TOKAT KAZOVA’DA AYNI ARAZİ
KULLANIMINA SAHİP İKİ BAHÇE ARAZİSİNDE SULAMANIN BAZI TOPRAK ÖZELLİKLERİNE OLAN ETKİSİNİN UZAYSAL DEĞİŞKENLİĞİNİN
BELİRLENMESİ Saniye DEMİR Yüksek Lisans Tezi
TOPRAK BİLİMİ VE BİTKİ BESLEME BÖLÜMÜ Danışman: Doç.Dr.Kenan KILIÇ
2012
T.C.
GAZİOSMANPAŞA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
TOPRAK BİLİMİ VE BİTKİ BESLEME BÖLÜMÜ
YÜKSEK LİSANS TEZİ
TOKAT KAZOVA’DA AYNI ARAZİ KULLANIMINA SAHİP İKİ
BAHÇE ARAZİSİNDE SULAMANIN BAZI TOPRAK
ÖZELLİKLERİNE OLAN ETKİSİNİN UZAYSAL DEĞİŞKENLİĞİNİN
BELİRLENMESİ
Saniye DEMİR
TOKAT-2012
TEZ BEYANI
Tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu tezin yazılmasında bilimsel ahlak 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.
i
ÖNSÖZ
Tez çalıĢması boyunca hiçbir desteği esirgemeyen danıĢman hocam Doç.Dr. Kenan KILIÇ’a öncelikle teĢekkür ederim. Ayrıca, GOP Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bölüm BaĢkanı Prof. Dr. RüĢtü KARAMAN ve laboratuar çalıĢmaları sırsında yardımlarını esirgemeyen Yrd. Doç. Dr. Ġrfan OĞUZ’a ve emeklerini esirgemeyen, yanımda olan sevgili meslektaĢlarım Gülsüm ġAHĠN, Ġsa KAYA, Erkut ÖZKESKĠN, Murat AYDIN ve Baki ġEN’e teĢekkürü borç bilirim. Maddi, manevi desteklerinden dolayı eĢime, oğluma ve canım anneme çok teĢekkür ederim.
ii İÇİNDEKİLER Sayfa ÖNSÖZ i ĠÇĠNDEKĠLER ii ÇĠZELGELER DĠZĠNĠ iii ġEKĠLLER DĠZĠNĠ iv ÖZET v ABSTRACT vi 1. GİRİŞ 1 2. LİTERATÜR ÖZETLERİ 5 3. MATERYAL VE METOD 11 3.1. Materyal 11 3.1.1. ÇalıĢma Alanı 11 3.1.2. Coğrafi Konum 11 3.1.3. Ġklim 12 3.2. Metod 14 3.2.1. Toprak Örneklemeleri 14 3.2.2. Laboratuar Analizleri 14
3.2.3. Ġstatistiki Analiz Metodları 15
4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMALAR 16
4.1. Toprak Özelliklerinin DeğiĢimi 16
4.1.1. Üst Toprakta (0-10 cm) Toprak Özelliklerinin DeğiĢimi 16 4.1.2. Alt Toprakta (10-30 cm) Toprak Özelliklerinin DeğiĢimi 19
4.2. Tanımlayıcı Ġstatistik Sonuçları 21
4.2.1. Üst Toprak (0-10 cm) Özelliklerinin Tanımlayıcı Ġstatistik Sonuçları 21 4.2.2. Alt Toprak (10-30 cm) Özelliklerinin Tanımlayıcı Ġstatistik Sonuçları 23
4.3. T testi sonuçları 25
4.4. Toprak Özelliklerinin Uzaysal DeğiĢkenliklerinin Belirlenmesi 26 4.4.1. Üst Toprak (0-10 cm) Özelliklerinin Uzaysal DeğiĢkenliklerinin Belirlenmesi 26 4.4.2. Alt Toprak (10-30 cm) Özelliklerinin Uzaysal DeğiĢkenliklerinin Belirlenmesi 33
5. ÖNERİLER 39
6. KAYNAKLAR 40
iii
ÇİZELGELER DİZİNİ
Çizelge sayfa
Çizelge 3.1. Meyve bahçe topraklarında belirlenen özellikler ve
kullanılan yöntemler 14
Çizelge 4.1. ġeftali ve viĢne bahçelerinin üst toprakta çalıĢılan fiziksel ve kimyasal
özellikleri 16
Çizelge 4.2. ViĢne ve Ģeftali bahçelerine ait Atterberg Limit değerleri 19 Çizelge 4.3. ġeftali ve viĢne bahçelerinin alt topraktaki toprak özellikleri 20 Çizelge 4.4. ViĢne bahçesi topraklarının (0-10 cm) bazı fiziksel ve kimyasal
özelliklerine ait tanımsal veri analiz sonuçları 21 Çizelge 4.5.ġeftali bahçesi topraklarının (0-10 cm) bazı fiziksel ve kimyasal
özelliklerine ait tanımsal veri analiz sonuçları 22 Çizelge 4.6. ViĢne bahçesi topraklarının (10-30 cm) bazı fiziksel ve kimyasal
özelliklerine ait tanımsal veri analiz sonuçları 23 Çizelge 4.7. ġeftali bahçesi topraklarının (10-30 cm) bazı fiziksel ve kimyasal
özelliklerine ait tanımsal veri analiz sonuçları 24 Çizelge 4.8. ViĢne ve Ģeftali bahçesinde 0-10 cm ve 10-30 cm toprak
derinliğinde incelenen toprak özelliklerine iliĢkin T testi sonuçları 25 Çizelge 4.9. ViĢne bahçesinde (0-10 cm) yapılan uzaysal modellemelerinden
elde edilen parametreler 27
Çizelge 4.10. ġeftali bahçesinde (0-10 cm) yapılan uzaysal modellemelerinden
elde edilen parametreler 30
Çizelge 4.11. ViĢne bahçesinde (10-30 cm) yapılan uzaysal modellemelerinden
elde edilen parametreler 33
Çizelge 4.12. ġeftali bahçesinde (10-30 cm) yapılan uzaysal modellemelerinden
iv
ŞEKİLLER DİZİNİ
Şekil Sayfa
ġekil 3.1. ÇalıĢma alanı olarak seçilen Ģeftali ve viĢne bahçesinden görünüm 11
ġekil 3.2. ÇalıĢma alanının konumu 13
ġekil 3.3. Kare Grid örnekleme düzeni 14
ġekil.4.1. 0-10 cm derinliğinde viĢne bahçesinde kil, silt, kum, kireç, Org. Madde,
EC’ye ait izotropik semivariogramlar 28
ġekil.4.2. 0-10 cm derinliğinde viĢne bahçesinde agregat stab.,fosfor ve potasyum’a ait
izotropik semivariogramlar 29
ġekil.4.3. 0-10 cm derinliğinde Ģeftali bahçesinde kil, silt, kum, kireç, Org. Madde,
EC’ye ait izotropik semivariogramlar 31
ġekil.4.4. 0-10 cm derinliğinde Ģeftali bahçesinde agregat stab.,fosfor ve potasyum’a ait
v ÖZET
Y. Lisans Tezi
TOKAT KAZOVA’DA AYNI ARAZİ KULLANIMINA SAHİP İKİ
BAHÇE ARAZİSİNDE SULAMANIN BAZI TOPRAK
ÖZELLİKLERİNE OLAN ETKİSİNİN UZAYSAL
DEĞİŞKENLİĞİNİN BELİRLENMESİ
Saniye DEMİR
GAZİOSMANPAŞA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
TOPRAK BİLİMİ VE BİTKİ BESLEME BÖLÜMÜ Danışman: Doç.Dr.Kenan KILIÇ
Bu çalıĢmanın amacı, sulamanın toprakların bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerine etkisini belirlemektir. Orta Karadeniz Geçit KuĢağı Tarımsal AraĢtırma Ġstasyonu Müdürlüğü içerisinde aynı topografya da bulunan ve aynı ana materyalden oluĢmuĢ, Ģeftali ve viĢne bahçesi olarak kullanılan iki tarım arazisinde yürütülmüĢtür. Toprak örnekleri her biri 20 dekar olan sulama yapılan bir Ģeftali bahçesi ile sulama yapılmayan bir viĢne bahçesinden alınmıĢtır. Toprak örneklerinde tekstür, toprak reaksiyonu (pH), elektriksel iletkenlik (EC), organik madde içeriği, kireç içeriği, hacim ağırlığı, alınabilir fosfor ve potasyum, agregat stabilitesi, hidrolik iletkenlik ve atterberg limitleri belirlenmiĢtir. Analiz sonuçları tanımsal veri analizi ve jeoistatistiksel yöntemler ile karĢılaĢtırılması yapılmıĢ ve toprak özelliklerinin uzaysal değiĢkenliği belirlenmiĢtir. ġeftali ve viĢne bahçesinde kil, silt, kum, pH, EC, organik madde, kireç, alınabilir fosfor ve alınabilir potasyum içerikleri arasında önemli farklılıklar (P<0.01) bulunmuĢtur. Geoistatistik analiz sonuçlarına göre viĢne bahçesinde EC değeri maksimum örnekleme mesafesinden en yüksek mesafelerde, diğer toprak özelliklerinin ise her iki derinlikte de maksimum örnekleme mesafesinden daha düĢük mesafelerde değiĢim gösterdikleri belirlenmiĢtir. ġeftali bahçesinde, alınabilir fosfor maksimum örnekleme mesafesinden en düĢük mesafelerde, kil ve kireç içeriği değeri ise maksimum örnekleme mesafesinden en yüksek mesafelerde değiĢim göstermiĢtir.
Yıl 2012, sayfa 43
vi ABSTRACT
Ms Thesis
DETERMİNİNG THE EFFECT OF İRRİGATİON ON SPATİAL
VARİABLİTY AT SOME SOİL PROPERTİES İN TWO ORCHARDS
AT KAZOVA, TOKAT
Saniye DEMİR
Gaziosmanpasa University
Graduate School Of Natural And Applied Sciences
Department Of Soil Science And Plant Nutrition
Supervisor: Doç.Dr.Kenan KILIÇ
The aim of this study was determined to the effect of irrigation on some physical and chemical properties of soils. This study was carried out the two agriculture land using as peach and cherry horticulture formed on same topography and same parent material in Tokat-Kazova province. Soil samples were taken from irrigation peach horticulture and non-irrigation cherry horticulture. Texture, soil pH, electrical conductivity, organic matter content, lime content, bulk density, available phosphorus and potassium, agregat stability, hydraulic conductivity and atterberg limits were determined. Clay content, silt content, sand content, pH, EC, organic matter, lime content, available phosphorus and potassium of each were horticulture statistically significant (P< 0.01). Accorting to the geostatistical analysis EC in the cherry horticulture was shown variation higher distance than maximum sampling distance, and also other soil properties lower distance than maximum sampling distance. Ġn the peach horticulture, available phosphorus was shown variation lower distance than maximum sampling distance, clay and lime contenet higher distance than maxsimum sampling distance.
