hepnotSu, toprak ve bitki: karşılıklı ilişkiler ve su bütçesi
Konunun mantığı
Su, toprak ve bitki birbirini etkileyen bir sistem oluşturur. Yağışın bir bölümü yüzeyden akabilir, bir bölümü zemine sızabilir; sızan suyun bir kısmı kök bölgesinde tutulurken bir kısmı daha derine geçebilir. Sızma ile doğrudan yer altı suyuna katılma aynı şey değildir. Suyun nerede ve ne kadar kaldığı; yağışın özelliği, önceki nem, eğim, yüzey örtüsü ve toprağın yapısıyla ilişkilidir. Aynı yıllık yağış toplamı her yerde aynı su kullanılabilirliğini vermez.
Toprak oluşumu yalnız iklimin sonucu değildir; ana materyal, canlılar, yer şekilleri ve zaman da etkilidir. Mineral parçalar, organik madde ve gözeneklerdeki su/hava bir arada bulunur; oranları bütün topraklarda sabit değildir. Tane boyutu ile gözenek yapısı suyun tutulmasını ve geçişini etkiler. Ancak toprakta tutulan suyun tamamı bitki tarafından aynı kolaylıkla alınamaz; toprak suyu miktarı ile bitkiye yarayışlı su koşulsuz özdeş değildir. Sadece renk veya tek yüzey gözlemiyle verimlilik garantisi verilemez.
Bitkiler kökleriyle su alır, bir bölümünü dokularında kullanır ve önemli bir bölümünü terlemeyle atmosfere verir. Toprak/yüzey buharlaşmasıyla bitki terlemesinin birlikte değerlendirilmesine evapotranspirasyon denir. Bitki türü, su erişimi ve atmosfer koşulları bu akışları değiştirir. Sıcaklık veya rüzgâr değişimini tek başına kullanıp bütün koşullarda aynı terleme miktarı hesaplanmaz; örneğin su stresi bitkinin tepkisini değiştirebilir. Bitkiyi, toprağa yalnız su kazandıran ve hiç su kullanmayan bir unsur gibi düşünmeyiz.
Bitki örtüsü kökleri ve yüzeyi örten kısımlarıyla uygun koşullarda toprağın taşınmasını sınırlamaya; organik artıklar ise toprağın yapısına katkı verebilir. Buna karşılık toprak derinliği, su, besin ve tuzluluk gibi koşullar bitki topluluklarını etkiler. İklim benzer olsa da farklı ana materyal, eğim, kullanım geçmişi ve insan müdahalesi farklı örtülerle ilişkili olabilir. Bir yerdeki bitki örtüsünden bütün geçmişi veya kesin tek nedeni çıkarmak yerine karşılıklı ilişkiler ve ilgili kanıtlar aranır.
Su bütçesi için sınır seçilir: örneğin belirli alandaki kök bölgesi. Dönem sonu depolama, başlangıç depolaması artı girişler eksi çıkışlardır. Aynı alan için eşdeğer su yüksekliği mm ile verilen giriş ve çıkışlar toplanabilir; bu değerler toprağın kalınlığı değildir. Topraktan alınan suyun terlemeyle çıkışı evapotranspirasyonda zaten sayıldıysa ayrıca bir daha çıkarılmaz. Verilen basit bütçe kök bölgesi depolamasını hesaplayabilir; bitkinin kesin türünü, ürün verimini veya uzun dönem iklimini tek başına belirlemez.
Yağış, sızma, kök bölgesi depolaması ve derin drenaj farklı süreçlerdir. Toprak/bitki tek bir iklim değişkeniyle belirlenmez. Evapotranspirasyon buharlaşma+terlemedir; aynı suyu iki kez sayma. Seçilen sınırda son depolama=başlangıç+giriş−çıkış; verim veya bitki türü bununla kesin bulunmaz.
Adım adım bir örnek
Yalnız kurmaca bir haftalık kök bölgesi bütçesinde başlangıç depolaması60 mm, bölgeye gerçekten ulaşan su girişi30 mm, evapotranspirasyon20 mm, alttan drenaj15 mm. Başka giriş/çıkış yok; bitki dokularında su depolaması değişimi ihmal ediliyor. Değerler aynı alana göre eşdeğer su yüksekliğidir. Son depolamayı bulunuz.
