Ana kayanın fiziksel parçalanması ile başlayan ayrışma, çeşitli kimyasal çözülme olayları, organik maddenin toprağa karışması ve taşıma olayları ile devam etmekte ve sonuçta çeşitli horizonlardan ibaret bir toprak profili oluşmaktadır. JENNY toprak oluşumunda etkili olan faktörleri; ana kaya, iklim, organizma, topografya ve zaman olarak beş madde altında toplamıştır.

1. ANA MATERYAL

Toprakların oluşması için öncelikle ana materyalin ayrışması ve çözülmesi gerekmektedir. Ana materyalin çözülmesi ile bir çok mineraller ve elementler açığa çıkmaktadır ve bunların toprak suyunda eriyik hale geçmesi ile de bitkiler beslenmekte ve böylece toprakta organik faaliyetler bunu takibende organizmalar etkili olmaktadır.

Yer yuvarlağının kara bölgelerini saran kıtasal kabuğun kalınlığı genel olarak 35-70 km arasında değişmektedir. Bu kıtasal kabuğun bileşiminde 2 000’ i aşkın mineral ve 100’den fazla element bulunmaktadır.

Dünyamızın kabuğunda en fazla bulunan element, kabuk ağırlığının % 46.5’ ini ve hacminin % 94’ ünü oluşturan oksijendir. Oksijen, kabukta olduğu gibi, toprakta bulunan inorganik elementlerin kaynağını teşkil etmektedir. Oksijenden sonra gelen silisyum kabuk ağırlığının % 28.9’ unu hacminin ise % 0.88 ‘ini oluşturmaktadır. Silis, magmanın soğuması sırasında kuvars halinde magmatik kayalara yerleşmiştir. Alüminyum, kabuk ağırlığının % 8.3’ ünü teşkil eder; toprakta kil minerallerinde bulunduğu gibi mika ve feldspatlar halinde kayaların bünyesinde bulunur. Bu üç element, oksijenle birleşerek oksitleri oluşturmaktadır.

Bundan sonra gelen elementlerden Ca, Na, K, Mg primer olarak volkanik kayalardaki feldspatlarda bulunmaktadır. Yukarıda bahsi geçen sekiz element kabuk ağırlığının % 98.6’ sını hacminin ise neredeyse % 100’ e yakın kısmını oluşturur.

Kayalar pekişmemiş mineral parçalarından oluşmaktadır. Bunların tam ayrışmamış kısımları toprak profili boyunca yüzeyden alta doğru azalan miktarda yer yer küçük ve büyük parçalar halinde görülebilir. Kayaların toprak oluşumu üzerindeki etkilerini açıkça belirtmek için volkanik, metamorfik ve tortul olmak üzere üç gruba ayırarak inceleyebiliriz.

1.1. Volkanik Kayalar

Magmanın yerin derinliklerinde ya da yeryüzüne çıkarak soğumasıyla oluşan kayalara volkanik ya da magmatik kayalar denir. Eğer magma yerin derinliklerinde soğuyorsa granit, gabro gibi iri mineralli plütonik kayaçlar oluşmaktadır. Yeryüzüne çıktıktan sonra soğuyorsa bunlara da volkanik kayaçlar denir. Örneğin andezit, bazalt... Volkanik kayaçların ayrışmasıyla oluşan topraklar mineral maddeler bakımından zengin olmaktadır. Bunun en önemli sebebi bu kayaçlar içindeki feldspatlar ve mikalardır. Granitin ayrışmasıyla oluşan topraklar hem kaba tekstürlü hem de besin maddeleri yönünden zengindir. Bazik kayalar üzerinde ise orta bünyeli besin maddeleri bakımından zengin su tutma kapasitesi yüksek olan topraklar oluşmaktadır.

1.2. Tortul Kayaçlar

Volkanik veya metamorfik kütlelerin dış kuvvetlerin etkisiyle aşınıp taşınması ve yeryüzünün çukur sahalarında (Göl, deniz veya havza tabanları) birikmesi ve diajenez geçirmesi sonucunda oluşan kayalara tortul kayalar denir. Bu kayalar kökenlerine göre kırıntılı, organik ve kimyasal olmak üzere üçe ayrılırlar.

Deniz, göl ya da havza tabanlarında biriken kum, mil ve kil boyutundaki malzemelerin pekişmesi sonucunda oluşan taneli kayaçlara kırıntılı veya klastik tortul kayaçlar denir. Kum taşı, mil taşı, kil taşı ve konglomera bu sınıfa örnek olarak verilebilir.

Sularda yaşayan foraminifer, alg, mercan gibi kireçli; radyolaria, diatome gibi silisli canlıların öldükten sonra iskeletlerinin yığılmasıyla oluşan kayaçlara organik tortul kayaçlar denir. Ayrıca bitkilerin oksijensiz ortamda yanmasıyla oluşan kömür de bu sınıftadır.

Sularda eriyik halde bulunan kireç, çeşitli tuzlar, silislerin çökelmesiyle oluşan kayaçlara kimyasal tortul kayaçlar denir. Kalker, jips, dolomit vb. bu sınıftandır.

