Effects of different soil tillage methods on CO2 fluxes in two different soil series

Öz

Global warming caused by the negative effects of greenhouse gases is one of the most important natural events affecting our world in recent years. Carbondioxide (CO₂) has an important ratio (88%) in total greenhouse gases. Intensive soil cultivation, enhances CO₂ emissions from soil to atmosphere due to organic matter and microorganism activities in soil; on the other hand, it leads to significant decreases in soil quality and plant yield and increases the environmental pollution. In this study, the effect of conventional tillage method, reduced tillage method and direct seeding on two different soil series in different periods of CO₂ emissions in Çukurova Region conditions were investigated. For this purpose, CO₂ measurements were made in Arık and Baraj series located in Çukurova University campus before sowing, after sowing period and after harvest in wheat cultivation. As a result of this study, the CO₂ emission level in Arik series soils having clay textures  in pre-planting and post-harvest periods were determined 6.24 kg ha^-1 day^-1 and 10.08 kg ha^-1 day^-1 respectively. In the after sowing period, CO₂ emission level were found to be higher (15.12 kg ha^-1 day^-1) in the Baraj series soils having higher organic matter and middle textured.

Anahtar Kelimeler

• Soil tillage,soil series,CO2 fluxes

Farklı toprak işleme yöntemlerinin iki farklı toprak serisinde CO2 salımına etkileri

Öz

Sera gazlarının olumsuz etkilerinden kaynaklı küresel ısınma, son yıllarda dünyamızı etkileyen en önemli doğa olaylarının başında gelmektedir. Toplam sera gazları içinde Karbondioksit (CO₂) %88 gibi önemli bir paya sahiptir. Aşırı toprak işleme, toprak yapısında bulunan organik madde ve mikroorganizma faaliyetlerine bağlı olarak topraktan atmosfere CO₂ salımında artışa; diğer yandan toprak kalitesinde ve buna bağlı olarak da bitkisel verimde önemli düşüşlere ve çevre kirliliğinde artışlara yol açmaktadır. Bu çalışmada Çukurova Bölgesi koşullarında geleneksel toprak işleme (GTİ), azaltılmış toprak işleme (ATİ) ve doğrudan ekim (DE) yöntemlerinin, birbirinden farklı özelliklere sahip iki farklı toprak serisinde, farklı dönemlerdeki CO₂ salım değerleri üzerindeki etkisi irdelenmiştir. Bu amaçla Çukurova Üniversitesi kampüsü içerisinde bulunan Arık ve Baraj serisi topraklarında buğday tarımı yapılan arazilerde ekim öncesi, ekim sonrası ve hasat sonrası olmak üzere üç farklı dönemde CO₂ ölçümleri yapılmıştır. Çalışma sonucunda, kil tekstüre sahip Arık serisi topraklarında CO₂ salım değeri ekim öncesi 6.24 kg/hagünve hasat sonrası 10.08 kg/ha gün olarak ölçülmüştür. Ekim döneminde ise yüzey organik maddesi daha yüksek ve orta tekstürlü olan Baraj serisi topraklarında CO₂ salım düzeyi daha yüksek (15.12 kg/hagün) bulunmuştur.