Year 2012, page: 43
1 1. GİRİŞ
Toprak özelliklerinin belirlenmesi, toprakların sağlığı ve yararlılığının korunması ve devam ettirilmesi için önemlidir. Doğal veya yönetim altındaki bir ziraat ekosisteminde, herhangi bir toprak çeşidinin, bitki ve hayvan üretkenliğini sağlama ve sürdürme, hava ve su kalitesini koruma, geliştirme, insan sağlığı ve yaşama ortamını destekleme kapasitesi, toprak özelliklerinin belirlenip değerlendirilmesi ile yapılabilir (USDA, 2002). Toprakların korunması ve geliştirilmesi halinde, sağlıklı ve kaliteli toprak varlığı ortaya çıkar. Bu topraklar üzerinde kaliteli ve yeterli bitkisel ürünler, bunlarla da yeterli ve kaliteli hayvansal üretim ile bitkisel ve hayvansal gıdalar, sonuçta da sağlıklı toplum ortaya çıkar (Seybold ve ark., 1998).
Gelişmekte olan bölgelerdeki tarım arazilerinin yapılan toprak amenajman uygulamaları sonucunda toprak özelliklerinin olumsuz şekilde değişmesi ekosistem için büyük bir tehdit oluşturmaktadır (Wander ve ark., 2002). Toprak özelliklerinin belirlenmesi üzerine yapılan iyi bir çalışmayla sürdürülebilir arazi çalışması geliştirilebilir, erken uyarı sinyalleri alınabilir ve alandaki problem tanımlanarak daha sonraki ölçümlerin değerlendirilmesinde ışık tutabilir (McGarth ve Zhang, 2003). Toprak, hava ve biyolojik özellikleri içeren, tarım arazilerinin kapasitesini ve şartlarını yansıtan toprak özelliklerinin değerlendirilmesinin amacı, tarım arazilerindeki ürün miktarını artırmak, araziyi ve çevreyi korumaktır (Pieri ve ark., 1995). Toprak özelliklerinin değerlendirilmesi ziraat alanındaki çalışmaların gelişmesine paralel olarak başarı gösterir. Modern tarımsal aletler ile bilgi ve yöntem birleştirilerek yapılan toprak özelliklerinin değerlendirilmesiyle, tarım arazilerine uygun iyileştirme yöntemleri kolaylıkla belirlenebilir (Ditzler ve Tugel, 2002).
Toprak özelliklerini farklı amaçlarla değerlendirmek için birçok yöntem bulunmaktadır. Doğal kaynakların korunması ve sürdürülebilirliliğinin sağlanması toprak kalitesi ve toprak kalitesinin belirlenmesi ile yakından ilgilidir. Bunun yanı sıra arazi yetenek sınıflaması da toprak kalitesi ile yakından ilgili bir konudur. Arazi yetenek sınıflaması yapılırken toprak kalitesinin belirlenmesinde kullanılan toprak kalite kartları ve test kitleri kullanılarak toprak haritaları oluşturulabilir (Klingebiel ve Montgomery, 1961). Bu haritalarda, arazinin benzer karakter ve nitelikleri ile yetiştirilen ürünler, geçmişte
2
kullanım şekli ve bozunma derecesi gibi özellikler vardır. Bununla beraber kriging yöntemi kullanılarak toprak bozunma haritaları yapılabilir (Nazzareno ve Michele, 2004). Bu yöntemde, jeoistatistik ve GIS kullanılarak toprak özelliklerinin mesafeye bağlı değişimleri ve uzaysal değişkenliği belirlenmektedir. Andrews ve ark. (2002), sebze üretim sisteminde toprak özelliklerinin değişimlerini belirlemek için arazi koşullarını yansıtabilecek minimum toprak kalite veri seti kullanmışlardır. Bu çalışma için pH, elektriksel geçirgenlik, toplam azot, çözünebilir fosfor, sodyum, kalsiyum ve organik madde toprak özelliklerindeki değişimi gösteren en önemli değişkenler olarak değerlendirilmiş ve bu veri seti ile değişkenlik önemli derecede belirlenmiştir. Yöntemin kullanımının kolay ve sayısal değerlerin esnek olmasından dolayı, günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır. Toprak özelliklerinin değerlendirilmesinde kullanılan indeksler tarım alanına özgü şartları yansıttığı için toprak amenajmanında uygulanması gereken yöntemlerde daha kolay belirlenebilmektedir.
Toprak özelliklerinin iyileştirilmesi, meyve üretim ve kalitesinin artırılması, uygun çeşit, kaliteli tohum, gübre ve su girdilerin yeterli ve düzenli bir şekilde kullanılması, gerekli toprak amenajman ve mekanizasyon işlemlerinin zamanında yapılması ile mümkündür (Al- Zubi ve Al- Kahrabsheh, 2003; Santos ve ark., 2005). Tarımda sulama suyunun zamanında ve ölçülü kullanılması önemlidir. Aksi halde, aşırı sulamalar topraktan besin maddelerinin yıkanmasına ve çevre kirlenmesine neden olmaktadır. Bunun yanında fazla su kullanımı, toprakların üst kısmında tuz birikimini artırarak tuzlulaşmaya da neden olabilir (Tedeschi and Dell'Aquilla, 2005). Fazla sulama yanında, gereğinden az su kullanımı da toprak özellikleri ve verimi olumsuz yönde etkiler. Bundan dolayı, araziye dengeli su uygulaması zorunlu olmaktadır (Okten, 2003).
Wang ve ark. (2003), sulamanın toprak özelliklerine etkisini araştırdıkları çalışmalarında 29 toprak özelliğini değerlendirmişlerdir. Sulanan ve sulanmayan iki tarım arazisinde 11 yıl boyunca toprak özelliklerinde meydana gelen değişimi incelemişlerdir. Uzun süreli sulanan tarım arazilerinin toplam porozite ve Mg içeriği, kontrollü sulanan tarım arazilerinin toplam porozite ve Mg içeriğinden daha düşük bulunmuş, uzun süreli sulanan tarım arazisinde toprak sıkışmasının arttığı ve tutulan azot miktarının azaldığı belirlenmiştir. Xu ve ark. (2010), 3,8 ve 20 yıldır sulanan üç tarım arazisinde sulamanın toprak özelliklerine olan etkisini karşılaştırmışlardır. Sulama
3
karakteristikleri ve toprak özellikleri aynı olan araziler seçilmiştir. Çalışmanın sonucunda, 20 yıldır sulanan arazide derinlik arttıkça pH’nın azaldığı; 8 ve 20 yıldır sulanan arazilerde ise organik madde, katyon değişim kapasitesi ve elektriksel geçirgenliğin arttığı belirlenmiştir.
Dünya nüfusunun sürekli ve hızlı bir artış göstermesi, gıda ve diğer tarımsal ürünlere olan ihtiyacın artmasına neden olmaktadır. Tarım yapılan arazileri genişleterek üretimi arttırma imkânı bulunmadığından, birim alandan sağlanan verimin artırılması ve mevcut tarımsal alanların üretim potansiyellerinin muhafaza edilmesi ve sürdürülmesi önemli bir konu olarak ortaya çıkmaktadır. Bu sorunların giderilmesinde toprak özelliklerinin mevcut durumlarının korunması ve iyileştirilmesi gerekmektedir (Warkentin, 1995). Toprak özellikleri her toprak çeşidi için özeldir. Tekstür ve mineraloji gibi karakteristikler toprak oluşum faktörleri (iklim, topografya, mikroorganizma, ana materyal ve zaman) tarafından belirlenen yapısal toprak özellikleridir. Bu özellikler, bir toprağın başka bir toprak ile karşılaştırılmasını, arazi bozulması veya iyileştirilmesinin değerlendirilmesini sağlar. Dexter (2004) yapmış olduğu çalışmada, farklı topraklarda, farklı toprak amenajman uygulamaları yaparak toprağın fiziksel özelliklerini (toprak tekstürü, yoğunluk ve organik madde) değerlendirmiştir. İnsan kullanımı ve amenajman gibi uygulamalar sonucunda toprak özelliklerinde meydana gelen değişimler dinamik toprak özellikleridir. Bu özellikler, sürdürülebilir arazi kullanımı için gerekli toprak amenajman uygulamalarını belirler.
Al-Zu’bi. (2007) Ürdün havzasında, sulamanın toprak özellikleri üzerine etkisini araştırmıştır. Kurak iklim şartlarının hakim olduğu havzada her biri 60cmX60cm genişliğinde, sulanan ve sulanmayan iki arazi çalışma alanı olarak seçilmiştir. Toplam 486 örnek üzerinde yürüttüğü çalışma sonunda, sulamanın toprak özellikleri üzerine önemli bir etkisinin olmadığını belirlemiştir. Ayrıca, fosfor, potasyum ve azot konsantrasyonlarında artış gözlemlenmiş, uygun sulama programının seçilmemesinin ciddi problemlere yol açtığı bulunmuştur. Sezen ve ark. (2005), meyve bahçesinde farklı sulama yöntemlerinin toprak özellikleri üzerine etkisini araştırdıkları çalışmada, 3-6 gün, 6-11 gün ve 9-15 günlük zaman aralıklarıyla, 2 yıl süresince meyve bahçelerini sulamışlardır. Araştırmanın sonunda, 3-6 gün zaman aralığıyla sulanan meyve
4
bahçesinin toprak özelliklerinin önemli ölçüde değiştiği ve meyve veriminin tüm sulama yöntemlerinde düştüğünü belirlemişlerdir.
