Mustafa SÜER Y. Lisans Tezi
Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı Doç. Dr. Hikmet GÜNAL
2010
Y.LİSANS TEZİ
TOPRAK ÖZELLİKLERİNİN TAHMİNİNDE SAYISALLAŞTIRILMIŞ RENK PARAMETRELERİNİN KULLANIMI ve TOKAT-KAZOVADAKİ UZAYSAL
DEĞİŞKENLİĞİ
Mustafa SÜER
TOKAT 2010
Başkan: Prof. Dr. Mustafa KILIÇ İmza:
Üye: Doç. Dr. Hikmet GÜNAL İmza:
Üye: Doç. Dr. Sedat KARAMAN İmza:
Yukarıdaki sonucu onaylarım İmza
Prof. Dr. Metin YILDIRIM Enstitü Müdürü
kurallarına uyulduğunu, başkalarının eserlerinden yararlanılması durumunda bilimsel normlara uygun olarak atıfta bulunulduğunu, tezin içerdiği yenilik ve sonuçların başka bir yerden alınmadığını, kullanılan verilerde herhangi bir tahrifat yapılmadığını, tezin herhangi bir kısmının bu üniversite veya başka bir üniversitedeki başka bir tez çalışması olarak sunulmadığını beyan ederim.
Yüksek Lisans Tezi
TOPRAK ÖZELLİKLERİNİN TAHMİNİNDE SAYISALLAŞTIRILMIŞ RENK PARAMETRELERİNİN KULLANIMI ve TOKAT-KAZOVADAKİ UZAYSAL
DEĞİŞKENLİĞİ Mustafa SÜER
Gaziosmanpaşa Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Toprak Ana Bilim Dalı
Danışman: Doç. Dr. Hikmet GÜNAL
Tarımsal üretim ile ilgili ortaya çıkan problemlerin zamanında çözümünde toprak özelliklerinin doğru ve hızlı bir şekilde belirlenmesi oldukça önemlidir. Toprak analizleri hem pahalıdır hem de belirli bir alanda toprak özelliğinin alansal dağılımının belirlenebilmesi için oldukça sık örnekleme yapmak gerekmektedir. Bu bağlamda, toprak rengi arazide veya laboratuarda çok hızlı ve doğru bir şekilde belirlenebilecek toprak özelliklerinden birisidir. Bu çalışmanın amacı; toprak örneklerinin renklerinin kolorimetre yardımı ile belirlenmesi ve kolorimetre ile elde edilen sayısallaştırılmış renk parametrelerinin toprak özelliklerini tahmin etme yeteneklerini araştırması ve toprak rengi parametrelerinin arazideki uzaysal dağılımları da belirlenerek haritalanmasıdır. Bu amaçla, Kazova’dan 400 noktada 0-30 ve 30-60 cm derinliklerinden alınmış yüzey ve yüzey altı topraklarının renkleri bir kolorimetre yardımı ile sayısallaştırılmıştır. TUBITAK TOVAG 105 O 617 nolu proje kapsamında örneklenen ve çeşitli fiziksel ve kimyasal analizleri yapılan bu toprakların sayısal renk değerleri ile analizleri yapılan toprak özellikleri arasındaki ilişkiler araştırılmıştır. Toprağın parlaklık değeri ile organik madde içeriği arasında bir ilişki gözlemlenmez iken kil içeriği ile istatistiksel olarak önemli negatif (P<0.01) ve kum içeriği ile önemli bir negatif (P<0.01) ilişkinin olduğu görülmüştür. Yüzey topraklarında “a” değeri ile organik madde arasında önemli negatif bir ilişki bulunmaktadır. Yüzey ve yüzey altı topraklarının “a” değeri ile en güçlü ilişkiler toprakların solma noktası, tarla kapasitesi ve katyon değişim kapasitesi arasında olduğu tespit edilmiştir. Yüzey topraklarının sarılık ifadesi olan “b” değeri ile kil içeriği arasında güçlü pozitif ve kum içeriği arasında güçlü negatif bir ilişkinin olduğu görülmektedir. Bu durum kum içeriğinin artışı ile toprağın sarı renginde bir azalmanın, tam tersine kil içeriğindeki bir artış ile toprağın sarı renginde bir artışın olduğu görülmektedir. Kırmızılık ifadesi olan “a” değeri yüzey ve alt topraklarında kuvvetli derecede uzaysal bağımlılık gösteren özellikler olarak göze çarpmaktadır. Çalışma alanında “L” değeri hem yüzey toprakta hem de derin toprakta orta derecede uzaysal bağımlık gösteren özelliklerdir. Çalışma alanında değişkenliğin en düşük olduğu renk parametresi parlaklık “L” iken (Varyasyon katsayısı, VK<%10), en yüksek değişkenliğe (VK >%45) sahip renk parametresinin kırmızılık göstergesi olan “a” değeri olduğu bulunmuştur. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar; sayısal renk parametrelerinin bir çok toprak özelliği için iyi bir indikatör olduğunu ve sadece toprakların renklerinin haritalanması ile büyük bir alanda ilişkili toprak özelliklerinin dağılımları ile ilgili tatmin edici bilgilere ulaşmanın mümkün olduğunu göstermiştir.
Master Thesis
USE of QUANTIFIED COLOR PARAMETERS in ESTIMATION of SOIL PROPERTIES and THEIR SPATIAL VARIATION in KAZOVA PLAIN SOILS
Mustafa SÜER Gaziosmanpaşa University
Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Soil Science
Sepervisor: Assoc. Prof. Dr. Hikmet GÜNAL
Accurate and rapid estimation of soil properties are quite important in quantitative assessments of land management problems. Soil analyses are expensive, and dense sampling is required to adequately characterize spatial variability of an area. In this context, soil color is a readily apparent, useful field soil property that can be determined in the laboratory and field. The purposes of this study were to; i.) determine the soil color using a colorimeter, ii.) investigate the estimation of other soil characteristics’ related to soil color, and iii.) determine and map the spatial structure of soil color parameters. The soil samples, collected from 400 locations at 0-30 cm and 30-60 cm soil depths during a TUBITAK project (TOVAG 105 O 617) were analyzed for soil color parameters. Several physical and chemical characteristics of soil samples have already been determined in the TUBITAK Project. The relationships between soil characteristics and color parameters were evaluated. The correlation between soil brightness and organic matter yielded no significant relationship, whereas statistically strong positive and negative relationships (P<0.01) were obtained between “L” values and sand and clay values, respectively. Organic matter and “a” values for surface soils had important negative relationships. The strongest relationships for “a” values were obtained between permanent wilting capacity, field capacity and cation exchange capacity for both surface and subsurface soils. The yellowness indicator of “b” values for surface soils had strong positive relationship with clay content and negative relationship with sand content. The relationships obtained indicated that yellowness of soils decreased with increased sand contents, and in contrast yellowness increased with increasing clay contents of soils. The values of “a” that represents the redness of soils had strong spatial dependency both in surface and subsurface soils of the study area. The brightness value “L” had moderate spatial dependency both at surface and subsurface soils. The lowest variability within the soil parameters determined both at surface and subsurface soils was obtained for the brightness “L” (CV <10%), while the greatest variability was obtained for the redness value “a” (CV>45%). The results obtained in this study indicated that soil color parameters are useful indicators to estimate some of the soil characteristics. The mapping of soil parameters provided valuable information on the distribution of color related soil characteristics in the area studied.
Tez konumun belirlenmesi aşamasından savunma aşamasına kadar her aşamada bilgi, görgü ve deneyimini her zaman yanımda hissettiğim danışmanım Doç. Dr. Hikmet GÜNAL’a sonsuz teşekkür ederek başlamak istiyorum. Kendisinin teşviki olmadan bu tezin bitirilmesi mümkün olmaz idi. Bu uzun çalışma da tüm laboratuar işlerimde bana herhangi bir karşılık beklemeden destek olan Ziraat Yük. Mühendisi Mesut BUDAK ve Ziraat Mühendisi Nurullah ACİR’e de minnettarlığımı belirtmek isterim. Uzaysal modellemelerin yapılmasında bana destek olan hocam Dr. Fevzi AKBAŞ’a sonsuz teşekkürler ederim.
Bu tez çalışması tezim ile aynı dönemde yürütülen TUBITAK TOVAG 105 O 617 nolu projenin bir bölümü olarak yapıldığından dolayı, toprak örneklemesi ve toprakların fiziksel ve kimyasal analizleri bu projenin bütçesinden karşılanmıştır. Aksi halde 800 toprak örneği ile bu çalışmanın gerçekleştirilmesi mümkün olmaz idi. Bu ölçekte çalışma yapma imkânı tanıdığı için desteklerinden dolayı TUBİTAK’a teşekkür ederim.
Hayatımın her döneminde öncelikleri ben olduğum için bu günlere gelmeme neden olan sevgili annem Hayriye SÜER ve babam Halis SÜER’e minnettarlığımı belirtmek isterim. Gerek lisans ve gerekse yüksek lisans eğitimim esnasında desteğini ve samimiyetini her zaman yanımda hissettiğim sevgili eşim Gülşah SÜER’e de sonsuz teşekkür ederim.