Depolama denklemi
- Son=60+30−20−15=55 mm.
- Depolama5 mm azalır; giriş30 mm olsa da çıkış toplamı35 mmdir.
Sınır: 30 mm doğrudan kök bölgesine ulaşan giriş olarak verilmiştir; ayrıca yüzey akışı çıkarmak aynı aşamayı ikinci kez sayabilir.
Önce net dönem değişimi
- Net giriş−çıkış=30−(20+15)=−5 mm.
- Başlangıca ekle:60−5=55 mm. Terleme evapotranspirasyona dahildir; ayrı ikinci bir çıkış yazılmaz.
Sınır: Bu aynı bütçenin ikinci temsilidir; bağımsız su ölçümü veya bitki verim deneyi değildir.
Aynı20 mm evapotranspirasyona ek olarak o terlemenin8 mm kısmını tekrar çıkarırsak neden yanlış sonuca gideriz?
Hatayı bul
“Evapotranspirasyon20 mm ve bunun8 mmsi bitki terlemesi; toplam çıkış28 mm.” İlk hata nedir?
İlk hatayı göster
İlk hata: Terlemeyi evapotranspirasyonun dışında ikinci kez saymak.
Verilen20 mm evapotranspirasyon8 mm terlemeyi zaten içerir; buharlaşma kalan12 mmdir. Aynı sınır/dönem için toplam bu iki sürecin çıkışı20 mmdir,28 değil.
Çalışılmış haftalık örnekte diğer veriler aynıyken kök bölgesine ulaşan giriş30dan40 mmye çıkarsa son depolama ne olur? Verim de kesin aynı oranda artar mı?
Son=60+40−20−15=65 mm olur; depolama55ten65 mmye çıkar. Verim su dışında tür, besin ve başka koşullara da bağlıdır; depolama artışından kesin orantılı verim artışı çıkmaz.
Dersin soruları
1İki yerde yıllık yağış toplamı ve ortalama sıcaklık benzer; fakat ana materyal, eğim ve arazi kullanım geçmişi farklı. Bu bilgilerle toprak ve bitki örtüsü hakkında en uygun yorum hangisidir?
Bu soruda hata mı var?2Kurmaca bir haftada aynı kök bölgesi için başlangıç su depolaması40 mm, bölgeye ulaşan giriş25 mm, evapotranspirasyon18 mm ve alttan drenaj12 mm. Başka giriş/çıkış yok, bitki dokusu depolama değişimi ihmal. Son depolama kaç mm olur?
Bu soruda hata mı var?3Aynı yağış olayı altında, karşılaştırılabilir iki eğimli alandan bitki örtüsü daha seyrek olanda taşınan toprak miktarı fazla ölçülüyor. Toprak yapısı ve kullanım geçmişinin tamamen aynı olduğu doğrulanmamış. En uygun sonuç hangisidir?
Bu soruda hata mı var?Kendini dene
Tüm soruları cevapla. Bitirince puanını ve zorlandığın noktaları göreceksin.
1Kurmaca bir haftada bir kök bölgesinin başlangıç depolaması 50 mm, dönem sonu depolaması 62 mm’dir. Dönemde evapotranspirasyon 25 mm ve alttan drenaj 10 mm’dir; başka giriş ya da çıkış yoktur, bitki dokusundaki su değişimi ihmal edilir. Bölgeye ulaşan su girişi kaç mm olmuştur?
2Kurmaca bir deneyde aynı bitki türüyle ve aynı toprakla iki parsel kuruluyor. A parselinin toprak yüzeyi açıktır; B parselinin toprak yüzeyi buharlaşmayı engelleyen bir örtüyle kapatılmıştır. Aynı haftada evapotranspirasyon A’da 26 mm, B’de 17 mm ölçülüyor. Bu ölçüm için hangi yorum uygundur?
3Kurmaca bir yağış olayında toplam yağış 40 mm’dir. Bunun 10 mm’si yüzeyden akıp alanı terk etmiş, 30 mm’si zemine sızmıştır. Sızan suyun 24 mm’si kök bölgesinde tutulmuş, 6 mm’si kök bölgesinin altına geçmiştir. Değerler aynı alana göre eşdeğer su yüksekliğidir; evapotranspirasyon bu olayda ihmal edilir. Kök bölgesi depolaması bu olayda kaç mm artmıştır?
