Toprak sadece bitkiler için bir substrat olarak değil, aynı zamanda nitrojen, fosfor, kalsiyum, kükürt ve potasyum gibi iyonlar da dahil olmak üzere temel mineraller ve su kaynağı olarak da hizmet eder. Bu minerallerin her biri topraktaki suda çözünerek bitkiye gelir. Parçacık boyutu, organik madde miktarı ve pH gibi toprak özellikleri çok önemli bir rol oynar; Bu faktörler, su ve minerallerin bitki için uygunluğunu ve bu maddelerin toprakta hareket etme hızlarını belirlemeye yardımcı olur.
Asitliği azaltın. Çözeltinin asitliği. Değişken asitlik. Toprak çözeltisindeki H + iyonlarını H + iyonlarını adsorbe edin. Olası asitlik. Aktif asitlik.
Çoğu toprak, mineral parçacıkları, organik madde, su, çözünür kimyasal bileşikler ve havanın bir karışımıdır. Bu karışımdaki baskın bileşenler, büyük ölçüde silikon ve alüminyumdan (ince topraklarda) oluşan mineral parçacıklardır. Boyutları çok küçük kil parçacıklarından (<0,002 mm çap) iğ parçacıklarına (0,002-0,05 mm) ve kum tanelerine (0,05-2,0 mm) kadar değişir. Herhangi bir topraktaki kil, silt ve kum parçacıklarının oranı, toprağın diğer birçok özelliğini belirler. Örneğin, hacimce %20'den az olan çok kumlu topraklar ve kil parçacıkları hacimce çok sayıda hava boşluğu içerir; Bununla birlikte, çok gözeneklidir ve moleküllerinin suyu bağlamak için küçük bir yüzey alanı (büyüklüğüne kıyasla) olduğundan, su hızla boşalır ve birçok bitki çeşidinin büyümesi için uygun değildir. Kil yüzdesinin artmasıyla toprağın su tutma oranı artar.Kil fazlalı topraklarda drenaj çok düşüktür ve su taneciklere o kadar sıkı bağlanır ki hava boşlukları tamamen su ile dolar; Çok az bitki bu tür suyla dolu bir toprağa uyum sağlamıştır. Farklı bitki türleri, farklı toprak türlerine uyum sağlasa da, çoğu bitki en iyi, her boyutta parçacık içeren (örneğin, %24 kil, %29 tın, %30 ince kum, %17 kaba kum) tınlı olarak bilinen bir toprak türünde gelişir. Bu tür topraklarda drenaj iyidir, ancak aşırı değildir, havalandırma iyidir ve toprak parçacıkları bir su filmi içine alınır; Ancak aralarında hala birçok hava boşluğu var.
Algler ayrıca büyük miktarlarda (yaklaşık %3-10) organik madde içerir ve çoğunlukla bitki kaynaklıdır. Bu madde bozunduğunda bitkinin iyi gelişmesi için gerekli olan inorganik maddeler toprağa salınır. Bu sayede organik madde toprak verimliliğine katkıda bulunur. Ayrıca daha gözenekli süngerimsi bir yapıya sahip olduğu için kil içeriği yüksek olan toprakların gevşemesine yardımcı olur ve gözenek oranını artırarak drenajı ve havalanmayı iyileştirir. Bu, özellikle organik madde, çoğunlukla selüloz ve ligninin ayrışma ürünlerinden oluşan humus formunda olduğunda doğrudur. İlginç bir şekilde, humus kumlu topraklarda tam tersi bir etkiye sahiptir. Bu tür topraklarda humus, kum tanelerini bir araya toplayarak gözenek büyüklüğünü azaltır ve bu da toprakta tutulan su miktarını artırır. Görünen o ki, canlılar sadece fiziksel çevrelerinden etkilenmekle kalmıyor, aynı zamanda çevreyi de değiştiriyor.
