Ankara-Polatl ı Sulu Tar ım Arazilerinde Değ işebilir Sodyum Yüzdesi, Sodyum Adsorbsiyon Oran ı ve Gapon Katsay ıs ı iliş kileri*

Transkript

1 TARIM B İ L İMLER İ DERGISI 04. (2) Ankara-Polatl ı Sulu Tar ım Arazilerinde Değ işebilir Sodyum Yüzdesi, Sodyum Adsorbsiyon Oran ı ve Gapon Katsay ıs ı iliş kileri* Erdo ğan I Ş IK 1 Sad ı k USTA2 Geliş Tarihi: Özet: Bu ara şt ı rma, Ankara-Polatl ı sulu tar ı m arazilerinde de ğ işebilir sodyum yüzdesi (ESP), sodyum adsorbsiyon oran ı (SAR) ve Gapon katsay ı s ı (Kg) ilişkilerinin saptanmas ı amac ıyla yap ı lm ışt ı r. Araşt ı rmada 23 adet yüzey (0- cm) toprak örneği kullan ı lm ışt ı r. Ara ştı rma konular ı olarak 3 tuz konsantrasyonu (1, 30, 60 mmol L 1 ) ve her tuz konsantrasyonu için 4 SAR seviyesi [,,, (mmol L -1 ) 1/2] ele al ı nm ışt ır. Ara şt ı rmada kullan ı lan tüm topraklarda ESR ile SAR aras ı ndaki ilişki 3 tuz konsantrasyonunda da do ğ rusal olup %1 seviyesinde önemli ç ı km ışt ı r. SAR artarken ESR ve dolay ı s ıyle ESP değerleri artm ışt ı r. Gümü şyaka köyü hariç di ğer köylerin Gapon katsay ı s ı yakla şı k olarak birbirine yak ı n bulunmuştur. Kocahac ı l ı, Be şköprü, Yenice ve Eskikarsak köyleri için genel ESR-SAR eşitli ğ i ESR= SAR ve Gapon katsay ıs ı olarak belirlenmi ştir. Tüm köyleri kapsayan genel ESR-SAR eşitli ği ESR=0.006 SAR ve Gapon katsay ı s ı olarak saptanm ışt ı r. Ara şt ı rma sonuçlar ı na göre topraklar ı n sodyumlulaşma olas ı lığı s ı ras ı ; Eskikarsak>Yenice-:,Beşköprü>Kocahac - ı l ı>gümü şyaka şeklinde belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: ESP, SAR, ESR, gapon katsay ı s ı The Relationship Between Exchangeable Sodium Percentage, Sodium Adsorption Ratio and Gapon Selectivity Coefficient in Ankara-Polatl ı Irrigated Agricultural Land Abstract: The aim of this research is to determine of the relationship between exchangeable sodium percentage (ESP), sodium adsorption ratio (SAR) and Gapon selectivity coefficient (K g) in Ankara-Polatl ı irrigated agricultural lands. In this study, 23 surface soils samples (0- cm) were used. Three different salt concentrations (1, 30, 60 mmol 1. 1 ) and four different SAR levels [,,, (mmol L -1 ) 1/2] for each salt level were studied. Significant (%1) linear relationships were found between ESR and SAR values. ESR and thus ESP values increased while SAR values increased. Gapon selectivity coefficient of villages was approximately equal, except Gümü şyaka village. General equation ESR-SAR and Gapon selectivity coefficients were ESR= SAR and for the Kocahac ı l ı, Beşköprü, Yenice and Eskikarsak villages, respectively. General ESR-SAR equation and Gapon selectivity coefficient for all villages were found as ESR=0.006 SAR and According to the results, sodification probability order was found as Eskikarsak>YeniceE.Be şköprü>kocahac ı l ı >Gümü şyaka of the study area. Key Words: ESP, SAR, ESR, gapon selectivity coefficient Giriş Toprak ve su, tar ı m ın olmazsa olmaz ögeleridir. İkisinin de sürdürülebilir olmas ı için mevcut durumlar ı n ı n iyi saptanarak kalitelerinin her zaman kontrol edilip korunmas ı gerekir. Toprak ile ilgili yap ılan ara şt ı rmalar içinde, sulama ve su kalitesinden kaynaklanan toprak sodyumluluğunun bilinmesine ve önlenmesine yönelik ara şt ırmalar önemli bir yer tutmaktad ır. Topraklar ı n sürdürülebilirliğine engel olu şturan ögelerden birisi de sodyumluluktur. Toprakta de ğ işebilir katyonlar içerisinde sodyum art ışı ile, özellikle de fiziksel özelliklerin bozulmas ı sebebiyle bitki geli şmesi büyük ölçüde zarar görür. Toprak kolloidleri disperse olarak su ve havan ın toprak içindeki hareketini oldukça yava şlat ır. Topraklar ın hidrolik iletkenli ği azal ı r, infiltrasyon h ız ı düşer ve geç tava. gelir. Bu sebeplerle bitki kökleri anormal derecede kal ınlaşı r, k ı sal ı r ve bitki kurur. Ayr ı ca kuruyan sert toprak kabuklar ı, çimlenen tohumlar ın ç ı k ışlar ı n ı engeller (Abrol ve ark. 1988, Sönmez 1990, Usta 199). Topraklarda sodyum zarar ı n ı değ i şebilir sodyum yüzdesi (ESP) ifade etmektedir. ESP = NaX 0 CEC ESP: De ğ i şebilir sodyum yüzdesi NaX: De ğ işebilir sodyum, (cmol kg -1 ) CEC: Katyon de ğ işim kapasitesi, (cmol kg -1 ) ESP'nin laboratuvar analizleri ile bulunmas ı nda katyon de ğ işim kapasitesinin (CEC) analizindeki metodlar aras ındaki fark, y ıkama esnas ı nda tuz çözeltisinin tam olarak uzakla şt ı r ılamamas ı durumunda yüksek CEC * Doktora Tezi'nden haz ı rlanm ışt ı r. * Ankara Üniv. Bil. Aras. Proj. Müd. taraf ı ndan desteklenmiştir. Köy. Hizmetleri 1. Bölge Müdürlü ğ ü-ankara 2 Ankara Üniv. Ziraat Fak. Toprak Bölümü-Ankara

