Performance Evaluation of PR2 in Determination of Soil Water Content

Abstract

As it is known, drought is one of the most important issues of recent years. On the other hand, agriculture is the sector that uses the most water. The impact of drought can be reduced by reducing the water used in agriculture. Therefore, it is very important to determine the application time and amount of irrigation water for a successful agricultural irrigation management. One of the most important ways to achieve this success is to accurately determine and monitor the water content in the plant root zone. Soil water content can be determined in two ways; direct and indirect methods. The direct measurement method is tedious, laborious and time consuming. Instead, a large number of indirect measurement methods are developed. One of these indirect measurement methods is the PR2 Profile Probe method. In this study, the possibilities of using PR2 method under different soil water content conditions were investigated. First, the calibration of the PR2 method was made within 40 cm of soil depth. Then, the water content in the soil was monitored by the PR2 method under three different soil water content (100%, 75% and 50%) conditions. R2 values for calibration relationships varied between 0.7947 and 0.9305. In the study, it was concluded that soil water content could be monitored with PR2 Profile Probe.

Keywords

• Gravimetric method
• Irrigation management
• PR2
• Soil water content

Toprak Su İçeriğinin Belirlenmesinde PR2’nin Performansının Değerlendirilmesi

Öz

Bilindiği gibi kuraklık, son yılların en önemli konularının başında gelmektedir. Öte yandan, tarım en fazla suyu kullanan sektör konumundadır. Tarımda kullanılan suyun azaltılmasıyla kuraklığın etkisi azaltılabilir. Bu nedenle, başarılı bir tarımsal sulama yönetimi için sulama suyunun uygulama zamanı ve miktarının belirlenmesi çok önemlidir. Söz konusu başarıya ulaşmanın en önemli yollarından biri, bitki kök bölgesindeki su içeriğinin doğru bir şekilde belirlenmesi ve izlenmesidir. Toprak su içeriği doğrudan ve dolaylı yöntemler olmak üzere iki şekilde belirlenebilmektedir. Doğrudan ölçüm yöntemi yorucu, zahmetli ve zaman alıcıdır. Bunun yerine çok sayıda dolaylı ölçüm yöntemleri geliştirilmektedir. Söz konusu dolaylı ölçüm yöntemlerinden biri de PR2 Profile Probe yöntemidir. Bu çalışmada, farklı toprak su içeriği koşullarında, PR2 yönteminin kullanılma olanakları araştırılmıştır. İlk olarak, 40 cm toprak derinliği içinde PR2 yönteminin kalibrasyonu yapılmıştır. Daha sonra üç farklı toprak su içeriği (% 100, % 75 ve % 50) koşullarında PR2 yöntemiyle topraktaki su içeriği izlemeye alınmıştır. Kalibrasyon ilişkileri için R2 değerleri 0.7947 ile 0.9305 arasında değişim göstermiştir. Araştırmada, PR2 Profile Probe ile toprak su içeriğinin izlenebileceği sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Sulama yönetimi,
• Toprak su içeriği,
• Gravimetrik yöntem,
• PR2

References

1. Anonim. (1998). 1997 yılı çalışma raporu. (in Turkish) T.C. Tarım ve Köyişleri Bakanlığı, Tarım İl Müdürlüğü, Antalya, 71ss.
2. Anonymous. (2000). Antalya ili uzun yıllık iklim verileri. (in Turkish) Antalya Meteoroloji Bölge Müdürlüğü, Antalya.
3. Can, O., & Kukul Kurttaş, Y. S. (2009, October). 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. 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.
6. Kirnak, H., & Akpinar, Y. (2016). Performance evaluation of TDR soil moisture sensor. Agronomy Research 14(2), 428–433.
7. 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.
8. Sarı, M., Aksoy, T., Köseoğlu, T., Kaplan, M., Kılıç, Ş., & Pilanalı, N. (1993). Akdeniz Üniversitesi yerleşim alanının detaylı toprak etüdü ve ideal arazi kullanım planlaması. Akdeniz Üniv. Yayınları, Antalya, 145 ss.

9. 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.
10. 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.