SULAMA SUYU KALİTESİ VE TUZLULUK

Transkript

1 SULAMA SUYU KALİTESİ VE TUZLULUK Yrd. Doç. Dr. Serpil SAVCI

2 TUZLULUK SORUNU VE GİDERİLMESİ Giriş Yağışlı alanlardakilerle birlikte hemen tüm topraklarda bir miktar tuz bulunmaktadır. Ancak tuzların derişimleri 1 litre toprak suyunda 0.4 gramı aşmaz. Toprakta biriken tuzun asıl kaynağı sulama sularıdır. Örneğin 250 ppm eriyebilir tuz içeren bir sulama suyu 1000 mm lik bir uygulama sonucu hektara 2500 kg tuz bırakır. Eğer biriken tuzlar kök bölgesinden uzaklaştırılamazsa suyun niteliği iyi olsa bile profilde tuz birikmesi kaçınılmazdır. Sulama suyunun sağlanması iletimi ve dağıtımı ölçüsünde toprakların ve suyun sulamaya uygunluğunun saptanması ve yıkama gereksiniminin belirlenmesi çok önemlidir. Sulu tarımla ilgili sorunların ortaya çıkması ve başarısızlığın temelinde son iki etmene yeterince önem verilmeyişi yatmaktadır. Bilinçsiz sulamalar ve zamanında uygun önlemlerin alınmaması yüzünden önemli miktarda arazi sorunlu hale gelerek üretim dışı kalmaktadır. Böylesi arazilerin yeniden üretime döndürülmesi büyük yatırımları gerektirmektedir. O nedenle bugün tarımda kullanılan alanların ileride sulama nedeniyle tuzlulaşarak veya sodyumlulaşarak üretim dışı kalmalarını engellemek için gerekli tüm önlemler alınmalıdır. Tuzluluk sorunlarının meydana geldiği topraklara, problem sınıfı topraklar denir. Bu topraklar bitkilerin olağan gelişimlerini engelleyecek ölçüde eriyebilir tuz veya değişebilir sodyum içerirler. Kendilerine özgü özellikleri vardır. Tarım yönünden bu topraklar, bazı özel gelişme ve işletme işlemlerine gereksinim gösterirler. Problem sınıfı topraklar, tuzlu, sodyumlu, tuzlu sodyumlu ve borlu topraklar olmak üzere başlıca dört grup altında toplanabilir. Tuzlu Topraklar Genel Özellikler: Tarımsal üretimde kültür bitkilerinin olağan gelişmelerini engelleyecek ölçüde eriyebilir tuz içeren topraklardır. Niceliksel olarak tuzlu toprak deyimi, toprak süzüğü elektriksel iletkenliği 25 0 C de 4 ds/m den büyük, değişebilir sodyum yüzdesi, ESP değeri, 15 den küçük topraklar için kullanılır. Tuzlu toprakların ph değeri sürekli olarak 8.5 den küçüktür. Bu topraklar Hilgard ın Beyaz Alkali Rus Bilim Adamlarının Solonchacs olarak adlandırdığı topraklardır. Tuzlu topraklar içerdikleri tuz miktarına, tuzun tipine, toprak yapısına ve ıslah edilebilirliklerine göre, oldukça büyük farklılıklar gösterir. bu topraklarda başat anyonlar, klor, sülfat, karbonat ve bazı durumlarda nitratlardır. Genellikle sodyum tuzlarının yanında

3 kalsiyum ve magnezyum bileşiklerine de rastlanır. Değişebilir sodyum yüzdesi, potasyum, magnezyum ve özellikle kalsiyuma kıyasla çok daha büyüktür. Tuzlu toprakların bir başka özelliği, tekdüze olmayan bit tuz dağılımı göstermesidir. Kısa aralıklarla tuz dağılımı çok büyük farklılıklar ortaya koyabilir. Arazinin topografyasına, toprak özelliklerine, geçirgenliğe ve bitki büyümesine bağlı olarak, anılan farklılıklar, az ya da çok büyük olabilir. Tuzlulaşmada yatay ve düşey yönde görülen bu büyük farklılık nedeniyle herhangi bir alandaki tuzluluğu kesin olarak belirleyebilmek için çok fazla toprak örneği alınması gerekir. Ozmotik basıncın yüksel olması nedeniyle bu topraklarda bitkiler olağan duruma göre genellikle gerilemiş bir gelişme gösterirler. Tuzlu topraklar fazla miktarda tuz bulundurmaları ve değişebilir sodyum yüzdesinin düşük olması nedeniyle genellikle yumaklaşmış (floküle) haldedir. O nedenle tuzlu toprakların hidrolik iletkenliğine eşit ve bazı durumlarda daha yüksektir. Bu topraklar horizonları oluşmuş alüviyal alanlarda da görülebilir. Tuzlu topraklar toprak yüzeyinde bazı hallerde jips (CaSO 4 ) normal tuz (NaCl), soda (Na 2 CO 3 ) veya bunların karışımından meydana gelen karışık tuzların oluşturduğu beyaz tuz kabukları veya benekleri ve bitki örtüsünden yoksun önemli bir görüntü veren durumlarıyla tanınırlar. Tuzlu toprakların tanınmasında ve özelliklerinin belirtilmesinde yöresel isimler kullanılır. Reh, Usar (Hindistan), Sabbagh (Irak), Tir (Morocco), Brak (Güney Afrika), Szik (Macaristan), bunlar arasında sayılabilir. Siyah ve Beyaz alkali deyimleri Birleşik Amerika da geniş ölçüde kullanılmaktadır. Uluslar arası alanlarda en fazla kullanılan deyimler ise Slonchak ve Solonetz adları ile bilinen Rus terimleridir. Beyaz alkali ve Solonchak deyimleri, yüzeyinde gözle görülebilir, eriyebilir fazla tuz içeren topraklar için kullanılır. Siyah Alkali veya Solonetz ise önemli miktarda değişebilir sodyum içeren tuzlu toprakların tanımlanmasında kullanılan deyimlerdir. Rus tanımlanması kısmen, toprak profilinin gelişimi ile ilişkilendirilmiştir. Böylece yağışla bir miktara yıkanma sonucu solonetz bir toprakta prizmatik veya sütünvari yapıda sıkışmış kilce zengin bir alt toprak katmanı meydana gelir (B Horizonu). Ancak tuzlu toprakların belirlenmesinde belki de en fazla kullanılan tanımlama ABD Tuzluluk laboratuarı tarafından geliştirilmiş olandır. Bu tanımlama iki özelliğe dayanır: Bunlar toprak içindeki eriyebilir tuzların miktar ve derişimi (toprak tuzluluğu) ile değişebilir sodyum yüzdesidir. Burada toprak tuzluluğu bitkisel gelişmesini sınırlayan, bir etmen olarak kabul edilir. Tuzlulaşma: Bitkilerin kök bölgesinde, çözünebilir tuzların birikmesi işlemine tuzlulaşma veya salinizasyon denir. Tuzlulaşma olayı, bazen toprak ana materyalinin kendisinin tuzlu oluşu nedeniyle meydana gelebilir. Bazen de tuzlu suların sulamada kullanılması rüzgarın tuz

