Trakya Bölgesi çeltik topraklarında makro ve mikro besin elementlerinin belirlenmesinde H3A-4 çoklu ekstraksiyon yönteminin uygulanabilirliğinin değerlendirilmesi

Öz

Bu çalışma, Trakya Bölgesi'ndeki çeltik topraklarında makro ve mikro besin elementlerinin belirlenmesinde H3A-4 çoklu ekstraksiyon yönteminin uygulanabilirliğini değerlendirmek ve bu yöntemin geleneksel toprak ekstraksiyon yöntemleriyle olan ilişkisini incelemek amacıyla yürütülmüştür. Edirne, Kırklareli ve İstanbul illerindeki çeltik yetiştirme alanlarından toplanan toprak örnekleri; toprak pH’ı, elektriksel iletkenlik (EC), doku özellikleri ve bitkiler tarafından alınabilir besin elementi içerikleri açısından analiz edilmiştir. Araştırmada makro besin elementleri olarak fosfor (P), potasyum (K), kalsiyum (Ca) ve magnezyum (Mg); mikro besin elementleri olarak ise demir (Fe), manganez (Mn), bakır (Cu), çinko (Zn) ve bor (B) değerlendirilmiştir. Geleneksel ekstraksiyon yöntemleri arasında alınabilir P için Olsen, değişebilir K, Ca ve Mg için amonyum asetat (NH4OAc), alınabilir Fe, Mn, Cu ve Zn için DTPA ve alınabilir B için sıcak su ekstraksiyonu kullanılmıştır. Bu yöntemlerden elde edilen sonuçlar, H3A-4 ekstraksiyonu sonrasında ICP-OES ile belirlenen değerlerle karşılaştırılmıştır. İncelenen topraklar genel olarak nötr ile hafif alkali reaksiyon göstermiş, 0.18–2.74 dS m⁻1 arasında değişen EC değerleri ağırlıklı olarak tuzsuz ile hafif tuzlu koşullara işaret etmiştir. Ayrıca, toprakların büyük çoğunluğu ağır bünyeli özellikler göstermiştir. Korelasyon analizleri, H3A-4 ekstraksiyon yönteminin K ve Mg için geleneksel yöntemlerle çok güçlü, Ca ve B için güçlü ve anlamlı pozitif ilişkiler gösterdiğini ortaya koymuştur. Fe ve Mn için orta düzeyde, P için ise zayıf ancak istatistiksel olarak anlamlı pozitif ilişkiler belirlenmiştir. Buna karşılık, Zn ve Cu için yöntemler arasında istatistiksel olarak anlamlı bir ilişki saptanmamıştır. Bu sonuçlar, H3A-4 çoklu ekstraksiyon yönteminin Trakya Bölgesi çeltik topraklarında bitkiler tarafından alınabilir besin elementlerinin eşzamanlı belirlenmesi için pratik bir alternatif olabileceğini göstermektedir. Bununla birlikte, yöntemin tarımsal yorumlama ve gübreleme önerilerinde kullanılabilmesi için bitki besin elementi alımı ve ürün verimi ile desteklenen kalibrasyon çalışmalarına ihtiyaç bulunmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• H3A-4 ekstraksiyonu
• çeltik toprakları
• bitkiler tarafından alınabilir besin maddeleri
• ICP-OES
• toprak verimliliği
• Trakya Yöresi

Destekleyen Kurum

TAGEM, TÜBİTAK, Kırklareli Üniversitesi

Proje Numarası

KLÜBAP-289

Etik Beyan

Yazarlar, bu çalışmanın tüm aşamalarında araştırma ve yayın etiği ilkelerine uygun hareket edildiğini beyan ederler. Çalışmada bilimsel etik kurallarına aykırı herhangi bir durum bulunmamaktadır. Ayrıca yazarlar arasında yazarlık katkıları, veri sahipliği, sonuçların yorumlanması veya yayımlanması konusunda herhangi bir etik anlaşmazlık ya da çıkar çatışması bulunmamaktadır.

