Transkript

1 ÖZET Yüksek Lisans Tezi ORGANİK MATERYAL KULLANIMININ ALKALİ BİR TOPRAĞIN BAZI ISLAH GÖSTERGELERİ ÜZERİNE ETKİSİ Barış GÖKOĞLU Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Toprak Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Gökhan ÇAYCI Bu çalışmanın amacı, farklı karakterlere sahip çiftlik gübresi (ÇG), bira fabrikası atığı (BFA) ve tavuk gübresi (TG) gibi organik materyallerin ve jipsin birlikte uygulanmasının alkali toprak ıslahındaki etkinliğini araştırmaktır. Araştırma tesadüf parselleri deneme desenine göre 3 tekerrürlü olarak 33 adet kolonda yürütülmüştür. PVC kolonlara aşağıdaki deneme planına göre hazırlanan toprak ve organik madde karışımı ilave edilmiştir. Çalışma; Kontrol 1.( % 100 Jips gereksinimi; JG), 2. % 50 JG, 3. % 50 JG + % 1 ÇG, 4. % 50 JG + % 2 ÇG, 5. % 50 JG + % 4 ÇG, 6. % 50 JG + % 1 BFA, 7. % 50 JG + % 2 BFA 8. % 50 JG + % 4 BFA, 9. % 50 JG + % 1 TG, 10. % 50 JG + % 2 TG, 11. % 50 JG + % 4 TG, konularını içermektedir. Bu çalışmalardan elde edilen sonuçlara göre alkali toprağa jips ve organik materyal uygulamaları toprak solüsyonunun iyon içeriğinde ve ıslah parametrelerindeki değişimlere neden olmuştur. Uygulamalara bağlı olarak toprak çözeltisinin katyonları dikkate alındığında Na içeriğinde önemli bir değişiklik görülmezken, başta kalsiyum olmak üzere magnezyum ve potasyum kapsamında artışlar saptanmıştır. Anyonlar dikkate alındığında ise alkaliliğin bir göstergesi olan bikarbonat iyon içeriğinde dikkate değer azalışlar görülmüştür. Islah parametreleri olarak kabul edilen ph, EC, ESP, ve SAR değerlerinde uygulamalara bağlı olarak dikkate değer farklılıklar saptanmıştır. % 100 JG uygulaması hidrolik iletkenlik değerini artırken bu etki %50 jips gereksinimi uygulamasında görülmemiştir. Bununla beraber, %50 JG + organik materyal uygulamaları hidrolik iletkenliği az da olsa bir miktar artırmıştır. Bu durum alkali toprak ıslahında özellikle az miktarlarda jips kullanıldığında hidrolik iletkenliği artırabileceğini ortaya koymaktadır. 2005, 73 sayfa ANAHTAR KELİMELER: Islah, jips, çiftlik gübresi, tavuk gübresi, bira fabrikası atığı i

2 ABSTRACT Master Thesis EFFECT OF ORGANIC MATERIAL USAGE ON SOME RECLAMATION PARAMETERS OF AN ALKALI SOIL Barış GÖKOĞLU Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Soil Science Supervisor: Prof. Dr. Gökhan ÇAYCI The aim of this study was to determine the combined effect of organic materials such as farmyard manure (FYM), beer factory sludge, and chicken manure (CM) usage and gypsum on some reclamation parameters of an alkali soil. The study was conducted in randomized complete parcels with three replications in 33 PVC colons. Soil and organic material mixtures were added to the PVC colons as follows: Control % gypsum requirement; (GR), % GR, % GR + 1 % FYM, % GR + 2% FYM, % GR + 4 % FYM, % GR + 1 % BFS, % GR + 2 % BFS, % GR + 4 % BFS % GR + 1 % CM, % GR + 2 % CM, % GR + 4 % CM. Application of gypsum and organic materials caused some changes in ion contents of soil solution and reclamation parameters depending on the treatments. When we consider the cations in soil solution, sodium contents of soil solutions did not change much. But, mainly calcium, magnezium and potassium contents increased. As anions were taken into consideration, there were considerable decreases in the contents of bicorbonate concentration which is one of the soil alkalinity parameters. Nevertheless, there were significant increases in sulphate contents of soil solutions due to gypsum applications. Additionally, it was observed that the reclamation parameters such as ph, EC, ESP and SAR considerably changed with regard to treatments. 100 % GR application increased the hydraulic conductivity, but same effect was not seen at 50 % GR. However, 50 % GR + organic material applications increased a bit more hydraulic conductivity as compared with 50 % GR. This situation shows that organic material application may increase water percolation in alkali soils, less amounts of gypsum are used in reclamation, especially. 2005, 73 pages. Key Words: Reclamation, gypsum, farmyard manure, chicken manure, beer factory sludge. ii

3 TEŞEKKÜR Araştırma çalışmalarım sırasında beni yönlendiren ve yardımcı olan danışman hocam sayın Prof. Dr. Gökhan ÇAYCI a, laboratuar çalışmalarımda bana yol gösteren ve yardımlarını esirgemeyen bölümümüz araştırma görevlilerine ve hiçbir zaman manevi desteklerini esirgememiş olan aileme ve arkadaşlarıma teşekkür ederim. Barış GÖKOĞLU Ankara, Eylül 2005 iii

4 İÇİNDEKİLER ÖZET...i ABSTRACT.....ii TEŞEKKÜR...iii SİMGELER DİZİNİ...vii ŞEKİLLER DİZİNİ...ix ÇİZELGELER DİZİNİ...x 1. GİRİŞ KURAMSAL TEMELLER VE KAYNAK ARAŞTIRMASI Topraklarda tuzluluk ve alkalilik...7 Topraklarda tuzluluk ve alkaliliğin kaynakları Primer minerallerin ayrışması Bölgenin iklim durumu Arazinin drenaj durumu ve topoğrafya Sulama suyu kalitesi ve miktarı İkincil depozitler Toprakların tuzlulaşması Toprakların alkalileşmesi Tuzdan etkilenmiş toprakların sınıflandırılması Tuzlu topraklar Tuzlu- alkali topraklar Alkali topraklar Tuzdan etkilenmiş toprakların ıslahı Tuzlu toprakların ıslahı Alkali toprakların ıslahı Tuzluluk ve alkaliliğin bitkiler üzerine etkisi Sulama suyu kalitesinin bitki ve toprak özelliklerine etkisi Taban suyu yüksekliği ve tuzluluk ilişkisi MATERYAL VE YÖNTEM Materyal...32 iv

5 Toprak örneğinin alındığı araştırma alanı Toprak örneğinin alındığı araştırma alanının iklim özellikleri Araştırma alanının jeolojisi ve fizyografyası Yöntem Toprak örneğinin araziden alınması ve denemenin sera şartlarında kurulması PVC yıkama kolonların hazırlanması İnkübasyon periyodu Yıkama yöntemi Toprak örnekleri üzerinde yapılan analizler Toprağın hacim ağırlığının belirlenmesi Saturasyon çamurunun elektriksel iletkenliğinin belirlenmesi Toprak bünyesi ph değerinin tayini Bağımsız iyonlar Katyon değişim kapasitesi Toprağın rutubet kapsamı Kireç Organik madde SAR ESP Jips gereksinimi Organik materyallerin analiz yöntemleri Organik madde ph Elektriksel iletkenlik İstatistiksel değerlendirme BULGULAR VE TARTIŞMA Uygulamalara bağlı olarak yıkama sonrası anyon ve katyon değişimleri Uygulamalara bağlı olarak yıkama sonrası ıslah parametrelerindeki değişimler...41 v

6 Toprak reaksiyonundaki değişim Elektriksel iletkenlikteki değişim SAR değerindeki değişim ESP değerindeki değişim Hidrolik iletkenlikteki değişim SONUÇ...51 KAYNAKLAR...53 EKLER...54 Ek Ek Ek Ek Ek Ek Ek Ek ÖZGEÇMİŞ...73 vi

7 SİMGELER DİZİNİ % Yüzde AgNO 3 Gümüş nitrat B Bor C Celcius Ca Kalsiyum Cl Klor CO 2 Karbondioksit CO 3 Karbonat cm Santimetre ds Desisiemens DSY Değişebilir sodyum yüzdesi EC Elektriksel iletkenlik EDTA Etilen diamin tetra asetat ESP Exchangeable Sodium Percantage g Gram H Hidrojen ha Hektar HCO 3 Bikarbonat K Potasyum km Kilometre l Litre m Metre me mili-ekivalent Mg Magnezyum mg Miligram mm milimetre Na Sodyum OH Hidroksil ph Hidrojen iyon konsantrasyonu (-) logaritması PVC Polivinilklorid s Saniye vii

