Toprak Fiziği Nedir ?

Toprak fiziği, toprağın fiziksel özelliklerinin incelenmesi ve problemlerinin çözümünde, mekanik, ısı, optik, elektrik ve matematik bilimleri ile termodinamik, kolloidlerin fizikokimyası ve sıvıların özellikleri gibi temel fiziksel ve kimyasal konuları içerir. Fiziksel bir sistem olan toprak, tane büyüklüğü, volüm ağırlığı, porozite, nem kapsamı, sıcaklık ve dağılabilirlik gibi özelliklere ait terimlerle de tarif edilir.

Toprak; katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç ayrı fazdan oluşmuştur. Katı faz, inorganik ve organik bileşiklerden, sıvı faz, sudan ve gaz fazı da havadan ibarettir.

Katı Faz: Hacim olarak toprağın yaklaşık %50’sini oluşturur ve mineral ve organik olmak üzere iki kısımdan ibarettir.

* Mineral Kısım: Primer ve sekonder mineraller ve biyolojik kökenli mineralleri kapsar. Primer mineraller (kuvars) , sekonder mineraller (kil mineralleri), biyolojik kökenli mineraller (karbonatlı mineraller, kalker, nitratlar). Mineral faz, katı fazın %45’ini oluşturur.
* Organik Kısım: Bitki ve hayvan artıklarından oluşmuştur. Yüzeyde daha fazla olup derinlere doğru azalır. Ortalama toprak hacminin %5’ini oluşturur.

Sıvı Faz: Toprağın hacminin yaklaşık %25’ini oluşturur. Yağışlar veya sulama ile toprağa gelen suların, 1/3’ü arazinin topografik durumuna bağlı olarak yüzey akış şeklinde nehir ve okyanuslara taşınırken 1/3’ü evapotransprasyona uğrar. Geriye kalan 1/3’ü yer çekimi etkisi altında toprağın alt katlarına doğru sızar. Sızan su topraktaki porları doldurur. Porları dolduran su, toprakta 2,54-7,00 pF değerleri arasında tutulan sudur, porları dolduran su genel toprak hacminin yaklaşık %25’ini oluşturmakla birlikte bu oran toprak yüzeyinden alt katlara doğru artar.

Gaz Faz: Porlar eğer tamamen su ile dolmamış ise bunların bir kısmı hava ile doludur. Porlardaki hava atmosferdeki hava ile devamlı temas halindedir ve gaz alışverişi yapar. Fakat bileşim yönünden toprak havası atmosfer havasından değişiktir. Azot oranı ayını olmakla birlikte, toprak havası oksijence fakirdir, CO2 ’ce on kat daha zengindir. Gaz fazı da genel toprak hacminin %25’ini oluşturmaktadır.

Toprak fiziğinde kitle olarak toprağı oluşturan bu 3 faz ürün yetiştirme, toprak verimliliği ve kimyasal özelliklerle ilişkilerinin saptanmasında temel olarak ele alınır. Çünkü toprak içerisinde kökleri vasıtasıyla farklı derinliklere yayılan bitkiler, topraktan su ve besin maddelerini alırlar. Bu durumda toprak, bitkilerin bünyesinde mutlak gerekli besin maddeleri ve su için bir depo görevi yapar. Fakat yüksek verim için yeterli besin maddesi temini yanında yeterli su ve havanın sağlanması, katı,sıvı ve gaz fazları arasındaki ilişkiye bağlıdır.