Toprak özelliklerinin değerlendirilmesi toprak kalite göstergelerinin değerlendirilmesi ile yapılır. Toprak kalite göstergeleri toprakların fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri veya karakteristikleridir. Bu göstergeler, toprak özellikleri ve toprak kalitesi ile ilgili birçok bilgi verir. Örneğin, toprak organik maddesi yaygın olarak kullanılan bir göstergedir. Çünkü organik madde toprakların fiziksel ve kimyasal özelliklerini etkileyerek, toprağın verimliliği, strüktürü, dayanıklılığı ve bitki besin elementi tutulması gibi birçok özelliği hakkında ayrıntılı bilgi sağlayabilir. Toprak özelliklerinin değişmesine birçok faktör neden olabilir. Bu faktörleri şu başlıklar altında verebiliriz: (1) Kirleticilerin toprakta sınır değerlerden daha yüksek konsantrasyonlarda bulunması; (2) Asitleşme, tuzlulaşma, sıkışma ve erozyon gibi toprağın işlevlerini sınırlandıran faktörler; (3) Çözünenlerin yıkanma ve yüzey akışla kaybı, materyallerin arazinin diğer kısımlarına süspanse olarak taşınması.
Bu çalışmanın amacı, Orta Karadeniz Geçit Kuşağı Tarımsal Araştırma İstasyonu Müdürlüğü bünyesinde bulunan şeftali bahçesi ve vişne bahçesi olarak kullanılan iki arazi de sulamanın toprakların bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerine etkisini belirlemektir. Bu amaç için her biri 20 dekar olan sulama yapılan bir şeftali bahçesi ile sulama yapılmayan bir vişne bahçesinden toprak örnekleri materyal olarak kullanılmış ve toprakların bazı fiziksel ve kimyasal özelliklerinde sulama ile olabilecek değişimler belirlenmiştir.
5 2. LİTERATÜR ÖZETLERİ
Tarım; toprak ve su kaynaklarını koruyarak, bitkisel ve hayvansal ürünler elde etmek, verimliliği ve kaliteyi arttırmak gibi birçok çalışmayı içine alan uygulamalı bir bilim dalıdır. Tarımsal üretimin amacı birim alandan optimum verim sağlamaktır. Bunu yaparken de toprağı yerinde korumak gerekir. Topraktaki çok yönlü denge ve düzen korunursa, uzun yıllar topraktan ürün alınabileceği gibi, olumsuz özellikleri giderilip verimliliği de arttırılabilir. Bu nedenle toprak verimliliğinin korunması ve sürekliliği tarımın en önemli koşullarındandır.
Arazi kullanımı ile birlikte toprak özellikleri değişmektedir. Bu değişimin olumlu olabilmesi başarılı bir toprak amenajmanı ve arazi yetenek sınıflarına uygun arazi kullanım planlaması yapılarak kullanılmasını gerektirmektedir.
Arazi özelliklerinin bilinmesi, gelişen teknolojiye bağlı olarak envanterlerinin çıkartılması ve bunların bir tasarım çerçevesi içerisinde kullanılabilir ve üretken özelliklerini yitirmeden gelecek nesillere aktarılması gerekmektedir. En önemli doğal varlıklar olarak bilinen toprak, sadece insan yaşamına özgü olmayıp, diğer canlıların yaşamı içinde temel ortam özelliğini taşır (Altınbas ve ark., 2008).
Zhang ve ark. (1998), Avustralya, Namoi havzasında coğrafi bilgi sistemleri tekniklerini kullanarak toprak karakteristiklerini belirlemiş, alanın mekansal verilerini bilgisayar ortamına işleyerek toprak yönetimine dair bilgiler elde etmiş; toprak özelliklerinin, arazi kullanım ve yönetiminin hidrolojik süreçler üzerindeki etkisini ortaya koymuşlardır. Dawaki (1996), Jakara havzasında sulamanın toprak özelliklerine olan etkisini araştırmıştır. Kil içeriği yüksek, koyu-gri renkteki hidromorfik topraklardan her biri 10 m2’lik gridlerden beşer adet örnek almış ve bunları birbiriyle karıştırarak kompost örnekler oluşturmuştur. Bu örnekler üzerinde yarayışlı fosfor ve potasyum, organik madde ve pH ile ağır metal içeriği belirlenmiştir. Çalışmanın sonunda organik madde içeriğinin yüksek olmasının toprakların su tutma kapasitesi arttırdığını ve toprağın gübre içeriğinin sulama ile yakından ilişkili olduğu bulunmuştur.
6
Durak ve ark. (2007), farklı ürün sistemleri ve tarım yönetimlerinin topraktaki iz element konsantrasyonlarına ve fizikokimyasal toprak özelliklerine etkilerini incelemek amacıyla, Tokat’ta birbirine bitişik iki arazide A
1, A2, A3, A4 eğim pozisyonlarında araştırma yapmışlardır. A
1’de 40 yıllık bir meyve bahçesi, A2’de sebze bahçesi, A3’de tarım arazisi, A
4’de doğal bir alan bulunmaktadır. Bu arazilerde toprak pH’sı, organik madde içeriği, fosfor, silt ve kum içeriğinde anlamlı değişiklikler bulunmuştur. Toprak işleme sistemleri, pH ve organik madde içeriğindeki değişimler nedeniyle bitkilerin bakır, mangan, molibden ve çinko alımını önemli şekilde etkilemiştir.
Doğal kaynakların her geçen gün biraz daha azalması, su ve toprak kaynaklarının ekonomik ve verimli bir şekilde kullanılmasını zorunlu kılmıştır. Canlılığın devamı için gerekli olan en önemli doğal kaynak sudur. Su, dünyada istenilen yer ve zamanda, yeterli miktar ve kalitede bulunmayan, yenilenebilir ancak, sınırlı bir kaynak olması nedeniyle tarihi süreçte toplumların her katmanını ilgilendiren stratejik bir doğal kaynak olmuş ve olmaya da devam edecektir.
Su kaynaklarının devamlılık ilkesi çerçevesinde kullanılması suyun her alanda etkin kullanımı ile mümkün olmaktadır. Suyun en çok kullanıldığı alan ise tarımsal sulamadır. Sulama, doğal yağışlarla karşılanamayan kültür bitkilerinin su ihtiyacının istenilen zaman, miktar ve kalitede, kontrollü bir şekilde bitki kök bölgesinde depolanmasını sağlamaktır. Geleceğe yönelik sulama etkinliğinin artırılmasında en önemli araç, verimli bir tarımsal üretim, uygun araştırma tekniklerini içinde barındıran, gelişmiş sulama teknolojisini kullanan ve etkin bir bilgi sistemine sahip su ve sulama yönetimidir (Şimşek ve ark., 2005).
Sulama yöntemi, hem toprak ve bitki özellikleri hem de yöntemin özellikleri göz önüne alınarak seçilmelidir (Zhao, 2007) Örneğin toprak bünyesinin kaba olması koşulunda sulama aralığı kısalacağından tuzluluğu yüksek olan sular daha güvenilir olarak kullanılabilecektir. Ağır bünyeli topraklarda ise, geçirgenlik düşük olacağından sulama aralığı artacak ve sulama yönteminin seçiminde bazı kısıtlamalarla karşılaşılabilecektir. Sulama aralığı uzun olduğunda (örneğin yüzey sulama yöntemlerinde), bitki verimi ile ortalama kök bölgesi tuzluluğu arasındaki korelasyon yüksek olacaktır. Damla sulama yöntemi gibi sık aralıklarla sulama gerektiren yöntemlerin uygulandığı koşullarda ise,
7
ortalama kök bölgesi tuzluluğu ile bitki verimi arasında kuvvetli bir ilişki vardır (McCarthy ve ark., 2000).). Bustan ve ark. (2004) yapmış oldukları çalışmada; kavun yetiştirilen bir tarlayı 24 saat aralıklarla damla sulama ile sulamışlar, tuzlu ve tatlı su olmak üzere iki çeşit su kullanmışlardır. Tuzlu su ile sulanan tarladan daha kaliteli kavun elde edilirken; tatlı su ile sulanan tarladan ise daha fazla ürün alınmıştır.
Damla sulama yöntemi, sulama suyunun kısa aralıklarla uygulandığı bir sistemdir ve bu alanlarda topraklar sürekli olarak tarla kapasitesi civarında neme sahiptirler. Damla sulama yönteminde, toprakta tuzlar sık sulama sonucunda, sürekli olarak ıslatma çapının çeperlerine doğru itilmektedirler. Ancak sulama mevsimi sonunda, ıslatma çeperi dışına itilmiş olan tuzlar yıkanmalıdır. Kang ve ark. (2008) meyve üretimi ve meyve kalitesi üzerine yaptıkları çalışmada, iki yıl süreyle üzüm meyvesine üç değişik sulama yöntemi uygulamışlardır. Geleneksel damla sulama, kök bölgesine damla sulama ve kısıtlanmış damla sulama yöntemlerinin kullanıldığı çalışmada, 40 cm derinliğindeki üzüm meyvesine saatte 4 litre olacak şekilde su verilmiştir. Çalışmanın sonunda, kök bölgesine damla sulamanın meyvenin yapraklarını geliştirdiği bulunurken, kısıtlanmış damla sulamanın meyve kalitesini ve verimini arttırdığı belirlenmiştir. Liu ve ark. (2002), genel olarak yağış sularının çözünmüş kimyasal madde içeriklerinin nispeten düşük olduğunu, su kalitesinin bahçe üst toprak örtüsüne göre değiştiğini, bahçenin altında humus tabakası içinde ve toprak üzerinde akan yağış sularının çözünmüş maddeleri bünyelerinde topladıklarını ifade etmişlerdir. Bahçe olarak kullanılan havzadan drene olan suların genellikle düşük miktarda sediment ve zararlı kimyasal madde içerdiğini, bitki besin maddelerini bünyelerinde tuttuğunu belirtmişlerdir.
Nagaz ve ark. (2011), farklı su rejiminin toprak özellikleri ve bitki gelişimine olan etkisini incelemişlerdir. Kumlu tekstüre sahip arazide meyve yetiştirilmiş ve başlangıçta EC değeri 3.6 dS/m olan su kullanılmıştır. Üç yıl süren çalışmada beş farklı su rejimi uygulanmıştır. İlk yöntemde çalışma alanının tamamı sulanmıştır. İkinci ve üçüncü yöntemde %60 ve %80 oranında azaltılmış sulama yapılmıştır. Dördüncü yöntemde ise, bitki büyümesinin orta dönemine kadar aynı sıklıkla ve hasata kadar da %60 azaltılmış sulama yapılmıştır. Son yöntemde, yedi gün aralıklarla salma sulama yapılarak tarım arazileri üç yıl boyunca sulanmıştır. İlk üç yöntemde EC değerinin düştüğü bulunurken,
8
meyve üretiminin sulama yöntemiyle etkilendiği ve verimin azaltılmış sulama yönteminde (%60 ve %80) önemli miktarda düştüğü belirlenmiştir.
