TOPRAK ANABİLİM DALI
ÖĞÜTÜLMÜŞ LİNYİTİN VE TÜTÜN TOZUNUN ALKALİ TOPRAĞIN BAZI FİZİKSEL- KİMYASAL ÖZELLİKLERİ İLE ARPA BİTKİSİ (Hordeum vulgare)
GELİŞİMİNE ETKİSİ
YÜKSEK LİSANS TEZİ
Hazırlayan: Ahmet AŞIK Danışman: Prof. Dr. Kadir SALTALI
ÖĞÜTÜLMÜŞ LİNYİTİN VE TÜTÜN TOZUNUN ALKALİ TOPRAĞIN BAZI FİZİKSEL- KİMYASAL ÖZELLİKLERİ İLE ARPA BİTKİSİ (Hordeum vulgare)
GELİŞİMİNE ETKİSİ
YÜKSEK LİSANS TEZİ
Hazırlayan: Ahmet AŞIK Danışman: Prof. Dr. Kadir SALTALI
ÖĞÜTÜLMÜŞ LİNYİTİN VE TÜTÜN TOZUNUN ALKALİ TOPRAĞIN BAZI FİZİKSEL- KİMYASAL ÖZELLİKLERİ İLE ARPA BİTKİSİ (Hordeum vulgare)
GELİŞİMİNE ETKİSİ
YÜKSEK LİSANS TEZİ
Hazırlayan: Ahmet AŞIK Danışman: Prof. Dr. Kadir SALTALI
ÖĞÜTÜLMÜŞ LİNYİTİN VE TÜTÜN TOZUNUN ALKALİ TOPRAĞIN BAZI FİZİKSEL- KİMYASAL ÖZELLİKLERİ İLE ARPA BİTKİSİ (Hordeum vulgare)
GELİŞİMİNE ETKİSİ
AHMET AŞIK
YÜKSEK LİSANS TEZİ TOPRAK ANABİLİM DALI
Bu tez …../…../…... tarihinde aşağıda belirlenen jüri tarafından oy birliği/ oy çokluğu ile kabul edilmiştir.
Ünvanı, Adı ve Soyadı___________________________________İmza Başkan Prof. Dr. Kadir SALTALI
Üye Yrd. Doç. Dr. Hikmet GÜNAL Üye Yrd. Doç. Dr. Sedat KARAMAN
Onay:
Bu tez …./…./…. Tarih ve sayılı Enstitü Yönetim Kurulu tarafından belirlenen jüri üyelerince kabul edilmiştir.
ÖZET
ÖĞÜTÜLMÜŞ LİNYİTİN VE TÜTÜN TOZUNUN ALKALİ TOPRAĞIN BAZI FİZİKSEL- KİMYASAL ÖZELLİKLERİ İLE ARPA BİTKİSİ (Hordeum vulgare)
GELİŞİMİNE ETKİSİ
AHMET AŞIK Gaziosmanpaşa Üniversitesi
Fen Bilimleri Enstitüsü Toprak Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi
2007, 44 Sayfa
Danışman : Prof. Dr. Kadir SALTALI Jüri : Prof. Dr. Kadir SALTALI Jüri : Yrd. Doç. Dr. Hikmet GÜNAL
Jüri : Yrd. Doç. Dr. Sedat KARAMAN
Bu çalışmada: öğütülmüş linyit ve tütün tozunun uygulamalarının alkali toprağın bazı özelliklerine ve arpa bitkisinin gelişimine etkileri incelenmiştir. Alkali toprak materyali, Tokat-Erbaa ilçesindeki alkali bir alandan temin edilmiş ve öğütülmüş linyit, Afşin- Elbistan kömür havzasından, tütün tozu ise Tokat Sigara fabrikasından alınmıştır. Deneme tesadüf parseller deneme desenine göre üç tekerrürlü olarak yürütüldü. Öğütülmüş linyit ve tütün tozu beş farklı (0, 1, 2, 4, 6, 8 g/100gr.) dozda ayrı saksılara uygulanmış ve üç ay organik materyallerin parçalanması ve etkisini gösterebilmesi için inkübe edilmiştir. Uygulamaların toprak özelliklerine etkilerini belirlemek amacı ile pH, EC, değişebilir katyonlar, organik madde, değişebilir sodyum yüzdesi (ESP), katyon değişim kapasitesi (KDK) ve hidrolik iletkenlik parametreleri ile her bir saksıdan drene olan sular için pH, EC ve değişebilir katyonlar analiz edilmiştir. Farklı dozlardaki tütün tozu ve linyit uygulamalarının alkali toprakta yetiştirilen arpa bitkisinin gelişimine etkisi, arpanın kuru ve yaş ağırlığı belirlenerek değerlendirilmiştir. Araştırma sonunda tütün tozu uygulamasının incelenen tüm (EC ve kireç hariç) toprak özellikleri üzerine istatistiksel olarak önemli düzeyde (P<0.01) etki yaptığı ancak, parçalanması daha uzun zaman alan öğütülmüş linyitin beklenen etkiyi yapmadığı gözlemlenmiştir. Araştırma sonuçları, doğal olarak tuz konsantrasyonu yüksek olan tütün tozu uygulamasının alkali özellikteki toprakların ıslahı için rahatlıkla kullanılabilir bir materyal olduğunu göstermiştir.
Anahtar Kelimeler : Öğütülmüş linyit, tütün tozu, alkali toprak, toprak ıslahı, drenaj suyu, arpa
ABSTRACT
THE EFFECTS OF GROUND LIGNITE AND TOBACCO WASTE (DUST) ON SOME PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES OF ALKALI SOIL WITH
BARLEY (Hordeum vulgare L.) GROWTH
AHMET AŞIK Gaziosmanpaşa University
Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Soil Science
Master of Thesis 2007, 44 Page
Supervisor: Prof. Dr. Kadir SALTALI Jury: Prof. Dr. Kadir SALTALI Jury: Yrd. Doç. Dr. Hikmet GÜNAL Jury: Yrd. Doç. Dr. Sedat KARAMAN
The effects of ground lignite and tobacco waste on alkali soil characteristics and barley development were investigated in this study. Alkali soils taken from Tokat-Erbaa were used in this study. Ground lignite from Afşin-Elbistan, and tobacco waste from Tokat Tobacco Factory were used as remediation materials. The experiment was conducted as randomized plot design with three replicates. Five doses (0, 1, 2, 4, 6, 8 g/100 gr.) of tobacco waste and ground lignite were applied to plastic pots containing 4 kg alkali soils. The samples were incubated for three months to allow decomposition of organic matter. Soil pH, EC, exchangeable cations, organic matter, cation exchange capacity (CEC), exchangeable sodium percentage (ESP) and hydraulic conductivity were analyzed to determine the effectiveness of the tobacco waste and ground lignite applications. Dry and moist weights of barley plants were determined to investigate the effects of various dozes of applications. The results indicated that tobacco waste used had statistically important (P<0.01) effect on soil properties investigated; (except EC and lime) however, ground lignite had no statistically important effect on either on soil properties or dry and moist weights of the barley plants. The results further indicated that tobacco waste that contain high amount of salt can be used as a remediation material to remediate alkaline soils
Key words: Ground lignite, tobacco waste, alkali soil, soil remediation, drainage water,
TEŞEKKÜR
Bana bu konuyu veren ve çalışmalarım boyunca benden yardımlarını esirgemeyen danışman hocam Prof. Dr. Kadir SALTALI’ya, ayrıca tezimin her aşamasında bana yardımlarını esirgemeyen sayın hocalarım; Prof. Dr. Alper DURAK, Yrd. Doç. Dr. Hikmet GÜNAL, Dr. Fevzi AKBAŞ, Yrd. Doç. Dr. Ahmet ŞEKEROĞLU, toprak bölümünde görev yapan değerli Araştırma Görevlisi arkadaşlarıma, çok sevgili arkadaşım Zir. Yük. Müh. Sinan KILIÇ’a, benden maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen çok sevgili eşime ve aileme teşekkürü borç bilirim.
İÇİNDEKİLER Sayfa No ÖZET……….. I ABSTRACT……… II TEŞEKKÜR……… III İÇİNDEKİLER………... IV TABLOLAR LİSTESİ………... VI ŞEKİLLER LİSTESİ………. VII
1.GİRİŞ………... 1
2. LİTERATÜR ÖZETLERİ………... 4
2.1. Tuzlu ve Alkali Toprakların Oluşumu ………... 5
2.1.1. Primer Minerallerin Ayrışması ………. 5
2.1.2. İklim ……….. 5
2.1.3. Drenaj ve Topografya ……… 5
2.1.4. Sulama Suyu Kalitesi ve Miktarı ……….. 6
2.2. Toprakların Alkalileşmesi ……….. 6
2.3. Çorak Toprakların Sınıflandırılması. ………... 8
2.4. Tuzlu ve Alkali Toprakların Islahı ………. 9
2.4.1. Drenaj Sistemlerinin Kurulması ……… 9
2.4.2. Uygun Su İdaresi ………... 10
2.4.3. Yıkama ……….. 10
2.4.4. Alkali Toprakların Islahında Kullanılan Kimyasal Islah Maddeleri ve Bunların Topraktaki Reaksiyonları ……… 11
2.4.5. Alkali Toprakların Islahında Kullanılan Alternatif Materyaller ve Bazı Toprak Özellikleri Üzerine Etkisi……… 12
2.5. Kömürlerin Oluşumu ………. 16
2.5.1. Düşük Kaliteli Kömürlerin (Linyitin) Tarımda Kullanımı ……… 17
2.6. Tütün Tozunun Özellikleri ………. 18
3. MATERYAL VE YÖNTEM ………. 19
Sayfa No
3.2. Yöntem ……… 20
3.2.1.Saksı Denemesi ……….. 20
3.2.2. Toprakta Yapılan Analizler ………. 22
4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA ……… 24
4.1. Tütün Tozu ve Öğütülmüş Linyit Uygulamasının Alkali Toprakta Drene Olan Bazı Özelliklere Etkisi ……… 24
4.2. Tütün Tozu ve Öğütülmüş Linyit Uygulamasının Toprak Özelliklerine Etkisi ………. 25
4.2.1. Tütün Tozu ve Öğütülmüş Linyit Uygulamasının Toprak Ph’sı ve Elektriksel İletkenliğine Etkisi ………... 25
4.2.2. Tütün Tozu ve Öğütülmüş Linyit Uygulamasının Toprak Organik Madd İçeriği, Katyon Değişim Kapasitesi ve Kireç Üzerine Etkisi ………… 28
4.2.3. Tütün Tozu ve Öğütülmüş Linyitin, Alkali Toprağın Değişebilir Na ve K Üzerine Etkisi ……….. 29
4.2.4. Tütün Tozu ve Öğütülmüş Linyit Uygulamasının Alkali Toprakta ESP Değerine Etkisi ………. 30
4.2.5.Tütün Tozu ve Öğütülmüş Linyit Uygulamasının Alkali Toprakta Hacim Ağırlığı ve Hidrolik İletkenliğe Etkisi ………. 31
4.2.6. Yetiştirilen Arpa Bitkisinin Yaş ve Kuru Ağırlığına Tütün Tozu ve Öğütülmüş Linyitin Etkisi ………. 32
5. SONUÇLAR VE ÖNERİLER………. 35
KAYNAKLAR ………. 37
ÇİZELGELER LİSTESİ
Sayfa No
Tablo.1.Tuzlu ve Sodyumlu Toprakların Sınıflandırılması ………... 9 Tablo 2. Afşin-Elbistan Linyitinin Bazı Kimyasal Analiz Sonuçları ………. 19 Tablo 3. Tütün Tozunun Kimyasal Özellikleri ………... 19 Tablo 4. Tütün Tozu Ve Öğütülmüş Linyitin Süzükte Yapılan Analiz Sonuçları . 27 Tablo 5. Tütün Tozu Ve Öğütülmüş Linyitin Toprak Özellikleri Üzerine Etkisi .. 27
ŞEKİLLER LİSTESİ
Sayfa No
Şekil 1. Toprak Örneklerinin Alındığı Yer………... 21 Şekil 2. Alkali Toprağa Uygulanan Tütün Tozlarının Arpa Bitkisinin Gelişimine
Olan Etkisi ……… 32 Şekil 3. Alkali Toprağa Uygulanan Öğütülmüş Linyit Tozu Dozlarının Arpa Bitki
1. GİRİŞ
Yurdumuzun tarımsal kalkınması ve bu kalkınmanın devamlılığı geniş ölçüde sulu tarıma ve sulanan arazilerin bozulmadan sürekli olarak kullanılabilmelerine dayanmaktadır. Bu nedenle bugün için sulanan ve gelecekte sulanacak arazilerin toplamı genel tarım alanına oranla çok bir alan kaplamamasına karşın Türk tarımının en güçlü potansiyelini oluşturmaktadır. Aslında sulu tarım arazileri bizim için olduğu kadar bütün dünya içinde büyük önem taşımıştır. Tarih büyük uygarlıkların sulu tarım alanlarında başlandığını ve çok defa ona bağlı olarak gelişim ve gerilemeye uğradığını göstermiştir.