Sayfa ÖZET ………... i ABSTRACT ……… ii TEŞEKKÜR ……… iii İÇİNDEKİLER ……… iv ŞEKİLLER DİZİNİ ………. v ÇİZELGELER DİZİNİ ……… vi 1. GİRİŞ ………. 1 2. KAYNAK ÖZETLERİ ……….. 4 3. MATERYAL VE METODLAR ……….. 10 3.1. MATERYAL ………... 10 3.1.1. Çalışma Alanı ……….. 10
3.1.2. Çalışma Alanının İklimi ………... 10
3.1.3. Çalışma Alanı Jeolojisi ………. 11
3.1.4. Çalışma Alanı Topraklarının Özellikleri ……….. 12
3.2. METODLAR ……….. 12
3.2.1. Toprak analizleri ……….. 12
3.2.2. Toprak Renginin Belirlenmesi ………. 14
3.2.3. İstatistiksel Analizler ve Jeoistatistiksel modelleme ……… 16
4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA ………. 18
4.1.Araştırma Alanı Topraklarının Genel Özellikleri ………. 18
4.2.Toprak Rengi Ölçümleri ve Değerlendirilmesi ……… 22
4.3.Sayısal Renk Parametrelerinin Haritalanması ………. 34
4.3.1. Kazova Toprakları Toprak Rengi, Parlaklık (L) Değerlerinin Haritalanması … 34 4.3.2. Kazova Toprakları Toprak Rengi, Kırmızılık (a) Değerlerinin Haritalanması … 39 4.3.3. Toprak Rengi, Sarılık (b) Değerlerinin Haritalanması ………. 43
5. SONUÇ…… ……….. 47
6. KAYNAKLAR ……….. 48
Şekil Sayfa
Şekil 1. Çeşitli toprak profillerinde demir oksit ve organik maddenin toprak
rengine etkileri (Whited, 2008)……… 7
Şekil 2. Çalışma alanı ve örnekleme noktaları ………. 13
Şekil 3 Toprak renginin ölçümünde kullanılan Minolta 300 model Kolorimetre 14 Şekil 4. CIE-Lab sisteminde renklerin belirtilmesi. croma (C) ve hue (H) nün yer aldığı
kutup koordinat sistemi (Parlaklığın ifade edildiği eksen olan L düzleme
paraleldir) (Scheinost ve Schwertmann 1999)………. 15
Şekil 5. Kazova yüzey topraklarının (0-30 cm) toprak rengi parlaklık (L)
değerlerinin dağılımı ………. 37
Şekil 6. Kazova yüzey altı topraklarının (30-60 cm) toprak rengi parlaklık (L)
değerlerinin dağılımı ……….. 38
Şekil 7. Kazova yüzey topraklarının (0-30 cm) toprak rengi kırmızılık (a)
değerlerinin dağılımı ………. 41
Şekil 8. Kazova yüzey altı topraklarının (30-60 cm) toprak rengi kırmızılık (a)
değerlerinin dağılımı ………. 42
Şekil 9. Kazova yüzey topraklarının (0-30 cm) toprak rengi sarılık (b)
değerlerinin dağılımı ………... 45
Şekil 10. Kazova yüzey altı topraklarının (30-60 cm) toprak rengi sarılık (b)
Çizelge Sayfa Çizelge 1. Mevsimsel yıllık ortalama yağış değerleri (Anonim, 2007)……….. 11 Çizelge 2. Tokat Merkez uzun yıllar ortalama sıcaklık değerleri (1975-2005) (Anonim,
2007)………. 11
Çizelge 3. Kazova topraklarının (0-30 cm) bazı fiziksel ve kimyasal özelliklerine
ait tanımlayıcı istatistik parametreleri (N=400) ………. 20 Çizelge 4. Kazova topraklarının (30-60 cm) bazı fiziksel ve kimyasal özelliklerine
ait tanımlayıcı istatistik parametreleri (N=400) ………. 21 Çizelge 5. Kazova’dan alınan yüzey ve yüzey altı toprak örneklerinin
sayısallaştırılmış renk değerlerine ait tanımlayıcı istatistik parametreleri 24 Çizelge 6. Düz düze yakın arazilerden alınan yüzey ve yüzey altı toprak
örneklerinin sayısallaştırılmış renk değerlerine ait tanımlayıcı istatistik
parametreleri ……….. 25
Çizelge 7. Sol Sahil sulama kanalı altında yer alan %2-6 eğimli arazilerden alınan yüzey ve yüzey altı toprak örneklerinin sayısallaştırılmış renk
değerlerine ait tanımlayıcı istatistik parametreleri ………. 27 Çizelge 8. Sağ Sahil sulama kanalı altında yer alan %2-6 eğimli arazilerden alınan
yüzey ve yüzey altı toprak örneklerinin sayısallaştırılmış renk
değerlerine ait tanımlayıcı istatistik parametreleri ……… 28 Çizelge 9. Sayısallaştırılmış renk parametreleri ve toprak rengine etki eden
özellikler korelasyonlar ……….. 29
Çizelge 10. Farklı ana materyaller üzerinde yer alan toprakların renk parametrelerin
ortalamalarının kıyaslandığı tek yönlü varyans analizi (ANOVA) …….. 30 Çizelge 11. Farklı ana materyallere göre gruplanmış toprakların kolorimetrede
belirlenmiş renk parametrelerine göre DUNCAN gruplaması ………. 30 Çizelge 12 Kazova’da Tarla Bitkileri yetiştiriciliğinde kullanılan alanlardan alınan
toprak örneklerinin renk parametrelerine ait tanımlayıcı istatistik
parametreleri ……… 31
Çizelge 13 Kazova’da Sebze yetiştiriciliğinde kullanılan alanlardan alınan toprak
örneklerinin renk parametrelerine ait tanımlayıcı istatistik parametreleri 32 Çizelge 14 Kazova’da Bahçe Bitkileri yetiştiriciliğinde kullanılan alanlardan alınan
toprak örneklerinin renk parametrelerine ait tanımlayıcı istatistik
parametreleri ………. 32
Çizelge 15. Kazova’da mera şeklinde kullanılan alanlardan alınan toprak
örneklerinin renk parametrelerine ait tanımlayıcı istatistik parametreleri 32 Çizelge 16. Farklı kullanımlar altında yer alan toprakların renk parametrelerin
ortalamalarının kıyaslandığı tek yönlü varyans analizi (ANOVA) …… 33 Çizelge 17. Çalışma alanında parlaklık “L” değerinin haritalanmasında kullanılan
semivariogramların parametreleri ve hata değerleri ………. 35 Çizelge 18. Çalışma alanında “a” değerinin haritalanmasında kullanılan
semivariogramların parametreleri ve hata değerleri ………. 39 Çizelge 19. Çalışma alanında “b” değerinin haritalanmasında kullanılan
1. GİRİŞ
Geleneksel üretim yöntemlerinin neden olduğu toprak ve su kaynaklarında aşırı yıpranma ve bozulmalar, tarım arazilerinin yanlış kullanımlar sonucunda azalması ve kişi başına düşen tarımsal üretimin giderek yetersiz hale gelmesine neden olmuştur. Bu sonuç ülkeleri toprak ve su kaynaklarının sürdürülebilir ve daha kârlı kullanımı için yeni stratejiler geliştirmeye ve yeni üretim yöntemleriyle ilgili teknolojilere uyum sağlamaya zorlamaktadır.
Ülkemiz toprakları yüzyıllardan beri devam eden yoğun tarım ve bilinçsiz kullanım nedeniyle üretkenliğini kaybetme riski ile karşı karşıyadır. Organik madde yetersizliği, tuzluluk-alkalilik, yanlış toprak işleme, vb, problemlerin yanı sıra özellikle arazilerin yeteneklerine göre kullanılmamaları ile etkisi artan erozyondan toprak kirlenmesine, tarım dışı kullanımlardan çölleşmeye kadar birçok problemler bulunmaktadır. İleride ortaya çıkabilecek daha ciddi problemlere meydan vermemek için toprak ve su kaynaklarının sürdürülebilir kullanımına olanak sağlayacak “en iyi amenajman uygulamaları”nın mutlaka belirlenmesi ve benimsetilmesi için en kısa zamanda çalışmalara başlanmalıdır.
“En iyi amenajman uygulamaları“nın belirlenmesi ve uygulamaların takip edilmesi etkin bir veri tabanının hazırlanması ve “karar verme“ amacıyla kullanımını gerektirir. Veri tabanında yer alan bilgilerin farklı alanlardaki (çiftçiler, çiftçi eğitimcileri, araştırıcılar ve bilim adamları) kullanıcılar tarafından kolayca ulaşılabilir ve kullanılabilir olmasının yanı sıra ekosistemdeki süreçleri entegre edebilmesi ve süreç menşeli modellemeye olanak vermesi gibi bir çok özelliğe sahip olmaları gerekmektedir. Geleneksel yarı-detaylı ve detaylı toprak etütleri planlanırken, çevresel modelleme ve toprak amenajmanı ile ilgili çalışmalarda gerekli olan detaylı (yüksek çözünürlükte) bilgilerin sağlanması amaçlanmadığından etüt raporlarının ve toprak haritalarının bu amaçlar için kullanılabilme olanakları sınırlıdır (Zhu ve ark., 2001). Bu nedenle klasik toprak etüt ve haritalama raporlarındaki bilgilere ilave bilgilerin toplanması gereklidir.
Arazilerin sürdürülebilir kullanımlarını sağlayacak planlama stratejilerinin geliştirilmesinin yanı sıra çevre ile ilgili konulardaki modellemelerin yapılabilmesi için toprak, fizyoğrafya, iklim, bitki örtüsü ve arazi kullanımı gibi doğal kaynaklar ile ilgili temel veri tabanlarının oluşturulmasına gereksinim duyulmaktadır. Detaylı toprak haritaları ile birlikte oluşturulan toprak veri tabanlarına tarımsal amaçlı kullanıcıların yanında farklı disiplinlerdeki kullanıcılar da gereksinim duyabilmektedir.
ABD’ de tarım yapılan alanların tamamının ve tüm ülke arazilerinin %76’lık kısmının toprak etütleri Amerika Tarım Bakanlığına bağlı kuruluşlarca tamamlanmış ve raporlar çiftçilerin, farklı alanlardan kullanıcıların ve Bilim insanlarının kullanımına hazır şekle getirilmiştir. Detaylı toprak etüdleri sonucu yayınlanan raporlarda 1:15,840 veya 1:24,000 ölçeğindeki toprak haritalarının yanı sıra yaklaşık 18 bin toprak serisinin coğrafik dağılımları, genel özellikleri, oluştukları fizyoğrafik üniteler, çeşitli kullanım ve amenajman için yorumlar yer almaktadır (Bathgate ve Duram, 2003, Karlen ve ark., 2003). ABD’de her yıl yaklaşık olarak 4 milyon ha’lık alanın toprak haritaları güncelleştirilmektedir (Zhu ve ark., 2001).
