LYSIMETERS AND THEIR USAGE IN EVAPOTRANSPIRATION STUDIES

Abstract

Soil water, gained by irrigation and precipitation, is depleted by deep percolation, runoff, evapotranspiration (ET) in the soil-plant-water system. In arid and semi-arid areas, it is essential to determine in advance the ET considering the crop pattern in irrigated land whether the irrigation water source or irrigation system would be sufficient. To know the ET in areas, where irrigation project would be applied, has great importance both for agricultural and civil engineering.
A method to evaluate the water budget parameters is isolating crop-soil system from its surrounding area and measuring input and output parameters of the system. Lysimeters defined as a mechanism used to measure change in soil water content during ET, precipitation, irrigation and drainage processes has been used for a long time in hydrological and meteorological studies. In this paper, studies published in international as well as national journals are reviewed and recent popular topics, which were conducted in lysimeters, are examined.

Keywords

• Lysimeter; Evapotranspiration; Irrigation

LİZİMETRELER VE BİTKİ SU TÜKETİMİ ÇALIŞMALARINDA KULLANIMI

Abstract

Toprak-bitki-su sisteminde, yağış veya sulama ile kazanılan nem derine sızma, yüzey akış ve evapotranspirasyon (bitki su tüketimi) yoluyla kaybolmaktadır. Kurak ve yarı-kurak bölgelerde bir su kaynağının veya bir sulama sisteminin yeterli olup olmayacağı konusunda karar verilirken, sulanacak alan için planlanan bitki deseninde oluşacak su tüketiminin önceden belirlenmesi gerekmektedir. Sulama projelerinin uygulanacağı alanlarda, bitki su tüketiminin bilinmesi, hem ziraat hem de inşaat mühendisliği yönünden büyük bir önem taşımaktadır.
Su dengesini oluşturan parametreleri değerlendirmek için kullanılan bir yöntem, bitki-toprak sisteminin bir bölümünü çevresinden izole etmek, sistemin su girdi ve çıktılarını ölçmektir. Toprak ve bitkilerden evapotranspirasyon, yağış, sulama ve drenaj süreçleriyle su kaybı ve kazancındaki değişimleri ölçmeye yarayan bir düzenek veya aygıt olarak tanımlanabilecek olan lizimetreler, önemli hidrolojik ve meteorolojik olaylardan biri olan suyun atmosfere yeniden dönüşü ile ilgili çalışmalarda uzun yıllardan beri kullanılmaktadır. Bu makalede lizimetrelerle ilgili şimdiye kadar ulusal ve uluslar arası literatürde yapılmış olan çalışmalar derlenmiş ve son yıllarda lizimetrelerde yapılan çalışmalarda yoğunluk kazanan konular irdelenmeye çalışılmıştır.

Keywords

• Lizimetre; Bitki su tüketimi; Sulama

References

1. Abo-Ghobar, H. and F.S. Mohammad, 1995. Evapotranspiration Measurement by Lysimeters in A Desert Climate. Arab Gulf J. of Scie. Research. 13:1, 109-122.
2. Aboukhaled, A., A. Alfaro and M. Smith, 1982. Lysimeters. Food and Agr. Org. of The United Nations, FAO, Irr. and Drain. Paper No:39, Rome, 68 pp.
3. Abtew, W. and J. Obeysekera, 1995. Lysimeter Study of Evapotranspiration of Cattails and Comparison of Three Estimation Methods. Trans. of the ASAE, Vol.38(1):121-129.
4. Allen, R.G., 1986. A Penman For All Seasons. J. of
5. Irr. and Drain. Eng., Vol: 12 (4) : 348-367.
6. Aydınşakir, K., R. Baştuğ, ve D. Büyüktaş, 2003. Antalya Yöresinde Çim Kıyas Bitki Su Tüketimini Veren Bazı Ampirik Eşitliklerin Ta r l a v e L i z i m e t r e K o ş u l l a r ı n d a Kalibrasyonu. Akd. Üniv. Zir. Fak. Derg., 16(1), 107-119.
7. Dugas, W.A., W.L. Bland and G.F. Arkin, 1985. Evapotranspiration Measuremens from Different-Sized Lysimeters. Advances in Evapotranspiration. ASAE Pub. 14-85, s., 208-215.
8. Francaviglia, R. and E. Capri, 2000. Lysimeter Experiments with Metolachlor in Tor Mancina (Italy). Agric. Water Man., 44:63- 74.