8 SAR SO 4 t Sodyum adsorbsiyon oranı Sülfat Ton viii

9 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 4.1. Uygulamalar ve yıkama sonrası ph daki değişim...43 Şekil 4.2. Uygulamalar ve yıkama sonrası EC deki değişim Şekil 4.3. Uygulamalar ve yıkama sonrası SAR daki değişim...46 Şekil 4.4. Uygulamalar ve yıkama sonrası ESP deki değişim...48 ix

10 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 2.1. Tuzdan etkilenmiş toprakların sınıflandırılması...12 Çizelge 3.1. Araştırmada kullanılan toprağın bazı özellikleri...32 Çizelge 3.2. Organik materyallerin bazı özellikleri...33 Çizelge 4.1. Yıkama sonrası uygulamalara bağlı olarak anyon ve katyon konsantrasyonundaki değişimler...39 Çizelge 4.2. Uygulamalara bağlı olarak yıkama sonrası ıslah parametrelerindeki değişimler...42 Çizelge 4.3. Organik materyallerin ve uygulama düzeylerinin ph üzerine etkisi...42 Çizelge 4.4. Organik materyallerin ve uygulama düzeylerinin EC üzerine etkisi...45 Çizelge 4.5. Organik materyallerin ve uygulama düzeylerinin SAR üzerine etkisi...47 Çizelge 4.6. Organik materyallerin ve uygulama düzeylerinin ESP üzerine etkisi...49 Çizelge 4.7. Uygulamalar sonrası hidrolik iletkenlikteki değişim...50 x

11 1.GİRİŞ Dünyada toplam arazi yüzeyinin yaklaşık % 10 unu kaplayan çorak topraklar tarımı etkileyen temel sorunlardan birisi olduğu gibi, çevresel yönden de bir dünya sorunu olarak kabul edilmektedir. Bütün iklim kuşaklarında oluşabilen tuzluluk, kurak koşullarda daha yaygın ve hızlı olarak gelişir. Kurak ve yarı kurak bölgeler Dünyadaki toplam alanın yaklaşık % 46 sını kaplar. Bu iklim bölgelerinde sulanan alanların yaklaşık % 50 sinde ise değişik düzeylerde tuzluluk sorunu vardır. FAO/UNESCO tarafından hazırlanan raporlarda, Dünya Toprak Haritası verilerine dayanarak, Dünya genelinde 954 milyon hektar tuzdan etkilenmiş ve üretkenliği kısıtlanmış toprak bulunduğu bildirilmektedir. Bu tip sorunlu topraklar, Afrika da 80.5 milyon, Avrupa da 50.8 milyon, Avustralya da milyon, Amerika da milyon ve Asya kıtasında milyon hektar alan kaplamaktadır. Birleşmiş Milletlerin çalışmaları çerçevesinde elde edilen verilerden açık bir şekilde anlaşıldığına göre, tuzluluk ve beraberindeki sorunlar, Kuzey, Orta ve Güney Amerika da, Doğu ve Güneydoğu Asya da özellikle Hindistan, Pakistan ve Çin de; Afrika da Sudan, Mısır, Libya, Tunus, Cezayir, Fas ta ve Avustralya da ortaya çıkmakta ve giderek büyümektedir (Szabolcs 1991). Kültür bitkilerinin gelişmesini engelleyecek düzeyde çözünebilir tuzlar ve/veya değişebilir sodyum ya da her ikisini birden içeren ve özel bir toprak amenajmanı gerektiren, tarımsal açıdan Problemli Topraklar sınıfına giren Tuzdan Etkilenmiş Topraklar (Tuzlu ve Alkali Topraklar), dünyanın her yerinde, özellikle kurak ve yarı kurak iklim bölgelerinde çok yaygın olarak bulunmaktadır (Bahtiyar 1971). Ülkemizde, % 0-3 eğimdeki arazilerin toplam alanı 8, 2 milyon hektardır. Bunun 3 milyon hektarı tuzlu alkali ve taban suyu sorunu olan alanlardır. (Kelly 1951, Öztan vd. 1967). Bu 3 milyon hektar araziden 1 milyon hektarı drenaja, 1,5 milyon hektarı da çorak toprak ıslahına muhtaç alüvyal ovalardır (Anonim 1995). Türkiye de kurak ve yarı kurak iklim koşullarının etkisiyle, kuru tarımdan sulu tarıma geçildiği ilk dönemlerdeki yüksek ürün artışına aldanarak, birçok sulama projesi tarla içi 1

12 hizmetleri tamamlanmadan, çiftçilere sulama konusunda gerekli bilgiler aktarılmadan ve drenaj önlemleri alınmadan hayata geçirilmiş, bunun sonucunda da verimli topraklarda tuzlulaşma başlamıştır. Böylece doğal olarak var olanlara, yeni çorak topraklar eklenmiştir. Bu süreç sonunda, alt yapı olmadan sulanan alanlarda sürekli bir üretim artışı sağlamanın söz konusu olamayacağı, sulama yatırımlarının toprak ve su kaynakları açısından entegre bir proje olmasının gerekliliği açık bir şekilde anlaşılmıştır. Tuzluluğun genellikle ovalarda ve kapalı havzalarda sulamaya elverişli derin topraklarda oluşumu aslında verim potansiyeli yüksek olması gereken bu toprakları hemen hemen istifa edilemez duruma getirmiştir. Tuzluluğun ortadan kaldırılması halinde bunların birinci sınıf tarım toprağına dönüşebilme olanağı vardır. Türkiye Doğu Karadeniz Bölgesinin haricinde kurak ve yarı kurak iklim koşullarına sahiptir. Yağışlı bölgelerde topraktaki çözünebilir tuzlar, yağışlarla toprak içerisinde aşağıya doğru hareket ederek yer altı sularına ve daha sonra akarsularla denizlere taşınırlar. Bu nedenle tuzlulaşma olayına genellikle yağışlı bölgelerde rastlanmaz bununla birlikte, bu bölgelerde de tuzlanmaya deniz kıyısındaki ırmak deltalarında ve denize yakın alçak arazilerde yer alan topraklarda rastlanır. Kurak bölgelerde tuzların yıkanması lokaldir. Çözünebilir tuzlar fazla uzağa taşınamaz. Çünkü böyle yörelerde yıllık yağış, gerek toplam miktar, gerekse yıl içerisindeki dağılımı nedeniyle toprak içerisindeki tuzların yıkanmasına ve topraklardan uzaklaştırılmasına yeterli değildir. Çağımızda dünya nüfusunun sürekli ve hızlı bir artış göstermesi, gıda ve diğer tarımsal maddelere olan ihtiyacın artmasına yol açmaktadır. Tarım yapılan arazileri genişleterek üretimi çoğaltma olanağı bir noktadan sonra bulunmadığından, birim alanda sağlanan verimin artırılması ve mevcut tarımsal alanlarımızın üretim potansiyellerinin muhafaza edilmesi önemli bir sorun olarak ortaya çıkmaktadır. Bu sorunların giderilmesi için toprak su kaynaklarının rasyonel bir şekilde kullanılması ve korunması gerekmektedir. Tuzdan etkilenmiş topraklar, orijinleriyle ilgili doğal faktörlere ek olarak, çoğunlukla insanların yanlış toprak ve su yönetimleri sonucunda oluşurlar. Uygun olmayan sulama yöntemlerinin kullanılması ve drenaj yetersizliği, tuzlu toprakların oluşumunda insan faktörünün önemini gösterir. Daha fazla yiyecek talep eden ve sürekli artan bir nüfus ile, 2