Toprakların bozulması ve kirletilmesinde, su ve zirai ürünler en başta gelen faktörlerdir. Bundan dolayı, başarılı ve sürdürülebilir tarımda sulama suyunun seçimi önemlidir. Damla sulama yapılan alanlarda, kireç birikimi toprağın yüzeyinde oluşur. Buna karşılık, salma sulama ile sulanan alanlarda kireç, derinliğe bağlı olarak artar (Al-Zu’bi, 2007).
Ekberli ve Kerimova (2005), Azerbaycan’ın kurak iklime sahip Şirvan bölgesinin sulanan topraklarının bazı fiziksel-kimyasal parametrelerinin değişimini belirleyerek, toprakların pH, değişebilir sodyum, bazı değişebilir bazik katyonların (sodyum, kalsiyum, magnezyum) toplamı (DKT), humus ve <0,001mm fraksiyonları arasında fonksiyonel ilişkileri incelemişlerdir. Araştırma sonuçlarına göre, deneme topraklarının pH’sı ve DKT’si geniş olmayan sınırlar içerisinde değişmektedir. Deneme arazisinin hafif alkali topraklarında sulama suyunun etkisiyle 0-50 cm’lik katmanda değişebilir sodyum miktarının (me/100gr) ortalama %16,05 azaldığı, 50-100 cm’lik katmanda ise %15,71 arttığı saptanmıştır. Sulama suyunun etkisiyle çözünebilen tuzların yıkanması sonucunda, toprakların 0-50 cm derinliğinde tuz bileşiminin %21,91; 0-100 cm derinliğinde ise % 17,82 azaldığı tespit edilmiştir. Toprakların <0,001mm fraksiyonların <0,01mm fraksiyonlar ile karşılaştırıldığında daha düşük düzeyde olması humus miktarının az olmasının nedenlerinden birisi olarak gösterilmiştir.
Sulama özellikle meyve bahçelerinde verimin artması veya azalmasında çok önemli bir rol oynamaktadır. Sulama suyunun etkin kullanımı, meyve bahçelerinde verimin artırılmasının ön koşuludur. Damla sulama günümüzde yaygın olarak kullanılan sulama yöntemidir (Fereres ve ark., 2003). Panigrahi ve ark. (2011), damla sulamanın meyve bahçelerindeki toprak özellikleri üzerine etkisini araştırmışlardır. Üç yıl süreyle devam ettirdikleri çalışmada, toprağın kimyasal özellikleri ve ürün verimi üzerine sulamanın etkisini incelemişlerdir. Çalışmanın sonunda, 0-20 cm. derinliğinde pH’nın azaldığı, makro besin elementleri (N;P;K) arttığı ve mikro besin elementleri (Fe, Mn, Zn ve Cu) azaldığı belirlenmiştir.
9
Toprak özelliklerinin deneysel olarak belirlenmesi para, işgücü ve zaman gerektirmektedir. Belirli bir alanda çalışılacak olan toprakların fazla değişken olması halinde masraf daha da artmaktadır. Bu durum arazinin bazı noktalarının örneklenerek, daha sonra buradan elde edilen değerlerin kullanılarak örneklenmeyen noktalara ilişkin değerlerin tahmin edilmesini zorunlu kılmaktadır (Mulla ve McBratney, 2000). İlgili parametrelerin uzaysal değişkenliğinin bilinmesi bu amaçla tahminin daha kolay ve doğru yapılmasına olanak sağlar (Upchurch ve Edmonds, 1991). Jeoistatistik, toprakların özelliklerin araştırılmasında ve haritalanmasında son yıllarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca toprak amenajman pratikleri hakkında çalışmalar yaparken toprak özelliklerinin uzaysal değişkenliklerinin analiz edilmesinde jeoistatistik yöntemlerinden faydalanılmaktadır.
Değişkinliği ifade etmede ilk adım, ortalama ve standart sapmayı kullanmaktır. Klasik istatistikte ortalama değerleri haritalama üniteleri içindeki örneklenmeyen diğer noktalar için tahmin değeri olarak kullanılmaktadır. Bu nedenle, ortalamanın tahmin edici olarak doğruluğu dağılım istatistikleri (varyasyon katsayısı, standart sapma) kullanılarak belirlenir (Trangmar ve ark., 1985).
Smith ve ark. (1993), aynı arazi kullanımına sahip toprakların özelliklerinin değerlendirmesinde kriging yöntemini kullanmışlardır. Çok çeşitli değişkenlerin kullanıldığı bu yöntemde, havzanın toprak özelliklerinin bulunduğu toprak haritalarını oluşturmuşlardır. Bu haritalar ile seçilen toprak özelliklerinin değişim mesafesi bulunabilir. Böylece, çalışılan havza için özel toprak amenajman uygulamaları belirlenebilir.
Toprak özellikleri üzerine arazi kullanım sistemlerinin etkisinin bölgesel değişiminin belirlenmesine yönelik yapılan çalışmalar son zamanlarda oldukça artmıştır. Yapılan bu çalışmalar sonucunda aynı arazi kullanımına sahip toprakların özelliklerinde bölgesel değişimleri coğrafi bilgi sistemlerini kullanarak belirlenmiş ve önemli farklılıklar bulunmuştur. Farklı tarımsal faaliyetler, sulama, gübreleme gibi toprak amenajman işlemlerinin çok etkili olduğu ortaya çıkmıştır. Bu durumun insan ve doğal çevre arasında kompleks ilişkiden kaynaklandığı şeklinde açıklanmıştır (Tang ve ark., 2007).
10
Tarımsal alanların sulama planının hazırlanmasında kullanılan uzaysal veriler, yeryüzünde mevcut olan su miktarıyla ilişkilidir ( Dejonce ve ark., 2007). Bu verilerin hazırlanmasında kullanılan aletler, çalışılan alandaki ürün miktarının değişimini ve toprak ihtiyacını uzaysal ve zamana bağlı değişkenler olarak belirler. Vellidis ve ark. (2008), toprak EC sayısal verilere dayalı uzaysal değişkenliğini belirlemek için elektromanyetik haritalama sistemi kullanmışlar ve bu şekilde hassas zonlar belirlemişlerdir.
Bormann (2008) Podzol topraklarında mevsime ve arazi kullanımına bağlı olarak toprak özelliklerindeki değişimi belirlemek amacıyla yaptığı çalışmada, hacim ağırlığı, hidrolik iletkenlik, infiltrasyon arasında istatistiksel olarak önemli değişimler olduğunu belirtmiştir. İncelenen özellikler üzerinde mevsimsel değişimlerin istatistiksel olarak önemli olduğu saptanmıştır.
Kurak alanlarda kullanılan su miktarı oldukça sınırlıdır (Kang ve ark., 2004). Ürün çeşidi ve kalitesi, kullanılan su ve toprak özellikleri arasında çok yakın bir ilişki vardır. Du ve ark. (2008), iki yıl sürdürdükleri çalışmalarında meyve çeşidi, kalitesi ve miktarı üzerine suyun uzaysal ve zamana bağlı değişimini incelemişlerdir. Geleneksel damla sulama, kök diplerine sulama ve bunların her ikisinin karıştırılması şeklinde üç çeşit sulama uygulamışlardır. Çalışmanın sonunda kurak alanlarda sulamadan birkaç gün sonra, toprağın su içeriğinde çok az bir artma olduğu veya su içeriğinin sabit kaldığı belirlenirken, kök bölgelerinde bir bozulmaya rastlanılmamıştır.
Toprak suyunun birikimi ve hareketi hidrolik iletkenliği etkiler. Gwenzi ve ark. (2011), yapay bir ekosistem içerisinde hidrolik iletkenliği belirlemek için Philip-Dunne yöntemini kullanmıştır ve laboratuvarda bulunan sonuçlar karşılaştırmıştır. Kumlu toprakta hidrolik iletkenliğin çok yüksek olduğu saptanmıştır.
Coppola (2011) toprak işlemenin yapıldığı bir alanda toprak su içeriğini TDR kullanarak belirlemiş ve toprak su içeriğinin değişimini uzaysal ve zamansal istatistiksel teknikleri kullanarak analiz etmiştir
11
3. MATERYAL VE METOD
3.1. Materyal 3.1.1. Çalışma Alanı
Çalışmada, Orta Karadeniz Geçit Kuşağı Tarımsal Araştırma İstasyonu Müdürlüğü içerisinde aynı topografya da bulunan ve aynı ana materyalden oluşmuş, şeftali ve vişne bahçesi olarak kullanılan iki tarım arazisinden alınan toprak örnekleri kullanılmıştır (Şekil 3.1.). Çalışma alanı Elmalı Serisi olarak isimlendirmiş ve tanımlayıcı horizonları bulunmadığı için Entisol ordosu içerisinde sınıflandırılmıştır (Durak, 1994). Şeftali bahçesinde 600 adet şeftali ağacı bulunmaktadır ve 14 yıldır sulama yapılmaktadır. Önceleri damla sulama ile sulanan arazi son 3 yıldır salma sulama ile yılda iki kez sulanmaktadır. Vişne bahçesinde ise, toplam 666 adet vişne ağacı bulunmaktadır ve sulama yapılmamaktadır. Çalışma alanı Kazova’nın güneyini oluşturan dağ silsilesinin kuzey yamaçlarında yer alan etek arazi üzerinde bulunmaktadır.
Şekil 3.1. Çalışma alanı olarak seçilen şeftali ve vişne bahçesinden görünüm 3.1.2. Coğrafi Konum
Çalışmanın yapıldığı Orta Karadeniz Geçit Kuşağı Tarımsal Araştırma İstasyonu Müdürlüğü, Karadeniz ve İç Anadolu bölgeleri arasında geçit bölgede ve Yukarı Yeşilırmak Havzasında yer almaktadır. Müdürlük arazisi Tokat-Turhal karayolunun 10.km’sinde, Kazova’da, 40○18 ¹ enlem ve 36 ○ 34 ¹
doğu boylamında yer almakta olup, Enstitü arazisinin denizden yüksekliği 585 metredir (Şekil 3.2.).
