PDF created with pdffactory trial version 1.1.Su Kaynakları ve Hidrolojik Rejim Üzerindeki Etkiler

Transkript

1 1.1.Su Kaynakları ve Hidrolojik Rejim Üzerindeki Etkiler 1.2. Toprak Kaynakları Üzerindeki Etkiler 1.3. Atmosfer Üzerindeki Etkiler 1.2.Toprak Kaynakları Üzerindeki Etkiler Toprak Tuzluluğu ve Suya Doygunluk Toprak Erozyonu Sedimentasyon Toprak Tuzluluğu ve Suya Doygunluk 1.2.Toprak Kaynakları Üzerindeki Etkiler Toprak Tuzluluğu ve Suya Doygunluk Toprak Erozyonu Sedimentasyon Toprak özellikleri ile ilgili en önemli sorun!! Toplam sulanan alan 270 milyon hektar milyon ha orta-hafif düzeyde milyon ha şiddetli düzeyde tuzluluk sorunu yaşıyor Tüm sulanan alanın yaklaşık 1/3 ü sorunlu Her yıl yaklaşık bin hektar arazi tarım dışı Tuzluluk sorunu görülen alanlar Mezopotamya da Ne Olmuştu?? Eski Mezopotamya tarımsal üretim açısından son derece zengin bir bölge idi Bu alüvyal vadinin toprakları derin ve verimli, iklimi ılıman, toproğrafyası düzgün,suyu Dicle ve Fırat tan alınmakta idi. Nehir sularının vadi topraklarına saptırılması sonucu iki sorun ortaya çıktı: Sedimentasyon ve tuzluluk Nehirlerden sızma, sulama kanalları ve salma sulamayla sulanan araziler Güney Mezopotamya da taban suyunu yükseltti. Tüm sulama suları tuz içerdiğinden ve bitki kökleri toprak nemini alırken, tuzları da aldığından, tuzlar toprakta ve yer altı suyunda birikti Drenaj olmadığı için, yükselen taban suyu tuzları yüzeye getirdi Eski Mezopotamya nın çiftçileri bu sorunla başa çıkmak için arazilerini nadasa bıraktı, tuza dayanıksız buğdayın yerine dayanıklı arpayı ektiler. Ama artık çok geçti. Sümer, Akad, Asur, Babil, Asur uygarlıkları sırayla doğdu ve böylece battı 1

2 Toprak Tuzluluğu ve Suya Doygunluk Tuzun kaynağı Tuzlu Topraklar: Bitki büyümesi ve verimi olumsuz etkileyecek derecede, toprak çözeltisi içerisindeki çözünebilir tuz konsantrasyonunun belirli sınırları aştığı topraklar Toprakta tuzluluk EC=4 mmhos/cm yada 4 ds/m yi aşıyorsa o toprak TUZLU Birincil Tuzluluk (Primer tuzluluk) yeryüzü materyallerinin kimyasal değişime uğraması Toprak tuzluluğu ya toprağın mineral yapısı nedeniyle önceden beri mevcut olabilir ya da sonradan oluşabilir. Toprağın tuzlu olması, onun mineral özelliklerine bağlı olarak geçmişten beri var olan bir durumsa buna primer tuzluluk denir. Seyrelme yağış, kar erimesi, sulama Taşınım su akışı Konsantrasyon buharlaşma ve terleme Tuzun kaynağı Tuzun kaynağı İkincil tuzluluk (Sekonder Tuzluluk) İnsan faktörü tarafından oluşturulan toprak tuzluluğu ise sulanan bütün alanlarda meydana gelebilir. Sulamalar nedeniyle oluşan bu tür tuzlulaşmaya sekonder tuzluluk denir. İnsandan kaynaklanan tuzluluk kaynakları Sulama ve drenaj suyu Toprak ıslah maddeleri Hayvansal gübre ve atıklar Kimyasal gübreler Atıksular Toprak Tuzluluğu ve Suya Doygunluk Toprak Tuzluluğu ve Suya Doygunluk Sulamayla neden tuzluluk artar? Tüm sulama suları bünyesinde tuz taşır. Su bitkiler ve atmosfer yoluyla toprak yüzeyinden buharlaşırken, sulama suyu ile taşınan tuzlar, toprak profilinde ve kök bölgesinde birikmekte Sulamayla neden tuzluluk artar? Toprakta doğal koşullarla, iklim, yağış, sığ taban suyu, toprak oluşum süreci gibi etmenlerle tuz birikimi olabilir (tuzların yıkanamadığı kurak bölgeler ve çöllerde sorun daha kronik, yükselen taban suyu buharlaşıyor ve yüzeyde tuz birikimi) 2

