Yarı kurak iklim şartlarında volkanik materyal üzerinde oluşan toprakların fiziksel, kimyasal, mineralojik özellikleri ve oluşumu
Physical, chemical, mineralogical properties and formation of the soils developed on volcanic material under semi-arid conditions
Yazar: SIDIKA ALP
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HASAN HÜSEYİN ÖZAYTEKİN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Volkanik ana materyal üzerinde oluşan topraklar benzersiz fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptirler ve yağışlı iklimlerde oluşanları çoğu kez andisol olarak sınıflandırılır. Yağışlı iklimlerde bulunan volkanik toprakların ayrışma prosesleri ve mineral oluşumları üzerine çok miktarda çalışma olmasına rağmen kurak ve yarı kurak bölgelerde oluşanlarla ilgili olarak az sayıda veri bulunmaktadır. Türkiye'de de volkanik materyal üzerinde oluşan topraklar ile ilgili çalışmalar, dağılımlarıyla karşılaştırıldığında yetersizdir. Sunulan bu çalışmanın hedefleri andezitik ana materyal üzerinde oluşan 5 toprak profilinin fiziksel, kimyasal ve mineralojik karakteristikleri ile toprak genesisi ve toprak sınıflandırmasından sorumlu pedolojik prosesler üzerine iklim ve diğer toprak oluşum faktörlerinin etkisinin araştırılmasıdır. Bu çalışmanın ana amacı, Konya'da yarı kurak iklim şartlarında volkanik materyal üzerinde oluşan toprakların andisol olarak sınıflandırılabilmesi için gerekli kriterleri sağlayıp sağlamadığını belirlemektir. Bu amaçla her profilde makromorfolojik tanımlamalardan sonra horizon esasına göre toprak örnekleri alınmış, fiziksel, kimyasal ve mineralojik özellikler belirlenmiştir. Söz konusu topraklar orta ve ince tekstür, düşük organik madde içeriği, düşük katyon değişim kapasitesi ve su tutma kapasitesi göstermişlerdir. Sonuçlar göstermiştir ki tüm topraklarda kum ve kaba silt fraksiyonu % 30 `dan fazladır. Hacim ağırlığı tüm profillerde % 0.90 gr.cm-3 `den yüksektir. Genel olarak düşük fosfor fiksasyonu bulunmuştur. Fosfor fiksasyonu sadece 3 ve 4 nolu profillerde % 25 `in üzerindedir. Fakat tüm profillerde % 85 `in altındadır. Amonyum oksalatta ekstrakte edilen Al+1/2 Fe yüzdesi bütün profillerde % 2 `nin altındadır. NaF deki pH değerleri 9.5 in altındadır. Seçici ekstraksiyon ile tüm horizonlarda Fed>Feo>Fep ve çoğu horizonda Alp>Alo>Ald şeklinde bir ilişki saptanmıştır. Sodyum ditiyonit-sitrat, asit amonyum oksalat ve sodyum pyrofosfat ile ekstraksiyonlar göstermiştir ki Dünya'da yer alan volkanik materyal üzerinde oluşan toprakların tersine, çalışılan topraklarda allofan, imogolit ve Fe-humus kompleksleri gibi amorf mineraller saptanmamıştır. Amorf mineral olarak sadece önemli miktarda Al-humus kompleksi ve çok az miktarda da ferrihidrit bulunmuştur. Kristalize demir mineralleri, diğer demir minerallerinden daha fazladır. Seçici çözelti analizine ait bazı indeks değerler 3 nolu profilde eseri miktarda amorf materyalin bulunabileceğini göstermektedir. Feldspat (plajiyoklaz) , kristobalit ve kuvars en yaygın primer minerallerdir. Bazı profillerde hematit, cummingtonit ve maghemit de bulunmuştur. X ışını kırınımları kaolinit ve illitin kil fraksiyonunda dominant kil minerali olduğunu göstermektedir. Ayrıca kil fraksiyonunda klorit-smektit ara tabakalı mineraller de oluşmuştur. Kısa yağışlı sezon, uzun kurak periyot ile karakterize edilebilecek lokal iklim, düşük yıkanma oranı hızlı toprak oluşumunu engellemiş bu durum toprak çözeltisinde Si konsantrasyonunun artmasına neden olarak kaolinit ve illit gibi kristalize kil minerallerinin oluşumunu teşvik etmiş, böylece ana materyalin ayrışmasıyla ortama salınan Si ve Al `nin tüketilmesi sonucu allofan gibi amorf minerallerin oluşumu engellenmiştir. Erenler Dağı üzerinde toprak genesisini etkileyen temel faktörler, yıkanma rejimi ve ayrışma oranını belirleyen iklim, topoğrafya ve ana materyalin tabiatı olarak saptanmıştır.Anahtar Kelimeler: Andisoller, Volkanik materyal, Toprak Oluşumu, Toprak sınıflandırması, Konya Erenler Dağı

