TOPRAK ORGANİK MADDESİ

TOPRAK ORGANİK MADDESİ
Toprak Organik Maddesinin Kapsamı ve Önemi
Topraklarda az miktarlarda bulunan organik madde toprağın fiziksel ve kimyasal
özellikleri üzerine önemli surette etki yapar. Toprağın iyi bir strüktür kazanması,
agregatların stabil hale gelmesi, toprağın su tutma kapasitesi, havalanması ve iyi tav
durumunu muhafaza etmesi gibi fiziksel özellikleri geniş ölçüde organik madde ile
ilgilidir. Toprakların kalyon değiştirme kapasitelerinin büyük bir kısmı organik
maddelerden ileri gelmektedir. Organik maddenin ayrışmasıyla bir çok bitki besin
elementleri açığa çıkar. Bu yüzden organik madde toprağın verimliliği ile yakından
ilgilidir. Yeryüzünü örten materyalin üst kısmında koyu renkli, organik madde içeren
bir tabaka bulunmadıkça toprak diye adlandırılması güçtür. Zira organik madde
pedolojik anlamda toprağın ayrılmaz kısımlarından biridir. Toprağın organizmaları ve
organik maddeleri içermesi de toprağın ayrılmaz özelliklerinden biridir.
Organik maddenin toprağın verimliliği ile olan yakın bağıntısı asırlar önce
anlaşılmıştır. Koyu renkli toprakların açık renkli topraklardan daha verimli oldukları
çiftçilerin gözünden kaçmamıştır. Toprak organik maddesinin muhafazası için eski
çağlardan itibaren organik artıkların topraklara verilmesi cihetine gidilmiştir. Primitif
tarımda yorulmuş topraklar organik maddenin yeniden birikmesine olanak sağlamak
için ziraat yapılmaksızın belli bir süre kendi haline terk edilmekteydi.
Bitkisel ve hayvansal dokular toprak organik maddesinin kökenini oluştururlar.
Organik artıklar toprağa karıştıktan sonra çok çeşitli mikroorganizmaların hücumuna
uğrayarak ayrışmaya başlarlar ve mineralize oluncaya kadar çeşitli değişikliklere
uğrarlar. Organik madde ayrışmanın çeşitli safhalarındaki farklı organik bileşikleri
içerir. Organik maddenin içinde henüz toprağa düşmüş bitkisel ve hayvansal artıklar,
bitkisel veya hayvansal dokulara ait hiçbir iz taşamayan, oldukça stabil organik
bileşikler ile kimyasal yapı bakımından ikisi arasında çeşitli ara ürünleri bulunur. Yani
organik madde terimi topraklardaki bütün organik bileşikleri belirtmek üzere
kullanılmaktadır.
Birçok
bilginler
toprağın
canlı
kısmını
meydana
getiren
mikroorganizmaları da organik madde içinde etüd etmektedirler. Toprak organik
maddesinin pek az bir kısmı yaşayan organizmalardan oluşmaktadır.
HUMUS
Toprak organik maddesi terimi yanında bir de “Humus” terimi vardır. Bu terim
geçmişte çeşitli anlamlarda kullanılmıştır. Bir kısım toprak bilginleri humusu toprağın
bütün organik maddelerini belirlemek üzere kullanmışlardır. Çoğunlukla bu terim
toprak organik maddesinin belli bir fraksiyonuna karşılık olmak üzere kullanılmıştır.
Topraktaki organik maddeler çeşitli ayrışma safhalarında bulunurlar. Ayrışmanın ileri
safhalarında bulunan koyu renkli organik maddeler humus olarak kabul edilmektedir.
Taze bitki kökleri ve sapları, ahır gübresi, taze yeşil gübre, taze mutfak artıkları ve
çöpler, böceklerin ve solucanların ayrışmamış vücutları, bitkisel ve hayvansal hayatın
sayısız artıkları, orijinleri henüz ayırt edilebilecek bir safhada iseler, henüz humus
değildirler. Bütün bu maddeler humusun kaynağıdırlar, bunların ayrışmasıyla humus
meydana gelir.