Kil parçacıklarının oranı sadece toprağın fiziksel yapısını, havalanmasını ve su tutma kapasitesini değil, aynı zamanda kısmen kil parçacıklarının su hareketi üzerindeki etkilerinden dolayı bazı minerallerin bitkiler tarafından kullanılabilirliğini ve miktarını da etkiler. Örneğin, su topraktan çok hızlı ve büyük miktarlarda akarsa, birçok önemli mineral köklerin ulaşamadığı kaya katmanlarının altına girer.
Nitrat iyonları yıkanmaya karşı hassastır ve sülfat, kalsiyum ve potasyum iyonları topraktan hızla uzaklaştırılabilir.
Aşırı kalsiyum kaybı toprağı asitleştireceği için çok önemlidir. Pek çok bitki hafif asidik topraklarda iyi büyürken, Rhododendron ve Vaccinium macrocarbom gibi bazı türler asidik koşullara iyi uyum sağlar ve çoğu yüksek asitli topraklarda iyi gelişmez. Toprak asitliği, çözünürlükleri nedeniyle demir, manganez, fosfat ve diğer bazı iyonların mevcudiyetini etkiler ve katyonların yıkanmasına neden olur. Yüksek asitlik, sürekli ekimi, arıtılması, karıştırılması ve organik maddenin ayrışması için önemli olan birçok toprak organizmasının aktivitesini de engeller.
İyonların bitkiler tarafından “bulunabilirliği” hakkında tekrar tekrar konuşuyoruz. Toprakta bulunan farklı iyonların toplam miktarlarını veren kimyasal analizler yanıltıcı olabilir. Çünkü bu iyonların belli bir miktarı serbest değildir ve bitkiler için kullanılamaz.
Genel olarak, toprak suyundaki serbest iyonlar ile organik partiküllerin ve kolloidal kil partiküllerinin yüzeyinde adsorbe edilen iyonlar arasında karmaşık bir denge vardır. Asitliğin önemli bir örnek olduğu birkaç faktör, parçacıklara bağlı iyonların oranını artırarak ve böylece toprak suyunda bulunan serbest iyonların mevcudiyetini azaltarak veya oranını artırarak bu dengeyi değiştirebilir.
Hava koşulları bile bir toprağın iyonik durumunu etkileyebilir. Hubberd Brook, NH’deki deneysel ormanlarla ilgili kapsamlı bir çalışma, büyük olasılıkla havaya salınan endüstriyel kükürt dioksit nedeniyle, yağmurda ölçülebilir miktarlarda sülfürik asit bulunduğunu göstermiştir. Asitten gelen hidrojen iyonları, toprak parçacıkları üzerindeki negatif yüklü bölgelerden Ca++, Mn++, K+ ve Fe++ gibi trofik katyonlarla değiştirilir. Sonuç olarak, iyonlar topraktan akarsulara ve göllere daha hızlı kaçar. Bu katyonların kaybına yanıt olarak, bitki kökleri tarafından alınmak üzere kalan besin iyonlarıyla rekabet eden toksik alüminyum iyonları (A++l+) salınır.
Toprak asitliği, ağaç köklerinde simbiyotik mantarları öldüren ve bu tabakadan geçen suyun asitliğini artıran bazı alglerin büyümesi için uygun ortamı sağlar. Asit yağmurunun bir sonucu olarak toprak verimliliğinin kaybı ve artan toksisite çok yaygındır ve hava kirliliğinin bugün Kuzey Amerika ve Kuzey Avrupa ormanlarını tehdit eden, şimdiye kadar bilinmeyen zararlar verdiğine dair artan kanıtlar vardır. Besinlerin ve zehirli Al4+4’ün göllere sızması, ötrofikasyon sürecini hızlandırarak birçok gölde bulunan türlerin doğasında ve bolluğunda önemli değişikliklere yol açar. Kükürt emisyonlarının kontrolü çok zor bir ekonomik sorundur. Yüksek kükürtlü yakıtların (nükleer enerji santralleri, doğal gaz ve düşük kükürtlü petrol) yanma alternatiflerine şu anda şüpheyle bakılmaktadır. Ayrıca kükürt dioksit atıkları asit yağmurlarından etkilenen alanlardan uzaklaştırılmalıdır. Böylece, indirgenmiş kükürt yanmasının bir yan ürünü olan ozonun (03) fotosentetik etkinliği önemli ölçüde azaltabileceği ve ormanlara zarar veren önemli bir faktör olabileceği görülmektedir.