Toprak biliminde toprağın doğal yapısını bozmadan hızlı, güvenilir ve tekrarlanabilir analiz tekniklerinin geliştirilmesi, sürdürülebilir tarım için gerekli olan güncel veri tabanlarının oluşturulması için gereklidir. Toprak rengi tek başına toprağın birçok fiziksel ve kimyasal özelliği hakkında yorum yapabilmemizi sağlayan önemli toprak özelliklerinden birisidir. Geleneksel olarak toprak rengi Munsell Renk Skalası yardımı ile belirlenmektedir. Ancak bu tekniğin kullanımı ve elde edilen verilerin doğruluğu ile ilgili ciddi sıkıntılar olduğu, yapılan araştırmalarla ortaya konmuştur.
Yapılan araştırmalar farklı kullanıcıların aynı toprak için farklı hue- value- croma değerleri rapor ettiklerini göstermiş ve Munsell renk skalası yardımı ile renk belirlemesine etki eden çeşitli faktörlerin olduğunu göstermiştir. Tüm bu sorunların üstesinden gelebilmek ancak toprak renginin daha doğru, tekrarlanabilir ve güvenilir bir şekilde belirlenebileceği yeni tekniklerin kullanılması ile olasıdır. Son dönemlerde birçok toprak özelliğinin tahmininde kullanılabilirliği ile ilgili araştırmaların yayınlanması toprak rengi ile ilgili yapılan çalışmaların önemini daha açık şekilde ortaya koymaktadır. Yapılan bir araştırmada, arazi ve laboratuarda yapılan renk
ölçümleri ile organik karbon içeriğinin çok doğru şekilde tahmin edilebileceği belirtilmektedir (Wills ve ark., 2007).
Bu çalışmanın amacı; toprak renklerinin kolorimetre yardımı ile belirlenmesi ve kolorimetre ile elde edilen sayısallaştırılmış renk parametrelerinin toprak özelliklerini tahmin etme yeteneklerinin araştırılmasıdır. Ayrıca çalışmada, toprak rengi parametrelerinin arazideki uzaysal dağılımları da belirlenerek haritalanmıştır.
2. KAYNAK ÖZETLERİ
İnsan tarafından renklerin algılanması, ışığın cisimler tarafından yansıtılışını ve öznenin göz yardımı ile beyne iletilmesi sayesinde gerçekleşir. Rengin farklı tanımlamaları yapılmıştır. Renk çeşitli cisimlerden yansıyarak gelen ışınların görsel algı sonucu kişide oluşturduğu duygudur. Diğer bir anlatımla renk ışığın cisimlere çarptıktan sonra yansıyarak görme duyumuzda bıraktığı etkiye de denmektedir. Ayrıca renk göz ile yakalanan bir ışık tesisi olarak da tanılanabilir. Işığın eşya üzerine çarpması ile yansıyan ışınların gözümüzde oluşturduğu duyumlara renk denilmektedir. Güneşli günde renklerin daha parlak ve canlı olmaları, kapalı havada ise parlaklığını ve canlılığını kaybetmeleri ve olduklarından koyu görünmeleri rengin ışığa bağlı olduğunun açık bir kanıtıdır.
Toprağın rengi onun en önemli morfolojik özelliklerinden olup, kolaylıkla belirlenebildiği için toprak bilimcileri tarafından farklı toprakların tanımlanmasında ve sınıflandırılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır (Soil Survey Staff, 1999). Renk, yer bilimcilerinin detaylı bir tanımlama yaparken kaydettikleri ilk ve en önemli özelliktir. Toprak rengi aynı zamanda toprağın fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinin ve toprak oluşum işlemlerinin de göstergesi olarak değerlendirilmektedir. Çünkü toprakta bulunan farklı bileşenlerin kendilerine özgü yansıma karakteristikleri bulunmaktadır (Schulze ve ark, 1993).
Melville ve Atkinson (1985) insanlar tarafından algılanan rengin farklılaşmasına etki eden faktörleri üç başlık altında toplamışlardır. Buna göre; i) rengine bakılan nesneyi aydınlatan ışık kaynağının özellikleri, ii) nesnenin yüzey karakteristikleri ve iii) algılama yeri olan insan gözünün ışığa karşı olan tepkisindeki farklılıklardır. Bu özellikler rengin kişiler tarafından farklı algılanmasına neden olmaktadır (Post ve ark. 1993).
Normalde toprak rengi, alınan örnek rengi ile Munsell Renk Skalasında bulunan renklerin eşleştirilmesi ile belirlenmektedir (Soil Survey Staff, 1999; Munsell Color, 1994). Bu yöntem uygulaması çok kolay olmakla birlikte Renk Skalasında bulunan
belirli sayıdaki renk ile sınırlı olması ve renk algılamasının kişiye göre değişmesinden dolayı bazı dezavantajları bulunmaktadır (Melville ve Atkinson, 1985; Post ve ark. 1993; Scheinost ve Schwertmann, 1999; Barret, 2002.) Post ve ark. (1993) çok sayıda toprak bilimcisi ile yaptıkları bir çalışmada, aynı örneğin farklı araştırmacılar tarafından aynı renk olarak ifade edilme oranının çok düşük olduğunu görmüşlerdir. Araştırmacılar, < 2 mm büyüklüğündeki bir set toprağı, ABD’de çeşitli eyalatlerde bulunan toprak bilimcilerine göndermiş ve toprakların kuru ve nemli durumdaki Munsell renklerinin belirlenmesini istemişlerdir. Arazi deneyimleri oldukça iyi olan toprak bilimcilerinin belirledikleri hue- value- croma değerlerinden biri için uyum %71, bu üç bileşenin tamamındaki uyumları ise yalnızca % 52 olarak belirlenmiştir. Aynı araştırmacılar bu toprakların renklerini farklı marka kolorimetrelerle karşılaştıklarında nemli kroma değeri için %88 ve kuru value değeri için %96’lık bir uyum yakalandığını görmüşlerdir. Campos ve Dematte (2004) yaptıkları bir çalışmada toprak sınıflamasında kullanılan renk parametrelerini geleneksel ve kolorimetrik yöntemlerle karşılaştırmışlardır.
Post ve ark.(1993)’nın yaptıkları çalışmaya benzer bir çalışma düzenleyen araştırmacılar, 80 adet toprak örneğinin hue değerlerini Munsell renk skalası kullanarak beş toprak bilimcisine belirlemişlerdir. Aynı toprakların hue değerlerini kolorimetre kullanarak ta belirlemişlerdir. Toprak bilimcilerinin hue değerleri arasında % 68 ile % 94 arasında uyum olduğunu rapor ettiler. Ancak, kolorimetrik ölçümler toprak bilimcilerinin analizleri ile çok fazla uyuşmuyordu ve hassaslık indeksi analizine göre hue değerinin nemli koşullarda ölçülmesinde sadece % 8,75 ve kuru koşullarda ölçülmesinde % 17,5 gibi bir uyum olduğu görülmüştür. Hue değerinin hassas ölçülememesi toprak sınıflamasında hatalara neden olabileceği belirtilen çalışmada, toprak bilimcilerinin toprak renklerini kolorimetreye göre daha yüksek değerlerde rapor ettiklerine işaret edilmiştir.
Toprak renginin oluşmasında en fazla etkili üç bileşen: i) demir oksit ve hidroksitler (sarıdan kırmıza kadar) (Sanchez-Maran˜on ve ark. 2004; Scheinost ve Schwertmann, 1999; Schwertmann 1993), ii) organik madde (siyah) (Schulze ve ark. 1993; Konen ve ark. 2003; Spielvogel ve ark. 2004) ve, iii) silikat ve karbonat mineralleridir (beyazdan gri renge kadar) (Evans ve Franzmeier, 1986; Blavet ve ark. 2000; Barret, 2002;
Sanchez-Maran˜on ve ark. 2004). Toprağın bu bileşenlerinin yanında toprak nemi ve parçacık büyüklüğü ile toprakların agregatlaşma durumları da toprak rengine etki etmektedirler. Çoğunlukla parçacık büyüklüğü küçüldükçe toprak renginin parlaklığının arttığı ifade edilmiştir (Sanchez-Maran˜on ve ark. 2004).
Toprak rengi arazi yüzeyinde yatay ve dikey yönde değişkenlik göstermektedir. Toprak renginin toprak profilinde dikey değişiminin belirlenmesi ile farklı toprak horizonları ayırt edilmektedir (Rossel ve ark. 2006). Demir içeren toprak minerallerinin renkleri toprakların hidrolojik özellikleri hakkında önemli bilgiler edinmemizi sağlar. Kırmızı renkli hematit mineralinin varlığı, toprağın iyi drene olduğunun ve sarı renkli lepidocrit mineralinin varlığı ise toprağın belirli dönem oksijensiz koşullarda bulunduğunun göstergesi olarak kabul edilmektedir (Torrent ve Barron, 1986) Schwertmann (1993), havalanması iyi olan topraklara sarı ile kırmızı arası rengi veren demir oksitlerin (hematit, götit, lepidokrit, maghemit ve ferrihidrit) çözünürlüklerinin düşük olduğunu ve hareketsiz bileşikler olduğunu belirtmiştir. Havalanmanın kötü olduğu anaerobik koşullarda ise demir oksitler bakterilerin solunumu sırasında çözünmektedirler. Bu durumda Fe+2 oluşmakta, havalanmanın daha iyi olduğu bölgelere doğru hareket etmekte ve yeni demir oksit bileşikleri oluşmasına neden olmaktadır. Blavet ve ark. (2000), toprak rengi ve su ile doygunluk düzeyinin değişimini incelemişler, ortalama hue ve kırmızılık değerlerinin yıllık ortalama toprak su doygunluk oranının ilişkili olduğunu mantıksal fonksiyonlarla ifade etmişlerdir.
