Toprak İşleme ve Anız Yönetimi Uygulamalarının Toprağın Fiziksel Kalite İndikatörlerine Etkileri

Yıl 2021, Cilt: 36 Sayı: 3, 464 - 477, 12.10.2021

Elif Günal İsmail Celik

https://doi.org/10.7161/omuanajas.933444

Öz

Bitkisel üretimde tohum yatağı hazırlığı ve yabancı ot mücadelesi amacı ile kullanılan toprak işleme, sağladığı faydanın yanında sebep olduğu tahribat nedeniyle her zaman araştırmacıların çok fazla ilgisini çekmiştir. Bu çalışma, 11 yıldır devam eden ve 2 geleneksel, 3 azaltılmış ve 2 sıfır toprak işleme yönteminin toprak kalitesine etkisinin araştırıldığı bir deneme alanında, uygulamaların toprağın fiziksel kalite (FTK) indikatörlerine ve genel olarak FTK’ne etkisini belirlemek amacı ile yürütülmüştür. Çalışmada, kışlık buğday-mısır/soya fasulyesi rotasyonunda bitkisel üretim yapılmıştır. 2017 yılı Kasım ayında, mısır hasadından sonra, her parselden 0-10, 10-20 ve 20-30 cm derinliklerden bozulmuş ve bozulmamış toprak örnekleri alınmış ve her parselde penetrasyon direnci (PD) ölçümleri yapılmıştır. Toprak fiziksel kalitesini değerlendirmek amacı ile agregat stabilitesi (AS), hacim ağırlığı (HA), yarayışlı su içeriği ve su dolu gözenek hacmi belirlenmiştir. Doğrusal olmayan skorlama eğrileri kullanılarak, elde edilen değerler 0 ile 1.0 arasında skorlara dönüştürülmüştür. Skorların birleştirilmesi ile her toprak işleme yöntemi için bir TFK indeksi hesaplanmıştır. Toprak işleme yöntemlerinin tamamı, FTK indikatörleri ve indeksi üzerine önemli düzeyde etki etmiştir. Her üç derinlikte de en düşük AS skorları, anızların yakıldığı geleneksel uygulamada elde edilmiş, AS skorları derinlikle birlikte artmıştır. En düşük HA skorları, azaltılmış ve sıfır toprak işleme yöntemleri için hesaplanmıştır. Tüm toprak işleme uygulamalarında derinlikle birlikte PD skorları önemli düzeyde artmıştır. Korumalı işleme uygulamalarda tespit edilen sıkışma, su dolu gözenek hacminin önemi miktarda artışına neden olmuştur. Yüzey ve işleme derinliği altındaki sıkışma nedeniyle, korumalı yöntemlerde TFK skorları daha düşüktür. Ancak stratejik toprak işleme uygulamasının, sıfır toprak işleme altında gerçekleşen sıkışıklığı gidermede önemli düzeyde etkili olmuştur.

Anahtar Kelimeler

İndikatör, Agregat Stabilitesi, Yarayışlı Su, Sıkışma, Su Dolu Gözenek Hacmi

Destekleyen Kurum

TUBITAK

Proje Numarası

TOVAG 115O353

Teşekkür

Bu çalışma, Türkiye Bilimsel ve Teknoloji Kurumunun TOVAG 115O353 nolu projesi kapsamında sağlanan maddi destek ile gerçekleştirilmiştir.