4Kurmaca iki alan aynı yıllık yağış toplamını (600 mm) alıyor. A alanı eğimli, yüzeyi çıplak ve ince topraklıdır; B alanı düze yakın, otlarla kaplı ve derin topraklıdır. Hangi değerlendirme uygundur?
5Kurmaca iki toprak örneği aynı koşulda doygun hâle getirilip süzülüyor. K toprağı 120 mm, L toprağı 80 mm su tutuyor; tutulan suyun bitkiye yarayışlı kısmı K’de 70 mm, L’de 65 mm ölçülüyor. Hangi sonuç bu verilerle uyumludur?
6Kurmaca iki yamaç aynı yıllık yağış toplamını almaktadır. Y yamacında otsu örtü seyrektir; toprak derinliği 20 cm ve tuzluluk yüksek ölçülmüştür. Z yamacında örtü sıktır; toprak derinliği 80 cm ve tuzluluk düşüktür. Bir öğrenci Y’deki seyrek örtüyü aşırı otlatmayla açıklıyor; hiçbir yamaç için otlatma kaydı bilinmemektedir. Bu açıklama için hangi değerlendirme uygundur?
7Kurmaca bir kök bölgesinin başlangıç depolaması 45 mm’dir. Birinci haftada bölgeye ulaşan giriş 20 mm, evapotranspirasyon 18 mm, alttan drenaj 5 mm’dir. İkinci hafta yağışsızdır ve drenaj yoktur (giriş 0 mm, drenaj 0 mm); ikinci haftanın sonunda depolama 20 mm ölçülmüştür. Başka giriş ya da çıkış yoktur; bitki dokusundaki su değişimi ihmal edilir. İkinci haftadaki evapotranspirasyon kaç mm’dir?
8Kurmaca bitki örtülü bir alanda sıcaklığın arttığı bir haftada evapotranspirasyon 20 mm’den 26 mm’ye çıkıyor. Bir öğrenci, sıcaklık aynı miktarda bir kez daha artınca evapotranspirasyonun yine 6 mm artacağını söylüyor. Kök bölgesi depolaması o dönemde azalmış ve bitki su stresine yaklaşmıştır. Bu öngörü için hangi değerlendirme uygundur?
9İklim, ana materyal ve bitki örtüsü aynı olan iki kurmaca alandan P düz bir tabanda, R dik bir yamaçtadır. P’deki toprak profili 80 cm, R’deki 15 cm derinliktedir. Bu derinlik farkı için hangi yorum uygundur?
10Kurmaca bir kök bölgesinin başlangıç depolaması 70 mm’dir. Bir olayda 50 mm yağış düşmüş, bunun 12 mm’si yüzeyden akıp alandan çıkmış, kalanı bölgeye girmiştir. Aynı dönemde evapotranspirasyon 25 mm olup bunun 11 mm’si bitki terlemesidir; alttan drenaj 8 mm’dir. Başka giriş ya da çıkış yoktur; değerler eşdeğer su yüksekliğidir. Dönem sonu depolama kaç mm’dir?
Aklında kaldı mı?
Aynı yağış ve sıcaklık niçin aynı toprağı/bitkiyi garanti etmez?
Ana materyal, yer şekli, canlılar, zaman ve insan kullanım geçmişi de etkili olabilir; ortalama değerler bütün koşulları tanımlamaz.
Sızan suyun tamamı hemen yer altı suyuna mı katılır?
Hayır; kök bölgesinde tutulabilir, bitkilerce alınabilir, buharlaşabilir veya daha derine geçebilir. Sınır ve dönem açık seçilmelidir.
Kaynak ve kontrol durumu
Bu ders Hepnot için hazırlandı; üçüncü taraf soru kitabından soru veya görsel aktarılmadı. Bu, başka içerikle benzerlik olmadığının garantisi değildir.
Branş editörü incelemesi ve müfredat eşleştirmesi sürüyor; bu nedenle ders taslak olarak işaretlidir.
Müfredat için başvurulacak kaynak: MEB öğretim programları.