Günümüzde dünyada gıda üretimi yeterli görünse de, dağılımlardaki çarpıklıklardan dolayı birçok insan açlık tehlikesiyle yaşamaktadır (Gençtan ve ark., 1995). Toprak tuzluluğu, kurak ve yarı kurak bölgelerde tarımsal üretimi sınırlandıran en önemli problemlerden birisidir. Çünkü kurak ve yarı kurak bölgelerde yıllık yağışın toplam miktarının az olması ve yıl içerisindeki dağılımının düzensiz olması, tuzların topraktan uzaklaşması için yeterli olamamakta ve tuzlar toprakta birikmektedir. Tuzluluk sorunu olan tarım alanlarının miktarı hem dünyada, hem de ülkemizde sürekli artış göstermektedir. Dünyada tahminen 400 milyon ha alan tuzdan etkilenmiştir. Türkiye de ise tarıma elverişli arazilerin 1,517 milyon ha’lık kısmında tuzluluk ve alkalilik problemi bulunmaktadır (Özer, 2004).
Genellikle yurdumuzdaki sulu tarım arazileri vadilerde, ırmak boylarında yer alan taşkın düzlüklerinde, sahil ovalarında ve kuru tarım veya mera için kullanılan az yağışlı alanların dolayındaki taban arazilerde yer almaktadır. Tuzluluk özellikle sulu tarım arazilerinin bulunduğu bölgelerde daha ciddi bir sorun olarak karşımıza çıkmaktadır. Ülkemizde 614,657 ha hafif tuzlu, 504,603 ha tuzlu, 8,641 ha alkali, 125,863 ha hafif tuzlu alkali, 264,958 ha tuzlu alkali olmak üzere 1,518,722 ha çorak arazi bulunmaktadır. Bu miktar, 12,5 milyon ha’lık sulanabilir arazimizin % 12,14‘nü oluşturmaktadır (Canpolat, 1981).
Kuru tarım, çayır, mera, orman, maden ve bölgesel üretim sanayisinden sağlanan ürünler, sulu tarım ürünlerinden çok daha fazladır. Ancak sulu tarımdaki başarısızlık saydığımız bu sektörleri tehlikeye düşürecek şekilde etkilemektedir. Bu nedenle sulanan arazilerimizin durumu ve geleceği, yalnızca bu arazilerde yaşayanları değil, millet olarak hepimizi ilgilendirmektedir. Tuzlaşma herhangi bir önlem alınmadığında her geçen yıl artmakta ve topraklar çoraklaşarak, verimsiz veya ekim yapılamayan araziler sürekli artmaktadır (Eyüpoğlu, 1983).
Toprak tuzlulaşması, iklim öğelerinden özellikle sıcaklık ve nemliliğin etkisi altında şekillenir. Hava sıcaklığı ve nemi gerek evaporasyonu, gerekse de transprasyonu etkiler. Evaporasyon ve transprasyonun artması ile kök bölgesinde ve toprak yüzeyinde suyun azalması hız kazanır. Toprak yüzeyinden suyun buharlaşması üst toprakta nem geriliminin artmasına neden olacağından, alt toprak horizonlarından üst toprak horizonlarına doğru suyun kapillarite ile yükselmesi hızlanır. Toprak yüzeyinden su buharlaşırken su ile taşınan tuzlar yüzeyde birikirler. Bitkinin topraktan kökleri ile su alımı sırasında da topraktan köklere doğru tuz taşınması olacak ve bitkiler tarafından alınamayan tuz kök bölgesinde kalacaktır. Sonuç olarak evaporasyon ve transprasyon olayları bitki kök bölgesinde ve toprak yüzeyinde tuzların biriktirilmesi sürecini hızlandıran bir etki oluşturmaktadırlar (Keren and Miyamoto, 1990; Yurtseven ve ark., 1997).
Tuzluluk dünya topraklarının önemli sorunlarından biridir. Dünyada her yıl 10 milyon ha arazinin tuzluluk etkisiyle elden çıkması, sorunun boyutunu daha iyi göz önüne sermektedir (Kwiatowsky, 1998). Sulanabilir alanlarda uygun olmayan sulama yöntemlerinin kullanımı, özellikle drenaj koşullarının da kötü olduğu yerlerde tuzluluğa sebep olmaktadır (Ergene, 1982).
Dünyada tarım arazilerinin sınırlı olduğu ve besin ihtiyacının katlanarak arttığı gözönüne alınırsa en azından mevcut arazilerin daha verimli kullanılması gerektiği ortaya çıkar. Bu nedenle tuzlu toprakların ıslahı ve ekonomik bir şekilde değerlendirilmesi son derece önemlidir (Woods, 1996).
Ülkemizin tarımsal üretim potansiyeli yüksek olduğundan ve milli ekonominin temelini tarım oluşturduğundan dolayı, zaten sınırlı olan toprağın veriminin arttırılması, toprak yapısının bozulmasının önlenmesi ve çiftçinin gübre ile ekim konusunda bilinçlendirilmesi tarımda sürdürülebilirliği sağlayabilmek için oldukça önemlidir. Bunun yanı sıra kullanılacak gübrenin cinsi ve kalitesi de oldukça önemlidir. Şu anda kullanılan gübreler genellikle katı kimyasal gübrelerdir. Toprakların fiziksel ve kimyasal özelliklerini iyileştirmek ve toprak verimliliğini yükseltebilmek için topraklarımızın organik madde içeriği artırılmalı veya organik kökenli materyaller kullanılmalıdır. Toprağın havalanması, suyun hareketi ve agregat stabilitesi gibi fiziksel özellikleri, katyon değişim kapasitesi ve besin elementi içeriği gibi kimyasal özellikleri ve biyolojik aktivite gibi biyolojik özellikleri geliştiğinde yetiştirilecek bitkiden elde edilecek ürün miktarı da doğal olarak arttırılmış olacaktır. Toprağın organik madde içeriği arttırıldığında, gübre olarak uygulanan bitki besin maddelerinin bitkiler tarafından alımı artar ve topraklarda bitkilerin alamayacağı duruma dönüşmesi, yıkanması ve gaz halinde kayıpları da azalır (Saltalı ve ark., 2004).
Ülkemizde bol miktarda bulunan, linyit ve leonarditin kalorisinin düşük ve kükürt oranının yüksek olması nedeniyle ısınma amaçlı yakacak olarak kullanılmamaktadır. Linyit ve leonarditin tarımsal amaçlı olarak kullanımı, pH’sı yüksek, organik madde oranı düşük olan topraklarımız açısından önem taşımaktadır. Çünkü kükürt kapsamı yüksek linyitin farklı biçimlerde topraklara uygulanması topraktaki kükürt miktarını artırabilir. Topraklarda artan kükürt miktarı zamanla oksitlenerek (SO4-2) daha sonrada H2SO4, H3SO4 asidini oluşturur. Oluşan asit, yüksek pH’ya sahip toprakların pH’sının düşmesine neden olacaktır (Saltalı ve ark., 2004). Toprakta var olup yarayışsız formda bulunan birçok besin elementinin yarayışlı hale geçmesine de yardımcı olacaktır.
Bu çalışmanın amacı; öğütülmüş linyit ve tütün tozu uygulamalarının alkali toprakların bazı fiziksel, kimyasal özelliklerine ve yetiştirilen arpa bitkisinin gelişimine etkilerini belirlemektir.
2. LİTERATÜR ÖZETLERİ
Yeryüzünde tuzluluk ve alkalilik problemlerinin toprak oluşumu kadar eski olduğu düşünülebilir. Kara yüzeylerinin üçte biri kurak ve yarı kurak karakterli iklim koşullarının etkisi altındadır. Bu koşullar, toprakların tuzlanma ve alkalileşmesine neden olan etmenleri oluşturmaktadır. Kurak ve yarı kurak bölgeler içerisinde genişlikleri birkaç dekardan binlerce hektara ulaşan tuzlu, alkali topraklar, drenaj havzalarının alçak kısımlarını oluşturan bataklıklarda, eski göl ve iç deniz yataklarında, iç bükey görünümlü alüviyal ovalar üzerinde çeşitli etmenler altında doğal dengenin bozulması sonucu oluşmaktadır. Ancak sulu tarımın kusurlu olarak uygulanması ile tuzlu, alkali alanlar hızla genişlemeye başlamıştır (Ağca, 1990; Saltalı ve Derici, 1999).