12
3.1.3. İklim
Tokat İli Orta Karadeniz bölümünün iç kısımlarında yer almaktadır. Bu nedenle hem Karadeniz iklim özellikleri, hem de İç Anadolu'daki step (kara) ikliminin etkisi altındadır. Bu özelliği ile Tokat iklimi; Karadeniz iklimi ile İç Anadolu'daki step iklimi arasında geçiş özelliği taşımaktadır. Tokat Meteoroloji İstasyonu kayıtları esas alındığında son 45 yıllık gözlemlere göre yıllık yağış ortalaması 449.1 mm’dir. En fazla yağış ilkbaharda en az yağış yaz aylarında düşmektedir.yıllık ortalama sıcaklık 12.5 o
C, en soğuk ay 1.9 oC ile ocak, en sıcak ay 22.4 oC ile ağustos ayıdır (Anonim 2007c). Bu değerler dikkate alındığında toprak sıcaklık rejimi Mesic ve nem rejimi de Ustic olarak sınıflandırılabilir (Soil Survey Staff, 1999).
13 Şekil 3.2. Çalışma alanının konumu
14 3.2. Metot
3.2.1. Toprak Örneklemeleri
Toprak örnekleri her biri 200x100 m boyutlarında şeftali ve vişne bahçesinin iki farklı toprak derinliğinden (0-10 cm ve 10-30 cm) alınmıştır. Örnekleme metodu olarak kare grid metodu kullanılmıştır (Şekil 3.3.). Örnekleme işlemine çalışma alanının kuzey köşesinden başlanmış ve her bir alan 10x10 m’lik karelere ayrılmış ve her karenin orta noktasından toprak örneği alınmıştır. Kuzey-güney doğrultusunda dört, doğu-batı doğrultusunda on hat oluşturulmuş olup (10x4) her bir alanın her bir derinliğinden 40 toprak örneği olmak üzere toplam 160 örnek alınmıştır.
Şekil 3.3. Kare Grid örnekleme düzeni 3.2.2. Laboratuar Analizleri
Araziden alınan toprak örnekleri plastik torbalar içinde laboratuara getirilerek kurutulmuş ve 2 mm’lik elekten geçirilerek analize hazır hale getirilmiştir. Çizelge 3.1’de kullanılan yöntemler ve ölçülen toprak özellikleri verilmiştir.
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 10 20 30 40
15
Çizelge 3.1. Meyve bahçe topraklarında belirlenen özellikler ve kullanılan yöntemler Ölçülen Özellikler/ parametreler Derinlik (cm) Kullanılan Yöntem Tekstür 0-10 10-30
Bouyocos hidrometre metodu (Bouyocous, 1951).
pH 0-10 10-30 pH metre (Tüzüner, 1990) Elektriksel İletkenlik 0-10 10-30
EC metre ile (Richards, 1954) Organik madde 0-10
10-30
Modifiye edilmiş Walkey- Black metodu (Nelson ve Sommers, 1982)
Kireç 0-10
10-30
Scheibler kalsimetresi ile karbondioksit çıkış hacmine göre % kireç içeriği belirlenmiştir (Hızalan ve Ünal, 1956)
Agregat stabilitesi 0-10 10-30
Islak eleme yöntemine göre. (Anonim, 2007a)
Hacim ağırlığı 0-10 10-30
Parafin yöntemi ile (Richards, 1954) Yarayışlı Fosfor
(P)
0-10 10-30
Sodyum bikarbonat yöntemi (Olsen ve ark., 1954) Yarayışlı potasyum
(K)
0-10 10-30
Amonyum asetat yöntemi (Carson, 1980) Atterberg limitleri 0-10
10-30
(ASTM, 1986) Hidrolik iletkenlik 0-10
10-30
Sabit seviyeli geçirgenlik analizi ile (ASTM, D2434 – 68,2006)
3.2.3. İstatistiki Analiz Metodları
Çalışılan özelliklerin değişkenliklerini ifade etmede ve haritalanmasında son yıllarda yaygın olarak kullanılan jeoistatistik teknikleri kullanılmıştır (Goovaerts, 1999; Mulla ve McBratney, 2000). Tanımsal veri analizine başlamadan önce toprak özelliklerinin normal dağılım gösterip göstermediğini belirlemek amacıyla shapiro-Wilks normalite testi yapılmış ve normal dağılım göstermeyen özellikler için log-transform yapılmıştır. Daha sonra her toprak özelliğe ait veri setinde tanımsal veri analizi yapılmıştır. Toprak derinliği ve araziler arasında farklılıklar T testi ile belirlenmiştir. Tanımsal veri analizleri SPSS 12.0 yazılımı kullanılarak yapılmıştır. Toprak özelliklerinin arazideki değişimlerini belirlemek amacıyla örnekleme noktalarına ait değerlerin variogramları (Geostatistics for the Environmental Sciences 5.3b) çıkarılmış ve bu variogramlara ait sill, range ve nugget değerleri hesaplanarak yorumlanmıştır.
16
4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA
Bu çalışma da 1. aşamada kullanım şekline göre toprak özelliklerinin değişimi, 2. aşamada, her bir alan ve derinlik için toprak özelliklerinin tanımlayıcı istatistik parametreleri, 3. aşamada ise, toprak örneklerinin uzaysal değişimleri belirlenmiş ve yorumlanmıştır.
4.1. Meyve Bahçelerinde Toprak Özelliklerinin Değişimi
4.1.1. Üst Toprakta (0-10 cm) Toprak Özelliklerinin Değişimi
Şeftali bahçesinin kil içeriği (%50) ile vişne bahçesinin (%49.75) kil içeriği ve silt içeriği (%16.60) ile kum içeriği (%33.65) her iki bahçede de yaklaşık olarak aynı bulunmuştur (Çizelge 4.1).
Çizelge 4.1. Şeftali ve vişne bahçelerinin üst toprakta çalışılan fiziksel ve kimyasal özellikleri
Vişne Bahçesi Şeftali Bahçesi
Kil (%) 49.75 50.00 Silt (%) 16.60 16.60 Kum (%) 33.65 33.40 Organik madde (%) 2.72 2.04 Kireç (%) 56.48 48.62 pH 8.24 8.17 EC (µs/cm) 223.55 288.70
Hidrolik iletkenlik (cm/saat) 0.18 0.18
Agregat stabilitesi (%) 79.00 78.24
Fosfor (ppm) 5.43 4.95
Potasyum (kg/da) 81.84 102.13
Hacim ağırlığı (g/cm3
) 1.46 1.66
pH, şeftali (8.17) ve vişne bahçesinde (8.24) yaklaşık olarak aynı bulunmuştur (Çizelge 4.1). EC değeri şeftali bahçesinde (223.55) vişne bahçesine (288.70) göre daha yüksek bulunmuştur (Çizelge 4.1). Kök bölgesinde tuz birikiminin olması ve sürekli sulama ile tuzların etkilenmesi EC değerinin artmasına neden olmaktadır (Sudduth ve ark., 2005).
17
Üst toprakta organik madde miktarının şeftali bahçesinde (2.72) vişne bahçesinden (2.04) daha düşük olduğu belirlenmiştir (Çizelge 4.1). Bu durum, organik maddenin sulama ve sürümün etkisiyle çok hızlı ayrışması ve çürümesiyle alakalıdır (Nunes ve ark., 2007). Ayrıca. sulama ile toprağın mikrobiyolojik aktivitesi, özellikle kurak dönemlerde, arttırılmakta ve artan aktivite ile organik maddenin ayrışması artmaktadır. Jun-li ve ark. (2009), bir ila üç yıl süreyle meyve bahçesini damla sulama ile sulamışlar ve toprağın fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinde meydana gelen değişimleri incelemişlerdir. Çalışmanın sonunda üst toprakta pH, EC ve hacim ağırlığı ile organik madde içeriğinin düştüğünü, toplam azot, yarayışlı fosfor ve potasyum miktarının ise arttığını belirlemişlerdir.
Toprağın kireç içeriği üst toprakta vişne bahçesinde (56.48) yüksek bulunmuştur (Çizelge 4.1). Bunun nedeni olarak sulama yapılmaması ve CaCO3 birikiminin artması olarak gösterilebilir (Calace ve ark., 2002).
Meyve bahçelerinin her ikisinde de hidrolik iletkenlik (0.18) eşit bulunmuştur (Çizelge 4.1). Şeftali bahçesi seyrek sulanırken vişne bahçesinde hiç sulama yapılmamaktadır. Ayrıca meyve bahçeleri kil içeriği yüksek, aynı tekstüre sahip topraklardır. Toprak porozitesi ile hidrolik iletkenlik arasında çok yakın bir ilişki vardır ve her ikisi de zamana bağlı olarak değişim gösterir (Mubarak, 2009). Kum miktarı arttıkça hidrolik iletkenlik artmakta, kil miktarı arttıkça azalmaktadır. Rawls (1983), toprağın organik madde içeriğinin artmasının, hacimsel yoğunluğu düşüreceğini, poroziteyi artıracağını ve dolayısıyla hidrolik iletkenliği artıracağını ifade etmiştir. Killi tınılı ve siltli killi tınlı topraklarda sulama öncesi ve sonrası sulamaya bağlı olarak hidrolik iletkenlikte önemli değişiklikler oluşur. 7-10 gün aralıklarla, uzun yıllar boyunca salma sulama yapılan arazilerde bu değişiklikler açıkça görülür (Mapa, 1986).
Vişne bahçesinin organik madde ve kireç içeriğinin yüksek, ıslanmanın olmamasından dolayı agregat stabilitesini (79) arttırmıştır (Çizelge 4.1). Toprak organik maddesi ve kireç içeriği, agregatların ıslanabilirliğini azaltıp kohezyonunu artırarak dayanıklılık değerini yükseltmektedir (Cihacek, 1999; Whalen ve Chang, 2002). Özdemir (1994) tarafından, Erzurum yöresinde ince ve orta derecede ince tekstürlü, organik madde içeriği düşük ile orta, kireç içeriği çok düşük ile yüksek olan, alkalilik sorunu bulunmayan tarım arazisinden aldığı toprak örnekleri üzerinde, strüktürel dayanıklılığın mevsimsel olarak
18
değişiminin incelemiştir. Çalışmanın sonunda, toprakların strüktürel dayanıklılığının sonbahar gibi ıslanmanın az olduğu mevsimde diğer mevsimlere göre daha yüksek bulmuştur.
