TARTIŞMA

Toprak işleme genellikle yüzey toprağında hacim ağırlığını düşürür ve gözenekliliği artırır. Bununla beraber, işlenen kısmın hemen altında, toprak işleme makinasının bastırma etkisi nedeniyle hacim ağırlığı artar (Klute, 1982). Toprak işleme genellikle, toprağın gözenek-büyüklük dağılımında değişikliğe neden olmaktadır. Topraklarda biyolojik faaliyetler sonucu oluşan, solucan kanalı ve kök kanalı gibi yapılar ve fiziksel faaliyetler sonucu oluşmuş çatlaklar benzeri yapılar makro gözenek olarak adlandırılır. Toprak işleme ile toprağın makro-gözenekleri hemen hemen tamamen tahrip olurken, mezo-gözenek içeriği artar. Özetle, toprak işleme toprağın makro gözenekliliğini azaltırken, toplam gözenekliliği artırmakta ve hacim ağırlığını düşürmektedir (Erşahin, 2001).

İşlenmiş ve işlenmemiş arazilerde hacim ağırlığına (HA) ilişkin yapılan ANOVA testi sonuçlarına göre; HA ağırlığı bakımından araziler arasında %5 önem seviyesinde fark bulunmuştur. İşlenmiş arazide ortalama hacim ağırlığı 1,34 gr/cm3

bulunurken, işlenmemiş arazide 1,26 gr/cm3

bulunmuştur. İşlenmiş arazide hacim ağırlığının daha düşük olması beklenirken; yüksek bulunmasının sebebi; değişik toprak işleme şekillerinin toprağın hacim ağırlığı ve toplam gözenekliliğini etkileme yeteneğinin farklı olmasından ileri gelmektedir. Traktörle yapılan toprak işleme arazide makine trafiğini artırmış ve hacim ağırlığını yükseltmiştir. Nitekim Osunbitan ve ark. (2005), tınlı toprağın hacim ağırlığı ve hidrolik özellikleri üzerine farklı toprak işleme sistemlerinin etkilerini inceledikleri araştırmalarında; tüm toprak işleme sistemlerinin hacim ağırlıklarına etkilerinin önemli olduğunu bildirmişlerdir.

Çarman (1997), Orta Anadolu‘da toprak özellikleri ve buğday verimi üzerine farklı toprak işleme yöntemlerinin etkilerini incelemiş; toprak işleme yöntemlerinin toprak su içeriği, hacim ağırlığı, ortalama agregat ağırlıklı çapı ve yüzey pürüzlülüğü ile infiltrasyonu üzerine etkilerinin önemli olduğunu rapor etmiştir (Asiltürk, 2010). Yapılan çalışmalar, bu çalışmada bulunan sonuçları destekler niteliktedir. İşlenmiş ve işlenmemiş arazilerde doygun hidrolik iletkenlik (Ks) ve infiltrasyon hızına (Q) ilişkin

yapılan ANOVA testi sonuçlarına göre; araziler arasında % 5 önem seviyesinde fark bulunmuştur.

İşlenmiş arazide doygun hidrolik iletkenlik (Ks); 3,67 cm/sa bulunurken, işlenmemiş

arazide 2.7 cm/sa bulunmuştur. İnfiltrasyon hızı da doymuş hidrolik iletkenliğe yakın değerler almıştır. Toprağın makro-gözenek sisteminin parçalanması nedeniyle, doygunluğa yakın su içeriklerinde toprak işlemenin toprağın hidrolik özelliklerini olumsuz etkilediği bilinmektedir. Ancak; belli bir su içeriğinin altında ise toprak işleme, toprağın mezo-gözenek içeriğini artırdığı için hidrolik fonksiyonları artırıcı yönde etkilediği yapılan çalışmalar sonucunda teyit edilmiştir. Örneğin; Bouma ve ark. (1975) Tama siltli tını ve Oshkosh kilin‘e ait işlenmiş ve işlenmemiş pedon çiftlerine ASt başlıca horizonların morfolojisi ve hidrolik özelliklerini araştırmışlardır. Araştırma sonucunda; makrogözeneklerin sayılarındaki düşme nedeniyle, kültivasyon altındaki toprakların doygunluktaki hidrolik iletkenlikleri işlenmeyen alanlarınkinden daha düşük bulunmuştur. Ancak; Tama siltli tınının Ap ve A1 horizonları dışında bütün işlenen toprakların belirli bir tansiyonun altındaki hidrolik iletkenlikleri işlenmeyen topraklardan daha yüksek bulunmuştur. Bu durum, toprak işlemenin neden olduğu toprağın mezo ve mikro gözeneklerindeki artıştan ileri geldiği düşünülmektedir (Klute, 1982). İşlenmiş arazi toprakları tınlı bir bünyeye sahiptir. İşleme esnasında mezo-mikro gözenekliğin artmasından dolayı hidrolik özelliklerin işlenmemiş araziye nazaran yüksek olduğu düşünülmektedir. İşlenmemiş arazinin üzerinde yaklaşık beş senedir yonca bulunmaktadır. Arazinin 0-15 cm derinliğinde numunelik toprak örneği alımını bile engelleyen odunsu yonca kökleri ve taş parçaları bulunmuştur. Bu materyallerin suyun toprağa girişini engellediği gözlenmiş ve çalışmalar boyunca işlenmiş araziye nazaran çok daha yavaş su akışı gözlenmiştir. İşlenmemiş arazide, infiltrasyon hızı işlenmiş arazidekine nazaran daha çabuk dengeye gelmiş olup, bunun işlenmemiş arazide var olan geçirimsiz tabakadan kaynaklandığı sanılmaktadır. Toprak profili su ile doygunluğa ulaştığında, toprağın infiltrasyon hızı toprak içerisindeki en geçirimsiz tabaka tarafından belirlenir (Hillel, 1980). Geçirimsiz tabakanın dip kazanla parçalanması bir dereceye kadar infiltrasyon hızını artırabilir (Edwards, 1982).