Bugün kuru tarım yapılan alanlarda, sulamaya geçilmesi ile birlikte verimde önemli sayılabilecek artışlar sağlanmıştır. Sulu tarım aynı zamanda tek yönlü tarımdan çok yönlü tarıma geçiş olanağı vermektedir. Ancak sulu tarıma geçiş, üretimi arttırma gibi önemli yararlar sağlamasına karşılık, beraberinde birtakım sorunları da getirmektedir. Kuru tarım alanlarının sulamaya açılması sonucu suların içerdiği iyonların uygun bir drenaj sistemi ile profilden uzaklaştırılamayan bölümü, özellikle kurak ve yarı kurak bölgelerde toprakta birikme başlamaktadır. Bu birikim bir takım yanlış uygulamalar sonucu hızlandırılırsa, toprak özellikle sulamaya bağlı olarak tuzluluk ve bazı durumlarda da alkalilik sorunlarını ortaya çıkarır (Ağca, 1990).
Topraklarda tuz ve sodyum (Na) içeriğinin bitkilerin gelişimini engelleyecek düzeye ulaştığı topraklara tuzlu ya da alkali topraklar denir. Bu topraklar, fazla miktarda eriyebilir tuz veya değişebilir sodyum içerirler ve kendilerine özgü özellikleri vardır (Brady, 1974).
2.1. Tuzlu ve Alkali Toprakların Oluşumu
2.1.1. Primer Minerallerin Ayrışması
Topraklardaki bütün tuzların orjini ve asıl kaynağı, yer kabuğunun atmosferle temas halindeki kayalarda bulunan primer minerallerdir (Richards, 1954). Yer kabuğunun ortalama olarak % 0,05’i klor ve % 0,06’ı sülfat olup katyonlardan da sodyum, kalsiyum ve magnezyumun miktarı % 2-3 arasında değişmektedir (Millar et al., 1958).
Bikarbonat iyonları, su içerisinde karbondioksitin erimesi sonucunda oluşur. Karbondioksitin asıl kaynağı atmosferik olabildiği gibi biyolojik de olabilir. Karbondioksit içeren sular, kimyasal çözünme işlemlerinde önemli rol oynarlar ve karbondioksit katyonlarla birleşerek bikarbonat iyonlarını oluşturur. Karbonat ve bikarbonat iyonları birbiri ile sıkı ilişkilidir. Bu iyonların miktarları pH değeri ile yakından ilgilidir. Fazla miktarda karbonat iyonları, yalnızca pH değerinin 9,5 ve daha fazla olduğu hallerde bulunur (Richards, 1954).
2.1.2. İklim
Kurak ve yarı kurak bölgelerde minerallerin ayrışması sonucu ortaya çıkan tuzların yıkanmaları ve denizlere kadar taşmaları tamamlanamaz. Bu bölgelerde yağış azlığı nedeniyle yıkanma azdır. Dolayısıyla çözünen tuzlar ancak çukur veya alçak alanlara taşınabilir. Drenajı yetersiz alçak alanlarda biriken ve tuz içeren sular kurak bölgelerin tipik özelliğine bağlı olarak yaz aylarında buharlaştıkça toprak içinde veya yüzeyinde birikmeye başlar. Böylece ortamda tuz miktarı fazlalaşır ve tuzlu bir toprak meydana gelir (Dinç ve ark, 1987).
2.1.3. Drenaj ve Topografya
Bozuk drenaj koşulları, toprakların tuzlulaşmasında önemli bir etken olmakla birlikte, taban suyu düzeyinin yüksekliği veya toprakların geçirgenliklerinin düşük olması
gibi hallerde toprakların tuzlulaşmasına yol açarlar. Yüksek taban suyu seviyesi çoğunlukla topoğrafya ile ilgilidir. Kurak bölgelerde yağışın az olması nedeniyle yüzey drenaj kanalları tam olarak oluşmamıştır. Bunun sonucu olarak akarsuların dışarıya akıtmayan kapalı havzalar meydana gelmiştir. Tuz açısından zengin olan havzaların üst kısımlarından gelen drenaj suları havzanın tabanındaki arazilerde taban suyunun toprak yüzeyine yükselmesine neden olurlar. Bu suretle, havzanın tabanındaki topraklar belirli bir süre su altında kalabildikleri gibi, devamlı olarak su altında kalarak tuzlu gölleri oluşturabilirler. Bu koşullarda, tuzlu yeraltı sularının toprak yüzeyine doğru yükselmesi veya yüzeydeki suların buharlaşması toprakta tuz birikimine neden olur. Bu şekilde oluşan tuzlu toprakların miktarı oldukça fazladır (Oruç ve Sağlam, 1979).
Ayrıca toprakların geçirgenliğinin düşük olması ve toprak profilinin değişik derinliklerinde oluşan sertleşmiş ve çimentolaşmış katlar (fragipan, hardpan, duripan) çoraklaşmanın ana nedenlerindendir (Anonim, 2000).
2.1.4. Sulama Suyu Kalitesi ve Miktarı
Tüm yüzey ve yeraltı su kaynakları saf olmayıp, erimiş tuzları içerirler. Dolayısıyla her sulama ile birlikte toprağa bir miktar tuz ilave edilir (Komphorst and Bolt, 1976). Toprağa ilave edilen tuz toprak karakteristiklerine ve su kalitesine bağlı olarak zamanla topraklarda birikmeye başlar. İyi bir sulama yöntemi altındaki tarlada toprak tuzluluğu, sulama suyu tuzluluğunun 4 – 5 katı kadardır (Ayers, 1977). Ancak gerekenden daha fazla ve düşük kaliteli sulama suyu uygulanırsa, taban suyu yükselmeye başlar ve toprak süzüğü tuz içeriği, sulama suyu tuz içeriğinin 40 – 50 katı olur. Bu sakıncalı durum ancak iyi bir sulama idaresi ve etkin çalışan drenaj sistemleri ile önlenebilir (Kanber ve ark, 1992).
2.2. Toprakların Alkalileşmesi
Ca ve Mg’un çökelmesi daha çok karbonatların oluşumuyla ortaya çıkmaktadır. Buharlaşma ile toprakların su kaybının artması CaCOз oluşumunu hızlandırır ve ortamdaki Na’un nispi miktarı artar. Bu koşullarda, değişim komplekslerinde tutulmuş bulunan Ca ve
Mg’un bir kısmı toprak çözeltisindeki oransal konsantrasyonu artmış olan Na ile yer değiştirir (Richards, 1954; Sezen, 1991).
Tuzlu topraklarda sodyum oranının artması, alkalileşmeye neden olur. Alkalileşme tuzlulaşma olayından sonra meydana gelmektedir. Tuzlu topraklarda veya kurak iklimlerdeki normal topraklarda baskın durumda bulunan Ca ve Mg’un yerine bozuk ve kötü drenaj koşullarında zamanla biriken Na geçmektedir. Değişim materyalinde Na’un baskın duruma geçmesiyle toprak alkalileşir. Bu durumda toprak çözeltisindeki Ca ve Mg tuzları çökelerek ortamdan uzaklaşır. Ca ve Mg’un çökelmesi karbonatların oluşumuyla ortaya çıkar. Sulama sularında belli oranda bulunan HCOзֿ iyonları Ca+2 ve Mg+2 katyonlarıyla eşitlikte görüldüğü biçimde karbonatlar oluşur. Bu oluşum ortamdaki su miktarıyla ilgilidir (Sezen, 1991).
Ca+2 + 2HCOз→ CaCOз +H2O + CO2
Buharlaşmayla topraktan su kaybının artması CaCOз oluşumunu hızlandırarak, Ca ve Mg’un karbonatlar şeklinde çökelerek uzaklaşmasını sağlamaktadır. Dolayısıyla sodyumun kolloidal yüzeylerdeki diğer katyonlarla değişim gücü yükselmektedir. Bu değişimi Ca ve Mg karbonatların çözünürlüğünün düşük olmasında hızlandırmaktadır. CaCOз’un çözünürlüğü MgCOз’ta daha düşüktür. Na2COз ise çözünürlüğü yüksektir. Bu nedenle, CaCOз, MgCOз’ta oranla toprak profilinin daha üst katlarında çökelmektedir. NaCOз ise profilin daha derinlerine, hatta taban suyuna kadar inmektedir (Oades, 1984). Sulama sularında dolayısıyla toprak çözeltisinde bikarbonat iyonlarının çökelmesi “doygunluk indeksi” olarak ifade edilen bu kurama göre tanımlanmaktadır. Bikarbonatların çökelmesinde aynı anda su kullanımı, toprak koşulları ve suyun bileşiminde etkili olmaktadır. Doygunluk indeksinin pozitif çıkması halinde CaCOз’ ün çökeleceği sodyum oranının artıp sodyum adsorbsiyon oranının yükseleceği, alkaliliğin oluşacağı; negatif çıkması durumunda ise CaCOз’ün arttığı ve sodyum adsorbsiyon oranının düştüğü belirlenmektedir (Sezen, 1991).
Toprakların alkalileşmesinde suların temas halindeki jeolojik yapılarında etkili olduğu ifade edilmektedir. Yapılan çalışmalar sonucunda andezit ve bazaltik kayalarla temas eden suların (yerüstü ve yeraltı suları) çoğunlukla Na2COз’ca; tuzlu-jipsli sediment kayalarla temas eden suların NaCl, Na2SO4 ve Ca2SO4’ca; kireçtaşı, kumtaşı ve kil taşı ile temas eden suların Na2SO4 ve CaSO4’ca zengin oldukları saptanmıştır. Böylece andezit bazaltik kayalarla temas halindeki sularla sulanan arazilerde alkalileşme olasılığının daha yüksek olduğu ortaya çıkmıştır. Nitekim bu sularda Na2COз’tın yüksek olması bu tezi doğrulayıcı niteliktedir. Oruç (1971), Iğdır ovasının alkalileşmesinde alkali feldispatların etkili olduğunun aşağıdaki kimyasal reaksiyonlarla ifade etmiştir.
Na2 Al2 Si6 O16+2CO2+ Al2O→ H2Al2Si2O8 . H2O+4 SiO2. nH2O + 2NaHCO3 2NaHCO3→ Na2CO3 + H2O + CO2
Ortaya çıkan Na2CO3 alkaliliği teşvik etmektedir.
2.3. Çorak Toprakların Sınıflandırılması.
Ruslar, tuzlu ve alkali toprakları; Solonchak, Solonchak-Solonetz ve Solonetz olarak üç sınıfa ayırmıştır. Bu terimlerin hepside tuz manasına gelen sol kökünü içermektedir. Etz, Rus dilinde bir küçülme takısıdır ve solonetz az tuz (az tuzlu toprak) anlamına gelmektedir. Chak ise Tatar dilinde çok anlamına gelir ve solonchak da çok tuzlu (çok tuzlu toprak) ifade etmektedir (Kelley, 1951).