13 dünyada verimli arazilerin bozulmasının aynı zamanda ortaya çıkması, tuzdan etkilenmiş toprakların oluşumunda insan faktörünün önemini gösteren diğer bir kanıt olarak sayılabilir. Yapılan bir tahmine göre önümüzdeki 75 yıl içinde tarım arazilerinin yaklaşık olarak, sadece %10 artabileceği, buna karşın dünya nüfusunun iki katına çıkacağı ve bu artışın büyük bir kısmının, tuzluluğun çok yaygın olduğu dünyanın yarı kurak ve kurak bölgelerinde olması konunun önemini göstermektedir. Türkiye de tuzluluk ve alkalilik nedeniyle tarıma uygun olmayan yaklaşık 1.5 milyon ha alan, ülkemiz yüzölçümüne göre % 2 değerinde, ekonomik olarak sulanabilir arazi potansiyeli olan 8.5 milyon ha alana göre ise % 17 değerinde bir alan kaplamaktadır (Anonim 1980). Anadolu da önemli düzeyde tuzluluk ve alkalilik problemi gösteren bölgeler; Kuzey Anadolu da Çarşamba Ovası, Güney Anadolu da Tarsus ovası, Çukurovanın bazı kısımları, Orta Anadolu da Tuz Gölü civarı ve Çumra Ovası, Doğu Anadolu da Iğdır Ovası, Ege Bölgesinde Gediz Havzasının Alaşehir, Salihli, Manisa, Menemen Ovaları, Bakırçay Havzasının Aşağı Kırıklar Mevkii, Sarayköy Sulama Havzasında Gölemezli mevkii, Büyük Menderes havzasında Söke Ovasının büyük bir kısmı ile Koçarlı Ovasının bazı kısımlarıdır. Ülkemizde tuzdan etkilenmiş toprakların miktarına ait en son veriler 1980 yılına ait olup halihazırdaki çorak toprakların envanterini çıkarmada yetersiz kalmaktadır. Yirmi seneyi aşkın süre içinde yeni toprak verilerinin olmaması, geçen yıllarda Harran Ovası gibi yeni sulamaya açılan geniş alanlar nedeniyle gerçek rakamın 2.0 milyon ha civarında olduğu tahmin edilmektedir (Munsuz vd. 2001). Toprak tuzluğu, Dünyanın geleceğini tehdit eden arazi degradasyonun en önemli öğelerinden biridir. Global düzeyde yapılan hesaplamalara göre dünyada her dakika işlenebilir arazinin 10 hektarı kaybolmaktadır. Bu kaybolan arazinin 3 hektarı toprak tuzlanması nedeniyle olan kayıplardır (Buringh 1978). Bu trajik rakam, gelecekte global gıda ihtiyaçlarının karşılamak için, bu büyük sorunun niçin üstesinden gelinmesi gerektiğine işaret etmektedir. 3

14 Toprak tuzluluğu, bitkisel üretimi artırmayı başarmadaki belli başlı engellerden biridir. Toprak çözeltisinin tuzluluğu, bitki gelişimi üzerine olumsuz etkiye sahiptir. Bu etkiler : 1) Toprak ozmotik potansiyelinin artması, bunun sonucu olarak bitkiye yarayışlı suyun azalması ve 2) Toksik etki ya da bitki besin metobalizmasındaki dengesizliğe sebep olan belirli iyonların konsantrasyonlarının artması şeklinde gruplandırılabir. Tarımsal faaliyetlerimizi yürüttüğümüz topraklar, toprak oluşum faktörlerine bağlı olarak çok değişik özellikler taşımaktadırlar. Genelde iyi verim ve kaliteli ürün eldesi, toprak şartlarının ideale yakın, uygun özelliklere sahip olmasıyla mümkün olmaktadır. Ancak, bu şekilde oluşum özelliği taşıyan topraklar genelde azdır ve günümüzde iyi özelliklere sahip topraklarımız da yoğun ve pek çok yanlış tarımsal faaliyetler sonucu, bu iyi özelliklerini kaybetmektedirler. Bozulan toprak sistemi canlılığını yeniden kazanılmasının ve bozulan dengenin düzeltilebilmesinin en iyi yolu, doğadaki canlı yaşam ya da başka bir ifadeyle toprakta organik madde rezervinin artırılmasıdır. Toprakların oluşum özelliğine bağlı olarak ağır killi topraklar, aşırı kumlu topraklar, kuvvetli asit veya alkali topraklar, tuzlu topraklar vb. gibi tarımsal üretimi olumsuz olarak sınırlandıran toprak özelliklerinin, dışardan yapay girdilerle düzenlenmesi çok zordur. Aynı şekilde, yoğun ya da tek yönlü yanlış uygulamalarla, özellikleri bozulmuş toprakların iyileştirilmesi de yapay girdilerle zor olmaktadır. Tüm bu doğal veya sonradan meydana gelen olumsuzlukları giderebilecek uygulama, doğanın yeri doldurulamaz bir kaynağı olan organik maddenin toprağa geri kazandırılmasıdır. Organik materyaller sahip oldukları özellikleri sayesinde doğada dinamik bir döngü yaşanmasına ve toprak sisteminin sürekli yenilenmesine olanak sağlamakta, dolayısıyla da üzerinde yetiştiriciliği yapılan tarımsal ürünlerin gelişimini olumlu yönde etkilemektedirler. Organik materyallerin bu olumlu özellikleri, tarımsal üretimde verimlilik ve kalitenin yükseltilmesi amacıyla kullanılan yapay girdiler içerisinde organik materyallerin, tartışmasız bir üstünlüğü olduğunu ve yeri doldurulamayacak bir materyal olduğunun göstergesidir. 4

15 Puttaswamygowda and Pratt (1977) organik materyallerin parçalanmasına bağlı olarak açığa çıkan organik asitlerin ve CO 2 in, ph nın düşmesi, kireç ve diğer toprak minerallerinin çözünürlüğüne bağlı olarak katyonların açığa çıkması ve değişebilir sodyumun, kalsiyum ve magnezyumla değişimiyle birlikte değişebilir sodyum yüzdesinin (DSY) azalarak alkali toprak ıslahına katkıda bulunduğunu belirtmişlerdir. Günümüzde toprağın organik madde düzeyini yükseltmek amacıyla topraklara ilave edilecek geleneksel organik madde kaynakları maalesef sınırlıdır. Diğer taraftan ülkemizde tarımsal ve endüstriyel ürünlerin işlenmesi esnasında bir çok organik atık açığa çıkmaktadır. Bu atıklar işletmelerin kullanım sahasında büyük alanlar işgal ederek çalışma düzenini bozmakta, depolama sorunları yaratmakta ve çevre sorunlarına neden olmaktadır (Kütük ve Çaycı 2000). Tuzdan etkilenmiş topraklar, karakteristik olarak organik maddece çok fakir topraklardır. Pek çok tuzlu toprakta organik madde içeriği %1 in altındadır. Tuzdan etkilenmiş topraklarda organik madde ilavesinin; toprakta makro porların hacmini artırmak suretiyle toprakta permeabiliteyi iyileştirdiği, böylelikle tuz yıkanmasını toprakta hızlandırdığı, toprakta kabuk oluşumunu azaltarak infiltrasyonu iyileştirdiği, toprakta ozmotik potansiyele bağlı olarak azalan yarayışlı su miktarını artırdığı, toprağın katyon değişim kapasitesini artırarak, ozmotik potansiyeli düşürdüğü, azot alımını artırdığı ve yapısındaki humik maddelere bağlı olarak Fe, Zn başta olmak üzere mikro bitki besin maddelerinin yarayışlılığını artırdığı çeşitli araştırıcılarca bildirilmiştir (Nishizaki et al ). Bugün milli ekonomimizi tehdit eden toprak yetersizliğinin çözümünde, ülkemizin hemen her bölgesinde, özellikle kurak ve yarı kurak iklim bölgelerimizde oluşan ve tarım arazilerimizin önemli bir bölümüne yayılmış olan tuzlu ve alkali toprakların incelenerek ıslah edilebilme olanaklarının araştırılması büyük önem taşımaktadır. Hızla çoğalan nüfus karşısında gittikçe artan tarımsal ürün talebi bizi, birim alandan daha fazla verim almanın yanı sıra, halen elde mevcut üretim yeteneğini kaybetmiş olan alanların ıslahına yöneltmektedir. 5