Kaynakça

• Acir, N., Gunal, H., 2020. Soil quality of a cropland and adjacent natural grassland in an arid region. Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences. 15 (2): 275-288. Doi.org/10.26471/cjees/2020/015/128
• Acir, N., Günal, H., Çelik, İ., Barut, Z. B., Budak, M., Kılıç, Ş., 2021. Effects of long-term conventional and conservational tillage systems on biochemical soil health indicators in the Mediterranean region. Archives of Agronomy and Soil Science, In press. doi.org/10.1080/03650340.2020.1855327
• Andrews, S. S., Karlen, D. L., Mitchell, J. P., 2002. A comparison of soil quality indexing methods for vegetable production systems in Northern California. Agriculture, ecosystems & environment, 90(1):25-45. doi.org/10.1016/S0167-8809(01)00174-8
• Andrews, S.S., Karlen, D.L., Cambardella, C.A. 2004. The soil management assessment framework: A quantitative soil quality evaluation method. Soil Science Society of America Journal, 68(6):1945-1962. doi.org/10.2136/sssaj2004.1945
• Anonim 2018. Devlet Meteoroloji işleri Genel Müdürlüğü, Adana Meteoroloji İstasyonu.
• Bacher, M. G., Schmidt, O., Bondi, G., Creamer, R., & Fenton, O., 2019. Comparison of Soil Physical Quality Indicators Using Direct and Indirect Data Inputs Derived from a Combination of In‐Situ and Ex‐Situ Methods. Soil Science Society of America Journal 83(1):5-17. doi.org/10.2136/sssaj2018.06.0218
• Bateman, E.J., Baggs, L., 2005. Contributions of nitrification and denitrification to N2O emissions from soils at different water-filled pore space, Biology and Fertility of Soils, 41(6):379-388. doi.org/10.1007/s00374-005-0858-3
• Blake, G.R., Hardge, K.H., 1986. Bulk Density In: Klute, A. (Ed.), Methods of Soil Analysis. Part 1, Physical and Mineralogical Methods, 2nd Edition, Agronomy Monograph No.9, Soil Science Society of America, Madison, WI, pp. 363-375. doi.org/10.1002/gea.3340050110
• Blanco-Canqui, H., Gantzer, C.J., Anderson, S.H., Alberts, E.E., 2004. Tillage and crop influences on physical properties for an Epiaqualf, Soil Science Society of America Journal, 68:567–576. doi.org/10.2136/sssaj2004.5670
• Budak, M., Gunal, H., Celik, I., Yildiz, H., Acir, N., Acar, M., 2018. Soil quality assessment of upper Tigris basin. Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences. 13 (1):301-316. doi.org/10.26471/cjees/2018/013/026
• Bünemann, E. K., Bongiorno, G., Bai, Z., Creamer, R. E., De Deyn, G., de Goede, R., ... & Brussaard, L. 2018. Soil quality–A critical review. Soil Biology and Biochemistry, 120:105-125. doi.org/10.1016/j.soilbio.2018.01.030
• Catania, P., Badalucco, L., Laudicina, V.A., Vallone, M. 2018. Effects of tilling methods on soil penetration resistance, organic carbon and water stable aggregates in a vineyard of semiarid Mediterranean environment, Environmental Earth Sciences, 77:348. doi.org/10.1007/s12665-018-7520-5
• Celik, I., Barut, Z.B., Ortas, I., Gok, M., Demirbas, A., Tulun, Y., Akpinar, C., 2011. Impacts of different tillage practices on some soil microbiological properties and crop yield under semi-arid Mediterranean conditions. International Journal of Plant Production, 5(3): 237-254.
• Çelik, İ., Günal, H., Acar, M., Acir, N., Bereket Barut, Z., Budak, M., 2020. Evaluating the long‐term effects of tillage systems on soil structural quality using visual assessment and classical methods. Soil Use and Management, 36(2):223-239. doi.org/10.1111/sum.12554
• Çelik, İ., Günal, H., Acir, N., Barut, Z. B., Budak, M., 2021. Soil quality assessment to compare tillage systems in Cukurova Plain, Turkey. Soil and Tillage Research, 208:104892. doi.org/10.1016/j.still.2020.104892
• Cherubin, M.R., Karlen, D.L., Franco, A.L.C., Tormena, C.A., Cerri, C.E.P., Davies, C.A., Cerri, C.C., 2016. Soil physical quality response to sugarcane expansion in Brazil, Geoderma, 267:156-68. doi.org/10.1016/j.geoderma.2016.01.004
• Doran, J. W., 2002. Soil health and global sustainability: translating science into practice. Agriculture, Ecosystems & Environment, 88(2):119-127. doi.org/10.1016/S0167-8809(01)00246-8
• Edrisi, S. A., Tripathi, V., Chaturvedi, R. K., Dubey, D. K., Patel, G., Abhilash, P.C., 2021. Saline Soil Reclamation Index as an efficient tool for assessing restoration progress of saline land. Land Degradation & Development, 32(1):123-138. doi.org/10.1002/ldr.3641
• Fine, A.K., van Es, H.M., Schindelbeck, R.R. 2017. Statistics, scoring functions and regional analysis of a comprehensive soil health database. Soil Science Society of America Journal, 81:589–601. doi.org/10.2136/sssaj2016.09.0286
