Survival and growth success of Russian olive (Elaeagnus angustifolia L.), salt cedar (Tamarix smyrnensis Bunge) and white poplar (Populus alba L.) in gypsum and sulfur applied salt-sodic sites in Central Anatolia

Abstract

A significant number of valley floors in Central Anatolia show saline-sodic soil characteristics. In this study, it was aimed to improve the soil by washing excess sodium from saline-sodic soils with gypsum and sulfur application. After chemical treatments were applied to the soil, tamarisk (Tamarix smymensis Bunge), spindle (Elaeagnus angustifolia L.) and poplar (Populus alba L.) seedlings were planted, and their survival rates and growth performances were monitored. Three-year-old saplings were planted in the fall of 2013 and at the end of September 2017, there was no significant difference between the treatments in the survival rates of tamarisk and white poplar, whereas it was observed that 51% more loss was observed in the spindle saplings in the control areas compared to the other treatments. Regardless of the treatment difference, at the end of the fourth year, the highest survival rate was seen in tamarisk with 78% and the lowest survival rate was seen in white poplar with 13%. While 18% more height increase was observed in the gypsum and sulphur treated areas compared to the control areas, the difference between the treatments could not be determined due to the high variability between treatments in tamarisk and white pine saplings. The average diameter of needle seedlings was 10 mm in gypsum and sulphur treated areas, 7.5 mm in tamarisk seedlings and 4.5 mm in white poplar seedlings.

Keywords

• Sodic area
• Russian olive
• Salt cedar
• Abele
• soil amendments

Jips ve kükürt uygulaması yapılan tuzlu-sodik İç Anadolu sahalarında iğde (Elaeagnus angustifolia L.), ılgın (Tamarix smyrnensis Bunge) ve akkavak (Populus alba L.) fidanlarının tutma ve büyüme başarısı

Abstract

İç Anadolu’daki önemli bir kısım vadi tabanı tuzlu-sodik toprak özelliği göstermektedir. Bu çalışmada jips ve kükürt uygulaması ile tuzlu-sodik topraklardan fazla sodyumun yıkanarak toprağın iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Toprağa kimyasal işlemler uygulandıktan sonra ılgın (Tamarix smymensis Bunge), iğde (Elaeagnus angustifolia L.) ve akkavak (Populus alba L.) fidanları dikilerek yaşama oranları ve büyüme performansları takip edilmiştir. Üç yaşındaki fidanlar 2013 sonbaharında dikilmiş ve 2017 Eylül sonunda ılgın ve akkavağın yaşama oranlarında işlemler arası önemli bir fark bulunmazken iğde fidanlarında kontrol sahalarında diğer işlemlere göre %51 oranında daha fazla kayıp verdiği görülmüştür. İşlem farkı gözetmeksizin tür bazında bakıldığında ise dördüncü yılın sonunda %78’lik oranla en fazla yaşama oranı ılgında görülürken en düşük yaşama oranı ise %13 ile akkavakta görülmektedir. İğde jips ve kükürt uygulanan sahalarda kontrol sahalarında göre %18 daha fazla boy artımı yaparken ılgın ve akkavak fidanlarında işlemler arası değişkenlikten çok fazla olmasından dolayı işlemler arası fark belirlenememiştir. İğde fidanlarının çap ortalaması da jips ve kükürt uygulanan sahalarda ortalama 10 mm, ılgın fidanlarında 7,5 mm, akkavak fidanlarında ise 4,5 mm olarak belirlenmiştir.

Keywords

• Sodik saha
• İğde
• Ilgın
• Akkavak
• toprak iyileştirmesi

References

1. Ahmed, M., Qanor I., 2004. Productive rehabilitation and use of salt-affected land through afforestation (A review). Science Vision, 9(4), 1-14.
2. Atay, İ., 1970. Genel ve teknik yöntemleri ile Türkiye’de ağaçlandırma. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Yayınları, İ.Ü. Yayın No: 1543, O.F. Yayın No: 158, Sermet Matbaası, İstanbul.
3. Avcıoğlu, D., 1979. Türkiye’nin düzeni. Dün-bugün-yarın. 2. Kitap. Tekin Yayınevi. 12. Basım. İstanbul.
4. Balcı, N., 1978. Kurak ve nemli iklim koşulları altında gelişmiş bazı orman topraklarının erodibilite karakteristikleri. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Yayınları. İ.Ü.Yayın No: 2402. O.F. Yayın No: 248.
5. Birkman, R., 1976. Geology of Turkey. Elsevier Scientific Publishing Company, New York.
6. Biswas, A., Biswas A., 2014. Comprehensive approaches in rehabilitating salt affected soils: A review on Indian perspective. Open Transactions on Geosciences. 1(1), 13-24.
7. Boydak, M., Çalışkan S., 2014. Ağaçlandırma. CTA. Tanıtım Rek. Hiz. Org. Basın Yayın Bil.San. ve Tic Ltd. Sti., Ankara. Brady, N.C., Weil, R. R., 1999. The Nature and Properties of Soils, 12th Edition. Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall, Inc. 881.
8. Carmean, W.H., 1976. Soil conditions affect growth of hardwoods in shelterbelts. Research Note-204. USDA Forest Service.