9. Fry, J.D. and J.D. Butler, 1989. Annual Bluegrass a n d C r e e p i n g B e n t g r a s s Evapotranspiration Rates. HortScience, Vol:24(2):269-271.
10. Henggeler, J.C., Z. Samani, M.S. Flynn and J.W. Zeitler, 1996. Evaluation of Various Evapotranspiration Equations for Texas and New Mexico. Evap. and Irr. Sched., pp.962-967, Texas.
11. Howell, T.A. and J.L. Steiner, 1997. Seasonal and Maximum Daily ET of Irrigated Winter Wheat, Sorghum and Corn –Southern High Plants. Trans. of the ASAE. Vol.40:623- 634.
12. Howell, T.A., R.L. McCormick and C.J. Phene, 1985. Design and Installation of Large Weighing Lysimeters. Trans. of the ASAE, Paper No:83-2060, 1106-1117.
13. Kanber, R. ve C. Kırda, 1984. Çukurova İklim Koşullarında Pamuk su Tüketiminin Sezinlemesinde Kullanılabilecek Çeşitli Amprik İlişkilerin İncelenmesi. Doğa Bilim Derg., D2:213-226.
14. Kanber, R., 1977. Çukurova Koşullarında Bazı Toprak Serilerinin Değişik Kullanılabilir Nem Düzeylerinde Yapılan Sulamaların Pamuğun Verim ve Su Tüketimine Etkileri Üzerinde Bir Lizimetre Araştırması. Tarsus Bölge Topraksu Araş. Enst. Müd. Yay. Genel Yayın No:78:33, Tarsus, 169 ss.
15. Kanber, R., M. Ünlü, K. Diker ve B. Ödemiş, 1999. Bitki Su Tüketiminin Ölçümünde Kullanılan Lizimetrik Yöntemler. Bitki Su Tüketiminin Belirlenmesinde Kullanılan Y ö n t e m B i l i m i : İ n c e l e m e v e Değerlendirmeler, Adana, 211 ss.
16. Kanber, R., R. Baştuğ ve M. Eylen, 1990. Çukurova Koşullarında Yağış Etkinliğinin Lizimetrelerle Belirlenmesi. Tarsus Araş. Enst., Yayın No:162.
17. Kanber, R., R. Baştuğ, H. Köksal ve M. Eylen, 1991. Farklı Toprak ve Kültürel Uygulama Koşullarında Etkili Yağışın Lizimetrelerle Belirlenmesi. Tr. J. of Agric. and For., 15, s. 105-120.
18. Kristensen, K.J. and H.C. Aslyng, 1971. Lysimeters with Rainfall and Soil Water Control. Nordic Hydrology. 11:79-92.
19. Kruse, E.G., D.F. Champion, D.L. Cuevas, R.E. Yoder and D. Young, 1993. Crop Water Use from Shallow Saline Water Tables. Trans. of the ASAE, 36(3), 697-707.
20. Mcllory, I.C., 1980. Instructions for Installing a Monolith, Weighed Lysimeter. CSIRO, Div. Of Atm. Phs. 3R:10, Australia, 45 s.
21. Namken, L.N., Wiegand, C.L., Brown, R.G., 1969. Water Use by Cotton from Low and Moderately Saline Static Water Tables. Argon. J., 61, 305-310.
22. Oad, R., K. Lusk and T. Podmore 1997. Consumptive Use and Return Flows in Urban Lawn Water Use. J. of Irr. and Dra. Eng. 123:1, 62-69.
23. Oğuzer, V., R. Kanber ve M. Eylen, 1984. Çukurova Koşullarında Lizimetrelerde Ölçülen Evapotranspirasyon Miktarları İle Buharlaşma Değerleri Arasındaki İlişkiler Üzerinde Bir İnceleme. Doğa Bilim Derg., D2:346-361.
24. Pereira, A.B., J.F. Pedras, N.A. Villa Nova and D.M. Cury 1995. Water Consumption and Crop Coefficient of Potatoes (Solanum tuberosum cv. Itarare) Grown in Botucatu, Sao Paulo, Brazil. Revista Brasileira de Agrometeorologia. 3:59-62.
25. Poss, J.A., W.B. Russell, P.J. Shouse, R.S. Austin, S.R. Grattan, C.M. Grieve, J.H. Lieth and L. Zeng, 2004. A Volumetric Lysimeter System (VLS): A Alternative to Weighing Lysimeters for Plant-Water Relations. Studies. Computers and Electronics in Agric. 43:55-68.