3 Toprak Tuzluluğu ve Suya Doygunluk Toprak Tuzluluğu ve Suya Doygunluk Doğal değişimin sonucunda, tüm topraklarda bir miktar tuz bulunur,yağmur suyu toprakla temas ettiğinde, tuzların bir kısmı çözünmekte ve sonuç olarak tüm sularda bir miktar tuz bulunacaktır Tuz konsantrasyonu % e ulaştığında, topraklar kimi bitkiler için toksik olmaktadır. Kurak bölgelerde, doğal tuz içeriği % 12 lere ulaşabilmektedir. Burada, tuzların yıkanabilmesi için, yağmur suyu yeterli değildir. Sulamayla neden tuzluluk artar? Tamamı bitkilerce kullanılmayan pestisitler, toprağa uygulanan doğal ve yapay gübrelerle Yeraltı suyunda da doğal olarak tuz bulunabilir, kimi zaman bu tuzların miktarı insanların kullanımı için elverişsiz duruma gelebilir. Tuzluluk olmasında veya artmasında etkili etmenler Su ve toprak özellikleri Yetersiz su, toprak ve bitki yönetimi Üretim deseni Düşük toprak geçirgenliği Yetersiz doğal drenaj Tuzlu sulama suyu uygulaması Atıksularla sulama Yüksek taban suyu Doğal tuz varlığı Gübre ve pestisit uygulaması Yüksek potansiyel ET Sulama suyu tuzluluğundan kaynaklanan toprak tuzluluğu sorunları 1. Osmotik sorunlar: Toprak eriyiğindeki tuz konsantrasyonunun artmasıyla osmotik basıncın artması ve dolayısıyla bitki köklerinin topraktaki suyu alamaması olayı (fizyolojik kuraklık), 2. Toksisite sorunları: Toprak eriyiğindeki yüksek konsantrasyonlarda bulunan tuz bileşiklerinin bitkilere toksik (zehir) etki yapması, 3. Dispersiyon sorunu: Tuzlu topraklarda sodyum iyonunun diğer katyonlara göre oransal artışı nedeniyle kil kolloidlerinin dağılması ve toprakların fiziksel özelliklerinin bozulması. Toprak Tuzluluğu ve Suya Doygunluk Toprak ve Bitkiler üzerindeki etkisi Toprakta ozmotik basınç, bitkilerin toprak nemi alımının engellenmesi Toprak fiziksel ve kimyasal yapısının bozulması Bitki büyümesinin engellenmesi Verim düşme ve verim kalitesinde Toprak Tuzluluğu ve Suya Doygunluk Yarattığı diğer sonuçlar Daha dikkatli sulama yönetimi Yatırım ve işçilik masraflarında artış Sulanan alan çevresinde flora ve fauna çeşitliliğinde değişim Tarım için önemli potansiyelin elden çıkması 3

4 Toprak Tuzluluğu ve Suya Doygunluk Temel tuzlar, katyonlar: sodyum, kalsiyum, magnezyum, potasyum, anyonlar: bikarbonat, karbonat, sülfat, klor ve nitrat Sudaki tuz konsantrasyonunun ölçüsü İletkenliktir. Elektriksel Normal olarak ppm, 1 ds/m (decisiemens/metre) iletkenliğe eşdeğerdir. En bilinen İngiliz birimi milimhos/cm(mmho/cm). 1 ds/m = 1 mmhos/cm. Tuzluluk nasıl ölçülür? Sulamada kullanılacak suların tuzluluk dereceleri veya içerdikleri erimiş katı madde miktarlarının ölçütü olarak, elektriksel iletkenlik terimi kullanılmaktadır. Elektriksel iletkenlik, genellikle 25 o C olmak üzere belirli bir sıcaklıktaki çözeltinin 1 cm uzunluk ve 1 cm 2 kesit alanına sahip sütunun ohm cinsinden direncinin tersi olarak ifade edilmektedir. 1 cm 1 cm R EC = 1 R Elektriksel İletkenlik EC (elektriksel iletkenlik) tuzluluğun belirlenmesinde en hızlı ve en kolay yöntemdir Arazide, küçük ve taşınabilir EC ölçer kullanılır Çiftçiler, yetiştirme dönemi boyunca tuzluluk düzeyini izlemek için bu cihazı kullanırlar Tuz içeriği Toprağa tuz, sulamayla verilir 4