Toprakların koyu renkleri uzun zamandır yüksek organik madde içeriği ve dolayısı ile doğal verimlilik ile ilişkilendirilmektedir. Kalın koyu renkli yüzey horizonları olan topraklar toprak sınıflama sistemlerinin çoğunda diğer topraklardan ayırt edilmişler ve verimliliklerinin yüksek olmasından dolayı en yüksek kategorilerde sınıflandırılmışlardır. Sınıflamada verilen bu önem organik maddesi yüksek olan toprakların hem bitki gelişimi için arzu edilen bir ortam olmaları hem de diğer toprak özelliklerinin iyileştirilmesine olan katkılarından dolayıdır. Örneğin, Rusya sınıflamasındaki Çernozemler, Rusya bozkırlarındaki kalın koyu renkli toprakları tanımlamak için kullanılmıştır.
Benzer şekilde toprak taksonomisinde yer alan Mollisol ordosu da kalın koyu renkli yüzey horizonları olan toprakların sınıflandırılması için kurulmuştur (Soil Survey Staff,
2003). Schulze ve ark. (1993), Ap horizonlarındaki Munsell value değeri ile organik madde içeriği arasında yapılan çalışmada oldukça zayıf bir ilişkinin olduğunu görmüşlerdir. Ancak, belirli bir fizyoğrafik ünite içerisinde toprak tekstürü sabit kalmak koşuluyla organik madde ile Munsell value değeri arasında oldukça iyi bir ilişkinin (r2>0.9) bulunduğunu belirtmişlerdir.
Şekil 1. Çeşitli toprak profillerinde demir oksit ve organik maddenin toprak rengine etkileri (Whited, 2008).
Asit sülfat topraklar, çeşitli demir oksit ve hidroksitler ile birlikte sülfit ve sülfatlı minerallerin varlıklarından dolayı oldukça renkli topraklardır. Toprak materyali, bir asit sülfat basamağından diğerine geçerken çok belirgin şekilde renk değişimi yaşamaktadır. Bir toprağın potansiyel olarak asit sülfat olarak nitelendirilebilmesi için gri ile siyah arasında bir renginin olması gerekir (düşük croma<2). Organik sülfidik materyaller ise genelde biraz daha büyük croma değerine sahiptirler (croma değeri>2) (Fanning ve ark. (1993).
Son zamanlarda toprak renginin hem laboratuar hem de arazide aletler ile daha objektif, hassas ve doğru belirlenmesine yönelik geliştirilmiş olan yeni sistemler, özellikle Comission Internationale d’Eclairage (CIE) tarafından geliştirilenler, ortaya çıkan sorunları çözmekle birlikte, kullanımları henüz yaygınlaşmamıştır. Munsell Renk Skalası yerine kolorimetre kullanımı ile daha hızlı, doğru ve tekrarlanabilir şekilde örneklerin renklerinin ölçümünün yapılması olasıdır (Torrent ve Baron, 1993). Kolorimetre gibi aletler ile yapılan renk ölçümleri arazide toprak bilimcilerinin renklerin eşleştirilmesi şeklinde yapılan renk tayinlerine göre daha doğru sonuç verdiği çeşitli araştırmalarda ifade edilmiştir.
Arazide toprakların görünümlerinin belirlenmesi genellikle sensörler kullanılarak yapılmaktadır. Uzak mesafeden kullanılan sensörler, toprağın yüzeyinin özellikleri ile ilgili bilgiler vermektedir. Bunlar kısmen toprak bileşiminin bir fonksiyonudurlar, ancak aynı zamanda mikro rölyef, strüktür ve yüzeyin diğer özelliklerini de yansıtırlar (Escadafal, 1989). Bunun aksine, toprak renginin laboratuarda yapılan ölçümleri, küçük miktardaki bozulmuş toprak örneklerinde yapılmaktadır. Bu durumda, toprak rengi verileri toprağın bileşenlerini yansıtmaktadır, ancak toprağın bulunduğu yerdeki yapısı hakkında bilgi vermezler (Torrent ve Baron, 1993).
Kolorimetre kullanılarak yapılan renk ölçümlerinde, toprak örneğinin okumaya hazırlanış şeklinin rengi önemli ölçüde etkilediği ifade edilmiştir. Genellikle toprak rengi laboratuarda < 2 mm büyüklüğündeki toprak parçacıklarında yapılmaktadır. Toprak agregatlarının bozulup daha küçük parçalara ayrılması toprak renginin çok belirgin bir şekilde değişimine neden olduğu ve özellikle ufalanmış toprakların renklerinin parlaklıklarının fark edilir derecede arttığı belirlenmiştir (Torrent ve Baron 1993). Günal ve Erşahin (2006), toprak agregatlarının parçalanmasına paralel olarak parlaklık değerinin arttığını bildirmişlerdir. Toprak içersindeki bireysel parçacıkların (kum, silt ve kil) organik madde, kireç, kil mineralleri gibi çimento görevi gören materyallerin yardımı ile bir araya getirilmesi ile oluşan agregatlar ışığın soğurulmasını arttırdığı ve sonuçta daha az ışık yansıdığı için agregatların parlaklık değerlerinin düşük olduğu bildirilmiştir.
Sanchez-Maran˜on ve ark. (1997) Akdeniz Bölgesinin kırmızı renkli topraklarında agregat yüzeyinde, agregatın içinde ve parçalanmış örneklerde CIELAB renk
parametrelerinden L*, C*ab, hab ve E*ab ‘in değişimini ve bu renk parametreleri ile
toprak özellikleri arasındaki ilişkileri incelemişlerdir. Araştırmacılar agregatların elde edilen renklerin parçalanmış örneklerin renklerinden istatistiksel olarak önemli düzeyde farklı olduğunu rapor etmişlerdir. Ancak yaptıkları faktör analizinde bu iki rengin birbirleri ile ilişkili olduğunu görmüşlerdir. Toprak parametrelerindeki değişime etki eden faktörlerin toprak horizonları, denizden olan yükseklik, eğim, bitki örtüsü ve toprak nem rejimi olduğu bildirilmiştir. İnce materyallerde ve kil fraksiyonundaki materyallerde ise tekstür, organik karbon içeriği, katyon değişim kapasitesi ve mineralojik bileşimin toprak rengi ile çok yüksek korelasyona sahip olduğu rapor edilmiştir. Akdeniz bölgesinin kırmızı topraklarının tanımlanmasında toprak agregatlarında ölçülecek CIELAB renk parametrelerinden L* ve hab’nin (Munsell value
ve hue’ye karşılık gelmektedir) çok iyi sonuç verdiği anlaşılmıştır.
Toprak rengindeki değişimle kırılma katsayısı, demir içeriği, kum ve daha iri parçacıklar arasında istatistiksel olarak önemli ilişkiler olduğu görülmüştür. Bu nedenle araştırmacılar, arazi ölçümleri oldukça pahalı, zaman alıcı ve bazı durumlarda ölçülemeyen toprak erozyonunun daha basit olan toprak rengi ile tahmin etmenin mümkün olduğunu belirtmişlerdir (Hearman ve Hinz, 2004).
Bu tez çalışmasının amacı; Tokat Kazova gibi farklı fizyoğrafik üniteler ve farklı arazi kullanımlarının yer aldığı büyük bir alanda yer alan yüzey ve yüzey altı topraklarının renklerini sayısallaştırmak, sayısallaştırılan toprak renklerinin diğer toprak özellikleri ile ilişkisini belirlemek ve ilişkili olan toprak özeliklerinin modellenerek, rengin belirlenmesine göre analizleri daha zor olan diğer toprak özeliklerinin tahmin yeteneklerini araştırmaktır. Tezde renk parametrelerinin mesafeye bağlı değişimlerinin haritalanması, mesafeye bağlı değişimin yapısının incelenmesi ve buna etki eden faktörlerin irdelenmesi hedeflenmiştir.
3. MATERYAL ve METOD 3.1. MATERYAL
3.1.1. Çalışma Alanı
Kazova, ülke tarımı için önemli miktarda bitkisel üretimin yapıldığı, sulanabilir ve çoğunlukla tarımsal üretimi sınırlayıcı bir problemi olmayan derin toprakların yer aldığı ve düz ve düze yakın topografyaya sahip verimli ovadır. Büyük bir bölümü, Yeşilırmak nehrinin çok uzun sürede getirdiği malzemeleri depolaması neticesinde oluşan Kazova’da; buğday, şeker pancarı, mısır (birinci ve ikinci ürün olarak), patates, domates ve diğer birçok tarla bitkisinin yanında meyvecilikte yoğun şekilde yapılmaktadır. Araştırma alanı orta Karadeniz Bölgesinin iç kesiminde İç Anadolu bölgesine komşu geçiş bölgesinde yer almaktadır. Proje kapsamında Tokat-Kazova bölgesinde sağ sahil ve sol sahil sulama kanalları arasında 20 656 ha büyüklüğünde bir alandır.
3.1.2. Çalışma Alanının İklimi
Tokat İli Orta Karadeniz bölümünün iç kısımlarında yer almaktadır. Bu nedenle hem Karadeniz iklim özellikleri ve İç Anadolu'daki step (kara) ikliminin etkisi altındadır. Bu özelliği ile Tokat iklimi; Karadeniz iklimi ile İç Anadolu'daki step iklimi arasında geçiş özelliği taşır. Bu değerler göz önüne alındığında toprak sıcaklık rejimi Mesic ve nem rejimi de Ustic olarak sınıflandırılmaktadır (Soil Survey Staff, 1999).
Tokat İli Meteoroloji İstasyonu tarafından kaydedilen 31 yıllık yağış verilerine göre, İl’deki yıllık ortalama yağış miktarı 445,7 mm’dir. En çok yağış ilkbahar, en az yağış ise yaz mevsiminde düşmektedir. Söz konusu dönemdeki aylık ortalama toplam yağış miktarları göz önüne alındığında, en çok yağısın 63,0 mm olarak Mayıs ayında, en az yağışın ise 7,6 mm ile Ağustos ayında olduğu görülmektedir. Yıllık kar yağışlı gün sayısı ise ortalama 28,5’tir. Çalışma alanında mevsimsel yıllık ortalama yağış değerleri Çizelge 1’de verilmiştir (Anonim, 2007).