4 zerrelerini bitki veya topraklar üzerine taşıması veya deniz suyunun herhangi bir araziyi etkilemesi sonucu ortaya çıkabilir. Sulu tarım alanlarında meydana gelen tuzlulaşma iki önemli nedene bağlıdır. 1. Sulama suyu içindeki tuzlar ve yeterli drenaj 2. Sulama suyu ile topraklara tuz eklenmesi, aşırı buharlaşma ve terleme olayları, kurak ve yarı kurak bölgelerde sıklıkla meydana geldiğinden değinilen alanlarda tuzlulaşma sorunuyla da çok sık karşılaşılmaktadır. Yağışlı bölgelerde tuzlulaşmaya, deniz kıyısındaki ırmak deltalarında rastlanır. Yetersiz drenaj, toprağın düşük hidrolik iletkenlik değerine sahip olması, toprak bünyesi veya kök bölgesindeki sert katman, kil katmanı gibi oluşumlar nedeniyle ortaya çıkar. Bunun sonucu olarak suyun toprak içerisindeki düşey hareketi çok sınırlıdır. Sulanan alanlarda drenaj yetersizliği aşırı sulama ve uygun topografyada çevre yüksek alanlardan sızma nedeniyle yüksek taban suyu düzeyleri meydana gelir. Yüksek taban suyu ve toprağın düşük hidrolik iletkenliği ayrı ayrı veya birlikte tuzlulaşmayı önemli ölçüde etkiler. O nedenle tuzlu toprakların çoğu, taban sularının kılcal yükselişle yukarı katlara doğru hareket etmesi yüzünden meydana gelmektedir. Suyun kılcallıkla toprağın üst katmanlarına doğru hareketi taban suyunun yükselme hızının bir süre yüksek düzeyde kalması halinde ortaya çıkar. Yükselen taban suyunun yüzeye yaklaşması ve buharlaşması sonucu taşıdığı tuz, toprak içinde kalmakta ve tuzlulaşma olayı ortaya çıkmaktadır. Kılcal yükselme yoluyla meydana gelen tuzlulaşma ve tuzların birikme derinliği kılcal yükselmenin hızına taban suyunun tuz kapsamına ve yağış veya sulama aracılığıyla yapılan yıkama sıklığına bağlıdır. Suyun kılcal yükselme hızı ise taban suyunun derinliğine taban suyu ile toprak yüzeyi arasındaki hidrolik eğime ve toprağın su içeriğine göre sahip olacağı kılcal iletkenliğe bağlı olarak değişir. Tuzlulaşma hızı çok değişkendir. Buharlaşma miktarı çamur süzüğü tuz içeriği ile yağışın miktar ve dağılımına bağlıdır. Örneğin buharlaşmanın yağış ve sulama suyundan fazla olduğu yerlerde hızlı ve aşırı ölçüde eriyebilir tuz birikmesi meydana gelir. Sodyumlu Topraklar Genel Özellikler: Sodyumlu topraklar bitkilerin olağan gelişmelerini önleyecek miktarda sodyum içeren topraklar olarak tanımlanır. Diğer eriyebilir tuzlar oldukça azdır. Nicelik olarak sodyumlu toprak çamur süzüğü elektriksel iletkenlik değeri 4 ds/m den küçük, değişebilir sodyum yüzdesi 15 den büyük, toprak ph değerinin arasında olduğu topraklardır. Değinilen topraklar değişebilir sodyum miktarının artması sonucu meydana gelirler.

5 Sodyumlu topraklar kurak ve yarı kurak bölgelerde şekilsiz küçük alanlarda ortaya çıkarlar. Belli bir nitelikleri yoktur. Bu toprakalrda başat katyon sodyum, anyon ise klor, sülfat ve bikarbonattır. Toprağın ph derecesine bağlı olarak az ya da orta düzeyde karbonat iyonu da bulunabilir. Titre edilebilecek miktarda karbonat varsa bu durumda toprağın ph sı mutlaka 9 un üzerindedir. Çamur süzüğündeki sodyum karbonat bazı durumlarda toprakta bulunan organik maddeyi çözer. Toprak kurudukça yüzeyinde siyah bir renk oluşur. Değişebilir sodyum yüzdesinin yüksek oluşu, anılan toprakların fiziksel ve kimyasal özelliklerini önemli ölçüde etkiler. Değinilen oran arttıkça toprak disperse hale gelerek balçıklaşır. Geçirgenlik çok düşer. Bunun sonucu olarak su toprak yüzünde uzun süre kalır. Toprak geç tava gelir. Tav, çabuk ve kolayca kaybedilir. Bu topraklar ıslakken yağlı görünüşte, plastik ve yapışkan olmasına karşın, kuruduklarında çok sertleşirler. Zamanla büyük kesek, çatlaklar ve kalın kabuklar oluştururlar. Toprak yapısı önemli ölçüde bozuktur. İşlenmeleri çok zordur. Sodyumlu topraklar zamanla genetik horizonlar içeren profil, gelişmesi gösterirler. Sodyumla doymuş kil parçacıkları ayrışarak profilin aşağı katmanlarına taşınarak buralarda birikirler. Profilin ilk 5-10 cm sinde toprak kısmen kaba bünyeli ve gevşek granüle yapıda olmasına karşın, kil kolloidlerinin yığıldığı kısımlarda sütun ve prizmatik bir yapı gösteren sıkı ve geçirimsiz bir katman meydana gelir. Genellikle bu gelişmeler sulama sonucu ortaya çıkmaktadır. Sutünvari yapının meydana gelmesi için yeterli zaman geçmiş olsa bile kil parçacıklarının birikmeye başlamasıyla geçirgenlik azalır ve toprağın işlenmesi çok güçleşir. Sodyumlu toprak deyimi tuzsuz alkali, siyah alkali veya solonetz terimlerinin karşılığı olarak kullanılmaktadır. Bu topraklar için önceleri kullanılan alkali terimi son yıllarda yerini sodik terimine bırakmıştır. Ancak nasıl ki, fazla suyun biriktiği topraklara tuzlu toprak deniliyorsa fazla sodyumun biriktiği topraklara da sodyumlu toprak denmesi uygun bulunmuştur. Sodyumlulaşma: Değişebilir sodyum miktarının artması olayı sodyumlulaşma (alkalizasyon) olarak adlandırılır. Alkalizasyon olayı sırasında önce tuzlulaşma meydana gelir, daha sonra sodyum iyonu başat hale geçer. Sodyumun çamur süzüğünde başat olması ile birlikte toprak parçacıkları bir kısım sodyumu tutar (absorbe eder) ve toprak sodyumlulaşmaya başlar. Kurak ve yarı kurak yörelerde toprak çamur süzüğünde başat iyonlar, kalsiyum ve magnezyumdur. Buharlaşmanın artması ile birlikte anılan iyonların derişimleri de hızla artar. Zamanla derişimin artması sonucu, kalsiyum karbonat, kalsiyum sülfat ve magnezyum karbonatın toprak eriyiğindeki erime limitleri aşılır ve sözü edilen bu tuzlar çökelir. Ortamda

6 sodyum iyonu derişimi artar. Toprakta çözünmüş katyonlar arasında dinamik bir denge vardır. Üzerinde negatif elektrik yükü taşıyan bir kolloid (X) simgesi ile gösterildiğinde söz konusu denge aşağıdaki eşitlikle açıklanabilir: CamMgnX+2mNaCl Na2mMgnX+mCaCl 2 Eşitlik çift yönlüdür. Ortama sodyum hakim olunca bozulmuş olan denge, yeniden oluşmaya başlar. Bunun sonucu olarak, çözeltide derişimi artmış olan sodyum iyonunun bir kısmı, toprak komplekslerinde yer alan kalsiyum ve magnezyum yerine geçer. Böylece sodyumlulaşma olayı gelişmeye başlar. Toprakların sodyumlulaşması için genellikle sodyum iyonunun toplam çözünebilir tuzların yarıdan fazlasını oluşturması gerekir. Sodyumlulaşma olayında sodyuma bağlı anyonların da önemi büyüktür. Bazik özellikli karbonat, bikarbonat ve silikatın sodyum tuzlarının yüksek derişimde olması koşullarında, kitlelerin etkisi yasasına göre, kalsiyumun büyük bölümünün sodyumla yer değiştirmesi sağlanmakta ve böylece tuzların sodyumlulaşması hızlandırılmaktadır. Anıla,n anyonların kalsiyum tuzlarının eriyebilirliklerinin çok az olması alkalizasyonun artmasına neden olarak gösterilmektedir. Buna karşın sodyumun klor ve sülfat gibi nötr tuzları, çok az bir kalsiyumun yer değiştirmesini sağlayabilirler. O nedenle nötr tuzların sodyumlulaşmaya etkisi, bazik tuzlara göre yavaş ve küçüktür. Sodyum karbonat, hem sodyumlulaşmanın nedeni hem de sodyumlu toprakların önemli bir bileşenidir. Kolay eriyebilir. Çok değişik yollarla meydana gelebilir. Toprakta sodyum karbonat farklı yollarla oluşur: a)kimyasal Çözünmeyle : Püskürük silikatların çözünmesi sırasında magnezyum, potasyum ve sodyum hidroksitleri, karbonatları ve bikarbonatları meydana gelir. Olağan buharlaşma koşullarında CO 2 uçar. Kalsiyum ve magnezyum bikarbonatlar, karbonatlara dönüşerek çökelir. Geriye sodyum karbonat ve bikarbonat tuzları kalır. Drenajın yetersin olduğu yerlerde hızla değişimi artar. Ancak oluşumu verilen orana (R) bağlıdır. Bu oran azaldıkça, sodyum karbonat derişimi artar. R=(Ca+Mg)/HCO 3 b) Nötr Sodyum Tuzlarının Kireç Üzerine Etkisiyle: Sodyumun klor ve sülfat tuzları, kireç üzerine aşağıdaki gibi etki ederek sodyum karbonat oluşumunu sağlarlar: CaCO 3 +2NaCl CaCl 2 +Na 2 CO 3 CaCO 3 +Na 2 SO 4 CaSO 4 + Na 2 CO 3 Kireçli topraklarda sodyum karbonatın yaygın olarak bulunması, yukarıdaki tepkimelere bağlıdır.