2 I Ş IK, E. ve S. USTA, "Ankara-Polatl ı sulu tar ım arazilerinde de ğ işebilir sodyum yüzdesi, sodyum adsorbsiyon oran ı 17 ve gapon katsay ıs ı ili şkileri" değerleri elde edilmesi neticesi dü şük ESP de ğerlerinin bulunmas ı, değ işebilir sodyum (NaX) ve katyon de ğ işim kapasitesi (CEC) i şlemlerinin yorucu, zaman al ıc ı ve hatalara aç ık olmas ı gibi sorunlar mevcuttur. Ancak baz ı ara şt ı rmac ılar, analizlerde kar şıla şılan bu güçlükleri yenmek için, kolay ve k ısa zamanda gerçekle ştirilen toprak saturasyon ekstrakt ında yap ılan analizlerden değ işebilir sodyum yüzdesini (ESP) tahmin etmek gibi pratik bir i şlemi tercih etmektedirler. SAR Na.\I(Ca + Mg) SAR: Sodyum adsorbsiyon oran ı, (mmol L-1 ) 1/2 Na : Saturasyon ekstrakt ındaki sodyum kons. (mmol L -1 ) Ca : Saturasyon ekstrakt ı ndaki kalsiyum kons.(mmol L -1 ) Mg : Saturasyon ekst. ma ğnezyum kons. (mmol L -1 ) ESR = K g SAR Kg: Gapon katsay ıs ı 0 ESR ESP = 1+ ESR ESP = 0( SAR ) 1 + ( SAR ) (USSL 194) (USSL 194) Değ i şebilir sodyum oran ı, ESR= SAR olarak ifade edilmektedir katsay ıs ı, Gapon katsay ısı (Kg) olarak adland ı r ı lmaktad ır ve birimi (mmol L-1 ) l ız 'dir. Bu de ğer hem Amerika Birle şik Devletleri topraklar ı için saptanm ış olup hemde ço ğu zaman de ğ işik toprak tipleri ve farkl ı tuz konsantrasyonlar ı içeren sulama sular ı için değ i şmez kabul edilmi ştir (USSL 194). Gapon katsay ıs ı olarak 'in (0.01) kullan ı lmas ı faydal ı olsa da bunun genel olarak kullan ı lmas ı için yeterli temel bilgi olmad ığı gibi (Bolt 197, Sposito ve Mattigod 1977, Sposito 1977), Gapon katsay ısı 0.00 gibi küçük değerlerden (Jurinak ve ark. 1984) 0.03'ten büyük değerlere (Sinanuwong ve EI-Swaify 1974, Miller ve ark. 1990) kadar ç ıkabilmektedir. Bu nedenle Gapon katsay ısı ba şta sulu tar ım yap ılan ve yap ılacak arazilerde olmak üzere de ğ işik toprak tipleri ve bu topraklara gelebilecek tuz yükleri için ayr ı ayr ı saptanmas ı gerekir. Yukar ıda say ı lan nedenlerle bu ara şt ırma, Köy Hizmetlerince Ankara'n ı n Polatl ı ilçesine bağ l ı Kocahac ı l ı, Be şköprü, Gümü şyaka, Yenice ve Eskikarsak köylerindeki sulama yat ı r ı m ı yap ı lan topraklarda de ğ işebilir sodyum yüzdesi (ESP), sodyum adsorbsiyon oran ı (SAR) ve Gapon katsay ısı (Kg) ilişkilerinin saptanmas ı için ele al ı nm ışt ı r. Materyal ve Yöntem Bu araşt ırma, Köy Hizmetlerince Ankara'n ın Polatl ı ilçesine ba ğ l ı Kocahac ı l ı (72 da), Be şköprü (390 da), Gümü şyaka (4 da), Yenice (832 da) ve Eskikarsak (4712 da) köylerindeki sulama yat ı r ı m ı yap ı lan topraklarda yürütülmü ştür. 03 y ı l ı itibariyle sulama yat ı r ı m uygulamas ı Gümü şyaka'da ba şlang ıç a şamas ında iken Kocahac ı l ı'da son a şamaya gelmi ştir. Beşköprü, Yenice ve Eskikarsak'da ise sulama yat ı r ı mlar ı tamamlanm ış olup toplam proje sahas ı 3374 da'd ır. Çal ışmalarda, bu köylerden al ınan yüzey (0- cm) topraklar ı materyal olarak kullan ı lm ışt ı r. Kocahac ı l ı köyünde ço ğunlukla yerinde olu şmuş "Typic Haplocalcid" ve ta şı nm ış "Typic Torrifluvent" topraklar mevcut olup yer yer "Lithic Torriorthent" topraklar da bulunmaktad ır. Beşköprü köyünün bir k ısm ı nda Sakarya nehrince ta şı nm ış "Typic Torrifluvent" topraklar var iken di ğer bir k ısm ında yerinde olu şmuş "Typic Haplocalcid" topraklar mevcuttur. Gümü şyaka köyünün hemen hemen tümünde "Typic Haplocalcid" topraklar mevcuttur. Yenice köyünde, Sakarya nehri ve küçük kuru yan derelerce ta şı nm ış "Typic Torrifluvent" topraklar ve az bir sahada yerinde olu şmu ş "Typic Haplocalcid" topraklar mevcuttur. Eskikarsak köyünde "Typic Haplocalcid" ile "Typic Torrifluvent" topraklar mevcuttur (Uzunta ş 1989, Anonim 1992, Suiçmez 199a, Suiçmez 199b, Soil Survey Staff 1999, Çokçetin 02). Toprak örnekleri, sulamadan faydalanan ve faydalanacak alanlar ı temsil edecek şekilde al ınm ışt ır. Toprak örnekleri al ı n ı rken "Ankara ili Arazi Varl ığı" (Anonim 1992), 1/2000'lik ve 1/000'lik topoğrafik toprak haritalar ı ve 1/000'lik proje haritalar ından yararlan