Amerika Birleşik Devletleri Riverside Bölge Tuzluluk Laboratuarı elemanları tuzdan etkilenmiş toprakları; tuzlu, tuzlu-alkali ve alkali topraklar olarak sınıflandırmışlardır (Richards, 1954). Buna göre toprak tuzlu toprak, solonchak toprağa tuzlu-alkali toprak, solonchak-solonetz toprak, alkali toprak ise solonetz toprağa karşılık gelmektedir
Tablo.1. Tuzlu ve Sodyumlu Toprakların Sınıflandırılması (Abrol et al., 1988).
Parametreler Tuzlu Topraklar Tuzlu-Alkali Topraklar Alkali Topraklar
EC > 4 dS m-1 > 4 dS m-1 < 4 dS m-1
ESP < 15 > 15 > 15
pH < 8,5 < 8,5 > 8,5
Alkali topraklardaki kil fraksiyonu, tabaka silikatlerinden oluşur ve kil dispersiyonu değişebilir sodyum ve porlardaki su bileşimi tarafından önemli derecede etkilenir. Aynı zamanda kil tipi de, morfolojik ve yük karakteristiklerinden dolayı, kilin dispersiyonunu önemli derecede etkiler. Kil mineralleri, negatif yüzeylere bağlanan partiküllerin pozitif yüklenmiş kenarları ile genellikle tabaka tipi strüktür oluşturarak floküle olur. Yüksek molekül ağırlıklarına sahip bazı aromatik ve aliphatik polikarboksilik asitlerin kil partiküllerinin kenarlarındaki pozitif yükleri dengeleyerek killerin dispersiyonunda önemli rol oynadıkları bilinmektedir (Durgin and Chaney, 1984). Ayrıca organik anyonlar, Ca+2 gibi çok değerlikli katyonların aktivitesini azaltarak ve toprak kolloidleri üzerindeki negatif yükü arttırarak kil dispersiyonunu arttırabilir (Oades, 1984). Ancak Ca+2’un ortamda yeterli miktarlarda bulunması durumunda, bu katyon negatif yüklenmiş organik kolloidler ve killer arasında köprü oluşturarak dispersiyonu önler (Gu and Doner, 1993).
2.4. Tuzlu ve Alkali Toprakların Islahı
Tuzlu ve alkali toprakların ıslahında başlıca yöntemler şunlardır.
2.4.1. Drenaj Sistemlerinin Kurulması
Tuzlu ve alkali toprakların büyük çoğunluğunda taban suyu oldukça yüksektir. Uygun yerlere açılacak açık veya kapalı drenaj kanalları taban suyunun kritik derinliğin altına düşmesini sağlayabilir (Terry, 1997).
2.4.2. Uygun Su İdaresi
Sulama amaçlı kullanılacak suyun içinde en fazla 1000 ppm tuz bulunmalıdır. Bunun üzerindeki tuz konsantrasyonları toprak yüzeyinde veya içinde buharlaşmanın etkisiyle birikmeye neden olabilir (Terry, 1997). Tuzlu topraklarda düşük tuz içeren su kullanımı yanında sulama zamanının ve yönteminin doğru belirlenmesi de ıslah açısından önemlidir. Nitekim salma sulama yöntemiyle ve sıcak saatlerde yapılan sulama hem sızma yoluyla taban suyunu yükseltecek, hem de hızlı buharlaşma nedeniyle yüzeyde tuz birikmesine yol açacaktır. Bu nedenle tuzlu topraklarda en uygun sulama zamanı buharlaşmanın en az olduğu gece saatleri ve en uygun sulama yöntemi de damla sulama yöntemidir (Kwiatowsky, 1998). Ayrıca tuzlu su içeren drenaj ve sulama kanallarındaki sızmaların önlenmesi gerekir. Böylece kanal çevresindeki tuz birikmesi önlenebilir (Woods, 1996).
2.4.3. Yıkama
Tuzlu ve alkali toprakların yıkanması, bitki kök seviyesinde biriken tuzların suyun aşağı doğru hareketiyle kök seviyesinin altına taşınması olayıdır. Bu yıkama işlemi oluşturulan drenaj sistemi ile ıslah alanından dışarı kadar nakledilebilmektedir. Toprağa uygulanan suyun tuz kapsamı arttıkça toprağın çözünebilir tuz kapsamını belli bir düzeyde tutmak için, birim kalınlıktan geçen su miktarı da arttırılmalıdır (Sezen, 1991).
Tuzlu toprakları ıslah etmek amacıyla yapılan yıkamalar drenaj koşulları sağlandıktan sonra salma ve göllendirme ile yapılmalıdır. Bunda kalite ve miktarı, drenaj sağlanıp, sağlanamama durumu gibi etmenler etkilidir. Ayrıca kullanılacak su miktarı topraklara göre değişebilmektedir. Bu değişimi toprağın tarla su kapasitesi, evaporasyon durumu ve infiltrasyon hızı gibi durumlar da etkiler.
Göllendirme sulama, salma sulamaya tercih edilmelidir. Salma sulamada yüzey akışı yüksek olacağından yüzeydeki tuzlar kolayca yıkanır. Fakat yıkama göllenmeye oranla daha zayıf kalır. Tuzun bitki kök seviyesi altına inmesi göllenmede daha kolay
sağlanır. Yıkama anında zaman zaman toprağın kurutulması geçirgenliği ve ıslahı hızlandırır.
Ayrıca tuza dayanıklı pirinç, arpa, taş yoncası, köpek dişi ve yüksek otlak ayrığı gibi bitkilerin kökleri aracılığıyla yıkanma hızlandırılır ve ıslah kolaylaştırılır.
Yıkama ile ıslah işlemi arazinin boş olduğu mevsimlerde yapılmalıdır. Soğuk bölgelerde sonbahar donlarından önce, sıcak bölgelerde ise kışın yapılmasının en uygun olacağı kabul edilmektedir.
Kış donları drenajı güçleştirebilir. Bu durumda yıkamanın başarısı azalır.
Tuzlu topraklar tuz içeriği 1000 ppm'den az olan sulama suyuyla her yetiştirme sezonundan önce hektara 500 mm su ilave edilerek yıkanabilir. Tuz içeriği 1000 ppm olan bir sulama suyuyla sulama yapılsa dahi hektara 500 mm suyla toplam 5000 kg tuz ilave edildiği gözden ırak tutulmamalıdır. Ayrıca yıkama işleminin uygulanabilmesi için çok iyi bir drenaj sisteminin bulunması gerekir (Terry, 1997).
2.4.4. Alkali Toprakların Islahında Kullanılan Kimyasal Islah Maddeleri ve Bunların Topraktaki Reaksiyonları
Alkali toprakların ıslahında çözünürlüğü yüksek olan kalsiyum tuzları (CaCl2, CaSO4.2H2O) yanında asit ve asit oluşturan kimyasal ıslah maddeleri de (S, H2SO4, FeSO4, Al(SO4)3 kullanılmıştır. Bunlar içerisinde kullanımı en yaygın olan kimyasal ıslah maddesi jipstir (CaSO4.2H2SO4). Alkali toprakların ıslahı fiziksel özelliklerinin iyi olmaması nedeniyle çok zor olduğundan, bu topraklar iyi kaliteli sular ile yıkandığında, su geçirgenliği sıfıra kadar düşmektedir (Sezen, 1991).
2.4.5. Alkali Toprakların Islahında Kullanılan Alternatif Materyaller ve Bazı Toprak Özellikleri Üzerine Etkisi
Organik maddenin dispersiyon üzerindeki etkisi, alkalilik derecesi, organik maddenin cinsi, mekanik karıştırma derecesi, ortamda bulunan katyonların değerliliği ve kil içeriği ve tipi gibi diğer toprak karakteristiklerine bağlıdır (Gu and Doner, 1993). Yeşil gübre, çiftlik gübresi ve ürün artıkları gibi organik materyaller alkali toprakların strüktürünü geliştirmede kullanılmaktadır (More, 1994). Agregat stabilitesi ile organik madde içeriği arasında pozitif bir korelasyon vardır (Chaney and Swift, 1984; Bartoli et al., 1988). Ancak, toprak agregatlarının stabilitesi toprak organik karbonunun miktarından çok, organik maddenin dizilimi ile daha yakından ilgilidir (Dormaar, 1983).
Doğal topraklar yüksek oranda mikroorganizma ve inorganik madde içermeleri nedeniyle bitkilerin yaşaması için ideal ortam sağlar. Yapay gübreleme ve pestisitler gereğinden fazla kullanıldığında ise toprakta doğal olarak yaşayan mikro organizmaların tümü zarar görür ya da yok olur. Toprak bu haldeyken bitkinin çevresinden alabilecekleri hava, su ve güneş ışığı kısıtlanır. Organik toprakta ise mikroorganizma sürekli yıkım meydana getirerek bitkinin yararlanabileceği besin maddelerini oluşturur (Anonim, 2003).
Linyit’in yarı organik ve inorganik bileşimiyle peate alternatif olduğu düşünülmektedir. Organik maddenin yüzyıllarca parçalanması ve mineralizasyonu sonucunda açığa çıkan bazı elementlerle birlikte yoğun karbondan oluşan linyit, daha uzun süre sonunda da kömürü meydana getirmektedir (Pryce,1991).
Kurbanlı ve ark. (2002), humik asit ve fulvik asitten değişik formülasyonlarda katı ve sıvı gübreler elde ederek, Konya Bölgesi’nde bulunan linyitten elde edilen humik ve fulvik asitlerin katı ve sıvı gübrelerin üretiminde kullanılabileceğini de rapor etmişlerdir. Bu kompleks bileşiklerin çeşitli formülasyonlarda gübre olarak topraklara uygulanması toprağın fiziksel, kimyasal ve biyolojik bir çok özelliğinin iyileştirilmesi yanında bitkilerin düzenli beslenmesini de sağladığını rapor etmişlerdir. Beyazgül (1995), pH’sı 1,3 olan, % 8 serbest kükürt, % 13,8 pirit ve % 4,7 oranında kalsiyum oksit içeren keçiborlu kükürt işletmesi Flotasyon atıklarının Salihli ovası tuzlu alkali ve borlu toprakların ıslahında etkin
bir şekilde kullanılabileceğini bildirmiştir. Törün (1989),Samsun azot sanayii atığı olan ve kuru örnekte % 80 jips içeren endüstriyel cipsin (alçı şılamı) alkali toprakların ıslahında kullanılabileceğini rapor etmiştir. Brohi (1991), sigara fabrikası atıklarının organik gübre olarak kullanımı ile ilgili yaptığı çalışmada, tütün tozunun toprağın bitki besin maddesi içeriğini arttırdığını bitkisel üretiminde buna bağlı olarak arttığını saptamıştır.