Şeftali bahçesinde hacim ağırlığı yüksek (1.66) bulunmuştur (Çizelge 4.1). Hacim ağırlığı üst topraklarda sulamaya bağlı olarak devamlı artış gösterir. Ancak, 40-90 cm derinlikte hacim ağırlığı değişmez. Üst toprakta sulamayla birlikte yavaş yavaş toprak kaybolmakta ve toplam porozite artmaktadır. Ayrıca topraktaki mikroorganizmalar tarafından organik maddenin ayrışması hızlanmakta ve toprak daha sıkışık bir yapı kazanmaktadır (Jun-li ve ark., 2009).
Vişne bahçesinde fosfor değeri (5.43) şeftali bahçesinden (4.95) yüksek bulunmuştur. Bitkiler tarafından alınabilir fosfor içeriğinin vişne bahçesinde yüksek olmasının nedeni, organik artıkların ayrışarak toprağa organik fosfor kazandırmasıdır (Çizelge 4.1).Fosfor, azot ve potasyum ile birlikte bitkilerin en fazla ihtiyaç duydukları ve bitkiler için en önemli besin maddelerinden biridir. Topraktaki fosforun başlıca kaynağı kaya, mineraller ve organik fosfor bileşikleridir. Bitkilerin topraktan fosfor alınımını toprak pH’sı birincil olarak etkilemektedir. pH’daki değişimler ile bitkilerin topraktan absorbe ettiği fosfor formlarıda değişmektedir. Toprakların fosfor içeriği 0-40 cm. derinliğinde yüksektir (Güneş ve ark., 2004).
Şeftali bahçesinin potasyum içeriği (102.13) vişne bahçesinden (81.84) yüksek bulunmuştur. Toprakları yarayışlı potasyum içeriğinde toplam azot ve yarayışlı fosfor kadar dikkat çekici bir değişim gözlenmez. Toprakların potasyum miktarı ana materyalin yaşı, kil tipi ve içeriği, organik madde miktarı ve iklim koşullarından etkilenir (Jalali ve Rowell, 2003). Al-Zu’bi ve ark. (2007), damla sulama ile salma sulama yapılan tarım arazilerinde potasyum miktarının üst topraklarda yüksek, alt topraklarda daha düşük olduğunu belirlemişlerdir. Bulunan bu sonuçlar bizim çalışmamızdaki sonuçları desteklemektedir (Çizelge 4.1).
Şeftali ve vişne bahçelerinden seçilen alt ve üst topraklarında atterberg limitleri yapılmıştır (Çizelge 4.2). Değerler, plastisite kartında yüksek plastisiteli kil ile orta plastisiteli silt sınıfı sınırında çıkmıştır.
19
Çizelge 4.2. Vişne ve şeftali bahçelerine ait Atterberg Limit değerleri Örnek No Likit Limit Plastik Limit Plastisite Indeksi Sınıfı
V1 (0-10) 49 25 25 Orta plastisiteli silt V1 (10-30) 49 33 16 Orta plastisiteli silt V14 (0-10) 48 31 17 Orta plastisiteli silt V14 (10-30) 47 27 10 Orta plastisiteli silt V27 (0-10) 45 36 9 Orta plastisiteli silt V27 (10-30) 40 32 8 Orta plastisiteli silt V40 (0-10) 42 30 12 Orta plastisiteli silt V40 (10-30) 43 30 13 Orta plastisiteli silt Ş1 (0-10) 49 26 24 Orta plastisiteli kil Ş1 (10-30) 43 37 6 Orta plastisiteli silt Ş14 (0-10) 44 34 10 Orta plastisiteli silt Ş14 (10-30) 49 35 14 Orta plastisiteli silt Ş27 (0-10) 53 47 6 Yüksek plastisiteli silt Ş27 (10-30) 52 38 14 Yüksek plastisiteli silt Ş40 (0-10) 41 36 5 Orta plastisiteli silt Ş40 (10-30) 45 33 8 Orta plastisiteli silt
4.1.2. Alt Toprakta (10-30 cm) Toprak Özelliklerinin Değişimi
Kil içeriği alt toprakta da üst toprakta olduğu gibi vişne (50.25) ve şeftali bahçesinde (50.70) yaklaşık olarak eşit bulunmuştur (Çizelge 4.3 ). Ayrıca bütün kullanımlarda üst toprağa göre yükselmiş, bunu kilin toprak yüzeyinden profil derinliğine doğru yıkanmasından dolayı olduğu düşünülmüştür. Her iki meyve bahçesinin silt içeriği (16.75) ve kum içeriği (33.00) yaklaşık olarak eşit bulunmuştur. Kireç içeriğinin alt toprakta da üst toprakta olduğu gibi, vişne bahçesinde (60.59) daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Ayrıca tüm kullanımlarda üst toprağa göre artış göstermiş, bunun nedeni ana materyale yaklaşılmasına bağlanmıştır (Çizelge 4.3).
20
Alt toprakta da üst toprakta olduğu gibi organik madde içeriğinin vişnede (2.42), şeftali bahçesinden (1.90) daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Ayrıca organik madde içeriği bütün kullanımlarda alt toprakta üst toprağa göre düşük bulunmuştur (Çizelge 4.3). Bu durum, bitki artıklarının üst toprakta daha fazla birikmesinden dolayı olabilir.
Çizelge 4.3. Şeftali ve vişne bahçelerinin alt topraktaki toprak özellikleri
Vişne Bahçesi Şeftali Bahçesi
Kil (%) 50.25 50.70 Silt (%) 16.75 16.15 Kum (%) 33.00 33.20 Organik madde (%) 2.42 1.90 Kireç (%) 60.59 50.67 pH 8.25 8.16 EC (µs/cm) 215.38 286.78
Hidrolik iletkenlik (cm/saat) 0.16 0.16
Agregat stabilitesi (%) 79.30 75.71
Fosfor (ppm) 6.36 7.35
Potasyum (kg/da) 66.22 95.98
Hacim ağırlığı (g/cm3
) 1.51 1.51
Toprak pH’sı alt toprakta üst toprağa her iki arazide de artmış ve yaklaşık olarak eşit (8.16) bulunmuştur. Bu durumun, alt topraklarda organik madde içeriğinin daha düşük ve baz doygunluğunun daha yüksek olmasından ileri geldiği sanılmaktadır (Çizelge 4.3).
EC değerleri alt toprakta da üst toprakta olduğu gibi vişnede (215.38), şeftali bahçesinden (286.78) daha düşük bulunmuştur. Ayrıca vişnede EC değerinin üst toprağa göre bir miktar arttığı belirlenmiş, bunun yağmur suyu ile yıkanmadan kaynaklandığı düşünülmüştür (Çizelge 4.3).
Hidrolik iletkenlik (1.51) üst toprakta olduğu gibi alt toprakta da eşit bulunmuştur (Çizelge 4.3).
Kireç içeriğinin artmasına bağlı olarak agregat stabilitesi alt toprakta vişne bahçesinde (79.30) daha yüksek bulunmuştur. Şeftali bahçesinde (75.71) üst toprağa göre daha düşük olması ise alt toprakta organik madde miktarının düşmesi şeklinde açıklanabilir (Çizelge 4.3).
21
Alt toprakta fosfor miktarı vişnede (6.36) ve şeftalide ise (7.35) olarak belirlenmiş ve fosfor içeriği üst toprağa göre artmıştır. Potasyum kullanımı alt toprakta üst toprağa göre azalmıştır (Çizelge 4.3).
Hacim ağırlığı üst toprakta olduğu gibi alt toprakta da eşit (1.51) bulunmuştur (Çizelge 4.3).
4.2. Tanımlayıcı İstatistik Sonuçları
4.2.1. Üst Toprak (0-10cm) Özelliklerinin Tanımlayıcı İstatistik Sonuçları
Çalışma alanındaki şeftali ve vişne bahçelerinde 0-10 ile 10-30cm derinliklerden alınan toprak örneklerinde fiziksel ve kimyasal analizler yapıldıktan sonra elde edilen analiz sonuçlarına göre, her bir kullanım türü ve derinlik için çalışılan özelliklere ait tanımsal veri analizi yapılmış, sonuçlar Çizelgeler 4.4., 4.5, 4.6., ve 4.7’de verilmiştir.
Çizelge 4.4. Vişne bahçesi topraklarının (0-10 cm) bazı fiziksel ve kimyasal özelliklerine ait tanımsal veri analiz sonuçları
Min. Maks. Ort. S.S. Varyans Çarpıklık Basıklık VK
Kil (%) 34 58 49.75 5.5 30.6 -0.9 1.2 11.05 Silt (%) 10 22 16.6 3.1 9.7 -0.1 -0.2 18.67 Kum (%) 24 48 33.65 5.04 25.43 0.84 1.38 14.98 Organik madde (%) 1.78 3.79 2.72 0.46 0.21 -0.10 -1.38 16.91 Kireç (%) 26.56 90.51 56.49 20.67 424.27 0.16 -0.59 36.59 pH 8.11 8.36 8.24 0.06 0.004 -0.92 -0.64 0.72 EC (µs/cm) 200 305 223.55 22.84 521.79 1.89 3.96 10.22 Hidrolik ilet. (cm/saat) 0.00 0.46 0.18 0.16 0.03 0.70 -1.13 88.8 Agregat stab. (%) 58.55 94.01 78.99 8.57 73.5 -0.10 -0.30 10.85 Fosfor (ppm) 1.78 12.16 5.43 2.77 7.67 0.73 70.34 51 Potasyum (kg/da) 59.6 109.18 81.91 11.29 127.55 0.55 0.57 13.78 Toprak özelliklerindeki değişkenlik % varyasyon katsayısına göre üç gruba ayrılmıştır. Yüzde varyasyon katsayısı 15’den küçük olanlar düşük derecede değişken, 16 ile 35 arası olanlar orta derecede değişken ve 36’dan büyük olanlar yüksek derecede değişken olarak sınıflandırılmıştır (Upchurch ve ark., 1988; Wilding ve ark., 1994; Mulla and Mc Bratney , 2000). Bu değerlendirmeye göre 0-10 cm derinlikte vişne bahçesinde kireçte yüksek derecede değişkenlik göstermekte olup, en yüksek değişkenlik gösteren toprak
22
özelliği hidrolik iletkenlik (%88.8) tir. pH, kil, kum, hacim ağırlığı, düşük derecede değişkenlik göstermekle beraber en düşük değişkenlik gösteren pH (%0.72) dır. (Çizelge 4.4).
