Modelling and Mapping Available Phosphorus Level of Tokat Kazova Soils with Geostatistical Estimation and Simulation Methods

Abstract

Determining and mapping the variability of soil properties ensures planning, effective and sustainable management, and monitoring spatial and temporal variability in agricultural areas. The objectives of this study were to model and map available P level of soils using two different geostatistical methods and to interpret differences of results of two methods. Ordinary kriging (OK) and Sequential Gaussian Simulation (SGS) methods were used in mapping. This study was carried out in the Kazova (20,656 ha), largest plain in Tokat and one of the prominent production area of Turkey. Eight hundred soil samples were collected in two depths (0-30 cm and 30-60 cm). Mean available phosphorus of study area were 14.18 mg kg-1 in surface soil and 8.87 mg kg-1 in subsurface soil. Based on maps prepared with ordinary kriging 11.56% of surface soils of Kazova contained low available P, 82.16% and 6.28% of soil had sufficient and excessive available P levels, respectively. Maps of SGS method (mean of 10 simulations) showed that 9.98% of surface soils of Kazova had low available P level. While 86.27% of the surface soil contained sufficient available P and 3.75% of soils was classified as excessive. For the subsoil of Kazova (30-60cm), dissimilarities between two mapping methods were higher. Different level of available P and location of these levels in the maps prepared with these methods have a potential usage of decision-makers to plan amount of fertilizer and risk modeling. 

Keywords

• Available phosphorus
• Geostatistics
• Ordinary kriging

Tokat Kazova Topraklarının Yarayışlı Fosfor Düzeyinin Jeoistatistik Tahmin ve Simulasyon Metodlarıyla Modellenmesi ve Haritalanması

Abstract

Tarım alanlarında toprak özelliklerinin değişiminin belirlenmesi ve haritalanması, planlama, etkili ve sürdürülebilir amenajmanı ve değişimin zamansal ve mekansal olarak izlenmesini mümkün kılar.  Bu çalışmada toprakların yarayışlı fosfor (YP) içeriğinin iki farklı jeoistatistik metot ile haritalanması ve elde edilen sonuçlardaki farklılıkların ortaya konulması amaçlanmıştır. Haritalamada, yaygın şekilde kullanılan ancak arazideki değişkenliği daha yumuşak hale (smoothing effect) getiren ve lokal detayların kaybolmasına neden olan ordinary kriging (OK) yöntemi ve örnek noktalarındaki değerleri göz önüne alarak ve veri ile aynı temel istatistiklere sahip realizasyonlar üretmeyi amaçlayan ardışık gauss simulasyonu (AGS) yöntemleri kullanılmıştır. Çalışma, Tokat’ın en büyük ve Türkiye’nin önemli tarımsal potansiyele sahip ovalarından biri olan 20.656 ha büyüklüğündeki Kazova’da yürütülmüştür.  Rastgele örnekleme metodu ile iki derinlikten (0-30 cm ve 30-60 cm) toplam 800 bozulmuş toprak örneği alınmıştır. Ordinary Kriging yöntemine göre Kazova yüzey topraklarının % 11.56’lık kesiminde yarayışlı fosfor düzeyi az, % 82.16’sında yeterli ve % 6.28’inde ise fazla olarak bulunmuştur.  On adet simülasyonun ortalamasını alındığı AGS yöntemi ile ovanın %9.98’lik kesiminde az, % 86.27’inde yeterli ve % 3.75’inde ise fazla olarak sınıflandırılmıştır. Yüzey altı toprağında (30-60 cm) yarayışlı fosfor miktarlarını haritalamadan kullanılan metotlar arasındaki farklılıklar yüzey toprağına göre daha fazladır. Arazi boyunca fosfor seviyelerini ve bu seviyelere karşılık gelen değişimleri gösteren haritalar gübreleme konusunda karar alıcıların gübre miktarı planlaması ve çevre açısından risklerin modellemesinde potansiyel kullanım alanına sahiptir.

Keywords

• yarayışlı fosfor
• jeoistatistik
• ordinary kriging
• ardışık gauss simulasyon
• değişkenlik