ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
DOKTORA TEZİ
YARI KURAK KOŞULLARDA FARKLI TOPRAK İŞLEME
YÖNTEMLERİ VE İKİLİ NÖBET SİSTEMİNİN BAZI TOPRAK KALİTE ÖZELLİKLERİ VE VERİM ÜZERİNE ETKİLERİ
Hossein TABYEHZAD
TOPRAK BİLİMİ VE BİTKİ BESLEME ANABİLİM DALI
ANKARA 2015
Her hakkı saklıdır
i ETİK
Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü tez yazım kurallarına uygun olarak hazırladığım bu tez içindeki bütün bilgilerin doğru ve tam olduğunu, bilgilerin üretilmesi aşamasında bilimsel etiğe uygun davrandığımı, yararlandığım bütün kaynakları atıf yaparak belirttiğimi beyan ederim.
04/03/2015
HosseinTABYEHZAD
ii ÖZET Doktora Tezi
YARI KURAK KOŞULLARDA FARKLI TOPRAK İŞLEME YÖNTEMLERİ VE İKİLİ NÖBET SİSTEMİNİN BAZI TOPRAK KALİTE ÖZELLİKLERİ VE VERİM
ÜZERİNE ETKİLERİ HosseinTABYEHZAD
Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. A. Gökhan ÇAYCI
Bu çalışmada; Buğday-mısır ikili ekim nöbet sisteminde farklı toprak işleme yöntemlerinin bazı toprak kalite özellikleri ve verim üzerine etkisi araştırılmıştır. Üç tekrarlamalı bölünmüş parseller düzeninde dört ürün yılında yürütülen bu çalışmada işleme yöntemleri içinde ana parsellerde: dipkazan, kazayağı, pulluk ve çizel, alt parsellerde ise rotivatör ve diskaro kullanılmıştır. Sonuçlara göre işleme yöntemleri (p<0,01) düzeyde önemli olup dipkazan uygulaması sırasıyla buğdayda 6249 ile 11720 kg/ha ve mısırda 9891 ve 73080 kg/ha tane ve biyomas üretmiştir. Kuru agregat büyüklüğü dikkate alındığında 1-0,5 mm çapında agregatlar (P<0,05) önemli düzeyde farklılık göstermiş ve en fazla agregat yüzdesi çizel uygulamasında olmuştur. Toprakta OAÇ değeri dipkazan+ rotivatörde 2,063 mm ve (p< 0,05) düzeyinde önemlidir.
Dipkazan, %SDA yönünden çizelle aynı grupta olup %67,83 değeri ile (P<0,05) düzeyinde önemlidir. Hacim ağırlığı, toplam boşluklar ve havalanma boşluğu değerleri (P<0,01) düzeyinde önemli olup rotivatör uygulamasında bu değerler sırayla 1,38 gr cm-
3,%51,2 ve%12,5 dir. TK ve SN değerleri sırasıyla çizelde %31,89 ve %17,21 olup (P<0,05) ve (P<0,01) düzeylerinde önemlidir. Agregat büyüklüklerine bağlı olarak % organik karbon değerleri istatistiksel olarak önemli değişiklikler göstermiş olup, ana parsellerde dipkazan ve çizel alt parselde ise rotivatör uygulamaları öne çıkmıştır.
Fosfor düzeyleri 0-15 ile 15-30 cm’de ana ve alt parsel üzerinde (P<0,01) düzeyinde önemli olup, pulluk ve rotivatör yöntemlerinde 6,98 ve 6,49 mg/kg dir. Rotivatör yöntemi 0-15cm’de 395 mg/kg K miktarıyla (P<0,01) düzeyinde önemlidir. Rotivatör uygulamasında 0-15 cm’de 8,98 C/N oranı (P< 0,01) düzeyinde önemlidir. Çizel yönteminde Zn, Cu ve Mn düzeyleri (P<0,01) önemlidir ve sırasıyla 0,75-2,99 ve 12,98 mg/kg dır. Fe 13,0 mg/kg düzeyi ile kazayağında önemlidir. Zn, Cu, Mn ve Fe düzeyleri gerek 0-15cm gerekse 15-30 cm derinlikte rotivatör uygulama diskarodan önemli derecede yüksek bulunmuştur.
Nisan 2015, 244 sayfa
Anahtar Kelimeler: Toprak işleme, toprak kalitesi, buğday, mısır, rotasyon
iii ABSTRACT
Ph.D. Thesis
THE EFFECTS OF DIFFERENT TILLAGE and TWO – COURSE ROTATION SYSTEM ON SOME SOIL QUALITY PROPERTIES and YIELD IN SEMI ARID
CONDITIONS HosseinTABYEHZAD
Ankara University
Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Soil Science and Plant Nutrition
Supervisor: Prof. Dr. Gökhan ÇAYCI
In this study, the effects of different tillage methods under wheat-corn two-course rotation system on the some soil quality properties and yields were invastigated.
Experiment was laid out in a split plot design with three replications in the four crop years. Subsoiler, moldboard, sweep and chisel as main plots and rotary tiller and disc harrow as sub-plots have been used in the treatment design. The results showed that tillage methods have statistically significant at (P<0,01), and 6249 and 11720 kg/ha for wheat and 9891 and 73080 kg/ha for corn grain and biomass were produced in subsoiler treatment, respectively. As dry aggregate size considered 1-0,5 mm diameter size was a significant at (P<0,05) and the maximum aggregate percentange has obtained in chisel practice. Subsoiler+rotary tiller treatment were signifant at (P< 0,05) with 2,063 mm as regards MWD value. The subsoiler and chisel were statistically in the same group with regard of WSA value, and it was significant at (P<0,05) with 67,83%. Bulk density, total porosity and air porosity values were significant at (P<0,01), and 1,38 grcm-3,51,2% and 12,5% values were determined in rotary tiller application, respectively. FC and PWP were significant at (P<0,05) and (P<0,01) with 31,89% and 17,21% values in the chisel treatment. Organic carbon values have shown significant differences depending on aggregate sizes. Subsoiler and chiesel were significant in the main plots where as rotavator was more significant than disc harrow for organic carbon. P amounts were significant at (P<0,01) both main and sub plots in the 0-15cm and 15-30cm depths. 6,98 ve 6,49 mg/kg P amounts were determined in the moldboard and rotary tiller treatments. K amount was significant at (P<0,01) with 395 mg/kg content in rotary tiller. C/N ratio was significant at (P<0,01) with 8,98 ratio in 0-15cm depth in rotary tiller as well. Zn, Cu and Mn amounts were significant at (P<0,01) with 0,75, 2,99 and 12,98 mg/kg in the chisel method, respectively. However Fe levels was significant at (P<0,01) with 13,0 mg/kg value in sweep method.
Moreover Zn, Cu, Mn and Fe levels were found higher in rotary tiller method than disc harrow.
April 2015, 244 pages
Key Words : Tillage, soil quality,wheat, corn, rotation
iv
ÖNSÖZ VE TEŞEKKÜR
Doktora çalışmalarımı yönlendiren, bu konuda bana gösterdiği anlayış, hoşgörü ve geniş bakış açısı ve engin bilgisi ile beni bir bilim insanı olarak yetiştirmeye çalışan, maddi manevi tüm desteği ile her konuda yanımda olup tüm aşamalarda benimle birlikte çalışan, hakkını asla ödeyemeyeceğim saygıdeğer danışman hocam Prof.Dr.
Gökhan ÇAYCI’a (Ankara Üniversitesi Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Anabilim Dalı) sonsuz teşekkürlerimi sunarım.
Farklı bilgileriyle ve eleştirileri ile bu çalışamaya önemli katkılarda bulunan, kendilerinden aydınlatıcı bilgiler edindiğim değerli hocalarım Prof.Dr. Mustafa GÜLER’e (Ankara Üniversitesi Tarla Bitkiler Anabilim Dalı), Prof.Dr. Sonay SÖZÜDOĞRU OK’a ve Prof.Dr. Abdullah BARAN’a (Ankara Üniversitesi Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Anabilim Dalı) sonsuz teşekkür ederim. Doktora çalışmalarımda bana her zaman yardım eden ve yanımda olan değerli arkadaşım Ziraat Yüksek Mühendisi Esin ÖZKAN’a sonsuz teşekkür ederim.
Doktora çalışmam boyunca maddi manevi tüm destekleri ile yanımda olan ve tüm hayatını bana göre programlayan, çalışmalarımda birçok fedakarlıklar göstererek bana yardımcı olan ve beni destekleyen değerli eşime en derin duygularımla teşekkür ederim.
