TOPRAĞIN DÖRT ESAS YAPI MADDESİ

1. TOPRAĞIN DÖRT ESAS YAPI MADDESİ

2. Toprak Organik Maddesi • Bütün organik maddeler karbon içerir • Karbon elementi hayatın temelidir.

3. Toprak organik maddesi, canlı veya ölü bitki materyalleri, canlı organizmalar, mikrobialvafaunal ürünler ve humus adı verilen kararlı kompleks organik maddeler içerir. • Organik maddelerin toprağın fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerine önemli etkileri vardır.

4. Topraktaki Organik Bileşiklerin Sınıfları

5. Buğday Kalıntısı İçeriği (g/kg) • Çözünebilen bölüm 288 • Selüloz 361 • Hemiselüloz 184 • Lignin 141 • N-İçeren maddeler (Proteinler) 9 • Kül 84

6. Parçalanma Hızları • Çözünebilen maddeler • Ham Proteinler • Selüloz • Hemiselüloz • Yağlar, Mumlar • Ligninler

7. Parçalanma Hızını Kontrol Eden Etmenler Biyokimyasal Kompozisyon Kimyasal Yapı Miktar Mikrobiyal ve Faunal Aktivite

8. Karbonhidratlar Monosakkaridler Mikrobiyal ve kimyasal oksitlenme Kinonlar Dihidroksi benzoik asit Proteinler peptitler Amino asitler Yoğunlaşmış Lignin ürünler tanin Mikrobiyolojik ve kimyasal ölü ya da canlı Su oksidasyon Mikroorganizmalardan Metabolik ürünler POLYHETRERO CONDANSATE HUMUS

9. Humik Maddeler • Mikrobiyal olaylar sonucu oluşan dirençli olmayan, tanımlanabilen biyomoleküller humik olmayan maddeler olarak tanımlanır. • Karmaşık, dirençli polimerik bileşikler hümik maddeler olarak tanımlanır.

10. Humik Maddelerin İçeriği • Moleküler ağırlıkları 2000 – 300000 dalton arasındadır. ( H atomunun kütlesi 1 Daltondur) • Bozunmaya dirençli • Silika killerle kompleks oluştururlar • pH ya bağlı yükleri vardır.

12. Humusun genel özellikleri ve toprakla etkileşimleri

13. Topraktaki Organik Maddeyi Etkileyen Faktörler • Kötü drenajlı topraklarda, çok fazla nem bitki kuru madde üretimini artırır ve göreceli kötü havalanma organik madde bozunmasını engeller. • Nem arttıkça topraktaki organik madde artar • Geri kalan bütün özellikler eşit olmak üzere, kumlu topraklara nazaran kil ve silt içeriği fazla olan topraklar organik madde olarak daha zengindir

14. Organik Maddenin Etkisi • Organo-minerallerin kompleklerinin oluşumunu • Birleşmeyi • Katyon ve anyon değişim kapasitesi • Kirleticilerin hareketini • Bozunma ve nütrient döngüsünü sağlar.

16. Organizmaların İhtiyaçları • Hetetrofikorganizmlarbiyo sentez ve enerji üretimi için organik karbona ihtiyaç duyarlar. • Protein sentezi için Azot (DNA, RNA) • DNA ve RNA için Fosfor • Proteinler için Kükürt • İz elementler ve su

17. Toprak Atmosferi • Toprak atmosferi hava atmosferinden farklıdır • Toprak biyolojik olarak porlu bir alandır. • Bitki kökleri ve toprak biyotasının aktiviteleri toprak atmosferini değiştirir. • Oksijen sınırlı ise metabolik olaylar değişir.