Teşekkür

TAGEM, TÜBİTAK, Kırklareli Üniversitesi

Assessment of the applicability of the H3A-4 multi-extraction method for determining macro and micronutrients in paddy soils of the Thrace Region

Öz

This study was conducted to evaluate the applicability of the H3A-4 multi-extraction method for the determination of macro- and micronutrients in paddy soils of the Thrace Region and to investigate its relationship with conventional soil extraction methods. Soil samples collected from rice-growing areas in Edirne, Kırklareli, and Istanbul provinces were analyzed for soil pH, electrical conductivity (EC), texture, and plant-available nutrient contents. The investigated macronutrients included phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), and magnesium (Mg), while iron (Fe), manganese (Mn), copper (Cu), zinc (Zn), and boron (B) were evaluated as micronutrients. Conventional extraction methods included Olsen for available P, ammonium acetate (NH4OAc) for exchangeable K, Ca, and Mg, DTPA for available Fe, Mn, Cu, and Zn, and hot-water extraction for available B. The results obtained from these methods were compared with those determined by the H3A-4 extraction procedure using ICP-OES analysis. The investigated paddy soils were generally neutral to slightly alkaline in reaction, and EC values ranging from 0.18 to 2.74 dS m⁻1 indicated predominantly non-saline to slightly saline conditions. In addition, most of the soils were characterized by heavy-textured properties. Correlation analyses revealed that the H3A-4 extraction method exhibited very strong positive relationships with conventional extraction methods for K and Mg, and strong positive and significant relationships for Ca and B. Moderate positive relationships were observed for Fe and Mn, whereas P showed a weak but statistically significant positive relationship. In contrast, no statistically significant relationship was detected between the methods for Zn and Cu. These results indicate that the H3A-4 multi-extraction method may serve as a practical alternative for the simultaneous determination of plant-available nutrients in paddy soils of the Thrace locality. However, calibration studies supported by plant nutrient uptake and crop yield data are still required before the method can be reliably used for agronomic interpretation and fertilizer recommendations.

Anahtar Kelimeler

• H3A-4 extraction
• rice soils
• plant-available nutrients
• ICP-OES
• soil fertility
• Thrace Region.

Destekleyen Kurum

TAGEM, TÜBİTAK, Kırklareli Üniversity

Proje Numarası

KLÜBAP-289

Etik Beyan

The authors declare that this study was conducted in compliance with the principles of research and publication ethics. No scientific misconduct, including plagiarism, data fabrication, falsification, or other unethical practices, was involved in the preparation of this manuscript. In addition, there are no ethical disputes or conflicts of interest among the authors concerning authorship contributions, data ownership, interpretation of the findings, or publication of the study.

Teşekkür

TAGEM, TÜBİTAK, Kırklareli Üniversity

Kaynakça

1. Albarwari ZIS, Mehmedany LAM, 2025. Relationship between available and soluble boron with some soil properties. Euphrates Journal of Agricultural Science, 17(3), 1234–1257.
2. Anonim 1991a. Kırklareli İli Arazi Varlığı. Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü Yayınları. İl Rapor No: 39. Ankara.
3. Anonim 1991b. Edirne İli Arazi Varlığı. Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü Yayınları. İl Rapor No: 22. Ankara.
4. Anonim 1993. Tekirdağ İli Arazi Varlığı. Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü Yayınları. İl Rapor No: 59. Ankara.
5. Berger KC, Truog, E. 1939. Boron determination in soils and plants. J. Ind. Eng. Chem. 1939, 11–10, 540–545. Boyraz D, Cangir C, 2009. Classification and management of typical soils in the Yıldız Forest ecosystem. Journal of Tekirdag Agricultural Faculty, 6(1), 65–77.
6. Crittenden SJ, Molina O, Sager S, Cavers C, Xing Z, St Luce, M, Lawley Y, 2024. Comparison of conventional methods with Haney H3A version 4 for available phosphorus and potassium in southern Manitoba soils. Canadian Journal of Soil Science, 104(4), 504–508. https://doi.org/10.1139/cjss-2024-0060
7. Food and Agriculture Organization of the United Nations, & Intergovernmental Technical Panel on Soils. (2015). Status of the world’s soil resources: Main report. FAO. Rome, Italy.
8. Gürbüz MA, Kardeş TA, Çebi U, 2016. Fosforun belirlenmesinde çoklu ekstraksiyon yöntemlerinin buğday bitkisinde kullanılabilirliğinin toprak ve bitki analizleri ile değerlendirilmesi. Çukurova Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, 31(3), 229-233. Gürbüz MA, Kayalı E, Bahar E, Öz TA, 2018. Trakya yöresi tarım topraklarının bitki besin maddesi ve potansiyel toksik element kapsamlarının belirlenmesi, veri tabanının oluşturulması ve haritalanması (Proje Sonuç Raporu, Proje No: TAGEM/TSKAD/13/A/A13/P07/01-06). Atatürk Toprak, Su ve Tarımsal Meteoroloji Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü, Kırklareli