Hossein TABYEHZAD Ankara, 14 Nisan 2015
v
İÇİNDEKİLER
TEZ ONAYI SAYFASI
ETİK ………...……….... i
ÖZET………...…... ii
ABSTRACT……….……….... iii
ÖNSÖZ VE TEŞEKKÜR………..……... iv
SİMGELER DİZİNİ………....…… x
ŞEKİLLER DİZİNİ………....….….. xi
ÇİZELGELER DİZİNİ………...…….. xiii
1. GİRİŞ………..……….…..…. 1
2. KAYNAK ÖZETLERİ………... 10
3. MATERYAL VE YÖNTEM……….... 57
3.1 Materyal………...……….... 57
3.1.1 Deneme yeri konumu ...………... 57
3.1.2 Deneme yerinin toprak özellikleri ………... 58
3.1.3 Deneme yerinin iklim özellikleri …… ………... 58
3.2 Yöntem... 61
3.2.1 Deneme konuları... 61
3.2.2 Denemede kullanılan bitkiler……… 63
3.2.3 Deneme toprağında yapılan analizler... 64
3.2.3.1 Tekstür... 65
3.2.3.2 Doygunluk... 65
3.2.3.3 Toprak reaksiyonu (pH)... 65
3.2.3.4 Elektriksel iletkenlik (EC)... 65
3.2.3.5 Tarla kapasitesi... 65
3.2.3.6 Solma noktası... 65
3.2.3.7 Havalanma kapasitesi ... 66
3.2.3.8 Hidrolik iletkenlik... 66
3.2.3.9 Hacim ağırlığı ... 66
3.2.3.10 Agregat stabilitesi... 66
3.2.3.11 Kuru Agregat büyüklük dağılımı ... 66
3.2.3.12 Agregat büyüklüğüne bağlı organik karbon miktarı ... 66
3.2.3.13 Kalsiyum Karbonat (CaCO3)... 67
3.2.3.14 Toplam Azot ... 67
3.2.3.15 C/N Oranı ... 67
3.2.3.16 Alınabilir Fosfor... 67
3.2.3.17 Alınabilir Potasyum... 67
3.2.3.18 Toprakta çözünebilir demir, bakır, çinko ve mangan... 67
3.2.4 Bitkisel parametreler... 68
3.2.5 İstatistik analizler... 68
4. ARAŞTIRMA BULGULARI ... 71
4.1 2009-2010 Yılı Buğday ve Mısır Denemesinin Değerlendirilmesi... 71
4.1.1 2009-2010 yılı buğday tane verimi ………... 71
4.1.2 2009-2010 yılı buğday biyomas verimi ………... 71
4.1.3 2009-2010 yılı mısır denemesinin değerlendirilmesi... 72
4.2 2010-2011 Yılı Buğday ve Mısır Denemesinin Değerlendirilmesi... 72
vi
4.2.1 2010-2011 yılı buğday tane verimi ... 72
4.2.2 2010-2011 yılı buğday biyomas verimi... 73
4.2.3 2010-2011 yılı mısır tane verimi ... 73
4.2.4 2010-2011 yılı mısır biyomas verimi... 74
4.3 2011-2012 yılı buğday ve mısır denemesinin değerlendirilmesi... 75
4.3.1 2011-2012 yılı buğday tane verimi... 75
4.3.2 2011-2012 yılı buğday biyomas erimi... 75
4.3.3 2011-2012 yılı mısır tane verimi... 4.3.4 2011-2012 yılı mısır biyomas verimi... 76 77 4.4 2012-2013 Yılı Buğday ve Mısır Denemesinin Değerlendirilmesi... 77
4.4.1 2012-2013 yılı buğday tane verimi... 4.4.2 2012-2013 yılı buğday biyomasverimi... 77 78 4.4.3 2012-2013 yılı mısır tane verimi... 80
4.4.4 2012-2013 yılı mısır biyomas verimi... 80
4.5 Birleştirilmiş Dört Yıllık Buğday ve Mısır Denemesinin Değerlendirmesi………. 81
4.5.1 Birleştirilmiş dört yıllık buğday denemesinin değerlendirmesi ... 81
4.5.2 Birleştirilmiş dört yıllık buğday tane veriminin değerlendirmesi... 81
4.5.3 Birleştirilmiş dört yıllık buğday biyomas veriminin değerlendirmesi.... 82
4.5.4 Yıllar etkisi... 83
4.5.5 Ana parsel etkisi ... 84
4.5.6 Ana parsel ile yıllar etkileşimi... 85
4.5.7 Alt parsel etkisi... 87
4.6 Birleştirilmiş Üç Yillik Misir Denemesinin Değerlendirilmesi... 88
4.6.1 Birleştirilmiş üç yıllık mısır denemesinin tane verimi değerlendirilmesi………. 88
4.6.2 Birleştirilmiş üç yıllık mısır denemesinin biyomas verimi değerlendirilmesi... 88
4.6.3 Yıllar etkisi ... 89
4.6.4 Ana parsel etkisi... 90
4.6.5 Ana parsel ve yıllar etkileşimi... 91
4.6.6 Alt parsel etkileri... 92
4.6.7 Alt parsel ve yıllar etkileşimi ... 92
4.6.8 Ana parsel ve alt parsel etkileşimi... 93
4.6.9 Ana parsel × alt parsel × yıllar etkileşimi... 94
4.7 Toprak Işleme Yöntemlerinin Toprak Fiziksel Özellikleri Üzerine Etkisi ………... 95
4.7.1 Kuru agregatların büyüklük dağılımı... 95
4.7.2 Ortalama ağırlıklı çap... 97
4.7.3 Toprak organik karbonu... 4.7.3.1 >8 ve <0,106 mm çapındaki agregatların organik karbonu (%)... 99 99 4.7.3.2 (8-4) mm çapındaki agregatların organik karbonu (%)... 100
4.7.3.3 (4-2) mm çapındaki agregatların organik karbonu (%)... 102
4.7.3.4 (2-1) mm çapındaki agregatların organik karbonu (%)... 104
4.7.3.5 (1-0,5) mm çapındaki agregatların organik karbonu (%)... 106
4.7.3.6 ( 0,5-0,25 ) mm çapındaki agregatların organik karbonu (%)... 108
4.7.3.7 ( 0,25--0,106 ) mm çapındaki agregatların organik karbonu (%)... 109
4.7.4 Hidrolik iletkenlik ... 110
vii
4.7.5 Suya dayanıklı agregat miktarı... 112
4.7.6 Toprak hacim ağırlığı ... 114
4.7.7 Toplam boşluklar miktarı ... 115
4.7.8 Havalanma (makro) boşluklar miktarı... 116
4.7.9 Mikro gözenek miktarı………... 117
4.7.10 Tarla kapasitesi miktarı……… 118
4.7.11 Solma noktası miktarrı... 119
4.8 Toprak Işleme Yöntemlerinin Toprak Kimyasal Özellikleri Üzerine Etkisi……… 120
4.8.1 0-15 cm toprak derinliğinde alınabilir fosfor miktarı……….… 120
4.8.2 15-30 cm toprak derinliğinde alınabilir fosfor miktarı………...… 121
4.8.3 0-15 cm toprak derinliğinde alınabilir potasyum miktarı …………..…. 122
4. 8.4 15-30 cm toprak derinliğinde alınabilir potasyum miktarı... 123
4.8.5 0-15 cm Toprak derinliğinde toplam azot miktarı………..… 123
4.8.6 15-30 cm toprak derinliğinde toplam azot miktarı ... 124
4.8.7 0-15 cm toprak derinliğinde organik karbon miktarı ... 124
4.8.8 15-30 cm toprak derinliğinde organik karbon miktarı ………. 125
4. 8.9 0-15 cm toprak derinliğinde C/N oranı……... 126
4.8.10 15-30 cm toprak derinliğinde C/N oranı ………... 127
4.8.11 0-15 cm toprak derinliğinde çinko miktarı... 128
4.8.12 15-30 cm toprak derinliğinde çinko miktarı... 129
4.8.13 0-15 cm toprak derinliğinde bakır miktarı………. 130
4.8.14 15-30 cm toprak derinliğinde bakır miktarı……… 131
4.8.15 0-15 cm toprak derinliğinde mangan miktarı……… 132
4.8.16 15-30 cm toprak derinliğinde mangan miktarı... 133
4.8.17 0-15 cm toprak derinliğinde demir miktarı ……….. 134
4.8.18 15-30 cm toprak derinliğinde demir miktarı…………... 135
5. TARTIŞMA………..……….. 137
6. SONUÇ VE ÖNERİLER……… 158
KAYNAKLAR………. 162
EKLER………. 186
EK 1 Farklı toprak işleme yöntemlerinin 2009 -2010 yılı buğday tane verimi üzerine etkilerine ilişkin varyans analiz sonuçları ... 189
EK 2 Farklı toprak işleme yöntemlerinin 2009 -2010 yılı buğday biyomas verimi üzerine etkilerine ilişkin varyans analiz sonuçları... . 190
EK 3 Farklı toprak işleme yöntemlerinin 2010 -2011 yılı buğday tane verimi üzerine etkilerine ilişkin varyans analiz sonuçları... 191
EK 4 Farklı toprak işleme yöntemlerinin 2010-2011 yılı buğday biyomas üzerine tkilerine ilişkin varyans analiz sonuçları... 192
EK 5 Farklı toprak işleme yöntemlerinin 2010-2011 yılı mısır tane verimi üzerine etkilerine ilişkin varyans sonuçları... 193
EK 6 Farklı toprak işleme yöntemlerinin 2010-2011 mısır biyomas üretimi üzerinetkilerine ilişkin varyans analiz sonuçları... 194
EK 7 Farklı toprak işleme yöntemlerinin 2011-2012 yılı buğday tane verimi üzerine etkilerine ilişkin varyans analiz sonuçları... 195
EK 8 Farklı toprak işleme yöntemlerinin 2011-2012 yılı buğday biyoması üzerinetkilerine ilişkin varyans analiz sonuçları... 196
viii
EK 9 Farklı toprak işleme yöntemlerinin 2011-2012 yılı mısır tane verimi üzerinetkilerine ilişkin varyans analiz sonuçları... 197 EK 10 Farklı toprak işleme yöntemlerinin 2011-2012 yılı mısır biyomas
üzerine etkilerine ilişkin varyans analiz sonuçları... 198 EK 11 Farklı toprak işleme yöntemlerinin 2012-2013 yılı buğday tane verimi
etkilerine ilişkin varyans analiz sonuçları... 199 EK 12 Farklı toprak işleme yöntemlerinin 2012-2013 yılı buğday biyomas
üzerine etkilerine ilişkin varyans analiz sonuçları... 200 EK 13 Farklı toprak işleme yöntemlerinin 2012-2013 yılı mısır tane verimi
üzerine etkilerine ilişkin varyans analiz sonuçları ... 201 EK 14 Farklı toprak işleme yöntemlerinin 2012-2013 yılı mısır biyomas
üzerine etkilerine ilişkin varyans analiz sonuçları... 202 EK 15 Farklı toprak işleme yöntemlerinin 1-0,5 mm çapındaki kuru agregat
yüzdesine ilişkin varyans analiz sonuçları ... 203 EK 16 Farklı toprak işleme >8 mm çapındaki agregatların %OK miktarı
üzerine ilişkin varyans analiz sonuçları... 204 EK 17 Farklı toprak işleme yöntemlerinin<0,106mm çapındaki agregatların
%OK miktarı üzerine ilişkin varyans analiz sonuçları………... 205 EK 18 Farklı toprak işleme yöntemlerinin8-4 mm çapındaki agregatların OK (%)miktarı üzerine ilişkin varyans analiz sonuçları... 206 EK 19 Farklı toprak işleme yöntemlerinin4-2 mm çapındaki agregatların OK (%)miktarı üzerine ilişkin varyans analiz sonuçları... 207 EK 20 Farklı toprak işleme yöntemlerinin2-1 mm çapındaki agregatların OK (%)miktarı üzerine ilişkin varyans analiz sonuçları... 208 EK 21 Farklı toprak işleme yöntemlerinin 1-0,5 mm çapındaki agregatların