ı lm ışt ır. Kocahac ı l ı köyünden 7, Beşköprü köyünden 3, Gümü şyaka köyünden 6, Yenice köyünden 4 ve Eskikarsak köyünden 3 adet olmak üzere toplam 23 adet toprak örne ği al ı nm ış ve hepsi de araşt ırmaya tabi tutulmu ştur. Ayr ıca, topraklar ın sulanmas ında kullan ılan ve kullan ılacak olan Sakarya nehrinden de y ı l içinde sulama dönemlerini de içine alacak şekilde su örnekleri al ı narak analizleri yap ı lm ışt ı r. Usulüne göre (Kacar 199) al ınan ve analize haz ırlanan toprak örneklerinin 2.00 mm'lik elekten geçirilmi ş olanlar ında topra ğın özelliklerinin belirtildi ğ i laboratuvar analizleri yap ı lm ışt ı r. Ara şt ırma ile ilgili di ğer i şlemler 0. mm'lik topraklarda yap ı ld ığı ndan 2.00 mm'lik elekten geçirilen topraklar ın çal ışmalarda yeterli olacak bir k ısm ı al ı narak 0. mm'lik elekten geçirilmi ş ve a ğz ı kapakl ı cam kavanozlarda muhafaza edilmi şlerdir. Değ i şebilir sodyum yüzdesi, sodyum adsorbsiyon oran ı ve Gapon katsay ıs ı ilişkilerinin belirlenmesi amac ıyla ara şt ırma konular ı olarak 1, 30 ve 60 mmol L -1 olmak üzere her ü; tuz konsantrasyonunda,, ve (mmol sodyum adsorpsiyon oranlar ı (SAR) ele al ı nm ışt ır. Değ i şik tuz-sar konsantrasyonunda çözeltiler haz ı rlan ı rken Ca:Mg oran ı 1:0 olarak al ınm ış olup (Curtin ve ark.1994) bu çözeltilerin haz ı rlanmas ında NaCI ve CaCl2.2H kimyasallar ı kullan ı lm ışt ır. Tuz-SAR konsantrasyonlar ı n ın seçiminde daha önceleri yurt içinde ve d ışında yap ılm ış ESP-SAR ili şkileriyle ilgili çal ışmalar ile bitki tuzluluk parametreleri dikkate al ınm ışt ı r (Paliwal ve Gandhi 1976, Jurinak ve ark. 1984, Abrol ve ark. 1988, Sönmez ve Ağar 199, Gediko ğlu 199). De ğ işik tuz ve SAR konsantrasyonundaki çözeltilerin haz ı rlanmas ı için gerekli NaCI ve CaCl2.2H miktarlar ın ı n hesaplanmas ı için SAR formülünde; SAR = Na J(Ca + Mg) Na, Ca, Mg: (mmol L -1 ) Ca:Mg oran ı 1:0 olarak al ı nd ığı ndan; SAR = Na Ca

3 176 TARIM BILIMLERI DERGISI 04, Cilt, Say ı 2 formülüne göre yap ı lm ışt ı r. Gerekli Na ve Ca miktarlar ı yukar ıdaki formülün çözümünden elde edilen 2. dereceden denklemin çözümü olan; Ca12 = SAR 2 C -F -± -1 2 r (2C + SAR 2 \2 2 ) - 4C Na : Sodyum konsantrasyonu, (mmol L-1 ) Ca : Kalsiyum konsantrasyonu, (mmol L-1 ) C : Toplam konsantrasyon (C = Na + Ca), (mmol L-1 ) SAR : Sodyum adsorpsiyon oran ı, (mmol L -1 ) 1/ denklemi yard ı m ıyla istenilen SAR değerlerinde ayarlanm ışt ı r. Laboratuvar çal ışmalar ında kullan ılmak üzere 0. mm'lik elekten geçirilerek ayr ı lan toprak örneklerinden bir o miktar al ı n ıp f ı r ında C'de f ı r ın kuru a ğı rl ığa kadar getirildikten sonra tart ılarak % nem kapsamlar ı bulunmu ştur. Bu % nem de ğerleri dikkate al ınarak hava kuru topraklardan 4'er gram f ı r ın kuru toprak tart ı lm ış ve önceden daralar ı al ı nm ış 0 ml'lik santrifüj tüplerine konulmu ştur. Santrifüj tüplerine konulan topraklar ı n üzerine ilgili tuz-sar konsantrasyonundaki çözeltiden 30'ar ml ilave edildikten sonra tüplerin a ğızlar ı t ı palar ı ile s ı k ıca kapat ı lm ış ve yatay yönde hareket eden bir çalkalay ıcıda 1 dakika süreyle çalkalanm ışlard ı r. Çalkalama bittikten sonra tüpler bir santrifüje konulmu şlar ve üstte tamamen berrak bir çözelti kal ıncaya kadar veya ask ıda toprak partiküllerinin tamam ı çökelinceye kadar santrifüj edilmi şlerdir. Üstte toplanan berrak çözelti döküldükten sonra yukar ıda anlat ı lan i şlemler iki kez daha tekrarlanm ışt ı r. Üçüncü tekrarlaman ın sonunda santrifüj i şlemi bittikten sonra üstte toplanan berrak çözelti dökülmeyerek plastik kaplarda analiz için toplanm ışt ı r. Bu çözeltide Na + ve Ca +2+Mg +2 analizleri yap ı lm ışt ır. Elde edilen bu çözeltiye denge çözeltisi denilmi ştir. Bundan da anla şı laca ğı gibi yukar ıda yap ı lan işlemlerin amac ı topra ğı istenen tuz-sar konsantrasyonundaki çözeltilerle dengeye getirmektir. Üç kez çalkalama-santrifüjleme i şleminden sonra elde edilen denge çözeltisindeki Na + ve Ca +2+Mg +2 analizleri sonucunda hesaplanan SAR de ğerinin topra ğı n bu uygulamadan sonra dengeye geldi ğ i SAR de ğerini ifade etti ği varsay ı lmaktad ır (Bolt ve Bruggenwert 1976, Jurinak ve ark. 1984). Yukar ıda yap ılan i şlemlerden sonra, yani üçüncü santrifüjün sonunda elde edilen berrak süzük (denge çözeltisi) topland ıktan sonra tüp ters çevrilerek