16 Bu topraklardan tarımsal amaçla yararlanmak, ancak onların ıslah edilmeleriyle mümkündür. Islahta uygulanacak yöntemler veya kullanılacak ıslah maddelerinin cinsi ve miktarının belirlenmesinde, yalnız laboratuar analiz sonuçlarının dikkate alınması yeterli değildir. Çünkü kullanılacak yıkama suyunun kalitesi, ıslah maddelerinin özellikleri, toprağın profil yapısı arazinin drenaj durumu, yıkama suyu miktarı ve uygulama aralığı gibi birçok faktör ıslahın başarısını etkilemektedir (Bahtiyar 1971). Bununla birlikte, laboratuardaki kolon denemelerinin esası tarla koşullarındaki yıkamayı taklit etmektir. Laboratuar seçilen ıslah yöntemlerinin en iyisinin, tarlada denenebileceğini gösteren yerdir. Bu çalışmanın amacı, farklı karaktere sahip tavuk gübresi, çiftlik gübresi ve bira fabrikası atığı gibi organik materyallerin ve jipsin birlikte uygulanmalarının alkali toprak ıslahındaki etkinliğini serada kolon çalışmasıyla araştırmaktır. 6

17 2. KURAMSAL TEMELLER VE KAYNAK ARAŞTIRMASI 2.1 Topraklarda Tuzluluk ve Alkalilik Tuzdan etkilenmiş topraklar; iklim, anamateryal, drenaj yetersizliği, tuzlu veya kalitesiz sulama suyu kullanılması, gereğinden fazla sulama suyu kullanılması, akarsuların ve denizlerin etkisi, yüksek taban suyu, uygun olmayan fizyografi ve toprağın bünyesine bağlı olarak dünyanın her yerinde birkaç dekardan, binlerce ha. lık alanlara kadar değişen boyutlarda oluşabilmektedir (Kelley 1951, U.S.Salinity Lab. Staff 1954, Scheffer and Schachtschabel 1973). Dünya kara yüzeyinin yaklaşık 1/3 ü kurak ve yarı kurak iklim bölgesinde bulunmakla beraber, bundan buralardaki bütün toprakların tuzlulaşacağı anlamı çıkarılmamalıdır. Tuzluluk genellikle, kurak ve yarı kurak iklimle beraber, belirli bir drenaj havzasının en alçak kısımlarında, daha yüksek konumdaki arazilerin drenaj sularının sızarak biriktiği, buralarda yüksek taban suyu oluşturduğu veya suyun toprak yüzeyine kadar çıktığı ve bu suların buharlaşarak kaybolduğu yerlerde meydana gelmektedir (Dieleman 1963). Tuzdan etkilenmiş topraklar genellikle, aşırı sulanan düz topografyalı alçak alüvyal alanlarda ortaya çıkan yüksek taban suyunun buharlaşmasıyla içerdiği tuzları toprağa bırakmasından oluşmaktadır. Bu süreç sırasında toprakta toksik bir element olan Bor (B) da birikebilmektedir. De Sigmond çorak toprakların oluşum ve olgunlaşmaları sırasında başlıca beş aşama geçirdiklerini bildirmektedir (Kelly 1951). Bunlar; 1.Tuzlulaşma 2.Alkalileşme 3.Tuzsuzlaşma 4.Alkalisizleşme 5.Yeniden Tuzlulaşma Fazla miktarda tuzların biriktiği kurak ve yarı kurak bölge topraklarında sodyum, hem miktar bakımından hem de oransal olarak hakim duruma geçer. Bu süreç, toprakta daha 7

18 önceden sodyumun hakim olması, ya da evapotranspirasyon sonucunda toprak solüsyonunun iyon konsantrasyonunun artmasıyla, kalsiyum (Ca) ve magnezyum (Mg) tuzlarının (CaCO 3, MgCO 3, CaSO 4 ) çözünürlük sınırları aşılacağından, bu tuzların çökelmeleri suretiyle, sodyumun oransal miktarının artması ve bu koşullar altında değişebilir Ca ve Mg un bir kısmının Na ile yer değiştirmesi ve Na nın toprak kolloidleri üzerinde artması şeklinde cereyan eder (U.S.Salinity Lab. Staff 1954). Toprakların tuzlulaşmasını; doğal tuzlulaşma ve yapay tuzlulaşma olmak üzere ikiye ayırarak incelemek mümkündür. Doğal Tuzlulaşma; kurak iklimlerde, tuzların litosferin tuzlu katlarından geçen veya yüksek arazilerden sızan sularla taşınarak, daha alçak konumdaki arazilere getirilmesinden ya da su erozyonuyla taşınan süspanse materyalin taşkın ovalarında çökelip birikmesiyle, taşkınlar sonucu yükselen tuzlu taban sularından meydana gelmekte, iklimin gereği olarak yüzey toprağında kuvvetli evaporasyon nedeniyle, çözünmüş tuzlar suyun kapillar hareketi ile birlikte toprağın derinliklerinden profilin üst tabakalarına yükselmekte ve suyun buharlaştığı noktada birikmektedir. Yapay Tuzlulaşma ise; Sulu tarım uygulanan bölgelerde gereğinden fazla sulama, kalitesiz su ile sulama ve yetersiz drenaj sonucunda yükselen taban suyunun buharlaşmasından, yağışlı bölgelerde ise yüksek tuzlu sulama sularıyla, toprağa ilave edilen tuz miktarından kaynaklanmaktadır (Scheffer and Schachtschabel 1973) Topraklarda tuzluluk ve alkaliliğin kaynakları Primer minerallerin ayrışması Topraklardaki bütün tuzların orijini ve esas kaynağı, yer kabuğunun atmosferle temas halindeki kayalarda bulunan primer minerallerdir (U.S.Salinity Lab. Staff 1954). Yer kabuğunun ortalama olarak %0.005 i klor ve %0.06 ı sülfat olup katyonlardan da sodyum, kalsiyum ve magnezyum miktarı %2-3 arasında değişmektedir (Miller et al. 1958). Topraklarda mevcut çözünebilir tuzlar genellikle sodyum, kalsiyum ve magnezyum ile klor ve sülfat anyonlarından oluşur. Potasyum katyonu ile karbonat ve nitrat da topraklarda az 8

19 miktarda bulunabilir. Hidroliz, hidratasyon, çözünme, oksidasyon ve karbonasyon gibi kimyasal ayrışma sürecinde yukarıda bahsedilen tuzlar, zamanla açığa çıkar ve eriyebilir hale gelir. Bikarbonat iyonları, su içerisinde karbondioksitin erimesi neticesinde meydana gelirler. Karbondioksitin esas kaynağı atmosferik olabildiği gibi biyolojik de olabilir. Karbondioksit içeren sular, kimyasal çözünme işlemlerinde önemli rol oynarlar ve karbondioksit katyonlarla birleşerek bikarbonat iyonlarını meydana getirir. Karbonat ve bikarbonat iyonları birbiri ile sıkı bir şekilde ilişkilidir. Bu iyonların miktarları ph değerleri ile yakından alakalıdır. Fazla miktarda karbonat iyonları, sadece ph değerinin 9.0 ve daha fazla olduğu hallerde bulunur (U.S.Salinity Lab. Staff 1954) Bölgenin iklim durumu Nemli bölgelerde çözünen tuzlar yağış suları ile akarsulara veya yer altı sularına taşınır, bunlar aracılığı ile de göl veya denizlere kadar ulaşır. Bu nedenle nemli bölgelerde tuz birikmesi olmaz. Gerçi deniz kenarlarında delta ağızlarında bazen tuzlu topraklara rastlanır, ancak bu topraklardaki tuzlar ya deniz sularının toprağa nüfuz etmesi ya da rüzgarların deniz suyunu taşıması sonucu birikirler. Kurak ve yarı kurak bölgelerde ise minerallerin ayrışması sonucu ortaya çıkan tuzların yıkanmaları ve denizlere kadar taşınmaları tamamlanamaz. Bu bölgelerde yağış azlığı nedeniyle yıkanma azdır. Dolayısıyla çözünen tuzlar ancak çukur veya alçak alanlara taşınabilir. Drenajı yetersiz alçak alanlarda biriken ve tuz içeren sular kurak bölgelerin tipik özelliğine bağlı olarak yaz aylarında buharlaştıkça toprak içinde veya yüzeyinde birikmeye başlar. Böylece ortamda tuz miktarı fazlalaşır ve tuzlu bir toprak meydana gelir (Dinç vd. 1991). Bu iklim bölgelerinde yıllık yağış miktarı, evaporasyonun çok altında olduğundan, toprak ana materyalinin ayrışması sonucunda ortaya çıkan çözünebilir tuzlar, yağışlarla uzak mesafelere taşınamaz, hatta toprak suyu ile toprağın alt katlarına kadar yıkanıp, profilin 9