OK (%) miktarı üzerine ilişkin varyans analiz sonuçları... 209 EK 22 Farklı toprak işleme yöntemlerinin 0,5-0,25 mm çapındaki agregatların
OK (%) miktarı üzerine ilişkin varyans analiz sonuçları... 210 EK 23 Farklı toprak işleme yöntemlerinin 0,25-0,106 mm çapındaki
agregatların OK (%) miktarı üzerine ilişkin varyans analiz sonuçları... 211 EK 24 Farklı Toprak işleme yöntemlerinin toprak hidrolik iletkenliğine ilişkin
varyans analiz sonuçları... 212 EK 25 Farklı Toprak işleme yöntemlerinin toprak ortalama ağırlıklı çapına
ilişkin varyans analiz sonuçları... 213 EK 26 Farklı Toprak işleme yöntemlerinin toprağın suya dayanıklı agregat
miktarına etkilerine ilişkin varyans analiz sonuçları... 214 EK 27 Farklı Toprak işleme yöntemlerinin toprak hacim ağırlığına ilişkin
ilişkin varyans analiz sonuçları... 215 EK 28 Farklı Toprak işleme yöntemlerinin Toplam boşluklar yüzde
miktarlarına ilişkin varyans analiz sonuçları... 216 EK 29 Toprak işleme yöntemlerinin havalnma yüzde miktarlarına ilişkin
varyans analiz sonuçları... 217 EK 30 Toprak işleme yöntemlerinin mikro gözenek yüzde miktarlarına ilişkin
varyans analiz sonuçları... 218 EK 31 Toprak işleme yöntemlerinin tarla kapasitesi yüzde miktarlarına ilişkin
varyans analiz sonuçları... 219 EK 32 Toprak işleme yöntemlerinin solma noktası yüzde miktarlarına ilişkin
varyans analiz sonuçları... 220
ix
EK 33 Toprak işleme yöntemlerinin 0-15 cm derinliğinde toprak fosfor
miktarlarına ilişkin varyans analiz sonuçları... 221 EK 34 Toprak işleme yöntemlerinin 0-15 cm derinliğinde toprak fosfor
miktarlarına ilişkin varyans analiz sonuçları...
EK 35 Toprak işleme yöntemlerinin 0-15 cm derinliğinde toprak potasyum miktarlarına ilişkin varyans analiz sonuçları...
222 223 EK 36 Toprak işleme yöntemlerinin 15-30 cm derinliğinde toprak potasyom
miktarlarına ilişkin varyans analiz sonuçları... 224 EK 37 Toprak işleme yöntemlerinin 0-15 cm derinliğinde azot miktarlarına
ilişkin varyans analiz sonuçları... 225 EK 38 Toprak işleme yöntemlerinin 15-30 cm derinliğinde azot miktarlarına
ilişkin varyans analiz sonuçları... 226 EK 39 Toprak işleme yöntemlerinin 2> mm % OK miktarlarına ilişkin0-15cm
derinliğinde varyans analiz sonuçları... 227 EK 40 Toprak işleme yöntemlerinin 2> mm % OK miktarlarına ilişkin 15-30
cm derinliğinde varyans analiz sonuçları... 228 EK 41 Toprak işleme yöntemlerinin 0-15cm derinlikte C/N miktarlarına ilişkin
varyans analiz sonuçları... 229 EK 42 Toprak işleme yöntemlerinin 15-30 cm derinlikte C/N miktarlarına
ilişkin varyans analiz sonuçları... 230 EK 43 Toprak işleme yöntemlerinin 0-15 cm derinliğinde toprak çinko
miktarlarına ilişkin varyans analiz sonuçları... 231 EK 44 Toprak işleme yöntemlerinin 15-30 cm deriliğinde toprak çinko
miktarlarına ilişkin varyans analiz sonuçları... 231 EK 45 Toprak işleme yöntemlerinin 0-15 cm derinliğinde toprak bakır
miktarlarına ilişkin varyans analiz sonuçları... 233 EK 46 Toprak işleme yöntemlerinin 15-30 cm derinliğinde toprak bakır
miktarlarına ilişkin varyans analiz sonuçları... 234 EK 47 Toprak işleme yöntemlerinin 0-15 cm derinliğinde toprak mangan
miktarlarına ilişkin varyans analiz sonuçları... 235 EK 48 Toprak işleme yöntemlerinin 15-30 cm derinliğinde toprak mangan
miktarlarına ilişkin varyans analiz sonuçları... 236 EK 49 Toprak işleme yöntemlerinin 0-15 cm derinliğinde toprak demir
miktarlarına ilişkin varyans analiz sonuçları... 237 EK 50 Toprak işleme yöntemlerinin 15-30 cm derinliğinde toprak demir
miktarlarına ilişkin varyans analiz sonuçları... 238 ÖZGEÇMİŞ... 239
x
SİMGELER DİZİNİ
Zn Çinko
Fe Demir
Cu Bakır
Mn Mangan
Kısaltmalar
TK Tarla Kapasitesi (%)
SN Solma Noktası (%)
Hİ Hidrolik İletkenlik (cm/saat)
OK Organik Karbon (%)
OAÇ Ortalama Ağırlıklı Çap (mm) SDA Suya Dayanıklı Agregat (%) HA Hacim Ağırlığı (gr/cm3) TOC Toprak Organik Karbonu CP Sıfır Toprak İşleme MP Azaltılmış Toprak İşleme NT Toprak İşleme Olmaksızın CT Geleneksel Toprak İşleme
xi
ŞEKİLLER DİZİNİ
Şekil 1.1 Toprak fonksiyonları ve indikatörleri kullanımı, toprak kalitesi, toprak
konseptinin grafiksel gösterimi... 8
Şekil 3.1 Iran’ın ve Batı Azerbaycan’ın uzaydan genel görünümü... 57
Şekil 3.2 Deneme yerinin uzaydan alınmış konumu ve görünümü………. 57
Şekil 3.3 Araştırmaya ait deneme planı ………... 63
Şekil 3.4 Buğday denemesinin ilk uygulamayılı (2009 – 2010)…….……… 68
Şekil 3.5 Deneme alanında alt toprak işleme pratiklerinden bir görünüm... 69
Şekil 3.6 Mısır denemesinden görünüm (2010-2011)... 69
Şekil 3.7 Buğday denemesinin hasada yakın zamanından görünüm (2011-2012).. 69
Şekil 3.8 Buğday denemesinin hasat ve biyomas tartımı (2012-2013)... 70
Şekil 3.9 Buğday ve mısır denemesinin hasat ve biyomas tartımı (2012-2013).. 70
Şekil 4.1 Biyomas ile buğday tane verimlerinin yıllara göre kıyaslanması... 84
Şekil 4.2 Biyomas ile buğday tane veriminin ana faktöre göre kıyaslanması... 85
Şekil 4.3 Biyomas ile buğday tane veriminin ana faktöre ve denemenin uygulandığı yıllara göre kıyaslanması... 86
Şekil 4.4 Biyomas ile mısır tane veriminin uygulandığı yıllara göre kıyaslanması.. 90
Şekil 4.5 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin mısır biyomas ile tane verimi üzerine etkileri ... 91
Şekil 4.6 Biyomas ile mısır tane veriminin alt parsele ve denemenin uygulandığı yıllara göre kıyaslanması………... 93
Şekil 4.7 Mısır tane veriminin ana parsel×alt parsel ve denemenin uygulandığı göre kıyaslanması... 94
Şekil 4.8 Toprak işleme yöntemlerinin kuru agregat miktarı üzerine etkisi……… 96
Şekil 4.9 Toprak işleme yöntemlerinin 1- 0,5 mm çapındaki ana parsellerde kuru agregat miktarına etkileri... 97
Şekil 4.10 Toprak işleme yöntemlerinin ana parsellerde ortalama ağırlıklı çapa etkisi (mm)... 98
Şekil 4.11 Ana ve alt toprak işleme yöntemleri arasındaki etkileşimin ortalama ağırlıklı çapa etkisi (mm)... 99
Şekil 4.12 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 8-4 mm çapındaki kuru agregatların organik karbon düzeylerine etkileri ( %)... 101
Şekil 4.13 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin birlikte 8-4 mm çapında kuru agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri ( %) ... 102
Şekil 4.14 Ana ve alt toprak işleme yöntemlerinin 4-2 mm çapında kuru agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri ( %)... 103
Şekil4.15 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin etkileşimlerinin4-2 mm çapında kuru agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri ( %)... 104
Şekil4.16 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 2-1 mm çapında kuru agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri ( %)... 105
Şekil4.17 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemleri etkileşiminin 2-1 mm çapında kuru agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri ( %)... 106
Şekil 4.18 Alt toprak işleme yöntemlerinin 1-0,5 mm çapında kuru agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri ( %)... 107
Şekil 4.19 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 1-0,5 mm çapında kuru agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri ( %)... 108
xii
Şekil 4.20 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 0,5-0,25 mm çapında
kuru agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri ( %)... 109 Şekil 4.21 Ana ve alt toprak işleme yöntemlerinin ayrı ayrı 0,25-0,106 mm
çapında kuru agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri ( %)... 110 Şekil 4.22 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin toprak hidrolik
iletkenliğine etkileri (cm/saat)... 112 Şekil 4.23 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin etkileşiminin toprak
hidrolik iletkenliğine etkileri (cm/saat)... 112 Şekil 4.24 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin toprağın suya dayanıklı agregat
miktarına etkileri (% SDA)... 113 Şekil 4.25 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin toprağın hacim ağırlığına etkisi
(gr/cm3)………. 114