Öğütülmüş linyitin topraklara uygulanması toprakların fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerini iyileştirir. Toprağa verilen organik madde toprakların verimlilik güçlerini iyileştirmenin yanında toprakların fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerini olumlu etkiler. Toprağın yapısını iyileştirir, suyun yüzeyden akıp gitmesini engeller, toprağın gevşekliğini artırarak havalanmasını ve işlenebilirliğini artırır. Su tutma kapasitesini artırdığından kuraklığa dayanım sağlar. Toprak rengini iyileştirir ve daha çok güneş enerjisi emilimi sağlar. Toprak pH’sı suyun ve besin maddelerinin köklerce alımı ve alkali koşullarda metal iyonları için doğal şelat oluşturarak köklerce alımını kolaylaştırır. Bitkilerce çok önemli organik madde ve mineralleri sağlar (Soyergin, 2003).
Kömür gerek rezerv bakımından gerekse coğrafi bakımdan dünyanın bilinen en geniş maden yataklarını oluşturan ve aynı zamanda yeraltı kaynakları içinde de en fazla üretilen madendir. Kömürün kullanım alanları oldukça çeşitli olup, bunlardan biri de tarım da gübre üretiminde kullanılması toprak ve bitki için uygun yaşam ortamının sağlanmasıdır (Erdoğan, 2002).
Coşkan ve ark. (2002), buğday anızı, mısır sapı ve tütün atığının buğday vejetasyonu altında toprakta denitrifikasyon kaybına etkisi isimli çalışmalarında, buğday anızı, mısır sapı ve tütün atığı gibi çeşitli organik artık ve atıkların uygulama koşullarında önerilen miktarlarının N-mineralizasyonu ve denitrifikasyon kaybına (N2O-N) etkilerinin ortaya konmasını amaçlamışlardır. Bu amaçla belirli zaman aralıklarında alınan topraklarda nitrat ve amonyum analizleri ve tarla koşullarında Asetilen Ünhibisyon Tekniği (AIT) ile denitrifikasyon kaybı ölçümleri yapılmıştır. Sonuçlar organik substrat uygulamalarının mineralizasyonu önemli derecede artırdığını göstermiştir. Mineralizasyon ve nitrifikasyonun yoğun olduğu dönemlerde ise buğday anızı uygulamasında 163,0 kg N/ha, mısır sapı uygulamasında 177,7 kg N/ha, tütün atığı uygulamasında 226,6 kg N/ha
maksimum NO3--N değerleri elde edilmiştir (0-60 cm). Yerinde denitrifikasyon ölçümleri, mineralizasyonun yoğun olmasının, sıcaklık ve toprak nemine bağlı olarak denitrifikasyonu önemli ölçüde artırdığını göstermiştir (uygulamalara göre değişmekle birlikte 7,58-17,40 kg N2O-N/ha). Ayrıca toprağa ilave edilen organik substratların denitrifikasyonla meydana gelen N kaybına olan etkilerinin, ilave edilen organik substrata göre değiştiğini, organik substrat C/N oranının burada önemli rol oynadığını ortaya koymuştur.
Özgüven ve ark. (1999), tarafından sigara fabrikası tütün atıklarının gübre olarak değerlendirilmesi olanakları araştırılmıştır. Test bitkileri olarak kışlık dönemde buğday ve kolza; yazlık dönemde susam ve mısır seçilmiştir. Bu amaçla farklı dozlardaki tütün atığı (0-kontrol, 750, 1500, 2250 ve 3000 kg atık/da) deneme parsellerine ekimden 2 ay önce 5-10 cm derinliğe uygulanarak kısmen ayrışması sağlanmıştır. Ayrıca denemede her test bitkisi için bölgede alışıla gelmiş dozda ticari gübrenin uygulandığı mukayese parselleri de yer almıştır. Tarla denemelerinde hasattan sonra mısırın yerine buğday, susamın yerine de kolza ekilerek atıkların sonraki ürün üzerine etkisi de araştırılmıştır. Her bitkiye ait bazı bitkisel özellikler ve tohum verimleri ile ekimden önce ve hasattan sonra her doza ait parsellerden alınan toprak örneklerinde organik madde, bitkilerce alınabilir fosfor ve toplam azot içerikleri saptanmıştır. Ayrıca buğday ve mısır tanelerinde protein, kolzada protein ve yağ, susamda ise yağ analizleri yapılmıştır. Projede gübre olarak kullanılan tütün atıklarından denemeye alınan buğday, mısır, susam ve kolza bitkilerine tütün mozaik virüsünün (TMV) taşınıp taşınmadığı da araştırılmıştır. Tütün atığı uygulamaları sonucu test bitkilerinde yüksek tohum verimi ve protein oranları sağlanmış ve toprak verimliliği artmıştır. Atıkların TMV ile bulaşık olmasına karşın, yetiştirilen bitkilere taşınmadığı saptanmıştır.
Saltalı (2000), alkali topraklara uygulanan tütün tozunun toprağın organik madde içeriğini, hidrolik geçirgenliğini artırırken hacim ağırlığını azalttığını bildirmiştir. Tütün tozu uygulaması ile alkali toprakların belirtilen özelliklerindeki değişmeler alkali toprakların iyileşmesi olarak değerlendirilebileceğini ileri sürmüştür.
Brohi ve ark. (1998), yaptığı bir çalışmalarında tarla koşullarında tesadüf bloklarında bölünmüş parselleri, deneme desenine göre ve üç tekerrürlü olarak kurmuş olup, her parselin büyüklüğünü 16 m2 olarak belirlemişlerdir. Tütün tozu 0, 10, 20, 30, 40 ton/ha düzeylerinde parsellere uygulanmış ve Bezostiya çeşidi buğday bitkisi ekilmiştir. (NH4)2SO4 formunda azotlu gübre 0, 20, 40, 60 ve 80 kg N/ha dozlarında uygulanmıştır. Araştırma sonuçlarına göre, artan tütün tozu düzeyi ve azotlu gübreleme buğday bitkisinin sap ve dane verimi ile N kapsamı ve sömürülen N miktarına önemli etkide bulunduğu belirlenmiştir. Azotlu gübredeki N’ dan yararlanma oranı sırasıyla 20 ve 80 kg N/ha dozlarında % 13,50’den % 10,90’a düştüğü izlenmiştir. Tütün tozundaki azottan yararlanma oranı ise 10, 20, 30 ve 40 ton/ha dozlarına bağlı olarak sırasıyla % 1,86; 3,24; 2,55 ve 2,74 (20 ve 80 kg N/ha ortalaması olarak) olmuştur. Buğday danelerinde ise azottan yararlanma oranı azotlu gübrelemeye bağlı olarak sırasıyla % 40,60 (20 kg N/ha) ve 38,40 (80 kg N/ha), tütün tozuna bağlı olarak ise % 16,53 (kontrol) ve 8,97 (40 ton/ha) arasında değişmiştir.
Erdely (1961), linyit tozu ile tarla ve laboratuar koşullarında yaptığı araştırmada, linyit tozu uygulaması ile toprak özellikleri iyileşirken, yetiştirilen bitkilerin kök gelişiminin ve veriminin arttığını, suni gübreler ve ahır gübresi ile karıştırıldığında azotun NH3 (amonyak) şeklinde uçarak kaybının azaldığını rapor etmiştir. Aynı araştırıcı alkali (çorak) topraklara öğütülmüş linyit tozu uygulamasıyla bu alanda yetiştirilen çeltik ve şeker pancarı veriminin yükseldiğini ve toprakların hidrolik iletkenliğinin arttığını rapor etmiştir.
Toprakların biyoaktif özelliklerini ve verimliliklerini yükseltebilmek için toprakların organik madde içeriğinin artırılması gerektiği ya da organik kökenli materyallerden (linyit, leonardit, peat vd.) elde edilen ürünlerin (humik asit, fulvik asit, organik ve organo-mineral gübreler) kullanılabileceği belirtilmiştir. Bu amaçla yapılan çalışmalarda, Afşin-Elbistan linyitlerinin tarımsal amaçlı kullanım olanaklarını belirtmek için bölge linyitleri analiz edilmiş ve yapılan analizlerin sonucuna göre Afşin-Elbistan linyitlerinin humik asit, fulvik asit ve organo–mineral gübrelerin üretiminde kullanılabileceği ve yüksek pH’ya sahip topraklarda, gerekli araştırmalar yapıldıktan sonra toprak düzenleyicisi (geliştirici, iyileştirici) olarak değerlendirilebileceği rapor edilmiştir
(Saltalı ve ark., 2004). Toprağa ve besin çözeltisine humik asit uygulamasının, bitki kuru ağırlığı, bitki besin elementlerinin alımı ve tohumların çimlenmesi üzerine olumlu etki yaptığı bildirilmiştir (Senesi et al., 1990).
Linyit ile laboratuar koşullarında yapılan denemelerde linyitin toprak mikroorganizmaları (karbonu enerji ve besin kaynağı olarak kullanılan mikroorganizmalar) ile biyolojik parçalanmaya uğradığı (Fakoussa and Hofrichter 1999) ve doğal koşullarda ise topraktaki linyitin biyolojik parçalanma sırasında kimyasal olarak da oksidasyona uğradığı saptanmıştır (Rumpel and Kögel-Knabber., 2002).
Kum kültüründe yapılan denemede humik asitin arpa bitkisine etkisi araştırılmıştır. Humik asitin bakır alımını çok az demir alımını önemli olmayacak kadar az çinko alınımında ise etkisinin olmadığı belirlenmiştir. Humik asitin bakırla birlikte ortama ilave edilmesi durumunda bitkinin kuru madde, bakır alımı, bakırın toksit etki yapmayacak düzeye dönüştürülmesinde etkili olduğu bildirilmiştir. (0,5-1,5) ppm Zn içeren ortamlara humik asit ve çinkonun birlikte uygulanması durumunda bitkinin çinko alınımına etkisi olmamış; ancak yüksek konsantrasyonlarda çinko içeren ortamlarda ise toksisiteyi azaltıcı etki yaptığı bildirilmiştir (Elgala et al., 1978).
2.5. Kömürlerin Oluşumu
Kömürlerin oluşumu, bitki materyalleri önce peat olarak isimlendirilen kahverenginden siyaha kadar değişen renklerde sıkışmış organik materyalleri oluştururlar. Peat’ler kurudukları zaman yanmalarına karşın kömürlere oranla daha düşük karbon ve yüksek nem içeriğine sahiptir. Zamanla sedimentlerin peat üzerinde birikmesiyle bu organik materyaller en düşük kalitede kömür olan leonarditi (linyitin oksitlenmiş şekli) ve linyiti oluştururlar (Saltalı ve ark., 2004).
Kömür oluşumu yaklaşık 290-360 milyon yıl önce karbonifer denilen periyotta başlamış ve bazı literatürlere göre de daha eski yıllara gitmektedir. İlk oluşan kömürler daha yaşlıdır ve genellikle yerkabuğunun daha derin kısımlarında bulunmaktadır. Bu
kömürler çok yüksek basınç ve sıcaklık altında oluştuklarından linyite göre daha kaliteli (antrasit ve bitümlü kömür) kömürlerdir.
