Yarı-kurak ekolojik koşullar altında farklı kayaç türleri üzerinde oluşmuş toprakların fiziko-kimyasal ve jeo-kimyasal özellikleri

Year 2021, Volume: 25 Issue: 4, 480 - 496, 25.12.2021

Pelin Alaboz , Sinan Demir , Hüseyin Şenol , Orhan Dengiz , Kamil Yılmaz Oğuz Başkan

https://doi.org/10.29050/harranziraat.903887

Cited By: 1

Abstract

Toprağı oluşturan ana materyalin niteliği, toprak oluşumunu ve besin elementlerinin elverişliliğini önemli ölçüde etkileyen bir faktördür. Bu çalışmada; Afyon ili Sandıklı ilçesinde bulunan magmatik, metamorfik ve tortul kayaçlar üzerinde oluşmuş toprakların bazı fiziko-kimyasal özelliklerdeki değişimlerin belirlenmesi ve jeokimyasal özelliklerin karşılaştırılması amaçlanmıştır. Arazi kullanım türü mera ve kuru tarım olan toprakların fiziko-kimyasal özelliklerindeki değişkenlik en yüksek metamorfik, en düşük ise tortul kayaçlar üzerinde oluşmuş topraklarda belirlenmiştir. Tortul kayaçlar üzerinde oluşan topraklar genellikle kireç içeriği yüksek ve hafif alkalin reaksiyonlu olup, bazik katyonlarca zengindir. Tortul kayaçlarda kil ile tarla kapasitesi ve solma noktası arasında çok kuvvetli ilişki belirlenmiştir (r:0.93;0.89; p<0.001). Ayrıca, Fe içeriğinin kil (r: 0.71) ve solma noktası ile pozitif (r: 0.75) yönlü yüksek seviyeli ilişki gösterdiği de tespit edilmiştir. Magmatik kayaçlar üzerinde oluşmuş topraklarda ise Mg ile solma noktası (0.78; p<0.001) ve kum (r:-0.77; p<0.001) önemli yüksek ilişki göstermiştir. Metamorfik kayaçlarda oluşum gösteren topraklarda kum ve Fe içeriği diğer toprak özellikleri ile negatif yönlü, değişebilir katyonlar ile tarla kapasitesi ve solma noktasında ise kuvvetli, pozitif yönlü korelasyon belirlenmiştir. Magmatik kayaçlar üzerinde oluşmuş topraklarda P2O5, tortullarda CaO, metamorfiklerde ise SiO2 içerikleri diğer toprak gruplarına göre istatistiksel olarak önemli değişim sergilemiştir (p<0.01). Genel olarak temel toprak özelliklerinde arazi kullanımı ve ana materyale bağlı istatistiksel olarak önemli değişkenlikler tespit edilmiştir. Majör oksitlerde ise ana kayadaki farklılığa göre önemli, arazi kullanımına bağlı değişimler ise önemsiz bulunmuştur. Çalışma sonucunda, yarı kurak ekolojik koşulları altında toprak oluşturan faktörlerinden birisi olan ana materyalin toprak özellikleri üzerinde önemli derecede farklılıklar gösterdiği ortaya konmuştur.

Keywords

Magmatik, metamorfik,, tortul,, toprak özellikleri,, Afyon-Sandıklı

Supporting Institution

TÜBİTAK

Project Number

TOVAG 118O282

Thanks

Bu çalışma TÜBİTAK tarafından desteklenen TOVAG 118O282 No’lu proje kapsamında gerçekleştirilmiştir. Katkılarından dolayı teşekkür ederiz.

Physicochemical and geochemical properties of soil formed on different rocks types under subarid ecological condition

Abstract

The nature of parent material that makes up a soil significantly affects the formation of soil and the availability of nutrients. This study aimed to determine changes in some physicochemical properties of soils formed on magmatic, metamorphic and sedimentary rocks located in Sandıklı District of Afyon province and to compare geochemical properties. The variability in the physicochemical properties of the soils whose land use types are pasture and dry farming were determined the highest in the soils formed on metamorphic and the lowest sedimentary rocks. Soils on sedimentary rocks have usually high in lime content and have a slightly alkaline reaction and rich in basic cations. In sedimentary rocks, a very strong relationship between clay and field capacity and wilting point was determined (r: 0.93;0.89; p<0.001). It was also found that Fe content showed a significantly positive directional relationship with clay (r: 0.71) and the wilting point (r: 0.75). In soils formed on magmatic rocks, the wilting point (0.78; p<0.001) and sand (-0.77; p<0.001) showed a significant high relationship with Mg. In soils that formed on metamorphic rocks, a strong, positive correlation was determined with sand and Fe content with other soil properties and negative directional, changeable cations and field capacity and wilting point. P2O5 in soils formed on magmatic rocks, CaO in sediments, and SiO2 content in metamorphic showed statistically significant changes compared to other soil groups (p<0.01). In general, the effects of land use and parent material on basic soil properties were found to be statistically significant. In major oxides, the bedrock effect was found to be statistically significant (p<0.01) and the land use effect was statistically insignificant. As a result of the study, it was found that the parent material, which is one of the factors that make up the soil under semi-arid ecological conditions, shows significant differences in soil properties.