7 c) Katyon Değişimiyle: Sodyum karbonat oluşumu, sodyumun kalsiyum veya hidrojen ile yer değiştirmesine dayanmaktadır. Na 2 -Kil+H 2 CO 3 H 2 -Kil+ Na 2 CO 3 Bu şekilde sodyumlulaşma daha çok kurak iklimlerde toprak ana özdeğinin sodyum bakımından zengin, granit yapılardan oluşmuş bölgelerde görülür. Benzer şekilde granitli oluşumlardan gelen suların etkilediği yerlerde de sodyumlulaşma meydana gelebilir. Buna karşı kil taşı, kum taşı ve bazik püskürük kayalardan oluşmuş topraklarda, sodyumlulaşma yerine tuzlulaşma daha yaygındır. d) Biyolojik İndirgeme Yoluyla: Anaerobik koşulların olması ve mikroorganizmaların çalışması için gerekli enerjiyi sağlayacak maddelerin bulunması koşuluyla, sodyum sülfat bakteriler yardımıyla indirgenerek sodyum karbonata dönüşür. Anılan koşullarda sodyum sülfat indirgenerek sodyum sülfit oluşur. Daha sonra sodyum sülfit, karbonatlı sularla etkilenerek sodyum karbonat ortaya çıkar. Na 2 SO 4 bakteri Na 2 S+2O 2 Na 2 S+H 2 CO 3 H 2 S+ Na 2 CO 3 Göl ve bataklıklardaki Na 2 CO 3 genellikle bu yolla meydana gelir. Yetersi drenaj koşullarında ağır bünyeli topraklar, organik maddece zengin iseler aşırı sulama sonunda sülfat tepkimesi için uygun ortamı oluştururlar. Sözü edilen durumda ağır bünyeli toprakların sodyumlulaşması hızlanır. e) Bitkisel Çürümeler: Tuzlu topraklarda yetişen bitkiler büyük oranda sodyum soğururlar. Böylesi bitkilerin külleri veya çürümüş aksamları, kuvvetli ölçüde alkali tepkime özelliği gösterir. bitki organlarında depolanan sodyum, anılan organların toprakta çürümesi sırasında mineralizasyona uğrayarak sodyum karbonata dönüşür. Tuzlu Sodyumlu Topraklar Bitkilerin olağan gelişimlerini önleyecek ölçüde hem tuz hem de sodyum bulunan topraklara tuzlu-sodyumlu topraklar denir. Niceliksel anlamda tuzlu-sodyumlu toprak deyimi çamur süzüğü elektriksel iletkenliği 4.0 ds/m den yüksek, değişebilir sodyum yüzdesi 15 ten büyük olan topraklar için kullanılmaktadır. Bu topraklarda ph değeri, ender hallerde 8.5 ve daha fazla olur. Tuzun fazla olması nedeniyle anılan topraklar, tuzlu toprakların özelliklerine benzer özelliklere sahiptir. Hem tuzlulaşma hem de sodyumlulaşma işlemlerini birlikte oluşması sonucu meydana gelmişlerdir. Fazla tuzun bulunmaması halinde, toprak taneleri yumaklaşmış haldedir. Eğer fazla tuzlar alt katmanlara yıkanırlarsa toprakların özellikleri belirgin biçimde değişir ve tuzsuz-sodyumlu toprakların özelliklerine benzer bir duruma dönüşür. Toprak

8 eriyiğinde değişebilir sodyum başat durumuna geçince, önce sodyum hidroksit oluşur. Sonra sodyum hidroksit karbonatlı sularla tepkimeye girerek sodyum karbonat meydana gelir. Karbonik asit atmosferden soğrulan karbondioksit yardımıyla oluşur. Ortamda sodyum karbonatın bulunması ph değerini 8.5 in üzerine çıkarır. Kil zerreleri ayrışır. Toprak yapısı bozulur. Hava ve su geçirgenliği azalır. Toprak eriyiğinde çözülebilir tuz derişiminin arttırılması toprak tanelerini yumaklaştırır, ph değerini düşürürse de tuzlu-sodyumlu toprakların işletme ve kullanımları kök bölgesinden fazla tuz ve sodyumun atılarak uygun fiziksel durumun yaratılmasına kadar, bir sorun olarak devam eder. Borlu Topraklar Bitkilerin olağan gelişimini önleyecek miktarda bor içeren topraklara, borlu topraklar denir. Niceliksel olarak herhangi bir rakam vermek, bitkilerin bor dayanımları farklı olduğu için olası değildir. Borlu topraklar kurak ve yarı kurak bölgelerde meydana gelir. Toprakta ve sulama suyunda bor elementinin bulunduğu koşullarda borla kirlenmiş topraklar oluşur. Borun doğadaki kaynakları çok sayıda ve çok farklıdır. 1. Boraks, diğer bir adı Tıncal dır. Saf değildir. Çoğu kez başka maddelerle birlikte bulunur. 2. Kalsiyum borat: Ca 2 B 6 O 11 5H 2 O 3. Borik Asit: Suda erir, sıcak sularda (kaplıca) bulunur. 4. Bora silikatlar: En önemlisi Turmalin dir. Suda az erir. Toprakta birikir. Bitki için önemli bir bor kaynağıdır. Kireç taşı ve dolomit, çok az bor içerir. 5. Bitki ve hayvan atıkları 6. Deniz suyu % 0.1 oranında Turmalin (B 2 O 3 ) içerir. Bor, toprağın fiziksel ve kimyasal özelliklerini etkilemez. Biyolojik olarak bitkileri etkiler. Toprakta birikmesi sulama suları nedeniyle meydana gelir. Genellikle üst toprak katmanlarında bor daha fazladır. Toprakların bor kapsamları arazide kısa aralıklar içinde bile değişir. Toprağa eklenen borun bir kısmı çözünmeyen bileşikler halinde çöker. Bitkiler adsorbe edilen boru alırlar. Borun toprakta tutulması aşağıda açıklanan koşullarda artar: Toprağın dönemsel olarak, ıslanma ve kuruması durumunda bor tutulumu artmaktadır. Çamur süzüğü ph değerinin 7.0 dan yüksek olduğu durumda adsorpsiyonu özellikle arttırır. Ayrıca kireç ve kireçlenme de bor adsopsiyonunu artırır. Kalsiyum ve magnezyun karbonatlar bor tutulmasını önemli ölçüde artırırken, sülfat tuzları bu ölçüde etkili değildir. Ağır bünyeli topraklar, organik madde, sıcaklık ve toprak suyu bor tutulmasını arttırıcı etkiye sahiptir.