19. Gaz Dinamikleri • Normalde O2 derinlikle azalır ve CO2 derinlikle artar. • Toprak atmosferinde CO2 < % 0,5 ve O2 > % 10

20. Anaerobik Solunum

21. Anaerobik Solunum • Oksijen limitleyici iken Nitrat ana elektron kabul edicidir.

24. Toprak Suyu • Büyük ölçüde toprak havalandırmasını ve sıcaklığını toprak suyu kontrol eder. • Toprak suyu toprak nütrientlerinin bitkilere taşınması için gerekli ortamdır • Organik ve inorganik maddelerden kaynaklı hidrojen iyonları suda çözünür, böylece toprağın pH’sı değişir. Toprağın pH’sıda minerallerin çözünürlüğünü etkiler. Toprak suyu birkaç yolla kaybolabilir • Bitki yapraklarından terleme ile • Toprak yüzeyinden buharlaşma • Toprak porlarından rezervuarlara su drenajı ile • Yanal akış ve • Göreceli küçük porlarda tutulma ile • Toprağın yer çekimine karşı tutabileceği en fazla su miktarı alan kapasitesi kadardır. Bir toprağın alan kapasitesi yerçekimine karşı su tutabilecek küçüklükteki porların hacminin bir fonksiyonudur.

25. Toprak bitkiler iyon aldığı ortamlardır • Toprak çözeltisindeki iyonlar toprağın organik ve inorganik bileşiklerine sorblanabilir. Sorblanan iyonlar daha sonra toprak çözeltisine desorbalanbilirler. • Eğer toprak çözeltisi aşırı doygunsa mineral çökebilir. Toprak az doygunsa mineral çözülebilir. • İyonlar yer altı suyuna taşınabilir ya da yüzey akış süreçleri ile yok olabilirler. • İyonların yüzeye buharlaşma ya da kuruma ile hareketide olabilir • Mikroorganizmalar toprak çözeltisinden iyon giderebilirler. • Organizmalar öldüğünde ya da organik maddeler bozunduğunda iyon oluşur. • Atmosfere gaz salınımı olabilir. Gazlar toprak çözeltisinde çözünebilir.

26. Toprağı Oluşturan Faktörler Ana Materyal İklim Topoğrafya Biosfer Zaman Bu beş faktör birlikte çalışarak horizon adı verilen tek bir toprak profilini meydana getirir. Orman Toprağı

27. Toprağı Oluşturan Faktörler • İklim • Sıcaklık ve Yağmur • Dolaylı kontroller(ör. Bitki tipleri) • Bozunma oranları • Yağmur miktarı arttıkça, erozyon ve sızma hızı artar.

28. Toprağı Oluşturan Faktörler • Organizmalar • Doğal bitki örtüsü tipleri • Bozunma bitki büyüme oranına bağlıdır • Bitki ve hayvan aktiviteleri güçlü erozyon ajanları olan humik asit üretir. • Bitkiler kimyasal olarak aşınma yapabildiği gibi fiziksel aşınmaya da neden olabilir • Bitkiler toprak profilini kararlı hale getirir, hayvanlar (insanlarda dahil) erozyonu artırma eğilimindedir..

29. Toprağı Oluşturan Faktörler • Ana Materyal: • Kimya • Mineraloji • Tanecik boyutu

30. Toprağı Oluşturan Faktörler • Topoğrafya: • Zemin Eğimi • Yükseklik • Yön (ör:kuzeye bakma vs. güneye bakmaeğimleri)

31. Toprağı Oluşturan Faktörler • Toprağın yamaç aşağı taşınımı eğimin bir fonksiyonudur. • Erozyon hızı = f(S) Yüzey eğiminin daha dik olması erozyona uğrayan materyalin sistemden taşınımını hızlandırır.

32. Toprağın Gelişimi

33. Kimyasal ve Fiziksel Bozunma Bozunma İşlemi • Dağılma • Genişleme • Aşınma • Ufalanma • Parçalanma • Hidroliz • Hidrasyon • Yükseltgenme İndirgenme • Karbonasyon • Biyolojik aktivite

34. Kayaların Bozunması Fiziksel Bozunma Dünya yüzeyinde meydana gelen ve su, donma, sıcaklık değişimleri, rüzgar ve buzu da içeren fiziksel ve mekanik olaylar, dağılma ve aşınmaya neden olurlar. Bu olaylar sonucu meydana gelen parçacıklar genelde büyük boyutludur (silt, kum, çakıl). Fiziksel bozunma kırılan kaya parçalarından kaba topraklar çakıllar meydana getirir fakat kumlar ve siltler mineral tanelerinden meydana gelir. Kimyasal Bozunma Kimyasal bozunma ıslak ve sıcak koşullarda meydana gelir ve indirgenme sonucu bozunma ve/veya farklılaşmayı içerir. Kimyasal bozunma sonucu oluşan parçacıklar ayrı mineral taneleri içeren ince topraktır. Kil mineralinin tipi ana kayaya ve yerel drenaja bağlıdır. Kuartz gibi bazı mineraller fiziksel bozunmaya dirençlidir ve değişmeden kalırlar.

