İdeal bir toprağı tanımlarken öncelikle toprağın fiziksel yapısını çok iyi tanımak gerekir. Bildiğiniz gibi toprak çakıl, kum, silt (mil) ve kil gibi paçacıklardan oluşur ve verimli bir toprakta bunların oranı %45’tir. Geriye kalan bölümse %25 su, %25 hava ve %2-7 arası organik maddeden oluşur. Topraktaki minerallerin birbirine nispi oranı toprak tekstürünü (bünye) oluşturur. Daha doğrusu, bir toprağın ne kadar kum, kil ve silt ihtiva ettiğini gösterir.

Diğer bir ifadeyle toprağın tekstürü o toprağı meydana getiren taneciklerin (franksiyonların)nisbi oranlarını içerir.

Deliklerinin çapı 2 mm boyutunda olan bir eleğe 100 gr havada kurutulmuş toprak dökülerek elenir. Eleğin üzerinde kalan toprağın iskelet maddeleridir. Elekten geçen parçalar ise toprağın franksiyonlarıdır. Bu amaçla elekten geçen toprak örneği elde yaklaşık tarla kapasitesinde su içerecek düzeye gelene kadar ovalanarak ıslatılır, baş ve işaret parmakları arasında bıraktığı hisse ve aldığı şekle göre tekstür (bünye)sınıfı tahmin edilir.

Parmaklar arasında yapılan yoklama, arazideki toprağın killi mi, kumlu mu veya milli mi olduğu hakkında, bize kabaca bilgi verir. Örneğin çok kumlu bir toprak parmaklar arasında kolayca dağılır ve parmaklara zımparaya sürtüyormuş hissi verir. Oysa tınlı bir toprak daha yumuşak un ufalıyormuş izelenimi verir. Killi toprak ise parmaklar arasında oyun çamurları gibi kolayca şekil alır ve dağılmaz. Ancak bu yöntem bize sadece tahmini bir sonuç verir. Örneğin toprak killi ise içerisinde ne kadar kil olduğu söylenemez. Bunun için daha gelişmiş yöntemler kullanılır ve biraz ileride sözü edilecek üçgen sistemi baz alınır.

KUM: Çap boyutu 0.05-2 mm büyüklüğündeki kuvars (yani SiO2 ) parçalarıdan oluşur ve fraksiyonu taneli ve pürüzlüdür, elde zımpara hissi bırakır. Kum miktarını daha sağlıklı tahmin etmek için toprak örneği daha fazla sulandırılır.

SİLT: Çap boyutu 0.002-0.05 mm büyüklüğündeki parçalardan oluşur (aslında siltte kum parçaları gibi büyük çoğunlukla kuvarstan oluşmuştur.) ve fraksiyonu yumuşaktır, elde unsu ve kadife hissi bırakır.

KİL: Çap boyutu 0.002 mm den küçük parçalardır, plastik ve iyi şekil alma özelliğine sahiptir ve elde iyi şekil alabilen sakız hissi bırakır.

Kum ve siltin su tutma kapasitelerinin düşük olmasının yanında, toprak besinlerini tutma özelliği olmamasına rağmen, bir kilin yapısında üst üste plakalar şeklinde gelmiş olan silisyum tetrahedron tabakası ve alüminyum okta hedron tabakaları arasında geniş alanlara sahip iç yüzeyler vardır. Ayrıca bu iç yüzeylere ilave olarak kilin strüktür ünitesinin dış kısmında da dış yüzeyler mevcuttur. Gerek iç yüzeyler gerekse dış yüzeyler elektiriksel olarak (-) yükle yüklüdür. Bu bakımdan kil taneciklerinin iç ve dış yüzeyleri pozitif yüklü katyonları yüzeylerinde tutma özelliğine (böylelikle toprak besinlerini tutma) sahiptir.

Bu katyonlara ilave olarak negatif yüzeylerde dipolar (iki kutuplu) yapıdaki su molekülleri de tutulur. İşte bu özellikleri sebebiyle kil kapsamı yüksek olan topraklar daha fazla bitki besin maddesi (Ca, Na, Mg) ve su depolama kapasitesine sahiptirler.

Killerin yüzeylerinde (-) negatif yük bulundurma özelliği sebebi ile fizikokimyasal bir yapı kazanmasına kollodial yapı denir. Aynı özellik yani yüzeylerinde negatif yük taşıma özelliği toprak organik maddesi olarak bilinen humusta da vardır.

Diğer bir ifade ile organik polimerlerden meydana gelen humus yüzeylerinde negatif yükler taşındığından bu yüzlere kolaylıkla pozitif yüklü iyonları (Ca, Mg, Na, Al, Fe) ve su moleküllerini çekebilir. Bu özellikleri sebebiyle toprak organik maddesi (humus) bakımından zengin toprak bitki besin elementlerince (Ca, Mg, K, Amonyum) ve su tutma kapasiteleri bakımından yüksek bir kapasiteye sahiptirler.

Toprak tekstüründen söz edilirken sadece 2 mm’den küçük parçalar göz önüne alınır. Bitki kökleri 2 mm’den büyük parçaları aşamaz. İdeal bir toprakta kum, silt (mil) ve kil oranı birbirine eşittir.  (1)Toprağın havalanması, bitki köklerinin gelişmesi, suyu ve havayı iletme yeteneği özellikle kil içeriği yüksek olan topraklarda strüktür oluşumu ve strüktür tipine bağlıdır.