Çizelge 1. Mevsimsel yıllık ortalama yağış değerleri (Anonim, 2007) Mevsim Toplam Ortalama Yağış (mm) Yüzdesi
İlkbahar 162,8 36,5
Yaz 56,7 13
Sonbahar 108,8 24,5
Kış 117,4 26
Karadeniz Bölgesi ılıman iklime sahip olup, mevsimler arasında olduğu gibi gece ve gündüz arasında da sıcaklık farkı oldukça düşüktür. Denizden uzaklaşılıp, yükseklere çıkıldıkça ortalama sıcaklık değeri düşmeye, gündüz ve gece arasında farklılıklar belirginleşmeye başlamaktadır. Yıl boyunca hava sıcaklığı göreceli olarak yüksektir, yıllık ortalama hava sıcaklığı +12,4 oC’dir. 1975-2005 yılları arasında ölçülmüş en düşük hava sıcaklığı -22,1 oC ve en yüksek hava sıcaklığı +45 oC’dir. Bölgenin aylara göre ortalama sıcaklık değişimleri Çizelge 2’de verilmiştir. En soğuk ay olan Şubat ayının ortalama sıcaklık değeri +2,0 oC’dir. En sıcak ay olan Temmuz ayının sıcaklık ortalaması ise +22,2 oC’dir. (Anonim, 2007).
Çizelge 2. Tokat Merkez uzun yıllar ortalama sıcaklık değerleri (1975-2005) (Anonim, 2007).
AYLAR
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII YILLIK
Ort.En Yük.Sıc. 6,1 8,0 12,9 19,0 23,1 26,5 29,0 29,4 26,4 20,3 13,0 7,6 18,4 Ort.Sıcaklık 2,0 3,2 7,1 12,6 16,3 19,6 22,2 22,1 18,7 13,4 7,6 3,6 12,4 Ort. En Düş.Sıc. -1,5 -1,0 2,1 6,8 9,8 12,8 15,5 15,4 12,1 8,0 3,2 0,2 7,0
3.1.3. Çalışma Alanı Jeolojisi
Çalışma alanı bugünkü şeklini Hersiniyen ve Alpin orojenezinin Anatolitlerde tektonik faylarının etkisi sonucu kazanmıştır. Kazova Eosen’de oluşmuş bir çöküntü alanıdır. Genelde düz olan çalışma alanının denizden yüksekliği 535-650 m arasında değişmekte olup, ova doğu-batı doğrultusunda uzanmaktadır. Ayrıca ovanın güney ve kuzeyinden Yeşilırmak nehrine doğru eğimli bir topografya yer almaktadır. Araştırma alanındaki en düşük kot Kaz Gölündedir. Kuzey yamaçlarda çoğunlukla metomorfik kayaçlar (Paleozoik şistler) ile ofiyolitik seri bulunur. Güney yamaçlarda ise metamorfik kayaçlar ile Üst Permiyen yaşlı kireç taşları yer almaktadır (Novinpour, 1993). Genel olarak Kazova yamaçlar, etek birikinti düzlükleri ve ova tabanı olmak üzere üç
jeomorfolojik ünite bulunmaktadır. Bu çalışmada sulama kanalları arasında kalan alan içerisindeki topraklar örneklendiğinden, çalışma alanında yamaç araziler bulunmaktadır. Ova tabanına %3-4 eğimle uzanan birikinti düzlükleri, yamaçlar ile taban arasındaki eğim kırıklığını ortadan kaldırmaktadır. Kazova’daki aluviyal konilerinin çoğu birbiri üzerine binmiş olup, aluviyal yelpazeleri şeklindedirler. Ova tabanı çoğunlukla düz ve düze yakın eğime sahiptir. Ortasından Yeşilırmak nehrinin geçtiği bu alanda eğimin azlığından dolayı nehir bol miktarda menderesler oluşturmuştur (Özçağlar, 1988).
3.1.4. Çalışma Alanı Topraklarının Özellikleri
Çalışma alanında aluviyal ve koluviyal olmak üzere genel anlamda iki grup toprak bulunmaktadır. Araştırma alanına ilişkin detaylı bir toprak etüd ve haritalama raporu bulunmadığından, toprakların detaylı olarak sınıflandırılması yapılmamıştır. Ancak bölgede yapılan çalışmalarda (Durak, 2006; Günal ve ark., 2008) Entisol, Inseptisol, Mollisol ve Alfisol ordolarına ait topraklara rastlandığı ifade edilmiştir. Çalışma alanı içerisinde bugüne kadar işlemeli tarımın yapılmadığı mera alanlarında Mollisol, güney yamaçlarda kireç taşı ana materyali üzerinde oluşmuş topraklar Alfisol ve Inceptisol ve Ova tabanında ise yer yer Inceptisol ve Entisol ordolarına ait toprakların olduğu rapor edilmiştir.
3.2. METODLAR 3.2.1. Toprak analizleri
Bu tez çalışması TÜBİTAK TOVAG 105 O 617 nolu projenin bir parçası olarak yapılmıştır. Bu nedenle tezde kullanılan veriler proje sonuçlarında da yer almaktadır. Bu kapsamda yapılan toprak analizlerinin ayrıntıları için bu rapor referans olarak kullanılabilir. Tez özellikle renk ölçümü ve rengin diğer toprak özellikleri ile ilişkisi üzerine yoğunlaştığından, burada toprak renginin ölçümünde kullanılan yöntem ayrıntılı olarak anlatılmıştır. Çalışma alnını temsil edecek şekilde 400 noktadan toprak örnekleri alınmıştır. Coğrafi koordinatları GPS (± 3 m) yardımıyla belirlenmiş olan örnekleme noktalarının belirlenmesinde “rasgele örnekleme metodu” kullanılmıştır.
3.2.2. Toprak Renginin Belirlenmesi
Alınan toprak örneklerinin renkleri CR-300 model Kroma Meter (Minolta, Osaka, Japonya) kullanılarak ölçülmüştür (Şekil 3). Alet, standart beyaz kalibrasyon kağıt kullanılarak kalibre edilmiştir.
Şekil 3. Toprak renginin ölçümünde kullanılan Minolta 300 model Kolorimetre
Her örnek için ortalama değer elde edebilmek ve özellikle toprak agregatlarının her tarafındaki değişkenliği yansıtabilmek için 10 okuma yapılmıştır. Toprak neminin etkisini her iki toprak tipinde de eşleyebilmek için, toprak agregatları da bozulmuş örnekler gibi oda sıcaklığında kurutulduktan sonra renk okuması yapılmıştır. Bu yöntem, üç renk skalasına (L,a,b) ait sayısal değerler vermektedir. L herhangi bir yansımanın olmadığı siyah renkler ile (L = 0) yansımanın mükemmel olduğu beyaz renkler (L = 100) arasındaki sayısal değerleri ifade eden parlaklıktır. Kırmızılığı ifade etmekte kullanılan “a” değerinin eksi değerlerleri, yeşil rengi artı değerleri ise kırmızı rengi ifade etmektedir. Sarı rengin ifade edilmesinde kullanılan “b” değerleri ise negatif olduklarında mavi rengi, pozitif olduklarında ise sarı rengi ifade etmektedirler Comission Internationale d’Eclairage, 1978).
Hue açısı (hab), kroma değeri (Cab) ve renk farklılığı (∆E) sırasıyla 1. 2. ve 3 nolu
bağıntılar kullanılarak aşağıdaki gibi hesaplanmıştır.
hab= tan-1 (b/a), (1) Cab= (a2+ b2)½ (2) 2 2 2 L a b E (3) Eşitlik 3’te
∆L = L (agregat) – L (bozulmuş toprak) ∆a = a (agregat) – a (bozulmuş toprak) ∆b = b (agregat) – b (bozulmuş toprak)
Hue ve Kroma çoğunlukla renk ölçümlerinde kullanılan daha pratik parametreler olarak bilinmektedir. Bunlar silindir şeklindeki koordinasyon sisteminde yer aldıklarından (Şekil 4) standart Munsell renk sistemi ile karşılaştırılma olanağı vardır (Melville ve Atkinson 1985). Renk parametrelerinin ve analitik toprak özelliklerinin normaliteleri Kolmogoroff-Smirnoff test ile kontrol edilmiş, normal dağılım göstermeyen verilere log ve ln transformasyon uygulanmış ve daha sonra bu verilerle renk parametreleri arasında regresyon analizleri yapılmıştır. İstatistiksel analizler SPSS 13 ve STAT MOST programları kullanılarak yapılmıştır.
Şekil 4. CIE-Lab sisteminde renklerin belirtilmesi. croma (C) ve hue (H) nün yer aldığı kutup koordinat sistemi (Parlaklığın ifade edildiği eksen olan L düzleme paraleldir) (Scheinost ve Schwertmann 1999).
