Pedo-Geological Approach in Assessment of Soil Fertility

Year 2018, Volume: 5 Issue: 4, 589 - 603, 18.10.2018

Timuçin Everest Hasan Özcan

https://doi.org/10.30910/turkjans.471364

Cited By: 9

Abstract

This study was carried out in
the Ezine district of Çanakkale province. The aim of the study was to determine
the fertility of olive orchards by pedo-geological approach. A total of 37 soil
samples were collected for this purpose. Physical and chemical properties of
soils were determined and distribution maps were generated by using IDW
(Inverse Distance Weighted) method in GIS (Geographic Information Systems).
Overlay maps were formed by overlaying the distribution maps of the parameters
with the digital geology map in GIS environment. Each obtained parameter was
interpreted with the geology of the area. As a result of analyzes it was
determined that the soils texture is coarse-medium in areas where main geologic
rock is granite. The existing of clastic sedimentary materials in the study
area causes the CaCO₃% content of the soil to be high and the pH
values to be slightly alkaline. Areas with low organic matter content were
found to have higher sandy materials. It has been determined that phosphorus is
derived from chemical decomposition of basalt, gabbro, serpentine and monzonite
rocks and chemical fertilization. The chemical decomposition of mica and
K-feldspar rich granites is the source of potassium. The lime-rich sedimentary
units in the study area are the main source of calcium and magnesium. Beside
these units, the decomposition of Ca-feldspar, pyroxene and amphibole group
minerals formed the source of calcium, the chemical decomposition of pyroxene
and amphibole group minerals formed the source of magnesium. Chemical
decomposition of basalt and granitic rocks and alteration of mudstone and
siltstone and chemical decomposition of siderite minerals form the geological
source of iron in the study area. The primary source of copper is the chemical
decomposition of igneous rocks and the secondary source is the copper
preparations used in agricultural protection. Chemical decomposition of rocks
such as basalt, granite, schist and sandstone in the study area has been a
source of zinc. Manganese transported from serpentines at higher elevations by
surface flow, groundwater-rock interaction and chemical decomposition.

Keywords

Pedo-geological approach, fertility, soil properties, geology, Çanakkale.

Toprak Verimliliğinin Değerlendirilmesinde Pedo-Jeolojik Yaklaşım

Abstract

Bu
çalışma Çanakkale ili Ezine ilçesinde gerçekleştirilmiştir. Çalışmada zeytin
tarımı yapılan arazilerin verimlik durumlarının pedo-jeolojik yaklaşım ile
belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda toplam 37 toprak örneği
alınmıştır. Toprak örneklerinin fiziksel ve kimyasal özellikleri incelenerek
CBS (Coğrafi Bilgi Sistemleri) ortamında IDW (Inverse Distance Weighted)
yöntemi kullanılarak dağılım haritaları oluşturulmuştur. Sayısal jeoloji
haritası ile parametrelere ait dağılım haritaları CBS ortamında üst üste
konumlandırılarak örtüşme (overlay) haritaları üretilmiştir. Elde edilen her
bir parametre alanın jeolojisi ile birlikte yorumlanmıştır. Yapılan analizler
sonucunda granitik kökenli kayaçların fazla olduğu alanlarda toprak bünyesinin
hafif-orta olduğu belirlenmiştir. Çalışma alanında sedimenter kırıntılı
malzemelerin bol miktarda olması toprakların % CaCO₃ içeriklerinin
yüksek ve pH değerlerinin hafif alkali olmasına neden olmuştur. Organik madde
içeriğinin düşük olduğu bölgelerin kum miktarının daha yüksek alanlar olduğu
belirlenmiştir. Fosforun bazalt, gabro, serpantin ve monzonit kayaçlarının
kimyasal ayrışması ve kimyasal gübrelemeden geldiği belirlenmiştir. Potasyumun
K-feldspat ve mikaca zengin granitlerin kimyasal ayrışmasından kaynaklandığı
görülmüştür. Kireçli sedimenter birimlerin çalışma alanında fazla miktarda
bulunması kalsiyum ve magnezyumun ana kaynağını oluşturmuştur. Bu birimler
dışında Ca-feldspat, piroksen ve amfibol grubu minerallerin ayrışması
kalsiyumun, piroksen ve amfibol grubu minerallerin kimyasal ayrışması ise
magnezyumun diğer bir kaynağını oluşturmuştur. Çalışma alanındaki bazalt,
granit kayaçlarının kimyasal ayrışması ve çamurtaşı ve silttaşı gibi birimlerim
alterasyonu ile siderit minerallerinin kimyasal ayrışması demirin jeolojik
kaynağını oluşturmaktadır. Bakırın birincil kaynağını magmatik kayaçların
kimyasal ayrışması ikincil kaynağını ise zirai mücadelede kullanılan bakırlı
preparatlar oluşturmuştur. Çalışma alanında bazalt, granit, şist ve kumtaşı
gibi kayaçların kimyasal ayrışması çinkonun kaynağı olmuştur. Yüksek
arazilerdeki serpantinlerde bulunan mangan yüzeysel akış, yeraltı suyu-kayaç
etkileşimi ve kimyasal ayrışma ile aşağıdaki arazilere taşınmıştır.