Sorptivite daha çok hidrolojik çalışmalarla yararlanılan bir değişkendir. Toprak hidrolik özelliklerinin oluşmasında gözeneklerin büyüklüğü, dağılım ve boşluk geometrisi ve onun toprak içerisindeki birbirleri ile olan ilişkileri önemli rol oynar. Bu özellikler hidrolik iletkenlik, matrik ve makropor akı potansiyelleri ve toprak sorptivitesi üzerinde başlıca etkiye sahiptirler. Sorptivite yerçekimi etkisi olmadan toprak tarafından suyun emilmesinin bir ölçüsüdür. Sorptivite, infiltrasyonun başlangıcında süreci idare eden en önemli değişkendir. Bilindiği gibi sorptivite, değişik topraklara göre değişik değerler alan bir özelliktir. Bu değer toprağın başlangıçta içerdiği su içeriğine bağlı olarak da değişir (Tekinsoy, 2002). Sorptivite (S) ANOVA testi sonuçlarına göre; araziler arasında % 5 önem seviyesinde fark bulunmuştur. İşlenmiş arazide ortalama sorptivite (S); 0,031 bulunurken, işlenmemiş arazide 0,016 bulunmuştur. Yukarıda anlatıldığı gibi sorptivite toprak hidrolik özellikleriyle birebir ilişkilidir. Dikkatli incelendiğinde ; doymuş hidrolik iletkenlik (Ks) ve infiltrasyon hızı (Q) da işlenmiş

arazide işlenmemiş araziye nazaran yüksek bulunmuştur. Sorptivite doymuş hidrolik iletkenlik (Ks), infiltrasyon hızı (Q) ile ilişkili olduğundan bahsedilen sebepler

sorptivite için de geçerlidir. Makroskopik kapillar uzunluğu (λc) ANOVA testi sonuçlarına göre; araziler arasında %5 önem seviyesinde fark bulunmamıştır. Agregat stabilitesi (AS) ANOVA testi sonuçlarına göre; araziler arasında % 5 önem seviyesinde fark bulunmuştur. İşlenmiş arazide ortalama agregat stabilitesi (AS); 0,63 bulunurken, işlenmemiş arazide ortalama 0,75 bulunmuştur. Toprak parçacıklarının daha büyük agregatlar oluşturmak üzere yeniden düzenlenmeleri ve organize olmaları sonucu oluşan yapıya toprak strüktürü denir (Erşahin, 2001). Farklı bitki yetiştirme sistemlerinin toprak strüktürü üzerine etkileri kök faaliyeti (köklerin yoğunluğu ve nüfuz etme derinliği ile saçaklanma derecesi), anızın yoğunluğu ve toprak işleme şekli ve sıklığına bağlı olarak değişir (Hillel, 1980).

Lütteral ve ark., (1964) ve Allmaras ve ark., (1966) toprak işleme ile toprak strüktürü arasındaki ilişkiyi inceledikleri araştırmalarında; toprak agregatlarının büyüklüğü ve agregatlar (inter-aggregate) boşluk ve agregatlar-içi (intra-aggregate) boşluktaki (gözeneklilik) değişmeler göz önüne alınmıştır. Agregatlar-arası boşluktaki değişim toprak işlemenin etkisini yansıtırken, agregatlar-içi boşluklar uzun vadeli amenajman etkisi ve toprak özelliklerinden etkilenmektedir (Larson ve Allmaras, 1971). Agregatlar-

arası gözeneklilik toprak işleme yöntemlerine göre farklı etkilenebilir. Nitekim, Allmaras ve ark. (1977) agregatlar-arası gözenekliliğin toprak işleme yöntemine ve kullanılan teçhizata bağlı olarak 0.1-4.3 arasında değiştiğini rapor etmişlerdir. Nitekim işlenmiş arazide kullanılan ekipman ve işlenmemiş arazide neredeyse örneklemeyi bile güçleştire yonca kökleri araziler arasında ortalama agregat stabilitesi (AS) %5 düzeyinde farkın oluşmasına ve işlenmemiş arazide daha yüksek sonuçlar elde edilmesine sebep olmuştur (Erşahin, 1990).