3.2.3. İstatistiksel Analizler ve Jeoistatistiksel Modelleme
Çalışılan özelliklerin değişkenliklerini ifade etmede ve haritalanmasında son yıllarda yaygın olarak kullanılan jeoistatistik teknikleri kullanılmıştır (Goovaerts, 1997; Mulla ve McBratney, 2000). İncelenen her bir özelliğe ait veri setlerinde tanımsal veri analizi yapılmıştır. İzotropik veya anizotropik (yönsel) semivariogramların modellenmesinde kısa mesafedeki değişkenlikleri belirlemek amacıyla rasgele örnekleme metodu uygulanırken birbirine yakın noktalardan (100, 200, 300 ve 500 m gibi) örnekler alınmıştır. Belirlenen toprak özelliklerinin birbirleriyle ve arazi kullanımları ile ilişkilerini belirlemek için SPSS 13.0 yazılımı kullanılarak varyans analizleri yapılmıştır. Özelliklerin birbirleri ile olan ilişkileri korelasyon testleri ile arazi kullanım ve ana materyaller ile olan ilişkileri ise tek yönlü varyans analizi (ANOVA) ile belirlenmiştir. Gruplar arasındaki ortalamaların farklarının önemli olup olmadığı ve benzer olan grupların belirlenebilmesi amacı ile LSD (Kareler farkının en olması) testi yapılmıştır. İstatistiksel analizlere ilişkin sonuçlar Çizelgelar halinde sunulmuştur. Jeoistatistiksel modellerin oluşturulmasında ve tüm haritalama işlemlerinde ArcGIS 9.2 (Esri, 2006) ve GS+ 7.0 (Gamma Design Software, 2004) paket programları kullanılmıştır. Çalışma alanı doğu-batı doğrultusunda 35 km ve kuzey-güney doğrultusunda ise 3-9,5 km arasında değişen boyutlara sahiptir. Jeoistatistiksel değişkenliğin modellendiği (mesafeye bağlı değişkenlik) semivariogramların oluşturulmasında her bir özellik için farklı maksimum lag mesafesi denenmiş ve semivariogramların modellenmesinde 7,5 km maksimum mesafe olarak kullanılmıştır. Her bir değişkene ait veri setlerinde öncelikle en yüksek ve en düşük değerlerin arazideki lokasyonları incelenerek bu uç değerlerin nedenleri araştırılmıştır. Diğer özelliklerle uyumlu olmayan sonuçların analizleri tekrar edilmiştir. Örneğin, katyon değişim kapasitesi sonuçları incelenirken bu değerler tekstür verisi ile kontrol edilmiştir. Kil içeriği yüksek olan bir noktanın katyon değişim kapasitesi beklenenden daha düşük ise, bu toprak için katyon değişim kapasitesi analizi tekrar edilmiştir. Ayrıca belirlenmesi mümkün (veri girişi, hesaplama hatası gibi durumlar) olan hatalara da karşı veri setinde kontroller yapılmıştır.
Veri setleri yukarda bahsedilen şekilde kontrol edildikten sonra verilerde trend analizi yapılmış ve trend gösteren özelliklere semivariogram modellenmesi öncesi trendin kaldırılması işlemi uygulanmıştır. Daha sonra ise semivariogram modellemesi yapılmıştır. Yüksek çarpıklık gösteren veri setlerine logaritmik tranformasyon uygulanarak ve uygulanmadan semivariogram modellemesi yapılmış ve haritalar üretilmiştir. Her iki veri seti ile yapılan haritaların hata değerleri not edilmiştir. Bu noktalar göz önüne alınarak her bir özellik için farklı lag mesafelerinde farklı semivariogram modelleri seçilmiş ve her seçilen model için yönsel semivariogram modelleri ayrı ayrı denenmiştir.
Haritaların üretilmesinde ordinary kriging metodu en fazla 20 komşu nokta olacak şekilde uygulanmıştır. Her bir özellik için denenen semivariogram modellerine ait haritalar üretilerek haritaların hata değerleri kayıt edilmiş ve doğru modelin seçiminde bu değerler birbirleri ile kıyaslanmıştır. Bu işlemler “ArcGIS 9.2. Geosatistical Extension” programı ile yapılmıştır. Bu program üretilen haritalarda tahminin ortalama hatası (ME) ve tahminin standardize ortalama hatalar karekökü (RMSSE) kriterlerini kullanmaktadır. En doğru harita oluşturulurken tahminin ortalama hatası 0’a yakın ve tahminin standardize ortalama hatalar karekökü ise 1‘e yakın olmalıdır (Johnston ve ark., 2001).
Her bir özellik için en uygun modeller seçilerek çalışma alanında incelen özelliklere ait haritalar üretilmiştir. Oluşturulan nihai haritalar 100x100m’lik raster formatına dönüştürülüp arazinin sınırları boyunca bu raster katmanı kesilip lejantlar eklenerek sonuç raporunda sunulan haritalar elde edilmiştir. Tez çalışmasının jeoistatistik kısmında tüm özellikler için hazırlanan haritalar da dahil olmak üzere GIS altyapısı uygun dönüştürme programları uygulandığı taktirde web ortamında sunulmaya hazır hale getirilebilir. Bu alt yapı web ortamında sunulduğunda kullanıcıların online tüm ayrıntılara erişebileceği güncel bir veri tabanı olarak hizmet sunabilecektir.
4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA 4.1.Araştırma Alanı Topraklarının Genel Özellikleri
Geniş bir alanda koluviyal ve aluviyal ana materyaller üzerinde gelişmiş olan Kazova topraklarının tekstürleri de geniş aralıkta değişmektedir. Yüzey topraklarının kil içeriği %12,5 ile %77,5 arasında ve kum içeriği ise %6,3 ile %65 arasında değişmektedir. Yüzey altı topraklarının kil içerikleri %6,3 ile %76,3 arasında ve kum içerikleri ise %5,5 ile %87,5 arasında değişmektedir. Ortalama değerler birbirlerine yakın olmakla birlikte yüzey topraklarının kil ve yüzey altı topraklarının kum içerikleri biraz daha yüksektir. Çalışma alanı yüzey ve yüzey altı topraklarının bazı fiziksel ve kimyasal özelliklerine ait tanımlayıcı istatistik parametreleri Çizelge 3‘de verilmektedir.
Kazova sol sahildeki eğimli arazilerin, Paleozoik kireç taşının ve bunların üzerinde gelişmiş toprakların eğim ve suyun etkisi ile taşınması ve depolanması sonucunda oluşmuşlardır. Kireçli ana materyalin etkisi altında gelişen bu topraklar Kazova’da bulunan ve diğer ana materyaller üzerinde gelişen topraklara göre daha kırmızı renktedirler. Aynı zamanda kireç içerikleri daha yüksek olup, tekstürleri çoğunlukla killidir. Çalışma alanının sağ sahilinde bulunan sulama kanalının altındaki eğimli arazilerde yer alan topraklar ise koluviyal serpantinik şistlerin üzerinde gelişmişlerdir. Çoğunlukla düz ve düze yakın topografyalarda yer alan ve Yeşilırmağın zamanla getirdiği malzemeleri depolaması ile oluşmuş düzlüklerde yer alan topraklar ise depolanma rejiminin etkisi ile farklılaşmışlardır. Genel anlamda nehirlere yakın yerlere daha kaba tekstürlü topraklar depolanır ve nehirden uzaklaştıkça bu depolanma rejiminde daha ince tekstürlü topraklar yer alır. Yeşilırmak geçen uzun zaman içerisinde birçok kez yatağını değiştirdiğinden, ovanın bazı bölümlerinde bu belirgin desene rastlanamamıştır. Bazı durumlarda nehir kıyısında çok killi toprakların varlığı veya nehrin uzağında rastlanılan kumlu materyaller nehrin yatak değiştirdiğinin açık kanıtıdırlar.
Örnekleme zamanında her noktanın o anki kullanımları not edilmiştir. Buna göre; örneklerin 16’sı boş arazilerden, 255’i çeşitli tarla bitkileri yetiştiriciliğinin yapıldığı arazilerden, 73’ü özellikle domates ağırlıklı olarak sebze yetiştiriciliği yapılan
arazilerden, 15’i meyveliklerden, 39’u meradan ve 2’si ise yem bitkileri ekili alanlardan alınmıştır. Raporun ilerleyen bölümlerinde veriler bu farklı kullanımlara göre bölünmüş ve kullanımlar ile toprak özellikleri arasındaki ilişkiler tartışılmıştır.
Araştırma alanı topraklarının hacim ağırlıkları 3 farklı derinlikten (0-15 cm, 15-30 cm ve 30-45 cm) alınan toprak örneklerinde belirlenmiştir. Yüzeyden alınan örneklerin ortalama hacim ağırlığı yüzey altından alınan örneklere göre daha düşüktür. Özellikle meralarda aşırı ve zamansız otlatma nedeni ile yüzeyden itibaren sıkışmanın olduğu görülmüştür. Bu tip arazilerin dışında genelde yüzey topraklarının hacim ağırlıkları daha düşük çıkmıştır.
Proje raporunun ekinde verilen örnekleme noktalarına ait bilgilerde de görüleceği gibi örneklenen noktaların bir kısmı sürülmüş olan tarlalarda yer almıştır. Yakın zamanda sürülmüş olan arazilerin yüzey topraklarının hacim ağırlıkları doğal olarak oldukça düşük çıkmıştır. Farklı kullanım altındaki arazilerden alınan toprak örneklerinin ilk 15 cm’in hacim ağırlığı 0,97 ile 1,98 g cm-3 arasında değişmiş, 15-30 cm derinlikteki toprakların hacim ağırlığı 0,98 ile 1,85 g cm-3 arasında ve 30 ile 45 cm arasında ise hacim ağırlığı 0,98 ile 1,89 g cm-3 arasında değişmiştir (Çizelge 3 ve Çizelge 4).