1.3. Metamorfik Kayaçlar

Tortul ya da volkanik kayaların yüksek basınç, sıcaklık ya da gerilmeler sonucunda başkalaşması ile oluşan kayalara metamorfik kayalar denir. Mermer, gnays, kuvarsit gibi kayaçlar bu sınıftandır.

Yukarıda kısaca oluşum ve özellikleri belirtilen çeşitli kayalar, değişik şekilde fiziksel ve kimyasal yoldan ayrışmaya ve çözülmeye uğrar. Kayaların çözülmesinde etkili olan faktörler;

Homojenlik durumu; çok çeşitli minerallerden oluşan kayalar bir yada iki mineralden oluşan kayalara göre daha çabuk parçalanırlar.

Erimeye karşı olan direnç durumu; çimentosu silisli veya içerisinde silis miktarı fazla olan kayalar ayrışmaya karşı dirençli iken, kireçli yada jipsli kayalar daha kolay ayrışmaktadır.

Pekişme durumu; bir çimento maddesi ile pekişmiş kayalar gevşek tortullara nazaran daha güç ayrışmaktadır.

Kopma direnci ve kohezyon durumu; kayalardaki malzemelerin birbirine bağlanma durumu ve kopma direncide ayrışmayı etkilemektedir. İçerisinde fazla miktarda kil bulunan kayaçlar ayrışmaya daha dirençlidir.

Gözeneklilik ve geçirgenlik; Kayalarda gözeneklerin fazla olması, suyun kayanın iç kısımlarına kadar nüfuz etmesine ve çözülmenin şiddetlenmesine yol açmaktadır.

Ana materyal faktörü; nemli iklimlerden kurak iklimlere doğru gidildikçe toprak tiplerinin tayin edilmesinde önemli ölçüde artmaktadır.Yani ana kaya faktörü kurak iklim bölgelerindeki toprakların oluşumunda daha etkidir. Çünkü bu sahalarda yeteri kadar yağış görülmemesi ayrışma ve taşınma olaylarının yavaşlamasına yol açmaktadır. Bunun yanında nemli iklim bölgelerinde çözülme ve çözülen maddelerin taşınması daha hızlı cereyan ettiğinden, ana kaya faktörünün etkisi azalmaktadır

2. ORGANİK FAKTÖRLER

Kayaların çözülmesiyle açığa çıkan besin maddelerine bağlı olarak saha bitki örtüsü tarafından yavaş yavaş örtülmeye başlar. Yosun, liken, çalı ve ağaçların sahaya yerleşmesi ile; bitki kökleri ve bitki artıklarının toprağa karışması ve humuslaşma ile birlikte oluşan çeşitli organik asitler parçalanma ve ayrışmayı daha da ilerletir. Böylece bitki örtüsü ve onunla birlikte gelen toprak canlıları, toprak oluşumunda önemli bir safhayı başlatırlar.

Güneşten gelen enerjinin % 0.01’i bitkiler tarafından kullanılmaktadır. Işığın en önemli etkisi, fotosentezi sağlamasıdır. Bu sayede organik maddenin oluşumu gerçekleşmektedir. Nitekim, yeşil bitkiler, güneş ışınlarından aldığı enerjiyi kullanarak, yapraklardaki klorofil yardımı ile havanın CO2 ini ve yapraklara kadar gelen suyun birleşmesi ile organik maddeleri üretirler. Bu olaya fotosentez denilmektedir.

Topraktaki bitkilerin ayrıştırılması ile humus ve onunda ayrıştırılması ile humus maddeleri oluşmaktadır. Her ikisine birden toprağın organik maddeleri denilmektedir. Humus organizmalar tarafından toprağa karıştırılır. Humusun toprağa karışmasından sonra ise toprak faunası ve mikro organizmalar, kolay ayrışabilen şeker, polisakkarid, protein ve yağları alırlar. Bu olaya mineralizasyon denilmektedir.

2.1. Mikroflora

Topraktaki mikroflora içerisine giren bakteriler, organik maddeleri parçalama, azotu tespit etme ve bitki beslenmesi yönünden çok büyük öneme haizdirler. Toprak içerisinde bazen milyonlarca hatta milyarlarca bulunurlar. En küçük toprak parçasından daha küçüktürler. Bir gram toprak içerisindeki bakteri sayısının 1 milyon ile 4 milyar arasında değiştiği bilinmektedir.

Bakteriler, gerek toprak açısından gerekse de bitkilerin beslenmesi yönünden çok önemli yer tutan organik değişmelere sebep olmaktadır. Bundan başka bakteriler, nitrifikasyon, kükürt oksidasyonu ve nitrojen tespitinde çok büyük rol oynamaktadır. Bakterilerin faaliyeti bir müddet için duracak olursa, yüksek bitkiler ve hayvanlar alemi çok geçmeden son bulabilir.