20 herhangi bir yerinde birikirler. Bundan dolayı çoraklığın temel etkenlerinden biri de suyun yetersizliğidir (Israelsen and Hansen 1965) Arazinin drenaj durumu ve topografya Toprak geçirgenliğinin düşük olması ve toprak profilinin değişik derinliklerde oluşan sertleşmiş ve çimentolaşmış katlar (fragipan, hardpan, duripan) çoraklaşmanın ana sebeplerindendir. Bozuk drenaj şartları, toprakların tuzlulaşmasında önemli bir etken olmakla beraber, tabansuyu seviyesinin yüksekliği veya toprakların geçirgenliklerinin düşük olması gibi haller de toprakların tuzlulaşmasına yol açar. Yüksek taban suyu seviyesi çoğunlukla topografya ile ilgilidir. Kurak bölgelerde yağışın az olması sebebiyle yüzey drenaj kanalları tam olarak oluşmamıştır. Bunun sonucu olarak akarsularını dışarıya akıtamayan kapalı havzalar meydana gelmiştir. Tuz açısından zengin olan ve havzanın üst kısımlarından gelen drenaj suları, havzanın tabanındaki arazilerde taban suyunun toprak yüzeyine kadar yükselmesine sebep olurlar. Bu suretle, havzanın tabanındaki topraklar belirli bir süre su altında kalabildikleri gibi, devamlı olarak su altında kalarak tuzlu gölleri oluşturabilirler. Bu şartlar altında, tuzlu yeraltı sularının toprak yüzeyine doğru yükselmesi veya yüzeydeki suların buharlaşması toprakta tuz birimine neden olur. Bu şekilde oluşan tuzlu toprakların miktarı oldukça fazladır (Oruç ve Sağlam 1979) Sulama suyunun kalitesi ve miktarı Tüm yüzey ve yeraltı su kaynakları saf olmayıp, bir miktar erimiş tuzları içerirler. Dolayısıyla her sulama ile birlikte toprağa bir miktar tuz ilave edilir(kamhorst and Bolt 1976). Toprağa ilave edilen tuz, toprak karakteristiklerine ve su kalitesine bağlı olarak zamanla topraklarda birikmeye başlar. İyi bir sulama yönetimi altındaki tarlada toprak tuzluluğu, sulama suyu tuzluluğunun 4-5 katı kadardır. Ancak gerekenden daha fazla ve düşük kaliteli sulama suyu uygulanırsa, taban suyu yükselmeye başlar ve toprak süzüğünün tuz içeriği, sulama suyu tuz içeriğinin katı kadar olabilir. Bu sakıncalı durum ancak iyi bir sulama idaresi ve etkin çalışan drenaj sistemleri ile önlenebilir (Kanber 1992). 10

21 İkincil depozitler Kurak bölgelerdeki ikincil depozitler ( Şeyl, kumtaşı, konglomera v.d) eriyebilir tuzların önemli bir kaynağını oluşturur. İkincil depozitler genellikle, deniz ve göllerin tektonik hareketlerle veya zamanla çekilmesiyle ortaya çıkarlar. Bu alanlarda, drenaj suları buharlaştıkça fazla miktarda çözünebilir tuz birikimleri meydana gelir. İkincil depozitlerin tuzlulaşmaya katkısını, Amerikanın başta Kaliforniya ve bazı eyaletlerinde (Kelley 1951), Türkiye de ise Menderes ve Söke Ovaları ile diğer denizden kazanılmış deltalarda görmek mümkündür (Saatçi ve Tuncay 1971) Toprakların tuzlulaşması Yukarıda sıralanan bir veya birkaç faktörün etkisi altında; kurak ve yarı kurak bölgelerde, evapotranspirasyonun yağıştan yüksek oluşu nedeniyle sular toprak yüzeyinden buharlaşırken beraberinde taşıdıkları tuzları toprak yüzeyinde veya yüzeye yakın kısımlarda bırakmaları sonucunda topraklar tuzlulaşmaktadır (U.S.Salinity Lab. Staff 1954) Toprakların alkalileşmesi Alkalileşme, tuzlu topraklarda değişim komplekslerindeki sodyum oranının artmasıdır. Tuzlu topraklarda, hatta kurak iklimlerdeki normal topraklarda hakim durumda bulunan Ca ve Mg tuzları çökelerek inaktif bir şekile geçer. Ca ve Mg un çökelmesi daha çok karbonatların oluşumuyla ortaya çıkmaktadır. Buharlaşma ile topraktan su kaybının artması CaCO 3 oluşumunu hızlandırır. Sonuçta ortamdaki Na un nisbi miktarı artar. Bu koşullarda, değişim komplekslerindeki tutulmuş bulunan Ca ve Mg un bir kısmı toprak çözeltisindeki oransal konsantrasyonu artmış olan Na ile yer değiştirir (U.S.Salinity Lab. Staff 1954). 11

22 Toprak çözeltisindeki iki değerli katyonlar değişim kompleksleri tarafından bir değerli olan sodyumdan daha kuvvetli bir şekilde tutulmakta ve bunların çözeltideki konsantrasyonlarının eşit olması durumunda bile adsorbe edilen Ca ve Mg un miktarları adsorbe edilen Na un birkaç katı olmaktadır. Dolayısıyla, değişim kompleksleri tarafından yeterli miktarda Na un adsorbe edilebilmesi için çözünebilir katyonların yarısı veya daha fazlasının Na olması gerekmektedir (U.S.Salinity Lab. Staff 1954) Tuzdan etkilenmiş toprakların sınıflandırılması Tuzdan etkilenmiş topraklar; bu konuda çalışan bilim adamları tarafından farklı şekillerde tanımlanmıştır. Ancak, her ne kadar farklı şekillerde tanımlansa da ifade edilmek istenen olgu, genellikle benzer özelliktedir. ABD tuzluluk laboratuarı tuzdan etkilenmiş toprakları aşağıdaki gibi sınıflandırmıştır. 1.Tuzlu Topraklar 2.Tuzlu-Alkali Topraklar 3. Alkali Topraklar (U.S.Salinity Lab.Staff 1954). Bu toprakların ayırımında kıstas olarak kabul edilen özellikleri ve değerleri şöyledir: Çizelge 2.1. Tuzdan etkilenmiş toprakların sınıflandırılması EC (ds/m) ESP ph TuzlulukSınıfları Tuzlu >4 <15 <8,5 Tuzlu-Alkali >4 >15 8,5 Alkali <4 >15 >8,5 Ruslar, Tuzlu ve alkali toprakları; Solonchak, Solonchak-Solonetz ve Solonetz olarak üç sınıfa ayırmıştır. Etz, Rus dilinde bir küçülme takısıdır ve Solonetz az tuz (az tuzlu toprak) anlamına gelmektedir. Chak ise Tatar dilinde çok manasına gelir ve Solonchak da çok tuzlu toprağı ifade etmektedir (Kelly 1951). Buna göre tuzlu toprak; Solonchak toprak, 12

