizonları her zaman belirgin bir şekilde tanımlanmayabilir. Bu topraklar yaprağını döken orman (deciduous forest) örtüsü altında bulunur. Örneğin İngiltere'deki tarımsal alanların çoğu bu tür toprakları kapsamaktadır.

Podzol Topraklar
Bu topraklar genellikle yüksek yağış, yüksek permeabiliteli geçirgen, kumlu materyal ve yoğun yıkanma koşullarının oluşturduğu asit koşulların topraklarıdır. Toprak yüzeyinde kalın bir moor tabakası ve siyah yüksek humus kapsamlı A1 katmanı içerirler. Horizonlar iyi gelişmiş olup beş veya daha fazla olabilir. Bitki örtüsü fundalık veya iğne yapraklı ormandır. O1 (A0) horizonları iyi gelişmiş olup önemli düzeyde döküntü birikmesi görülür. Organik maddenin demir ve alüminyum seskioksitlerle birlikte yıkanması illüviyasyon bölgesinde iyi bir B horizonu oluşumuna neden olur. Bazen demir bileşikleri B2 horizonunda birikir, partikülleri çimentolayarak sert ve geçirimsiz bir katman oluşturur (hard pan veya iron pan).

Laterit Topraklar
Lateritler tropik iklimde yağmur ormanı vejetasyonu altında yüksek yağış ve yıkanma koşullarında granit ana maddesinden oluşan topraklardır. Yüksek sıcaklık nedeniyle toprak yüzeyinde organik madde ayrışmasının çok hızlı olması ve yağışın etkisi ile oluşan organik madde fakirleşmesi ve hidrate olmamış demir ve alüminyum oksitler nedeniyle kırmızı renkli görünümdedirler (hematit ve boksit). Buna karşılık profilin özellikle üst kısımları silisyumca fakirdir.

Organik madde birikmesi yoktur ve ayrışma koşulları çok hızlıdır. Bu nedenle organik madde doğrudan ve hızlı bir şekilde su ve karbon dioksit oluşturmak üzere ayrışır ve sıradan herhangi bir asidik ara ürün oluşmaz. Şayet yüzey vejetasyonunun yok edilmesine bağlı olarak erozyonla yüzey topraklar aşınırsa demir birikim horizonları açığı çıkar. Bu tür topraklar Afrika, Güney Amerika ve Güney-Doğu Asya'da yaygındır.

Çernozyem Topraklar
Çernozyem veya kara topraklar, yeterli nem ve uygun sıcaklık koşullarının humus oluşumu ve mineral ayrışmasını ilerlettiği, fakat aşırı yıkanmanın olmadığı koşullarda oluşur. Bu topraklar düşük yağışlı çayır step ve preri bölgelerin tipik örnekleridir. Profil yapıları çok karakteristik olup, lös ana maddesi üzerinde yer alan humusça zengin, derin, A1 horizonu ve açık renkli, dar, bazlarca-özellikle kalsiyumca-zengin A2 katmanından oluşur. Aslında bütün profil kalsiyum ile doygundur, ancak A1 horizonunda bulunmayabilir. A2 horizonunda kalsiyum karbonat veya sülfat kök kanalları ile birlik oluşturmuş şekilde gözlenebilir. Bu tip topraklarda bazı özel mikroorganizma grupları birlikler oluşturur. Örneğin B2 horizonunda mantarlardan Mucor ramannianus belirgin özellikler gösterir. Bu organizmanın bu tip topraklar için indikatör bir grup olduğu belirtilmektedir.

Son olarak bu toprakların yapısını gösteren bir resimle bitirelim. Resim pdf’ten alındığı için Türkçe karakter sorunu olsada okunabiliyor.



Sanırım bundan sonra herkes toprağını daha yakından inceler

Not: Yazının hazırlanmasında ve kullanılan resimlerde aşağıdaki kaynaklardan yararlanılmıştır.

1- Toprak Biyolojisi, Prof. Sevinç Arcak, Prof. Koray Haktanır
2- Toprak Bilgisi Ders Notları, Prof. Dr. Günay Erpul
3- Introductory Soil Science (Toprak Bilimine Giriş), Minnesota University Ders Notları
4- www.tarimreformu.gov.tr