Geostatistical Modeling of Some Soil Fertility Parameters at an Agricultural Field Formed on Alluvial Material in Çukurova

Year 2012, Volume: 1 Issue: 2, 71 - 81, 19.09.2012

Armağan Karabulut İ. Ünver

Abstract

This study was focused on determining spatial variability structure and spatial dependence level of some selected
soil fertility parameters in a farmer land, site-specific management field, where maize has been planted every year, in
Çukurova (the Mediterranean Region), Southern Turkey. Some soil properties [total nitrogen (tN) (mg kg-1), available phosphorous
(aP) (mg kg-1), available potassium (aK) (mg kg-1), OM (%), EC (dS m-1), pH, CEC (cmol kg-1), sand (%), silt (%),
clay (%), CaCO3 (%)] at the depth of 0-30 cm were evaluated geostatistically by georeferenced 260 samples, which were
collected in different sampling intervals, within 38 ha area. An isotropic variogram structure was determined for aP, where
EC had pure nugget effect and other soil properties showed anisotropic variogram structures within different azimuth
angles. The highest spatial dependence ranks were observed in the geostatistical model results of clay and CEC, with the
values of 2.6 % and 3.6 %, while the least dependencies were obtained from those of aP and pH, with the values of 56.1
% and 53.2 %, respectively. Major and minor structural ranges were modeled together to remove the anisotropy and while
OMs' structural range was found as the longest spatio-structural range with 500 m, silts' was found as the shortest spatiostructural
range with 220 m. The majority of soil properties showed strong spatio-dependency level in this study area.
Spatial distribution of soil properties was interpolated by ordinary kriging method, depending on variogram structures
(isotropic or anisotropic), which were verified by the cross validation. There was strong similarity among the kriging spatial
distributions of clay content, CEC, OM, and aK as well as among their semivariograms. These similarities can be a
promising indicator for employing co-kriging technique among these soil properties.

Keywords

-

Çukurova'da Alüvyal Bir Tarım Arazisinde Bazı Toprak Verimlilik Parametrelerinin Jeoistatistiksel Modellemesi

Abstract

Bu araştırma kapsamında Çukurova'da her yıl mısır ekimi yapılan 38 ha'lık bir çiftçi tarlasında bazı toprak parametrelerinin
mekansal değişkenlik yapısı ve mekansal bağımlılık seviyelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Farklı örnekleme aralıklarında,
0-30 cm derinliğinden alınmış olan 260 adet toprak örneğinin bazı fiziksel ve kimyasal toprak özellikleri [KDK (cmol kg-1),
kum (%), silt (%), kil (%), EC (dS m-1), pH, CaCO3 (%), (toplam N [tN) (mg kg-1), alınabilir P (aP) (mg kg-1), alınabilir K (aK) (mg
kg-1), OM (%)] jeoistatistiksel olarak modellenmiştir.. Çalışmada aP izotropik bir yapı gösterirken diğer toprak özelliklerinde
anizotropik bir yapı gözlenmiştir. Anizotropi modele dahil edilerek majör ve minör yapısal uzaklıklar birlikte modellenmiştir. EC
ise tam kontrolsüz etki varyansı (pure nugget) göstermiştir. En yüksek mekansal bağımlılık kil ve KDK'da, en düşük de aP ve
pH'da görülmüştür. Anizotropi giderildikten sonra en yüksek yapısal uzaklık 500 m ile OM'de, en düşük yapısal uzaklık ise 220
m ile siltde belirlenmiştir. En yüksek mekansal bağımlılık sırasıyla % 2,6 ve % 3,6 derecesi ile kil ve KDK'da gözlenirken, en düşük
mekansal bağımlılık derecesi sırasıyla % 56,1 ve % 53,2 ile aP ve pH'da gözlenmiştir. Toprak özelliklerinin birbirleri ile olan ilişkileri
Pearson korelasyon matrisi ile incelenmiştir. Kil aK, OM, tN, KDK birbirleri ile pozitif yönde 0,05 seviyesinde anlamlı bir korelasyon
gösterirken, bu toprak özellikleri kum ile negatif yönde anlamlı bir korelasyon sergilemiştir. Aynı toprak özellikleri grubu
benzer krigleme mekansal dağılım yapısı göstermiştir. Benzer yarıvaryogram ve krigleme yüzey özellikleri, bu toprak özellikleri
arasında eş-krigleme (co-kriging) yönteminin uygulanabilirliğine önemli bir göstergedir.

Keywords

Jeoistatistik, yarıvaryogram, alansal bağımlılık, toprak verimlilik özellikleri, mekansal değişkenlik, Geostatistics, semivariogram, spatial dependence, soil fertility properties, spatial variability