Toprak oluşumu

Kerem yaz tatilinin ilk yarısını dedesinin Rize'deki çay bahçesinde, ikinci yarısını teyzesinin İç Anadolu'daki buğday tarlasında geçiriyor. Rize'de kazmayı vurduğu her yerden kahveye yakın, nemli, parmaklarına yapışan bir çamur çıkıyor; dedesi çayın bu toprağı sevdiğini, ama yıllar geçtikçe gübresiz verim vermediğini söylüyor. Teyzesinin tarlasında ise hasattan sonra kuru zeminin yer yer ince beyaz bir kabukla örtüldüğünü görüyor. İki toprak da aynı ülkede, aynı yaz. Biri neden koyu ve besinini kaybediyor, öteki neden yüzeyinde beyaz bir tabaka biriktiriyor? Bu dersin sonunda Kerem'in iki tarlasını tek bir mantıkla açıklayabileceksin.

• Toprağın bileşenlerini sayar, humusun toprağa kattığı özellikleri açıklarsın.
• Toprak oluşumunda ana kayanın, iklimin, canlıların, eğimin ve geçen sürenin payını örnek bir arazi üzerinde ayırt edersin.
• Bir toprak profilindeki horizonları sırasıyla tanır, olgun ve genç toprağı profilden ayırırsın.
• Yıkanma ile kireçlenme-tuzlanmayı yağış ve buharlaşma dengesine bağlayarak yorumlarsın.

Avucundaki karışım

Bir avuç toprağı yakından incelersen ilk gördüğün şey küçük taş ve kum taneleridir. Bunlar, çözülme dersinde gördüğün gibi ana kayanın yerinde parçalanmasıyla ortaya çıkan mineral maddedir. Aralarında kararmış yaprak kırıntıları, ince kökler, belki bir solucan bulursun: bu da organik maddedir. Bitki ve hayvan kalıntıları mikroorganizmaların işiyle ayrışıp koyu renkli, yumuşak bir maddeye dönüşür; buna humus denir. Humus toprağa koyu rengini verir, suyu ve besini tutar, taneleri birbirine bağlayıp gevşek bir yapı kurar. Görmediğin iki bileşen de vardır: taneler arasındaki boşlukları dolduran su ve hava. Kök nefes alabilmek için havaya, besini emebilmek için suya muhtaçtır.

Öyleyse toprak, ana kayanın çözülmesiyle oluşan malzemenin organik maddeyle karışıp içine su ve hava alarak canlı yaşamını taşıyabilen bir örtüye dönüşmesidir. Çözülmüş ama hiç organik madde almamış bir kum yığını henüz toprak sayılmaz.

Ders kitaplarında tarıma elverişli bir toprağın hacimce yaklaşık şu bileşimde olduğu anlatılır; oranlar topraktan toprağa değişir, tablo bir ölçüt verir:

Toprağı yapan beş etmen

Ana kaya. Toprağın ham maddesini verir. Granit gibi iri taneli bir kayaç ayrıştığında kumlu, gevşek bir toprak bırakır; ince taneli kayaçlardan daha killi bir toprak doğar. Rengin ve bazı besinlerin kaynağı da ana kayadır. Ana kayanın izi en çok yeni oluşmaya başlamış, ince topraklarda belirgindir.

İklim. Ders kitaplarında en etkili etmen olarak öne çıkarılır. Sıcaklık ve yağış, çözülmenin hangi türünün baskın olacağını ve ne hızla ilerleyeceğini belirler; o konuyu C07'de gördün. Burada eklenecek olan, iklimin toprağı oluştuktan sonra da biçimlendirmesidir: yağış toprağın içinden aşağı süzülürken ne taşıdığını, buharlaşma ise suyu yukarı çekerken neyi bıraktığını o belirler. Granit, yağmur ormanının altında derin, killi bir toprağa, çölde ise taşlı ve sığ bir örtüye dönüşür. Tersine, birbirinden farklı kayaçlar uzun zaman aynı iklimde kalınca birbirine benzeyen topraklar oluşturabilir. Toprak tiplerini iklim kuşaklarına göre dizen sınıflama bu gözleme dayanır.