Çarpıklık değeri dağılımların simetrisini gösterir. Pozitif çarpıklık değeri dağılımın sağa, negatif çarpıklık değeri ise sola yatık olduğunu gösterir. Simetrik dağılımda ise çarpıklık değeri sıfıra eşittir (Turanlı ve Güriş, 2000). kil,silt, pH, organik madde, agregat stabilitesi ve hacim ağırlığı negatif çarpıklık değerlerine sahip olup, en yüksek negatif çarpıklık gösteren değişken pH (-0,92), en düşük negatif çarpıklık gösteren organik madde (-0,1) dır.. Diğer özellikler pozitif çarpıklık değerlerine sahip olmakla birlikte, 1.89 ile EC pozitif çarpıklık değeri en yüksek, 0,16 ile kirecin en düşüktür (Çizelge 4.4).
Basıklık değeri dağılımın normal dağılıma göre basıklığını gösterir. Negatif basıklık değerleri normal dağılıma göre daha basık, pozitif basıklık değerleri ise normal dağılıma göre daha sivri veya yüksek dağılımı gösterir. Normal dağılımda ise basıklık değeri sıfıra eşittir (Turanlı ve Güriş, 2000). Silt, organik madde, kireç, pH, negatif basıklık değerlerine sahip olup, en yüksek negatif basıklık gösteren toprak özelliği pH (0.64), en düşük negatif basıklık gösteren silt (-0,2) dir. Çalışılan diğer özellikler pozitif basıklık değerlerine sahip olup, 70.34 ile fosforun pozitif basıklık değeri en yüksek, 0,55 ile potasyum en düşüktür (Çizelge 4.4).
Çizelge 4.5. Şeftali bahçesi topraklarının (0-10 cm) bazı fiziksel ve kimyasal özelliklerine ait tanımsal veri analiz sonuçları
Min. Maks. Ortalama S.S. Varyans Çarpıklık Basıklık VK
Kil (%) 34 62 54 5.24 2.49 -1.92 4.59 9.70 Silt (%) 10 20 15 2.12 4.49 0.00 0.51 14.13 Kum (%) 26 46 31 4.39 19.26 1.39 2.13 14.16 Organik madde (%) 0.62 3.73 2.04 0.604 0.37 0.30 -1.17 29.60 Kireç (%) 41.12 61.29 48.62 5.61 31.49 0.28 1.05 11.5 pH 8.04 8.4 8.17 0.08 0.006 1.063 1.89 0.98 EC (µs/cm) 200 579 288.7 81.69 6673.6 1.71 3.35 28.29 Hidrolik iletkenlik (cm/saat) 0.00 0.46 0.18 0.16 0.27 0.69 -1.13 88.88 Agregat stabilitesi (%) 54.55 92.71 78.24 9.81 96.22 -0.62 -0.38 12.54 Fosfor (ppm) 3.12 7.78 4.95 1.12 1.25 0.604 0.3 22.6 Potasyum (kg/da) 74.79 128.38 102.13 13.09 171.54 0.00 -0.14 12.81 Hacim ağırlığı (g/cm3) 1.35 1.89 1.66 0.13 0.017 -0.188 -0.74 7.83
23
Çalışma alanında şeftali bahçesinden (0-10 cm) alınan toprak örneklerinde organik madde, EC, fosfor ve hidrolik iletkenlik yüksek derecede değişkenlik göstermekte, çalışılan diğer özellikler düşük derecede değişkenlik göstermektedir. (Çizelge 4.5). Çarpıklık değerlerine bakıldığında, kilin negatif çarpıklık gösterdiği görülmektedir. Silt ve potasyumun çarpıklık değeri sıfırdır. Diğer değişkenler pozitif çarpıklık değerlerine sahip olup, en yükseği EC (1,71) , en düşüğü kireç (0,28) dir (Çizelge 4.5).
Basıklık değerlerine bakıldığında, organik madde ve potasyum negatif basıklık göstermektedir. Diğer toprak özellikleri pozitif basıklık göstermekte, kil (4,59) en yüksek ve fosfor (0,3) en düşük pozitif basıklık göstermektedir (Çizelge 4.5).
4.2.2. Alt Toprak (10-30cm) Özelliklerinin Tanımlayıcı İstatistik Sonuçları
Çalışma alanında vişne bahçesinden (10-30 cm) alınan toprak örneklerinde silt, kireç ve alınabilir fosfor, hidrolik iletkenlik yüksek derecede değişkenlik göstermekte, çalışılan diğer özellikler düşük derecede değişkenlik göstermektedir. (Çizelge 4.6).
Çizelge 4.6. Vişne bahçesi topraklarının (10-30 cm) bazı fiziksel ve kimyasal özelliklerine ait tanımsal veri analiz sonuçları
Min. Maks. Ortalama S.S. Varyans Çarpıklık Basıklık VK
Kil (%) 36 56 50.3 4.25 18.09 -1.05 0.91 8.45 Silt (%) 10 26 16.55 3.42 11.69 0.26 0.83 20.66 Kum (%) 20 42 33.2 4.17 17.40 -0.70 1.55 12.56 Organik madde (%) 1.57 3.89 2.42 0.47 0.22 0.76 1.04 19.42 Kireç (%) 30 96.3 60.59 21.05 443 0.09 -1.34 34.74 pH 8.16 8.40 8.25 0.06 0.004 0.35 -0.61 0.72 EC (µs/cm) 200 301 215.4 18.77 352.34 2.82 10.51 8.71 Hidrolik iletkenlik (cm/saat) 0.00 0.49 0.16 0.15 0.02 0.95 -0.39 93.75 Agregat stabilitesi (%) 57.07 93.55 79.29 9.26 85.74 -0.48 -0.23 11.68 Fosfor (ppm) 2.94 11.49 6.36 2.12 4.53 0.54 0.14 33.33 Potasyum (kg/da) 53.3 87.97 66.22 8.39 70.51 0.8 0.37 12.67 Hacim ağırlığı (g/cm3) 0.88 2.18 1.50 0.28 0.08 0.03 -0.24 18.67
Çarpıklık değerlerine bakıldığında, kil ve kum negatif çarpıklık gösterdiği görülmektedir. Diğer değişkenler pozitif çarpıklık değerlerine sahip olup, en yükseği EC (2.82) , en düşüğü kireç (0,09) dur (Çizelge 4.6).
24
Basıklık değerlerine bakıldığında, kireç ve pH negatif basıklık göstermektedir. Diğer toprak özellikleri pozitif basıklık göstermekte, EC (10.51) en yüksek ve fosfor (0.14) en düşük pozitif basıklık göstermektedir (Çizelge 4.6).
Şeftali bahçesinde alt toprak örneklerinde tanımsal veri analizi yapılmıştır. Varyasyon katsayısı değerleri incelendiğinde şeftali bahçesinden (10-30 cm) alınan toprak örneklerinde en yüksek değişkenlik hidrolik iletkenlik (%93,75) görülürken, en düşük değişkenlik şeftali bahçesi yüzeyde (0-30 cm) olduğu gibi yine pH’da (%0,85) görülmüştür. Çalışma alanında alınabilir fosfor, organik madde orta derecede değişkenlik göstermektedir (Çizelge 4.7).
Çizelge 4.7. Şeftali bahçesi topraklarının (10-30 cm) bazı fiziksel ve kimyasal özelliklerine ait tanımsal veri analiz sonuçları
Min. Maks. Ortalama S.S. Varyans Çarpıklık Basıklık VK
Kil (%) 44 60 55 3.28 10.78 -1.76 3.59 5.96 Silt (%) 8 18 14.4 2.13 4.55 -0.29 0.85 14.79 Kum (%) 24 38 29.9 3.20 10.25 0.96 0.73 10.70 Organik madde (%) 0.56 3 1.89 0.46 0.21 -0.06 -1.23 24.34 Kireç (%) 42.7 62 50.67 5.76 33.19 0.24 1.24 11.35 pH 8.04 8.36 8.16 0.07 0.00 0.63 0.88 0.85 EC (µs/cm) 202 571 286.7 78.82 6213.3 1.57 3.15 27.49 Hidrolik iletkenlik (cm/saat) 0.00 0.49 0.16 0.15 0.02 0.94 -0.39 93.75 Agregat stabilitesi (%) 42.48 94.26 75.72 11.13 123.79 -0.76 0.59 14.69 Fosfor (ppm) 4.34 12.25 7.35 1.86 3.45 0.85 0.62 25.30 Potasyum (kg/da) 76.79 122.1 95.98 10.96 120.1 0.35 -0.07 11.42 Hacim ağırlığı (g/cm3) 1.27 1.87 1.62 0.14 0.02 -0.42 0.59 8.64
Varyasyon katsayısı değerleri incelendiğinde şeftali bahçesinden (10-30 cm) alınan toprak örneklerinde en yüksek değişkenlik hidrolik iletkenlik (%93,75) görülürken, en düşük değişkenlik şeftali bahçesi yüzeyde (0-30 cm) olduğu gibi yine pH’da (%0,85) görülmüştür. Çalışma alanında alınabilir fosfor, organik madde orta derecede değişkenlik göstermektedir (Çizelge 4.7).
Çalışma alanında çarpıklık değerleri incelendiğinde, silt, kil ve organik maddenin negatif çarpıklık gösterip, değişkenlerden en yüksek negatif çarpıklık gösterenin kil (-1.76), en düşüğün ise organik madde (-0,06) olduğu görülmektedir. Diğer toprak
25
özellikleri pozitif çarpıklık göstermekle birlikte, pozitif çarpıklık gösterenlerin en yüksek değerine EC (1.57), en düşük değerine ise kireç (0,24) sahiptir (Çizelge 4.7). Toprak özelliklerindeki basıklık değerlerine bakıldığında, alınabilir fosfor, elektriki geçirgenlik (EC), kum, silt, pH, kireç pozitif basıklık değerlerine sahip olup, 3.59 ile kil en yüksek pozitif basıklık gösterirken, 0.62 ile alınabilir fosfor en düşük pozitif basıklık göstermektedir. Diğer değişkenler negatif basıklık değerlerine sahip olup, organik madde en yüksek (-1.23), potasyum) ise en düşük (-0,07) negatif basıklık değerine sahiptir (Çizelge 4.7).