Keywords

Pedo-jeolojik yaklaşım, verimlilik, toprak özellikleri, jeoloji, Çanakkale.

References

• Alloway, B.J,. 2009. Soil factors associated with zinc deficiency in crops and humans. Environmental Geochemistry and Health, 31(5): 537-548.
• Altınbaş, Ü. 2000. Toprak Genetiği ve Sınıflaması. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, (540).
• Anderson, D.W. 1988. The effect of parent material and soil development on nutrient cycling in temperate ecosystems. Biogeochemistry, 5(1): 71-97.
• Anonim, 2018. Meteoroloji Genel Müdürlüğü, İllere ait Genel İstatistiki Veriler.
• Bouyoucos, G.J. 1951. A recalibration of the hydrometer method for making mechanical analysis of soils 1. Agronomy journal, 43(9): 434-438.
• Brady, N. C., Weil, R., R. 1999. The Nature and Properties of Soil. 12th ed.
• Collison, J.D. 1989. Sedimentary Structures, The University Printing House, Oxford, Great Britain, pg. 159-164.
• Çelik, P., Dengiz, O. 2018. Akselendi Ovası tarım topraklarının temel toprak özellikleri ve bitki besin elementi durumlarının belirlenmesi ve dağılım haritalarının oluşturulması. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 5(1): 9-18.
• Doğan, B., 2012. Menderes İlçesinde Zeytincilik ve Bağcılık Açısından Toprak Kalitesinin Belirlenmesi. OMÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi.
• Doran, İ., Aydın, R. 1999. İçel yöresi zeytinliklerinin beslenme durumunun tespiti. Anadolu, 9(1): 105-130, İzmir.
• Doran, İ., Koca, Y.K., Pekkolay, B., Mungan, M. 2008. Derik yöresi zeytinliklerinin beslenme durumunun tespiti. Mediterranean Agricultural Sciences, 21(1): 131-138.
• Earle, S. 2015. Physical Geology. BC Open Textbooks. Campus Manitoba.
• Everest, T., Özcan, H. 2015. Karamenderes Ovası, Truva Bölgesi Sağ Sahil fluviyal topraklarının sınıflandırılması. Toprak Su Dergisi, 4(2): 21-29.
• Everest, T. 2017. Çanakkale ili Ezine ilçesi arazi kullanım etkinliğinin belirlenmesi. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 4(2): 109-123. Grewelling, T., Peech, M. 1960. Chemical Soil Test. Cornell University Agr. Expt. Sta. Bull., 960.
• Gülsoy, Ö., Y., Bayraktar, İ., Can, N.M. 2003. Altere granitlerden yüksek potasyumlu feldispat üretimi. Bilimsel Madencilik Dergisi, 42(3): 3-10.
• Fonseca da, A.V. 2003. Characterizing and deriving Engineering Properties of a saprolitic soil from granite, in Porto. Characterisation and Engineering Properties of Natural Soils.
• He, Z., L., Yang, X., E., Stoffella, P., J. 2005. Trace elements in agroecosystems and impacts on the environment. Journal of Trace elements in Medicine and Biology, 19(2-3), 125-140.
• Jenny, H. 1941. Factores of Soil Formation: A System of Quantitative Pedology. McGraw-Hill.
• Kantarcı, D. 1981. Kuzey Trakya orman yetişme bölgesinde granit anataşı üstündeki bir toprak katenasının analitik olarak incelenmesi. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 31(1): 167-191.