5 Sulamalardan Kaynaklanan Tuzlulaşma Tabansuyundan Kaynaklanan Tuzlulaşma Tuz bitkinin su alımını nasıl etkiler? Tuz bitkinin su alımını nasıl etkiler? Tuzluluk verimi düşürür çünkü bitki suyu absorbe edebilmek için daha fazla enerji kullanır (kök solunumu artar) Tuzluluk ve Suya Doygunluk İlişkisi Drenajı kötü bir toprak, bünyesine absorbe edebileceğinden daha fazla su alırsa suya doygunluk sorunu ortaya çıkar ve bitki büyümesi engellenir. Sulamayla, yeraltı suyu düzeyi, yüzeye yaklaşırsa, su kapillar kuvvetlerin etkisiyle yukarı doğru çekilecek ve arazi suya doygun hale gelecektir. Bu proses sırasında, bir miktar tuz daha çözünecektir. Su, yüzeye ulaşınca, hızla buharlaşacak ve yüzeyde tuzlar kalacaktır. Bu koşullarda, geniş araziler, beyaz ve verimsiz tuz katmanı ile kaplanmış olacaktır. Tuzluluğa dayanım Çok Dayanıklı (10 g/l) Hurma Arpa Şeker Pancarı Asparagus Ispanak Orta derecede dayanıklı (5 g/l) Buğday Domates Yonca Pirinç Mısır Patates Havuç Soğan Salatalık Zeytin Üzüm İncir Hassas (2.5 g/l) Bezelye Fasulye Elma Portakal Armut Erik Badem Kayısı Şeftali 5

6 Tuzluluk-Verim İlişkisi Tuzluluk-Verim İlişkisi Tarla Bitkileri Tuza dayanım sınırı % 10 verim % 25 verim % 50 verim Arpa Fasulye Mısır Pamuk S.Fasulyesi Ş.Pancarı Buğday Tuzluluk-Verim İlişkisi Tuzluluk-Verim İlişkisi Sebzeler Tuza dayanım sınırı % 10 verim % 25 verim % 50 verim Meyveler Tuza dayanım sınırı % 10 verim % 25 verim % 50 verim Lahana Havuç Soğan Patates Domates Üzüm Portakal Şeftali Çilek Elma- Armut Ispanak Biber İncir-Zeytin Kayısı Tuzluluk-Verim İlişkisi Tuzluluk-Bitki büyümesi ilişkisi Tuzluluk, E.C. (25 0 C de mmhos/cm veya ds/m)) 0-2 Tuzsuz Bitki Tepkisi Etkilenmez 2-4 Az tuzlu Duyarlı bitkiler etkilenir 4-8 Tuzlu Bir çok bitki etkilenir 8-16 Çok tuzlu Dayanıklı bitkiler yetişir > 16 Aşırı tuzlu Birkaç dayanıklı bitki yetişir 6

7 Tuzluluğa göre su kalitesi sınıfları Tatlı su Tuzlu Su Çok hafif tuzlu Hafif tuzlu Orta tuzlu Çok tuzlu Deniz suyu Toplam Çözünebilir Tuz (ppm) < > EC < > 45 Kategori İçme ve sulama Sulama Önlemlerle sulama Birincil drenaj İkincil drenaj ve tuzlu yeraltı suyu Çok tuzlu yeraltı suyu Deniz suyu Farklı Duyarlı Vejetatif Dönemler Tuzluluğun çimlenmeye etkisi Bitkilerin tuza duyarlı olduğu dönemler bitkiye göre değişir. Bitki bir dönemde tuza çok duyarlı iken, başka bir dönemde tuza dayanımı yüksektir. Vejetatif dönemler: Çimlenme Vejetatif büyüme Ürün verme aşaması Tuzluluktan etkilenen domatesler Tuzluluğun farklı bitkilere etkisi 7

8 Tuzluluğun çilek kök gelişimine etkisi Tuzluluk Etkisi Tuzluluk Etkisi Tuzluluk-sodyumluluk diyagramı Dünyadan PAKİSTAN; Tüm arazilerin % i tuzluluk ve suya doygunluk, MISIR; tarım yapılan arazilerin % 35, tuzluluk, % 90 ı suya doygunluk IRAK, Sulanan alanların % 50 sinden fazlasında tuzluluk ve suya doygunluk SURİYE; arazilerin % 50 sinde tuzluluk ve suya doygunluk HİNDİSTAN; % 25 toplam sorunlu alan ABD; sulanan alanların % inde tuzluluk sorunu yaşanmakta ve sorun giderek büyümekte 8