Toprak strüktürü oluşurken, silt ve kum toprağın iskelet yapısını, kil ise bunları birbirine bağlayıcı çimento özelliğini gösterir. Dolayısıyla strüktür oluşumunda primer franksiyonlarında kilin önemi çok büyüktür. Kil miktarı arttıkça genellikle topraklarda agregasyon oranı da artar. Topraktaki kil miktarı artış düzeyi belirli bir seviyeyi (%30)’u geçmemelidir. Bu seviyeyi geçtiği takdirde, toprak ıslakken balçıklaşma, kuru iken sertleşme eğilimi göstereceğinden toprak strüktürünün oluşumuna olumsuz etki yapar. Mikroorganizmalar için anaerobik koşullar oluşr ki yararlı toprak mikroorganizmaları‘nın büyük çoğunluğu aerobiktir. Ayrıca, böyle bir toprakta bitki kökleri havasızlıktan çürür ve ölür. Aynı toprak aniden kuruduğu zaman ise toprak sertleşir ve sıkışır. Bu durumda bitki açısından arzu edilmez. Çünkü toprak sıkışınca bitkinin kök boğazını sıkar ve bitkinin gelişimini olumsuz yönde etkiler. Yani kil oranı arttıkça kumlu ve siltli toprakların tutma kapasitesi artsa da bu oran %30 ları geçmemelidir.

Amerikan sisteminde toprak tekstürünü tanımlamak için aşağıdaki üçgen kullanılır ve 12 çeşit topraktan sözedilir ki bu uluslararası standarta dönüşmüştür.

Bir önceki İdeal Toprak -1 yazımızda belirttiğimiz gibi %2-7 arası kısımdan oluşan toprak organik maddesinin % 10’u bitki kökleri, %85’i humus, %5’i ise toprak canlılarından oluşur.

Toprak canlıları Edafon (Edaphon) olarak adlandırılmaktadır. 4 dönüm (orjinal dökümanda acre olarak geçiyor, 1 acre= 4.046 m2) bir üst toprak parçasında, 400-500 kg toprak solucanı, 1.100 kg mantar, 700 kg bakteri, 60 kg protozoa, 400 kg eklembacaklı ve bunlar dışında yosun ve çeşitli memeliler bulunur. Bu yüzden toprak yaşayan bir canlılar topluluğudur.

Ayrıca toprak organik maddesi, ayrışmanın çeşitli aşamalarında olan ölü canlılar ve mikroorganizmalar, bitki artıkları ve diğer organik maddelerden oluşur. Koyu renkli humus bu ayrışmanın son aşamasıdır ve daha stabil yapıdadır. Toprağın üstüne yığılan veya içine dahil olan her türlü bitkisel ve hayvansal kalıntı karmaşık süreçlerle mikroorganizmalar tarafından ayrıştırılır. Bunun sonunda başlangıç maddelerinden fiziksel ve kimyasal nitelikleri bakımından çok farklı bir organik madde ortaya çıkar. Kolloidal nitelikli, amorf ve koyu renkli karmaşık bir bileşik olan bu toprak maddesine HUMUS adı verilmektedir.

Humus kimyasal olarak tanımı tam yapılamayacak düzeyde karmaşık yapıya sahip, çok sayıda maddenin karışımından oluşmuş bir maddedir. Bu karışımda küçük düzeyde suda çözünebilir organik maddeler -örneğin amino asitler ve şekerler- bulunur. Humusun büyük kısmı suda çözünmeyen, koyu renkli maddelerden oluşmuştur. Bu kısım üç fraksiyona ayrılmaktadır.

i. Humik asitler: Bunlar alkali çözelti ile ekstrakte edilip asitle çöken kısımdır.
ii. Fulvik asitler: Alkali çözelti ile ekstrakte edilip asitlerle çözünen kısım.
iii. Humin maddeler: Alkali ile ekstrakte edilemeyen maddelerdir.

Bu son fraksiyon ayrışmaya çok dirençli olup, muhtemelen proteinler, lignin ve hayvan metabolitlerinden türeyen bileşiklerin polimerizasyonu ile oluşmuşlardır. Humik (hümin) maddeler kolloidal özellik gösterir ve bazı topraklarda bazik katyonları tutma ve değişim kapasitesi, kil minerallerinden daha fazladır.

Hem organik maddeler hem de humus bitkiler için besin rezervlerdir. Ayrıca bunlar toprak yapısının geliştirilmesine katkıda bulunurlar.

Doğal tarım yapmayı düşünüyorsunuz yukarıda sayılanları göz önüne alarak topraktaki organik maddenin korunması ve geliştirilmesi üzerine yoğunlaşmalısınız. Hiç düşündünüz mü büyük çayırlıklar ve ormanlar binler hatta onbinlerce yıldır hiç gübrelenmeden ve sürülmeden nasıl ayakta kalıyorlar. Bu topraklar makinelerce değil toprak organizmaları tarafından işleniyor. Yine bu topraklar bu organizmalar tarafından gübreleniyor ve bu gübreleme işlemi hiç kesintiye uğramaksızın kendi doğal döngüsü içerisinde sürüp gidiyor. Dışarıya hiçbir madde çıkışı olmuyor. Doğal topraklar sürekli bir bitki döküntü ve kalıntı tabakası ile örtülü durumdadır. Bu döküntü katmanının altında ise zengin bir mikroorganizma topluluğu, bu döküntü katmanını ve ölü bitki köklerini ayrıştırarak bunları bitkinin alabileceği biçimlere dönüştürür. Gerçekte toprağın üst kısmı dünyanın en fazla biyoçeşitlilik içeren bölümüdür. Toprak mikroorganizmaları bileşiklerdeki bağlı elementleri çözerek bunları bitkinin alabileceği biçimlere dönüştürürler.