Şekil 4.26 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin toprağın toplam boşluk
miktarına etkisi (%)... 115 Şekil 4.27 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin toprağın havalama boşluğuna
etkisi (%)………...… 116
Şekil 4.28 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin toprağın mikro gözenek
miktarına etkisi (% )... 117 Şekil 4.29 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin tarla kapasitesine etkileri (% )... 118 Şekil 4.30 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin solma noktasına etkileri(%)….. 119 Şekil 4.31 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin toprağın 0-15 cm
derinliğinde alınabilir fosfor miktarlarına etkisi (mg/kg) ... 120 Şekil 4.32 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin toprağın 15-30 cm derinliğinde
alınabilir fosfor miktarına etkisi ( mg/kg)………... 121 Şekil 4.33Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin toprağın 0-15 cm derinliğinde
alınabilir potasyum düzeyine etkisi ( mg/kg)... 122 Şekil 4.34 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin toprağın 0-15 cm derinliğinde
organik karbon düzeyine etkisi (% )………. 125 Şekil 4.35Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin toprağın 15-30 cm derinliğinde
organik karbon düzeyine etkisi (% )……….. 126 Şekil 4.36 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin toprağın 15-30 cm derinliginde
C/N oranına etkisi... 127 Şekil 4.37 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 0-15 cm toprak
derinliğinde çinko miktarlarına etkisi (mg/kg)... 128 Şekil 4.38 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin toprağın 15-30 cm derinliğinde
çinko miktarlarına etkisi (mg/kg)... 129 Şekil4.39 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 0-15cm toprak
derinliğinde bakır miktarlarına etkisi (mg/kg)... 130 Şekil 4.40 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 0-15 cm toprak derinliginde
bakır miktarlarına etkisi (mg/kg)... 131 Şekil 4.41 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 15-30 cm toprak
derinliğinde mangan miktarlarına etkisi (mg/kg)………... 132 Şekil 4.42 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 15-30 cm toprak
derinliğinde mangan miktarlarına etkisi (mg/kg)... 133 Şekil 4.43 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 0-15 cm toprak
derinliğinde toprak demir miktarlarına etkisi (mg/kg)... 134 Şekil 4.44 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 15-30 cm toprak
derinliğinde demir miktarlarına etkisi (mg/kg)………. 135
xiii
ÇİZELGELER DİZİNİ
Çizelge 3.1 Buğday deneme alanının bazı toprak özellikleri ... 58 Çizelge 3.2 Mısır deneme alanının bazı toprak özellikleri ... 58 Çizelge 3.3 Deneme alanındaki son on yıllık ortalama aylık ve yıllık toplam yağış
miktarı (mm) ... 59 Çizelge 3.4 Deneme alanındaki son on yıllık ortalama aylık ve yıllık maksimum
sıcaklıkları (°C) ... 59 Çizelge 3.5 Deneme alanındaki son on yıllık ortalama aylık ve yıllık minimum
sıcaklıkları (°C) ... 59 Çizelge 3.6 Deneme alanındaki son on yıllık aylık ve yıllık toplam donlu günler
(Gün) ... 59 Çizelge 3.7 Deneme alanındaki son on yıllık aylık ve yıllık toplam evaporasyon
miktarları (mm) ... 59 Çizelge 3.8 Deneme yerinin uygulama yıllarında aylık ve yıllık toplam yağış miktarı
(mm) ... 60 Çizelge 3.9 Deneme yerinin uygulama yıllarında ortalama aylık ve yıllık
maksimum sıcaklıkları (°C) ... 60 Çizelge 3.10 Deneme yerinin uygulama yıllarında ortalama aylık ve yıllık
minimum sıcaklıkları (°C) ... 60 Çizelge 3.11 Deneme yerinin uygulama yıllarında aylık ve yıllık toplam donlu günleri (Gün) ... 60 Çizelge 3.12 Deneme yerinin uygulama yıllarında aylık ve yıllık toplam
evaporasyon miktarları (mm) ... 61 Çizelge 4.1 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin buğday tane ve biyomas
verimine etkileri (2009 – 2010) ... 71 Çizelge 4.2 Ana ve alt parsel toprak işlemenin 2010-2011 buğday tane verimine
etkisi (kg/ha) ... 72 Çizelge 4.3 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin buğday tane ve biyomas
verimine etkileri (kg/ha) ... 73 Çizelge 4.4 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin mısır tane verimi ve biyomas
miktarına etkileri (kg/ha) ... 74 Çizelge 4.5 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin mısır tane verimine
etkileri (kg/ha) ... 74 Çizelge 4.6 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 2011-2012 yılı buğday
tane verimi miktarına etkisi (kg/ha) ... 75 Çizelge 4.7 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 2011-2012 yılı buğday
biyomas miktarına etkisi (kg/ha) ... 76 Çizelge 4.8 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 2011-2012 mısır tane
verimine etkisi (kg/ha) ... 76 Çizelge 4.9 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 2011-2012 mısır
biyomas verimine etkisi (kg/ha) ... 77 Çizelge 4.10 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 2012-2013 buğday
tane verimine etkisi (kg/ha) ... 78 Çizelge 4.11 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin 2012-2013 buğday biyomas
üretimine etkileri (kg/ha) ... 79 Çizelge 4.12 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 2012-2013 buğday biyomas
üretimine etkileri (kg/ha) ... 79
xiv
Çizelge 4.13 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin buğday biyomas
verimine etkileri (kg/ha) ... 79 Çizelge 4.14 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 2012-2013 mısır
tane verimine etkileri (kg/ha) ... 80 Çizelge 4.15 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 2012-2013 mısır
biyomas verimine etkileri (kg/ha) ... 81 Çizelge 4.16 Toprak işleme yöntemlerinin birleştirilmiş dört yıllık buğday tane
verimine ilişkin anova cetveli ... 82 Çizelge 4.17 Toprak işleme yöntemlerinin birleştirilmiş dört yıllık buğday biyomas
verimi üzerine ilişkin anova cetveli ... 83 Çizelge 4. 18 Toprak işleme yöntemlerinin buğday biyomas ve tane verimi
üzerine yıllara göre etkileri (kg/ha) ... 84 Çizelge 4.19 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin buğday biyomas ve tane
verimine etkileri (kg/ha) ... 85 Çizelge 4.20 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin buğday biyoması ve tane
verimine denemenin uygulandığı yıllara göre etkileri (kg/ha) ... 87 Çizelge 4.21 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin buğday tane verimi ve
biyomas miktarına etkileri (kg/ha) ... 87 Çizelge 4.22 Toprak işleme yöntemlerinin birleştirilmiş üç yıllık mısır tane
verimi üzerine ilişkin anova cetveli ... 88 Çizelge 4.23 Toprak işleme yöntemlerinin birleştirilmiş üç yıllık mısır biyomas
verimi üzerine ilişkin anova cetveli ... 89 Çizelge 4.24 Toprak işleme yöntemlerinin mısır biyomas ile tane verimi üzerine
yıllara göre etkileri (kg/ha) ... 90 Çizelge 4.25 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin mısır biyomas ile tane
verimi üzerine etkileri (kg/ha) ... 91 Çizelge 4.26 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin mısır biyomas ve tane
verimine etkisi (kg/ha) ... 92 Çizelge 4.27 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin mısır biyoması ile tane
verimine uygulama yıllarında etkileri (kg/ha) ... 93 Çizelge 4.28 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin mısır tane verimi
üzerine uygulama yıllarına göre etkileri ... 95 Çizelge 4.29 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 1-0,5 mm çapındaki kuru agregatların % miktarı üzerine etkisi ... 96 Çizelge 4.30 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin toprak ortalama ağırlıklı
çapına etkileri (mm) ... 97 Çizelge 4.31 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin toprak ortalama ağırlıklı
çapına etkileri (mm) ... 98 Çizelge 4.32 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin birkikte toprak
ortalama ağırlıklı çapına etkileri (mm) ... 98 Çizelge 4. 33 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin > 8mm çapındaki
agregatların % OK miktarı üzerine etkisi ... 100 Çizelge 4.34 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin <0,106mm çapındaki
agregatların OK (%) miktarı üzerine etkisi ... 100 Çizelge 4.35 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin 8-4 mm çapında kuru
agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri ( %) ... 100 Çizelge 4.36 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 8-4 mm çapında kuru
agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri (%) ... 101
xv
Çizelge 4.37 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin birlikte 8-4 mm
çapında kuru agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri (%) ... 101 Çizelge 4.38 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin 4-2 mm çapında kuru
agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri (%) ... 102 Çizelge 4.39 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 4-2 mm çapında kuru
agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri (%) ... 103 Çizelge 4.40 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 4-2 mm çapında kuru
agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri (%) ... 103 Çizelge 4.41 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin 2-1 mm çapında kuru
agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri (%) ... 104 Çizelge 4.42 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 2-1 mm çapında kuru
agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri (%) ... 105 Çizelge 4.43 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin birlikte 2-1 mm
çapında kuru agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri (%) ... 105 Çizelge 4.44 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin 1- 0,5 mm çapında kuru
agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri (%) ... 106 Çizelge 4.45 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin 1- 0,5 mm çapında kuru
agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri (%) ... 107 Çizelge 4.46 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 1- 0,5 mm çapında
kuru agregatlarda organik karbon düzeylerine etkileri (%) ... 107 Çizelge 4.47 Toprak işleme yöntemlerinin 0,5- 0,25mm çapındaki agregatların
% OK miktarı üzerine etkisi ... 108 Çizelge 4.48 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 0,25-0,106 mm
çapındaki agregatların % OK miktarı üzerine etkisi ... 109 Çizelge 4.49 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin toprak hidrolik iletkenliğine
etkileri (cm/saat) ... 111 Çizelge 4.50 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin toprak hidrolik iletkenliğine
etkileri (cm/saat) ... 111 Çizelge 4.51 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin toprak hidrolik
iletkenliğine etkileri (cm/saat) ... 111 Çizelge 4.52 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin toprağın suya dayanıklı
agregat miktarına etkileri (%) ... 113 Çizelge 4.53 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin toprak hacim ağırlığı etkileri
(gr cm-3) ... 114 Çizelge 4.54 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin toplam boşluklar miktarlarına
etkileri (%). ... 115 Çizelge 4.55 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin toprak havalanma boşluğuna
etkileri (%). ... 116 Çizelge 4.56 Alt parsel toprak işleme yöntemlerinin toprağın mikro gözenek
miktarına etkileri (%) ... 117 Çizelge 4.57 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin toprağın tarla kapasitesi (%)
miktarlarına etkileri ... 118 Çizelge 4.58 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin toprağın solma noktası (%)
miktarlarına etkileri ... 119 Çizelge 4.59 Ana parsel toprak işleme yöntemlerinin toprağın 0-15 cm derinliğinde
alınabilir fosfor miktarına etkileri ... 120 Çizelge 4.60 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 15-30 cm toprak
derinliğinde alınabilir fosfor miktarına etkileri (mg/kg) ... 121
xvi
Çizelge 4.61 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 0-15 cm toprak
derinliğinde alınabilir potasyum miktarlarına etkileri (mg/kg) ... 122 Çizelge 4.62 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 15-30 cm toprak
derinliğinde alınabilir potasyum miktarına etkileri(mg/kg) ... 123 Çizelge 4.63 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 0-15 cm toprak
derinliğinde toplam azot miktarına etkileri (%) ... 123 Çizelge 4.64 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin toprağın 15-30 cm
toprak derinliğinde toplam azot miktarına etkileri (%) ... 124 Çizelge 4.65 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 0-15 cm toprak
derinliğinde 2< mm organik karbon miktarlarına etkileri (%) ... 125 Çizelge 4.66 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 15-30 cm toprak
derinliğinde 2< mm organik karbon miktarlarına etkisi (%) ... 126 Çizelge 4.67 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 0-15cm toprak
derinliğinde C/N oranı üzerine etkisi ... 127 Çizelge 4.68 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 15-30 cm toprak
derinliğinde C/N oranı üzerine etkisi ... 128 Çizelge 4.69 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 0-15 cm toprak
derinliğinde çinko miktarları üzerine etkisi (mg/kg) ... 128 Çizelge 4.70 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 15-30 cm derinliğinde
toprak çinko miktarları üzerine etkisi (mg/kg) ... 129 Çizelge 4.71 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 0-15 cm toprak
derinliğinde bakır miktarları üzerine etkisi (mg/kg) ... 131 Çizelge 4.72 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 15-30 cm toprak
derinliğinde bakır miktarları üzerine etkisi (mg/kg). ... 132 Çizelge 4.73 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 0-15 cm toprak
derinliğinde mangan miktarları üzerine etkisi (mg/kg) ... 133 Çizelge 4.74 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 15-30 cm toprak
derinliğinde mangan miktarları üzerine etkisi (mg/kg) ... 134 Çizelge 4.75 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 0-15 cm toprak
derinliğinde demir miktarları üzerine etkisi (mg/kg) ... 135 Çizelge 4.76 Ana ve alt parsel toprak işleme yöntemlerinin 15-30 cm toprak
derinliğinde demir miktarları üzerine etkisi (mg/kg). ... 136 Çizelge 5.1 Toprak tekstürüne bağlı olarak hacim ağırlığının bitki köklerinin
gelişmesini sınırlandıran değerleri ... 149
1 1. GİRİŞ
İnsan nüfusunun gelecek yüzyılda iki katına çıkacağı, toprak ve diğer doğal kaynakların azalmasının hızlanacağı düşünülmektedir. Bu nedenle toprakların korunması ve kalitesinin arttırılması için gerekli önlemlerin alınması gerekmektedir (Doran ve Zeiss 2000). Günümüzde nüfusun hızla artması, hava, su ve toprak kirlenmesi, erozyon, değerli tarım ve orman alanlarının amaç dışı kullanımı, doğal kaynakların aşırı tahribi, kentleşme vb. sorunlar insanoğlunu yalnız toprağa değil, tüm doğaya bakış açısını değiştirmeye zorlamıştır.
İnsanoğlunun geleceği için doğal bir kaynak olan toprağın mutlaka sürdürülebilir bir şekilde yönetilmesi gerekmektedir. Toprak kaynaklarının sürdürülebilir olması ya da uzun süreli olarak korunması öncelikli bir zorunluluktur. Toprağın sürdürülebilir kullanımı, küresel bir konu olan ve çeşitli bilimsel topluluklar, politika yapıcılar ve tarımsal kuruluşların da özel olarak önem gösterdiği “sürdürülebilir tarım” kavramı kapsamında değerlendirilmektedir. Sürdürülebilir tarımda toprak organik maddesi önemli ögelerden birisidir. Bu nedenle toprakların organik madde içeriğini korumak ve artırmak gerekir. Toprak organik maddesinin korumalı tarım ve sıfır toprak işleme sistemlerinde arttığına dair birçok çalışma bulunmaktadır (Pretty 2002, Blanco-Canqui vd. 2004, Cavalieri vd. 2009, So vd. 2009, Vogeler vd. 2009). Diğer taraftan Diaz- Zorita vd. (2004), farklı toprak işleme sistemlerinde kısa sürede organik madde içeriğinde değişiklik olmadığını bildirmişlerdir.
Uluslararası Tarım Araştırmaları Danışma Grubundaki Teknik Danışma Komitesi'ne göre sürdürülebilir tarım değişen insan gereksinimlerini doğal kaynakları ve çevre kalitesini koruyarak ya da arttırarak kaynakların uygun bir biçimde yönetilmesini gerektirmektedir (Lal ve Pierce 1991).
Toprak işleme sistemlerinin besin elementlerinin alımı üzerine etkili olduğu (Lavado vd. 1999), diğer taraftan toprakların C, N ve P içeriklerine ve toprak verimliliğine toprak işlemesiz ve toprak işlemenin azaltıldığı toprak işleme yöntemlerinin
2
geleneksel toprak işleme sistemine göre daha üstün olduğu değişik araştırıcılarca belirtilmiştir (Endale vd. 2002, Agbede 2008, Vogeler vd. 2009).
