Organik düzenleyici uygulanmış toprakta erozyonla oluşacak toprak kaybının tahmini

Öz

Toprak karmaşık süreçler sonucunda oluşan, yeryüzündeki madde döngülerinin gerçekleştiği, canlı ve kompleks bir ekosistemdir. Yaşamın temelini oluşturan bu kompleks sistem erozyonla kaybolmaktadır. Bu çalışma, yapay yağış koşullarında oluşan toprak kaybı değerleri ile erozyona karşı duyarlılığın değerlendirilmesinde kullanılan parametreler ve bazı fiziko-kimyasal toprak özellikleri arasındaki ilişkileri belirlemek ve bu özellikleri kullanarak erozyonla oluşabilecek toprak kaybı değerinin tahmin edilmesini sağlayacak bir model geliştirmek üzere yürütülmüştür. Çalışmada Samsun ili sınırları içerisinde bulunan Minoz Havzası’nda yayılım gösteren Lithic Ustorthent ve Typic Calciustept olarak sınıflandırılan topraklar ile çöp kompostu, çeltik kavuzu kompostu ve ahır gübresi düzenleyicileri kullanılmıştır. Havzaya ait bozulmuş toprak örneklerine organik düzenleyiciler kuru ağırlık esasına göre farklı dozlarda (% 0, 2, 4 ve 6) uygulanarak simulasyon uygulaması yapılmış ve kalite parametrelerinin belirlenebilmesi amacıyla deneme kurulmuştur. Denemeler sonucunda, topraklara uygulanan organik düzenleyicilerin toprak-su kayıplarını azalttığı ve erozyona karşı dayanıklılığı artırdığı belirlenmiştir. Toprak kayıplarının daha az olarak tespit edildiği uygulamalarda kalite parametreleri diğer uygulamalara kıyasla daha yüksek değerler almıştır. Yapay yağış koşullarında ölçülen ve geliştirilen pedotransfer fonksiyonlar (PTFs) ile tahmin edilen toprak kaybı değerlerinin karşılaştırılmasında determinasyon katsayısı (R2) kullanılmıştır. Havzada toprak kaybını tahmin etmek için kullanılacak eşitliğin R2 değeri 0.95 olarak elde edilmiştir. Bu sonuçlar geliştirilen pedotransfer eşitliklerin Minoz Havzası topraklarında gerçekleşen kayıpların tahmin edilmesinde kullanılabileceğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

• yapay yağış
• erozyona duyarlılık
• toprak düzenleyiciler
• toprak kaybı

Estimation of soil loss by erosion in organic conditioner applied soil

Öz

Soil is a living and complex ecosystem that is formed as a result of complicated processes and where material cycles on Earth take place. This complex system which forms the base of life, losses with erosion. This study was carried out to determine relationships between soil loss occurring in the artificial rainfall conditions and parameters used in the evaluation of susceptibility to erosion and some physico-chemical soil properties to develop a model to estimate soil loss that may occur with erosion by using these properties. In the study, soils classified as Lithic Ustorthent and Typic Calciustept which were in the Minoz Basin within the borders of Samsun province and conditioners as municipal waste compost, rice husk compost and manure were used. A simulation was done by applying organic conditioners to the degraded soil samples in different doses (0, 2, 4, and 6 %) based on dry weight and a trial was established to determine quality parameters. As a result of the experiments, it was determined that organic conditioners applied to the soils reduce soil-water losses and increase resistance to erosion. In the applications soil losses were determined to be less, quality parameters were found higher compared to the other applications. The determination coefficient (R2) was used in the comparison of the soil loss values measured and developed with pedotransfer functions (PTFs) under artificial rainfall conditions. The R2 value of the equation to be used to estimate the soil loss in the basin was obtained as 0.95. These results showed that developed pedotransfer equations could be used in the estimation of soil losses in Minoz basin soils.

Anahtar Kelimeler

• Artificial rainfall
• Susceptibility to erosion
• Soil conditioners
• Soil loss