23 tuzlu alkali toprak; Solonchak-Solonetz toprak, alkali toprak ise Solonetz toprağa karşılık gelmektedir Tuzlu topraklar Bu topraklarda tuzlar kendini toprak yüzeyinde çiçeklenme şeklinde veya kar yağmış gibi gösterir. Yahut buharlaşmanın meydana geldiği yere ve yıkanma durumuna bağlı olarak çeşitli tuzlar üst horizonların herhangi bir noktasında yer alır. Hakim iyonlar sırasıyla; Na, Ca, Mg ve az miktarda K ile Cl, SO 4, HCO 3 ve az miktarda CO 3 tır. Hangi iyonların daha fazla birikebileceği ve yıkanabileceği hususu, yağışlar, doğal yıkama koşulları ve sulama suyunun kalitesine bağlıdır (Dieleman 1963). Toprak yüzeyinde çiçeklenme veya kar yağmış gibi gözlemler, genelde toprakta tuzluluk problemi olduğunu gösterir. Fakat tuzluluk problemleri her zaman gözle görülebilecek kadar açık değildir. Tuzluluk gözle görülebilir bir etki yaratmaksızın verimde % 25 e varan bir azalma yaratabilir. Daha da ötesi tuz bulunmayan bir toprak yüzeyinde, jips nedeniyle beyaz lekeler gözüktüğünden tuzluluk varmış gibi teşhis yapılabilir. Tuzluluğun güvenilir teşhisi için, toprağı iyi temsil eden örnekler üzerinde doğru laboratuar testleri gerekir. Topraktaki tuzlar, su içinde çözünebilir haldedir ve toprakta su ile hareket ederler. Suyun ve tuzun hareketi, toprağın çeşitli katmanlarının permeabiliteleri, yüzey röliyefi, yüzey akışları ve sulama tarafından etkilenir. Karık sulamanın uygulandığı tarlalarda topraktaki tuz içeriği karıkların sırtlarında, karık tabanınkinden daha fazladır. Böylece toprağın tuz içeriği, düşey olarak farklı derinliklerde ve yatay olarak farklı yerlerde büyük ölçüde değişiklik gösterebilmektedir. Bu yüzden, toprağın örnek alınacak yerini belirlemede ve örnek almada yeterince iyi muhakeme ve dikkat harcanmazsa, yapılacak laboratuar çalışmalarının da bir anlamı olmayacaktır. Test etmek için arazideki tuzluluk açısından şüpheli yerlerden örnek alınır. Eğer alan ekili ya da doğal bitki örtüsü ile kaplı ise, tuzluluktan etkilenen ve etkilenmeyen alanları bitkilerin görüntüsünden anlamak mümkündür. 16 ha ya da daha az alanlarda iki örnek alma yeri genellikle yeterlidir. 16 ha dan fazla alana sahip yerlerde aynı oranda çoğaltılarak örnek alınır. Eğer orta derecede ya da şiddetli olarak tuzdan etkilenen alanlar mevcutsa ve bunlar ayırt edilebiliyorsa her alandan örnek alınmalıdır. Ürün yetiştirilen bir yerden örnek alınıyorsa örnekler 15cm den 13

24 150 cm ye kadar değişebilen kök bölgesinden alınmalıdır. Eğer ürün yetiştirilmeyen alanlardan toprak örneği alınıyorsa, örnekler cm derinliğe kadar alınmalıdır. Eğer alanda karık sulama uygulanıyorsa karık tabanından ve karık üstünden örnekler alınmalıdır (Bower 1963). Tuzlu toprakların fiziksel ve kimyasal özellikleri yatay ve dikey çok kısa mesafelerde büyük değişiklik gösterir. Toprak kolloidleri tuzların etkisiyle floküle durumdadır. Bu nedenle strüktürleri oldukça iyi, geçirgenlikleri yeterli, bünyeleri genellikle incedir. Az veya çok kireç içerirler. Ancak fazla tuzlardan dolayı çözünmez halde bulunan bu kirecin toprağa pek yararı yoktur. Çözünebilir Na, nadiren diğer katyonların yarısını geçtiğinden ve tuzların çoğu nötr olduğundan, reaksiyonları nötral, değişebilir Na miktarı azdır (Bonarius 1970). Bütün topraklar bir miktar suda çözünebilir tuzları içerir. Fakat bu tuzlar, bitki büyümesini ve tohumların çimlenmesini engelleyecek düzeyde oldukları zaman, tuzlu topraklar olarak değerlendirilir. Tuzdan etkilenmiş topraklar içerisinde, etkin bir drenaj ve iyi kaliteli su mevcutsa ıslahı en kolay toprak tuzlu topraktır. Tuzlu topraklar, çoğunlukla iyi yapılı ve permeabil olup normal fiziksel koşullara sahiptir (Lamond and Whitney 1991). Tuzlu topraklarda en fazla bulunan değişebilir katyonlar kalsiyum ve magnezyumdur. Sodyum değişebilir tuzların nadir olarak yarıdan fazlasını oluşturması nedeniyle, fazla adsorbe edilmemiştir. Potasyum az miktarda bulunabilir. Anyonlardan Cl ve SO 4 hakim durumda olup az miktarda HCO 3 ve NO 3 bulunabilir. Tuzlu topraklarda ise genellikle CO 3 yoktur (U.S.Salinity Lab.Staff 1954) Tuzlu alkali topraklar Tuzlu-Alkali topraklar, tuzlu ve alkali topraklar arasında geçit aşaması oluştururlar. Tuzlu topraklarda olduğu gibi fazla miktarda çözünebilir tuz içermelerinin yanısıra, alkali topraklarda olduğu gibi değişebilir sodyum oranları da yüksektir. Genel karakterleri itibariyle hem tuzlu, hem de alkali topraklara benzerler. Dünyada ve 14

25 ülkemizde oldukça yaygın bulunurlar (Bonarius 1970, Oruç ve Sağlam 1970, Bahtiyar 1971). Tuzlu alkali topraklar, kültür bitkilerinin normal gelişmesini engelleyecek düzeyde tuz ve sodyum içeren topraklar olarak tanımlanırlar. Bu topraklar tuzlulaşma ve alkalileşme olaylarının birlikte etkileri sonucu oluşur. Görünüşleri itibariyle genellikle tuzlu topraklara benzerler. Tuzlu alkali topraklar herhangi bir kimyasal madde verilmeksizin yıkanırsa sodyum başat duruma geçer ve toprak alkali hale gelir. Toprak çözeltisindeki tuzların konsantrasyonu azaldığında, değişebilir Na hidrolize olarak NaOH oluşur. Aşağıdaki reaksiyonda görüldüğü gibi sodyum hidroksit havadan adsorbe edilen veya mikroorganizmaların oluşturduğu CO 2 ile reaksiyona girerek Na 2 CO 3 a dönüşür. Sonuçta hem ph yükselir hem de kolloidler disperse olur. 2NaOH + CO 2 Na 2 CO 3 + H 2 O Alkali topraklar Alkali toprakların yüzeyinde 3-5cm gevşek bir kat bulunur. Bu kattaki kolloidler dispers olmuştur. A horizonun altında alkali topraklar için tipik olan kolumnar strüktürlü, sert ve nispeten koyu renkli bir B horizonu yer alır ve bu horizonun geçirgenliği oldukça azdır. Yüzey toprağındaki organik kolloidlerin Na 2 CO 3 ile dispersiyonu nedeniyle bu toprakların yüzeyi siyahımsı bir renktedir. Bu toprakların ıslahı için kimyasal ıslah maddelerinin (CaSO 4. 2H 2 O, H 2 SO 4, HCl vb.) kullanılması gereklidir (Kelly 1951). Bu topraklar tamamen tekselleşmiş ve suyu kabul etmez bir durumdadırlar. Bundan dolayı Amerikalılar bu topraklara Siyah Alkali adı da verilmektedir. Rusların Solonetz dedikleri topraklara karşılık gelir. Islahları çok güç olup, mutlaka kimyasal ıslah maddesi kullanılmasını gerektirirler (Janert 1964). 15

26 Alkali topraklar düşük tuz içeriğine karşılık yüksek bir değişebilir sodyum yüzdesi ve yüksek bir ph ile karakterize edilirler. Yüksek miktardaki değişebilir sodyum, toprakta aşırı dispersiyon yaratır. Buna bağlı olarak toprak strüktürü bozulur, geçirgenlik son derecede düşer (Israelsen and Hansen 1965). Alkalileşme olayı, yani toprakta sodyum konsantrasyonunun artması, tuzlulaşmanın doğal bir sonucu olup, pratik olarak toprakta değişebilir sodyumun (NaX) birikmesidir (Pagel 1968). Solonetzik B horizonunun oluşmasında mevsimsel tuz ve su hareketinin rolü ile ilgili yapılan bir araştırmada; toprak pedonundan alınan örneklerdeki çözünebilir tuzların kimyasal kompozisyonu ile taban suyu örneklerinin kimyasal kompozisyonun birbirine benzediği ve hem toprakta hem de taban suyunda dominant katyonun Na olduğu, anyonun ise sırasıyla SO 4 ve HCO 3 olduğu bildirilmiştir. Bu yüzden, toprakların kimyasal özellikleri taban suyunun kimyasal özelliğini direkt olarak yansıtmaktadır. Ayrıca, fazla çözünebilir tuzlardan NaHCO 3 ın diğer tuzlara göre toprak yüzeyinin ilk 40 cm derinlik içinde çok yüksek konsantrasyonda olmasına karşın az çözünebilir tuzlardan CaSO 4 ve MgSO 4 ın 40 cm nin altındaki derinliklerde fazla olduğu tespit edilmiştir (Miller and Pawluk 1993). Topografya ve mevsimsel iyon dinamiklerinin Solonetz toprakların oluşumuna etkisi ile ilgili yapılan bir araştırmada, çalışma alanı olarak aynı bölgede Solonetz toprak oluşumunun farklı aşamalarını temsil eden dört farklı nokta seçilmiştir. Genellikle bu noktaların hepsinde EC, Na, Mg, Ca, SO 4, HCO 3 değerleri ilkbaharda düşük, yaz ve sonbaharda ise yüksek bulunmuştur. Bu durum bitki büyüme mevsimindeki evapotranspirasyon artışından kaynaklanmıştır. Sodyumun toprak profilindeki mevsimsel değişimin kalsiyum ve magnezyuma göre yüksek olmasının nedeni, değişim kompleksleri üzerindeki divalent katyonların daha kuvvetli tutulmasıdır. Anyonlardan HCO 3 iyonu ise genellikle üst horizonlarda SO 4 iyonuna göre daha fazla; SO 4 iyonu ise alt horizonlarda yüksek bulunmuştur. Bu durum, HCO 3 tuzlarının SO 4 tuzlarına göre daha fazla çözünebilir olmasından ileri geldiği ve toprak pedonundaki iyon dinamiğinin Solonetz toprak oluşumunu etkilediği vurgulanmaktadır (Miller and Pawluk 1993). 16