9. Ceylan, A., Akgündüz, S., Demirörs, Z., Erkan, A., Çınar, S., Özveren, E., 2009. Aridity Index Kullanılarak Türkiye’de Çölleşmeye Eğilimli Alanlardaki Değişimin Belirlenmesi. I. Ulusal Kuraklık ve Çölleşme Sempozyumu. Konya.
10. Dawalibi, U., Monteverdi M.C., Moscatello S., Battistelli A., Volertini, R., 2015. Effects of salt and drought on growth, physiological and biochemical responses of two tamarix species. Forest 8, 772-779.
11. DeCant, J.P., 2008. Russian olive, Elaeagnus angustifolia, alters patterns of soil nitrogen pools along the Rio Grande River, New Mexico, USA. Wetlands, 28, 896-904.
12. Dregne, H.E., 1976. Soils of arid regions. Developments in soil science 6. Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam.
13. Dirik, H., 1994. Üç yerli çam türünün (Pinus brutia Ten., Pinus nigra Arn. Subsp. pallasiana Lamb. Holmboe, Pinus pinea L.) kurak periyottaki transpirasyon tutumlarının ekofizyolojik analizi. İ.Ü. Orman Fakültesi Dergisi, A(44), 111-121.
14. Dubovyk, O., Menz, G., Khamzina, A., 2016. Land suitability assessment for afforestation with Elaeagnus angustifolia L. In degraded agricultural areas of the lower amudarya river basin. Land Degradation & Development, 27(8), 1831-1839.
15. Dündar, M., 1973. Ankara civarındaki bazı karaçam ve sarıçam kültürlerinde görülen kurumalarla iğne yapraklardaki besin maddeleri konsantrasyon seviyeleri arasındaki ilişkiler. Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları. Teknik Bülten serisi No. 53.
16. Eşen, D., 2000. “Ecology and control of rhododendron (Rhododendron ponticum l.) In Turkish eastern beech (Fagus orientalis Lipsky) Forests”. PhD Dissertation, Virginia Polytechnic Institute and State University, 122. Eşen, D., Yıldız O., 2000. Otsu ve Odunsu Diri Örtü Mücadelesinin Meşcerelerin Gençleştirilmesi ve Büyümesine Etkileri. TBMMO Orman Mühendisleri Odası Dergisi, 37, 28-32.
17. Eşen, D., Yıldız O., 2006. Doğaya Yakın Ormancılık ve Doğu Kayını (Fagus orientalis Lipsky.). A.İ.B.Ü. Ormancılık Dergisi, 1(3), 130-139.
18. Fisher, R.F., Binkley D., 2000. Ecology and management of forest soils. 3rd ed. John Wiley and Sons, New York. Gharaibeh, M.A., Eltaif N.I., Albalasmeh A.A., 2011. Reclamation of highly calcareous saline sodic soils using Atriplex halimus and byproduct gypsum. International Journal of Phytoremediation. 13, 873-883.
19. Gharaibeh, M.A., Rusan M.J., Eltaif N.I., Shunnar O.F., 2014. Reclamation of highly calcareous saline-sodic soil using low quality water and phosphogypsum. Applied Water Science. 4, 223–230.
20. Genç, M., 2004. Silvikültürün temel esasları. SDÜ Orman Fakültesi Yayın No: 44, Isparta.
21. Gökdemir, Ş., Dağdaş S., Cengiz Y., Keskin S., Doğan B., Karata H., Işık F., 2011. Türkiye’de Toros sediri (Cedrus libani A. Rich) orijin denemeleri onuncu yıl ara sonuçları. İç Anadolu Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları. Teknik Bülten Seri No:289. Ankara.
22. Gökdemir, Ş., Tosun S., Palazoğlu Z.Ö., Arslan M., Coşgun S., Türker H., Tokcan M., 2012. Türkiye’de karaçam (Pinus nigra Arnold subsp. pallasiana (Lamb) Holmboe) orijin denemeleri yirmi beşinci yıl ara sonuçları. İç Anadolu Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları. Teknik Bülten Seri No. 293. Ankara.
23. Hbirkou, C., Martius C., Khamzina A., Lamers J.P.A., Welp G., Amelung W., 2011. Reducing topsoil salinity and raising carbon stocks through afforestation in Khorezm, Uzbekistan. Journal of Arid Environments. 75, 146-155. Imada, S., Yamanaka N., Tamai S., 2009. Effects of salinity on the growth, Na partitioning and Na dynamics of a salt-tolerant tree, Populus alba L. Journal of Arid Environments, 73, 245-251.