Canlılar. Bitki örtüsü humusun kaynağıdır. Yaprağını döken orman yüzeye kalın bir ölü örtü serer; sık çayır otlarının her yıl yenilenen kökleri humusu toprağın derinlerine kadar dağıtır. Solucanlar, karıncalar ve köstebekler toprağı karıştırıp havalandırır, bakteri ve mantarlar kalıntıları ayrıştırır. İnsan da bu etmenin parçasıdır: sürme, gübreleme, sulama ve ormanı kesme toprağı hızla değiştirebilir.

Yer şekilleri ve eğim. Dik bir yamaçta oluşan malzeme yağmur ve yer çekimiyle aşağıya kayar; toprak kalınlaşmaya fırsat bulamaz ve ince kalır. Düzlüklerde ve yamaç eteklerinde malzeme yerinde durur, üstüne yukarıdan gelenler de eklenir; toprak kalınlaşır. Yükselti iklimi değiştirdiği için dağın eteğinden doruğuna toprak da değişir. Bakının etkisi de unutulmamalı: güneşe dönük yamaçla gölgedeki yamacın sıcaklığı ve nemi farklıdır, bu da farklı bir toprak demektir.

Zaman. Toprak oluşumu insan ömrüyle kıyaslanamayacak kadar yavaştır. Süre uzadıkça ana kayanın izi silikleşir, iklimin ve bitki örtüsünün damgası belirginleşir. Bu yüzden zaman, toprağın gelişmişliğini anlatan etmendir.

Toprak profili: bir yol yarmasını okumak

Toprağı dikey olarak kesen yüze toprak profili, bu profilde rengi ve yapısıyla ayrılan katmanlara horizon denir.

Sözel çizim. Kâğıdını uzun kenarı yukarıda kalacak biçimde önüne al. Üst kenara yatay bir yol çizgisi çek; yol, bir tepeyi yararak geçiyor ve sen yarmanın duvarına bakıyorsun. Duvarı yukarıdan aşağıya beş banda böl. En üstteki dar banda «O: yaprak, dal, çürümekte olan kalıntı» yaz. Altına daha kalın, koyuya boyadığın bir bant ekle: «A: humuslu, gevşek; yağmur suyu buradan çözünebilen maddeleri aşağı götürür, yıkanma katmanı». Üçüncü bandı kahverengi ya da kırmızımsı tara: «B: yukarıdan gelen kil, demir ve kireç burada birikir, sıkı yapılı, birikme katmanı». Dördüncü banda köşeli taş parçacıkları çiz: «C: parçalanmış ama henüz toprağa dönmemiş ana materyal». En alta bütün, çatlaklı bir kaya bloğu çiz: «ana kaya». Profilin sağ yanına aşağıyı gösteren bir ok çizip «yağış süzülmesi», sol yanına yukarıyı gösteren kısa bir ok çizip «kurak dönemde buharlaşmayla yükselen su» notunu düş. Bitmiş çizim, toprağın yukarıdan aşağıya doğru humustan ana kayaya geçen bir dizi olduğunu gösterir.

Bu sıranın kendisi bir zaman göstergesidir. O, A, B ve C katmanları belirgin biçimde gelişmiş bir profil olgun toprak sayılır: uzun süre yerinde kalmış ve etmenlerin hepsi işini yapmıştır. Horizonları seçilemeyen ya da yalnız A ile C'den oluşan profil genç topraktır. Bir akarsuyun yakın zamanda taşıyıp bıraktığı malzeme ya da dik bir yamaçtaki sığ örtü bu duruma örnektir; orada katmanlaşmaya süre ya da fırsat kalmamıştır.

Su aşağı inerse, su yukarı çıkarsa

Kerem'in iki tarlası, toprakta suyun hangi yöne hareket ettiğiyle açıklanır.

Yağışın buharlaşmadan fazla olduğu nemli bölgelerde su toprağın içinden sürekli aşağı süzülür. Giderken kireç gibi kolay çözünen maddeleri ve bitki besinlerini üst katmandan alıp derine götürür. Buna yıkanma denir. Yıkanan toprağın üst kısmı besin bakımından fakirleşir ve asidik bir karakter kazanır; gübresiz verimin düşmesi bundandır. Rize'deki bahçe bu tabloya uyar.

Buharlaşmanın yağıştan fazla olduğu kurak ve yarı kurak bölgelerde ise toprağa giren az miktarda su sıcak dönemde ince gözeneklerden yukarı çekilir. Su yüzeye ulaşıp buharlaşınca içinde taşıdığı kireç ve tuzlar geride kalır. Kireç birikirse kireçlenme, tuz birikirse tuzlanma söz konusudur; bu topraklar bazik özellik gösterir. Kerem'in teyzesinin tarlasındaki beyaz kabuk böyle bir birikimin işaretidir. Kurak alanlarda bol su verip fazlasını tahliye etmeyen sulama da tuzlanmayı hızlandırır; ders kitaplarında Harran Ovası bu soruna örnek gösterilir.

Toprağı tanıtan özellikler

Renk toprağın içeriği hakkında ilk ipucunu verir. Koyu, siyaha yakın renk humus bolluğunu; kırmızı ve sarımsı tonlar demir oksitleri; açık, beyazımsı renk kireç ya da tuz birikimini gösterir.

Doku, toprağı oluşturan tanelerin iriliğidir. Kumlu toprak suyu hızla geçirir, besini tutamaz. Killi toprak suyu tutar ama havası azdır, ıslanınca yapışır, kuruyunca çatlar. Kum, mil ve kilin dengeli karıştığı tınlı topraklar hem suyu hem havayı yeterince barındırdığı için tarıma en elverişli dokudur.

pH, toprağın asit ya da baz karakteridir. Yıkanmanın güçlü olduğu nemli ve ormanlık alanlarda topraklar asidik, kireçlenmenin görüldüğü kurak alanlarda bazik olma eğilimindedir. Bitkilerin çoğu nötre yakın topraklarda iyi gelişir; çay gibi bazı bitkiler asidik toprağı yeğler.

Etmenlerden tiplere

Aynı beş etmen, Dünya'nın farklı yerlerinde farklı ağırlıkla bir araya gelir ve ortaya belirgin toprak tipleri çıkar. İklimin damgasını taşıyan zonal, yerel bir etmenin, örneğin taban suyunun ya da ana kayanın öne geçtiği intrazonal, henüz profili gelişmemiş taşınmış malzemeden oluşan azonal topraklar bu çeşitliliğin ana gruplarıdır. Bir sonraki derste bu grupların içine giriyoruz: Ekvator'un kırmızı laterit örtüsünden Akdeniz kıyısının kırmızı terra rossasına, bozkırın kara çernozyomundan tayganın kül renkli podzolüne, ovaların alüvyonundan yamaç eteğindeki kolluvyuma kadar tanıyacak ve toprağın yerinden sökülüp götürülmesini, yani erozyonu ele alacağız.

Örnek 1 — Yarmada hangi bant?

Soru: Bir yol yarmasında yukarıdan dördüncü sıradaki bandın ana kaya üzerinde durduğu, köşeli taş kırıntılarından oluştuğu ve neredeyse hiç humus içermediği görülüyor. Bu bant aşağıdakilerden hangisidir?

• A) O horizonu
• B) A horizonu
• C) B horizonu
• D) C horizonu
• E) Humus katmanı

Çözüm: Ana kayanın hemen üstünde, parçalanmış ama henüz toprağa dönüşmemiş malzeme C horizonudur. O ve A humusludur; B ise yukarıdan yıkanan kil, demir ve kirecin biriktiği sıkı katmandır, köşeli taş kırıntısıyla tanınmaz. Cevap: D.