Son yıllarda toprak ve arazi kullanımı sorunu tüm dünyayı ilgilendiren boyutlara ulaşmıştır. Bu durum nüfus artışı kadar toprağı değerlendirme ve yönetme bakış açısına da bağlıdır. Meydana gelen açlık, taşkınlar ve sel felaketleri, toprak kaymaları gibi sorunların temelinde yanlış arazi kullanımı ve toprak yönetimi yatmaktadır. Yanlış arazi kullanımı yüzünden topraklara bağlanmış organik karbon atmosfere katılmakta ve böylece günümüzün en büyük sorunlarından birisi olan iklim değişikliğine etki eden sera gazlarının (CO2, CH4, N2O vd.) artışına sebep olmaktadır. Bu nedenle CO2 ‘in canlı bir vejetasyon yoluyla tutulması ve ürün artıkların organik karbon biçiminde topraklara ilavesi sera gazları emisyonunun azaltılması bakımından da önemlidir.
Toprakta karbon tutumunun sürüm teknikleri, toprak işleme sistemleri ile toprakta kalan ürün artıklarının kalite ve miktarı ile doğrudan ilişkili olduğu pek çok araştırıcı tarafından beyan edilmiştir (Rasmussen 1988, Rasmussen ve Colinz 1991, Wander vd.
1998).
Toprağın sürülmesi ve havalanmasına bağlı olarak agregatlara bağlı organik karbon mikrobiyel ataklara daha fazla maruz kalmakta, organik karbonun karbondioksite yükseltgenmesi hızlanmaktadır. Yanlış arazi kullanımı yüzünden topraklara bağlanmış organik karbon atmosfere katılmakta ve sera gazlarının artışına katkıda bulunmaktadır Lal (2003,2004). Sürülmemiş toprakta düşük CO2 salımı belirlenirken, sürülmüş toprakta belirlenen düşük düzeyde mikrobiyal biyokütle karbonunun, yüksek CO2
emisyonundan kaynaklandığını buna bağlı olarak da bitki kalıntılarındaki karbonun mikrobiyal biyokütle karbonuna dönüşümünün çok az olduğu rapor edilmiştir.
FAO kaynaklarına göre, toprak işlemesiz yöntemle kaybolan karbondioksit miktarı 1.84 t/ha iken kulaklı pulluk ile yapılan toprak işlemede bu rakam 9.13 t/ha değerine yükselmektedir. Diskaro ve çizel uygulamaları ise sırayla 3.88 ve 3.65 t/ha salınım değerleri ile birbirlerine yakın rakamlar sergilemektedirler (Anonymous 2002).
3
Atmosferdeki karbondioksit konsantrasyonları 1750 yılından beri yaklaşık %30 oranında artmıştır. Atmosferik CO2’din bu denli artışına insan kaynaklı salınımlar neden olmuştur ve bu artışın yaklaşık %75’i fosil kökenli yakıtların kullanılmasından kaynaklanmıştır (Kanber vd. 2008). Dünyada meydana gelen iklim değişikliği neticesinde; başta hava sıcaklığındaki artışa bağlı olarak deniz seviyesinin yükselmesi, iklim kuşaklarının yer değiştirmesi ve taşkınlar ile sellerin sık sık oluşu, kuraklık, erozyon, çölleşme, tarım zararları ve doğal dengenin bozulması, bu nedenlerle kurak bölgelerdeki çiftçilerin daha çok sulama yapacağı ve daha fazla tarım ilaçları kullanacağı, artan su ihtiyacının karşılanmadığı durumda ise verim azalmasının muhtemel olacağı tahmin edilmektedir (Korkmaz 2007).
Kurak ve yarı-kurak bölge topraklarında suyun biriktirilmesi ve muhafazası önem taşımaktadır. Ayrıca bu bölgelerde hava sıcaklığının yüksekliğinden dolayı organik madde içeriği düşüktür ve bu maddenin toprakta tutunumu çok zordur (Laegried vd.
1999). Kurak ve yarı-kurak bölge topraklarında yağışların şiddetli ve zamansız olmasından dolayı özellikle toprağın kuru olduğu koşullarda erozyon ve toprak kaybı fazladır ve toprakların agregat stabilitesi düşüktür. Diğer taraftan aşırı toprak işleme, toprağın tav dışı işlenmesi gibi yanlış işlemler de toprak özelliklerini ve kalitesini düşürmektedir. Yüksek bir verim elde etmek ve toprak kalitesini arttırmak için gübreleme, ürün rotasyonu gibi doğru toprak yönetim uygulamaları yanında uygun toprak işleme yöntemlerinin de uygulanması gerekmektedir. Toprakların kalitesini korumak, toprak bozunumunu önlemek ve dolayısıyla sağlıklı ürünler yetiştirmek suretiyle gelecek kuşaklara bu değerli emanetin taşınması gereklidir.
Özellikle yüzey toprağının organik madde kapsamının yeterli düzeyde bulunması toprağın fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerini iyileştireceğinden toprak kalitesini de artırmaktadır (Sojka ve Upchurch 1999). Diğer taraftan geleneksel sürüm uygulamalarında hasat sonrası kalan anız genelde yakılmaktadır. Bunun sonucunda toprak organik maddesi ve bazı toprak özelliklerinde arzu edilmeyen değişiklikler ortaya çıkabilmektedir. Kara ve Bolat (2008), toprağın biyokimyasal özellikleri ve besin maddeleri dinamiği üzerinde son derece önemli olan ve toprak organik maddesinin
4
yaşayan bileşeni olan mikrobiyal biyokütlenin, ekosistemde meydana gelen değişimlere oldukça duyarlı olduğunu belirtmektedirler.
Bir enerji harcayarak toprağı oluşturan yapı elemanlarının, bitkilerin istekleri doğrultusunda mekanik olarak yatay ve düşey yönde yer değiştirmesini sağlayarak homojen bir şekilde karıştırılmalarını sağlama işlemi toprak işleme olarak tanımlanır.
Boone (1988) toprak işlemeyi bitkisel üretim için toprağın fiziksel özelliğinin ıslahı için gerekli işlemlerin yapılması olarak tanımlamıştır.
Toprak işleme pratikleri makul ve bilinçli kullanıldığında güçlü bir araç olarak toprağın bazı sınırlayıcı özelliklerini iyileştirmekte ve verimde artışa sebep olmaktadır (Lal 1991). Toprak işleme yöntemlerinin etkinliği, kısa dönemde toprak verimliliğine uzun vadede ise toprak kalitesi üzerine etkili olmaktadır.
Toprak kalitesinin muhafazası ve sürdürülebilirliği için toprakların fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinin öncelikle korunması ve sonrasında düzeltilmesi gerekmektedir.
İyi verim elde etmek için toprakların doğasının bilinmesinin yanı sıra tarımsal girdilerin doğru biçimde kullanılması gerekmektedir. Toprak işlemenin uygun zaman ve nem içeriğinde uygun tarım alet ve ekipmanları kullanılarak, uygun işleme derinliğinde yapılması beklenen katkıların görülebilmesi için önemlidir.
Tarımsal yönetimin yetersiz olduğu, toprağın yoğun ve sürekli işlendiği bölgelerde toprak hazırlanmasından kaynaklanan toprak bozulması örneklerine yaygın şekilde tanık olunmaktadır. Derpsch ve Moriya (2007), toprak bozulmasına sebep olan yoğun toprak işlemeye dayanan tarımsal sistemlerin, malç ve bitki kalıntılarının sürekli toprak örtüsü olarak kaldığı sürdürülebilir üretim sistemleri ile değiştirilmesi gerekliliğini vurgulamışlardır.
Bhattacharya vd. (2006), toprak işleme yöntemlerinin başta toprak fiziksel özellikleri ve organik madde kapsamı olmak üzere pek çok toprak karakteristiğinde ve toprak verimliliğinde değişmelere yol açtığını belirtirken, Melero vd. ( 2011), toprak işleme yöntemlerinin toprak fiziksel özellikleri üzerine olan etkilerinin kesin olmadığını ve
5
değişkenlik gösterdiğini bildirmektedirler. Nitekim farklı toprak işleme pratikleri enerji maliyetleri bakımından da dikkate değer farklıklar sergilemektedirler. Koruyucu toprak işleme yöntemlerinin üretim maliyetlerinin daha düşük olduğu rapor edilmiştir (Godwin 1990).
Toprak işleme yöntemlerine bağlı olarak organik karbon miktarının, toprak işlemenin az olduğu yöntemlerde üst toprak yüzeyinde daha fazla biriktiği, derinlik arttıkça işleme yöntemlerinin karbon miktarına dikkate değer bir etki yapmadıkları görülmektedir.
FAO kaynaklarına göre üst toprakta en fazla karbon birikimi sırasıyla doğrudan ekim, minimum ve geleneksel toprak işleme yöntemlerinde görülmektedir (Anonymous 2002).