İşlenmiş arazide (24.10.2009—28.10.2009) ile (23.11.2009—26.11.2009) tarihleri arasında infiltrasyon testleri yapılmıştır. Hacim ağırlığı (HA), Doymuş hidrolik iletkenlik (Ks), sorptivite (S), makroskopik kapillar uzunluğu (λc) ve agregat stabilitesi

parametrelerinin aritmetik ortalama ve standart sapma verilerine baktığımızda; hacim ağırlığı ve agregasyonda %5 önem seviyesinde farklılık bulunmakla birlikte sorptivite (S), doymuş hidrolik iletkenlik (Ks) ile makroskopik kapillar uzunluğu (λc) verilerinde

%5 önem seviyesinde fark görülmemiştir.

İşlenmiş arazide hacim ağırlığına (HA) ilişkin yapılan ANOVA testi sonuçlarına göre; dönemler arasında %5 önem seviyesinde fark bulunmuştur. Analizler öncesinde arazi işlenmiş olup, çalışmalar esnasında araziye hiçbir ekipman girmemiştir. çalışmalar aynı nokta üzerinde yapılmamış, diğer dönemde bir önceki analizin yapıldığı alana yakın bir nokta belirlenmiştir. İşlenmiş arazide doymuş hidrolik iletkenlik (Ks) ilişkin yapılan

ANOVA testi sonuçlarına göre; dönemler arasında %5 önem seviyesinde fark bulunmamıştır. İlk örnekleme 24.10.2009—28.10.2009 tarihleri arasında, ikinci örnekleme ise 23.11.2009—26.11.2009 tarihleri arasında yapılmıştır. Denemenin yapıldığı Çankırı ili 1999-2009 meteorolojik verilerini incelediğimizde ortalama yağış miktarının Ekim ayında 25,5 mm; Kasım ayında ise 22,6mm olduğunu görmekteyiz. Dolayısıyla bir aylık süre zarfında çok yağış almayan alan, her iki dönemde doymuş hidrolik iletkenlik (Ks) ve infiltrasyon hızları (Q) arasında fark göstermemiştir. İşlenmiş

arazide sorptiviteye (S) ilişkin yapılan ANOVA testi sonuçlarına göre; iki dönem arasında tıpkı doymuş hidrolik iletkenlik (Ks) de olduğu gibi %5 önem seviyesinde fark

Sorptivite (S) değişkeninde de işlenmiş arazide her iki dönemde farkın bulunmaması sunduğumuz sebebin doğruluğunu teyit etmektedir. İşlenmiş arazide makropor uzunluğu (λc) için yapılan ANOVA testi sonuçlarına göre; dönemler arasında %5 önem

seviyesinde fark bulunmamıştır. Birinci dönemde ortalama λc 7,7.10-3

cm bulunurken; 2. dönemde ortalama λc 3,7.10-3

cmbulunmuştur. Agregat stabilitesi (AS) değişkenine baktığımızda ise; dönemler arasında %5 önem seviyesinde farkın olduğunu görmekteyiz.

İşlenmemiş arazide beş dönemde infiltrasyon testleri yapılmış olup sonuçlar Çizelge 4.8‘de verilmiştir. Dönemsel olarak hacim ağırlığı ve sorptivitedeki değişim %5 önem seviyesinde farklı bulunmazken, doymuş hidrolik iletkenlik (Ks) ve makroskopik

kapillar uzunluğu, 2. dönemde diğer dönemlere göre %5 düzeyinde farklıdır. AS 1. dönem ile 2. dönem arasında %5 önem seviyesinde fark bulunurken, 2. dönem ile diğer dönemler arasında fark görülmemiştir.