Abstract:
Soils that are forming on volcanic parent materials have unique physical and chemical properties and in most cases on wet and humid climates are classified as andisols. Weathering processes and neoformation of minerals in volcanic soils have been studied extensively in humid climates but little data are available on these soils in arid and semi arid regions. Also studies on soils developed on volcanic materials are insufficient in Turkey compared to their distribution. The objectives of the present work were to asses the influence of climate and other soil forming factors on physical, chemical and mineralogical characteristics and pedolojical processes responsible for soil genesis and soil classification of five volcanic soil profiles derived andesitic parent material. The main purpose of this study is to examine of the soils that are forming on volcanic materials under semi arid climate in Konya (Turkey) meet the requirements to be classified as andisols. For this purpose samples were taken from the horizons after their macromorphological identifications completed in all profiles and analysis for physical, chemical and mineralogical properties carried out. These soils are characterized a medium and fine texture, low organic matter content, low cation exchange capacity (CEC) and soil moisture retention. The results revealed the amount of sand and coarse silt fractions were higher than 30% in all soils. The bulk density is higher than 0.90 gr.cm-3 in all profiles. In general phosphate retention is low. It is higher than 25 % in the profile 3 and profile 4. But it is lower than 85% in all profiles. The Al + ½ Fe percentages (by ammonium oxalate) are lower than 2 % in all profiles. pH values in NaF are lower than 9.5 in studied soils. Selective extraction give in all horizons the following relationships Fed>Feo>Fep and in most horizons Alp>Alo>Ald. Extraction with sodium dithionite ? citrate, acid ammonium oxalate and sodium pyrophosphate showed that in contrast to soils usually forming on volcanic material world wide soils lack noncrystalline minerals like allophone, imogolite an iron humus complexes. The only noncrystalline minerals are present and in great quantities Al-humus complexes and in little quantities Ferrihydrite. Crystallized Fe minerals were higher than the other Fe minerals. Some selective dissolution analyses index results showed that traces amount amorphous material should be present in profile 3. Feldspar, cristoballite and quarts were more common primer minerals. Hematite, cummingtonite and maghemite were also found in some profiles. X-ray diffraction indicates kaolinite and illite were dominant minerals in clay fraction. Furthermore considerable amount of chlorite-smectite interstrafied was occur in clay fraction. The local climate which due to its short wet season and extended dry season, lower degree of leaching prevent rapid soil genesis and caused an increase in Si concentrations in the soil solution and favorite neogenesis of crystalline clays such as kaolinite and illite, consuming a large amount of Al and Si derived from the parent material as opposite to poorly crystalline colloidal constituents such as allophone. The major factors determining soil genesis on the Mt. Erenler would appear to be climate, topography and nature of parent material by affected leaching regime and weathering rates.Key Words: Andisols, Volcanic Material. Soil Formation, Soil Classification, Mountains Erenler, Konya