içindeki çözeltinin tamamen s ızmas ı beklenmi ş ve tüp, içindeki toprak ile tart ı lm ışt ı r. Tüpte kalan toprak, üç kez 33 ml 1 N amonyum asetat çözeltisi (ph 7.0) ile 'er dakika çalkalama ve santrifüjleme i şlemine tabi tutulmu ştur. Santrifüj sonras ı berrak çözeltiler 0 ml'lik balona toplanm ış ve 1 N amonyum asetat çözeltisi (ph 7.0) ile çizgisine tamamlanm ışt ır. Bunlarda yaln ızca Na analizi (Topra ğın hem çözünebilir hem de de ğ işebilir sodyum kapsam ı n ı n tamam ı) yap ı lm ışt ı r (Bower ve ark. 192). Bu i şlem ve analizler tüm toprak örnekleri için ayr ı ayr ı tekrarlanm ışt ı r. > Topraklar ın baz ı fiziksel ve kimyasal analizlerinden "Su ile doygunluk (%)" USSL (194) taraf ı ndan bildirildiği şekilde topra ğı saf suyla doygu,n hale getirmek suretiyle, "Toprak reaksiyonu (ph)" Mc Lean (1982) taraf ından bildirildiğ i şekilde haz ı rlanm ış doygun topra ğı n ekstrakt ında ph-metre aletiyle ölçülerek, "Kireç (%)" Nelson (1982) taraf ından tan ı mland ığı şekilde kalsimetrede CO2'in volumetrik hacmi bulunarak, "Organik madde (%)" Nelson ve Sommers (1982) taraf ı ndan bildirilen Walkley Black yönteminin modifiye edilmi ş şekli uygulanarak, "Bünye" Day (196) taraf ı ndan bildirildi ğ i şekilde hidrometre metoduna göre, "Elektriksel iletkenlik (ds m-1, 2 C)" Tüzüner (1990) taraf ından belirtildi ğ i şekilde doygunluk ekstrakt ın ı n elektriksel iletkenlik aletiyle elektriksel iletkenli ğinin ölçülmesi suretiyle, "Katyon de ğ işim kapasitesi (cmol (+) kg 1 )" Bower et al (192) taraf ından.belirtilen metoda göre, toprak örnekleri 1 N NaOAc (ph 8.2) ile doyurulduktan sonra sodyumun fazlas ı etil alkolle y ı kan ıp toprak taraf ından tutulan sodyum 1 N NH4OAc (ph 7.0) ile ekstrakte edilerek alevfotometrede, "De ğ işebilir Na + ve K+ (cmol (+) kg -1)" topra ğın 1 N NH4OAc (ph 7.0) ile ekstraksiyonundan elde edilen sodyum ve potasyum değerlerinden ayn ı iyonlar ı n doygunluk ekstrakt ından elde edilen suda ba ğı ms ız iyon değerlerinin ç ı kart ı lmas ı suretiyle (Bower ve ark. 192), "Değişebilir Ca ++ + Mg ++ (cmol (+) kg -1 )" topra ğı n katyon de ğ işim kapasitesi de ğerinden de ğ işebilir sodyum ve potasyum de ğerlerinin ç ı kar ı lmas ı ile, "Çözünebilir Ca ++ ve Mg++ (mmor ) L 1)" saturasyon ekstrakt ında EDTA titrasyonu ile (Tüzüner 1990), "Çözünebilir Na + ve K + (+) L -1)" saturasyon ekstrakt ı nda alevfotometre ile (mmol (Tüzüner 1990) belirlenmi ştir. Sakarya nehrinden al ınan sulama suyu örneklerinde, ph değeri, ph-metre ile; elektriksel iletkenlik de ğeri, elektriksel ölçüm aleti ile ölçülerek; Ca ++ ve Mg ++ EDTA ile; CO3 ve HCO3, 0,01 N H2SO4 ile; Cl -, 0,0 N AgNO3 ile titre etmek suretiyle; Na + ve K + alevfotometre ile USSL (194) taraf ından bildirilen yöntemler ile; SO4 ise toplam katyon konsantrasyonundan CO3, HCO3ve Crun toplam değerinin ç ıkar ı lmas ı ile belirlenmi ştir. Suyun tuzluluk (T) ve sodyumluluk (A) s ı n ıf ı USSL (194)'de verilen diyagramdan yararlan ı larak verilmi ştir. Bulgular ve Tart ışma Kocahac ı l ı topraklar ı çoğunlukla killi (C) ve kil t ı n (CL) olmak üzere t ı nl ı (L) ve kumlu killi t ı n (SCL) bünyeye sahiptir. Toprak reaksiyonu aç ı s ından orta alkalin olan topraklar ın kireç kapsamlar ı fazla ve çok fazla olup elektriksel iletkenlik de ğerleri itibariyle tuzsuz s ı n ıf ı na girmektedir. Topraklar ın organik madde yüzdeleri az ve ortad ı r. Be şköprü topraklar ı bünye aç ı s ından a ğı rl ı kl ı olarak kil t ı n (CL) olmak üzere killi (C) özelliklere sahiptir. Toprak reaksiyonu aç ıs ından orta alkalin olan topraklar ı n kireç kapsamlar ı orta ve fazla olup elektriksel iletkenlik değerleri itibariyle tuzsuz s ı n ıf ına girmektedir. Topraklar ı n organik madde yüzdeleri az ve ortad ı r. Gümü şyaka topraklar ı bünye aç ıs ından ağı rl ı kl ı olarak kumlu t ın (SL)