35. Mekanik Bozunma: kimyasal yapıda değişme olmaz sadece ince parçalara ayrışma olur.

36. Kimyasal bozunma: kimyasal reaksiyonlşarın sonucu ayrışma CaCO3+CO2+H2O ---> Ca2+ + 2HCO3-

37. Mekanik Bozunma • Fiziksel Ayrışma • basınç salınımı • su: donma – çözülme çevrimleri • çatlaklardaki tuzların kristalleşmesi • ısıl genleşme ve daralma • Bütün bu etmenler bozunma süreçlerine maruz kalan toplam yüzey alanını artırır.

38. Mekanik Bozunma Pul Pul Dökülme: Kayalar dünya yüzeyine paralel şekilde katmanlar halinde ayrılır. Kayanın üzerinde bir katman yoksa kaya genişler ve pul pul dökülme meydana gelir.

39. Birçok magmatik kayaç, özellikle granit, derinlerde oluşur. Yeryüzüne çıktıklarında genişlerler. Genişleyen kayaların maden yataklarının duvarlarını patlatma riski taşır. Bu kırıklar ya da eklemler donmayı veya diğer erozyon yapıcı işlemleri artırabilir.

40. Donma Kamalanması: çatlak ve eklemlerdeki buzlanma genişleyerek kayaları parçalar.

41. Parçalanmış kayalar, tekrarlanan donma ve çözülme döngüsünün olduğu soğuk ortamlarda oluşurlar.

42. Termal genleşmeye bağlı ekstrem sıcaklık değişimlerinin olduğu çöl ortamlarında kayalar parçalanır. Farklı genleşme oranlarına bağlı olarak tekrarlanan şişme genleşme olaylarıda kayaları parçalar.

43. Fiziksel Bozunmanın Rolü • Kaya parçacıklarının taşınımı kolay olan daha küçük parçacıklara ayırır. 2) Kayanın bozunmaya maruz kalan alanını genişletir ve fiziksel ve kimyasal bozunmaya daha fazla savunmasız hale getirir.

44. Yüzey Alanı ve Bozunma

45. Bozunma Oranları Kayalardaki çatlaklar su yollarıdır, mekanik bozunmayı artırırlar.

46. Kimyasal Bozunma • Tanım: • Bir mineralin bir formdan diğerine değişimi ya da bozunmasıdır • Mineral Bozunması • karbonat çözülür • birincil mineraller--> ikincil minerallere (çoğunlukla killer)

47. Kimyasal Bozunma Su ana etmendir: Çözünme • Birçok iyonik ve organik madde suda çözülür • Silika, K, Na, Mg, Ca, Cl, CO3, SO4 Asit Reaksiyonları • Su + karbon dioksit <---> karbonik asit • Su + sülfür <---> sülfürik asit • H+minerallerin parçalanmasında etkindir

48. Çzözünme H2O + CO2 + CaCO3 --> Ca+2 + 2HCO3- su + karbon dioksit + kalsit Kalsiyum ve bikarbonat iyonuna çözülür Topraktaki biyolojik aktivite CO2 üretir Yüzey akışlarında bikarbonat baskındır

49. Kimyasal Bozunma Oksidasyon • Suda çözünmüş oksijen sülfatların, ferruz oksitlerin, doğal metallerin oksidasyonunu gerçekleştirir. Organik Aktivite • Bitki materyalleri H+ iyonları açığa çıkarır.

50. Kimyasal Bozunma • Hidrasyon: su moleküllerinin bir kayadaki, kristal yapıya tutunması, genişleme ve zayıflamaya neden olur. • Hidroliz: sudaki hidrojen ve oksijenin kayayla birleşmesi yeni maddeler oluşturur.