The Effects of Organic Conditioner Applications on Some Physical Properties of Soils and Their Relations with Soil Loss in Artificial Rain Conditions

Abstract

This study investigates the effects of farmyard manure, rice husk and municipal waste compost on soil quality indicators that are used for assessing susceptibility to erosion and soil loss by surface runoff. Two different soil groups, Entisol and Inceptisol, from the Minöz Basin of Samsun province were used. Organic conditioners were applied to the soils per dry weight basis in three different doses (2, 4 and 6%) in the simulation and incubation experiments conducted under greenhouse conditions. The results show that the organic conditioners improved the soil physical characteristics and reduced erodibility and soil loss. Effectiveness of the organic conditioners depend on the application dose. The least amount of soil loss was observed at the maximum dose. Municipal waste compost was more effective than rice husk compost and farmyard manure in reducing soil loss by surface runoff. It has been determined that the erosion susceptibility indices are more effective predictors at low rainfall intensities.

Keywords

• Organic amendments,physical characteristic,soil loss

Organik Düzenleyici Uygulamalarının Yapay Yağış Koşullarında Toprakların Bazı Fiziksel Özellikleri ve Toprak Kaybı Arasındaki İlişkiler Üzerine Etkileri

Abstract

Bu çalışmada ahır gübresi, çeltik kavuzu kompostu ve çöp kompostu uygulamalarına bağlı olarak erozyona karşı duyarlılığın değerlendirilmesinde kullanılan bazı toprak kalite parametreleri ve yüzey akışla oluşan toprak kaybı arasındaki ilişkiler irdelenmiştir. Çalışmada Samsun ili Minöz Havzası’nda yayılım gösteren Entisol ve Inceptisol olarak sınıflandırılan topraklar kullanılmıştır. Çalışmada simülasyon ve toprak kalitesinin belirlenmesi amacıyla her iki toprak için iki farklı deneme kurulmuş, kontrol örneği iki farklı toprak grubu için tek hazırlanmış ve örneklere organik madde içeriğini % 2, % 4 ve % 6 miktarında artıracak şekilde 3 farklı dozda organik düzenleyici uygulanmıştır. Deneme sonucunda topraklara uygulanan organik düzenleyicilerin toprakların bazı fiziksel özelliklerini iyileştirdiğini ve erozyona karşı duyarlılığı düşürerek yüzey akışla meydana gelen toprak kayıplarını azalttığı tespit edilmiştir. Düzenleyicilerin erozyonla oluşan toprak kayıplarını azaltma etkinliği uygulama dozları arasında farklılık göstermekte olup en düşük kayıplar maksimum doz uygulamalarında elde edilmiştir. Çöp kompostu yüzey akış kayıplarını azaltmada; çeltik kavuzu kompostu ve ahır gübresinden daha etkili olmuştur. Erozyona duyarlılık parametrelerinin tahmin gücünün düşük yağış yoğunluklarında daha belirgin olduğu belirlenmiştir.

Keywords

• fiziksel özellik,Organik düzenleyici,toprak kaybı

References

1. Akça, E., Dinç, U., Serdem, M., Şenol, S., Eswaran, H., Kapur, S., 2007. Soils of Turkey: Status, problems and solutions. (Eds: P. Zdruli and G.T. Liuzzi), Mediterranean Conference, Status of Mediterranean Soil Resources: Actions Needed to Support Their Sustainable Use, Tunis, Tunisia, p: 315-339.
2. Albiach, R., Canet, R., Pomares, F., Ingelmo, F., 2001. Organic matter components, aggregate stability and biological activity in a horticultural soil fertilized with different rates of two sewage sludges during ten years. Bioresource Technology, 77(2): 109-114.
3. Anonymous, 1954. U.S. Salinity Laboratory Staff, Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. Agriculture Handbook No: 60, USDA Water Conservation, 32: 130-132.
4. Bandyopadhyay, K.K., Misra, A.K., Ghosh, P.K., Hati, K.M., 2010. Effect of integrated use of farmyard manure and chemical fertilizers on soil physical properties and productivity of soybean. Soil and Tillage Research, 110(1): 115-125.
5. Bayraklı, F., 1987. Toprak ve Bitki Analizleri. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Yayınları, No: 17, Samsun.
6. Black, C.A., 1965. Methods of Soil Analysis Part I, American Society of Agronomy, No: 9, Inc. Madison.
7. Candemir, F., 1998. Çarşamba Ovası yüzey topraklarının bazı mekaniksel özellikleri ile strüktürel dayanıklılık ve erozyona duyarlılık ölçütlerinin belirlenmesi üzerine bir araştırma. Yüksek lisans tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Samsun.
8. Clark, M.S., Horwath, W.R., Shennan C., Scow. K.M., 1998. Changes in soil chemical properties resulting from organic and low-input farming practices. Agronomy Journal, 90(5): 662-671.

