Determination of Soil Water Content in Irrigation Management of Greenhouse Plant Production

Abstract

The need for water increases significantly due to the increase in temperatures and the decrease in water resources with climate change. In increasing agricultural production, along with other factors, it is undeniable that the share of irrigation is very large. The general practice in irrigation is to wet the root zone water content until it reaches field capacity after the irrigation time is determined. However, one of the most fundamental issues in planning a correct irrigation management is the determination and monitoring of soil water content. For this reason, in this study, it was aimed to determine the possibilities of determining and monitoring the soil water content of the plant root zone. The research was carried out in a greenhouse at Akdeniz University Faculty of Agriculture Research and Application Farm in Antalya, where greenhouse crop production is intense. In the study, the usability of the Profile Probe PR2 method, which is an indirect measurement method in determining the soil water content, was investigated. In the evaluation of the Profile Probe PR2 method, the gravimetric method, which is a direct measurement method for soil water content, was used as the basic tool. In the research, it was concluded that the soil water content can be determined quickly, practically and easily with the Profile Probe PR2 method. However, if it is preferred to monitor the soil water content with the Profile Probe PR2 method, it is also recommended to perform a detailed gravimetric calibration study for each soil condition.

Keywords

• Irrigation management
• neutronmeter
• TDR
• calibration curve
• vegetable production

Örtü Altı Bitkisel Üretiminin Sulama Yönetiminde Toprak Su İçeriğinin Belirlenmesi

Öz

İklim değişikliği ile birlikte sıcaklıkların artması ve su kaynaklarının azalması nedeniyle suya olan ihtiyaç da önemli ölçüde artış göstermektedir. Tarımsal üretimin artırılmasında, diğer etkenlerin yanı sıra sulamanın payının çok büyük olduğu yadsınamaz. Sulamalarda genel uygulama, sulama zamanı belirlendikten sonra, kök bölgesi su içeriğinin tarla kapasitesine gelinceye dek ıslatılmasıdır. Ancak, doğru bir sulama yönetiminin planlanmasında en temel konulardan biri toprak su içeriğinin belirlenmesi ve izlenmesidir. Bu nedenle ele alınan bu araştırmada, bitki kök bölgesi toprak su içeriğinin saptanması ve izlenmesi olanaklarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Araştırma, örtü altı bitkisel üretiminin yoğun olarak yapıldığı Antalya’da, Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Araştırma ve Uygulama Çiftliğinde bir serada yürütülmüştür. Çalışmada, toprak su içeriğinin belirlenmesinde dolaylı bir ölçüm yöntemi olan Profil Prop PR2 metodunun kullanılabilirliği araştırılmıştır. Profil Prop PR2 yönteminin değerlendirilmesinde ise toprak su içeriği için doğrudan bir ölçüm metodu olan gravimetrik yöntem temel araç olarak kullanılmıştır. Araştırmada, toprak su içeriğinin Profil Prop PR2 yöntemiyle hızlı, pratik ve kolay bir şekilde belirlenebileceği sonucuna varılmıştır. Ancak, toprak su içeriğinin Profil Prop PR2 yöntemiyle izlenmesinin tercih edilmesi durumunda, her toprak koşulu için ayrıntılı bir şekilde ve gravimetrik yöntemle kalibrasyon çalışmasının yapılması da önerilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Sulama yönetimi
• nötronmetre
• TDR
• kalibrasyon eğrisi
• sebze üretimi

Kaynakça

1. Anonim. (1998). 1997 yılı çalışma raporu. T.C. Tarım ve Köyişleri Bakanlığı, Tarım İl Müdürlüğü, Antalya, 71ss.
2. Anonim (2018). Antalya ili uzun yıllık iklim verileri. Antalya Meteoroloji Bölge Müdürlüğü, Antalya.
3. Can, O., & Kukul Kurttaş, Y. S. (2009). The use of neutron probes to determine evapotranspiration. (in Turkish with English Abstract) X. Ulusal Nükleer Bilimler ve Teknolojileri Kongresi, 6-9 Ekim 2009, 70-77.
4. Çetin, Ö. (2003). Toprak-su ilişkileri ve toprak suyu ölçüm yöntemleri. (in Turkish) T.C. Tarım ve Köy İşleri Bakanlığı, Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü, Eskişehir Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Yayınları, Genel Yayın No : 258, Teknik Yayın No : 25, Eskişehir, pp, 92.
5. Çevik, B. (2002). Sulama ve Drenaj. Ç.Ü. Ziraat Fakültesi Genel Yayın No: 243, Ders Kitapları Yayın No: A-77, Adana.
6. Evett, S. R., Tolk, J. A., & Howell, T. A. (2006). Soil profile water content determination: Sensor accuracy, axial response, calibration, temperature dependence, and precision. Vadose Zone Journal, 5(3), 894–907.
7. Howell, T. A., Evett, S. R., & Tolk, J. A. (2001). Irrigation systems ans management to meet future food fiber needs and to enhance water use efficiency. USDA-ARS Water Management User Unit Bushland Texas USA.
8. Güngör, Y., Erözel, A.Z., & Yıldırım, O. (2018). Sulama. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayın No: 1592, Ders Kitabı: 544 (6. Baskı), Ankara.

9. Kaman, H., & Özbek, Ö. (2021). Performance Evaluation of PR2 in Determination of Soil Water Content. Yuzuncu Yil University Journal of Agricultural Sciences, 31(3), 543- 550.
10. Kaman, H., Özbek, Ö., & Polat, E. (2022). Response of Greenhouse Grown Cucumber to Partial Root Zone Drying and Conventional Deficit Irrigation. KSU J. Agric Nat 25 (2): 337-347. https://doi.org/10.18016/ ksutarimdoga.vi. 883294.
11. Kanber, R. (2010). Tarla Sulama Sistemleri. Ç.Ü. Ziraat Fakültesi Genel Yayın No: 283, Ders Kitapları Yayın No: A-89, Adana.
12. Kırda, C., & Sarıyev, A. (2002). Toprak Fiziği. Ç.Ü. Ziraat Fakültesi Genel Yayın No: 245, Ders Kitapları Yayın No: A-79, Adana.
13. Kirnak, H., & Akpinar, Y. (2016). Performance evaluation of TDR soil moisture sensor. Agronomy Research, 14(2), 428–433.
14. Köksal, E. S., Cemek, B., Artık, C., Temizel, K. E., & Taşan, M. (2011). A new approach for neutron moisture meter calibration: Artificial neural network. Irrig Sci, 29, 369–377.
15. Soil Physics Laboratory SOIL 415. (1997). Methods of field measurements of soil water content and soil bulk density. University of Idaho, Dept. of Plant, Soil and Entomological Sciences, Laboratory Report No 1.
16. Tülün, Y. (2005). The measurement of soil water content and available water levels by TDR (time domain reflectometry) and the calibration of the tool in various soil texture classes. (MSc), Çukurova University, Institute of Natural and Applied Science, Adana, Turkey.