9 Borlu toprakların arazide tanınması zordur. Bu nedenle arazi gözlemleriyle borlu toprakları tanımak çok kolay değildir. Ancak bitkiler üzerindeki etkisi ile bor zararlanmaları tanınabilir. Tuzlu ve Sodyumlu Toprakların Tanınması Tuzlu ve sodyumlu toraklar, her ne kadar hali hazır durumları ile tarımsal üretime açık değillerse de anılan toprakların üretkenlik gizilgüçleri, çoğu kez, çok yüksek düzeylerdedir. O nedenle iyileştirilerek üretime açılmaları gerekir. Tuzlu ve sodyumlu toprakların iyileştirilmesi için öncelikle tanınmaları, özelliklerinin iyi bilinmesi zorunludur. Bu amaçla bir seri analizin belli bir sıra içinde yapılması gerekir. Toprak örneklerinin araziden alınmasında özel bir yönteme gerek yoktur. Ülkemizde tuzluluk analizleri için toprak örnekleri 20 cm lik katmanlardan alınmaktadır. Örnekleme derinliği ise amaca göre değişmekle birlikte m olabilir. Buna göre yapılması gerekli ilk testler toprak örneklerinin tuz miktarları ile hidrolik iletkenliklerinin saptanmasıdır. Bundan sonraki analizler, bu ve daha sonraki testlerden alınacak sonuçlara bağlıdır. Her bir işlem sonucu bulunan değer düşük ise bir sonraki teste gereksinim vardır. Hidrolik iletkenlik testleri bozulmuş örnekler üzerinde yapılabilir. Elde olunan sonuçlar, yalnızca toprakların suyu iletme hızları hakkında ön fikir verir. Örneğin hidrolik iletkenlik değerlerinin yüksek olması toprağın değişebilir sodyum yüzdesinin yüksek olmadığını gösterir. Ancak anılan değerin yüksek olduğu kumlu ve organik topraklarda toksik düzeyde yüksek değişebilir sodyum bulunabilir. Genelde bozulmuş örneklerde elde edilen hidrolik iletkenlik değerleri kullanılarak, ESP (Değişebilir Sodyum Yüzdesi) ve ph değerleri arasında belli bir ilişki elde edilmektedir. Kaba bünyeli ve organik topraklar dışında mineral toprakların çoğunda hidrolik iletkenlik düşük ise ESP yüksek bir değer vermekte ve ph derecesi yükselmektedir. Eğer hidrolik iletkenlik düşükse ESP ve SAR belirleme testleri yapılmalıdır. Eğer SAR değeri 13 me/l den daha yüksek veya değişebilir sodyum değeri 4 me/100 g dan yüksek ise sodyumluluk sorunu olasılığı fazladır. Eğer anılan değer küçük ise bu durum, düşük hidrolik iletkenlik, toprak bünyesi, organik madde azlığı veya şişme gösteren kil türü gibi fiziksel etmenlerle ilgili olabilir. Toprak değinilen nitelikleri için test edilmelidir. SAR ve ESP değerleri yüksek ise bu defa jips denetimi yapılmalıdır. Jips miktarı 4 me/l den yüksek ise yıkanma gereksinimi vardır ve yalnızca yıkanma yeterli olmayabilir. Jips miktarı düşük veya hiç yoksa, iyileştirici maddelerle yıkanma gereksinimi bulunmaktadır. Ayrıca tuzluluk değeri 8 ds/m den yüksekse yine yıkanmaya gereksinim vardır. Bunlara ek olarak ph, doyma yüzdesi, katyon değiştirme

10 kapasitesi, toksik iyonlar ve bünye analizleri de topraktaki tuzluluk sorunlarının tanımlanmasında yararlı bilgiler sağlar. Sorunlu Toprakların İyileştirilmesi Sorunlu toprakların iyileştirilmesinde uygulanacak işlemler, tanısı yapılan sorunun tipine bağlı olarak değişir. Örneğin tuzlu ve borlu toprakların iyileştirilmesinde yalnızca yıkama yeterli olduğu halde tuzlu-sodyumlu toprakların iyileştirilmesinde önce bir kimyasal iyileştiricinin uygulanması ve sonra yıkamanın yapılması gerekmektedir. İyileştirmenin başarılı olabilmesi için uygulamada gerekli bazı genel ilkelere uyulması zorunludur. Bunlar: 1. İyileştirmede ana öğe olarak su kullanılır. Tuzlu topraklarda tuzların uzaklaştırılması, sodyumlu topraklarda iyileştirici maddelerin etkin hale getirilmesi veya değişebilir sodyumun uzaklaştırılması için suya gereksinim vardır. Bu nedenle yapılacak iyileştirmenin özelliğine ve büyüklüğüne göre elde yeterli miktarda su bulunmalıdır. 2. İyileştirme için gerek yüzey gerekse derin deşarj sistemlerinin bulunması ön koşuldur. Eğer drenaj sistemi yoksa iyileştirmeden herhangi bir sonuç alınmaz. 3. İyileştirme yapılacak araziler, tesviye edilerek düzeltilmelidir. Arazi düzeltilmezse türdeş su dağılımı sağlanmaz ve yıkamadan beklenen yarar elde edilmez. 4. İyileştirmede toprak profilinin yalnızca yüzey veya üst katmanı değil, tüm kök bölgesini kapsayan kesimlerden zararlı maddeler dışarı atılmalıdır. Karşıt durumda iyileştirme geçici olur. 5. İyileştirme, inceleme, araştırma ve uygulamayı kapsayan uzun süreli bir çalışmaya ek olarak oldukça yüksek bir harcamayı da gerektiren pahalı bir yatırım işidir. Bu nedenle olumlu sonuç alınması yanında olanaklar ölçüsünde, iyileştirmenin kısa zamanda ve en az giderle tamamlanmasına özen gösterilmelidir. İyileştirme sırasında bitki yetiştirilmesine çalışılmalıdır. Tuzlu Toprakların İyileştirilmesi Bitkiler için zararlı olan çözünebilir tuzların yüksek düzeyde bulunduğu topraklarda tuzun yıkanarak bitki için zararlı olmayan düzeylere düşürülmesi, iyileştirilmesinin temelini oluşturur. Tarımda yıkama toprak içinde suyun aşağı doğru hareketi sırasında eriyebilir tuzların çözünmesi ve iletilmesi olayıdır. Yıkanma sırasında tuzlu toprak çözeltisi uygulanan temiz su ile yer değiştirir. Buradan yıkamanın, tuzlulaşma işleminin karşıt yönünde gelişen bir olay olduğu söylenebilir.

11 Yıkama Arazi yüzeyine toprağın depolayabileceğinden ve bitki gereksiniminden fazla miktarda uygulanan su, eriyebilir tuzları kök bölgesi altına yıkar. Yeterli bir doğal drenajın olması durumunda uygulanan su, taban suyu düzeyini yükseltemez ve profilin derinliklerine süzülerek uzaklaşıp gider. Ancak toprağın doğal drenajı çok ender hallerde, bu olanağı sağlayabilecek nitelikte olduğundan başarılı bir yıkama için mutlaka bir drenaj sistemi kurulmalıdır. Yıkama sırasında toprak çözeltisi içindeki serbest iyonlarla adsorplanmış iyonlar arasındaki denge bozulur ve yer değiştirme olayı meydana gelir. Toprak çözeltisi içinde yeterli kalsiyum olması durumunda değişebilir sodyum iyonları kalsiyum ile yer değiştirir. Yıkanma işleminin tamamlanabilmesi için bu değişimden meydana gelen ürünlerin daha alt katmanlara doğru uzaklaştırılması gerekir. Öte yandan etkin bir yıkama için kireçli topraklarda kalsiyum erirliğinin arttırılması önemlidir. Tuzlu toprakların iyileştirilmesi amacıyla yapılacak yıkama için gerekli su miktarı aşağıdaki etmenlerle yakından ilişkilidir: 1. Toprak ve taban suyunun tuz içeriği ve tuzların özellikleri: Tuz derişimi arttıkça gerekli yıkama suyu miktarı artar. Ayrıca tuzların eriyebilirlikleri de yıkama suyu miktarını etkiler. Az eriyebilir tuzlar için çok miktarda yıkama suyu gereklidir. 2. Yıkama suyu niteliği: Suyun tuz içeriği arttıkça, yıkamadaki etkinliği azalır. Öte yandan tuz içeriği yüksek bir suyla yapılacak yıkama sırasında, bazı tuzların erirlikleri azalabilir. Örneğin kalsiyum sülfatın erirliği, sodyum sülfat ortamında bir hayli azalmaktadır. 3. Toprağın hidrolik iletkenliği: Toprakların geçirimsiz oluşları uygulanan yıkama suyunun uzun süre toprak yüzünde kalmasına ve buharlaşarak kaybolmasına neden olur. Bu durumda hem toprağa fazla tuz eklenmiş olur hem de toprak profilinden belirli bir su hacmini geçirebilmek için daha fazla yıkama suyuna ihtiyaç duyulur. 4. Drenaj sisteminin etkinliği: Fazla tuzun yıkanabilmesi için taban suyunun belli bir düzeyde tutulması gerekmektedir. Belirtilen nedenlerle başarılı bir yıkama için arazide taban suyunu bitki kök bölgesi altında tutabilecek uygun bir projeleme ile kurulmuş drenaj sistemlerine gereksinim vardır. 5. İyileştirilecek toprak derinliği: Toprak derinliği arttıkça, gerekli yıkama suyu da buna bağlı olarak artar. Yıkama derinliğini üretebilecek bitkilerin