26. Qian, T.M., J.D. Fry, S.C. Wiest and W.S. Upham, 1 9 9 6 . E s t i m a t i n g T u r f g r a s s Evapotranspiration Using Atmometers and Penman-Monteith Model. Crop Science 36:3:699-704.
27. Rahimzadeghan, R., 1992. Determination of an Appropriate Estimating Method of Evapotranspiration in Isfehan. Iranian J. of Agric. Sci. 23:2, 1-10.
28. Renaud, F.G., C.D. Brown, C.J. Fryer and A. Walker, 2004. A Lysimeter Experiment to Investigate Temporal Changes in The Availability of Pesticide Residues for Leaching. Envir. Pol., 131:81-91.
29. Roth, D. and R. Gunther, 1992. Comparison of Measured and Estimated Potential Evapotranspiration. Zeitschrift fur Kulturtechnik und Landentwicklung. 33:1, 13-22.
30. Saatçılar, M. 1989. Lizimetrelerde Değişik Taban Suyu Tuz Konsantrasyonu ve Düzeylerinin Pamuk Gelişimine, Verimine ve Topraktaki Tuz İçeriğine Etkisi. Menemen Araş. Enst. Md. Yayın No. 153.
31. Sammis, T.W., C.L. Mapel, D.G. Lugg, R.R. Lansford and J.T. McGuckin, 1985. Evapotranspiration Crop Coefficients Predicted Using Growing-Degree-Days. Trans. of the ASAE, Vol.28(3):773-781.
32. Schneider, A.D., T.A. Howell, A.T.A. Moustafa, S.R. Evett and W. Abou-Zeid, 1996. A Weighing Lysimeter for Developing Countries. Evap. and Irr. Sched., pp.289- 294, Texas.
33. Selenay, M.F. ve A. Kadayıfçı, 1999. Ankara Koşullarında Yoncanın Su Tüketimi. Tarım Bil. Derg., 5(1):71-76.
34. Shih, C.C.C., S. Ho, S. Kuo, S.S. Ho and S.F. Kuo, 1997. Estimation of Crop Coefficients for Corn, Sorghum and Soybean in Taiwan Under Subtropical Conditions. Int. Agric. Eng. Journal. 6:2, 95-108.
35. Steduto, P., A. Caliandro, P. Rubino, N. Ben Mechlia, M. Masmoudi, A. Martinez-Cob, M. Jose Faci, G. Rana, M. Mastrorilli, M. El Mourid, M. Karrou, R. Kanber, C. Kırda, D. El Quosy, K. El-Askari, M. Ait Ali, D. Zareb and R.L. Snyder, 1996. Penman- Monteith Reference Evapotranspiration Estimates in The Mediterranean Region. Evap. and Irr. Sched., pp.357-363, Texas.
36. Tekinel, O. ve R. Kanber, 1981. Çukurova Koşullarında Pamuk Su Tüketiminin B e l i r l e n m e s i n d e K u l l a n ı l a n B a z ı Yöntemlerin Kıyaslanması Üzerinde Bir Araştırma. Topraksu Tek. Dergisi, Yıl:1981, Sayı:56, ss.1-13, Ankara.
37. Tyagi, N.K., D. K. Sharma and S. K. Luthra, 2000. Evapotranspiration and Crop Coefficients Of Wheat and Sorghum. J. of Irr. and Drain. Eng., Vol. 126, No. 4:215- 222.
38. Van Bavel, C.H.M. and D.G. Harris, 1962. E v a p o t r a n s p i r a t i o n R a t e s f r o m Bermudagrass and Corn at Raleigh, North Carolina. Agron. Journal Paper No:1291, 319-322.
39. Wright, J.L. and M.E. Jensen, 1978. Development and Evaluation of Evapotranspiration Models for Irrigation Scheduling. Trans. of the ASAE, Paper No:76-2063, 88-91.
40. Wright, J.L., 1996. Derivation of Alfalfa and Grass Reference Evapotranspiration. Evap. and Irr. Sched., pp.133-140, Texas.
41. Yang, S., T. Yano, M. Aydin, Y. Kitamura and S. Takeuchi, 2002. Short Term Effects of Saline Irrigation on Evapotraspiration from Lysimeter Grown Citrus Trees. Agric. Water Man. 56:131-141.