Effects of humic acid and polymer applications on consistency limits

Öz

In the research, the effects of adding polymer and humic acid into the soil on the improvement of soil consistency limits (plastic limit, liquid limit, and plasticity index) were investigated. The study were carried out under greenhouse conditions and, surface soils samples with three different textures as clay, loam and sandy loam were used. Soils were weighed and transferred to 1.5 kg plastic pots and incubated by adding 500, 100 and 500 ppm doses to polyvinyl alcohol (PVA), polyacrylamide (PAM) and humic acid (HA) pots, respectively. During the incubation process, when 50% of the available water in the soil was depleted, irrigation was done. After the incubation, the soils were crumbling by hand and the relevant analyzes and evaluations were made. Obtained findings; show that the addition of the aforementioned regulators to clay, loam and sandy loam textured soils increases the liquid limit values by 11.97%, 18.05% and 21.13%, respectively, compared to the audit. It shows that the plastic limit values increased by 20.70%, 28.17% and 31.26%, respectively. On the other hand, it was determined that the applications decreased the plasticity index value by 3.45%, 27.17% and 66.77%, respectively. As time progressed, its regulatory effectiveness decreased. It has been observed that polyvinyl alcohol is the most effective polymer in all soil groups.

Anahtar Kelimeler

• Liquid limit
• plastic limit
• plasticity index
• soil texture
• polymer
• humic acid

Hümik asit ve polimer uygulamalarının kıvam limitleri üzerine etkileri

Öz

Araştırmada, toprağa polimer ve hümik asit ilavesinin kıvam limitlerinin (plastik limit, likit limit, plastiklik indeksi) gelişimi üzerine etkileri incelenmiştir. Sera şartlarında yürütülen çalışmada kil, tın ve kumlu tın olmak üzere üç farklı tekstüre sahip yüzey toprak örnekleri kullanılmıştır. Topraklar tartılarak 1.5 kg’lık plastik saksılara aktarılmış, polivinil alkol (PVA), poliakrilamid (PAM) ve hümik asit (HA) saksılara sırasıyla 500, 100 ve 500 ppm dozlarında ilave edilerek inkübasyona tabi bırakılmıştır. İnkübasyon aşamasında topraklardaki yarayışlı suyun %50’si tükenince sulama yapılmıştır. İnkübasyon sonrasında topraklar elle parçalanarak ilgili analiz ve değerlendirmeler yapılmıştır. Elde edilen bulgular; kil, tın ve kumlu tın tekstüre sahip topraklara söz konusu düzenleyicilerin (PVA, PAM, HA) ilavesi ile likit limit değerlerinin denete göre sırasıyla %11.97, %18.05 ve %21.13 oranında artırdığını göstermektedir. Plastik limit değerlerinin ise yine sırasıyla %20.70, %28.17 ve %31.26 oranında artırdığını göstermektedir. Diğer taraftan uygulamaların plastiklik indeksi değerini ise sırasıyla %3.45, %27.17 ve %66.77 oranında düşürdüğü belirlenmiştir. Süre ilerledikçe düzenleyici etkinliği azalmıştır. Polivinil alkolün tüm toprak gruplarında en etkili polimer olduğu gözlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Likit limit
• plastik limit
• plastiklik indeksi
• toprak tekstürü
• polimer
• hümik asit

Kaynakça

1. Aksakal EL, Angin I, Oztas T, 2013. Effects of diatomite on soil consistency limits and soil compactibility. Catena, 101, 157-163.
2. Aksakal EL, Öztaș T, 2010. Effects of PVA, PAM and HA on mean weight diameter and wet aggregate stability of soils. 45. hrvatski i 5. Međunarodni simpozij agronoma, 15-19 veljače 2010, Opatija, Hrvatska. Zbornik Radova.
3. Barzegar AR, Hashemi AM, Herbert SJ, Asoodar MA, 2004. Interactive effects of tillage system and soil water content on aggregate size distribution for seedbed preparation in Fluvisols in southwest Iran. Soil and Tillage Research, 78(1), 45-52.
4. Canbolat M, Öztaş T, 1997. Toprağın Kıvam Limitleri Üzerine Etki Eden Bazı Faktörler ve Kıvam Limitlerinin Tarımsal Yönden Değerlendirilmesi. Atatürk Üni. Ziraat Fak. Dergisi. 28 (1): 120-129.
5. Canbolat M, Barik K, Özgü, M, 2013. Erzurum yöresinde farklı ana materyaller üzerinde oluşmuş üç toprak profilinin kıvam limitleri ve şişme-büzülme karakteristikleri. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 30(2).
6. Demiralay İ, 1993. Topcanbolatrak Fiziksel Analizleri. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları No: 143, ss: 131, Erzurum.
7. Dexter AR, Czyż EA, Birkás M, Diaz-Pereira E, Dumitru E, Enache R,Simota C, 2005. SIDASS project: Part 3. The optimum and the range of water content for tillage–further developments. Soil and Tillage Research, 82(1), 29-37.
8. Dexter AR, Bird NRA, 2001. Methods for predicting the optimum and the range of soil water contents for tillage based on the water retention curve. Soil and Tillage Research, 57 (4): 203-212.