Kaynakça

1. Akalan İ, 1967. Toprak fiziksel özellikleri ve erozyon. Ankara Üniv. Ziraat Fak. Yıllığı, (3-4): 490-503.
2. Akalan İ, 1974. Toprak ve su muhafazası. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi, Yayın No: 532, Ankara.
3. Alaboz P, Işıldar AA, 2019. Pedotransfer fonksiyonların (Ptfs) bazı toprak fiziksel özellikleri için değerlendirilmesi. Türk Bilim ve Mühendislik Dergisi, 1(1): 28-34.
4. Bagarello V, Di Stefano C, Ferro V, Giordano G, Iovino M, 2009. A pedotransfer function for estimating the soil erodibility factor in Sicily. J. of Ag. Eng. - Riv. di Ing. Agr. 3: 7-13.
5. Bayraklı F, 1987. Toprak ve bitki analizleri. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Yayınları, Yayın no:17, s:77.
6. Black CA, 1965. Methods of soil analysis: Part I, physical and mineralogical properties. American Society of Agronomy, Madison, Wisconsin, U.S.A.
7. Bouma J, 1989. Using soil survey data for quantitative land evaluation. Advances in Soil Science, 9: 177-213.
8. Bryan RB, 1968. The development, use and efficiency of indices of soil erodibility. Geoderma, 2(1): 5-26.