• Karkanas, P., Goldberg P. 2010. Phosphatic Features in Interpretation of Micromorphological Features of Soils and Regoliths. Elsevier, 521-541.
• Kıbıcı, Y. 2003. Bazik ve ultrabazik kayaçların mineralojisi petrografisi ve doğaltaş sektöründe isimlendirmedeki önemi. Türkiye IV Mermer Sempozyumu (MERSEM 2003) Bildiriler Kitabı 18-19 Aralık 2003.
• Kılıç, İ. 2012. Toprak özellikleri ve çinko fraksiyonları arasındaki ilişki. Spatula D.D., 2(4):2 57-264.
• Kılıç, G. 2018. Pabuçlu (Kula, Manisa) Civarındaki Manganez Cevherleşmelerinin Oluşumu ve Jeokimyasal Özellikleri. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi.
• Lindsay, W.L., Madvedt, Y.J., Giardano, P.M. 1972. Micronutrient in Agriculture. Soil Sci. Soc.of America, pp:1-25, Wisconsin. USA.
• Lindsay, W.L., Norvell, W.A. 1978. Developmentof a DTPA soil test for Zn, Fe, Mn and Cu. Soil American Journal, 42(3): 421-428.
• Lindsay, W.L., Vlek, P.L., Chien, S.H. 1989. Phosphate minerals. Minerals in soil environments, (minerals in soil), 1089-1130.
• Mitchell, R., L., Burridge, J., C. 1979. Trace elements in soils and crops. Phil. Trans. R. Soc. Lond. B, 288(1026): 15-24.
• MTA, 2007a. Jeoloji Etütler Dairesi, 1: 100.000 ölçekli Türkiye Jeoloji Haritaları, Ayvalık G 17 Paftası Raporu, No:98, Ankara.
• MTA, 2007b. Jeoloji Etütler Dairesi, 1: 100.000 ölçekli Türkiye Jeoloji Haritaları, Ayvalık G 16-17 Paftaları Raporu, No:99, Ankara.
• MTA, 2018. Dolomit. http://www.mta.gov.tr/v3.0/bilgi-merkezi/dolomit. (Erişim tarihi: 05.07.2018).
• Olsen, S.R., Sommers, L.E. 1982. Phosphorus. In: Methods of Soil Analysis, Part 2. Chemical and Microbial Properties (Eds:A.L. Page, R.H. Miller, D.R. Keeney). Agronomy Monograph 9.ASA and SSSA, Madison, Wisconsin, USA, pp. 403-430.
• Orhan, A., Demirbilek, M. 2018. Kapadokya Bölgesi (Nevşehir, Orta Anadolu) kalk-alkalen ve alkalen plütonik/ subvolkanik kayaçların petrografik ve jeokimyasal özellikleri. Türkiye Jeoloji Bülteni. 61: 23-50.
• Oygür, V. 1990. Çayırlı (Ankara-Haymana) manganez yatağının jeolojisi ve kökeni üzerine görüşler. Maden Tetkik ve Arama Dergisi, 110.
• Özgüven, N., Katkat, A.V. 2002. Bursa ili topraklarının bitkiye yarayışlı çinko yönünden genel durumu. Uludağ. Üni. Zir. Fak. Dergisi, 16: 235-244.
• Özyazıcı, M.A., Dengiz, O., Aydoğan, M., Bayraklı, B., Kesim, E., Urla, Ö., Yıldız, H., Ünal, E. 2016. Orta ve Doğu Karadeniz Bölgesi tarım topraklarının temel verimlilik düzeyleri ve alansal dağılımları. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 31(1): 136-148.
• Parlak, M. 2016. İzmir ili Ödemiş ilçesinde patates yetiştirilen toprakların verimlilik durumlarının belirlenmesi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 53(3): 325-331.
• 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.