Çizelge 3. Kazova topraklarının (0-30 cm) bazı fiziksel ve kimyasal özelliklerine ilişkin tanımlayıcı istatistik parametreleri (N=400)
En
Düşük YüksekEn Aritmetik Ortalama Standart Sapma Varyasyon Katsayısı Yatıklık Basıklık
Kum (%) 6,0 65,0 26,62 11,80 44,33 0,512 -0,081 Kil (%) 12,5 77,5 40,94 12,46 30,43 0,498 -0,267 Silt (%) 12,5 51,3 32,44 7,65 23,58 -0,004 -0,440 Hacim Ağır. 0-15 cm Hacim Ağır. 15-30 cm g cm-3 g cm-3 0,97 1,98 1,47 0,16 10,88 -0,303 0,407 0,98 1,85 1,51 0,13 8,61 -0,407 1,112 Solma Noktası (%) 5,12 34,71 16,66 5,20 31,21 0,746 0,612 Tarla Kapasitesi (%) 11,55 51,43 27,23 6,14 22,55 0,738 1,085 Yarayışlı Su (%) 2,88 38,35 10,59 3,05 28,80 3,106 24,606 Agregat Stabilitesi (%) 9,94 100 70,32 20,96 29,81 -0,479 -0,745 Organik Madde (%) 0,59 6,78 2,01 0,89 44,28 2,065 5,92 Toplam Azot (%) 0,04 0,46 0,12 0,053 44,17 2,716 10,42 pH 1:2,5 (toprak:su) 7,07 9,47 8,16 0,257 3,15 0,672 5,04 EC µmhos cm-1 126,10 1720 333,32 193,12 57,94 3,847 19,99 Kireç (%) 1,79 28,05 8,43 4,13 48,99 1,567 3,87 Na (me 100 g-1) 0,02 3,10 0,20 0,23 115,00 7,095 75,48 K (me 100 g-1) 0,04 0,98 0,22 0,13 59,09 1,668 4,19 Ca (me 100 g-1) 16,60 56,12 37,33 5,77 15,46 -0,704 1,51 Mg (me 100 g-1) 1,57 19,62 6,61 3,28 49,62 1,095 1,48 KDK (me 100 g-1) 8,84 45,99 22,08 7,46 33,79 0,859 0,53 Fosfor (ppm) 1,54 40,52 14,18 8,47 59,73 1,018 0,38
Çizelge 4. Kazova topraklarının (30-60 cm) bazı fiziksel ve kimyasal özelliklerine ilişkin tanımlayıcı istatistik parametreleri (N=400)
En
Düşük YüksekEn Aritmetik Ortalama Standart Sapma Varyasyon Katsayısı Yatıklık Basıklık
Kum (%) 5,5 87,5 28,5 14,92 52,35 0,938 1,048 Kil (%) 6,3 76,3 38,2 13,81 36,15 0,260 -0,370 Silt (%) 5,0 62,0 33,3 9,43 28,32 0,183 -0,046 Hacim Ağır (30-45cm) g cm-3 0,98 1,89 1,53 0,13 8,50 -0,206 0,649 Solma Noktası (%) 4,52 31,28 16,75 5,70 34,03 0,174 -0,645 Tarla Kapasitesi (%) 7,72 56,57 26,60 6,83 25,68 0,465 1,394 Yarayışlı Su (%) 2,90 36,27 9,85 3,26 33,10 2,059 12,310 Agregat Stabilitesi (%) 11,00 99,22 68,55 21,21 30,94 -0,515 -0,667 Organik Madde (%) 0,20 3,60 1,22 0,54 44,26 0,861 1,178 Toplam Azot (%) 0,02 0,23 0,07 0,03 42,86 1,256 4,336 pH 1:2.5 (toprak:su) 7,07 10,07 8,40 0,39 4,64 1,604 1,178 EC µmhos cm-1 126,10 3490 341,25 278,88 81,72 5,674 4,336 Kireç ( %) 2,27 29,39 9,27 4,089 44,03 1,282 3,195 Na (me 100 g-1) 0,04 22,83 0,97 2,34 241,24 5,625 48,152 K (me 100 g-1) 0,06 2,08 0,28 0,20 71,43 3,240 3,018 Ca (me 100 g-1) 20,02 68,98 46,33 7,41 15,99 -0,246 39,738 Mg (me 100 g-1) 1,66 23,71 7,75 4,22 54,45 0,948 20,057 KDK (me 100 g-1) 4,32 47,10 20,35 7,94 39,02 0,944 0,859 Fosfor (ppm) 1,78 37,90 8,87 5,06 57,05 2,414 7,940
Geleneksel istatistikte toprak özelliklerindeki değişkenliğin en iyi ifade şekli varyasyon katsayısıdır. Farklı ana materyaller ve farklı kullanımlar altındaki 20.656 ha alanda yapılan rasgele örnekleme sonunda, yüzey topraklarında % kum içeriğinin en yüksek varyasyon katsayına (VK) sahip fiziksel toprak özelliği olduğu belirlenmiştir.
Camberdella ve ark. (1994) toprak değişkenliğini varyasyon katsayısına göre 3 sınıfa ayırmışlardır. Buna göre VK’sı %15’den küçük olanlar az değişken, %16-35 arasında
olanlar orta derecede değişken ve %36’dan büyük olanlar ise yüksek derecede değişken olarak gruplandırılmıştır.
Araştırma alanından alınan toprak örneklerin çeşitli toprak özellikleri arasında ilişkiler ve bu ilişkilerin düzeylerini belirlemek amacı ile korelasyon analizi yapılmıştır. Korelasyon analizinde verilen korelasyon katsayıları, iki değişken arasındaki doğrusal ilişkinin bir ölçüsüdür. Korelasyon katsayıları -1 ile 1 arasında değişebilir ve katsayının işareti ilişkinin pozitif veya negatif olduğunun bir göstergesidir. Buradaki değerin mutlak değerinin büyüklüğü ilişkinin kuvvetli olduğunun bir göstergesidir.
Ancak bir çok istatistiksel analizde olduğu gibi korelasyon analizi de verilerin normal dağılım gösterdiği varsayımı ile hareket etmekte ve verilerin normal dağılım göstermesini gerektirmektedir. Bugüne kadar yapılmış birçok çalışmada bazı toprak özelliklerinin normal dağılım göstermediği ifade edilmiştir. (Brejda ve ark., 2000; Akbaş, 2004). Tanımlayıcı istatistikte normal dağılımın göstergesi, veri setlerindeki yatıklık değeridir. Bu çalışmada yatıklık değeri -1 ve +1 aralığı dışındaki veri setleri için logaritmik transformasyon uygulanarak normal dağılıma yaklaştırılmışlardır. Tanımlayıcı istatistiğin verildiği Çizelgelarda arazi koşullarının daha net anlaşılabilmesi amacı ile dönüşüm yapılmamış veriler kullanılmıştır. Ancak korelasyon analizlerinde, normal dağılım göstermeyen veriler için uygulanan logaritmik dönüşüm sonucu elde edilen veriler kullanılmış ve elde edilen parametreler verilmiştir.
4.2.Toprak Rengi Ölçümleri ve Değerlendirilmesi
Toprağın rengi, onun en önemli morfolojik özelliklerinden olup, kolaylıkla belirlenebildiği için toprak bilimcileri tarafından farklı toprakların tanımlanmasında ve sınıflandırılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır (Soil Survey Staff, 1999).
Proje kapsamında örneklenen 400 yüzey toprağının renklerine arazide Munsell Renk Skalası yardımı ile bakılmış (Munsell Color, 1994), yüzey ve yüzey altının renkleri Kolorimetre kullanılarak sayısallaştırılmıştır (Çizelge 5). Munsell Renk Skalası kullanılarak renk tayininin uygulaması çok kolay olmakla birlikte renk skalasında
bulunan belirli sayıdaki renk ile sınırlı olması ve renk algılamasının kişiye göre değişmesinden dolayı bazı dezavantajları bulunmaktadır (Melville ve Atkinson, 1985). Bu nedenle daha güvenilir ve tekrarlanabilir ölçüm yapma olanağı sağlayan kolorimetre kullanılarak toprak örneklerinde “L” “a” ve “b” renk parametreleri belirlenmiştir.
Proje alanında Günal ve Erşahin (2006), Günal ve ark. (2007) ve Günal ve ark. (2008) tarafından yapılan çalışmalarda toprak renginin sayısallaştırılmasında kolorimetre kullanımının çok yaygın olarak kullanılan Munsell Renk Skalasına göre daha hassas ve tekrarlanabilir ölçüm yapma olanağı sağladığı belirlenerek rapor edilmiştir.
Toprağın koyu renkli olmasını sağlayan organik madde içeriğinin yüksek olması, yüzey topraklarının ortalama parlaklığının (L=47,21) yüzey altına (L=47,78) göre bir miktar daha yüksek olmasına neden olmuştur (Çizelge 5). Organik madde içeriğinin yanında yüzey altı topraklarının ortalama kum içeriklerinin de yüzeye göre daha yüksek oluşu topraktan olan yansımanın artmasına neden olmuştur. Yüzey ve yüzey altı toprakları arasındaki en belirgin farklılık, sarı rengin ifadesi olan “b” değerlerinde görülmüştür. Yüzey altı topraklarının “b” değerleri yüzey topraklarına göre daha yüksek çıkmıştır. Renk parametreleri içersinde parlaklık ifadesi olan “L” ve sarılık ifadesi olan “b” değerleri normal dağılım gösterirken, kırmızılık ifadesi olan “a” değerleri normal dağılım göstermemiştir. Bu nedenle korelasyon testinde, tek yönlü varyans analizinde ve DUNCAN gruplamalarında öncelikle logaritmik transformasyon dönüşümleri yapılmıştır. Ancak DUNCAN gruplamalarının verildiği Çizelgelarda ortalama değerlerin dönüşüm yapılmamış haliyle verilerek ve gruplamalar bu ortalamalar yanında harflerle ifade edilmiştir.
Yatıklık değerleri incelenen özelliğin değerlerinin ortalamanın sağında veya solunda birikmiş olduğunu ifade etmektedir. Toprak verilerinin genellikle sağa yatık bir dağılım gösterdiği bilinen bir gerçektir (Webster, 2001). Verilerimiz içerisinde yüzey ve yüzey altı parlaklık değerleri sola yatık, “a” ve “b” değerleri ise sağa yatıktır.
Çizelge 5. Kazova’dan alınan yüzey ve yüzey altı toprak örneklerinin sayısallaştırılmış renk değerlerine tanımlayıcı istatistik parametreleri
Örnek
Sayısı KüçükEn BüyükEn Aritmetik Ortalama Standart Sapma Varyasyon Katsayısı Yatıklık Basıklık Yüzey L 400 35,27 55,93 47,21 3,00 6,35 -0,624 1,515 Yüzey a 400 0,41 13,17 3,77 1,58 41,89 1,761 6,055 Yüzey b 400 8,08 25,05 14,94 2,39 16,00 0,719 1,582 Derin L 400 33,41 56,47 47,78 3,40 7,12 -0,711 1,405 Derin a 400 0,62 12,61 3,35 1,64 48,92 2,089 7,143 Derin b 400 8,58 26,93 16,01 2,41 15,05 0,690 1,756
Çalışılan özelliğin arazideki değişkenliğinin ifade edilmesinde kullanılan varyasyon katsayısına (VK) göre, normal dağılım göstermeyen “a” değerleri çok değişken olarak sınıflandırılırken (VK: %41,89 yüzey ve %48,92, yüzey altı), parlaklık değerlerinin değişkenlikleri (VK: %6,35 yüzey ve %7,12 yüzey altı) düşük ve “b” değerlerinin değişkenliği (VK: %16,0 yüzey ve % 15,05) ise düşük ile ortanın sınırında çıkmıştır (Çizelge 5).