12 kök derinlikleri belirler. Anılan derinlik tarla bitkileri için m, bahçe bitkileri için m dolaylarındadır. 6. Yıkama Şekli: Tuzun uzaklaştırılması için uygulanan yıkama biçimi de yıkama suyu miktarını etkiler. Yağmurlama yönteminde daha az su miktarına gerek vardır. Yıkanma sırasında çok miktarda su uygulanması ve tuzların eriyerek toprak derinliklerine iletilmesi toprak yapısında bozulmalara neden olabilir. Zeta potansiyelinin artması ile kil zerreleri ayrışabilir, geçirgenlik düşebilir. Ayrıca yıkanma sırasında bitki besin maddelerinin yıkanması gibi istenmeyen yan etkiler ortaya çıkabilir. Özellikle nitratlar gibi eriyebilir bazı bitki besin maddeleri diğer tuzlarla birlikte yıkanabilirler. Bu nedenle yıkamadan sonra toprak verimliliğini iyileştirmek amacıyla bazı önlemler alınmalıdır. Alınacak önlemler içerisinde toprağı tuza dayanıklı bitkilerin yetişebileceği kadar iyileştirecek şekilde yıkama, ilk ve ardıl bitkilerden sonra da yıkama işlemine devam etme gibi uygulamalar gösterilebilir. Genellikle drenaj ve uygun sulama yapılması tuzlu toprakların büyük bir çoğunluğunun iyileşmesi için yeterli olmaktadır. Topraktaki tuzların yıkanmasını etkileyen pek çok etmen vardır. Yıkama sırasındaki toprak suyu miktarı, toprak suyu gözenek hızı, arka arkaya oluşan yıkanmalar arasında toprak suyunun azalma miktarı gibi etmenler tarla koşullarında belli bir ölçü içinde de olsa denetlenebilirler. Ancak kültür bitkilerinin gelişmesini engelleyen çeşitli toksik maddeler ve fazla tuzların kök bölgesi altına yıkanabilmesine karşın, gübre ve çeşitli tarımsal ilaçların kök bölgesi içinde olabildiğince uzun süre kalabilmesi, yıkama olayının anlaşılmasıyla olasıdır. Yıkama Yöntemleri Yıkama için düz arazilerde uygun büyüklük ve biçimde tavalar oluşturulur. Sular bu tavalarda göllendirilerek toprak içinde aşağılara doğru hareketi sağlanır. Eğimli alanlarda ise eş yükselti eğrilerine koşut tavalar yapılır. Tava çevresinde cm yükseklikte ve aralarında cm yükseklik farkı olacak şekilde seddeler yapılır. Meydana getirilen tava seddelerine birbirleri arasında fazla suyun hareketini sağlamak amacıyla özel denetim kapakları konur. Böylece denetimli şekilde aynı anda birkaç tavanın göllendirilmesi sağlanır. Yıkama suyu kaynağının durumuna ve toprak özelliklerine göre devamlı göllendirme, aralıklı göllendirme ve yağmurlama uygulamaları şeklinde yapılmalıdır. 1. Devamlı ve aralıklı göllenme Yıkama suyunun, toprak yüzünde sürekli veya aralıklarla tutulması olarak tanımlanır. Laboratuar çalışmaları, birim miktardaki suyun toprak profilinden geçmesi ile ulaşılan yıkamanın değişik etmenlere bağlı olarak farklılıklar gösterdiğini ortaya koymuştur. Örneğin

13 bir tarla denemesinde yıkama sırasında toprağın suya doygunluk derecesinin denetlenmesi ile yıkama sırasında toprağın suya doygunluk derecesinin denetlenmesi ile yıkanma sırasında toprağın suya doygunluk derecesinin denetlenmesi ile yıkama randımanının önemli ölçüde artırılabileceği gösterilmiştir. Bu deneme, Kayseri-Karasaz organik tuzlu-borlu topraklarında yapılmıştır. Çalışmada 10 cm lik bölümler halinde uygulanan yıkama sularının klor tuzlarının yıkanması üzerine etkileri araştırılmıştır. Araştırmada gözlendiğine göre, aralıklı yağmurlama ile verilen belli miktardaki yıkama suyu toprak profilinde daha derinlere işlemiştir. Ancak klor iyonlarının % 80 i giderilinceye kadar, devamlı göllendirmenin bundan sonra aralıklı göllendirme biçiminin daha etkin olduğu saptanmıştır. Bundan böyle yapılan bir çok çalışmada ise aralıklı göllendirme yaklaşımı ile tuzların daha derine yıkanabildiği belirlenmiştir. Bu durumda düşük geçirgenlikteki topraklarda aralıklı göllendirmenin infiltrasyon hızını arttırdığı belirtilmektedir. Adından da anlaşılacağı gibi aralıklı göllendirmede toprak dönemsel olarak ıslanma ve kurumaya terk edilmektedir. Ardı ardına gelen ıslanma ve kurumalar, suyun toprak içerisindeki hareketini kolaylaştırmaktadır. Yıkamaya başlamak için uygun zaman seçimine, iklim özellikleri etkili olur. Soğuk ve ılıman iklimlerde yıkamalara, toprak donmadan önce başlanmalıdır. Sıcak iklimlerde ise yıkamalar kışın da yapılabilir. Hatta, buharlaşma kayıplarını azaltmak için çoğu kez kış yıkamaları, tercih edilmektedir. Tuzlu toprakların yüzeylerinde bulunan tuz katmanları kimi zaman yüzey yıkaması ile topraktan uzaklaşır. Ancak bu konu tartışmalıdır. Bazı araştırmalarda yüzey yıkaması ile toprağa eklenen tuz yüzey akışı ile giderilenden fazla bulunmuştur. Yine de yüzey yıkamasına bazı koşullarda ve kısa bir süre için izin verilebilir. Göllendirme yöntemlerinin uygulanması sırasında toprak ve iklim özelliklerine bağlı olarak bazı durumlar ortaya çıkabilir. Bunlar hakkında önceden bilgi sahibi olmak, yıkamanın başarısı için önemlidir. Su göllendirildiği zaman üst toprak tamamen ayrılıp dağılarak balçıklaşır. Toprağın ayrışması göllenmiş suyun dalga etkisi ile üst toprağın zerre iriliğine göre katmanlaşmasına neden olur. Bu durum yıkama etkinliğini azaltır. Ağır bünyeli topraklarda infiltrasyonu önemli ölçüde düşürür. Hafif bünyeli topraklar açıklanan olaydan daha az etkilenir. Ağır bünyeli topraklarda değinilen katmanın derinliği 5-10 cm ye kadar çıkabilir. Üst toprak geçirimsiz bir bariyer özelliği gösterir. Katmanlaşmanın olumsuz etkisini önlemek için yıkama suyu aralıklı ve küçük miktarlar halinde uygulanmalıdır. Ayrıca bir sonraki uygulamadan önce toprak yüzü kaz ayağı ve disk gibi aletlerle gevşetilip aktarılmalıdır.