9. Gülser C, Candemir F, 2006. Ondokuz Mayıs Üniversitesi kurupelit kampüs topraklarının bazı mekaniksel özellikleri ve işlenebilirlikleri. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 21(2), 213- 217.
10. Hemmat A, Aghilinategh N, Rezainejad Y, Sadeghi M, 2010. Long-term impacts of municipal solid waste compost, sewage sludge and farmyard manure application on organic carbon, bulk density and consistency limits of a calcareous soil in central Iran. Soil and Tillage Research, 108(1-2), 43-50.
11. Hempfling R, Schulten HR, Horn R, 1990. Relevance of humus composition to the physical/mechanical stability of agricultural soils: a study by direct pyrolysis-mass spectrometry. Journal of analytical and applied pyrolysis, 17(3), 275-281.
12. Kacar B, 1994. Bitki ve Toprağın Kimyasal Analizleri, III. Toprak Analizleri. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Eğitim Araştırma ve Geliştirme Vakfı Yayınları, No.3, Ankara.
13. Keller T, Dexter AR, 2012. Plastic limits of agricultural soils as functions of soil texture and organic matter content. Soil Research, 50(1), 7-17.
14. McBride RA, Carter MR, Gregorich EG, 2008. Soil consistency: Upper and lower plastic limits. Soil sampling and methods of analysis. CRC Press, Boca Raton, FL, 761-781.
15. Mosaddegh MR, Mahboubi AA, Safadoust A, 2009. Short-term effects of tillage and manure on some soil physical properties and maize root growth in a sandy loam soil in western Iran. Soil and tillage research, 104(1), 173-179.
16. Müller L, Lipiec J, Kornecki TS, Gebhardt S, 2011. Trafficability and workability of soils. In: Encyclopedia of agrophysics (eds J. Gliński, J. Horabik & J. Lipiec), pp. 912– 922. Springer Science + Business Media B.V., Dordrecht, Dordrecht, The Netherlands.
17. Mueller L, Schindler U, Fausey NR, Lal R, 2003. Comparison of methods for estimating maximum soil water content for optimum workability. Soil and Tillage Research, 72 (1): 9-20. doi:10.1016/s0167-1987(03)00046-1.
18. Obour PB, Lamandé M, Edwards G, Sørensen CG, Munkholm LJ, 2017. Predicting soil workability and fragmentation in tillage: a review. Soil Use and Management, 33(2), 288-298.
19. Odell RT, Thornburn TH, McKenzie LJ, 1960. Relationships of Atterberg limits to some other properties of Illinois soils. Soil Science Society of America Journal, 24(4): 297-300. doi:10.2136/sssaj1960.03615995002.
20. Özdemir N, Bülbül, E, 2021. Turhal koşullarında arazi kullanımı ve bazı mekaniksel toprak özellikleri arasındaki ilişkiler. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 36(3), 376-385.
21. Özdemir N, Öztürk E, EKBERLİ İ, 2015. Effects of organic and inorganic amendments on soil erodibility. Eurasian Journal of Soil Science, 4(4), 266-271.
22. Özdemir N,. 1998. Toprak Fiziği. OMÜ Ziraat Fakültesi Ders kitabı No. 30. Samsun.
23. Kassım H, Özdemir N, 2022. Polimer ve hümik asit uygulamalarının toprağın strüktürel gelişimi üzerine etkileri. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi, 10(1), 19-28.
24. Rawls WJ, Pachepsky YA, 2002. Soil consistence and structure as predictors of water retention. Soil Science Society of America Journal, 66(4), 1115-1126.
25. Seybold CA, Elrashidi, MA, Enge RJ, 2008. Linear regression models to estimate soil liquid limit and plasticity index from basic soil properties. Soil science, 173(1), 25-34.
26. Staff SS, 2014. Keys to soil taxonomy. United States Department of Agriculture: Washington, DC, USA.
27. Sönmez K, 1981. Ahır gübresinin killi toprağın büzülme özelliği üzerine etkisi. Atatürk Üni. Ziraat Fak. Dergisi, 12(2-3), 31-37.
28. Terzaghi, A, Hoogmoed WB, Miedema R, 1988. The use of the'wet workability limit'to predict th land quality'workability'for some Uruguayan soils. Netherlands journal of agricultural science, 36(1), 91-103.
29. Thomas PJ, Baker JC, Zelazny LW, 2000. An Expensive Soil Index For Predicting Shrink-Swell Potential. Soil Sci. Soc. Am. J., 64:268-274.
30. Yakupoğlu T, Öztaş, T, 2016. Düzenleyici Olarak Kullanılan Bazı Polimerlerin Toprak ve Su Kayıpları Üzerine Etkilerinin Agregat Büyüklüğüne Bağlı Olarak Yapay Ardıl YağıĢlar Altında Araştırılması