24. Irmak, A., 1963. Türkiye’de ormanın yetişmesine hakim olan genel faktörler ve Türkiye’de ağaçlandırmalardaki ekolojik problemler. İstanbul Üniversitesi Yayınları. Orman Fakültesi No. 1037/92.
25. Jeddi, K., Chaieb M., 2012. Restoring degraded arid Mediterranean areas with exotic tree species: influence of an age sequence of Acacia salicina on soil and vegetation dynamics. Flora, 207, 693-700.
26. Jobling, J., 1990. Poplars for wood production and amenity. Forestry Commission Bulletin, No. 92.
27. Jones Jr, J.B., Case, V.W., 1990. Sampling, handling, and analyzing plant tissue samples. Soil testing and plant analysis, 3, 389-427.
28. Kantarcı, M.D., 2005. Türkiye’nin yetişme ortamı bölgesel sınıflandırması ve bu birimlerdeki orman varlığı ile devamlılığının önemi. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Yayınları. İ.Ü. Yayın No: 1558, O.F. Yayın No. 484. İstanbul.
29. Kaplan, J., Karschen R., Kolar M., 1970. Israel. In: Kaul R.N., Junk N.V. Dr. W. (eds.) Afforestation in arid zones. The Hague.
30. Khamzina, A., Lamers J.P.A., Worbes M., Botman E. and Vlek P.L.G., 2006. Assessing the potential of trees for afforestation of degraded landscapes in the Aral Sea Basin of Uzbekistan. Agroforestry Systems 66, 129-141.
31. Lamers, J.P.A., Khamzina A., Worbes M., 2006. The analyses of physiological and morphological attributes of 10 tree species for early determination of their suitability to afforest degraded landscapes in the Aral Sea Basin of Uzbekistan. Forest Ecology and Management 221, 249–259.
32. Metro, A., 1970. The Maghreb of Africa north of Sahara. Israel. In: Kaul R.N., Junk Dr. W. N.V. (eds.) Afforestation in arid zones. The Hague.
33. Metwally, S.A., Abouziena H.F., Abou-Leila M.M., Farahat E., Habba El., 2016. Biological method in stabilization of sand dunes using the ornamental plants and woody trees: Review article. Journal of Innovations in Pharmaceuticals and Biological Sciences. 3(1), 36-53.
34. Mzezewa, J., Gotosa J., Nyamwanza B., 2003. Characterization of a sodic soil catena for reclamation and improvement strategies. Geoderma, 113, 161-175.
35. Oedekoven, K.H., 1970. United Arab Republic, Israel, Iraq, Jordan. In: Kaul R.N., Junk Dr. W. N.V.(eds.) Afforestation in arid zones. The Hague.
36. Pal, D.K., Bhattacharyya T., Ray S.K., Chandron P., Srivastava P., Durge S.L., Bhuse S.R., 2006. Significance of soil modifiers (Ca-zeolites and gypsum) in naturally degraded vertisols of the Peninsular India in redefining the sodic soils. Geoderma, 136, 210-228.
37. Pessarakli, M., Szabaolcs I., 2011. Soil salinity and sodicity as particular plant and crop stress factors. In: Pessarakli M. (ed.) Handbook of plant and crop stress. 3rd edition. CRC Press, Florida.
38. Rhoades, J.D., Oster J.D., 1986. Solute conent. In: In: Knute A. (ed.) Methods of soil analysis. Part 1 – Physical and mineralogical analysis. 2nd ed. American Society of Agronomy and Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin. 985–1006.
39. Richards, L.A., 1954. Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. United States Department of Agriculture. Soil and Water Conservation Research Branch, Agricultural Research Service. Agriculture Book No. 60, Washington, D.C.
40. Rickson, R.J., 1994. Conserving soil resources. European perspectives. CAB International, Wallingford, UK. SAS Institute, Inc., 1996. SAS/STAT users guide, Version 6.12. SAS Institute, Cary, North Carolina.