2.2. Mikrofauna

Protozoa, hayvan hayatının en basit şekli olup, bakterilerden büyük ve tek hücrelidir. Bunların bir kısmı koloniler meydana getirirler. Bunlar içinde cillat, flagellat, amip ve cryt’ler sayılabilir. Protozoalar dünyanın çoğu yerinde bulunmaktadır ve bir hektar topraktaki ağırlığı 170-335 kg civarındadır.

Mikrofauna ve mikrofloralar, bir gram toprakta milyonlarca sayıda bulunmaktadır ve toprak dahilindeki hızlı ve hareketli yaşamı gösterir. Bu mikroorganizmaların toprak üzerindeki önemi, organik kalıntıları elementar bileşimlerine ayırmasını, mineral iyon değiştirmesini ve bitkilere faydalı nitrojeni sağlamasıdır.

2.3. Mezofauna

Silindirik kurt ve solucanlar, topraktaki mezofaunayı oluşturmaktadır. Bu canlılar gözle görülememektedir. Bir dönüm toprakta milyonlarca sayıda bulunmaktadır ve özellikle çayır alanlarında çok sayıdadırlar (km² de 20 milyon). Çoğu türleri toprak yüzeyine yakın yerlerde yaşamaktadırlar.

Mezofaunanın çoğu besinlerini ayrışmış organik maddelerden almakta ve fungileri yemektedir; bazıları faydalı , bazıları ise zararlıdır. Zararlıların tesiri bitki köklerine olmaktadır. Bunlar esas olarak bitki döküntülerini yemekte ve bunlara bakteri ve fungilerin yerleşmesine engel olmaktadır.

2.4. Makrofauna

Bu gurubu toprak kurtları ve solucan türleri oluşturmaktadır. Bu canlılar gözle görülebilmektedir. Toprak kurtları en kuru ve en çok asit topraklar dışında toprak faunasının anasını tekil ederler. Bol miktarda bitki artıklarını parçalar ve yerler. Bu organik maddeler, kurtların sindirim sistemlerinde humifiye olmaktadır. Kurtlar toprak faunasının en büyüğü ve en ağırıdır. Kurtlar kireç bakımından zengin olan topraklarda çok sayıda bulunmaktadır. Kuru kumlu topraklarda veya anaerobik şartlar altında, pH derecesinin 4.5’in altında olduğu topraklarda nadir olarak bulunurlar. Yeni Zelanda da kireç yönünden zengin eski mera toprağının 1 ha’ ında 8 milyon kurt veya solucan tespit edilmiş olup, bunların ağırlığı aynı mera üzerinde otlayan koyunların ağırlığına eşittir.

Darwin’e göre yaklaşık 1 dönüm arazideki kurt dışkılarının toplamı 10 tona ulaşmaktadır. Ve bu dışkı miktarı 1 yılda toprak yüzeyini 0.5 cm kadar bir kalınlıkta kaplamaktadır. Solucanların vücudundan geçen toprak miktarı ortalama olarak 10 tonu aşmaktadır. Solucanlar, suda durulan ince mil ve kaba kil boyutundaki nötral humus bakımından toprak yüzeyini zenginleştirmektedir. Dışkılar toprakta bulunandan daha fazla humus, hava ve değişebilir bazlar ihtiva etmektedir. Ayrıca yüksek pH derecesine ve fazla miktarda nitrata sahiptirler. Bu canlıların açmış oldukları kanallar vasıtasıyla havanın derinlere kadar nüfus etmesi sağlanır, ayrıca bu kanallar boyunca su ve köklerinde yayılması kolaylaşır. Böylece toprak kurtları özellikle solucanlar sadece bitki artıklarının fiziksel ve kimyasal ayrışmasını değil, aynı zamanda diğer toprak faunasına kıyasla toprağın mekanik yoldan karışmasını da mükemmel bir biçimde sağlar. Kuşlara gelince bunlar toprak solucanlarını, kurtlarını, en küçük mezofauna ve ağaç böceklerini yerler. Bunların dışkıları bitkilere besin sağlamaktadır.

2.5. Makroflora

Toprak üzerindeki ağaçlar, çalılar vs. gibi boylu yüksek bitkiler, mikroklimatik bir ortam oluştururlar ve atmosferden aldığı gazları toprağa verirler ve gazlardan katı olan odunsu maddeler üretirler. Bu yüksek boylu bitkilerin köklerinin açtığı kanallar boyunca su derinlere kadar sızar ve ayrıca kökler, kendi başlarına ana materyalin fiziksel ve kimyasal yönden ayrışmasını, çözmesini sağlarlar. Diğer taraftan dal, yaprak ve diğer organik artıkların özellikle mikroorganizmalar tarafından ayrıştırılması ile toprağın ana organik maddesi oluşur.
Toprakta bulunan organik madde dört ayrı grup halinde değerlendirilebilir. Bunlar, az ayrışmış organik madde, bitki artıkları, mobil humus ve organik maddedir.

Topraktaki organik madde gerek toprak üzerine dökülen bitki artıklarının gerekse köklerin mikroorganizmalar tarafından ayrıştırılması sonucunda teşekkül etmektedir. Önce organik maddeler ayrışarak humusu oluşturmakta sonra bunların ayrışması ile organik maddenin bünyesinde bulunan elementler toprağa karışmakta ve bitkiler tarafından besin maddesi olarak alınmaktadır. Bu haliyle organik maddeler bitkilerin ana besin kaynakları arasında yer almaktadır. Organik maddenin ayrışması ile açığa çıkan çeşitli asitler, toprağın oluşumunun ilerlemesi ve özellikle mineral maddelerin ayrışmasını ilerletir, ayrıca toprakta iyon alışverişinin hızlandırır.

Toprağa organik maddenin karışması ile mikroflora, mikrofauna, mezofaunaya ait canlılar, toprağın bünyesine yerleşmekte ve bu canlılar toprakta fiziksel ve kimyasal olayların, gerek toprak oluşumu ve gerekse bitki beslenmesi yönünden ilerlemesine son derece faydalı olmaktadır. Mesela solucanların dışkıları toprağı organik madde yönünden zenginleştirmekte ve ayrıca toprak dahilinde açtığı kanalcıklardan su ve havanın toprağın derinliklerine kadar nüfus etmesine ve toprağın fiziksel yönden karışmasına sebep olmaktadır.

Bitki örtüsünün toprağı tutması, topraktaki ayrışma olaylarını kısmen kontrol etmesi, organik madde vermesi yanında topraktan alınan çeşitli elementleri organik bileşikler halinde bünyesine alması ve bunun ayrışması ile tekrar toprağa vermesi böylece besin maddelerinin dolaşımını sağlaması açısından büyük önemi haizdir.

Bu açıklamaların ışığı altında organik maddenin toprak üzerindeki çok önemli etkileri şunlardır:

Toprağın koyu renk almasına sebep olur.

Toprakta taneli yapının miktarını arttırır, su tutma kapasitesini yükseltir.

Mineral koloitlere nazaran 2-30 defa daha yüksek katyon değiştirme kapasitesine sahip olduğundan ve toprağın absorbsiyon kapasitesini aşırı derecede arttırdığından, toprağın yüksek katyon değiştirme kapasitesinde olmasını sağlar.

Minerallerdeki organik elementlerin çıkmasını N, P ve S ü organik formda tutulmasını ve ayrıca mineralizasyonu ile toprağa bitkilere yarayışlı besin maddeleri sağlaması ile toprağın bitkiler için çok faydalı bir hale gelmesine sebep olur.

3. İKLİM FAKTÖRÜ

İklim, yeryüzünde çözülme, aşınma, taşınma ve birikme olaylarının cereyan etmesinde dolayısıyla yeryüzünün şekillenmesinde aktif rol oynamaktadır. İklim elemanlarından başta yağış ve sıcaklık, fiziksel ve kimyasal ayrışma olayları ile bitkilerin yetişmesi, gelişmesi ve gerek toprakta gerekse canlı örtüsü üzerinde tutunan çeşitli mikro ve makroflora ve faunanın yetişmesini ve faaliyetlerini doğrudan etkilemektedir. Nitekim fazla yağış ve sıcaklı şartları altında, ana materyalin çözülmesi, toprağın yıkanması ve bitkiyle diğer canlıların aktiviteleri hat safhaya ulaşmaktadır. Bunun yanında soğuk ve nemli iklim bölgelerinde sıcaklık yetersizliği yüzünden organik maddenin ayrışması yavaş seyretmektedir; kurak ve sıcak bölgeler ile yılın büyük bir bölümünün donlu geçtiği yüksek enlemlerde pedojenez çok yavaş cereyan etmekte ve hatta durmaktadır. Bu alanlardan sıcak çöllerde, sıcaklı yeterli olmasına rağmen su yetersizliği hem bitkilerin yetişmesini hem de ayrışma olaylarını sınırlandırmıştır; bu bakımdan bu sahalarda çok sığ olan toprak katı organik madde yönünden oldukça fakirdir. Soğuk bölgelerde, zeminde su bulunmasına karşılık ayrışmayı ve bitki yetişmesini sıcaklık engellemektedir. Gerçekten dünya iklim haritası ile toprak haritası birbirine çakıştırıldığında, ana iklim bölgelerine göre oluşmuş büyük gruplar halinde zonal toprakların yer aldığı görülmektedir. Mesela sıcak ve nemli ekvatoral-tropikal bölgelerde laterit, soğuk ve nemli bölgelerde podzol, yarı kurak bölgelerde kestane, çernezyom, kahverengi ve kurak bölgelerde çöl toprağı bulunmaktadır.

Şu halde çeşitli ayrışma olayları ve toprak profilinin gelişmesinde iklim faktörleri çok önemlidir ve bu bakımdan toprak oluşumunda başlı başına bir faktör olarak ele alınır. Bu arada, atmosferde hüküm süren iklim şartları toprak dahilinde ve yoğun bir bitki örtüsü altında kısmen değişerek mikroklima şartları oluşur. Örnek olarak ormanlık sahalarda sıcaklık değişmeleri açık sahalara nazaran azdır.

Toprak oluşumunda etkili olan iklim elemanları; radyasyon, sıcaklık, toprak sıcaklığı, toprağın donması, yağış, rüzgar vs. dir.

Ana materyalin çözülme derecesi başta sıcaklık ve yağışa bağlıdır. Nitekim sıcaklığın yüksek ve yağışın fazla olduğu tropikal bölgelerde ana materyalin çözülmesi birkaç metre derinliğe ulaşmakta hatta bazen yüz metreyi aşmaktadır, soğuk kurak ve sıcak kurak çöl bölgelerinden çözülmüş zon genellikle sığdır. Orta kuşağın ılıman bölgelerinde çözülmüş zonun derinliği orta derecededir.

Bir bütün olarak iklim elemanları bitki örtüsünün sahaya yerleşmesini, gelişmesini ve büyümesini doğrudan etkilemektedir. Dolaylı olarak, çözülme ve toprak oluşumunda önemli rol oynamaktadır. Şöyle ki organik maddenin toprağa karışması ve organik maddedeki elementlerin toprak çözeltisine geçmesi, bir taraftan ayrışma olaylarının ilerlemesine öte yandan da bitkilerin beslenmesine yardımcı olmaktadır. Soğuk nemli bölgelerde organik maddenin toprağa karışması güç olduğu halde, sıcak ve nemli bölgelerde şiddetli mikroorganizma faaliyetleri organik madde çok çabuk olarak ayrışmaktadır. Böylece iklim organik maddelerin ayrışmasını kontrol altına almaktadır.

Toprak horizonlaşmasında ve toprak derinliğinin artmasında yine iklim faktörleri ön plandadır. Kurak ve yarı kurak bölgelerde yağış yetersizliği, bir yandan ayrışmanın ilerlemesini engellerken, bir yandan da toprağın yıkanmasının sınırlı halde kalmasını sağlamaktadır. Ve bu nedenle toprakta bazların birikimi artmaktadır. Sıcak nemli bölgelerde topraktan Ca, Na, K, Mg ve hatta SiO2 vs gibi elementler uzaklaşmakta ve toprakta demir ve alüminyum oksitler birikmektedir (lateritleşme); soğuk ve nemli bölgelerde humus asitlerinin de etkisine bağlı olarak SiO2 toprağın yüzey horizonlarında artmakta, diğer element ve bileşikler önemli ölçüde topaktan uzaklaşmakta ve toprakta H iyon konsantrasyonu artmaktadır (podzolleşme). Özellikle kurak ve yarı kurak bölgelerde, kapilarite ile suyun ve suyun içerisindeki eriyik haldeki maddelerin yüzeye çıkması ve suyun buharlaşması ile eriyik haldeki tuzlu ve alkali maddelerin yüzeyde birikmesi toprağın tuzlulaşma ve alkalileşmesine yol açmaktadır. Şu halde, topraktaki yıkanma ve birikme şartlarına özellikle yağış şartları kontrol altına almaktadır.

Toprağın erozyonlaşmasında da dolaylı olarak yağış ve rüzgar etkili olmaktadır. Bitki örtüsünden mahrum çıplak ve eğimli alanlarda yağış şiddeti fazla olduğu takdirde erozyonlaşma meydana gelmektedir; kurak ve yarı kurak bölgelerde rüzgar şiddetli özellikle mil ve kaba kil gibi malzemeleri taşımaya müsaitse rüzgar erozyonu oluşmaktadır.

Bütün iklim elemanları ve iklim elemanlarının oluşturduğu vejetasyon şartları, belli iklim ve bitki örtüsü şartlarına göre teşekkül etmiş olan zonal toprak tiplerinin oluşumunu sağlamaktadır. Bu yüzden yeryüzünün büyük bölümünde iklim şartlarına göre oluşmuş olan toprak tipleri zonal bir yayılış göstermektedir.

4. JEOMORFOLOJİK FAKTÖRLER

Toprakların bulundukları yerde oluşması için topografyanın düz, hafif engebeli olması ve topraktan suyun sızması gereklidir. Saha eğimli olduğu takdirde çözülen ayrışan ana materyal sürekli süpürüldüğü için normal profil yapısı gösteren topraklar oluşmamaktadır. Ayrıca aşınan malzemelerin biriktiği sahalarda da toprak oluşumu sekteye uğramaktadır.

Dağlık ve engebeli alanlarda yüksekliğin artması, bakı şartları gibi etkenlerde toprak oluşumu üzerinde etkili olur. Bu yüzden farklı yükselti ve bakı şartları altında farklı toprak tipleri oluşur. Özellikle bir dağ yamacı boyunca yükseltiye bağlı olarak farklı özellikte toprak kuşakları oluşur. Yükselti ve bakı şartlarının sık sık değiştiği engebeli dağlık alanlarda farklı toprak tipleri yatay ve dikey mesafelerde bulunurlar. Bu nedenle toprak oluşumunda topografya (yükselti, eğim, bakı) şartları önemli rol oynar.