9. Canbolat M, 1999. Bazı toprak nem karakteristiklerinin tane büyüklük dağılımı ve organik karbon içeriğinden tahmin edilmesi. Atatürk Üniv. Ziraat Fak. Derg. 30(2): 113-119.
10. Candemir F, Gülser C, 2012. Influencing factors and prediction of hydraulic conductivity in fine-textured alkaline soils. Arid Land Research and Management, 26(1): 15-31.
11. Cassol EA, da Silva TS, Eltz FLF, Levien R, 2018. Soil erodibility under natural rainfall conditions as the K factor of the universal soil loss equation and application of the nomograph for a subtropical Ultisol. Revista Brasileira de Ciência do Solo. 42:e0170262.
12. Cebel H, Akgül S, Doğan O, Elbaşı F, 2013. Türkiye büyük toprak gruplarının erozyona duyarlılık “K” faktörleri. Toprak Su Dergisi, 2(1): 30-45.
13. Cerdá A, 1996. Soil aggregate stability in three Mediterranean environments. Soil Technology, 9(3): 133-140.
14. Çimrin KM, Boysan S, 2006. Van yöresi tarım topraklarının besin elementi durumları ve bunların bazı toprak özellikleri ile ilişkileri. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Bilimleri Dergisi, 16(2): 105-111.
15. Daba Fufa S, Strauss P, Schneider W, 2002. Comparison of erodibility of some Hararghe soils using rainfall simulation. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 33 (3-4): 333-348.
16. Demiralay İ, 1993. Toprak fiziksel analizleri. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi, Erzurum.
17. Eraslan S, İmamoğlu A, Coşkun A, Saygın F, Dengiz O, 2016. İnebolu Havzası topraklarının erozyon duyarlılıklarını belirlenmesinde agregat ve strüktür stabilite durumları, arazi örtüsü ile olan ilişkileri. TÜCAUM Uluslararası Coğrafya Sempozyumu, 13-14 Ekim, Ankara.
18. Erpul G, Çanga MR, 2001. Toprak erozyon çalışmaları için bir yapay yağmurlama aletinin tasarım prensipleri ve yapay yağış karakteristikleri. Tarım Bilimleri Dergisi, 7(1): 75-83.
19. Faucette LB, Risse LM, Nearing MA, Gaskin JW, West LT, 2004. Runoff, erosion and nutrient losses from compost and mulch blankets under simulated rainfall. Journal of Soil and Water Conservation, 59(4), 154-160.
20. Gomes A da S, Ferreira AC de S, Pinheiro EFM, de Menezes MD, Ceddia MB, 2017. The use of pedotransfer functions and the estimation of carbon stock in the Central Amazon Region. Sci. Agric. 74(6): 450-460.
21. Gülser C, Candemir F, 2014. Using soil moisture constants and physical properties to predict saturated hydraulic conductivity. Eurasian Journal of Soil Science, 3(1): 77-81.
22. Gülser C, Ekberli İ, 2019. Toprak sıcaklığının tahmininde ısı taşınım denklemi ve pedotransfer fonksiyonun karşılaştırılması. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi, 7(2): 158-166.
23. Hillel D, 1982. Introduction to soil physics. Elsevier Academic Press, U.S.A.
24. Jing K, Wang WZ, Zheng FL, 2005. Soil erosion and environment in China. Science Press, Beijing.
25. Kacar B, 1994. Bitki ve toprağın kimyasal analizleri: III. Toprak analizleri. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Eğitim, Araştırma ve Geliştirme Vakfı Yayınları, No:3.
26. Kacar B, 1972. Bitki ve toprağın kimyasal analizleri. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayını, No: 453.
27. Kanar E, Dengiz O, 2015. Madendere Havzasında potansiyel erozyon risk durumunun iki farklı parametrik model kullanarak belirlenmesi ve risk haritalarının oluşturulması. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 2(2): 123-134.
28. Kara Z, 2012. Farklı orijinli organik atıklardan ayrışan bazı mineral maddelerin toprak profili boyunca taşınımı. Yüksek Lisans Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Samsun.
29. Karagöktaş D, Yakupoğlu T, 2014. Erozyon araştırma sahasına dönüştürülmesi planlanan bir alanda aşınabilirlik ve toprak özellikleri arasındaki ilişkiler. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi, 2(1): 6-12.
30. Karaoğlu M, Çanga MR, 2002. The consecutive simulated rainfall, slope and phosphogypsum’s effects on runoff and erosion. International Conference on Sustainable Land Use and Management, 282-289, 10-13 June, Çanakkale, Turkey.
31. Kars N, Ekberli İ, 2019. Buğday bitkisinin verim parametreleri ile bazı toprak özellikleri arasındaki pedotransfer modellerin uygulanabilirliği. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 6(2): 153-164.
32. Kılıç M, Yönter G, 2005. Yağışla meydana gelen toprak kaybının yüzey akış miktarı ve süresine bağlı değişiminin modellenmesi. Ege Üniv. Ziraat Fak. Derg. 42(1): 97-106.
33. Lal R, 1988. Soil erosion research methods. Soil and Water Conservation Society, Iowa-USA.
34. Lal R, Pierce FJ, 1991. Soil management for sustainability. Soil and Water Conservation Society, Ankeny, Iowa, U.S.A.
35. Leo WM, 1963. A rapid method for estimating structural stability of soils. Soil Science, 96(5): 342-346.
36. Martinez F, Casermeiro MA, Morales D, Cuevas G, Walter I, 2003. Effects of run-off water quantity and quality of urban organic wastes applied in a degraded semi-arid ecosystem. Sci. Total Environ. 305(1-3): 13–21.
37. Metson AJ, 1961. Methods of chemical analysis for soil survey samples. Soil Bureau Bulletin No: 12, New Zealand Department of Scientific and Industrial Research, pp. 168–175, Government Printer: Wellington, New Zealand.
38. Miller WP, Baharuddin MK, 1987. Interrill erodibility of highly weathered soils. Communication in Soil Science and Plant Analysis. 18: 933–945.
39. Ngatunga ELN, Lal R, Singer MJ, 1984. Effect of surface management on runoff and soil erosion from some plot Milangano, Tanzania. Geoderma, 33:1-12.
40. Özdemir N, 1998. Toprak fiziği. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Yayınları, Ders Kitabı No: 30.
41. Özdemir N, 2013. Toprak ve su koruma. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, No: 22, Samsun.
42. Parlak M, Yiğini Y, Ekinci H, 2014. Çanakkale Umurbey Ovası topraklarının erozyona duyarlılığının mevsimsel değişimi. ÇOMÜ Ziraat Fakültesi Dergisi, 2 (1): 123–131.
43. Qiao J, Zhu Y, Jia X, Huang L, Shao M, 2018. Development of pedotransfer functions for predicting the bulk density in the critical zone on the Loess Plateau, China. Journal of Soils and Sediments, https://doi.org/10.1007/s11368-018-2040-1.
44. Rowell DL, 1996. Soil science methods and applications. Wesley Longman Limited, Harlow, U.K. Sağlam M, 2013. Çok değişkenli istatistiksel yöntemler ile toprak özelliklerinin gruplandırılması. Toprak Su Dergisi, 2(1): 7-14.
45. Wang B, Zheng F, Römkens MJM, Darboux F, 2013. Soil erodibility for water erosion: a perspective and Chinese experiences. Geomorphology, 187:1-10.
46. Wischmeier WH, Smith DD, 1978. Predicting rainfall erosion losses: a guide to conservation planning. The USDA, Agricultural Handbook, No: 537, Maryland.
47. Yakupoğlu T, 2010. Samsun ili Minoz ve Gölet Havzalarında yaygınlık gösteren toprakların su erozyonuna duyarlılıklarının laboratuar koşullarında belirlenmesi. Doktora Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Samsun.
48. Yakupoğlu T, Saltalı K, Karagöktaş M, 2012. Narlı Ovası’nda toprak aşınabilirliğinin pedotransfer yaklaşım ile tahminlenmesi. KSÜ Doğa Bil. Dergisi, 15(2): 59-67.
49. Yakupoğlu T, Şişman AÖ, Gündoğan R, 2015. Toprakların agregat stabilitesi değerlerinin yapay sinir ağları ile tahminlenmesi. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 2(2): 83-92.