4.3. T Testi Sonuçları
Aynı kullanım türünde derinliklere göre toprak özelliklerinin karşılaştırılması T testi uygulanarak yapılmış %5 ve %1 düzeyindeki farklılıklar şeftali ve vişne bahçesinde ve iki farklı derinlik (0-10 ve 10-30 cm) için Çizelge 4.8’de verilmiştir.
Yapılan T testi sonucunda derinlikler arasında (0-10 ve 10-30 cm) vişnede toprak özelliklerinden kireç, organik madde, EC ve alınabilir potasyum için istatistiki olarak %1 düzeyinde önemli farklılık bulunurken, hidrolik iletkenlik ve fosfor %5 düzeyinde önemli bir farklılık bulunmuştur. Şeftali bahçesinde ise, toprak özelliklerinden kil, agregat stabilitesi, hacim ağırlığı ve hidrolik iletkenlik %5 düzeyinde önemli bulunurken, kireç, fosfor ve potasyum %1 düzeyinde önemli bulunmuştur (Çizelge 4.8). Vişne ve şeftali bahçesinin üst toprak (0-10cm) ve alt toprak (10-30 cm) özellikleri arasında T testi yapılmıştır. Kil, silt, kum, kireç, organik madde, pH, EC, alınabilir fosfor ve potasyum, hacim ağırlığı %1 düzeyinde önemli bulunurken, hidrolik iletkenlik ve agregat stabilitesi arasında önemli bir farklılık bulunmamıştır.
26
Çizelge 4.8. Vişne ve şeftali bahçesinde 0-10 cm ve 10-30 cm toprak derinliğinde incelenen toprak özelliklerine ilişkin T testi sonuçları
VİŞNE BAHÇESİ ŞEFTALİ BAHÇESİ 0-10 cm. (Ort.) 10-30 cm. (Ort.) 0-10 cm. (Ort.) 10-30 cm. (Ort.) Kil (%) 49.75a 50.25b 54.00b 55.70a Silt (%) 16.60a 16.55a 14.85b 14.40b Kum (%) 33.65a 33.20a 31.15b 29.90b Organik madde (%) 2.72a 2.42a 2.04b 1.89b Kireç (%) 56.48a 60.58a 48.61b 50.67b pH 8.24a 8.24a 8.16b 8.16b EC (µs/cm) 223.55b 215.38b 288.7a 286.77a
Hidrolik iletkenlik (cm/saat) 1.79a 0.16a 1.79a 0.16a Agregat stabilitesi (%) 78.99a 79.29a 78.24a 75.71a
Fosfor (ppm) 5.43a 6.36b 4.94b 7.35a
Potasyum (kg/da) 81.90b 66.22b 102.13a 95.97a Hacim ağırlığı (g/cm3
) 1.45b 1.50b 1.66a 1.61a
4.4. Toprak Özelliklerinin Uzaysal Değişkenliklerinin Belirlenmesi
4.4.1. Üst Toprak (0-10 cm) Özelliklerinin Uzaysal Değişkenliklerinin Belirlenmesi
Toprak özelliklerinin çok büyük çoğunluğu mesafeye ve zamana bağlı olarak değişkenlik göstermekte olup, her noktada ölçülmeleri mümkün değildir. Ölçülmeyen noktalardaki bireysel değişkenlerin değişkenliklerinin tahmin edebilmek için örneklenen noktalardaki değerlerin kullanılmasına gereksinim vardır. Uzaysal değişkenliğin tanımlanmasında jeoistatistiğin kullanımı son yıllarda yaygın bir hal almıştır. Uzaysal enterpolasyon, Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) çalışmalarının çoğunda oldukça önemli olan bir özelliktir. Bu metod, değişkenin toprak örnekleri alınmamış noktalardaki değerlerini tahmin etmekte kullanılmaktadır. Spatial enterpolasyon ile oluşturulan haritalar, tarımsal uygulamalarda karar vermede kullanılan önemli materyallerdir (Jordan ve ark., 2004). Jeoistatistik, ölçülmüş bir özelliğin uzaysal yapısını ve uzaysal bağımlılığını sayısallaştıran ve buradan elde edilen ilişkiyi kullanarak ilgili özelliğin örneklenmemiş noktalardaki değerini tahmin eden uygulamalı bir istatistik dalıdır.
27
Bölgesel değişkenler, uzaysal ve zamana bağlı olarak dağılım gösterirler ve genellikle bu değerler örnekleme noktalarındaki sayısal değerlerdir (Diodato ve Ceccarelli, 2004). Vişne bahçesinin 0-10 cm toprak derinliğinde en düşük range değerine agregat stabilitesi (12.60 m), en yüksek range değerine ise EC değeri (1046.90 m) sahiptir (Çizelge 4.9). Agregat stabilitesi değeri 12.60 m aralıklarla değişmekte, EC değeri ise 1046.90 m aralıklarla değişmektedir. EC değerinin vişne bahçesinde homojen olduğu söylenebilir. Diğer toprak özellikleri maksimum örnekleme mesafesinden daha kısa mesafelerde değişim göstermiştir. Başka bir deyişle, eğer çalışma alanından örneğin organik madde için örnek alınacaksa 16.9 m aralıklarla örnekleme yapılması yeterli olacaktır. Nugget değeri en yüksek olan toprak özelliği (419.50) kireçtir. Nugget değeri yakın mesafelerdeki değişimi gösteren bir değerdir (Akbaş, 2004). Yakın mesafede en yüksek değişkenliğe sahip olan toprak özelliği kireç, en az değişkenliğe sahip olan toprak özelliği ise organik maddedir. Örnekleme noktaları arasındaki bağımlılık derecesini ve değişkenliğin ne kadarını tanımlayabildiğimizi gösteren r2
değeri en yüksek EC değeri (0.80) için bulunmuştur (Şekil 4.25,26).
Çizelge 4.9. Vişne bahçesinde (0-10 cm) yapılan uzaysal modellemelerinden elde edilen parametreler Model tipi Nugget Co Sill Co+C Range (m) RSS Model r2 Kil (%) Doğrusal 23.21 32.70 62.00 171 0.18 Silt (%) Doğrusal 9.29 9.29 62.00 2.66 0.02 Kum (%) Doğrusal 36.08 54.30 62 206 0.47 Organik madde (%) Doğrusal 419.50 419.50 62.00 53304 0.03 Kireç (%) Küresel 0.00 0.34 16.9 0.00 0.14 pH Üssel 318 1046.90 401.70 7769 0.80 EC (µs/cm) Küresel 0.10 69.46 12.60 98.4 0.00 Hidrolik iletkenlik (cm/saat) Doğrusal 7.61 7.61 62.0 15.4 0.35 Agregat stabilitesi (%) Küresel 7.20 134.60 20.30 18.36 0.26
28
Şekil.4.1. 0-10 cm derinliğinde vişne bahçesinde kil, silt, kum, kireç, Org. Madde, EC’ye ait izotropik semivariogramlar
Kil Mesafe (m) Silt Mesafe (m) Mesafe (m) Mesafe (m) Mesafe (m) Kum Kireç Org. Madde EC Mesafe (m) Mesafe (m)
29
Şekil.4.2. 0-10 cm derinliğinde vişne bahçesinde agregat stab.,fosfor ve potasyum’a ait izotropik semivariogramlar
Şeftali bahçesinde silt üssel, agregat stabilitesi doğrusal, kil, kum, kireç, organik madde, EC, alınabilir fosfor ve alınabilir potasyum ise küresel modeller ile tanımlanmıştır (Çizelge 4.10). Şeftali bahçesinin 0-10 cm toprak derinliğinde en düşük range değeri silt (9.30 m), en yüksek range değeri ise kil içeriği’ne (128.30 m) aittir. Nugget değeri en düşük olan toprak özelliği organik madde (0.00), en yüksek nugget değerine sahip olan toprak özelliği ise EC’dir (250). Yakın mesafelerde en yüksek değişkenliğine agregat stabilitesi, en düşük değişkenliğe ise organik madde sahiptir. Organik maddenin yakın mesafelerde en az değişkenliğe sahip olması çalışma alanında organik madde ile ilgili yapılan amenajman uygulamalarının arazinin bütün noktalarında aynı yapıldığını ve
Agregat Stab. Mesafe (m) Fosfor Mesafe (m) Potasyum Mesafe (m)
30
farklı noktalarda farklı uygulamaların yapılmadığını göstermektedir. Örnekleme noktalarının yüzde ne kadarını açıklayabildiğimizi gösteren r2
değeri silt, organik madde, EC, agregat stabilitesi ve alınabilir fosfor için düşük, kil, kum, kireç ve alınabilir potasyum için yüksek bulunmuştur (Şekil 4.27,28)
Çizelge 4.10. Şeftali bahçesinde (0-10 cm) yapılan uzaysal modellemelerinden elde edilen parametreler Model tipi Nugget Co Sill Co+C Range (m) RSS Model r2 Kil (%) Küresel 11.9 43.54 128.30 18.90 0.91 Silt (%) Üssel 0.27 4.38 9.30 0.86 0.00 Kum (%) Küresel 9.59 28.42 113.50 13.1 0.86 Kireç (%) Küresel 5.20 70.40 128.10 148 0.86 Organik madde (%) Küresel 0.00 0.47 21.30 0.04 0.20 EC ((µs/cm) Küresel 250 6823 11.80 0.00 0.00 Agregat stabilitesi (%) Doğrusal 94.29 94.29 62.00 1785 0.00 Fosfor (ppm) Küresel 0.06 1.33 15.00 0.04 0.11 Potasyum (kg/da) Küresel 82.00 211.60 71.10 187 0.97
31
Şekil.4.3. 0-10 cm derinliğinde şeftali bahçesinde kil, silt, kum, kireç, Org. Madde, EC’ye ait izotropik semivariogramlar
Kil Mesafe (m) Silt Mesafe (m) Kum Mesafe (m) Kireç Mesafe (m) Org.Madde Mesafe (m) EC Mesafe (m)