Doğal toprak oluşumu ve insan aktivitelerinin farklı mekânsal ve zamansal ölçeklerde etkilerinin sonucu topraklar değişkenlik gösterirler (Mulla ve McBratney, 2000). Bunu göz önüne alarak toprak özelliklerinin değişkenliklerine etki eden iki temel unsur olduğunu söyleyebiliriz. Bunlardan ilki genetik özeliklerdir ve bunlar toprak oluşum faktörleri olarak adlandırılır. Toprak oluşum faktörleri ana materyal, iklim, topografya, bitki örtüsü (canlılar) ve zamandır. Diğer unsur ise toprak amenajmanıdır. Toprak amenajmanı; iklim, toprak özellikleri ve bitki isteklerini de göz önüne alarak belirli üretim işlemlerinin uygulanması olarak tanımlanmaktadır (Ersahin, 2001). Bir alanda var olan tarımsal uygulamalar, o alandaki tarımsal amenajman olarak bilinmektedir. Tohum yatağı hazırlamak için yapılan toprak işlemeden başlayarak ürünün hasadına kadar geçen süre de araziye uygulanan yabancı ot kontrolü, gübreleme, çapalama, sulama ve diğer uygulamalar toprağın birçok fiziksel ve kimyasal özelliğine etki etmektedir. (Özgöz ve ark., 2007 ve 2009). Genel olarak oluşumla ilgili değişkenlik daha uzun mesafede ve amenajman kaynaklı değişkenlik ise kısa mesafede toprak özelliğinin değişimine neden olmaktadır. Kısa mesafede değişkenliğin olması ise varyasyon katsayısının yüksek çıkmasına yol açmaktadır.
Arazide değişkenliği düşük olan parlaklık değerine birçok özellik etki etmekle birlikte, Sanchez-Maran˜on ve ark. (2004)’nında belirttiği gibi toprak parçacık büyüklüğündeki değişim belirgin şekilde parlaklık değerinin azalıp ya da azalmamasına neden olmaktadır. Toprağın oluşumla ilgili bir özelliği olan toprak parçacık büyüklüğü dağılımı uzun mesafede değişim göstereceğinden dolayı, bununla ilişkili olan renk değerinin de uzun mesafede değişim gösteriyor olması normaldir. Çalışma alanından alınan hem yüzey hem de yüzey altı topraklarının parlaklık ölçümlerini gösteren “L” değerlerine ait VK’nın düşük olmasında, toprak tekstürünün etkisi olduğu düşünülmektedir. Elbette organik madde içeriği de parlaklık değerine etki etmektedir ve toprağa uygulanan amenajman ile değişim göstermektedir. Bu da kısa mesafede değişimi yani yüksek varyasyon katsayısının olmasını gerektirirdi. Tekstürden kaynaklanan etkinin organik maddeden kaynaklanan etkiyi bastırmış olması şeklindedir. Önceki bölümlerde de ifade edildiği gibi çalışma alanı farklı ana materyallerden oluşmaktadır ve bu alan içerisinde arazi kullanımları oldukça çeşitlilik göstermektedir. Örnekleme sırasında hangi örneğin hangi kullanıma ve ana materyale ait olduğu da belirlendiğinden, ana materyallerin ve arazi kullanımlarının toprak rengine olan etkilerinin belirlenebilmesi amacı ile farklı gruplarda yer alan toprakların da renk değerleri ayrı ayrı değerlendirilmiştir.
Çizelge 6. Düz düze yakın arazilerden alınan yüzey ve yüzey altı toprak örneklerinin sayısallaştırılmış renk değerlerine ilişkin tanımlayıcı istatistik parametreleri
Örnek
Sayısı KüçükEn BüyükEn AritmetikOrtalama StandartSapma VaryasyonKatsayısı Yatıklık Basıklık Yüzey L 294 35,27 55,93 47,16 2,77 5,87 -0,417 1,884 Yüzey a 294 0,41 8,18 3,67 1,05 28,62 0,620 1,807 Yüzey b 294 8,08 20,82 14,39 1,96 13,65 0,130 0,961 Derin L 294 33,41 56,41 47,73 3,33 6,97 -0,712 1,838 Derin a 294 0,62 9,64 3,21 1,05 32,76 1,296 5,619 Derin b 294 8,58 22,29 15,61 1,99 12,72 0,131 1,072
Tüm alandan alınan örneklerin yaklaşık ¾’ü düz ve düze yakın olan alanlardan alındığından, bu alana ait toprakların renk özellikleri de genel veriye oldukça benzerlik göstermektedir. Renk parametrelerinin ortalama değerleri tüm alan için elde edilen
değerlerden biraz düşüktür. Yüzey altı kırmızılık göstergesi olan “a” değerlerinin dışındaki tüm parametreler alan içersinde normal dağılım göstermektedirler (Çizelge 7). Düz ve düze yakın alanlardan alınan toprak örneklerinin VK değerleri genel anlamda tüm alandan alınan örneklerin VK’larına benzerlik göstermektedir. Düz ve düze yakın alan içerisinde, tüm alanda olduğu gibi parlaklık değerleri yüzey ve yüzey altında az değişken, “b” değeri tüm alana göre belirgin olarak daha az değişkendir. Tüm alana ait topraklar için yapılan değerlendirmede yüksek değişkenliğe sahip olan kırmızılık değerleri ise, bu fizyoğrafik birimde orta değişken olarak sınıflandırılmıştır. Toprak ana materyali açısından örneklerin gruplara ayrılması renk değerlerinde değişkenliğin azaldığı gözlemlenmektedir.
Sol sahil sulama kanalı altında %2-6 eğimli arazilerde yer alan topraklar kireç taşı ana materyali üzerinde gelişmişlerdir. Kireç taşının özellikle karbonasyonla ayrışması sırasında ortaya çıkan demir oksit bileşikleri bu toprakların renklerinin oldukça kırmızı olmasına yol açmaktadır. Rubifikasyon işlemi olarakta bilinen kırmızı renk oluşumu bu tip topraklar için tipik özelliktir. Rubifikasyon işleminde asıl olarak özellikle hematite gibi demir oksitlerin oluşumu gerçekleşmektedir (Torrent, 1993). Demir oksitler sarı, portakal renkli veya kırmızımsı olabilirler. Çok küçük parçacıklardan oluşan bu oksitler toprakta küçük miktarda bulunsalar dahi boyama kapasiteleri yüksek olduğundan, önemli renk veren maddeler arasında sayılırlar (Schwertmann, 1993).
Nitekim kırmızılığın göstergesi olan “a” değeri ile sarılığın göstergesi olan “b” değerlerinin ortalamaları sol sahil topraklarında diğer iki gruba göre istatistiksel anlamda önemli derecede yüksektir (Çizelge 8). Bu yükseklikten dolayı DUNCAN gruplamasında sol sahil toprakları hem yüzey hem de yüzey altı “a” ve “b” değerleri açısından tüm alan topraklarında farklı olarak gruplandırılmıştır. Bu bölgeden alınan toprak örneklerinin ortalama “a” değerleri yüzeyde 4,98 ve yüzey altında 4,65’tir. Bu değerler ana materyal bakımından birbirlerinden farklı olan sol sahilde yer alan ve serpantinik şist üzerinde gelişen topraklara göre oldukça yüksektir (yüzey a: 2,64 ve yüzey altı a:2,31) (Çizelge 7). Benzer şekilde “b” değerlerinin de sağ sahil topraklarında çok yüksek olduğu görülmektedir (yüzey b: 17,69 ve yüzey altı:18,42).
Çizelge 7. Sol Sahil sulama kanalı altında yer alan %2-6 eğimli arazilerden alınan yüzey ve yüzey altı toprak örneklerinin sayısallaştırılmış renk değerlerine ait tanımlayıcı istatistik parametreleri
Örnek Sayısı En Küçük En Büyük Aritmetik Ortalama Standart Sapma Varyasyon Katsayısı Yatıklık Basıklık Yüzey L 63 35,40 54,56 47,06 4,21 8,95 -0,682 -0,091 Yüzey a 63 1,44 13,17 4,98 2,75 55,25 0,802 0,198 Yüzey b 63 11,93 25,05 17,69 2,71 15,32 0,317 0,391 Derin L 63 36,04 53,47 47,08 4,01 8,51 -0,490 -0,374 Derin a 63 0,97 12,61 4,65 2,92 62,78 0,829 0,070 Derin b 63 13,16 26,93 18,42 2,90 15,74 0,451 0,392
Toprak örnekleri ana materyal bakımından daha homojen olmasına karşın sağ ve sol sahilden alınan toprak örneklerinin renk değerlerine ait varyasyon katsayısı değerleri düz düze yakın alanlardan alınan örneklerin VK değerlerine göre daha yüksek olarak bulunmuştur. VK değerleri yüksek olmasına karşın tüm renk parametrelerinin normal dağılım göstermiştir.
Farklı ana materyaller üzerinde gelişen topraklar içerisinde ortalama parlaklık değerleri en yüksek ve kırmızılığın ifadesi olan “a” değeri en düşük olan topraklar sağ sahilde yer almaktadır. Sağ sahildeki toprakların ana materyalleri serpantinit şist’dir. Bu ana materyal tipik olarak daha yeşilimsi-kahverengimsi renkte olduğundan, oluşan topraklarda kırmızılık oldukça düşüktür. Yüzey topraklarının “L” değerleri dışındaki renk parametreleri alan içerisinde normal dağılım göstermektedirler. Yüzey ve yüzey altındaki “a” değerlerinin varyasyon katsayıları %36’dan büyük olduğundan fazla değişken olarak sınıflandırılırken, “b” ve “L” parametreleri için varyasyon katsayısı değerlerine göre toprakların değişkenlikleri düşük olarak görülmektedir (Çizelge 8).