Yükselti Faktörü; Herhangi bir sahada yükseltinin artması ile sıcaklık düşer ve belli bir yükseltiye kadar yağış artar. Yükseltinin iklime etkilerine bağlı olarak bir dağ yamacı boyunca farklı toprak kuşakları görülür. Yükseklere doğru sıcaklığın düşmesi ve kısmen de yağışın artması ile toprak yüzeyinde organik maddenin biriktiği ve yıkanmanın daha fazla olduğu asit reaksiyonlu, hatta podzolleşmiş topraklar görülür.

Eğim Faktörü; Herhangi bir sahada eğimin artması ile çözülen malzemeler, yerçekimi, donma ve çözülme ile yüzeysel akıma geçen suların etkisi ile devamlı süpürülmeye uğrarlar. Bu yüzden eğimli alanlarda ancak orman ve sık çayır örtüsü altında sığ topraklar yer alır. Dolayısıyla buralarda ana materyalin etkili olduğu intrazonal topraklar yer alır. Dolayısıyla eğim olgun yani A-B horizonlu toprakların oluşumunu sınırlamaktadır.

Bakı Faktörü; Bakı faktörü güneşten gelen radyasyonun alınması üzerinde etkili olduğundan, farklı bakılara sahip yamaçlar arasında ısınma dolayısıyla da nemlilik şartları değişik olur. Bu ise bitki örtüsünün yerleşme, çözülme ve buna bağlı olarak toprak oluşumunu etkilemektedir. Ülkemizde dağların kuzey ve güney yamaçları arasında toprak oluşumu yönünden son derece önemli farklılıklar bulunmaktadır. Çünkü güneye bakan yamaçlar güneş ışılarını daha dik aldığı için fazlaca ısınmakta ve nispeten kurak ortam oluşurken kuzey yamaçlarda ise daha nemli şartlar hüküm sürmektedir. Buda toprak oluşumu üzerinde etkili olmaktadır. Bakının bir diğer etkisi yağı üzerinde olup, yağışın geldiği cephelere açık olan yamaçlar daha fazla yağış aldığı için yıkanma fazla olmakta dolayısıyla buralardaki topraklar asit reaksiyon göstermektedir. Diğer yamaçlarda ise yağış ve yıkanma az olduğundan topraklar alkalen reaksiyon göstermektedir.

5. ZAMAN FAKTÖRÜ

Toprakların olgun bir profil yapısına ulaşması için ana materyalin çözülmesi, ayrışan kat üzerinde bitkilerin ve diğer toprak canlılarının yerleşmesi, organik maddelerin parçalanarak humusa dönüşmesi ve toprağa katılması ile toprakların horizonlaşması için yüzlerce hatta binlerce yıllık bir sürenin geçmesi gerekmektedir. Bu bakımdan zamana bağlı olarak toprakların oluşumunda şu devreler ayırt edilir;

5.1. Başlangıç Safhası : Bu safhada ana materyal henüz yeterince ayrışmamıştır.

5.2. Gençlik Safhası : Ayrışma başlamış olmasına rağmen henüz ana materyalde ayrışma yeteri kadar ilerlememiştir.

5.3. Olgunluk Safhası : Toprak oluşumu ilerlemiş, üst katta yıkama ve alt kata birikmeye bağlı olarak toprak kütlesinde horizonlaşma başlamıştır. Bu arada ayrışmadan ötürü kil oluşmuş ve de üst horizondan alt horizona önemli ölçüde taşınmıştır.

5.4. İhtiyarlık Safhası : Ayrışma son safhasına ulaşmış, ana materyalden kaynaklanan maddelerin çoğu topraktan uzaklaşmış, ancak ayrışmaya karı dirençli olan kuvars ve silisli maddeler toprak bünyesinde kalmıştır, dolayısıyla da toprak besin maddeleri yönünden fakirleşmiştir.

İşte yukarıda belirtilen safhaların oluşabilmesi için başta toprağın oluştuğu sahadaki iklim şartları ve bitki örtüsü özelliklerine göre oldukça uzun sayılabilecek zamana ihtiyaç vardır. Burada şunu hemen belirtelim ki belli bir kalınlıkta toprağın belli bir zaman diliminde oluştuğunu söylemek mümkün değildir. İklim ve bitki örtüsü şartları göre bu zaman büyük değişme göstermektedir.

TOPRAK OLUŞUMUNDAKİ OLAYLAR

Toprak oluşumu kavramı birçok fiziksel, kimyasal ve biyolojik olayların bir arada gerçekleşmesi toprağı oluşturan bütün olayların potansiyellerinin, her toprak oluşumunda iştirak etmesi veya bir bütün halinde toplanması, farklı ortamlarda toprağı oluşturan potansiyellerin farklı oranda cereyan etmesi şeklinde ifade edilmektedir.

1. TOPRAK OLUŞUMUNDAKİ AYRIŞMA OLAYLARI

1.1. Oksidasyon : Ayrışma esnasında mineral atomların bileşiminde bulunan elektronların eksilmesi veya kaybedilmesiyle meydana gelen kimyasal olaya oksidasyon denir. Başka bir deyişle bir elementteki oksijen miktarının artması veya oksijenin diğer elementlerle birleşmesidir. Oksidasyonla bir elementin oksijenle birleşerek yeni bileşikler meydana gelmektedir.

Oksitlenme toprak oluşumunda önemli bir yer işgal eder. Demir, sülfür, silikat ve karbonat ihtiva eden katyonlarda oksitlenme cereyan eder. Bunların çözülmesini ve dolayısıyla çeşitli renkler almasını sağlar.

İndirgeme veya redüksiyon olayına gelince özellikle toprağın alt horizonlarında havalanmanın az, suyun fazla veya toprağın su ile doygun olduğu hallerde oksidasyonun tersi olan indirgenme olayı meydana gelmektedir. Böylece redüksiyon okside olmuş bileşiklerin oksijenlerini kaybetmesi veya elementlerin elektron kazanması olayıdır.

Devam eden redüksiyon şartları yavaş hareket eden sularla bağlantılıdır ve eriyikteki yıkanmayı arttırır ve demir uzaklaşır. Redüksiyon durumunda topraklarda Fe, Mg ve Al değişebilir katyonları geniş ölçüde serbest hale geçer. Su ile doygun olan topraklarda hidrojen konsantrasyonu artar ve buna bağlı olarak da toprağın pH değeri düşer. Nemli şartlarda redüksiyon olayları hakimken, kurak şartlarda oksidasyon hüküm sürer.

1.2. Hidrasyon : Kayayı oluşturan mineral ve elementlerin su ile birleşmesi sonucunda meydana gelen kimyasal olana hidrasyon denir. Bu olay sıcak ve nemli bölgelerde daha aktif olarak meydana gelmektedir. Şöyle ki; kayaları oluşturan feldspatlar, amfiboller, piroksen ve mikalar su ile temas ettiklerinde, suyu bünyesine alırlar. Böylece suyun minerallerin bünyesine kimyasal girmeleri ile hacim artışı meydana gelmekte ve kayaların aşınmaya karşı dirençleri azalmaktadır. Bu durum ise fiziksel ve kimyasal aşınmayı kolaylaştırmaktadır. Hidrate olmuş mineraller sertliğini ve parlaklığını kaybederler.

Dehidrasyona gelince, hidrasyonla meydana gelen ayrışma ürünleri kuruduklarında bünyelerindeki suyu kaybederek dehidrasyona uğramaktadırlar.

1.3. Hidroliz : Suyun bünyesindeki H ve OH iyonlarından H iyonunun, kaya ve topraktaki alkali metallerin yerine girmesi ile meydana gelen olaya hidroliz denir. Bu bakımdan hidroliz olayında aktif rolü, h iyonu ve onun aktivitesi oynamaktadır. Bu olay özellikle kuvvetli bazik ortamlardaki mineraller üzerinde tesirli olmaktadır. Perkolasyon suyu toprağı ne kadar çok yıkıyorsa hidroliz olayı da o nispette artmaktadır. Hidroliz sonucu oluşan ürünler bitkiler tarafından besin maddeleri halinde alınmakta ve kolloidler tarafından çekilmektedir.

1.4. Karbonasyon : Karbonasyon, bir mineral ile karbonat veya bikarbonat iyonlarının birleşmesidir. Karbonasyon olayı sonucunda eriyebilir haldeki bikarbonatlar teşekkül etmekte ve bu eriyikler, nispeten zayıf asit reaksiyon gösteren eriyiklerden daha fazla eritici çözücü güce sahiptir.

2. PEDOJENEZDEKİ OLAYLAR

2.1. Podzolleşme : Podzol, soğuk ve nemli iklim bölgelerinde iğne ve geniş yapraklı orman örtüsü altında teşekkül eden bir topraktır. Yağış fazla olduğu için A horizonunda yıkanma B horizonunda birikme hüküm sürmektedir. Toprak yüzeyinde genellikle mineral toprak katından kesin bir sınırla ayrılan humus tabakasından kaynaklanan organik asitler topraktan sızan sularla alt taraflara doğru hareket ettiğinde, mineral toprak maddesindeki demir ve alüminyum oksitleri yıkayıp taşımaktadır. Ancak toprak içerisindeki silisin büyük bir kısmı yıkanmadan kurtulup üst horizonda kalmaktadır. Bu da toprağın soluk bir boz renk almasına neden olmaktadır. Rusça pod altı, zola da kül manasına gelmekte olup kül renkli topraklar anlamındadır. Bu toprakların alt horizonlarında hard pan adı verilen sert tabakalar oluşmaktadır. Bu sert tabakalar çoğu zaman bitki köklerinin ilerlemesini zorlaştırmakta bu nedenle de buralarda bitki gelişmesi zorlaşmaktadır.