4 I Ş IK, E. ve S. USTA, "Ankara-Polatl ı sulu tar ım arazilerinde de ğ işebilir sodyum yüzdesi, sodyum adsorbsiyon oran ı 177 ve gapon katsay ı s ı ilişkileri" olmak üzere kil t ın (CL) ve killi (C) özelliklere sahiptir. Toprak reaksiyonu aç ısından orta alkalin olan topraklar ı n kireç kapsamlar ı orta ve fazla olup elektriksel iletkenlik değerleri itibariyle tuzsuz s ı n ıf ı na girmektedir. Topraklar ı n organik madde yüzdeleri genel itibariyle az ve orta olup yüksek yer de mevcuttur. Yenice topraklar ı bünye aç ıs ı ndan a ğı rl ı kl ı olarak t ı nl ı (L) olmak üzere siltli t ın (SiL) ve kil t ın (CL) özelliklere sahiptir. Toprak reaksiyonu aç ıs ı ndan orta alkalin olan topraklar ın kireç kapsamlar ı genel itibariyle fazla olup kireçli ve çok fazla kireçli olanlar da mevcuttur. Elektriksel iletkenlik de ğerleri itibariyle Y-3 hafif tuzlu olup di ğerleri tuzsuzdur. Topraklar ın organik madde yüzdeleri ço ğunlukla orta olmak üzere yüksek olan da mevcuttur. Eskikarsak topraklar ı bünye aç ıs ı ndan killi (C) özelliklere sahiptir. Toprak reaksiyonu' aç ı s ı ndan orta alkalin olan topraklar ın kireç kapsamlar ı ağı rl ı kl ı olarak orta olup fazla olan da mevcuttur. Elektriksel iletkenlik değerleri itibariyle tuzsuz olan topraklar ın organik madde yüzdeleri az, orta ve iyidir. Ara şt ı rma topraklar ı n ı n katyon değ işim kapasitesi cmol kg -1 ile cmol kg aras ında de ğ i şmektedir. Genelde kabul edilen ESP = 1 s ı n ı r de ğerine göre E-1 hariç ara şt ı rma topraklar ı n ın ESP değerleri şu an için bir sorun olu şturmayacak derecede dü şüktür (Çizelge 1). Ara şt ırma topraklar ı n ın tamam ı n ın sulanmas ında kullan ılan ve kullan ılacak olan Sakarya nehri suyunun sulama suyu s ı n ıf ı tuzluluk aç ısından yüksek (T3) ve sodyumluluk aç ısından az (A1) olarak saptanm ışt ı r (Çizelge 2). Topraklar ın orijinal çözeltilerle çalkalanmas ından sonra belirli bir tuz konsantrasyonunda denge çözeltilerinin SAR değerlerinin artmas ıyla de ğ i şebilir sodyum oran ı (ESR) artm ışt ır. Çizelge 3 incelendi ğinde temelleri Gapon taraf ından ortaya at ı lan ve daha sonra USSL (194) ile pratik ve yayg ı n anlamda kullan ı ma aç ılan ve de daha sonra bir çok ara şt ı r ıcı taraf ından saptanan ESR ile SAR aras ı ndaki pozitif do ğrusal ili şki Ankara-Polatl ı sulu tar ı m arazilerinde de (Kocahac ı l ı, Be şköprü, Gümü şyaka, Yenice ve Eskikarsak köyleri) bulunmu ş olup ESR ile SAR aras ında istatistiksel olarak ifade edilebilecek bir ba ğınt ı belirlenmi ştir. USSL (194), bu ba ğı nt ıyı ESR=Kg SAR+b olarak ifade etmi ş ve bu ba ğı nt ıda Kg değerinin oldu ğ unu bildirmi ştir. Çözünebilir ve de ğ işebilir katyonlar aras ı ndaki iliş kiyi saptamak için do ğrusal regresyon analizi kullan ılm ışt ı r. Çizelge 3'de ortalamalar ı verilen ESR ve SAR değerlerinin y=a x+b ili şkisinde ESR=Kg.SAR+b olarak yerine konulmas ıyla elde edilen ESR ile SAR aras ı ndaki ili şki tüm tuz de ğerlerinde istatistiksel olarak %1 düzeyinde önemli bulunmuştur. Bu durum, i şleme tabi tutulan her toprakta, en yüksek tuz konsantrasyonuna (60 mmol L -1) kadar, ESR ile SAR aras ı ndaki ilişkinin doğrusal bir ifade ile aç ı klanabilece ğinin ve uygulamada kullan ı labilece ğinin göstergesidir. Ankara-Polatl ı sulu tar ım arazilerinden al ınan 23 adet toprak örne ği için tüm de ğ işkenlerin kat ı l ı m ıyla (her bir toprak örne ği için üç farkl ı tuz seviyesi olmak üzere) hesaplanarak bulunan ve ESR ile SAR aras ı ndaki ili şkiyi gösteren genel denklem istatistiksel olarak Lentner (1982)'in bildirdi ğ i şekilde de ğerlendirilmi ş ve ESR=0.006.SAR , r= olarak saptanm ışt ı r (Şekil 1). Ara şt ırmada kullan ılan Kocahac ı l ı, Beşköprü, Gümü şyaka, Yenice ve Eskikarsak köyü topraklar ın ın ESR-SAR ili şkileri ve Gapon katsay ı lar ı n ı gösteren genel denklemler incelendi ğinde (Çizelge 4) Gapon katsay ıs ı n ın Gümüşyaka köyü topraklar ında en dü şük (0.003), Eskikarsak köyü topraklar ında ise en yüksek (0.0077) oldu ğu görülmektedir. Gapon katsay ıs ı 0.00 gibi küçük de ğerlerden (Jurinak ve ark. 1984) 0.03'ten büyük de ğerlere kadar ç ı kabilmektedir (Sinanuwong ve EI-Swaify 1974, Miller ve ark. 1990). Katsay ı n ın olarak saptanmas ı, Ankara- Polatl ı sulu tar ım arazilerinin tamponlama gücünün yüksek oldu ğunu göstermektedir. Bu durum yöre topraklar ı için bir avantajd ı r. Topraklar ın katyon değ işim kapasitesi (CEC), ESR-SAR ilişkisini etkilemekte olup K g ile negatif bağlant ısı vard ır (Evangelou ve Coale 1987, Poonia ve Talibudeen 1977). Tamponluk bak ı m ından en etken maddeler çe şitli kil ve humus kolloidleridir (Akalan 1988). Frenkel ve ark. (1978), katyon de ğ i şim kapasitesine etki eden en büyük etmenlerden kil minerelojisi ve kil kapsam ı n ın topraklar ın sodyumlulaşma derecesine etki etti ğini bildirmektedir. Nitekim Ye şilsoy (1969), yüksek yük yoğunluğunun