Keywords

metamorphic,, sedimentary,, soil properties,, Afyon-Sandıklı, Magmatic

Project Number

TOVAG 118O282

References

• Aksakal, E.L, & Öztaş, T. (2010). Changes in distribution patterns of soil penetration resistance within a silage-corn field following the use of heavy harvesting equipments. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 34, 173-179.
• Alpar, R. (2017). Uygulamalı çok değişkenli istatistiksel yöntemler. Ankara: Detay Yayıncılık.
• Altınbaş, Ü. (2000). Toprak genetiği ve sınıflaması. İzmir: Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları.
• Anderson, J.M. (1988). Spatiotemporal effects of invertebrates on soil processes. Biol. Fert. Soils, 6, 216-227.
• Anonymous (1973). Analytical Methods for A.A. Spektrometry. Perkin Elmer. Norwalk, Connecticut, USA.
• Anonymous (1999). Soil Survey Staff. Soil Taxonomy. A Basic System of Soil Classification for Making and Interpreting Soil Survey. USA: Agriculture Handbook, No: 436 Washington, D.C.
• Araujo, M.A.,Pedroso, A.V.,Amaral, D.C., & Zinn, Y.L. (2014).Mineral assemblage of soils developed from different lithologies in southern Minas Gerais. Brazil. Rev. Bras. Ciênc. Solo, 38(1), 11-25.
• Bouyoucos G. J. (1951). A recalibration of the hydrometer method for making mechanical analysis of soils. Agronomy Journal, 43, 434-438.
• Brady, N. C., & Weil, R. R. (1999). The nature and properties of soil 12th ed. New York: Mac. Pub. Com.
• Chao, T.T., & Sanzolone, R.F. (1992). Decomposition techniques. Journal of Geochemical Exploration, 44-65, 106.
• Corine (2018). Arazi örtüsü istatistik verileri. http://corine.tarimorman.gov.tr/ corine.
• Çepel, N. (1996). Toprak ilmi: orman topraklarının karekteristikleri, toprakların oluşumu, özellikleri ve ekolojik bakımdan değerlendirilmesi. İstanbul Üniversitesi Yayınları, No, 3945
• Çimrin, K. M., & Boysan, S. (2006). Van yöresi tarım topraklarının besin elementi durumları ve bunların bazı toprak özellikleri ile ilişkileri. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 16(2), 105-111.
• Dengiz, O. Sağlam, M., Özaytekin, H.H, & Baskan, O. (2013). Weathering rates and some physico-chemical characteristics of soils developed on a calcic toposequences. Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences, 8 (2), 13 – 24.
• Ekberli, İ., & Dengiz, O. (2017). Bazalt ana materyali ve farklı topografik pozisyonlar üzerinde oluşmuş toprakların bazı topografik ve fiziko-kimyasal özellikleri arasındaki doğrusal regresyon modellerinin belirlenmesi. Toprak Su Dergisi, 6(1), 15-27.
• Erinç, S. (1969). Klimatoloji ve metodları. İstanbul: İstanbul Üniversitesi Deniz Bilimleri ve Coğr. Enst. Yayınları.
• Everest, T., & Özcan, H. (2018). Toprak verimliliğinin değerlendirilmesinde pedo-jeolojik yaklaşım. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, 5(4), 589–603.
• FAO, (1990). Micronutrient, assesment at the country level: an intemational study. Rome: FAO Soils Bulletin by Sillanpaa. 63.
• Fiantis, D., Nelson., Shamshuddin, J., Goh, T.B., & Van Ranst, E. (2010). Determination of the geochemical weathering ındices and trace elements content of new volcanic ash deposits from Mt. Talang (West Sumatra) Indonesia. Eurasian Soil Science, 43 (13), 1477-1485.
• Follett, R. H., Murphy, L. S., & Donahue, R. L. (1981). Fertilizers and soil amendments. Prentice-Hall, Inc., New Jersey, USA.
• Frossard, E. Brossard, M. Hedley, M.J. & Metherell, A. (2002). Phosphorus in the global environment. Institute for Plant Sciences, Swiss Federal Institute of Technology (ETH), CH-8092 Zürich, Switzerland.
• Güneş, A., Aktaş, M., İnal, A., & Alpaslan, M. (1996). Konya kapalı havzası topraklarının fiziksel ve kimyasal özellikleri. Ankara: A.Ü. Ziraat Fakültesi Yayınları.
• Gürsoy, F. E., & Dengiz, O. (2018). Farklı iki anamateryal üzerinde oluşmuş vertisol toprakların morfolojisi, minerolojik özellikleri ve sınıflaması. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 33(2), 162-169.
• Kacar, B. (2016). Fiziksel ve Kimyasal Toprak Analizleri. Ankara: Nobel Yayıncılık.
• Karaman, M.R., Brohi, A.R., Müftüoğlu, N.M., Öztaş, T., & Zengin, M. (2007). Sustainable soil fertility. Turkey: Koyulhisar Agriculture Culture Publisher.
