Toprak İşleme - Prof.Dr.Rasim OKURSOY

Toprak İşleme
Toprak işleme, bitkisel üretime dayalı tarımsal faaliyetlerde ilk aşamadır.
Toprak işleme ile tohumun çimlenip, gelişerek büyümesi için gerekli ortamlar
sağlanmış olunmaktadır. Bu istekler :
Toprak içerisinde belirli oranlarda su hava ve besin maddelerinin olması gerekir.
Toprak yumuşak ve kabarık yapıda olmalı içerisinde mikroorganizma faaliyetlerinin
sürdürülmesini sağlayan biyolojik, kimyasal ve fiziksel olayların yapılmasına etkili
nem ve sıcaklık gibi uygun şartları taşımalıdır.
Günümüzde toprak işlemesiz tarım teknikleri konusunda yoğun çalışmalar yapılıyorsa
da, bitkilerin çimlenip, gelişebilmeleri ve büyüyebilmeleri için temel isteklerin
başında uygun tohum yatağı hazırlığı ile gelişme dönemlerindeki toprak işlemeye
yönelik ikileme, çapalama ve boğaz doldurma gibi işlemler zorunlu toprak işleme
yöntemleri olarak karşımıza çıkmaktadır.
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
1
Toprak İşleme-Tarihçe

İlk bulgular toprak işlemede kullanılan aletlerin insan kas gücü ile çalışan
ve ahşap malzemeden yapılan aletler şeklinde olduğudur.

Yeryüzünde yapılan ilk toprak işlemenin M.Ö.3000 yıllarında Fırat ve Nil
nehrinin vadi ve yataklarında yapıldığıdır.

Tarihsel gelişim süreci içerisinde insanların kas gücü ile çalışan el aletlerinin
yerini, önce hayvan gücü ile çalışan aletler almış, daha sonra toprak işleme
ve tohum yatağı hazırlığında makinaların kullanımı hızla devreye girmiştir.

Atası binlerce yıl önce toprak işlemede kullanılan ve ilk toprak işleme aleti
olarak kabul edilen karasaban, gelişmekte olan birçok ülkede
kullanılmaktadır. Ülkemizde ise doğu ve güneydoğu bölgelerimizde nadiren
kullanıldığı bilinmektedir.
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
2
Toprak İşleme-Tarihçe
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
3
Toprak İşleme-Tarihçe

Metalden yapılmış toprak işleme aletleri ilk kez günümüzden 2000 yıl önce Çin’de
kullanılmıştır. Bu alet başlangıçta küçük yapıda ve elle çekilebilir yapıda olup, çeki oku
ahşaptan toprağı kesen aksam ise V şeklinde bir metalden yapılmıştır. Bu aletin, günümüzün
ilkel toprak işleme aleti olan karasaban’ın atası olduğu bilinmektedir.

Milattan sonraki iki yüzyıl içerisinde toprak işlemede kullanılan aletlerin çeki gücü kaynağı
olarak bizon ve mandalar kullanılmıştır. Hayvanların çeki gücünden yararlanılmak üzere
yapılan toprak işleme aletleri, toprağı 2-3 sıralı işleyebilmekteydiler.

Toprağı devirmeden işleyen tekerleksiz pulluklar binlerce yıldır Hindistan’da kullanılmaktaydı.
Kekin kenarlı sert tahta bloklardan oluşan bu aletlerle toprak, ana kütleden kopartılmakta ve
daha sonra ikinci bir işlem ile ahşap kirişler yardımı ile tarla yüzeyi düzeltilmekte idi.

Toprağı devirmeden sadece yırtarak ve keserek işleyen toprak kesici bıçaklar ilk kez Roma
döneminde günümüzden iki bin yıl önce İtalya’da kullanılmıştır. O dönemde pulluklarda kulak
düzeni henüz geliştirilmemiş bulunduğundan, ağır topraklarda gereksinim duyulan çeki
gücünü sağlayabilmek açısından en fazla 8 adet büyük baş hayvan kullanılarak bu aletler
çekilmekte idi.
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
4
Toprak İşleme-Tarihçe

Kesin kanıt olmamakla birlikte ilk tekerlekli metal pulluk M.S.100 yılında İtalya’da,
tekerlekli ve kesme bıçaklı pulluklar ise 15.yüzyılda yine Avrupa’da görülmüştür. Bu
pullukların en büyük özelliği, günümüz pulluklarında olduğu gibi toprağı kestikten sonra
ters çevirerek tohum yatağı hazırlamasıdır.