14 Göllendirme ile suyun niteliğine bağlı olarak toprağa bir miktar tuz eklenmiş olur. Ağır bünyeli topraklarda hidrolik iletkenlik düşük ise göllenen suyun tuz derişimi buharlaşma kayıplarından dolayı çok yükselir. Bunun için tava içine bir miktar akıntı bırakılarak yıkama suyunun tuz dengesi korunmalıdır. Değinilen olay özellikle bitki yetiştirilmesi durumunda büyük önem kazanır. Göllenen suyun tuz içeriği yükselerek bitkinin dayanım sınırını geçebilir. Bitki zararlanması kaçınılmaz hale gelir. Göllendirilen suyun tuz içeriği sürekli denetlenmelidir. Yıkama sırasında tuzlar, drenlerin çok altına kadar yıkanabilir. Tuzun uzaklaştırılması bundan sonra meydana gelir. Yıkama süresi ağır bünyeli topraklarda hafif bünyelilere göre daha uzundur. Aralıklı göllendirilmeyle sürekli göllendirmeye göre, sudan 1/3 oranında artırım sağlanmaktadır. Bu durum geçirgenliği düşük olan topraklarda aralıklı göllendirme yaklaşımının ve küçük uygulama derinliklerinin dikkate alınmasını zorunlu kılmaktadır.aynı şekilde yüksek taban suyu düzeylerinde ve su kaynağının sınırlı olduğu koşullarda da yine anılan yıkama yönteminin uygulanması daha randımanlı sonuçlar vermektedir. Yağmurlama Sulama İle Yıkama Tarla denemeleri yıkanma süreci içerisindeki toprak suyu miktarının yıkama randımanına büyük ölçüde etki ettiğini göstermiştir. Yıkama ile ilgili yapılan çalışmalarda yağmurlama sulama ile devamlı göllendirmeye göre daha etkin yıkamalar elde edildiği saptanmıştır. Devamlı göllendirme ile yıkama yapılırken eğer toprakta çatlaklar varsa uygulanan su büyük oranda bu çatlaklardan aşağılara doğru sızmaktadır. Randımanlı bir yıkama açısından kış yağışlarının çok daha etkin olduğu belirlenmiştir. Çünkü düşük yoğunluklu yağmur suları toprak parçacık ve kesekleri içinde, devamlı göllendirme yöntemine kıyasla, daha iyi işler ve tuz yıkanması daha randımanlı olur. Çok önceleri yapılan başka bir tarla denemesinde aynı derecede yıkama elde edebilmek için gerekli yıkama suyunun devamlı göllendirme kullanıldığında, yağmurlama yöntemine kıyasla üç kat daha fazla olduğu saptanmıştır. Toprak suyu gözenek hızının elden geldiğince düşük tutulmuş olduğu sulama yöntemleri ile örneğin, yağmurlama veya aralıklı göllendirme gibi toprak profilindeki fazla tuzlar daha etkin bir şekilde yıkanabilmektedir. Bu konuda Türkiye de Kayseri-Karasaz organik, tuzlu ve borlu topraklarında yapılan bir denemede aynı yıkama suyu miktarının uygulandığı yağmurlama suyu ile devamlı göllendirmeye göre, daha yüksek düzeyde bir bor yıkaması elde edilmiştir.

15 Borlu Toprakların İyileştirilmesi Bor, suda son derece çözünebilir olduğu için borlu toprakların iyileştirilmesinde tuzlu topraklarda olduğu gibi yıkama yapılmaktadır. Zaten bor yıkanmasının çözünebilir tuzların yıkanmasında hiçbir farkı yoktur. Yıkama suyu uygulanarak toprakta bor derişimi bitkiler için zararsız düzeylere düşürülebilir. Şimdiye kadar yapılan iyileştirme çalışmalarının büyük çoğunluğu topraktaki bor yıkanmasının, tuz yıkanmasından daha zor olduğunu göstermiştir. Aynı oranda bor yıkanması için çözünebilir tuzların yıkanması için gerekli suyun 3 katına gereksinim olduğu belirlenmiştir. Sodyumlu Toprakların İyileştirilmesi Sodyumlu toprak tuz içeriği çok düşük bir su ile yıkandığında hidrolik iletkenlik değeri sıfıra kadar düşmektedir. Bu duruma, toprak zerrelerinin ayrışmış olması neden olmaktadır. Ayrışma olayı ortamda sodyum karbonatın olması daha sonra kalsiyum ve magnezyumun karbonat tuzlarının oluşması ve çökmeleri ortamda sodyumun oluşumu, sodyumun çevresinde çok su toplanması gibi durumlar yüzünden meydana gelir. Sodyumlu bir toprağı iyileştirmek için toprak parçacıkları tarafından tutulmuş sodyum iyonunun iki değerlikli bir katyonla yer değiştirmesi gerekmektedir. Bu iki değerlikli katyon genellikle kalsiyum ve magnezyum iyonlarıdır. Katyonların değerlikleri arttıkça toprak kolloidlerine bağlanma güçleri de artar. Aynı şekilde toprak kolloidlerine bağlanmış olan bu katyonların ayrılmaları zordur. Gene olarak denilebilir ki, farklı katyonları tutmuş bir toprak parçacığı tuz çözeltisi ile karşı karşıya kaldığında tutulu katyonlar aşağıdaki sıraya uygun olarak kolloidten ayrılma özelliği gösterir. Li>Na>K>NH 4 >Mg>Ca>Sr>Ba Sodyum kolay ayrılma özelliği gösteren katyondur. Yalnız toprak çözeltisinde bir katyonun derişimi arttıkça kolloidler tarafından oransal olarak tutulan miktarları da artmaktadır. Sodyumlu topraklardaki değişebilir sodyumun yerini kalsiyumun alması, iyileştirmenin ana amacıdır. Tuzlu toprakların iyileştirilmesi yalnızca iyi nitelikli yıkama suları ile yapılabildiği halde, sodyumlu topraklar için toprağın kimyasal bileşimine göre, iyileştirici maddelerin eklenmesine gereksinim vardır. İyileştirici olarak genellikle kalsiyum kullanılır. Kalsiyum toprakta sodyumun yerine geçer. Sözü edilen madde ya doğrudan toprağa uygulanır ya da topraktaki kalsiyum etken hale gelir. Benzer etkiyi magnezyum da gösterir. O nedenle sodyumlu toprakların iyileştirilmesinde kalsiyum ve magnezyum birlikte ele alınır. Sodyumlu toprakların tanınması için yapılan testlerden kullanılacak,iyileştiricilerin seçiminde önemli ölçüde yararlanılır.

16 Sodyumlu topraklar için iyileştirme döneminde sürekli ve yeter miktarda Ca+Mg a gerek vardır. Tuzlu sodyumlu topraklarda ise değişebilir sodyum miktarına eşdeğer oranda Ca+Mg bulunmalıdır. Sodyumlu Toprakların İyileştirilmesinde Yapılan Testlerin Değerlendirilmesi Test Test Sonucu Öneriler Kireç (CaCO 3 ) a)kireçsiz İyileştirmede jips kullanılır. Kireç+S veya H 2 SO 4 b) Az, orta veya yüksek kireçli Jips (CaSO 4 2H 2 O) a) Az jipsli b) Orta derecede jipsli c) Yüksek derecede jipsli ph (çamurda) a) Orta asit (ph= ) b) Az asit (ph= ) c) Alkali (ph= ) d) Orta derecede alkali (ph= ) e) ph>9.0 ise İyileştirmede jips veya S kullanılabilir Kireç durumuna bağlı olarak jips, S ve asitli maddeler kullanılabilir Ek jips ve S gereksinimi olabilir Yalnız yıkama yeterlidir Jips veya kireç kullanılır Toprak kireçli ise yıkama yeterli Jips varsa herhangi bir iyileştirici kullanılabilir Jips gereksinimi belirlenmeli, genelde herhangi bir iyileştirici kullanılabilir. Jips miktarına göre herhangi bir iyileştirici kullanılabilir. Bu 2 değerlilikli katyonların doğal koşullardaki kaynağı, ya sulama suyu ya da toprağın kendisidir. Eğer anılan kaynaklar iyileştirme için yeterli değilse dışarıdan ayrıca Ca+Mg eklenmesine gerek duyulabilir. Yıkama suyu ne kadar çok Ca+Mg içeriyorsa iyileştirme için