9. Gürbüz MA, Kayalı, E, Bahar E, Öz TA, & Kurşun, İ, 2019. Trakya topraklarının veri tabanının oluşturulması ve bazı toprak özellikleri. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi, 7(1), 28-36.. https://doi.org/10.33409/tbbbd.595133
10. Haney RL, Haney EB, Hossner LR, Arnold JG, 2006. Development of a new soil extractant for simultaneous phosphorus ammonium and nitrate analysis. Commun Soil Sci Plant Anal 37:1511-1523. https://doi.org/10.1080/00103620600709977
11. Haney RL, Haney EB, Hossner LR, Arnold JG, 2010. Modifications to the new soil extractant H3A–1: a multinutrient extractant. Commun Soil Sci Plant Anal 7:1513–1523. https://doi.org/10.1080/00103624.2010.482173
12. Haney RL, Haney EB, Smith DR, Harme RD, White MJ, 2018. The soil health tool—theory and initial broad-scale application. Appl Soil Ecology 15:162–168. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2017.07.035
13. Havlin JL, Tisdale SL, Nelson WL, Beaton JD, 2014. Soil Fertility and Fertilizers: An Introduction to Nutrient Management.
14. Hekimoğlu B, Altındeğer M, 2019. Çeltik sektör raporu: Sorunları ve çözüm önerileri. T.C. Samsun Valiliği İl Tarım ve Orman Müdürlüğü.
15. Hu X, Machmuller MB, Blecker SW, Buchanan CM, Aksland IB, Firth AG, Ippolito JA, 2025. Comparing the Soil Management Assessment Framework to the Haney Soil Health Test Across Managed Agroecosystems. Agronomy, 15(3), 643. https://doi.org/10.3390/agronomy15030643
16. İkiel C, Ustaoğlu B, Koç, DE. 2020. Erosion susceptibility analysis in the Thrace Peninsula. Journal of Geomorphological Researches, 4, 1–14.
17. Jackson ML, 1973. Soil Chemical Analysis: Advanced Course (2nd ed.). Madison, WI, USA.
18. Lindsay WL, Norvell WA, 1978. Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese, and copper. Soil Science Society of America Journal, 42(3), 421–428. https://doi.org/10.2136/sssaj1978.03615995004200030009x
19. Mallarino, AP ve JD Jones, 2018. Correlation of the weak organic acids test of a soil health tool with crop yield response to phosphorus fertilization. s. 14-20. 48. Kuzey-Orta Tarım-Sanayi Toprak Verimliliği Konferansı Bildirileri. 14-15 Kasım 2018. Cilt 34. Des Moines, IA. Uluslararası Bitki Besleme Enstitüsü, Peachtree Corners, GA
20. Nelson RE, 1982. Carbonate and gypsum. In:Page, A. L. et al. (Eds.), Methods of Soil Analysis. Part 2. ASA–SSSA.
21. Olsen SR, Cole CV, Watanabe FS, Dean LA, 1954. Estimation of available phosphorus in soils by extraction with sodium bicarbonate (USDA Circular No. 939). U.S. Department of Agriculture, U.S. Government Printing Office, Washington, DC.
22. Page AL, Miller RH, Keeney DR, 1982. Methods of Soil Analysis. Part 2. Chemical and Microbiological Properties. ASA-SSSA, Madison.
23. Ponnamperuma, FN, 1972. The chemistry of submerged soils. Advances in agronomy, 24, 29-96.
24. Richards LA, 1954. Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. USDA Agriculture Handbook No. 60. U.S. Department of Agriculture, Washington, DC.
25. Rutter EB, Ruiz Diaz DA, 2020. Relationships between Haney H3A and conventional soil tests for phosphorus and potassium in Kansas soils. Kansas Agricultural Experiment Station Research Reports, 6(9). https://doi.org/10.4148/2378-5977.7979
26. Sahrawat KÁ, 2005. Iron toxicity in wetland rice and the role of other nutrients. Journal of plant nutrition, 27(8), 1471-1504.
27. Walkley A, Black IA, 1934. An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science, 37, 29–38.