9 Tuzluluktan etkilenen sulama alanları, (Postel 1989). Türkiye de sorunlu alanlar Ülke Zarar gören alan (milyon hektar) Sulanan alanın yüzdesi (%) Hindistan Çin ABD Pakistan Eski SSCB Toplam Dünya Türkiye de, yaklaşık 1.5 milyon hektarda tuzluluk ve alkalilik sorunu bulunmaktadır. Bu, sulamaya uygun arazilerin yaklaşık % 32.5 u demek Toprakların tuzlulaşma ve alkalileşmesinde; sulama, drenaj, toprak özellikleri, fizyoğrafya ve iklim etkili Bu etmenlerin uygun olduğu Harran, Amik, Konya ve Aşağı Seyhan Ovalarında tuzluluk sorunu bulunmaktadır. Tuzluluk Kontrolü Tuzluluk Yönetimi Toprak profilinden tuzları yıkamak, Kök bölgesinde toprak su içeriğini yüksek tutmak, toprak-su dengesini korumak Tuza daha dayanıklı bitkileri seçmek, Drenaj koşullarını iyileştirmek, Sulama yöntemini değiştirmek, *Bitki Seçimi * Sulama Yöntemi Seçimi Yüzey sulama yöntemleri Basınçlı sulama yöntemleri * Yıkama ve Drenaj * Arazi Tesviyesi * Sulama Aralığı * Tohum Yatağı Bitki Seçimi Sulama Yöntemi Seçimi Yüzey sulama yöntemleri Bir yörede, gerekli tedbirler alınmasına rağmen toprak tuzluluğunun kontrolü mümkün olmuyorsa, o yörede ortaya çıkan tuzluluk düzeyinde ekonomik verim sağlayabilecek, tuza dayanımı yüksek bitkilerin yetiştirilmesi yoluna gidilmelidir (Çukurova da Pamuk tarımı). 9

10 Sulama Yöntemi Seçimi Basınçlı sulama yöntemleri Sulama Yöntemleri-Tuzluluk İlişkisi Toprakta suyun dağılımı ıslanma desenine bağlı olarak uygulanan sulama yöntemine göre değişir. Bazı yöntemler suyu tüm alana uygular (yağmurlama ve salma sulama), bazıları bir sıra üzerine uygular (karık, mikro sulamada çizgisel damlatıcılar) ve kimileri belirli noktalara uygular (damla, mikro yağmurlama). Arazide tuz birikimi, uygulanan sulama yöntemine olduğu kadar, toprak iletkenliğindeki değişimlere, su uygulama türdeşliğine ve farklı bitki su alma desenlerine göre değişir. Farklı Sulama Yöntemleri Damla Sulama 10

11 Karık Sulama Karık k Sulama Yıkama ve Drenaj Yıkama, bitki kök bölgesinde birikebilecek tuzların kök bölgesinden uzaklaştırılması için toprağa verilen sudur. Yıkama ihtiyacının belirlenmesinde sulama suyunun elektriksel iletkenliği ve yetiştirilen bitkinin tuz toleransının bilinmesi gerekir. Yıkanma sonucu oluşan tuzlu suyu uzaklaştırmak için mutlaka Drenaj Sistemi gerekmektedir. Kök bölgesinden tuzları uzaklaştırmak için yıkama suyu vermek gerekir Toplayıcı dren Dren borusu Kök bölgesinden fazla suyu ve çözünebilir tuzları uzaklaştıran ve su tablasını kontrol eden yüzey altı drenajı 11

12 Drenajlı ve drenajsız koşullarda su tablası ve kök gelişiminin karşılaştırılması Drenajsız koşul Drenajlı koşul Arazi Tesviyesi Tuzlu sulama suyu kullanılan tarım alanları, düzgün yüzeye sahip değillerse ve özellikle yüzey sulama yöntemleri uygulandığında, tümsek kısımlarda aşırı tuz birikmesi olacak ve buralarda yetişen bitkiler tuzluluktan olumsuz etkilenecektir. Bu nedenle tuzlu sulama sularının kullanıldığı alanlarda homojen bir sulama yapılmasına ve arazi yüzeyinin tesviye edilmiş olmasına özen göstermek gerekmektedir. Sulama Aralığı Bitkinin su alımını kolaylaştırmak için toprakta yüksek miktarda su bulundurmak, bitkinin tuzdan etkilenmesini azaltacaktır. Kök bölgesinde yüksek miktarda su bulundurmak, kullanılabilir rutubetin az bir kısmının tüketilmesine izin vermekle sağlanabilir. Bu da ancak sık aralıklarla yapılan sulamalar ile sağlanabilir. Kök bölgesi tuzluluğu Sulama Sulama Sulama Sulama Yapılan sulamalar ile kök bölgesi tuzluluğu değişimi Tohum Yatağı DRENAJ KANALI 12

13 Drenaja gereksinim duyan bir arazi Bakıma gereksinim duyan bir yüzey drenaj sistemi Aşırı Su Uygulaması 13

14 TUZLULUK (SALINITY) TUZLULUK Çoğunlukla kurak ve yarı-kurak bölgelerde olur Yüksek buharlaşma ve Düşük yağış Kapilar su yükselmesi yüzeyde tuz birikimine neden olur 14

15 15

16 16

17 17