17 o kadar uygundur. Ülkemizdeki çoğu sular bu niteliktedir. O nedenle sulamada olduğu gibi yıkamada da güvenle kullanılabilirler. Topraklar Ca+Mg içerebilirler. Ancak bunların çoğu karbonat tuzları halindedir ve çözünürlükleri çok azdır. Bu nedenle toprakta fazla miktarda Ca tuzu olsa bile çözünürlüklerine bakılarak karar verilmelidir. Bu amaçla Langelier Saturasyon İndexine bakılır. Anılan değer pozitifse, su içindeki kireç çöker. Anılan değer negatifse yıkama suyu topraktaki kireci eritir. Genel bir ilke olarak ph>8.5 değerini içeren sular, süzüldükleri toprağın kirecini çözerler. ph<8.5 durumundaki sular ise topraktaki kireci etkilemezler. Hatta kendisindeki 2 değerlikli katyonlar çökerek kaybolur. Buradan yıkama sırasında topraktaki 2 değerlikli katyonların olumlu etkisinin çok az olduğu söylenebilir. Özellikle kalsiyumca zengin sodyumlu topraklarda kalsiyumu etkinleştirecek önlemlerin alınması yararlı olmaktadır. Bunlar bitki yetiştirmek, organik gübreleme vb. gibi önlemlerdir. Sodyumlu toprakların iyileştirilmesinde bazı genel ilkeler dikkate alınmalıdır. Bunlar; a) Tuzlu toprakların iyileştirilmesinde iyi nitelikli su kullanılıyor ise sodyumluluk meydana gelmez. b) Tuzlu-sodyumlu toprakların iyileştirilmesinde; 1. Ca+Mg>20 me/l; Na/Ca+Mg<2.0 me/l ise sodyumluluk gelişmez 2. Ca+Mg=5.2 me/l; Na/Ca+Mg=2-5 me/l ve toprak jipsli ise değişebilir sodyum giderilebilir. Eğer toprak jips içermiyorsa sodyumluluk giderilmeyebilir. 3. Ca+Mg<5.0 me/l ise yıkamadan dolayı değişebilir sodyum artabilir. Bu durumda ph değerine bakılmalıdır. Eğer ph>8.8 ise Ca+Mg <1.1 me/l dir. İyileştirici Maddelerin Uygunluk Dereceleri Sodyumlu toprakların iyileştirilmesinde kullanılan temel maddenin kalsiyum olduğu bilinmektedir. Buna göre iyileştirmede kullanılan kalsiyum ve magnezyumun kaynağı veya etkinliği için uygulanan çeşitli iyileştirici maddeler vardır.

18 Sodyumlu Topraklar İçin İyileştirici Maddeler Grup İyileştiricinin Türü Etkinlik sırası A Doğrudan Ca+Mg Sağlayan Maddeler CaCl 2 CaSO 4.2H 2 O B Topraktaki Ca+Mg u etken hale getiren maddeler CaCO 3 ; MgCO 3 Alçı Şlamı H 2 SO 4 S Al 2 (SO 4 ).18H 2 O Fe SO 4 7 H 2 O Çizelgenin kullanılabilmesi için toprakların kireç durumu, ph derecesi ve jips kapsamı gibi özelliklerinin bilinmesi gerekir. Örneğin toprak kireçli ise B grubundaki iyileştiricilerin kullanılması yeterli olabilir. Kireçsiz ise a grubundaki maddelerin kullanılması zorunludur. Sodyumlu toprakların iyileştirilmesinde kullanılan kimyasal maddelerin kükürt esas alındığında ona eşdeğer miktarı aşağıdaki çizelgede verilmiştir.sodyumlu topraklar bu iyileştiricilere karşı gösterdikleri tepki yönünden başlıca 3 sınıfa ayrılır: 1. Toprak alkali karbonatları bulunduran topraklar 2. Toprak alkali karbonatları bulundurmayan ve ph değeri 7.5 den yüksek olan topraklar 3. Toprak alkali karbonatları bulundurmayan ph değeri 7.5 den küçük olan topraklar Kimyasal iyileştiricilerin kükürde göre eşdeğer miktarları İyileştirici Kükürde eşdeğer miktarı Kükürt (S) 1.00 Kireçli sülfür (CaS 5 ) (% 24 kükürtlü) 4.17 H 2 SO Jips 5.38 Demir sülfat 8.69 Alüminyum sülfat 6.94 Kireç (CaCO 3 ) 3.13

19 Bunların birinci grup topraklara iyileştirmede kalsiyum tuzları örneğin kireç taşı dışında, diğer iyileştiriciler kullanılabilir. 2. ve 3. sınıf topraklara asitler ve asit meydana getiren iyileştiriciler anılan toprakları asit tepkimeli yapacaklarından dolayı uygulanmamalıdır. Bu topraklara kireç taşı uygulanması daha yararlıdır. Kireç taşının etki derecesi topraklara göre farklılıklar gösterir. Kalsiyum karbonatın eriyebilirliği ortam ph değerinin artması ile azalmaktadır. Buna karşı ph değerinin 7.0 ın altında olması durumunda kalsiyum karbonatın eriyebilirliği artmaktadır. İyileştiricilerden kükürt toprakta çok yavaş tepkimeye girer. O nedenle kükürdün tamamen oksidasyonu sayesinde elde edilecek ph değerini önceden elde etmek için sülfirik asidin kimyasal eşdeğer miktarını vermek daha yararlı olabilir. İyileştirici Maddelerin Tepkime Hızları Sodyumlu toprakların iyileştirilmesinde kullanılacak iyileştiricilerin seçimi, bu maddelerin iyileştirmede istenen tepkimeleri tanımlamak için gerekli olan zaman bağlıdır. Genellikle yavaş tepkimeli maddelerin fiyatları daha ucuzdur. Topraktaki sodyumun çabuk uzaklaştırılması isteniyorsa hızlı tepkimeli iyileştiriciler kullanılmalıdır. Yüksek Tepkime Hızına Sahip İyileştiriciler Bu gruba giren maddeler kalsiyum klorür, sülfirik asit, demir sülfat ve alüminyum sülfattır. Suda fazla eridiği için kalsiyum klorür, tepkimesi en hızlı olanıdır. Ancak pahalı olduğu için fazla kullanılmaz. Diğerleri toprakta çabuk hidrolize olarak sülfirik asit oluşturduklarından hızlı tepkimeli iyileştirici sayılırlar. Sülfirik asit bir ölçüde tarla uygulamalarında kullanılır. Ancak demir ve alüminyum sülfatlar hem pahalı hem de endüstri ham maddesi olduklarından iyileştirme işleminde kullanılmazlar. Orta Tepkime Hızına Sahip İyileştiriciler Bu gruba jips ve kalsiyum polisülfit girer. Jips hemen her yerde bulunan ucuz olduğu için yaygın olarak kullanılan bir iyileştiricidir. Jips yataklarından çıkartılır. Öğütülerek kullanılır. Suda % 25 oranında eriyebilir. Su içerisinde sodyum ve klor varsa erirliği artar. Arazi koşullarında kullanımı erirliği ile sınırlanmıştır. Açıklığı mm olan elekten % 85 geçecek şekilde öğütülmüş jipsin ton/da miktarını eritmek için cm suya gereksinim olduğu belirtilmiştir. Jipsin eriyebilirliğine öğütülme inceliği de etki eder. Kalsiyum polisülfit kahverengide oldukça alkali tepkimelidir. Kalsiyum miktarı kükürt miktarının ¼ ü kadardır. İyileştiricideki etki derecesi içerdiği kükürt miktarına bağlıdır. Toprağa uygulandığında önce okside olarak sülfirik asit meydana getirir. Sonra toprak alkali karbonatları ile tepkimeye girerek kalsiyumun eriyebilir tuzunu oluşturur. Yavaş Tepkimeli İyileştiriciler

20 Kükürt ve kireç taşı bu gruba girer. Kükürt diğerine oranla daha ucuzdur. Onun için iyileştirme işleminde çok kullanılır. Kükürt önce mikrobiyolojik işlemlerle okside olarak sülfat haline dönüşür. O nedenle yavaş tepkimeli iyileştirici madde olarak kabul edilir. Denetlemeli koşullarda okside olması için 2-3 hafta geçmesine karşı, tarla koşullarında bir veya birkaç yıl sonra bile tamamen okside olmadığı belirlenmiştir. Buna kükürdün uygulanması sırasında şekilsiz biçimde topaklanması ve toprakla tam olarak karışmaması neden olmaktadır. Kireç taşı eriyebilirliği olduğu için yavaş tepkimelidir. Toprağın ph derecesi ile kireç taşının eriyebilirliği arasında yakın bir ilişki vardır. Ayrıca kirecin zerre çapı küçüldükçe etki derecesi artar. Kimyasal iyileştirici maddeler toprak özelliklerine göre kullanılırsa beklenen sonuçlar elde edilebilir. Kimyasal İyileştiricilerin Tarlaya Uygulanması, Bazı durumlarda iyileştiricilerin tarlaya uygulanmasından önce fazla tuzlar yıkanmalıdır. Böyle bir uygulama sonucu kalsiyumun toprak kompleksleri tarafından daha fazla tutulması sağlanmaktadır. Ancak topraktan tuzların uzaklaştırılması sonucu, geçirgenliğin aşırı ölçüde düşmesi, daha sonra yapılacak iyileştirme işlemlerini zorlaştırmakla etkinliğini azaltmaktadır. O nedenle yıkama yapmadan önce işlemin getireceği yarar ve zararın çok iyi saptanması gerekir. Jips, kükürt ve kireçtaşı tarlalara serpme yoluyla uygulanmaktadır. Toprak yüzeyine serpildikten sonra disk veya pullukla toprağa karıştırılmaktadır. Özellikle kükürdün kullanılması durumunda asıl iyileştirici madde olan sülfatın oluşması için kükürdün hızlı oksidasyonunu sağlamak bakımından toprakla çok iyi karışmasının önemi büyüktür. Sözü edilen bu iyileştiricilerin son yıllarda tüm toprak profiline türdeş biçimde dağıtılmasının iyileştirmede etkinlik sağladığı belirtilmektedir. Sülfirik asidin toprağa uygulanmasıyla ilgili sorunların çözüldüğü anılan maddeyi toprak yüzüne püskürten özel ekipmanların geliştirildiği açıklanmıştır. İyileştiriciler sulama sularının içerisinde de tarlalara uygulanabilir. Jips çuvallar içerisinde kanalların önüne bırakılarak arazilere verilmektedir. Kükürdün dışında tüm iyileştiriciler araziye verildikten sonra yıkamaya başlanmalıdır. Böylece verilen su, iyileştirici maddeleri eriterek aşağı doğru hareket ettirir. Bu sırada sodyum toprak komplekslerinden koparılarak topraktan uzaklaştırılır. Kükürdün verildiği durumda hemen yıkama yapılmamalıdır. Kükürdün okside olması için yeterli zamanın geçmesine izin verilmelidir. Ancak mikrobiyolojik oksidasyonun sağlanması için topraklar yeterli ölçüde nemli tutulmalıdır.