Toprak işleme sistemleri temelde geleneksel toprak işleme ve koruyucu toprak işleme olarak iki kategoride değerlendirilir. Koruyucu toprak işleme ABD Toprak Muhafaza Teknolojileri Merkezi (Conservation Technology Information Center, CTİC) tarafından;
herhangi bir toprak işleme ve ekim sisteminin toprak yüzeyinde ekimden sonra % 30 ve daha fazla bitki artığı bıraktığı sistem olarak tanınmaktadır (Anonymous 1999). Bu sistem öncelikle toprak erozyonunu azaltmak amacıyla geliştirilmiştir.
Koruyucu toprak işleme; azaltılmış toprak işleme, toprak işlemesiz ekim veya sıfır toprak işleme, malçlı (mulch-tillage), sırt (ridge-tillage) ve bölgesel (zone-tillage) toprak işleme yöntemlerini kapsamaktadır. Sıfır toprak işleme genel olarak en iyi performansı kurak ve yarı-kurak bölgelerde drenaj problemi olmayan topraklarda göstermektedir. Nemli ve yarı-nemli bölgelerde kötü drenajlı topraklarda ise başarısız bir toprak işleme yöntemi olarak karşımıza çıkmaktadır (Lampurlanes vd. 2001).
Korumalı toprak işleme uzun vadede toprak bozulmasının azaltılmasını ve toprak kalitesinin iyileştirilmesini vaat ediyor olsa da ilk uygulama yıllarında verim azalmaları da söz konusu olmaktadır. Bu sistem içinde yer alan sıfır toprak işlemede yabancı ot kontrolü için ot öldürücü kimyasallar daha fazla kullanılmaktadır. Bunun neticesinde toprak ve su kirlenmesi problemleri uygulama alanlarında görülebilmektedir.
6
Geleneksel toprak işleme ise ürün artıklarının % 85’nin gömüldüğü, toprak yüzeyinde
% 15’den daha az ürün artıklarının kaldığı bir yöntemdir. Bu tip toprak işlemede birinci sınıf toprak işleme aletlerinden kulaklı pullukla toprağın devrilmesi ve yoğun bir toprak işleme söz konusudur. Bu yöntemde bitki kalıntılarının çabuk ve hızlı ayrışması, yöntemin toprak erozyonu ve toprak bozulumuna daha müsait olması ve topraktan uzaklaşan dikkate değer karbon dioksit gazı gibi sebeplerden dolayı geleneksel toprak işlemeye tedirginlikle bakılmaya başlanmıştır. Çoğunlukla soklu pulluğun yer almadığı azaltılmış veya sınırlı toprak işleme olarak da tanımlanan yöntemde ise geleneksel toprak işleme yönteminde yapılan bazı sürüm işlemleri yer almamaktadır. Bu sistemde
%15 - %30 düzeyinde bitki kalıntıları yüzeyde bırakılmakta ve yabancı ot kontrolü kültüvatör veya ot öldürücü kimyasallarla yapılmaktadır.
Pulluk, çizel, dip kazan ve kaz ayağı birinci sınıf toprak işleme aletleri, kültüvatör, tırmık, freze ve merdane ikinci sınıf toprak işleme aletleri, tırmık-kültüvatör, tırmık-merdane, kültüvatör-dişli tırmık ve yaylı tırmık-dönerli tırmık en yaygın alet kombinasyonları olarak kabul edilmektedir. Toprak işleme yönteminde eğer toprak devrilirse geleneksel toprak işleme, toprak kütlesi devrilmez ise yüzeysel toprak işleme olarak adlandırılır ki bu sistemde genelde çizel veya kaz ayağı kullanılmaktadır (Sprague 1986).
Toprak işlemesiz ekim veya doğrudan ekim; toprağı işlemeksizin, doğrudan ekim mibzeri ile tarlaya ekim yapıldığı sistemdir. Bu yöntemde bitki kalıntılarının tümü tarlada bırakılır ve yöntem drenajı iyi olan topraklara uygundur. Bu sistemde tohum ekiminde ön kesici ile ince bir sıra açılarak tohum ekilir.
Toprak kalitesi kısaca toprağın işlev yapma yeteneği olarak tanımlanabilir. Daha doğrusu toprak kalitesi toprağın doğal ya da insan yönetimi altında ekosistem içinde göstermiş olduğu işlevsel kapasitedir (Karlen vd. 2003). Toprak kalitesi yalnızca verimliliği etkilemekle kalmayıp, aynı zamanda hava, su, bitkiler, hayvanlar gibi diğer kaynakların sağlığı üzerinde de etkilidir. ABD Ulusal Araştırma Konseyi su kalitesinin geliştirilmesinde ilk adımın toprak kalitesini yükseltmek olduğunu belirtmektedir (Anonymous 1993).
7
Seybold vd. (1998), toprağın işlevlerini; biyolojik aktivite, çeşitlilik ve verimliliğin sürdürülmesi, su akışının ve niteliğinin düzeltilmesi, endüstriyel ve kentsel atıkların ve atmosferik çökeller dahil olmak üzere her türlü organik ve inorganik maddelerin filtre edilmesi, tamponlanması, ayrıştırılması ve zehirsiz hale getirilmesi, Dünya bioyosferi dahilinde besin maddeleri ve diğer elementlerin döngülerinin sağlanması ve insan yerleşkeleriyle birlikte sosyo ekonomik yapıların korunmasının sağlanması şeklinde tarif etmektedirler.
Toprak kalitesi ve sürdürülebilirlik kavramları birbirleriyle çok yakın bağlantılıdır.
Uzun yıllardır toprak kalitesinin, sürdürülebilir tarımın önemli bir unsuru olduğu kabul edilmektedir (Warkentin 1995). Toprak kalitesi iki tane önemli ögeyi içerir. Bunlardan birisi toprağın özgün niteliği diğeri ise toprağın dinamik niteliğidir. Toprağın özgün yeteneği değişmez bir özelliğidir. Örneğin kumlu topraklarda su geçirgenliği ve drenaj killi topraklardan daha hızlıdır. Derin topraklar bitki kökleri için sığ ve ana kayaya yakın topraklardan daha fazla hacime sahiptirler. Buna karşın dinamik nitelik toprağın yönetimine bağlı olarak değişiklik gösterir. Toprak yönetim seçimleri, toprakta organik madde miktarını, toprak strüktürünü, su, hava ve besin maddesi dinamiklerini etkilemektedir. Toprak kalitesini etkileyen fonksiyonlar ve indikatörler Şekil 1’de toplu olarak sunulmuştur.
Toprak kalitesinin yorumlanmasında veri seti olarak toprağın fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerden yararlanılır. Fiziksel kalite endeksleri; toprağın tekstürü, hacim ağırlığı, derinliği, sıkışması, agregat stabilitesi ve su tutma kapasitesidir. Kimyasal özellikler ise; toprak reaksiyonu (pH), elektriksel iletkenlik, organik madde miktarı, katyon değişim kapasitesi, toplam N ve nitrat (NO3) azot kapsamı gibi özelliklerdir.
Toprak kalitesinin biyolojik özellikleri ise; topraktaki mikro, mezo ve makro organizma popülasyonu ve CO2 salınımıdır.
8
Şekil 1.1 Toprak kalitesi kavramını etkileyen fonksiyonlar ve indikatörlerin grafiksel gösterimi
T O P R A K K A L İT E S İ
9
Ölçülebilir toprak kalite özelliklerinden başka toprağın gözle görülebilir özelliklerinin de değerlendirilmesi gerekmektedir. Görülebilir toprak özellikleri ise erozyon, toprak yüzeyinde su göllenmesi, yüzey akışı ve zayıf bitki gelişimidir (Doran ve Parkin 1994, Arshad ve Martin 2002, Nortcliff 2002, Karlen vd. 2003).
Dünya genelinde toprak kalitesi olarak ele alınan fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerin uzun yıllar süren tarımsal faaliyetler nedeniyle giderek bozulduğu saptanmıştır (Saunders 1992, Oldeman 1994). Toprak yapısı en çok insan etkisiyle sınırlanmaktadır. Özellikle toprak işleme, devamlı sıra bitkilerinin ekilmesi ve erozyon toprağın en önemli kalite ögesi olan organik madde içeriğini azaltmakta ve toprakların fiziksel ve kimyasal kalite özelliklerini düşürmektedir (Doran ve Zeiss 2000, Doran 2002).
Toprak işleme bitkisel üretimin önemli ögelerinden biri olmakla beraber fazla araştırılmamıştır ve daha çok tecrübeye ve pratiğe dayanmaktadır. Toprak işleme ile ilgili yayınlar esas olarak ürün verimi üzerine yoğunlaşmıştır. Toprak işleme pratikleri sonrasında toprak özelliklerindeki değişimler üzerinde fazla durulmamıştır. Toprak işleme pratikleri günümüzde toprak verimliliğini ve çevresel kalite ögelerini göze çarpar şekilde etkilemektedir. Uygun şekilde yapılan toprak işleme yöntemleri güçlü bir araç olarak toprağın herhangi bir olumsuzluğunu gidermekte ve verim artışına sebep olmaktadır.
İran’ın Urumiye kenti ve çevresinde çiftçiler alışılagelmiş toprak işleme yöntemleri, olarak birinci toprak işlemede daha çok pulluk kullanmakta, ikinci toprak işlemede diskarodan yararlanarak toprak hazırlıklarını yapmaktadırlar. Yörede yaygın olan rotasyon sistemleri ise buğday-nadas, buğday-ayçiçeği, buğday-şekerpancarı, buğday- mısırdır.