Kömürler eski bitki materyallerinden oluştukları için selüloz, lignin, tanin, yağ ve bal mumu gibi organik bileşikleri kapsarlar. Bu organik bileşikler genel olarak C, O, H, S, N ve P gibi elementleri içerirler. Bitki materyalleri çürümeye başladıktan sonra zamanla yüksek basınç ve sıcaklık altında H ve O oranı azalır ve nispi olarak C oranı artar. Kömürler içerdikleri C ve inorganik madde miktarlarına göre sınıflandırılır. En iyi kalitedeki kömür olan antrasitin C oranı % 90, bitümlü kömürün % 76-90, alt bitümlü kömürün % 60-80 ve linyitin % 50-70 civarındadır (Saltalı ve ark., 2004).
2.5.1. Düşük Kaliteli Kömürlerin (Linyitin) Tarımda Kullanımı
Ülkemizde linyit, genel olarak termik santrallerde elektrik enerjisinin elde edilmesinde kullanılmaktadır. ABD, Rusya ve Avrupa’daki birçok ülkelerde ise linyit ve leonardit humik asit, fulvik asit, organik ve organo-mineral gübrelerin üretilmesinde kullanılmaktadır. Son yıllarda ülkemizdeki linyitlerin humik ve fulvik asit üretiminde kullanılabileceğine dair araştırmalar yapılmaktadır. Çoban (2003) Afşin-Elbistan, Sivas– Kangal, Konya-Ilgın, Bingöl-Karlıova ve Seyit Ömer linyitlerinin humikasit, fulvik asit ve organo-mineral gübrelerin üretiminde kullanılabileceğini ifade etmektedir. Erdely (1961) alkali (çorak) özellikteki topraklara öğütülmüş linyit tozu uygulanmasıyla bu alanda yetiştirilen çeltik ve şeker pancarı veriminin yükseldiğini ve toprakların hidrolik iletkenliğinin arttığını rapor etmiştir. Schwartz (1999) kömürden elde edilen humik asitlerin, madencilik tesislerinde atık suların içerdiği ağır metallerin tutulmasında (adsorbe edilmesinde) kullanılabileceğini ve böylece suların ağır metaller ile kirlenmesinin önlenebileceğini belirtmiştir.
2.6. Tütün Tozunun Özellikleri
Tütün tozu asidik ve tuzludur. Tütün tozunda Ca, Mg ve K iyonları Na oranla daha fazladır (Tablo 3). Tütün tozunun bu özelliği alkali toprakların iyileştirilmesinde kullanımı açısından bir üstünlüktür. Ülkemizde İstanbul, İzmir, Adana, Malatya, Bitlis, Ballıca (Samsun) ve Tokat sigara fabrikalarında 60.000 – 65.000 ton/yıl tütün işlenmekte ve bunun % 6 – 7’si atık tütün tozu olarak (yaklaşık 4.200 ton/yıl) çıkmaktadır. Ayrıca, tütün yetiştirilen bölgelerdeki yaprak tütün işletmelerinde 3.500 ton/yıl tütün tozu, 2.800 ton/yıl atık çıkmakta ve bunlar değerlendirilmeden çöplere dökülmektedir (Saltalı, 2000).
Tütün tozu tuzlu ve asidik özellikte olup ıslah açısından makro element (Ca, Mg, K) içeriği yüksektir (Tablo 3). Bu çalışmanın amacı, tütün tozunun alkali topraklara uygulanması ile topraklarda oluşan bazı fiziksel ve kimyasal değişimleri bitkisel üretim açısından incelemektir.
3.MATERYAL VE YÖNTEM
3.1.Materyal
Çalışma için gerekli olan alkali toprak örnekleri, Gaziosmanpaşa Üniversitesi Erbaa Meslek Yüksekokulu kampüsü arazisindeki alkali karakterdeki taban arazisinden alınmıştır (Şekil 1). Denemede kullanılan linyit Afşin-Elbistan linyit havzasından, tütün tozu ise Tokat Sigara Fabrikasından alınmıştır. Denemede kullanılan materyallerin bazı özellikleri Tablo 2 ve Tablo 3’ de verilmiştir (Saltalı ve ark., 2004; Saltalı ve ark., 2000).
Tablo 2.Afşin-Elbistan linyitinin kimyasal analiz sonuçları C (% karbon) 50.2 O (% oksijen) 33.6 S (% kükürt) 3.5 N (% azot) 0.6 Humik asit (%) 27.4 Fulvik asit (%) 6.2 pH (1:5, w:v) 4.3 EC(106)(1:5 w:v) 4100 C/N oranı 72.7 Tablo 3. Tütün tozunun kimyasal özellikleri pH (1/5) 5,80 EC (1/5, µS/cm) 10700 Ca (ppm) 8050 Mg (ppm) 9400 P (ppm) 972,5 Na (ppm) 572 N (%) 2,35 K (%) 1,95
3.2.Yöntem
3.2.1.Saksı Denemesi
Denemede kullanılan toprakların pH: 9.52, Elektriksel iletkenlik (EC);1.332 dS/m dir. Denemede boyutları 16*20 cm olan plastik saksılara 4’er kg toprak konularak tesadüfi parseller deneme desenine göre üç tekerrürlü olarak yürütülmüştür. Tütün tozunun ve öğütülmüş linyitin değişik dozları denemede muameleleri oluşturmuştur. Öğütülmüş linyit ve tütün tozu beş farklı (0, 1, 2, 4, 6, 8 g/100gr toprak) dozda ayrı saksılara uygulanmış ve yaklaşık üç ay organik materyallerin parçalanması ve etkisini gösterebilmesi için inkübe edilmiştir. İnkübasyon sırasında her on beş günde bir saksılardaki topraklar doygun hale getirilmiş ve saksıların altından suların drene olması sağlanmıştır. Saksının alt kısmında drene olan sularda örnekler alınarak elektriksel iletkenlik (EC), pH, Na, K, Ca+ Mg analizleri yapılmıştır. Araştırmada bitki materyali olarak arpa (Hordeum vulgare L.) kullanılmıştır. İnkübasyon sonrası Mart ayının ilk haftasında arpa bitkisi ekimi yapılmış ve on hafta sonra arpa bitkisi toprak üstü kısımdan hasat edilmiştir. Hasat edilen arpa bitkisi yaş olarak tartılmış, sonra kese kağıtlarında etüvde sabit ağırlığa gelinceye kadar kurutulmuş olup kuru ağırlığı saptanmıştır. Saksılardan alınan toprak örnekleri kurutulmuş ve 2 mm’lik elekten geçirilmiş analizler için polietilen poşetlerde saklanmıştır.
Uygulama konularını (tütün tozu ve öğütülmüş linyit) drene olan suların iyon konsantrasyonunu inceleyebilmek için topraklar suya doygun hale getirildikten sonra saksılardan sular dışarı akmayacak şekilde su ilave edilmiştir. Drene olarak saksı altlığında biriken sulardan inkübasyon süresince üç defa su örnekleri alınarak iyon analizleri yapıldı. Analiz için üç defa alınan su örneklerinin ortalama analiz sonuçları verilmiştir Açık alanda yağmur yağması sırasında drene olan ve saksı altlığında biriken sulara yağmur suyunun karışması nedeniyle her yağmur yağdıktan sonra saksı altlıklarındaki sular boşaltıldı.
3.2.2. Toprakta Yapılan Analizler
Tekstür: Toprak örneklerinin tekstür analizi için Bouyoucus hidrometre metodu
kullanılmıştır. Her örnekten 40 gr toprak tartılarak üzerine 10 ml % 10’luk kalgon çözeltisi ve 150 – 200 ml saf su eklenip karıştırılmıştır ve bir gece dispersiyona bırakılmıştır. Bir gece bekletilen örnekler karıştırıcı ile 8 – 10 dakika karıştırılıp çökelme silindirine aktarılmış ve hidrometre ile birlikte 1130 düzeyine tamamlanmıştır. Tamamlanan örnekleri süspanse hale getirmek için karıştırma çubuğu ile 20 defa karıştırılmıştır. Karıştırma çubuğunun süspansiyondan çekildiği andan itibaren 20 saniye sonra hidrometre silindire bırakılıp çubuğun çekildiği andan itibaren 40 saniye sonra okuma yapılmıştır ve okuma değeri ve süspansiyon sıcaklığı kaydedildi. Hidrometre okuması ve süspansiyonun sıcaklığı 2 saat sonra tekrarlanarak değerler kaydedildikten sonra okunan değerlerde sıcaklık düzeltmeleri yapılmış ve kum, kil, silt miktarları % olarak hesaplanmıştır (Gee and Bouder, 1986).
Toprak reaksiyonu (pH): Toprak örneği 1:2,5 oranında saf su ile sulandırılarak
süspansiyon 15 dakikalık aralıklarla 3 kez karıştırılmış ve 15 dakika beklendikten sonra cam elektrodlu Neel pH metresi ile hidrojen iyonu konsantrasyonu ölçülmüştür (Jackson,1958).
Elektiriki iletkenlik (EC): Toprak örneği 1:2,5 oranında sulandırılarak
Organik madde (%): Modifiye Walkley–Black yaş yakma yöntemiyle
belirlenmiştir (Nelson and Sommers, 1982), 0,5 gr toprak örneği 500 ml’lik erlenmayer’e konarak üzerine 10 ml 1N K2Cr2O7 çözeltisi katılmış, 20 ml konsantre sülfürik asit konulup bir dakika karıştırıldıktan ve otuz dakika bekletildikten sonra 200 ml saf su ile 3-4 damla o-fenontrolin kompleks indikatörü demirsülfat heptahidrat çözeltisi ile ortamın rengi maviden kırmızıya dönene kadar titre edilmiş ve hesaplama yapılmıştır (Chapman and Pratt, 1961).
Kireç (%): (Çağlar. 1949) bildirdiği şekilde 0,5 gr toprak örneğinde Scheibler
kalsimetresi ile ölçülmüştür.
KDK (cmolkg-1): Toprak örnekleri 1,0 N sodyum asetat (pH=8,2) ile üç kez doyurulduktan sonra Na fazlası %95’lik etil alkolle yıkanmış ve toprak tarafından tutulan sodyum, 1,0 N amonyum asetat (pH=7) ile ekstrakte edilerek alev fotometresinde belirlenmiştir (Richards, 1954).
Değişebilir Na, K, Ca + Mg (me/100gr): Toprakta 1 N amonyum asetat ile 3 kez
çalkalanarak santrifuj edilen örneklerden alınan ekstrakta K ve Na fleymfotometrik olarak belirlendi. Ca+Mg ise KDK’ den K ve Na katyonlarının çıkarılması ile hesaplandı (Knudsen et al., 1982). KDK ve değişebilir katyonlardan, toprakların başlangıç ve deneme sonrası ESP değerleri hesaplanmış ve linyit ve tütün tozunun etkileri karşılaştırılmıştır.
Hidrolik İletkenlik (cm/saat): Bir hidrolik yük altında belli zamanda topraktan
geçen suyun hacim olarak ölçülmesi, bozulmuş örneklerde Tüzüner (1990)’ in bildirdiği yönteme göre yapılmıştır.