41. Sekawin, M., 1975. Genetics of Populus alba [La genetique du Populus alba L.] Annales Forestales 6(6), 159-189.
42. Semerci, A., 2002. Sedir fidanlarına ait bazı morfolojik ve fizyolojik karakteristikler ile iç Anadolu’daki dikim başarısı arasındaki ilişkiler. İç Anadolu Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları. Teknik Bülten Seri No. 279. Ankara.
43. Singh, B., Garg V.K., 2007. Phytoremediation of a sodic forest ecosystem: Plant community response to restoration process. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj, 35(1), 77-85.
44. Tavşanoğlu, F., 1976. Türkiye'de rüzgâr erozyonunun kapsamı, rüzgâr erozyonuna karşı mücadele (örnek: İç Anadolu Konya Karapınar’da rüzgâr erozyonu ile mücadele). Journal of the Faculty of Forestry Istanbul University, 26(2), 65-94.
45. T.C. Tarım, Orman ve Köyişleri Bakanlığı., 1986. Ağaçlandırma ve Silvikültür Çalışmaları (1985-1986). Orman Genel Müdürlüğü Ağaçlandırma ve Silvikültür Dairesi. Ankara.
46. T.C. Tarım Orman ve Köyişleri Bakanlığı., 1987. Ağaçlandırma ve Silvikültür Çalışmaları (1986-1987). Orman Genel Müdürlüğü Ağaçlandırma ve Silvikültür Dairesi. Ankara.
47. T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı., 2005. Çölleşme ile Mücadele Türkiye Ulusal Eylem Programı. Çölleşme ile Mücadele Ulusal Koordinasyon Birimi, Ankara.
48. T.C. Başbakanlık Devlet Planlama Teşkilatı., 2006. Dokuzuncu Kalkınma Planı (2007-2013).
49. T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı., 2006. Türkiye Kamu Çevre ve Ormancılık Araştırma Programı.
50. T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı., 2007. Ağaçlandırma ve Erozyon Kontrolü Seferberliği Eylem Planı 2008-2012.
51. T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı., 2008. Ağaçlandırma ve Erozyon Kontrolü Seferberliği Eylem Planı 2008-2012. Ankara.
52. T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı., 2009. AGM Faaliyetleri. Ağaçlandırma ve Erozyon Kontrolü Genel Müdürlüğü Yayınları. Ankara.
53. T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı., 2012a. Ağaçlandırma ve Erozyon Kontrol Seferberliği Eylem Planı 2008-2012. Ankara.
54. T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı., 2012b. Ağaçlandırma ve Erozyon Kontrolü Seferberliği Eylem Planı 2008-2012 Gerçekleşme Raporu. Ankara.
55. Walter, H., 1970. Vegetationszonen und Klima. Stutgard, E. Ulmer.
56. Yeşilkaya, Y., Neyişçi T., 1990. Batı Akdeniz Bölgesi’ndeki kumul ağaçlandırmalarının toprak verimliliği üzerine etkileri. Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları. Teknik Bülten Seri No:222. Ankara.
57. Yildiz O., Altundağ E., Çetin B., Güner Ş.T., Sarginci M., Altınay B., Toprak B., Mutlu Ö., 2015. "Effects of gypsum and sulfur as soil amendments on afforestation success in inland part of Anatolia: early results," Conf. Applied Ecology Problems, Tiflis-Batum, Georgia, 155.
58. Yildiz, O., Altundağ, E., Çeti̇n, B., Güner, Ş. T., Sarginci, M., Toprak, B., 2017. Afforestation restoration of saline-sodic soil in the Central Anatolian Region of Turkey using gypsum and sulfur. Silva Fennica, 51(1B), 1-17.
59. Yildiz, O., Çeti̇n, B., Sarginci, M., Toprak, B., 2018. İç Anadolu’da Ağaçlandırma Çalışmaları. Düzce Üniversitesi Orman Fakültesi Ormancılık Dergisi, 14(1), 1-20.
60. Zengin, H., 2009. “Orman kaynaklarından fonksiyonel yaklaşım ile çok amaçlı faydalanmanın optimizasyonu”. Doktora Tezi. İ.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü.