Sucul bitkiler, her ne kadar yapraklarından da beslenebilirlerse de, besinleri köklerinden almayı tercih ederler. Besin derken kastedilen aslında bir takım kimyasal maddelerdir ve su içerisinde artı yüklü katyonlar veya eksi yüklü anyonlar olarak bulunurlar. Ters yükler birbirini çektiğinden, her katyon bir anyonla bileşik halde bulunur. Fakat taban malzemesinin bulunduğu ortamlarda (doğada buna karşılık gelen şey topraktır) eksi yüklü parçacıklar mikroskobik düzeyde yoğun şekilde bir arada bulunabilir. Bu yüklü parçacıklar katyonları çekerek kendi yapılarına katarlar. Bu katyonlar kalıcı olarak yapıya katılmaz, termal etkilerden dolayı zamanla tekrar serbest kalabilir ama bu sefer de başka bir katyon tutulur. Bu değişime katyon değişimi denir ve bu şekilde toprakla su arasında bir denge kurulur.
[nrelate -related]
Taban malzemesinde bulunan besin katyonları bitkilerin çok işine yarar. Böylece istediklerinde kökleriyle ulaşabildikleri bir besin deposuna sahiptirler. Köklerden H+ iyonu salınır ve köklerin yakaladığı katyonla değişim yapmaya zorlanır. Besin katyonu serbest kalınca da bitki köklerinden yapısına alır. Genel bir kural olarak bir taban malzemesinin katyon değiştirme yeteneği bitkiler için olumlu bir özelliktir. Bu özelliği ölçmek içinse Katyon Değişim Kapasitesi adında bir özellik tanımlanır ve taban malzemeleri bu özelliğe göre sınıflandırılır. Bazı kil türlerinin katyon değişim kapasiteleri şu şekilde ölçülmüştür:
Toprak Türü KDK (cmol/kg)
————– ————-
Humus 200
Vermikulit 150
Smektit 100
İllit 30
Klorit 30
Kaolinit 8
Fe, Al oksitler 4
Humus bozulmuş organik maddenin artık bozulamayacak noktaya gelmiş halidir. Mikro gözenekli yapısı sayesinde toprağın nem tutabilme kapasitesini arttırır. Humus fiziksel olarak organik malzemeden ayrılabilir. Bozunmuş organik malzemeler kaba görünümlü, bitki kalıntıları hala görünür olan bir maddedir. Humus ise görünüş olarak çok daha homojen olan, koyu renkli süngerimsi bir yapıdadır. Örneğin turba yosunu da yüksek katyon değişim kapasitesine sahiptir ancak aslında çürümemiş organik maddedir. Dolayısıyla humustan çok farklıdır. Katyon değişim kapasitelerini, yapılarındaki fenol grupları oluşturur. pH düşükken kapasiteleri düşükken; pH = 6’ dan sonra silikat killerinin kapasiteleri geçer.
Katmanlı silikat killeri toprak içinde küçük kolloidler halinde bulunurlar. İç yüzeyleri çok büyüktür. Vermikulüt ve smektitler suyla karşılaştıklarında şişen bir yapıya sahiptir. Böylece iç yapılarının alanı dış yüzeylerinin alanını geçebilir. Bunu kavramak biraz zor ama katmanlı yapı içerdiklerinden bu olabiliyor. Böylece katyon değişim kapasiteleri diğer kil formlarından daha yüksektir. İllit, klorit ve kaolinitler suyla şişmezler, dolayısıyla katyon değişim kapasiteleri daha düşüktür.
Fe ve Al oksitler tropik bölgelerde oluşur ve hava koşullarına açık kısımlarda görülür (örneğin lateritler). Düşük pH değerlerinde düşük bir katyon değişim kapasitesine sahiptirler ama yüksek pH değerlerinde durum tersine döner ve çok düşük pH değerlerinde anyonları tutmaya başlar.
Değişik katyonların yakalanma kolaylıkları birbirinden farklıdır. Bazı katyonların yakalanma sırası şöyledir:
Al > H > Ca > Mg > K > Na
Son yorumlar