Bitki örtüsünün toprak üzerindeki etkilerinden bazıları Hubbard-Brook çalışmasında çarpıcı bir şekilde gösterilmiştir. Araştırmacılar, birkaç yıl boyunca belirli bir havzadaki besin girdilerinin ve çıktılarının ilk ölçümlerini elde ettikten sonra, havzadaki tüm bitki örtüsünü kaldırdı ve giriş ve çıkışları yeniden izledi. Araştırmacılar, su akış hacminin eskisinden çok daha fazla arttığını (belirli bir süre içinde %418 daha fazla) buldular. Buharlaşma yüzeylerinin ortadan kalkması sonucu su döngüsünün beklenen kesintiye uğraması. Öte yandan, toprak verimliliğindeki önemli kayıp tahmin edilemez. Akıştan kaynaklanan nitrat kaybı, potasyum (21 kat daha fazla) ve kalsiyum (10 kat daha fazla) gibi net besin kayıplarıyla birlikte önemliydi (bozulmamış havzalardakinden 45 kat daha fazla). Açıkça, bitki örtüsünün kaldırılması, toprak kimyasını değiştirerek besinlerin toprak parçacıklarına daha az sıkı bağlanmasına ve sonuç olarak hızla dışarı sızmasına neden olmuştur.
Bitki örtüsünün bu kitlesel tahribi, yalnızca rüzgar ve su erozyonunu artırmakla kalmaz, aynı zamanda kalan toprak verimliliği üzerinde de ağır bir bedel öder. Bir ekosistemin fiziksel kısmının kararlılığının, organik maddenin üretimine ve parçalanmasına ve sistemin canlı ve cansız bileşenleri arasındaki besin maddelerinin düzenli akışına bağlı olduğu açıktır.
Toprağı yok etmenin tek yolu ormansızlaştırma değil, aşırı otlatma ve diğer ilkel tarım teknikleri de hiç ağaçlandırılmamış alanlarda kalıcı hasara neden oldu. Dicle ve Fırat vadileri Sümer uygarlığını besledi ve daha sonra Büyük Babil İmparatorluğu’nun tahıl ambarı oldu. Ancak ilkel tarım uygulamaları ciddi erozyona ve tuzlanmaya yol açarak günümüzde kullanılabilir arazi alanını yüzde 20’nin altına düşürdü. İlk sulama kanalları kilometrelerce dolmuş ve büyük miktarda toprağın Basra Körfezi’ne akması sonucunda o zamanki Ur limanı şimdi kıyıdan 240 km uzakta. Basra Körfezi’nde geride kalan MS 10. sütuna yoğun bir şekilde gömülüdür. İnsan faaliyetleri sonucunda bir milyon hektardan fazla arazinin çöle dönüştüğü Suriye’de de benzer koşullar yaşanıyor.