• Post, J.E. 1999. Manganese oxide minerals: Crystal structures and economic and environmental significance. Proceedings of the National Academy of Sciences, 96(7): 3447-3454.
• Richards L.A. 1954. Diagnosis and Improvement of Saline and Alkali Soils. U.S. Department of Agriculture Handbook 60: 94. Sağlam, M.T., Bellitürk, K., Hazinedar, N., Danışman, F. 2008. Kapıdağ Yarımadası zeytinliklerinin beslenme durumu. Selçuk Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, 22(44): 118-123.
• Schlichting, E., Blume, H.P. 1966. Bodenkundliches Praktikum; Eine Einführung In Pedologisches Arbeiten Für Ökologen, Insbesondere Land-Und Forstwirte, Und Für Geowissenschaftler.
• Smith H.W., Weldon M.D., 1941. A comparison of some methods for the determination of soil organic matter. Soil Science Society American Proceeding, 5: 177-182.
• Söylemez, S., Öktem, A.G., Kara, H., Almaca, N.D., Ak, B.E., Sakar, E. 2017. Şanlıurfa yöresi zeytinliklerinin beslenme durumunun belirlenmesi. Harran Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, 21(1): 1-15.
• Sungur, A., Everest, T., Özcan, H. 2012. Truva (Kumkale) topraklarında alınabilir çinkonun yersel ve zamansal değişimi. JOTAF/Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 9(1): 57-63.
• Taylan, E.D., Damçayırı, D. 2016. Isparta Bölgesi Yağış değerlerinin IDW ve Kriging enterpolasyon yöntemleri ile tahmini. Teknik Dergi, 27(3): 7551-7559.
• Uyanık, S., Ekinci, H. 2017. Geyikli yöresi (Çanakkale) Topraklarının bazı fizikokimyasal özellikleri, sınıflandırılması ve verimlilik durumunun incelenmesi. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 5(2): 87-96.
• Uysal, E., Albayrak, B., Kayalı, F., Karakoç, A., Bıyıklı, M., Daş, Ö.B. 2016. Armutlu yöresinde yetiştirilen zeytinliklerde verim ile bazı toprak özellikleri arasındaki ilişkinin belirlenmesi. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, 19-31.
• Van Straaten, P, Fernandes, T.R.C. 1995. Agrogeology in Eastern and Southern Africa: a survey with particular reference to developments in phosphate utilization in Zimbabwe. In: Blenkinsoptg and tromp pl (Eds), Sub-Saharan Economic Geology. Geol Soc Zimbabwe Spec Publ 3, Balkema Publishers, Netherlands, p. 103-118.
• Van Straaten, P. 2002. Rocks for Crops: Agrominerals of Sub-Saharan Africa. ICRAF, Nairobi, Kenya, 338 p.
• Van Straaten, P. 2006. Farming with rocks and minerals: challenges and opportunities Anais da Academia Brasileira de Ciências, 78(4): 731-747.
• Ware, C., Knight, W., Wells, D. 1991. Memory intensive statistical algorithms for multibeam bathymetric data. Computers & Geosciences, 17(7): 985-993.
• Yağmur, B., Aydın, Ş., Çoban, H. 2005. Bağda yapraktan demir (Fe) uygulamalarının yaprak besin element içeriklerine etkisi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 42(3):135-145.