Evaluation of Various Soil Tillage Methods in Terms of Percent Crop Residue Cover and Erosion Control

Abstract

The aim of this study was to estimate the percent crop residue cover remaining on the soil surface after field operations with various soil tillage methods on wheat, barley, oats and rye fields and evaluate these methods in terms of soil erosion control. Tillage methods were mainly formed as fall tillage, fallow and spring tillage. Six tillage implements including mouldboard plough, disc plough, rotary tiller, one-way disc plough, chisel plough with sweeps and paraplough were selected for fall tillage and three tillage implements including heavy disc harrow, light disc harrow and harrow with spike tooth were selected for spring tillage. The percent crop residue cover before tillage were determined by using a regression equation which gives the relationship between the amount of crop residue (kg ha^-1) and the percent crop residue cover. The percent crop residue cover after tillage operation was predicted by using calculation method. Research results showed that percent crop residue cover remaining on the soil surface after tillage operation is ≤ 21.99% for Method 11-16, ≤ 42.51% for Method 21-26, between 14.64% to 59.07% for Method 31-36, between 18.59% to 63.02% for Method 41-46, between 40.90% to 85.33% for Method 51-56, between 42.59% to 87.03% for Method 61-66 and between 45.71% to 90.14% for Method 71-76. Method 11-16 used on barley field, method 11-13 used on wheat field and method 11-12 used on rye field were evaluated as the most unsuccessful methods, whereas Method 76 used on oats field was evaluated as the most successful method in terms of soil erosion control.  

Keywords

• Soil tillage methods,percent crop residue cover,calculation method

Farklı Toprak İşleme Yöntemlerinin Bitki Yüzey Artığı Kaplama Yüzdesi ve Erozyon Kontrolü Yönünden Değerlendirilmesi

Abstract

Bu araştırmada; buğday, arpa, yulaf ve çavdarın bitki yüzey artıklarıyla kaplı toprak koşullarında, çeşitli toprak işleme yöntemleriyle çalışmadan sonra toprak yüzeyinde kalan bitki yüzey artığı kaplama yüzdesinin tahmin edilmesi ve yöntemlerin erozyon kontrolü yönünden karşılaştırılması amaçlanmıştır. Seçilen toprak işleme yöntemleri esas olarak sonbahar toprak işlemesi, nadas ve ilkbahar toprak işlemesinden oluşmaktadır. Sonbahar toprak işlemesinde kulaklı pulluk, diskli pulluk, rototiller, diskli anız bozma pulluğu, uzun kanatlı kazayağı uç demirli çizel ve parabolik pulluk olmak üzere 6 farklı; ilkbahar toprak işlemesinde ise ağır diskli tırmık, hafif diskli tırmık ve düz dişli tırmık olmak üzere 3 farklı ekipmanın kullanılması öngörülmüştür. Toprak işlemeden önceki bitki yüzey artığı kaplama yüzdesinin tahmininde bitki yüzey artığı miktarı (kg ha^-1) ile bitki yüzey artığı kaplama yüzdesi arasındaki ilişkiyi veren bir regresyon eşitliğinden, toprak işlemeden sonraki bitki yüzey artığı kaplama yüzdesinin tahmin edilmesinde ise hesaplama yönteminden yararlanılmıştır. Araştırma sonucunda, toprak işlemeden sonraki bitki yüzey artığı kaplama yüzdelerinin Yöntem 11-16’ da ≤ % 21.99 olduğu, Yöntem 21-26’ da ≤ % 42.51 olduğu, Yöntem 31-36’ da % 14.64-59.07, Yöntem 41-46’ da % 18.59-63.02, Yöntem 51-56’ da  ≤ % 40.90-85.33, Yöntem 61-66’ da  % 42.59-87.03 ve Yöntem 71-76’ da ise % 45.71-90.14 arasında değiştiği bulunmuştur. Arpanın yüzey artıklarıyla kaplı tarla koşulunda Yöntem 11-16, buğdayın yüzey artıklarıyla kaplı tarla koşulunda Yöntem 11-13 ve çavdarın yüzey artıklarıyla kaplı tarla koşulunda ise Yöntem 11-12 erozyonun önlenmesi yönünden en başarısız yöntemler olarak değerlendirilmiştir. Toprak erozyonunun önlenmesi yönünden en başarılı yöntemin ise yulafın bitki yüzey artıklarıyla kaplı tarla koşulunda Yöntem 76 ile çalışılması olduğu belirlenmiştir.  