dü şük Gapon katsay ısı (Kg) değerine sebebiyet verdi ğini belirtmektedir. Gapon katsay ıs ı (Kg) büyüdükçe ESR artar. ESR'nin artmas ı ESP'nin artmas ı sonucunu doğurur. Kg 'nin düşmesi durumunda ESR düşer. ESR'nin azalmas ı ESP'nin azalmas ı na sebebiyet verir. Gapon katsay ı s ı, adsorbe edilmi ş katyonlar ı n oransal miktar ı n ın bir yans ımas ı oldu ğundan (Poonia ve Talibudeen 1977), Kg değerindeki art ış oransal sodyum miktar ındaki (ESP) art ışı yans ıtmaktad ır (Mehta ve ark. 1983). Ağca (1990), K g değeri ne kadar büyükse ESR ve dolay ısıyle ESP değerinin de büyüyece ğini bildirmi ştir. Gümü şyaka köyü hariç di ğer köylerin topraklar ı ndan elde edilen ESR-SAR ili şkilerinin birbirine daha yak ı n olduğu saptanm ışt ır (Şekil 2). Her ne kadar Gümü şyaka köyü topraklar ı n ı n ESR-SAR ilişkisi di ğer köy topraklar ı n- dan elde edilen ili şkiye göre daha dü şük olsa da bütün alan ı temsil eden ESR-SAR ili şkisine (ESR=0.006.SAR ) göre Gümü şyaka köyü hariç ara şt ı rmada kullan ı lan topraklar ın hepsini kapsayan ESR-SAR ili şkisi Lentner (1982)'in bildirdi ğ i şekilde de ğerlendirildi ğ inde ESR= SAR , r= olarak belirlenmi ş olup (Şekil 3) ortak Gapon katsay ıs ı ndaki (K g) 0 çok küçük birimlik fark da fazla önemli de ğ ildir. Çizelge 4'deki ESR-SAR e şitlikleri kullan ı ld ığı nda sodyumluluk için kritik değer olan ESP=1 de ğerine Eskikarsak'ta SAR=27.0, Yenice'de SAR=30.0, Be şköprü'de SAR=30.3, Kocahac ı l ı'da SAR=-33.9 ve Gümüşyaka'da SAR=3.8 de ğerine ula şı lmaktad ır. Bu sonuçlara göre topraklar ı n sodyumlula şma olas ı l ığı s ı ras ı ; Eskikarsak > Yenice = Be şköprü > Kocahac ı l ı > Gümü şyaka şeklindedir. USSL (194), topraklarda de ğ i şebilir sodyum yüzdesi (ESP) 1'den yukar ı ç ı kt ığı nda sodyumlula şma sorununun ba şlayarak topra ğın fiziksel özelli ğini ve hidrolik

5 178 TARIM BILIMLERI DERGISI 04, Cilt, Say ı 2 Çizelge 1. Ara şt ı rma topraklar ı n ı n baz ı fiziksel ve kimyasal analiz sonuçlar ı Köy* No. c ("7, d co Su ile doy. (%) Elekt. Kireç Org ilet. (%) mad.,,._" (ds rr ı-' (%) EḺL,2 C) De ğ i şebilir katyonlar (cmol kg -1 ) Na' K. Ca*2+ mg.2 Kat. değ. kap. (cmol kg -1 ) Değ. sod. yüz. (ESP) Suda çözünen tuzlar ı n katyonlar ı (mmol m L-1 ) Suda çözünen tuzlar ı n anyonlar ı (mmol L4 ) Na' K' Ca+` Mg' z HCO3 c ı- so4-' K-1 CL K-2 C K-3 L K K-4 C K- C K-6 SCL K-7 CL B-1 CL B B-2 C B-3 CL G-1 SL G-2 SL G G-3 G-4 SL SL G- CL G-6 C Y-1 SiL Y Y-2 L Y-3 CL Y-4 L E-1 C E E-2 C E-3 C *: K (Kocahac ı l ı ), B (Be şköprü), G (Gümü şyaka), Y (Yenice), E (Eskikarsak) Çizelge 2. Sulama suyunun (Sakarya nehri) baz ı kimyasal analiz sonuçlar ı Ornek al ı m tarihi ph Elekt. ilet. (ds m',2 C) Katyonlar (mmol m L.1 Anyonlar ) (mmol (") L' 1 ) Na. K. Ca+' Mg.` Top. CO3" HCO3 c ı- SO4" Top. (Hesapta) Bor (mg L-1 ) SAR Sulama suyunun s ı n ıf ı T T T T T T3 -- geçirgenli ğini zay ıflatt ığı n ı bildirmektedir. Ara şt ırma alan ı topraklar ı ndan Eskikarsak'a ait E-1 No'lu örne ğinin al ı nd ığı k ıs ı mda şu an için potansiyel bir sodyumluluk tehlikesi görülmektedir (ESP=8.13). Dünyada ESR-SAR eşitliği saptanmayan topraklar için genellikle USSL (194) taraf ı nda önerilen ESR= SAR kullan ı lmaktad ır. Halbuki Ankara-Polatl ı sulu tar ım arazilerinde yap ılan çal ışmada ESR ile SAR aras ındaki regresyon e şitliğ i ESR=0.006 SAR olarak saptanm ışt ır. ESP'de s ı n ı r değer olan 1 rakam ına USSL (194) e ş itliğine göre SAR=12.82 de ğerinde ula şı l ırken, bu ara şt ı rmada saptanan e şitliğe göre SAR=3.7 de ğerinde ulaşı lmaktad ı r. Bu sonuçlar, Ankara-Polatl ı sulu tar ı m arazilerinde USSL (194) e şitliğinin kullan ı lamayaca ğı n ı belirtti ği gibi bu konudaki ara şt ı rmalar ı n özellikle potansiyel ve halen sulanan topraklar için yap ı lmas ı gerekti ğini ortaya koymaktad ı r. Bu ara şt ırmadan elde edilen sonuçlar, yöre çiftçilerine ve tar ım kurulu şlar ına büyük yararlar sağlayaca ğı gibi konuyla ilgili bundan sonra yap ı lacak ara şt ı rmalara da katk ı sa ğlayacakt ı r. Topraklar ın Gapon katsay ı lar ı n ın (Kg) bilinmesi neticesinde muhtemel sodyumluluk tahmin edilebilmektedir. Topraklar ı n sodyumlula şma h ız ı n ı bilmek aç ı s ından başta sulanan ve sulamaya aç ılacak arazilerde olmak üzere de ğ i şik toprak tipleri için bu konuda çal ışmalar ı n yap ı lmas ı gerekmektedir (Ye şilsoy 1969).