Örnek 2 — Aynı kayaç, iki ayrı örtü

Soru: Aynı yaşta ve aynı bileşimde granit üzerinde gelişmiş iki toprak inceleniyor. Biri Ekvator yakınında kalın, ince taneli ve kırmızımsıdır; öteki sıcak bir çölde sığ, taşlı ve açık renklidir. Farkı en iyi açıklayan etmen hangisidir?

• A) İklim
• B) Ana kaya
• C) Zaman
• D) Eğim
• E) Kayacın mineral bileşimi

Çözüm: Ana kaya ve süre eşitlendiğine göre geriye sıcaklık ile yağışın farkı kalır. Nemli ve sıcak ortamda kimyasal ayrışma derine işler, demir oksitlenip rengi kırmızılaştırır; çölde su azdır, ayrışma sığ kalır. Eğim hakkında soruda bilgi yoktur. Cevap: A.

Örnek 3 — Yamaç ile etek

Soru: İklimi ve kayacı aynı olan bir tepenin dik yamacında toprak birkaç parmak kalınlığındayken eteğindeki düzlükte bir metreyi aşıyor. Bu farkın nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

• A) Yamaçta bitki örtüsünün daha gür olması
• B) Eteğe düşen yağışın yamaçtakinden az olması
• C) Yamaçta oluşan malzemenin aşağı taşınması, eteğin ise malzemeyi biriktirmesi
• D) Eteğin ana kayasının daha yaşlı olması
• E) Yamaçta kimyasal çözülmenin daha güçlü olması

Çözüm: İklim ve kayaç sabit tutulduğunda kalınlık farkını eğim yaratır. Dik yamaçta malzeme yerinde kalmaz, yağmur ve yer çekimiyle aşağı iner; düzlükte hem yerinde oluşan toprak korunur hem yukarıdan gelen eklenir. Cevap: C.

Örnek 4 — Beyaz kabuk

Soru: Yarı kurak bir ovada her yaz bol su verilen, ama drenaj kanalı açılmamış tarlalarda birkaç yıl içinde yüzeyde beyaz bir tabaka oluşuyor ve verim düşüyor. Verimi düşüren bu beyaz tabakanın ardındaki süreç nedir?

• A) Yağışın besinleri derine taşıması
• B) Humusun yüzeyde birikmesi
• C) Demirin oksitlenmesi
• D) Akarsuyun taze alüvyon bırakması
• E) Toprakta kalan suyun yükselip buharlaşması ve içindeki tuzu yüzeye bırakması

Çözüm: Sıcak yazda buharlaşma güçlüdür. Fazla sulama suyu tahliye edilmeyince toprakta kalır, gözeneklerden yukarı çekilir; su havaya karışırken tuz yüzeyde birikir. Besinlerin aşağı taşınması yıkanmadır ve nemli bölgelere özgüdür. Cevap: E.

• Her toprak sorusunda ana kayayı seçmek. Aynı kayaçtan farklı iklimde çok farklı toprak oluşur; iki toprağın kayacı eşit verilmişse aranacak fark iklimdir.
• Yıkanma ile tuzlanmayı karıştırmak. Yıkanmada su aşağı iner ve nemli bölgelerde görülür; tuzlanmada su yukarı çıkıp buharlaşır ve kurak bölgelerde görülür. Okun yönünü düşün.
• B horizonunu ana materyal sanmak. B, yukarıdan taşınan maddelerin biriktiği katmandır; parçalanmış ana kayadan oluşan katman C'dir.
• Kalın toprağı her zaman verimli saymak. Nemli bölgelerin kalın toprakları güçlü yıkanma yüzünden besin bakımından fakir ve asidik olabilir.
• Genç toprağı yalnız yeni oluşan arazilere bağlamak. Dik yamaçlarda malzeme sürekli taşındığı için zaman geçse de toprak horizon geliştiremeyip genç kalabilir.