Hacim ağırlığı (gr/cm3): 100 cm3 lük örnek alma silindirleriyle Tüzüner (1990)’a göre yapılmıştır.
Tesadüf parselleri deneme desenine göre oluşturulmuş deneme sonuçlarına SPSS paket programı kullanılarak ANOVA testi uygulanmıştır. Faktörlerin önemli çıkanlarında DUNCAN gruplandırılması yapılmıştır. Elde edilen veriler istatistiksel olarak değerlendirilmiş ve karşılaştırmalı olarak yorumlanmıştır.
4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA
4.1. Tütün Tozu ve Öğütülmüş Linyit Uygulamasının Alkali Toprakta Drene Olan Suların Bazı Özelliklerine Etkisi
Uygulama konularının (tütün tozu ve öğütülmüş linyit) drene olan suların pH, EC ve iyon konsantrasyonuna etkisi Tablo 4’te verilmiştir. Tablo 4’te görüldüğü gibi pH açısından uygulama konuları arasındaki fark P<0,05 düzeyinde önemlidir. Konuların uygulama dozları ele alındığında uygulama dozu arttıkça drene olan suyun pH değerinde azalma P<0,01 düzeyinde önemlidir. Drene olan suların EC değerleri hem tütün tozu uygulamasında hem de öğütülmüş linyit uygulamasında doz artışına bağlı olarak artmıştır. Suların EC değerindeki artış her iki uygulama konusunda P<0,01 düzeyinde önemlidir. Tütün tozu uygulamasında ise dozlar arasındaki fark daha fazladır. Bu durum tütün tozunun EC değerinin 10700 dS/m linyitin EC değerinden 4,100 dS/m daha yüksek olmasından kaynaklanmıştır.
Drene olan suların Na, K ve Ca+Mg konsantrasyonu Tablo 4’te verilmiştir. Suların Na konsantrasyonu linyit uygulanmasında önemli değişim olmazken tütün tozu uygulanmasında dozlara bağlı olarak artış göstermekte olup bu artış P<0.01 düzeyinde önemlidir. Bu durum alkali topraklarda tütün tozunun etkisiyle topraklardan değişebilir ya da çözünebilir Na yıkandığını ortaya koymaktadır. Alkali topraklarda değişebilir Na’un yıkanması ESP değerini azaltırken, çözünebilir Na yıkanması ise toprakların SAR değerinin azalmasına dolayısıyla alkali toprakların iyileşmesine neden olmaktadır (Sezen, 1991; Usta, 1995). Drene olan suların K ve Ca+Mg konsantrasyonu tütün tozu uygulamasında dozlara bağlı olarak artış göstermiştir (Tablo 4). Bu artış ise P< 0,01 düzeyinde önemli bulunmuştur. Alkali topraklarda kil minerallerini degredasyonu nedeniyle K serbestlenmesi artmaktadır (Pal, 1985). Aynı zamanda uygulanan tütün tozunun K içeriğini %1,95 olması nedeniyle de tütün tozunun ayrışmasıyla da K serbestlenmesi olmaktadır. Bu iki faktör drene olan suyun dozlara bağlı olarak konsantrasyonunun artışına neden olmuştur. Öğütülmüş linyit uygulamalarında da drene
olan sulardan K artışı olsa da, tütün tozu uygulamaları ile karşılaştırıldığında elde edilen analiz rakamı çok düşüktür.
Drene olan sular Ca+Mg konsantrasyonu açısından incelendiğinde tütün tozu uygulamasında dozlara bağlı olarak Ca+Mg konsantrasyonu artış göstermekte ve bu değişim P<0.01 düzeyinde önemlidir. Drene olan sularda dozlara bağlı olarak Ca+Mg’un artması, tütün tozu uygulamasıyla zamanla hem tütün tozunun ayrışması hem de organik materyal uygulamasıyla zamanla toprakta meydana gelen biyokimyasal reaksiyonların Ca+Mg’un çözeltiye geçmesini dolayısıyla yıkanmasını sağlamasıyla açıklanabilir (Tablo 4).
4.2. Tütün Tozu ve Öğütülmüş Linyit Uygulamasının Toprak Özelliklerine Etkisi
4.2.1. Tütün Tozu ve Öğütülmüş Linyit Uygulamasının Toprak pH’sı ve Elektriksel İletkenliğine Etkisi
Tütün tozu ve öğütülmüş linyit uygulamasının pH ve elektriki iletkenlik (EC) üzerine olan etkisi Tablo 5’ de verilmiştir. Tütün tozu ve öğütülmüş linyit uygulamalarının etkileri genel olarak karşılaştırıldığında konular arasında P<0,05 düzeyinde fark bulunmuştur. Tütün tozu uygulamasında uygulama dozları pH üzerinde etkisi 4 farklı grupta yer almaktadır ve tütün tozunun pH üzerine etkisi P<0,01 düzeyinde önemlidir (Tablo 4).
Öğütülmüş linyit uygulamasının pH üzerine etkisi ise istatistiksel olarak önemli bulunmamasına karşın, uygulama dozu artışına bağlı olarak pH’da azda olsa düşmenin olduğu görülmektedir (Tablo 5). Öğütülmüş linyitin toprak pH’sı üzerine etkisinin tütün tozuna göre az olması, öğütülmüş linyitin parçalanmasının çok yavaş olmasına bağlanabilir. Rumpel and Kögel-Knabber (2002), linyit’in topraklarda oksidasyona uğradığını yani parçalandığını, ancak oksidasyon düzeyinin yavaş olduğunu bildirmiştir. Saltalı (2000), arazi koşullarında alkali toprakları tütün tozu uygulamasının toprak pH’sını
istatistiksel olarak önemli düzeyde düşürdüğünü saptamış ve pH’nın düşmesinin nedenini ise tütün tozunun asidik karakterine ve yüksek pH (pH>9) koşullarında tütün tozunun parçalanmasıyla humik asit ve CO2 oluşumuna bağlamıştır. Gupta et al. (1989) da çeltik kültürünü temsilen yaptıkları kolon denemesinde topraklarda CO2 konsantrasyonunu artışının toprak pH’sının düşmesine neden olduğunu, Ponnanperuma (1972) ise topraklara organik maddelerinin ilave edilmesinin CO2 artışına dolayısı ile pH’nında düşmesine neden olduğunu bildirmiştir.
Tütün tozu ve öğütülmüş linyit uygulamasına bağlı olarak toprak EC ile ilgili veriler Tablo 5’de görülmektedir. Tütün tozu ve öğütülmüş linyit uygulamaları ile elde edilen toprak EC (106) değerlerinin genel ortalamaları, tütün tozunun ve öğütülmüş linyitin uygulama dozlarının etkisi de istatistiksel olarak önemli değildir. Bu durum tütün tozunun ve öğütülmüş linyitin EC değerlerinin yüksek olması nedeniyle arpa bitkisi ekilmeden önce 3 aylık inkübasyon döneminde iki hafta’da bir saksılara su uygulamasıyla uygulama materyallerinden gelen tuzun yıkanmasını sağlanmak istenmesinden kaynaklanmaktadır. Nitekim Tablo 4’de görüldüğü gibi uygulama dozu arttıkça süzükte okunan EC değeri de artmakta, tütün tozunun da tüm uygulama dozları farklı grupta yer almaktadır.
Faktör Tütün Tozu Öğütülmüş Linyit
Doz (gr/100 gr) 0 1 2 4 6 8 P 0 1 2 4 6 8 P
pH (Mmhos/cm) 9,19d 9,01cd 8,91bc 8,78abc 8,68ab 8,55a ** 9,23c 9,10bc 8,96ab 8,79a 8,87a 8,90a **
EC (meq/L) 3516a 3970b 4440c 4946d 5233d 5616e ** 3305a 3628b 3650b 3666b 3895bc 3978c **
Na (meq/L) 12,52a 14,36b 14,42b 14,60b 16,18bc 17,06c ** 11,69 11,96 12,25 13,19 13,54 14,42 ns
K (meq/L) 5,76a 14,31b 17,66b 21,76c 36,69d 46,30e ** 5,63 6,11 6,13 6,57 7,23 7,70 ns
Ca+Mg (meq/L) 3,34a 4,11a 6,25b 9,13c 11,51d 13,28d ** 2,58ab 3,02ab 4,17c 2,71ab 2,48a 3,30b **
** P <0,05, *P<0,01 düzeyinde önemli bulunmuştur. ns: Uygulamalar arasındaki farklar önemli bulunmamıştır.
Tablo 5. Tütün Tozu ve Öğütülmüş Linyitin Toprak Özellikleri Üzerine Etkisi
Faktör Tütün Tozu Öğütülmüş Linyit Genel
Doz(gr/100 gr) 0 1 2 4 6 8 P 0 1 2 4 6 8 P P
pH (1:2,5) 9,36d 9,16c 9,12c 9,03c 8,85b 8,62a ** 9,33 9,29 9,20 9,04 9,10 8,90 ns *
EC (1:2,5) 762 678 657b 599 645 536 ns 730 794 732 649 603 641 ns ns
KDK(meq/100g) 44,67a 46,33b 46,51c 49,46d 49,67e 50,46f ** 45,33a 49,28bc 46,73ab 48,49ab 52,04cd 52,83d ** **
O.M. (%) 1,60a 2,16b 2,46b 2,56b 3,13c 3,63c ** 1,46a 2,03ab 2,76bc 2,93c 3,96d 4,13d ** *
Kireç (%) 12,93 12,93 12,83 12,80 12,70 12,70 ns 12,96 12,93 12,70 11,46 12,70 12,06 ns ns
Değ.Na (meq/100g) 22,86c 21,68bc 20,50b 19,71b 16,39a 15,45a ** 21,89 22,30 21,84 21,33 22,74 22,34 ns **
Değ.K (%) 0,26a 0,33ab 0,47c 0,42bc 0,59d 0,73e ** 0,24 0,27 0,25 0,25 0,24 0,25 ns **
Ca+Mg (%) 21,54a 23,32a 25,55ab 29,33bc 32,69cd 34,28d ** 23,44a 26,71c 25,64b 26,91d 29,06e 30,24f ** ns
H.Ağır (gr/cm3) 1,24c 1,17b 1,16b 1,15b 1,09a 1,06a ** 1,24 1,24 1,24 1,22 1,17 1,15 ns **
ESP (%) 51,20f 46,80e 42,77d 40,20c 33,00b 30,60a ** 48,30f 45,25c 44,60d 44,00c 43,70b 42,30a * **
Yaş Ağır (gr) 50,83a 68,89b 74,53c 107,18d 141,40e 163,93f ** 50,91 46,88 48,60 58,03 55,26 55,42 ns **
Kuru Ağır (gr) 5,51a 8,70b 11,59c 23,10d 34,19e 40,80f ** 6,99 4,07 4,93 6,23 6,62 7,04 ns **
H.İlet (cm/saat) - - - - 2,87 3,52 - - -
4.2.2. Tütün Tozu ve Öğütülmüş Linyit Uygulamasının Toprak Organik Madde İçeriği, Katyon Değişim Kapasitesi ve Kireç Üzerine Etkisi
Tütün tozu ve öğütülmüş linyit uygulamasının alkali toprağa organik madde kapsamı, Katyon Değişim Kapasitesi ve kireç içeriğine olan etkisi Tablo 5’de verilmiştir. Tütün tozu ve öğütülmüş linyitin genel ortalamaları karşılaştırıldığında iki uygulama konusu arasındaki farklılık P<0,05 düzeyinde önemli bulunmuştur. Bu farklılığın nedeni tütün tozunun ayrışmasının hızlı, öğütülmüş linyitin ayrışmasının ise tütün tozuna göre daha yavaş olmasından kaynaklanmış olabilir. Rumpel and Kögel-Knabber (2002) ise maden topraklarında bulunan linyitin biodegredasyona uğradığını ancak linyitin degredasyonunun yavaş olduğunu rapor etmiştir. Elde edilen verilerden görüldüğü gibi tütün tozu ve öğütülmüş linyitin uygulama dozlarına bağlı olarak alkali toprağın % organik madde içeriği artış göstermiştir. Toprak organik madde içeriğindeki artış hem tütün tozu, hem de öğütülmüş linyit uygulamasında istatistiksel olarak P<0,01 düzeyinde önemli bulunmuştur. Topraklara organik madde uygulama konusunda yapılan araştırmalarda, organik madde (hayvan gübresi, bitkisel atıklar, sap, saman v.b) uygulaması ile toprakların % organik madde miktarının arttığı bildirilmiştir (Tisdall et al.,1982; Durak ve Brohi, 1986).