Bu çalışmanın amacı, buğday–mısır ikili nöbet sisteminde farklı toprak işleme yöntemlerinin bazı toprak kalite özellikleri ve buğday ile mısır verimi üzerine etkilerini belirlemektir.
10 2. KAYNAK ÖZETLERİ
Yapılan kaynak araştırmasında, toprak işleme ve buğday-mısır ikili rotasyonun toprak kalitesine etkilerine ait yerli ve yabancı araştırma sonuçlarının özetleri verilmiştir.
Martin vd. (1955)’e göre toprak agregatları taneciklerin bazı kuvetler ile doğal olarak bir araya gelmesiyle oluşurlar. Oluşum için gerekli koşullar; ıslanma ve kuruma, donma ve çözülme, sıcaklık değişimleri, kültüvasyon, bitki gelişimi, ekilen bitki çeşidi ve solucan aktivitesidir.
Greenland vd. (1962), toprak organik maddesinin az ayrışmış ya da ayrışmamış bileşenleri üzerine yaptığı çalışmalarında, Avusturalya’daki %19 kil kapsamına sahip Kırmızı Kahverengi topraklarda organik karbon kapsamının %1,2’den %2’ye çıkmasının hidrolik geçirgenlik oranında önemli bir artışa yol açtığını ve polisakkaritlerin bu topraklarda agregat dayanımlarının sürdürülebilmesinde başlıca faktör olduğunu bildirmişlerdir.
Boekel (1963), toprak strüktürünü toprağın kil içeriği, organik madde miktarı ve plastiklik limitlerini kullanarak görsel skorlama sistemi ile değerlendirmiş ve sonuç olarak %10’dan daha fazla kil içeren ve organik madde kapsamı %2’den daha fazla olan toprakların iyi strüktürlü olduğunu, kil içeriğinin her %10’luk artışında organik madde kapsamınında %1 oranında artması durumunda strüktürün iyi özelliğini koruduğunu belirtmiştir.
Burwell ve Larsen (1969), diskaro ve pulluk kullanımını toprak porozitesini 0-15cm derinlikte % 53 ten % 60’a yükseltiğini belirtmişlerdir.
Eck ve Taylor (1969)’e göre çizel ile işlenmiş toprak alt tabakalarında sıfır toprak işlemeye nazaran daha fazla su birikmektedir.
11
Blevins vd. (1970) tarafından sıfır toprak işlemenin, iyi drene olan siltli tınlı topraklarda, geleneksel toprak işlemeye göre buharlaşmayı azalttığını ve toprak suyunu doygunlukta %60’a kadar arttırdığını belirterek, böylece mısırın kısa dönemli su streslerine dayanıklılığını artırarak mısır verimini artırdığını rapor etmişlerdir.
Kruger (1971), traktör tekerleklerinin etkisi altında kalan toprakta 50 mikrondan büyük gözeneklerin azaldığını, toprağın kesilme direncinin ve infiltrasyona olan direncin arttığını belirtmiştir.
Tarman (1972), yem bitkilerinin birkaç yıllık tarımları sonucunda yem olarak kaldırdıkları organik madde miktarının yaklaşık % 80’i civarında organik artığı toprağa bıraktıklarını; derinliklerden üst katlara taşınan ve alınabilir forma dönüştürülen bitki besin maddeleri miktarlarının da bitkilerin istifade ettiği besin maddelerinin % 14’ü civarında olduğunu bildirmiştir.
Lindstrom vd. (1974), çizel ile işlenmiş toprakta işlenmemiş toprağa nazaran alt katlarda daha fazla suyun toplandığını ve bu suyun aşağı katlara hareketinin daha fazla olduğunu bildirmişlerdir.
Dowdell ve Cannel (1975), yaptıkları çalışma sonucunda pullukla sürülmüş killi toprakta nitrat birikiminin 30-60cm derinlikte doğrudan ekim sistemine nazaran 2-4 kat fazla olduğunu bildirmişlerdir. Söz konusu bu fazlalığın tüm kış ayları boyunca devam ettiğini, ayrıca bitki kalıntılarının toprak yüzeyinde bırakıldığında özellikle korumalı toprak işlemede olduğu gibi C/N oranı yüksek olan bitkilerde bilhassa tahıllarda azotun yüzey katmanında birikme eğiliminde olduğunu belirtmişlerdir.
Vandoren ve Trplett (1976), drenajı zayıf olan topraklarda azaltılmış toprak işleme sisteminde, mısır bitkisi veriminin korumalı toprak işlemeye göre kabul edilebilir seviyede olduğunu belirterek bu tür topraklarda sırta ekim yönteminin etkili bir ekim yöntemi olabileceğini vurgulamışlardır.
12
Adu ve Oades (1978)’e göre toprak işleme pratikleri toprağın mineral azot miktarını geçici olarak artırmaktadır. Toprak işlemeyle beraber daha önce mikro boşluklarda mikroorganizmalar ve enzimlerden korunan organik karbon daha kolay açığa çıkmakta ve buna bağlı olarak mineralizasyon artmaktadır.
Rovira vd. (1978), bildirdiklerine göre toprak işleme pratikleri toprak solucanlarının iyi yönde gelişmelerini teşvik etmektedir. Ayrıca toprak kitlesini devirmeden yapılan toprak işleme yöntemlerinin gamasid ve colrobola solucanlarının sayısını kumlu tınlı ve killi topraklarda artırdığını bildirmişlerdir.
Lynch ve Pauling (1980) doğrudan ekim sisteminde toprak yüzeyinde mikroorganizma faaliyetinin işlenmiş toprağa nazaran %54 daha fazla olduğunu bildirmişlerdir.
Doran (1980), uzun dönemli yaptığı araştırma sonuçlarına göre azotun mineralize olma potansiyelinin, doğrudan ekim sisteminde geleneksel sisteme nazaran 7,5cm derinlikteki yüzey toprağında fazla olduğunu, diğer taraftan 7,5-15 cm derinlikte de artma eğiliminde olduğunu bildirmiştir.
Cintra (1980), toprak işleme ile hacim ağırlığının azaldığını bildirmiştir.
Toprak sıkışması ile ilgili olarak penetrasyon direnci değerinin 2 MPa aşması durumunda bitki kök gelişiminin sınırlandığı birçok araştırmacı tarafından belirtilmiştir.
(Cannel vd. 1973, Atwell 1993, Reichert vd. 2004).
Tisdall ve Oades (1982), organik materyalin agregat dayanımı üzerine olan etkilerini değerlendirerek glikoz ve benzeri bileşiklerin agregat dayanımı üzerine etkilerinin ilk 2- 3 hafta içerisinde oldukça güçlü olduğunu ancak 4 ile 6 ay sonrasında hızla azalma gösterdiğini ve agregat dayanımı üzerine selülozun en üst seviyedeki etkisinin 6 ile 9 hafta sonrasında görüldüğünü fakat etkinin polisakkaritler kadar güçlü olmadığını rapor etmişlerdir.
13
Aktan (1981), Güneydoğu Anadolu'da nadas-buğday ekim sistemleri ile mercimek- buğday, ayçiçeği-buğday, fiğ-buğday, karpuz-buğday, arpa-buğday ekim nöbet sistemlerini denemiş ve bölge için mercimek-buğday ikili rotasyonunun daha uygun olduğunu saptamıştır.
Mengel vd. (1982), korumalı toprak işleme yönteminde toprakta azot birikiminin zamanla arttığını ve azotlu gübre masrafının azaldığını bildirmişlerdir.
Cassel (1982), toprak hacim ağırlığının her zaman toprak işleme pratiklerinden etkilendiğini belirtmiştir.
Munsuz (1985), sıkışmış toprakta hidrolik iletkenliğin, fazla poröz veya iyi agregatlaşmış toprağa nazaran daha az olduğunu, hidrolik iletkenliğin tekstürün olduğu kadar stürüktürün de etkisi altında bulunduğunu, hidrolik iletkenliğin yalnızca toplam boşluklara bağlı olmadığını, iletkenliği sağlayan gözeneklerin büyüklüğünün de etkili olduğunu belirtmiştir. Yazar sıkışmanın etkisiyle toprağın orjinal büyük gözeneklerinin sıkışarak orta büyüklüğe dönüştüğünü, toplam boşluklar ve özellikle büyük agregatlar arasındaki gözenek hacminin azaldığını ifade etmiştir.
Tisdall ve Oades (1982), agregat stabilitesinin inorganik ve organik maddelerin çimentolayıcı etkileri ile gerçekleştiğini bildirerek bu maddelerin başlıca olarak; silikat killeri, kalsiyum karbonat, sesioksitler ve organik madde olduğunu belirtmişlerdir.
Stinner vd. (1983), geleneksel toprak işleme yönteminde toprakta fazla azot tutunamadığını, ayrıca azot yıkanmasının işlenmiş topraklarda işlenmemiş topraklara nazaran daha fazla olduğunu belirtmişlerdir.
Tiessen ve Stewart (1983), suya dayanıklı agregatların suya dayanıksız agregatlara nazaran daha fazla organik karbon ihtiva ettiklerini ayrıca organik karbonun topraktaki mikro agregatlarda daha iyi korunduğunu rapor etmişlerdir.