9. Çimrin, K.M., Boysan, S., 2006. Van yöresi tarım topraklarının besin elementi durumları ve bunların bazı toprak özellikleri ile ilişkileri. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Bilimleri Dergisi, 16(2), 105-111.
10. Demiralay, İ., 1993. Toprak Fiziksel Analizleri. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları No: 143, Erzurum.
11. Dinç, U., Kapur, S., Özbek, H., Şenol, S., 1999. Toprak Genesisi ve Sınıflandırılması. 3. Baskı, Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Ders Kitabı, No: C-130, Adana.
12. Doran, J.W., Parkin, T.B., 1994. Defining and assessing soil quality. (Eds: J.W. Doran, D.C. Coleman, D.F. Bezdicek, and B.A. Stewart), Defining Soil Quality for a Sustainable Environment, Soil Science Society America Special Publication No: 35, Madison, 3-21.
13. Eriksen, G.N., Coale, F.J., Bollero, G.A., 1999. Soil nitrogen dynamics and maize production in municipal solid waste amended soil. Agrononmy Journal, 91(6): 1009-1016.
14. Erpul, G., Çanga, M.R., 2001. Toprak erozyon çalışmaları için bir yapay yağmurlama aletinin tasarım prensipleri ve yapay yağış karakteristikleri. Tarım Bilimleri Dergisi, 7(1): 75-83.
15. Faucette, L.B., Risse, L.M., Nearing, M.A., Gaskin, J.W., West, L.T., 2004. Runoff, erosion and nutrient losses from compost and mulch blankets under simulated rainfall. Journal of Soil and Water Conservation, 59(4): 154-160.
16. Graf, F., Frei, M., 2013. Soil aggregate stability related to soil density, root length, and mycorrhiza using site-specific Alnus incana and Melanogaster variegatus s.l. Ecological Engineering, 57: 314-323.
17. Gregorich, E.G., Carter, M.R., Angers, D.A., Monreal, C.M., Ellert, B.H., 1994. Towards a minimum data set to assess soil organic matter quality in agricultural soils. Canadian Journal of Soil Science, 74(4): 367-385.
18. Haynes, R.J., Naidu, R., 1998. Influence of lime, fertilizer and manure applications on soil organic matter content and soil physical conditions: a review. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 51(2): 123-137.
19. İç, S., Gülser, C., 2008. Tütün atığının farklı bünyeli toprakların bazı kimyasal ve fiziksel özelliklerine etkisi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 23(2): 104-109.
20. Kacar, B., 1972. Bitki ve Toprağın Kimyasal Analizleri: II. Bitki Analizleri. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları: 453, Uygulama Kılavuzu: 155, Ankara.
21. Kacar, B., 1994. Bitki ve Toprağın Kimyasal Analizleri: III. Toprak Analizleri. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Eğitim Araştırma ve Geliştirme Vakfı Yayınları, No: 3, Ankara.
22. Kara, Z., 2012. Farklı orijinli organik atıklardan ayrışan bazı mineral maddelerin toprak profili boyunca taşınımı. Yüksek lisans tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Samsun.
23. Karaca, A., 2004. Effect of organic wastes on the extractability of cadmium, copper, nickel, and zinc in soil. Geoderma, 122(2-4): 297-303.
24. Karaoğlu, M., Çanga, M.R., 2002. The consecutive simulated rainfall, slope and phosphogypsum’s effects on runoff and erosion. International Conference on Sustainable Land Use Management, Sharing Experiences for Sustainable Use of Natural Sources, June 10-13, Çanakkale, Turkey, Proceeding Book, p: 282-289.
25. Lal, R., 1988. Soil Erosion Research Methods. Soil and Water Conserva¬tion Society Ankeny, Iowa.
26. Lal, R., Kimble, J.M., 1997. Conservation tillage for carbon sequestration. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 49(1-3): 243-253.
27. Martinez, F., Casermeiro, M.A., Morales, D., Cuevas, G., Walter, I., 2003. Effects of run-off water quantity and quality of urban organic wastes applied in a degraded semi-arid ecosystem. The Science of the Total Environment, 305(1-3): 13-21.
28. Ngatunga, E.L.N., Lal, R., Uriyo, A.P., 1984. Effects of surface management on runoff and soil erosion from some plots at Mlingano, Tanzania. Geoderma, 33(1): 1-12.
29. Özdemir, N., 1998. Toprak Fiziği. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, No: 30, Samsun.
30. Özdemir, N., 2013. Toprak ve Su Koruma. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları No: 22, 3. Baskı, Samsun.
31. Richards, L.A., 1954. Diagnosis and Improvement of Saline and Alkali Soils. Agriculture Handbook No: 60, p. 105-106.
32. Rowell, D.L., 1996. Soil Science Methods and Applications. Wesley Longman Limited, Harlow, U.K.
33. Sağlam, M., 2013. Çok değişkenli istatistiksel yöntemler ile toprak özelliklerinin gruplandırılması. Toprak Su Dergisi, 1: 7-14.
34. Sağlam, M.T., 1997. Toprak ve Suyun Kimyasal Analiz Yöntemleri. Trakya Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayın No: 189, Ders Kitabı No: 5, 2. Baskı, Tekirdağ.
35. Sojka, R.E., Upchurch, D.R., 1999. Reservations regarding the soil quality concept. Soil Science Society of America Journal, 63(5): 1039-1054.
36. Sönmez, M., Yılmaz, E., 2016. Biyo-gübre uygulamalarının agregat oluşumu üzerindeki rolü. Mediterranean Agricultural Sciences, 29(3): 131-137.
37. Tejada, M., Gonzalez, J.L., 2003. Effects of the application of a compost originating from crushed cotton gin residues on wheat yield under dryland conditions. European Journal of Agronomy, 19(2): 357-368.
38. Tejada, M., Gonzalez, J.L., 2004. Effects of application of a byproduct of the two-step olive oil mill process on maize yield. Agronomy Journal, 96(3): 692-699.
39. Turgut, B., Aksakal, E.L., 2010. Fiğ samanı ve ahır gübresi uygulamalarının toprak aşınım parametreleri üzerine etkileri. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 11(1): 1-10.
40. Whalen, J.K., Chang, C., Clayton, G.W., Carefoot, J.P., 2000. Cattle manure amendments can increase the pH of acid soils. Soil Science Society of America Journal, 64(3): 962- 966.
41. Yakupoğlu, T., 2010. Samsun ili Minoz ve Gölet Havzalarında yaygınlık gösteren toprakların su erozyonuna duyarlılıklarının laboratuar koşullarında belirlenmesi. Doktora tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Samsun.