• Lal, R., & Shukla, M. K. (2004). Principles of soil physics. The ohoi state University Columbus, Ohio, USA, Marcel Dekker, Inc. CRC Press.
• Lindsay, W. L. & Norvell, W. A. (1969). Development of a DTPA Micronutrient Soil Test. Soil Science Society of American Proceeding, 35, 600-602.
• Li, H.X., Zhang, X.M. & Liu, Y.J. (2000). Soil Components Affecting Phosphota Sorption Parameters of Acid Paddy Soils in Guangdong Province. Pedosphere, 10(4), 317– 321.
• Maas, E.V. (1986). Salt Tolerance of Plants. Applied Agricultural Research, 1(1), 12-25.
• Madenoğlu, S., & Erpul, G. (2018). Yarı Kurak Bölgelerde Farklı Arazi Kullanımlarında Toprak Erozyon Duyarlılığının Belirlenmesi. Ziraat Fakültesi Dergisi, Özel sayı, 484-493.
• MTA. (2011). 1/100.000 ölçekli Türkiye Jeoloji Haritası, 158-162 pafta. Ankara.
• Newhall, F., & Berdanier, C.R. (1996). Calculation of soil moisture regimes from the climatic record. Soil Survey Investigations Report No. 46, National Soil Survey Center, Natural Resources Conservation Service, Lincoln, NE.
• Özaytekin, H. H., & Dedeoğlu, M. (2021). Hasandağ Volkanik Materyali Üzerinde Oluşan Toprakların Ayrışma Oranları ve Kütle Dengesi. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 36(1), 81-92.
• Pérez-Sirvent, C., Martínez-Sánchez, M. J., García-Lorenzo, M. L., Molina, J., & Tudela, M. L. (2009). Geochemical background levels of zinc, cadmium and mercury in anthropically influenced soils located in a semi-arid zone (SE, Spain). Geoderma, 148(3-4), 307-317.
• Richards, L. A. (1954). Diagnosis and Improvement Saline and Alkaline Soils. U.S. Dep. Agr. Handbook 60.
• Soil Survey Staff. (1992). Soil survey manual. United States Department of Agronomy. Washingto, USA: Handbook No: 18.
• Soil Survey Staff. (1993). Soil Survey Staff. Soil Survey Manual. USDA Washington D.C.: Handbook No: 18-437.
• Soil Survey Staff. (2014). Keys to Soil Taxonomy. Soil Survey Staff, U.S. Department of Agriculture, Soil Conservation Service. S.372.
• Sönmez, Ş.U. & Kuşçu, İ. (2017). Afyon-Sandıklı (AS alkalen porfiri bakır-altın cevherleşmesinin alterasyon ve magmatizma ile olan uzay-zaman ilişkisi. 70.Türkiye Jeoloji Kurultayı Bildiriler Özeti, (ss. 474-475) 10-14 Nisan. Ankara.
• Surya, J. N., Walia, C. S., Ahmad, N., Singh, H., Goyal, V., & Khajuria, V. (2015). Characterization and Clay Minerals Composition of Soils Derived from Metamorphic Formation of Kumaon Himalayas. Clay Research, 34(1), 15-24.
• Syldie, B. (2017). Crop yield potential as telltale indice of soil weathering extent and fertility status: The case of East African Highland Bananas. African Journal of Agricultural Research, 12 (16), 1362-1378.
• Şenol, H., Alaboz, P., Gülsoy, S., & Özkan, G. (2018). Boylu ardıç (Juniperus excelsa Bieb.) ormanları altındaki toprakların fizikokimyasal özellikleri. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 19(1), 8-17.
• Şenol, H., Alaboz, P., Demir, S., & Dengiz, O. (2020). Computational intelligence applied to soil quality index using GIS and geostatistical approaches in semiarid ecosystem. Arabian Journal of Geosciences, 13(23), 1-20.
• Şenol, H., Alaboz, P., & Dengiz, O. (2020). Farklı ana materyal üzerinde oluşmuş toprakların fiziko-kimyasal ve besin elementi içeriklerinin Enterpolasyon Yöntemle Değerlendirilmesi. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 35, 505-516.
• TOVEP (1991). Türkiye toprakları verimlilik envanteri. T.C. Tarım Orman ve Köy İşleri Bakanlığı Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü.
• Tunçay, T., Dengiz, O., & İmamoğlu, A. (2020). Influence of toposequence on physical and mineralogical properties of soils developed on basaltic parent material under sub-humid terrestrial ecosystem. Journal of Agricultural Sciences, 26(1), 104-116.
• Van Wambeke, A.R. (2000). The Newhall Simulation Model for estimating soil moisture & temperature regimes. Department of Crop and Soil Sci., Cornell University, Ithaca, NY.
• Yılmaz, M., & Dengiz, O. (2021). Bazı Toprak Özellikleri İle İlişkili Olarak Arazi Kullanımı ve Arazi Örtüsünün Toprak Organik Karbon Stokuna Etkisi. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 8(2), 154-167.
• Yılmaz, E., Alagöz, Z., & Öktüren, F. (2005). Aggregate formation and stability in soil. Selcuk Agriculture and Food Sciences Journal, 19(36), 78-86.