Çeki gücünden yaralandığımız atların, tohum yatağı hazırlığı faaliyetlerinde
kullanılması, bu hayvanlar için Çin’e icat edilen koşum düzenlerine paralel olarak
yaygınlaşmıştır. Koşum düzenlerinin geliştirilmesi ile çeki hayvanlarının ağır toprak
koşullarında çeki performansları artırılmıştır.

Günümüzdeki hayvan iş gücünden yararlanılarak yapılan toprak işleme ve tohum yatağı
hazırlama tekniğinin temelini 17.Yüzyılın başlarında Hollanda, İngiltere ve İskoçya’da
yapılan toprak işleme teknikleri oluşturur.

Onsekizinci yüzyılda Jethro Tull, atla çekilebilir ve geniş sıra aralıkları isteyen bitkiler
için tohum yatağı hazırlayabilen bir makine yapmıştır. Bu makine ile bitki artıkları
toprağa daha iyi gömülmüş, toprağın daha iyi tavına gelmesi sağlanmıştır.

Yine 18. yüzyılda Amerikalı demirci Robert Ransome, demir dökümden yapılmış ve
çalıştıkça aşınarak keskinleşen bir pulluğun patentini almıştır.
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
5
Toprak İşleme-Tarihçe
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
6
Toprak İşleme-Tarihçe

Yine bu yıllarda İngiltere’de arazi ıslah çalışmalarında kullanılmak üzere tasarlanan
dipkazanların ortaya çıkması ile toprak işleme aletlerinde faklılaşma süreci
başlamıştır.

Günümüzde tarımda kullanılan pulluğa tasarım yönünden oldukça benzeyen ilk çelik
pulluk Amerika’da John Deere tarafından yapılarak 1830 yılında tüm dünyaya
tanıtılmıştır. Bu pulluk günümüzdeki modern pullukların atası olarak kabul
edilmektedir.

Çeki gücü kaynağı olarak 1860’lı yıllardan itibaren hayvanların yerini güç makinaları
almaya başlamıştır. Toprak işlemede demir tekerlekli ve buharlı bir traktör 1860’da,
mazotlu traktör ise 1892’de Amerika’da ilk kez kullanılmıştır. Demir tekerleklerin
yerini 1932’den itibaren lastik tekerlekler almaya başlamıştır.

Bugün, tüm dünyada, lastik tekerlekli ve paletli olmak üzere çeşitli güç ve
özelliklerde 18 milyon traktör tarımda tohum yatağı hazırlığı işlerinde
kullanılmaktadır.
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
7
Toprak İşleme-Tarihçe

Ülkemize ise modern pulluk Osmanlı İmparatorluğunun son dönemlerinde girmiştir.
Bu dönemlerde Anadolu’da kurulmuş bulunan yabancı kökenli tarım çiftliklerinde
demir gövdeli pulluklar kullanılmıştır.

Cumhuriyet döneminde kurtuluş savaşı sonrası ülkede yaşanan yoksulluğa paralel
olarak yerli üretim toprak işleme makinaları sektörü malzeme yetersizliğinden dolayı
üretilememiştir.

Ne var ki, Cumhuriyetin başlangıç yılında Atatürk’ün kendi üretim çiftliğinde
kurdurduğu pulluk üretim merkezi ile bu alanda ilk adımlar atılmıştır.