Çeşitli bitkisel ve hayvansal artıklar toprağa karıştırıldıkları zaman derhal çok
çeşitli mikroorganizmaların hücumuna uğrarlar. Organik maddenin ayrışması
sonucunda yapılarındaki maddelerden bir kısmı gaz haline geçerek uzaklaşır, bir kısmı
üreyen mikroorganizmaların hücrelerinin yapısında kullanılır, diğer bir kısmı da
tedricen humus adını verdiğimiz koyu renkli amorf
bitkisel
ve
hayvansal
artıkların
bir maddeye çevrilir. Humus
mikroorganizmaların
etkisiyle
ayrışma
ve
parçalanmasından meydana gelen rengi kahverengiden koyu siyaha kadar değişen
kompleks, amorf ve oldukça stabil bir maddedir. Humusun içinde bitki ve hayvan
dokuları teşhis edilemez. Ayrıca humus topraktaki mikroorganizmaların faaliyetlerine
karşı fazla dayanıklıdır. Yani mikroorganizmalar humusu kolayca parçalayamazlar.
Son zamanlarda humus teriminden ziyade topraktaki bütün organik maddeleri
belirlemek üzere toprak organik maddesi terimi kullanılmaktadır.
Organik Maddenin Ayrışması Ve Humusun Oluşumu
Toprağa karışan organik dokular hemen mikroorganizmaların etkisiyle
ayrışmaya başlar. Dokuların içerdiği maddelerden bazıları kısa zamanda ayrışarak ve
parçalanarak topraktan kaybolurlar. Bitkisel dokularda fazla miktarlarda bulunan
maddelerden karbonhidratlar, nişastalar, selülozlar, hemisellülozlar ve proteinler
mikroorganizmaların etkisiyle ya tamamen ayrışırlar veya başka bir şekillere dönerler.
Toprakta çabuk ayrışan maddelerin durumunu birkaç örnekle aşağıdaki şekilde
gösterebiliriz.
Nişasta diastatik enzimlerle hidroliz olarak önce dekstrine ve sonra da maltoza
ve glikoza ayrılır.
(C6H10O5)2n + (n-1)H2O = nC12H22O11
Nişasta
Maltoz
C12H22O11 H2O = 2C6H12O6
Nişasta
-
Maltoz
Glikoz mantarların hücumuna uğrayarak oksitlenir:
C12H12O6 + O2 =6CO2 + 6H2O
-
Sellülozlar anaerobik bakterilerin etkisiyle parçalanır, aşağıdaki reaksiyonlar
gereğince asitler ve alkoller meydana gelir.
(C6H10O5)n + (n-1)H2O = nC6H22O6
Sellüloz
Glikoz
C6H12O6 = C3H6O3 + C2H5OH + CO2
Humusun Oluşumu
Humusun büyük ölçüde iki grup kimyasal kompleksten meydana gelmiş olduğu
kabul edilebilir. Bunlar lignin ve proteindir. Bu iki kompleksin kendi aralarında
birleşerek bir lignin-protein kompleksini meydana getirdikleri kabul edilmektedir.
Waksman’a göre, ligninin karbonil (CO) grubu ile proteinlerin amino (-NH2) grubu
arasında aşağıdaki şekilde bir reaksiyon cereyan eder.
Lignin – CO + H2N – R – COO  Lignin – C = N – R – COOH
Bu reaksiyon sonunda meydana gelen madde stabildir. Yani mikroorganizma
faaliyetine dayanıklıdır.
Humusun bileşiminde %30-40 oranında ligninler, %30-40 oranında proteinler ve
%10-30 oranında da poliuronidler bulunur. Ayrıca humus sabit ve belli bir yapıda
değildir. Yani dinamik bir bünye durumundadır. Bu sebeple bileşimi değişir.
TOPRAK ORGANİK MADDESİNİN ÖZELLİKLERİ
Toprak organik maddesi özellikle humus, onu doğadaki diğer organik
maddelerden ayıran bazı fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikler gösterir. Bunlar;
1. Humus pratik olarak suda çözünmez. Humusun yapısındaki maddelerin bir
kısmı saf suda kolloid duruma geçer.
2. Humusun karakteristik özelliklerinden birisi de nitrojen miktarıdır. Bu %3-6
arasında değişir.
3. Mikroorganizmalar tarafından parçalanması sebebiyle humus oldukça dinamik
bir durumdadır. Çeşitli mikroorganizmaların enerji kaynağı vazifesini görür.
4. Humus yüksek oranda kolloiddir ve asiodid veya misel vazifesini görür ve çok
sayıda negatif yük taşır. Bu özelliği sebebiyle toprağın organik komplekslerini
meydana getirir.
5. Humusun en önemli özelliklerinden birisi de katyon değiştirme kapasitesinin
yüksek oluşudur.