Yaklaşık 10 yıldır ara ara sulama yapılması haricinde hiçbir amenajman yöntemi uygulanmamış işlenmemiş arazide; Dönemler arasında hacim ağırlığında (HA) %5 önem seviyesinde fark görülmemiştir. İşlenmemiş arazide doymuş hidrolik iletkenlik (Ks) için yapılan ANOVA testi sonuçlarına göre; birinci dönem ile ikinci dönem

arasında %5 önem düzeyinde fark bulunmuş olup, 1. dönem ile 3-4-5. dönemler arasında yine 2. dönem ile 3-4-5. dönemler arasında benzerlikler görülmüştür. 1. dönem infiltrasyon testleri 28.10.2009-09.11.2009 tarihleri arasında yapılmışken 3. dönem analizleri 25.03.2010-04.04.2010 tarihleri; 4. dönem analizleri 04.04.2010-11.04.2010 tarihleri arası; 5. dönem analizleri ise; 24.04.2010-30.04.2010 tarihleri arasında yapılmıştır. Çalışmanın yapıldığı Çankırı ili 1999-2009 meteorolojik verilerini incelediğimizde; Eylül-Ekim tarihleri arasında ortalama yağış miktarı 24,045 mm; Mart-Nisan tarihleri arasında ortalama yağış miktarının ise; 44,05 mm olduğunu görmekteyiz. İlkbaharda donların çözülmesi neticesinde topraktaki gevşeme beklendiği gibi doymuş hidrolik iletkenliğin bir miktar artmasına neden olmuştur. Dönemler arasında ortalama sorptivite (S) ilişkin ANOVA testi sonuçlarına göre; tıpkı doymuş hidrolik iletkenlikte olduğu gibi; 1. dönem ile 2. dönem arsında %5 önem seviyesinde fark bulunmuş, 1. dönem ile 3, 4 ve 5. Dönemler arasındaki fark önemli olmadığı görülmüştür.

Dönemler arasında ortalama makropor kapillar uzunluğu (λc) ilişkin yapılan ANOVA testi sonuçlarına göre, 1. dönem ile 2. dönem arasında %5 önem seviyesinde farklılıklar görülmekle birlikte; 1. dönem ile 3, 4 ve 5. dönem arasında benzerlikler vardır. Dönemler arasında ortalama agregat stabilitesi (AS) ilişkin yapılan ANOVA testi sonuçlarına göre, 1. dönem ile 2-3-4-5. dönemler arasında %5 önem seviyesinde fark görülmekle birlikte, 3 ve 4. dönemler arasında fark gözlenmemiştir. Ayrıca; 2, 3., 4. ve 5. dönemler arasında da fark yoktur.

Yapılan çalışmada; işlenmiş arazinin pH değerlerinin işlenmemiş araziye nazaran daha yüksek olduğunu görmekteyiz. Yapılan birçok araştırmada sıfır toprak işleme altında toprak pH‘sının daha düşük olduğu rapor edilmiştir. Culley ve ark. (1987), sıfır toprak işleme altındaki parsellerin pH‘sı 4.8 olurken geleneksel toprak işleme altındaki parsellerin pH‘sının 5.0 olduğunu belirtmişlerdir. Amerika‘nın Nebraska eyaletinde siltli tın toprakla yürütülen bir çalışmada ise, geleneksel toprak işleme minumum toprak işleme altındaki topraklarla karşılaştırıldığında, sıfır toprak işlemenin uygulandığı alanlarda yüzey topraklarının (0-5 cm) pH‘nın daha düşük olduğu rapor edilmiştir (Erşahin, 2001). Ayrıca; çalışmada işlenmiş araziye nazaran işlenmemiş arazi topraklarının organik madde içeriği yüksek bulunmuş olup; bunun sebebi azaltılmış toprak işleme sistemlerinde, mikrobiyal aktivitenin düşük olması nedeniyle, bitki artıklarının daha yavaş dekompoze olmasına ve de işlenmemiş arazi üzerinde buluna yoncalığın işlenmemiş arazinin organik madde içeriğini yükseltmesine bağlanmıştır. Anız malç ve geleneksel toprak işleme sistemlerinin karşılaştırıldığı 25 yıllık bir çalışmada, anız malç altındaki toprak profilinin daha fazla organik madde içerdiği saptanmıştır (Prasad ve Power, 1991). Bir kumlu kil toprak (kaolinitic, thermic, Typic Hapludult) ile yürütülen dört yıllık bir çalışmada, toprağa her yıl sorgum-buğday ekilmiş ve toprağın bir kısmına minumum toprak işleme diğer bir kısmına sıfır toprak işleme uygulanmıştır. Dört yıl sonra, sıfır toprak işleme altındaki toprakların geleneksel toprak işleme altındaki topraklara göre daha fazla organik madde içerdiği saptanmıştır. Siltli tın topraklar üzerinde 10 yıl süreyle yürütülen çalışmalarda 0-8 cm yüzey topraklarındaki organik madde miktarları karşılaştırılmış, neticede sıfır toprak işlemenin uygulandığı alanlarda minimum toprak işlemenin uygulandığı alanlara göre daha fazla

organik maddenin olduğu rapor edilmiştir (Prasad ve Power,1991). Bir çok araştırma; toprak işlemenin her türlüsünün toprakta organik madde ve azot miktarının azalmasına yol açtığını göstermiştir (Erşahin, 2001)