• Hillel, D., 2004. Introduction to environmental soil physics, Elsevier Science, Oxford, UK.
• Huang, S., Sun, Y., Rui, W., Liu, W., Zhang, W., 2010. Long-term effect of no-tillage on soil organic carbon fractions in a continuous maize cropping system of northeast China, Soil Sci. Soc. China, 20 (3), 285–292. doi.org/10.1016/S1002-0160(10)60016-1
• IUSS Working Group WRB., 2015. World Reference Base for Soil Resources 2014, Update 2015. International soil classification system for naming soil and creating legends for soil maps. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome
• Karlen, D.L., Andrews, S.S., Wienhold, B.J., Zobeck, T.M., 2008. Soil quality assessment: past, present and future. J. Integr. Biosci. 6(1):3-14
• Kemper, W.D., Rosenau, R.C., 1986. Aggregate stability and size distribution, In: Klute A, (Ed.) Methods of soil analysis. Part 1. Physical and mineralogical methods. Madison, WI. p 425-42. doi.org/10.2136/sssabookser5.1.2ed.c17
• Klute, A., 1986. Water Retention, Laboratory Methods. Methods of Soil Analysis. Part1. 2nd Ed. Agronomy 9. Am. Soc. Agron., 635-660, Madison.
• Lal, R., 1997. Long-term tillage and maize monoculture effects on a tropical Alfisol in western Nigeria. I. Crop yield and soil physical properties, Soil and Tillage Research, 42:145–160. doi.org/10.1016/S0167-1987(97)00006-8
• Lal, R., 2015. Restoring soil quality to mitigate soil degradation. Sustainability, 7(5):5875-5895. doi.org/10.3390/su7055875
• Laudicina, V.A., Palazzolo, E., Catania, P., Vallone, M., García, A.D., Badalucco, L., 2016. Soil quality indicators as affected by shallow tillage in a vineyard grown in a semiarid Mediterranean environment, Land Degradation and Development, 28(3):1038-1046. doi.org/10.1002/ldr.2581
• Li, Y., Chang, S. X., Tian, L., Zhang, Q., 2018. Conservation agriculture practices increase soil microbial biomass carbon and nitrogen in agricultural soils: A global meta-analysis. Soil Biology and Biochemistry, 121:50-58.
• Linn, D.M., Doran, J.W., 1984. Effect of water-filled pore space on carbon dioxide and nitrous oxide production in tilled and non-tilled soils, Soil Science Society of America Journal, 48(6):1267-1272. doi.org/10.2136/sssaj1984.03615995004800060013x
• Moebius-Clune, B., D. Moebius-Clune, B.K. Gugino, O.J. Idowu, R.R. Schindelbeck, A.J. Ristow, H.M. Van Es, J.E. Thies, H.A. Shayler, M. McBride, D.W. Wolfe, and G.S. Abawi., 2016. Comprehensive assessment of soil health. Cornell University, Geneva, NY. Available at http:// soilhealth.cals.cornell.edu/
• Muñoz-Rojas, M., 2018. Soil quality indicators: critical tools in ecosystem restoration. Current Opinion in Environmental Science & Health, 5, 47-52. doi.org/10.1016/j.coesh.2018.04.007
• Saurabh, K., Rao, K. K., Mishra, J. S., Kumar, R., Poonia, S. P., Samal, S. K., ... & Malik, R. K., 2021. Influence of tillage based crop establishment and residue management practices on soil quality indices and yield sustainability in rice-wheat cropping system of Eastern Indo-Gangetic Plains. Soil and Tillage Research, 206, 104841. doi.org/10.1016/j.still.2020.104841
• Six, J., Feller, C., Denef, K., Ogle, S.M., Moraes, J.C., Albrecht, A., 2002. Soil organic matter, biota and aggregation in temperate and tropical soils-effects of no-tillage, Agronomie, 22, 755–775. doi.org/ 10.1051/agro:2002043
• Soil Survey Staff., 2014. Keys to Soil Taxonomy, 12th ed. USDA-Natural Resources Conservation Service, Washington, DC.
• Swanepoel, P.A., du Preez, C.C., Botha, P.R., Snyman, H.A., Habig, J., 2015. Assessment of tillage effects on soil quality of pastures in South Africa with indexing methods, Soil Research, 53(3), 274-285. doi.org/10.1071/SR14234
• Tilman D., Cassman, K.G., Matson, P.A., Naylor, R., Polasky, S., 2002. Agricultural sustainability and intensive production practices. Nature. 418:671–677. doi.org/10.1038/nature01014
• Tormena, C.A., Karlen, D.L., Logsdon, S., Cherubin, M.R., 2017. Corn stover harvest and tillage impacts on near-surface soil physical quality, Soil and Tillage Research, 166:122-130. doi.org/10.1016/j.still.2016.09.015
• van Es, H.M., Karlen, D.L., 2019. Reanalysis validates soil health indicator sensitivity and correlation with long‐term crop yields. Soil Science Society of America Journal, 83(3):721-732. doi.org/10.2136/sssaj2018.09.0338
• Verhulst, N., Govaerts, B., Verachtert, E., Castellanos-Navarrete, A., Mezzalama, M., Wall, P., Chocobar, A., Deckers, J., Sayre, K.D., 2010. Conservation agriculture, improving soil quality for sustainable production systems, Advances in soil science: food security and soil quality, CRC Press, Boca Raton,