6. Humusun reaksiyonu  mikroorganizmaların bitki ve hayvan artıklarını
ayrıştırmasının karakteristik bir sonucu, asit gruplarının, özellikle karboksil
gruplarının ortaya çıkmış olmasıdır.
7. Humusun su tutma kapasitesi yüksektir. Fazla miktarda su absorbe eder. Şişme
ve büzülme özelliği gösterir. Mineral kolloidlerde olduğu gibi kohezyon ve
adhezyon özelliği gösterir.
8. Humus koloidleri toprakta tamponluk özelliği taşırlar.
9. Humus toprakta bazı metallerle birleşerek metal organik kompleksleri meydana
getirir.
10. Humus topraktaki kil mineralleri ile kil-humus komplekslerini meydana getirir.
Topraklarda Organik Madde Miktarı ve Toprak Profiline Dağılımı
Mineral topraklardaki organik madde miktarları çok değişiktir. Muck
topraklarda a%20-50, peat topraklarda %50-80 oranında organik madde bulunur. Genel
olarak hafif topraklar yani kaba tekstürlü topraklar ağır topraklardan daha az organik
madde içerirler. Kumlu-tınlı toprakların analizleri bunların ortalama %1 kadar organik
madde içerdiklerini göstermiştir. Organik madde en fazla yüzeyden 25-40 cm. derinliğe
kadar olan üst toprak kısmında toplanmıştır.
Türkiye topraklarında genel olarak organik madde miktarı çok azdır. Taban suyu
yüksek olan doğal çayırlar dışındaki diğer mineral topraklarda organik madde %3’e
kadar çıkabilir.
Topraklarda Organik Madde Miktarına Etki Yapan Faktörler
Topraktaki organik madde miktarı iklim, toprak tekstürü, topografya, drenaj,
toprağa düşen bitki materyalinin bileşimi ve toprağa uygulanan işlemlerle yakından
ilgilidir.
1. İklimin Etkisi : Topraktaki organik madde miktarı toprağa düşen ve toprakta
ayrışan organik madde arasındaki dengenin bir sonucudur. İklim, topraktaki
mikroorganizmaların faaliyetine etki eder. Sıcak iklimlerde mikroorganizmaların
aktiviteleri daha fazladır. Yani daha fazla organik maddeyi mineralize
edebilirler.
2. Toprak Tekstürünün Etkisi: Organik maddenin ayrışması ve parçalanması
daha çok bir oksidasyondur. Bu yüzden iyi havalanmayan ince tekstürlü killi
topraklarda organik madde fazla birikebilir. İyi havalanan hafif topraklarda ise
toprağa düşen organik madde çabucak ayrışır.
3. Toprak Reaksiyonunun Etkisi:
Asit topraklar mikroorganizmaların fazla
gelişmelerine ve faaliyetlerine uygun değildirler. Bu sebeple fazla asit
topraklarda organik maddenin ayrışması yavaş olur ve böyle topraklarda organik
madde birikir.
4. Topografyanın Etkisi: Organik madde daha çok toprağın üst katında birikir.
Eğimi fazla olan arazide üst toprak devamlı olarak erozyonla aşağılara taşınır ve
taşınan toprakla birlikte organik madde de götürülmüş olur. Düz olan yerler
fazla erozyon etkisinde kalmadığı için düz topoğrafyalı topraklarda organik
madde daha fazla birikir.
5. Drenajın Etkisi: Toprağa düşen organik materyalin ayrışması ve mineralize
olması daha çok aerobik bir olaydır. İyi havalanan sıcak topraklarda ayrışma
hızlanır ve organik madde birikimi azalır.
6. Bitki Örtüsünün Yapısının Etkisi: Çayır ve mer’a gibi toprak işlemesinin
yapılmadığı ve toprağın tamamen bitki ile örtülü olduğu yerlerde toprak içine
yayılan fazla miktardaki bitki kökleri ile toprağa düşen bitki artıkları fazla
organik madde sağlar. Toprağın iyi havalanmaması da organik maddenin
birikmesine yardım eder.
7. Toprak İşlemenin organik Madde Miktarına Etkisi: Toprağın işlendiği ilk
senelerde organik madde kaybı daha fazla olup, sonra azalmakta ve sonunda
toprak organik maddesi oldukça sabit bir düzeye erişmektedir.