Otlakların aşırı otlatılması ve sürülmesi, artı Amerika Birleşik Devletleri’nin bazı bölgelerinde on yıllık kuraklık, 1930’larda üst toprak yüzlerce kilometre sürüklendiğinde ve geniş alanları çorak ve kullanılamaz hale getirdiğinde toz fırtınalarına neden oldu. Bu tür örnekler, ekolojik krizlerin tamamen modern teknolojinin bir sonucu olmadığını, ancak modern teknolojinin, toprak dinamikleri hakkındaki artan bilgiye, toprakların tamamen yok olmasına ve içerdiği çok sayıda türe rağmen sistemi bozduğunu göstermektedir. Örneğin, bugün tropik bölgelerdeki ağaçlar, toprağı tarım için zenginleştirme çabasıyla toplu olarak kesiliyor, bazen yakılıyor ve dikiliyor. Ancak toprak en fazla birkaç yıl işlenir ve sonunda topraktaki besinler tükendiğinde terk edilir. Dünyanın on altıda birini kaplayan antik ormanların birçoğu muhtemelen hiçbir zaman yenilenemeyecek, çünkü sızma toprağı çok zayıf bırakıyor. Yüzbinlerce benzersiz türü ve küresel iklimdeki önemli rolleri ile gezegenimizin bu engin özelliği, onu kurtarmak için etkili ve acil önlemler alınmadığı takdirde, ömrümüz boyunca muhtemelen yok olma tehlikesiyle karşı karşıya kalacak.
Sulama, kurak bölgelerin üretkenliğini büyük ölçüde artırmanın bir yoludur. Ancak kısa süreli bir tedavidir ve uzun vadede çok zararlı olabilir. Genel olarak hızlı aşınmaya neden olur; Örneğin, Amerika Birleşik Devletleri’nde bugün kilometrelerce kum ve çakılla dolu yaklaşık 2.000 sulama barajı var ve bunlar işe yaramaz. Diğer durumlarda, sulama, sonunda bitki büyümesi için çok fazla tuz biriktirene kadar toprakta hızlı tuz birikmesine (tuzlanmaya) neden olur. Tuzlulaşma, tuzlu yeraltı suyu üzerinden toprağa giren su, su tablasının yükselmesine neden olarak tuzun toprağın üst katmanlarına taşınmasıyla veya başlangıçta sulama suyunda bulunan düşük konsantrasyonlarda tuzların toprakta su olarak birikmesiyle meydana gelebilir. buharlaşır.
Dünyanın en büyük sulanan alanı olan Pakistan’ın İndus Vadisi – 15 milyon hektardan fazla – tuzluluğa yenik düştü. Sulama sistemi ve toprak iyiydi, yeterli su kaynağı vardı ve verimli mahsuller bekleniyordu. Ancak bir gözlemcinin dediği gibi, “sonuç inanılmazdı. Böylesine uçsuz bucaksız genişliklerin üzerinde uçarken, kar beyazı tuz kabuklarının parlaklığından dolayı insan bunun bir kutup oluşumu olduğunu düşünebilir.” Mısır’daki Aswan Barajı’ndaki sulama sisteminin toprakta benzer bir tuzlanmaya neden olabileceğine dair göstergeler var. Bir çevre bilimcisi, “Aswan Barajı, bir milyon hektar daha araziyi sulamak için tasarlandı ve bu, Mısır’ı başka bir felakete sürükleyecek” yorumunu yaptı.
Umut verici bir gelişme de “damla sulama”nın kullanılmasıdır. Bu yöntemde buharlaşma ile kayıpların önüne geçebilmek için toprağın hemen hemen tamamına ulaşacak oranda su yüksek borulardan toprağa damlatılarak tuzluluk azaltılır. Damla sulama için kritik olan, arıtılmış atık suyun, minerallerin çevreye zarar verebilecekleri akarsulara ve göllere gitmek yerine onlara ihtiyaç duyan toprağa geri döndürülmesi için kullanılabilmesidir. Topraklarla ilgili bu kısa tartışma, dünya ekosistemlerinin karmaşıklığını ve hassasiyetini göstermektedir.
Eskiden insanlar toprağı işlerken daha çok şanslarına güveniyorlardı. Kendileri için düzenlemedikleri sistemleri anlamaya çalışmaktan kaçındıkları davranışlar artık geçmişte kaldı. Ekosistemlerin nasıl çalıştığını anlamak ve bu bilgiyi kullanmak, insanların Dünya’da hayatta kalması için ahlaki bir zorunluluk haline geldi.
kaynak:
https://www.sciencedirect.com
yazar: bronzlaştırıcı tonik
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]