Planlı sanayileşme süreci içerisinde hızlı bir gelişme gösteren toprak işleme
makinaları üretimi ancak 1960’lı yıllarda kendi gereksinimini karşılayacak düzeye
gelmiştir.
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
8
Toprak İşleme – Veriler..
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
9
Toprak İşlemenin Tanımı..
Toprak İşlemenin Tanımı
Bir enerji harcayarak toprağı oluşturan yapı elemanlarının, bitkilerin istekleri doğrultusunda
mekanik olarak yatay ve düşey yönde yer değiştirmesini sağlayarak homojen bir şekilde
karıştırılmalarını sağlamaktır. Kısaca toprak işleme ile:
Topraklar şeritler halinde kesilip devrilebilir,
Topraklar alttan kesilip devrilmeden kabartılabilir,
Topraklar kesilip rasgele ya da düzenli bir şekilde karıştırılabilir,
Toprak bastırılabilir.
Toprak İşleme Alet ve Makinaları
Toprağı şeritler halinde kesip devirerek işleyen kulaklı ve diskli pulluklar,
Toprağı devirmeden kabartarak işleyen kültivatör, tırmık ve çapa makinaları,
Toprağı karıştırarak işleyen toprak frezeleri ve rotovatörler,
Toprağı bastırarak/sıkıştırarak işleyen sürgü ve merdaneler.
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
10
Toprak İşlemenin Amacı..
Toprak İşlemenin Amacı
Genel olarak toprak işlemenin amacı, toprağı toz haline getirmeden ufalayarak bitkisel
toprak tabakasında furda bünye oluşturmak ve bu bölgedeki yabancı otları yok
etmektir. Böylece toprağın kabarması, havalanması, ve her türlü organik
maddelerin çürümesi sağlanarak toprağı verimli kılan fiziksel, kimyasal ve biyolojik
olaylar için gerekli koşullar sağlanmış olur.
Tarımda toprak işlemenin amaç ve fonksiyonları şunlardır :
Tohum yatağı hazırlanması
Yabancı ot kontrolü
Toprak yüzeyindeki anız ve gübrenin toprağa gömülmesinin sağlanması
Tarlanın sulamaya hazırlanması
Erozyon kontrolü
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
11
Tarım Topraklarının Mekanik Özellikleri
Toprağın herhangi bir toprak işleme aleti ile işlenmesinde toprak mekaniği
yönünden bazı özelliklerinin bilinmesi gerekmektedir. Topraktaki bu
özelliklerin etkilerinin toplamı, bir aleti toprak içerisinde çekmek için gerekli
kuvvet ve bu kuvvete bağlı çeki gücünün büyüklüğünü belirler.
Bu özellikler :
Toprak tavı
Fiziksel yapı
Doğal yığılma açısı
İç sürtünme (Kohezyon)
Dış sürtünme (Adezyon)
Özgül toprak direnci
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
12
Tarım Topraklarının Mekanik Özellikleri
Toprak Tavı..
Toprak tavı, topraktaki nem oranı ve toprağın yapısı ile ilgilidir. Toprak
işleme toprak tavda iken yapılır.
Toprak tavda iken şu özellikler görülür:
İşlendiği zaman kolayca furda bünye (agregat) haline geçer,
Tavlı toprak elastik ve yumuşaktır,
Sıkıştırılıp bırakıldığında tekrar kabararak eski halini alır,
İşlenmesi kolaydır, makinada titreşim yaratmaz.
Toprak işleme aletlerini çeki gücü yönünden zorlamaz.
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
13
Tarım Topraklarının Mekanik Özellikleri
Toprağın Fiziksel yapısına bağlı parametreleri
Doğal
yığılma
Açısı
İç
Sürtünme
katsayısı
Dış
Sürtünme
katsayısı
Yoğunluk
Özgül
Toprak
direnci
(kg/dm2)
Gruplar
Toprak tipleri
Hafif
Kum-humuslu kumtınlı kum-kireçli
kum
30-40
(35)
0.57-0.84
(0.70)
0.364
1.40-2.20
(1.80)
20-30 (25)
Hafif-Orta
Ağır
Humus-kumlu
humus-tınlı humuskilli humus
35-42
(38)
0.70-0.90
(0.78)
0.425
1.50-1.60
(1.55)
25-35 (30)
Orta-Ağır
Kireç-kumlu marntınlı marn-killi marn
38-45
(42)
0.78-1.00
(0.90)
0.466
1.60-1.75
(1.68)
30-60 (45)
Orta-Ağır-Ağır
Tın-kumlu tınhumuslu tın-kireçli
orta tın
42-50
(46)
0.90-1.20
(1.05)
0.520
1.70-1.90
(1.80)
40-80 (60)
Ağır topraklar
Kil-humuslu kireçli
kil
45-55
(50)
1.10-2.15
(1.12)
0.577
1.85-2.30
(2.07)
45-115 (80)
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
14
Genel Tanımlar
Doğal yığılma açısı
Granül haldeki bir toprak bir huniden düz bir yüzeye yavaşça döküldüğünde, yüzey
üzerinde bir koni meydana getirir. Bu koninin yan yüzeyinin yatayla yaptığı açı doğal
yığılma açısı olup, bu açının tanjant değeri iç sürtünme katsayısını oluşturur. İç sürtünme
katsayısına kohezyon da denilmektedir.
Dış sürtünme (Adezyon)
Toprak taneleri ile makine işleyici organları arasındaki sürtünme açısının tanjant değeridir.
Bu katsayının büyüklüğü, toprak yüzeyi ile temas eden makine parçalarının yüzey
pürüzlülüğüne bağlıdır.
Özgül toprak direnci
Pulluk tarafından hareket ettirilen toprak şeridinin enine kesit alanının birim yüzeyine düşen
kuvvettir.
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
15