Anahtar Kelimeler

• Toprak işleme,toprak serisi,CO2 salımı

Kaynakça

1. Abdalla, K, Chivenge, P, Ciais, P, Chaplot, V, 2016. No-tillage lessens soil CO2 emissions the most under arid and sandy soil conditions. Biogeosciences, 13, 3619–3633.
2. Acar, M, 2016. Uzun süreli farklı işleme uygulamalarının agregat boyut dağılımındaki organik karbon ve yarayışlı su içeriğine etkileri. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana.
3. Akbolat, D, Evrendilek, F, Coşkan A, Ekinci, K, 2009. Quantifying soil respiration in response to short-term tillage practices: a case study in southern Turkey. Acta Agriculturae Scandinavica Section B Soil& Plant Science 59:50-56.
4. Anonim, 2018a. World Resources Institute, Climate Analysis Indicators Tool. Available from URL: http://www.c2es.org/content/international-emissions/
5. Anonim, 2018b. TÜİK verileri. URL: www.tuik.gov.tr
6. Bauer, PJ, Frederick, JR, Novak, JM, Hunt, PG, 2006. Soil CO2 flux from a norfolk loamy sand after 25 years of conventional and conservation tillage, Soil & Tillage Research 90, 205–211.
7. Dingil, M, Şenol, S, Öztekin, ME, 2008. Çukurova Üniversitesi kampüs alanı topraklarının coğrafi bilgi sistemi (CBS) kullanılarak detaylı toprak etüt ve haritasının güncellenmesi. Çukurova Üniversitesi, Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi. Proje No: ZF2005BAP8 Proje Sonuç Raporu, Adana
8. Erol A, Ekinci K, Akbolat D, Evrendilek F, 2016. Modeling impacts of land uses on carbon and nitrogen contents, carbon dioxide and water effluxes of Mediterranean soils. Polish Journal of Environmental Studies 25(4):1479-1487.

9. Gülez, M, 2002. Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bölümü deneme alanının detaylı toprak etüd ve haritalaması. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana.
10. Güzel, N, Gülüt, KY, 2010. Toprağın Oluşumu ve Özellikleri. Ç.Ü. Ziraat Fakültesi Genel Yayın No: 289; Ders Kitapları Yayın No: A-91.
11. Horak, J., Igaz, D., Kondlova, E., 2014. Short-term soil carbon dioxide (CO2) emission after application of conventional and reduced tillage for red clover in Western Slovakia. Eurasian Journal of Soil Science 3: 206 – 211.
12. Islam, KR, Weil, RR, 2000. Land use effects on soil quality in a tropical forest ecosystem of Bangladesh. Agriculture, Ecosystems and Environment 79 (1): 9-16.
13. Jensen, LS, Mc Queen, DJ, Shepherd, TG, 1999. Effect of soil compaction on N-mineralization and microbial-C and -N. I. field measurement. Soil & Tillage research, 38: 175-188.
14. Morell, F.J. Fuentes, J.A., Lampurlanés, J., Martíneza, C.C., 2010. Soil CO2 fluxes following tillage and rainfall events in a semiarid Mediterranean agroecosystem: Effects of tillage systems and nitrogen fertilization. Agriculture, Ecosystems & Environment 139(1-2): 167-173.
15. Nardi, S, Cocheri, G, Dell Agnola, G, 1996. Biological activity of humus. In: Humic Substances in Terrestrial Ecosystems (eds. Piccolo, A), Elsevier, Amsterdam, 361-406.
16. Paustian, K, Six, J, Elliott, ET, Hunt, HW, Rustad, LE, Huntingdon, TG, Boone, RD, 2000. Controls on Soil Respiration Implications for Climate Change. Biogeochemistry 48: 147-163.
17. Rastogi, M, Singh, S, Pathak, H, 2002. Emission of carbon dioxide from soil, Current Science 82, 510–517.
18. Reicosky, DC, 2003. Tillage-induced CO2 emissions and carbon sequestration: effect of secondary tillage and compaction. (eds. García-Torres, L, Benites, J, Martínez-Vilela, A,Holgado-Cabrera, A), Springer; 1 edition, 516, 291-300.
19. Sainju, UM, Jabro, JD, Stevens, WB, 2006. Soil Carbon Dioxide Emission as Influenced by Irrigation, Tillage, In: Cropping System, and Nitrogen Fertilization, pp. 1086–1098.
20. Soil Survey Staff, 2010. Keys to Soil Taxonomy by Soil Survey Staff. Eleventh edition. USDA, Natural Resources Conservation Service, USA.
21. Turgut, MM, Barut, ZB, 2008. Tarımda toprak işleme uygulamaları ve CO2 salımı. Ç.Ü.Z.F. Dergisi. 23(4), 25-32.