21 Yıkama suyu Miktarının Belirlenmesi Tuzlu ve sodyumlu toprakların iyileştirilmesi için gerekli yıkama suyu miktarının bilinmesi sulama projelerinin geliştirilmesinde çok önemlidir. Değişik düzeylerde tuzlu-sodyumlu veya sadece sodyumlu toprakların iyileştirilmesi için gerekli kimyasal maddelerin niteliği ve niceliği, yıkama suyu gereksinimi, uygulayıcı gruplarca önceden bilinmelidir. Bu amaçla ya tarla ya da toprak kolonları kullanılarak laboratuar koşullarında deneyler yapılmalıdır. Tarla Denemeleri Bu amaçla sorunlu sahayı temsil edecek şekilde bir alan seçilir. Kullanılacak iyileştiricinin değişik dozları en az üç kez tekrarlanacak şekilde olmak üzere, kenar uzunlukları 5-10 m arasında değişen parsellere verilir. İyileştirici kimyasal madde bir bel veya çapa yardımıyla yıkama suyu verilmeden önce toprağa karıştırılır. Yıkama suyu genellikle aralıklı göllendirme yöntemi ile parsellere verilir. Belli miktarlarda yıkama suyu verildikten sonra deneme parsellerinde cm toprak derinliğini temsil edecek şekilde örnekler alınır. Bu örneklerde yapılan kimyasal analizlerle değişebilir katyonların nicelik ve niteliklerindeki değişimler incelenir. Aralıklı göllendirme ile verilen yıkama suyunun bir defada verilen miktarının azaltılmasıyla su arıtımı sağlamak olasıdır. Diğer taraftan iyileştirici maddelerin pahalı olduğu bölgelerde iyileştiricinin iki veya üç kısım halinde verilmesiyle iyileştirici maddeden arıtım sağlanabilir. Sodyumlu Toprakların Tuzlu Sularla İyileştirilmesi Tuzlu toprakların iyileştirilebilmeleri, ancak tuzlu toprak çözeltisinin düşük tuz derişimine sahip, sulama suyu ile yer değiştirmesi veya yıkanmasıyla olur. Değişebilir sodyumun % 15 den fazla olduğu sodyumlu topraklarda anılan oranın düşürülmesi ancak kimyasal iyileştirmenin başarısına, kimyasal iyileştirmede yıkanma olayının etkinliğine bağlıdır. Toprak gibi gözenekli bir ortam içinde bulunan belli kimyasal içeriğe sahip çözeltinin farklı kimyasal içerikteki diğer bir çözelti ile yer değiştirmesi olayı, yıkama ile tanımlanır. Yıkama olayı bilindiği gibi doğada sürekli olarak ve çoğu kez dikkatlerimizden kaçarak kendiliğinden oluşmaktadır. Sodyumlu toprakların bilinen klasik iyileştirme yöntemleriyle iyileştirmelerinde karşılaşılan en önemli darboğaz konu edilen toprakların su alma hızlarının çok düşük olması sonucu uygulanan yıkama suyunun gerekli yıkamayı sağlayamamasıdır. Bu nedenle sodyumlu toprakların iyileştirilmesinde yeni yöntemlerin araştırılmasına hız verilmiştir. Yeni yöntemlerle toprağın geçirgenliği arttırılırken aynı zamanda toprak kolloid sistemindeki değişebilir sodyum miktarını azaltmak amacıyla gerekli kalsiyum iyonu da sağlanmaktadır.

22 Sodyumlu bir toprağa iyi nitelikte, tuz içeriği düşük, yıkama suyu uygulandığında toprak geçirgenliği azalır ve tamamen sıfıra erişebilir. Tuz içeriği hemen hemen yok denecek kadar az olan yağmur suları bu topraklarda, benzer etki yapar. Yağmur suları toprak yüzeyinde göllendiğinde toprak yüzünde bulunan gözenekler tamamen kapanır ve su buharlaşıp tükeninceye kadar yüzeyde kalır. Öte yandan sodyumlu topraklara tuz içeriği yüksek ve sulama yönünden kötü nitelikte sayılan tuzlu sular verildiğinde geçirgenlikleri ve dolayısıyla su alam hızları birkaç kat artabilir. Böylesi sular toprağa uygulandığında kolloid iriliğindeki toprak zerrelerinin bir araya gelerek yumaklaşmalarına neden olur. Bu durum toprakta geçirgenliğin artmasını sağlar. Tuzlu ve kötü nitelikli sular, sodyumlu toprakların iyileştirilmesinde kullanılmaya başlanmıştır. Bu amaçla drenaj kanallarına bırakılan sulardan yararlanılabildiği gibi deniz suları da kullanılabilmektedir. Kötü nitelikli suyun uygulanması ile birlikte toprak kolloidlerinin yüzeylerindeki değişebilir katyonlarla çözeltideki katyonlar arasındaki denge toprak çözeltisi tuz içeriği ve tuz niteliğine bağlı olarak değişirken, tutulan katyonların nitelik ve nicelikleri de değişir. Sodyumlu toprakların tuzlu sularla iyileştirilmesinde iki olaydan yararlanılır. Tuzlu sularla yıkanan toprakların hidrolik iletkenliklerinin yükselmesi ve etki değerinin seyreltilmesi olayının değişebilir sodyum iyonunun azaltılmasına katkısı. Tuzlu sularla yıkanan sodyumlu topraklarda hidrolik iletkenlik değerinin yıkama suyu tuz içeriğine bağlı olarak değiştiği, derişim arttıkça hidrolik iletkenliğin de arttığı bir çok araştırmada belirlenmiştir. Dışardan toprak-su sistemine yıkama suyu eklendiğinde sistemdeki katyonlar arasındaki denge, eğer çözeltideki katyonlar sulama suyundaki katyonlarla benzer etki değerine sahipse değişmez. Eğer etki katyonlarının etki değerleri farklı ise değişebilir katyonlardan etki değeri küçük olan örneğin sodyum çözeltideki yüksek değerli katyonlarla yer değiştirmeye zorlanır. Bu olaya etki değerinin seyreltilmesi denir. Toprakta çözelti fazı katyonlarının derişimi arttığında, yüksek etki değerlikli katyonlar toprak kolloidlerinden çözeltiye geçer. Sonuç olarak, sodyum, kalsiyum, magnezyum içeren toprak-su sistemi, adım adım seyreltilen tuzlu sularla yıkanıp denge koşulu sağlandığında toprak kolloid sistemindeki değişebilir sodyum miktarı düşürülebilmektedir. Yöntemin Ana İlkeleri İki değerlikli katyonları (Ca+Mg) uygulanan sudan çözünmüş olarak sağlamak, katyon değişimi ile sodyumu uzaklaştırmak ve yüksek elektrolit derişiminin yumaklaşma etkisinden