Podzolleşmenin meydana gelebilmesi için; organik maddenin birikmesini sağlayan soğuk – serin ve yağışlı iklim, bilhassa iğne yapraklılardan ibaret orman örtüsü, ana materyalin ince bünyeli ve kireçli olmaması ile suyun hareketini engelleyecek yüksek taban suyunun olmaması gerekmektedir.

Podzolleşme olayının etkili olduğu topraklar ise, podzol, gri kahverengi podzolik, kahverengi podzolik, kırmızımsı podzolik, sarı podzolik bazı preri tundra topraklarıdır.

2.2. Lateritleşme : Lateritleşme, özellikle tropikal ve subtropikal bölgelerde fazla yağış ve sıcaklık şartları altında meydana gelen yoğun bir ayrışma sonucunda toprak yüzeyindeki silisin önemli ölçüde yıkanması ve demir ile alüminyum oksitçe zengin bir killi materyalin kalması ile karakterize edilmektedir. Genel olarak tropikal bölgelerde gür bir vejetasyon örtüsü bulunmasına rağmen, toprak yüzeyinde humus ya hiç yok ya da çok azdır. Bunu nedeni toprak yüzeyine intikal eden organik artıklar organizmalar tarafından çok çabuk olarak parçalanmakta ve fazla yağış nedeniyle topraktan yıkanarak uzaklaşmaktadırlar. Bunun yanında toprakta bulunması gereken Ca, Na, K ve Mg gibi çözülebilir bazlar da topraktan önemli ölçüde arınmış durumdadır. Bu topraklarda ayrışmanın son safhasında kırmızı veya sarı renkli hidrate oksitten oluşan killer meydana geldiği için laterit adı verilmiştir. Later Latince de kiremit demektir. Kısaca lateritleşme olayında topraktaki bazlarla birlikte silis de yıkanmakta ve geriye demir ile alüminyum oksitçe zengin killi malzeme kalmaktadır.

2.3. Kalsifikasyon (Kireçlenme) : Bu olay, kurak ve yarı kurak bölgelerde cereyan eder. Yağış azlığından dolayı Ca gibi katyonlar yıkanmamaktadır. Ancak, yağış miktarına göre sadece A horizonundaki CaCO3 bir miktarı yıkanmaktadır. Böylece toprağın alt horizonunda beyaz renkte yumrular ve lekeler halinde karbonat birikim zonları oluşur. Toprakta baz saturasyonu yüksek olduğundan genellikle alkalen reaksiyon gösterirler. Bu olay çernezyom, kahverengi, kestane renkli topraklar ile çöl topraklarında görülür.

2.4. Çoraklaşma (Tuzlaşma) : Çoraklaşma veya salinizasyon, kurak ve yarı kurak bölgelerde bilhassa taban suyu seviyesinin yüksek olduğu kapalı havzalarda meydana gelmektedir. Bu sahalarda ana materyali oluşturan depolarda tuz varsa, bu tuzlar kapilarite ile yüzeye kadar yükselirler, suyun buharlaşması sonucunda toprak yüzeyinde ya da muhtelif derinliklerde birikirler. İşte, toprağın alt horizonunda veya ana materyalde bulunan tuzların toprak yüzeyine çıkması olayına tuzlaşma denir. Tuzlaşma sonucunda hasıl olan bu tip topraklara solonçak denilmektedir. Bu topraklar bol miktarda Na, Ca, K ve Mg tuzları ihtiva etmektedir. Ayrıca tuzlar klorür, sülfat, karbonat ve bikarbonat halinde de olabilirler.

Bu olay drenajı iyi olmayan, ana materyalinde tuz bulunan sahalarda sulama sonucunda da meydana çıkmaktadır. Drenaj iyi olmadığından suda eriyik halde bulunan tuzlar, kapilarite ile yüzeye çıkmakta ve buharlaşma sonucunda burada birikmektedir.

2.5. Alkalileşme (Solonizasyon): Bu olay da tuzlaşma olayı gibidir. Ancak toprak çözeltisinde buluna sodyum, diğer tuzlara nazaran daha azladır. Toprak kolloidlerinde buluna Ca ve Mg , Na ile yer değiştirir. Böylece toprakta değişebilir katyonlar arasında sodyum hakim duruma geçer. Sodyum katyonunun toprakta yükselmesi ile toprağın pH’ ı da yükselerek kuvvetli alkalen olur (pH 8.5’ ten daha fazla).

2.6. Gleyleşme : Taban suyu seviyesinin yüksek olduğu drenajı bozuk alanlarda meydana gelir. Taban suyu şartları altında oksijen yokluğundan dolayı demir bileşikleri indirgenir ve buna bağlı olarak da mavimsi, boz, yeşilimsi renkler teşekkül eder. Buna karşılık taban suyu seviyesinin alçalması ile de oksitlenme şartları ön plana geçer ve sarı esmer ya da kırmızımsı renkler oluşur. Netice itibariyle taban suyunun etkisiyle renk lekelerinden ibaret bir zon meydana gelir ki, buna gley zonu, bu olaya da gleyleşme adı verilir.