TOPRAK ORGANİK MADDESİNİN TOPRAĞIN ÖZELLİK VE VERİMLİLİĞİ
ÜZERİNE ETKİLERİ
Mineral topraklarda yeter miktarda ayrışmış organik madde bulunursa bu,
toprakların fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri üzerine önemli etki yapar.
a. Organik Maddenin Toprakların Fiziksel Özelliklerine Etkileri:
1. Organik madde toprağın su tutma kapasitesini arttırır. Organik madde ağırlığının
birkaç misli suyu bünyesinde tutabilecek yapıdadır. Böylece bitkinin ihtiyacı
olan su toprakta tutulmuş olur. Ayrıca fazla yağmur, sularının hızla toprak
yüzünden akıp gitmesi ve bununla ilgili olarak toprak erozyonu önlenmiş olur.
2. Organik madde toprağın iyi strüktür kazanmasına yardım eder. Yağışlardan
sonra killi toprakların yüzeyinde oluşan ve çimlenmiş bitkilerin toprak yüzüne
çıkmasını engelleyen kaymak tabakası organik maddeyi fazlaca içeren
topraklarda görülmez.
3. Organik madde kumlu toprakların ve ağır killi toprakların fena özelliklerini
düzeltir. Kumlu topraklarda daneleri birbirine bağlayarak toprağın su tutma
kapasitesini arttırır. Rüzgar erozyonunun etkisinde bulunan kumlu topraklarda
erozyon kontrolü bir dereceye kadar organik maddenin fazlalaştırılması ile
sağlanabilir.
b.Organik Maddenin Toprağın Kimyasal Özelliklerine ve Verimliliğine Etkisi:
1. organik kolloidlerin katyon tutma ve değiştirme kapasiteleri kil minerallerinden
çok yüksek olduğundan topraktaki bitki besin elementlerinin toprakta
tutulmalarına geniş ölçüde yardım ederler. Organik maddenin 100 gramının
katyon değiştirme kapasitesi 150-250 miliekivalant arasındadır.
2. Organik madde topraktaki bitki besin elementlerinin deposu vazifesini görür.
Toprak organik maddesindeki en önemli element nitrojendir. Toprak organik
maddesindeki nitrojen bileşikleri ayrışarak bitkilerin faydalanabileceği nitratlara
ve amonyum tuzlarına çevrilir. Toprak organik maddesi genellikle kültür
bitkilerinin nitrojen ihtiyaçlarının yarısından fazlasını sağlar.
3. organik madde topraktaki inorganik fosfor, demir, manganez ve diğer
elementlerin bitkilere faydalı şekillere çevrilmelerine yardım eder. Organik
maddenin devamlı surette mikroorganizmalar tarafından ayrıştırılması sırasında
karbondioksit açığa çıkar. Karbonik asit diğer elementlerin çözünürlüğünü
arttırır.
4. organik madde toprak reaksiyonundaki ani değişmeleri tamponluk özelliği
sayesinde önler.
c. Organik Maddenin Toprağın Biyolojik Özelliklerine Etkileri:
mikroorganizmaların toprak verimliliğinde önemleri büyüktür. Toprak organik
maddesi mikroorganizmaların besin ve enerji kaynağıdır. Organik madde fazla olunca
mikroorganizmaların faaliyeti de fazla olur. Bu sayede fazla miktarda bitki besin
elementleri açığa çıkar. Ayrıca organik madde iyi havalanma ve su tutmayı sağlayarak
toprakta mikroorganizmaların gelişmelerine uygun bir ortam oluşturur. Organik
maddenin diğer bir biyolojik etkisi de bitki köklerinin gelişmesi için iyi bir ortam
hazırlamasıdır.
KAYNAKLAR
-
Prof. Dr. Barış MATER, Toprak Coğrafyası,
-
Prof. Dr. Abdüsselam ERGENE, Atatürk Üniversitesi, Toprak Biliminin
Esasları,
-
Doç. Dr. Ömer Aydın TÜRKÜDÜ, Toprak Bilgisi.
-
Prof. Dr. Fethi BAYRAKLI, Toprak Bilgisi, Selçuk Üniversitesi.
T.C.
SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ
ZİRAAT FAKÜLTESİ
BİTKİSEL ÜRETİM BÖLÜMÜ
ORGANİK MADDE NEDİR,
TOPRAKTAKİ ORGANİK MADDENİN TOPRAĞIN ORGANİK
MADDESİNİ ARTTIRMA YOLLARI NELERDİR
DANIŞMAN
Prof. Dr. Tahsin KARADOĞAN
HAZIRLAYAN
Serkan ERTOP
9911813032
ISPARTA – 2002