6 IŞIK, E. ve S. USTA, "Ankara-Polatl ı sulu tar ı m arazilerinde de ğ işebilir sodyum yüzdesi, sodyum adsorbsiyon oran ı 179 ve gapon katsay ısı ilişkileri" Çizelge 3. Toprak örneklerinin de ğ işik tuz (1, 30, 60 mmol L'') ve SAR (,,, (mmol L 1 ) 1/2) konsantrasyonundaki çözeltiler ile işleme al ı nd ı ktan sonra toprakta olu şan SAR ve ESR de ğerleri Top. Orijinal Orijinal çözelti tuz konsantrasyonu No çöz. AR (mmol 1_4 ) kons (mmol L-1 ) 112 SARod ESRort SARort ESRort SARort ESRott K-1 K-2 K-3 K-4 K- K-6 K-7 B-1 B-2 B-3 G-1 G Top. Orijinal Orijinal çözelti tuz konsantrasyonu no çöz. SAR (mmol L") kons (mmol 1: 1 ) 112 SARort ESRort SARort ESRort SARort ESRod G-3 G-4 G- G-6.. v ' -1 Y-2 Y-3 Y4 E-1 E-2 E

7 180 TARIM B İ L İ MLER İ DERG İ S İ 04, Cilt, Say ı 2 Kaynaklar Ağca, N Harran ovas ında baz ı yayg ı n toprak serilerinde değ işebilir sodyum oran ı (ESR)-sodyum adsorbsiyon oran ı (SAR) ili şkilerinin saptanmas ı. Doktora Tezi, Çukurova Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü Toprak Anabilim Dal ı, Adana. Abrol, I. P., J. S. P. Yadav and F. I. Massoud, Salt-affected soils and their management. FAO Soils Bulletin, 39, Rome. Akalan, İ Toprak Bilgisi. Ankara Üniv. Ziraat Fak. Yay. No: 8, 136 s., Ankara. Ş ekil 1. Araşt ırmada kullan ı lan topraklar ı n üç farkl ı tuz (1, 30, 60 mmol L-1 ) ve 4 farkl ı SAR [,,, (mmol L -1 ) 1r2] konsantrasyonundaki çözeltiler ile i şleme al ı nd ı ktan sonra saptanan ESR SAR ili şkileri 0,3 0,30 0,2 O ' ııı 0,1 0, 0,0 0, SAR (mmol L-1)1/2 - Kocahac ı l ı - Be şköprü - Gümüşyaka 1:1 Yenice e Eskikarsak Ş ekil 2.Araşt ı rmada kullan ı lan Kocahac ı l ı, Beşköprü, Gümü şyaka, Yenice ve Eskikarsak köyü topraklar ı n ı n üç farkl ı tuz (1, 30, 60 mmol ) ve 4 farkl ı SAR [,,, (mmol I: 1 ) 1r/ konsantrasyonundaki çözeltiler ile i şleme al ı nd ı ktan sonra saptanan ESR SAR ili şkileri Anonim, Ankara ili arazi varl ığı. TOKB. KHGM. yay ı nlar ı. İ l Rapor No: 06, Ankara. Bolt, G. H Cation exchange equations used in soil science- A review. Neth. J. Agric. Sci., Bolt, G. H. and M. G. M. Bruggenwert (eds.), Soil chemistry: A. Basic elements. Elsevier, New York. Bower, C. A., R. F. Reitmer and M. Fireman, 192. Exchangeable cation analysis of saline and alkali soils. Soil Sci Curtin, D., H. Steppuhn and F. Selles, Effects of magnesium on cation selectivity and structural stability of sodic soils. Soil Sci. Soc. Amer. J Çokçetin, S. 02. Ankara-Polatl ı-gümü şyaka köyü arazileri "sulu tar ı m arazi tasnifi (S.A.T.) raporu". Köy Hizmetleri 1. Bölge Müdürlü ğ ü, Ankara. Day, P. R Report of the committee on physical analysis. Soil Sci. Soc. Amer. Proc, Vol., p Evangelou, P. V. and F. J. Coale, Dependence of the Gapon coefficient on exchangeable sodium for mineralojically different soils. Soil Sci. Soc. Amer. J. 1: Frenkel, J., J. O. Goertzen, and J. D. Rhoades, Effects of olay type and content, exchangeable sodium percentage and electrolyte concentrations on olay dispersion and soil hydraulic conductivity. Soil Sci. Soc. Amer. J. 42: Gedikoğlu, N Ankara-Mürted ovas ı topraklar ı nda Modifiye Gapon katsay ıs ı n ın saptanmas ı. Doktora tezi, Ankara Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü Toprak Anabilim Dal ı, Ankara. Ş ekil 3. Gümü şyaka köyü hariç ara şt ırmada kullan ı lan topraklar ı n üç farkl ı tuz (1, 30, 60 mmol L 1) ve 4 farkl ı SAR [,,, (mmol 1: 1 ) 1/2] konsantrasyonundaki çözeltiler ile işleme al ı nd ı ktan sonra saptanan ESR SAR ili ş kileri Çizelge 4. Ara şt ı rmada kullan ı lan Kocahac ı l ı, Beş köprü, Gümüşyaka, Yenice ve Eskikarsak köyü topraklar ı n ı n ESR-SAR il şkileri ve Gapon katsay ı lar ı n ı gösteren genel denklemler Köy Kocahac ı l ı Beşköprü Gümü şyaka Yenice Eskikarsak ESR = K9 SAR + b **: %1 seviyesinde önemli (p<0.01) ESR = SAR ** ESR = SAR ** ESR = SAR ** ESR = SAR ** ESR = SAR ** R Jurinak, J. J., C. Amrhein and R. J. Wagenet, Sodic hazard: The effect of SAR and salinity in soils and Overburden materials, Soil Sci. 137 (3) Kacar, B Toprak Analizleri (bitki ve topra ğı n kimyasal analizleri: III ). Ankara Üniv. Ziraat Fak. E ğitim, Ara şt ı rma ve Geliştirme Vakf ı Yay. No: 3, Ankara. Lentner, C Geigy scientific tables (Introduction to statistics, statistical tables, mathematical formulae). Volume 2, Eighty, CIBA-GEIGY). Mc Lean, E. O Soil ph. In, Page, A. L. Miller, R. H. Keeney, D. R. (Eds.), Methods of Soil Analysis, Part 2. ASA-SSSA, WI, pp Mehta, S. C., S. R. Poonia and R. Pal, Sodium-Calcium and Sodium-Magnesium exchange equilibria in soil for chloride and sulphate dominated systems. Soil Science 136 (6)

8 I Ş IK, E. ve S. USTA, "Ankara-Polatl ı sulu tar ı m arazilerinde de ğ i şebilir sodyum yüzdesi, sodyum adsorbsiyon oran ı 181 ve gapon katsay ıs ı ilişkileri" Miller, W.P., H. Frenkel and K. D. Newman, Flocculation concentration and sodium/calcium exchange of kaolinitic soil clays. Soil Sci. Soc. Amer. J Nelson, R. E Carbonate. In: Page, A. L., Miller, R. H. Keeney, D. R. (Eds.), Methods of Soil Analysis, Part 2. ASA-SSSA, WI, pp Nelson, D. W. and L. E. Sommers, (1982). Organic Matter. In, Page, A. L. Miller, R. H. Keeney, D. R. (Eds.), Methods of Soil Analysis, Part 2. ASA-SSSA, WI, pp.' Paliwal, K. V. and A. P. Gandhi, Effect of salinity, SAR, Ca:Mg ratio in irrigation water, and soil texture on the predictability of exchangeable sodium percentage. Soil Sci.Vol. 122, No. 2, Poonia, S. R. and O. Talibudeen, Sodium-calcium exchange equilibria in salt-affected and normal soils.' J. of Soil Sci. Vol. 28, p: Sinanuwong, S. and S. A. EI-Swaify, Predicting exchangeable sodium ratios in irrigated tropical Vertisols. Soil Sci. Amer. J Soil Survey Staff Soil Taxonomy. A Basic of Soil Classification for Making and Interpreting Soil Survey. USDA Handbook, Number 436, Washington D. C. Sönmez, B Tuzlu ve sodyumlu topraklar. Köy Hizmetleri Şanl ı urfa Araşt ı rma Enstitüsü Müdürlü ğü Yay ı nlar ı. Genel Yay ı n No:62, Teknik Yay ı n No:17, Şanl ı urfa. Sönmez, B. ve A. Ağar, 199. Topraklar ı n değ işebilir sodytim ve sodyum adsorbsiyon oranlar ı aras ı ndaki ili şkiye göre sodyumlulu ğun tahmini. Köy Hizmetleri Toprak ve Gübre Ara şt ı rma Enstitüsü Müdürlü ğü Yay ı nlar ı. Genel Yay ı n No: 3, Rapor Seri No: R-1, Ankara. Sposito, G The gapon and vanselow selectivity coeffıcients. Soil Sci. Soc. Amer. J., Sposito, G. and S. V. Mattigod, On the chemical foundation of the sodium adsorption ratio. Soil Sci. Soc. Amer. J., Suiçmez, B. 199a. Ankara-Polatl ı-kocahac ı l ı Köyü Arazileri "sulu tar ım arazi tasnifi (S.A.T.) raporu". Köy Hizmetleri 1. Bölge Müdürlü ğ ü, Ankara. Suiçmez, B. 199b. Ankara-Polatl ı-eskikarsak Köyü Arazileri "sulu tar ım arazi tasnifi (S.A.T.) raporu". Köy Hizmetleri 1. Bölge Müdürlü ğü, Ankara. Tüzüner, A Toprak ve su analiz laboratuvarlar ı el kitab ı. Köy Hizmetleri Genel Müdürlü ğü yay ı nlar ı, Ankara. USSL Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. USDA, Agriculture Handbook. No:60. Usta, S Toprak Kimyas ı. Ankara Üniversitesi Ziraat Fak. Yay ı nlar ı, No: 1387, Ders Kitab ı No: 1, Ankara. Uzunta ş, Z Ankara-Polatl ı-yenice köyü "planlama toprak etüt (P.T.E.) raporu". Köy Hizmetleri 1. Bölge Müdürlü ğ ü, Ankara. Yeşilsoy, Ş Baz ı Trakya topraklar ı nda katyon değ işim karakteristikleri. Türkiye Toprak ilmi Derne ği ve 3. Bilimsel Toplant ı Tebliğ leri. Yay ı n No: 1, 47-9, Ankara. İ letişim adresi: Sad ı k USTA Ankara Üniv. Ziraat Fakültesi, Toprak Bölümü-Ankara Te1: O /118 usta@agri.ankara.edu.tr