Tütün tozu ve öğütülmüş linyit uygulaması toprakların KDK’sı üzerine etkisi her iki uygulama konusunda P<0,01 düzeyinde önemli bulunmuştur. Genel olarak uygulama dozu arttıkça toprakların KDK’sı da artmaktadır. Toprak % organik madde içeriğiyle KDK arasından doğrusal bir ilişki olduğundan, organik materyallerin uygulanmasıyla toprakların KDK’sının artması toprak ile ilgili kaynaklarda vurgulanmaktadır (Usta, 1995; Bayraklı, 1998).
Tütün tozu ve öğütülmüş linyit uygulaması toprakların % kireç içeriğine etkisi önemsizdir. Cole (1957) ve Gupta et al. (1984) topraklarda pH>8 olduğunda, organik materyalin CaCO3’ın çözünmesi üzerine etkisinin istatistiksel olarak önemli olmadığını rapor etmişlerdir.
4.2.3. Tütün Tozu ve Öğütülmüş Linyitin, Alkali Toprağın Değişebilir Na ve K Üzerine Etkisi
Tütün tozu ve öğütülmüş linyit uygulamasının alkali toprağın değişebilir K ve Na üzerine etkisi konusunda elde edilen veriler Tablo 5’de verilmiştir. Uygulama konuları karşılaştırıldığında tütün tozunun etkisiyle öğütülmüş linyitin etkisi P<0,01 düzeyinde farklı bulunmuştur. Tütün tozunun etkisi kendi içerisinde karşılaştırıldığında uygulama dozu arttıkça değişebilir Na’un azaldığı görülmektedir (Tablo 5). En yüksek değişebilir Na kontrol toprağında elde edilirken, en düşük değişebilir Na en yüksek tütün tozu uygulama dozunda elde edilmiştir. Dozlar arasındaki fark P<0,01 düzeyinde önemli bulunmuştur.
Elde edilen veriler, tütün tozu uygulamasıyla değişebilir Na’un çözeltiye geçtiğini ve dolayısıyla uygulanan su ile Na’un yıkanarak topraktan uzaklaştığını göstermektedir. Saltalı (2000), arazi koşullarında alkali toprağa tütün tozu uygulandığında, uygulama dozuna bağlı olarak topraktaki değişebilir Na’un azaldığını belirtilmiştir. Ancak öğütülmüş linyit uygulamasında toprakların değişebilir Na içeriğinde istatistiksel olarak önemli bir değişiklik elde edilmemiştir.
Değişebilir K açısından uygulama konuları karşılaştırıldığında tütün tozunun topraktaki değişebilir K’u arttırırken öğütülmüş linyitin ise etkisinin olmadığı ve uygulama konularının (tütün tozu ve öğütülmüş linyit) P<0,01 düzeyinde farklı olduğu Tablo 5’de görülmektedir. Toprakların değişebilir K içeriği tütün tozu uygulamasında dozlara bağlı olarak artmakta ve dozlar arasındaki farkta P<0,01 düzeyinde önemli bulunmuştur. Bu durum, tütün tozunun ayrışmasıyla içerdiği K’un serbestlenmesinden ve tütün tozu uygulandıktan sonra toprakta meydana gelen kimyasal reaksiyonlar ile fikse formdaki K’un değişebilir forma dönüşmesinden kaynaklanabilir. Saltalı ve ark., (2000) tütün tozu uygulamasıyla uygulama dozuna bağlı olarak arazi koşullarında değişebilir K’nın arttığını bildirmiştir. Pal (1985) ise alkali koşullarda K serbestlenmesinin arttığını rapor etmiştir.
4.2.4. Tütün Tozu ve Öğütülmüş Linyit Uygulamasının Alkali Toprağın ESP Değerine Etkisi
Alkali toprakların uygulama konularına (tütün tozu ve öğütülmüş linyit) etkisi (ortalamaları) karşılaştırıldığında iki konu P<0.01 düzeyinde birbirinden farklıdır (Tablo 5). Tütün tozu kendi içerisinde karşılaştırıldığında uygulama dozu arttıkça topraklarda ESP değeri azalmakta olup uygulama dozları arasındaki fark P<0,01 düzeyinde önemlidir. Dhawan and Mahajan (1968), alkali topraklara çeltik sapları uygulaması ile bu toprakların iyileştirilebileceğini bildirmişlerdir. Kontrol dozunda toprakta ESP değeri 51,2 iken en yüksek tütün tozu uygulamasında ESP değeri 30,6’ya düşmüştür. Yaklaşık yedi aylık dönemde (3 ay inkübasyon + 2,5 ay vejetasyon = 5,5 ay ) ESP değeri en yüksek uygulama dozunda 19,6 birim düşmüştür.
Saltalı (2000), arazi koşullarında dekara 15 ton tütün tozu uygulamasında 0-30 cm toprak derinliğinde yaklaşık 8 aylık süreçte ESP değeri 38’den 26’ya düşmüştür. Topraklarda ESP değeri > 15 olduğu zaman toprakların alkali toprak sınıfına girdiği belirtilmektedir (Richards, 1954; Sezen, 1991). Hem elde edilen sonuçlar hem de Saltalı (2000) tarafından yürütülen arazi denemelerinde tütün tozu uygulaması topraklarda ESP değerini düşürmesine rağmen, ESP değeri sınır değer olan 15’in altına düşmemiştir. Bu durum organik materyallerin ayrışma süresinin yavaş olması ve bu yüzden vejetasyon dönemindeki yıkama yeterli gelmediğinde ESP değeri 15’in altına düşürülememiş olabilir. Bu yüzden bundan sonraki denemelerde organik materyal uygulamalarında en az 2-3 yıl denemenin devam ettirilmesi gereklidir.
Öğütülmüş linyit uygulamasında uygulama dozları arasındaki fark P<0,05 düzeyinde önemlidir (Tablo 5). Kontrol saksısında ESP değeri 48,3 iken en yüksek uygulama dozunda ise ESP değeri 42,3’e düşmüştür. Öğütülmüş linyitin pH>9 olan deneme topraklarında azda olsa ayrışması ve EC (106) (1/5w:v) değerinin 4100 olması toprakların elektrolit konsantrasyonunun artmasına, dolayısıyla killerin dispersiyonunun azalmasına ve fülokülasyonunun artmasına neden olabilir (Shainberg and Letey,1984). Oster and Shainberg (1979), bu koşullarda gerek inkübasyon devresinde gerekse vejetasyon döneminde uygulanan su ile Na yıkanması nedeniyle ESP değeri az da olsa
düşmüştür. Tütün tozu uygulamaları için önerildiği gibi, organik materyallerin alkali topraklara uygulanmasında, deneme sürecinin öğütülmüş linyit uygulaması için daha da uzun tutulması (2 – 4 yıl) etkisinin görülebilmesi ve değerlendirilmesi açısından önemlidir.
4.2.5. Tütün Tozu ve Öğütülmüş Linyit Uygulamasının Alkali Toprağın Hacim Ağırlığı ve Hidrolik İletkenliğine Etkisi
Tütün tozu ve öğütülmüş linyit uygulamasının alkali toprakların hacim ağırlığı ve hidrolik iletkenliğine olan etkisi Tablo 5’de verilmiştir. Uygulama konuları karşılaştırıldığında, alkali toprakların hacim ağırlığına etkisi bakımından tütün tozu ve öğütülmüş linyit arasında P<0,01 düzeyinde fark vardır (Tablo 5). Tütün tozu uygulama dozlarında açısından kendi içerisinde incelendiğinde, uygulama dozu arttıkça hacim ağırlığı birbirleriyle ters orantılı olarak azalmaktadır. Kontrol saksılarında hacim ağırlığı ortalaması 1,24 gr/cm3 iken en yüksek uygulama dozunda hacim ağırlığı 1,06 gr/cm3 bulunmuştur. Dolayısıyla uygulama dozları arasındaki fark P<0,01 düzeyinde önemlidir.
Tütün tozu ve öğütülmüş linyitin toprağın hidrolik iletkenliğine etkisi incelendiğinde, öğütülmüş linyit uygulamalarında hidrolik iletkenlik sıfır bulunmuştur. Tütün tozu uygulamalarında ise kontrol dahil ilk dört uygulama dozunda hidrolik iletkenlik yine sıfır bulunmuştur. Daha yüksek uygulama dozlarında ise 6 gr/100gr toprak ve 8 gr/100gr toprak (tütün tozu/alkali toprak) hidrolik iletkenlik sırasıyla 2,87 cm/saat ve 3,52 cm/saat bulunmuştur. Bender et al. (1998), Tisdall et al. (1982) topraklara tütün tozu uygulamasının suya dayanıklı agregat yüzdesini (SDA) ve dolayısıyla da hidrolik iletkenliği artırdığını rapor etmişlerdir. Saltalı ve ark., (2000), arazi koşullarında alkali topraklara tütün tozu uygulamasında 10, 15, 20 ton/da uygulamalarında hidrolik iletkenliğin orta düzeyde (2 cm/saat’ten daha yüksek) olduğunu rapor etmişlerdir.