Keywords

• Toprak işleme yöntemleri,bitki yüzey artığı kaplama yüzdesi,hesaplama yöntemi

References

1. Al-Kaisi, M. and M. Hanna, 2009. Residue Management & Cultural Practices. Resources Conservation Practices, PM 1901a, University Extension, Iowa State University.
2. Anonymous, 1992. Estimates of Residue Cover remaining After Single Operation of Selected Tillage Machines. Developed Jointly by the Soil Conservation Service, USDA and the Equipment Manufacturers Institue.
3. Anonymous, 2015. Estimating Crop Residue Cover for Soil Erosion Control. Soil Factsheet, Order No: 641.220-1, British Columbia, Ministry of Agriculture.
4. Dickey, E. C., D. P. Shelton and P. J. Jasa, 1986. G18-544 Residue Management for Soil Erosion Control. University of Nebraska-Lincoln, Lincoln Extension, 1-1-1981.
5. Dickey, E. C., P. W. Harlan and D. Vokal, 1981. G18-544 Crop Residue Management for Water Erosion Control. University of Nebraska-Lincoln, Biological Systems Engineering, 4-1-1981.
6. Dickey, E. C. and J. Havlin, 1985. Estimating Crop Residue Using Residue to Help Control Wind and Water Erosion. University of Nebraska-Lincoln, Biological Systems Engineering, Lincoln, NE Leaft No. 3, 1-1-1985.
7. Dursun Göknur, İ., 2002a. Bitki Yüzey Artığı Kaplama Oranının Belirlenmesinde Kullanılan Yöntemler. Türk-Koop Ekin Dergisi, 6(21): 60-65.
8. Dursun Göknur, İ., 2002b. Yüzey Artıklarıyla Erozyon Kontrolüne Uygun Toprak İşleme ve Ekim Alet-Makina Setlerinin Hesaplama Yöntemiyle Belirlenmesi. Tarım Bilimleri Dergisi, 8(2): 149-156.

9. Dursun, İ., 2015. Toprak İşleme Alet ve Makinaları. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi, Yayın No: 1618, Ders Kitabı: 570, Ankara Üniversitesi Basımevi, Ankara, 584 s.
10. Dursun, İ., 2017. Farklı Toprak İşleme Yöntemlerinin Erozyon Yönünden Karşılaştırılması. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 34(2): 128-137.
11. McCool, D. K., I. E. Hammel and R. L. Papendick, 1995. Surface Residue Management. Crop Residue Management To Reduce Erosion and Improve Soil Quality Northwest, United States Department of Agriculture, Agricultural Research Service Conservation Research Report Number: 40.
12. Meijer, A. D., Heitman, J. L., White, J. G. and R. E. Austin, 2013. Measuring Erosion in Long-term Tillage Plots Using Ground-Based Lidar. Soil & Tillage Research, 126: 1-10.
13. Reddy, B. V. S., Sanjana Reddy, P., Bidinger, F. and M. Blümmel, 2003. Crop Management Factors Influencing Yield and Quality of Crop Residues. Field Crop Research, 84(1-2): 57-77.
14. Shelton, D., Smith, J. A., Jasa, P. J. ve R. Kanable, 1995. Estimating Percent Residue Cover Using the Calculation Method. G05-1135-A, Field Crops, H-4, Conservation and Management, University of Nebraska.
15. Zheng, B., J. B. Campbell, G. Serbin and J. M. Galbraith, 2014. Remote Sensing of Crop Residue and Tillage Practices: Present Capabilities and Future Prospects. Soil & Tillage Research, 138: 26-34.