27 2.1.5 Tuzdan etkilenmiş toprakların Islahı Tuzdan etkilenmiş topraklar çok geniş kapsamlı olup, kültür bitkileri tarımında ekonomik düzeyde ürün vermeyen, nitelikleri ekonomik tarım yapmaya elverişli olmayan toprakları ifade etmektedir. Tuzluluk ve alkalilik sorunu içeren toprakların iyileştirilmesinde yaygın olarak kullanılan yöntemler 4 grup altında toplanmıştır (Kırda 1979). a) Derin sürüm, patlatma, kumlama gibi fiziksel yöntemler, b) Bitki yetiştirerek toprak geçirgenliğinin artırılması ve köklerin salgıladıkları asitlerin etkileri ile alkaliliğin giderilmesini sağlamak gibi biyolojik yöntemler, c) Topraktaki değişebilir sodyumun azaltılabilmesi için onunla yer değiştirebilecek çözünebilir Ca iyonu içeriğini artırıcı kimyasal maddelerin kullanılmasını gerektiren kimyasal yöntemler, d) Kapalı veya açık drenaj sistemlerinin açılması ile tuzlu toprakların yıkanmasının sağlandığı hidroteknik yöntemler. Tuzdan etkilenmiş toprağın sadece, tuzluluk derecesi, değişebilir sodyum yüzdesi (ESP); ph ve kireç (CaCO 3 ) içeriğine bakarak yapılan önerilerin hatalı olabileceği düşünülmeli ve büyük ıslah proje uygulamalarına geçilmeden önce mutlaka arazide yerinde deneme tarlası kurularak gerekli ön çalışmalar yapılmalıdır. Tuzdan etkilenmiş toprakların iyileştirilmeleri için yapılacak çalışmalardaki başarı, tuzluluk problemlerinin şiddetinin ve özelliğinin doğru bir şekilde bilinmesine bağlıdır. Yetersiz bilgi, çiftçilerin tuza dayanıklı bitkiler yerine tuza hassas bitki yetiştirmelerine ya da kimyasal ıslah maddelerini başarısız olarak kullanmalarına sebep olabilir. Topraktaki tuz problemini teşhis etmek için toprakta ve bitkinin yetişmesi üzerinde gözlem yapmak yeterli değildir. 17

28 Tuzlu toprakların ıslahı Tuzlu toprakların ıslahında amaç, bitki kök bölgesindeki bitkilere zarar verecek düzeye ulaşmış olan tuzların yıkanarak bu bölgeden uzaklaştırılmasıdır. Yıkama toprağa çeşitli şekillerde ulaşan tuzların denetlenmesinde önemli bir etkendir. Eğer, topraktaki çözünebilir tuzlar yıkanarak kök bölgesinden aşağılara atılmaz ise, zamanla toprakta tuz birikimi olur ve bitki gelişimi engellenir. Tuzların toprak profilinde birikmesi genellikle kullanılan sulama suyu miktarı ve tuz içeriği ile orantılı olarak artmaktadır. Ülkemizde tuzlu ve sodyumlu toprakların ıslahı ile ilgili ilk çalışmalar Alifakılı- Tarsus ta başlamıştır (Dinçer 1953). Tarsus ovasındaki çorak alanlarda iki yıl üst üste yapılan çeltik tarımıyla cm lik toprak profilinde çözünebilir tuzların % ten e kadar yıkanabildiği belirtilmektedir (Alap 1959). Ayyıldız (1968), Alifakılı Tarsus tuzlu topraklarının fiziksel ve kimyasal özellikleri detaylı bir şekilde araştırarak, mevcut tuzların drenaj sistemi sağlandıktan sonra yıkama ile giderilebileceğini tespit etmiştir. Malya Devlet Üretme Çiftliği Çorak topraklarının oluş sebepleri ve ıslah çarelerinin araştırıldığı bir çalışmada, çoraklığı meydana getiren sebeplerin jeolojik yapı, topografik durum, drenaj yetersizliği, kurak iklim ve yüksek taban suyu gibi faktörler olduğu belirlenmiştir. Çorak alanların ıslahı için; taban suyu seviyesinin düşürülmesi, suda çözünebilir tuzların topraktan uzaklaştırılması, kimyasal ıslah maddeleri ile değişebilir zararlı katyonların giderilmesi, mekanik ıslah ve tuza dayanıklı bitkilerin yetiştirilmesi gerektiği vurgulanmaktadır. Çoraklaşması muhtemel sahalarda çoraklaşmayı önlemek için; buharlaşmayı önlemek maksadıyla, bu sahaların nadasa bırakılmayıp devamlı surette örtülü bulundurulması, bitki artıklarının yakılmaması ve bu alanların mera haline getirilmesi önerilmektedir (Munsuz 1969). Toprak tuzluluğunun istenilen bir düzeye düşürülmesinde, gereksinim duyulan yıkama suyu miktarının önceden güvenilir bir şekilde belirlenmesi, tuzlu alanların ıslahları ile ilgili planlamada en önemli işlemlerden birini teşkil etmektedir (Berkman 1973). 18

29 Nielsen et al. (1964), verimi önemli ölçüde azaltacak kadar yüksek konsantrasyonda çözünmüş tuzların bulunduğu toprakların ıslahında, uzun yıllar toprak yüzeyinde devamlı su göllendirilip tuzların yıkanmalarına sağlama yoluna gidildiğini bildirmiştir. Dieleman (1971), toprak su sisteminde tuzların dinamiği ile ilgili yapılan bir çalışmada, yıkama suyunun bir kısmının büyük çaplı gözeneklerden, çatlaklardan ve kök kanallarından hızla aşağı doğru hareket ederek suyun tercihli bir akış yaparak, toprak çözeltisi ile hiçbir karışıma uğramadan ve hiçbir iyon yıkaması yapmaksızın drene olabileceğini, bu şekilde drene olan sular dolayısıyla yıkama etkinliğinin de düşük olacağını bildirmektedir. Nadası kapsayan mevsimlik tarım altındaki toprakların drene edilmesi ile ilgili yapılan çalışmada; mevsimin son sulamasından kısa bir süre sonra yıkama suyunun aşağıya doğru sızmasının sona ermesine rağmen, alt topraktaki taban suyu düzeyi dren yüzeyi üzerinde bulunduğu sürece, taban suyunun drenlere boşalımı devam etmektedir. Taban suyu düzeyi, gittikçe yavaşlayan dren boşalımına uygun olarak yavaşlayan bir hızda aşağı doğru çekilmektedir. Bu sürede, toprak yüzeyindeki buharlaşmanın etkisi altında toprak profili gittikçe kurumaktadır. Bu koşullar içerisinde gelişen kapillar kuvvetler ile toprak rutubetinin, toprak yüzeyinde ve toprak yüzeyi yakınlarında gittikçe daha fazla tuz birikimine yol açacak şekilde yukarıya doğru yükseldiği vurgulanmaktadır (Berkman 1973). Bafra ovasındaki tuzlu toprakların ıslahı için gerekli yıkama suyu miktarı ve yıkama süresinin tespiti için yapılan çalışmada tuzluluğunun % 80 inin giderilmesi için toprak derinliğinin 6.5 katı yıkama suyunun yeterli olacağı tespit edilmiştir (Mavi 1981). Yıkama işleminin soğuk bölgelerde don olayının drenajı güçlendireceğinden dolayı sonbahar donlarından önce, sıcak bölgelerde ise kışın yapılmasının en uygun olduğu kabul edilmektedir (Ayyıldız 1983). 19

30 Aksaray ovasında tuzlu- alkali ve borlu topraklarda yapılan yıkama denemesinde, toplam çözünebilir tuzların %80 inin yıkanması için toprak derinliğinin 5 katı su gerektiği bulunmuştur(bahçeci 1984). Tuzlu toprakları ıslah etmek amacıyla yapılan yıkamanın başarıya ulaşması ve devamlılığının sağlanması etkin bir drenaj sistemine bağlıdır. Bu yüzden gerekli drenaj koşulları sağlandıktan sonra salma, göllendirme veya yağmurlama şeklindeki su ile profildeki tuzlar yıkanmalıdır (U.S.Salinity Lab.Staff 1954) Alkali toprakların ıslahı Kimyasal ıslah maddeleri tuzlu-alkali ve alkali toprakların ıslahında kullanılmaktadır. Değişebilir sodyumun miktarının düşürülebilmesi için değişim komplekslerindeki sodyumla yer değiştirebilecek, kalsiyum veya magnezyum iyonlarına gereksinim vardır. Bu ihtiyacı karşılamak için tuzlu-alkali ve alkali toprakların ıslahında kullanılan jips toprakta iki çeşit reaksiyon meydana getirir. 1.Toprağın değişim komplekslerindeki değişebilir Na iyonları Ca iyonları ile yer değiştirir. CaSO Na-X Ca-X + Na 2 SO 4 Reaksiyon sonucu oluşan sodyum sülfat eriyebilir formda olduğu için kolay yıkanır. 2. Jips genellikle değişebilir sodyumla birlikte, toprak çözeltisinde bulunan sodyum karbonat ile reaksiyona girer. CaSO 4 + Na 2 CO 3 Ca-X + Na 2 SO 4 Reaksiyon sonucu oluşan sodyum sülfat tuzunun fazlası yıkanır, kalsiyum karbonat ise çöker (Kelly 1951). Tuzlu - Alkali toprakların ıslahında, yüksek orandaki değişebilir Na dan dolayı, yıkamanın yanısıra kimyasal ıslah maddelerinin de kullanılması gerekmektedir (Munsuz 1969). Bu topraklarda yıkamayla, toprak çözeltisindeki tuz konsantrasyonu düşürülünce, değişebilir Na nın bir kısmı hidrolize olarak NaOH meydana gelir. Toprak suyunda çözünmüş olan, toprak havasındaki CO 2 in etkisiyle NaOH, sodyum karbonata (Na 2 CO 3 ) dönüşür ve toprak 20

31 çok kuvvetli alkali bir reaksiyon (ph>9,0) kazanır. Kolloidler dispers olur ve toprak aktivitesini, canlılığını kaybeder (Israelsan and Hansen 1965). Sezen (1991) e göre uzun süre tarım yapılamayan bu sorunlu toprakların organik madde miktarları oldukça düşüktür. Diğer yandan ıslah dolayısıyla yapılan yıkamalar sonucunda toprağın organik maddesi de yıkamayla azalmaktadır. Islah sonucunda; kimyasal yönden hedefe varılmış ancak fiziksel yönden yetersiz olan verimliliği ve üretkenliği oldukça düşük olan bir toprak meydana gelmektedir. Bu nedenle ıslah esnasında veya ıslah sonrasında toprağa organik madde ilavesi yararlı bir amenajman pratiğidir. Alkali ve tuzlu alkali toprakların iyileştirilmesinde herhangi bir kimyasal ıslah maddesi kullanılmadan yıkama yapılırsa, bu durum killerin şişmesine ve disperse olarak toprak gözeneklerini tıkamasına sebep olur. Gözeneklerin tıkanması toprak geçirgenliğini azaltacağından böyle toprakların ıslahı daha güç olmaktadır. Kullanılacak kimyasal ıslah maddesinin cinsi ve miktarı, ilk planda toprak analiz sonuçlarına dayanılarak tahmin edilirken, esas itibariyle çok büyük yatırım gerektiren ıslah işine girişmeden önce, problem sahasında kurulacak tarla denemesi sonuçlarına göre hareket edilmelidir. İnceoğlu (1976) tarafından Bor-Pınarbaşı çorak topraklarının ıslahı için yapılan çalışmada, ıslah maddesi olarak jips, kükürt ve çiftlik gübresi kullanılmıştır. Yüksek düzeyde uygulanan jipsin, alkaliliğin giderilmesinde etkili olduğu, kükürdün ikinci yıldan sonra etkili olabildiği, buna karşılık çiftlik gübresinin alkaliliği gidermede hiçbir etkisinin olmadığı belirtilmiştir. Alkali ve tuzlu alkali toprakların ıslahında kullanılan ıslah maddeleri genellikle üç grup altında toplanmaktadır. Bunlar; çözünürlüğü yüksek kalsiyum tuzları (CaCl 2, CaSO 4. 2H 2 O), asit veya asit oluşturan kimyasal maddeler [ S, H 2 SO 4, FeSO 4, Al 2 (SO4) 3 ] ve çözünürlüğü düşük olan kalsiyum bileşikleridir. Alkali toprakların ıslahında kalsiyum kaynağı olarak ucuz ve kolay bulunabilir olması nedeniyle en fazla jips kullanılmaktadır (Kamphorst and Bolt 1976). 21

32 Rudraskha et al. (1977) çiftlik gübresi, diğer tarımsal atıklar ve jipsi alkali toprakların ıslahında kullandıkları bir çalışmalarında; ıslah maddelerinin tek tek veya birlikte kullanıldığı durumlarda, toprakta ph ve ESP nin düştüğünü, organik madde kapsamının arttığını bildirmişlerdir. Alkali toprakların ıslahı ile ilgili laboratuarda yapılan kolon denemelerinde CaSO 4, H 2 SO 4 CaCl 2 ve bunların kombinasyonları kullanılmıştır. Araştırma sonuçlarına göre H 2 SO 4 in CaSO 4 ve CaCl 2 den daha fazla etkin olduğu tespit edilmiştir. H 2 SO 4, CaCl 2 ve CaSO 4 kombinasyonları yalnız CaSO 4 ile karşılaştırıldığında ise jips e göre gerekli yıkama suyu miktarı ve ıslah süresi azalmıştır (Prather et al. 1978). İnceoğlu (1984) gübre sanayi atığı jipsli (fosfojips) materyalin, tuzdan etkilenmiş toprakların ıslahı ile ilgili olarak yaptığı kolon denemelerinde, tuzların giderilebilmesi için 100 cm suyun etkili olduğunu, bor yıkanması için ise 500 cm civarında suya ihtiyaç olduğunu belirlemiştir. Alkali topraklardaki kil fraksiyonu, tabaka silikatlerinden oluşur ve kil dispersiyonu değişebilir sodyum ve porlardaki su bileşimi tarafından önemli derecede etkilenir. Aynı zamanda kil tipide, morfolojik ve yük karakteristiklerinden dolayı, kilin dispersiyonunu önemli derecede etkiler. Kil mineralleri, negatif yüzeylere bağlanan partiküllerin pozitif yüklenmiş kenarları ile genellikle tabaka tipi strüktür oluşturarak floküle olur. Yüksek molekül ağırlıklarına sahip bazı aromatik ve alifatik polikarboksilik asitlerin kil partiküllerinin kenarlarındaki pozitif yükleri dengeleyerek killerin dispersiyonunda önemli bir rol oynadıkları bilinmektedir (Durgin and Chaney 1984). Ayrıca, organik anyonlar, Ca gibi çok değerlikli katyonların aktivitesini azaltarak ve toprak kolloidleri üzerindeki negatif yükü arttırarak kil dispersiyonunu arttırabilir. Ancak, Ca un ortamda yeterli miktarlarda bulunması durumunda, bu katyon negatif yüklenmiş organik kolloidler ve killer arasında köprü oluşturarak dispersiyonu önler (Gu and Doner 1993). Özden ve Ören (1986) Iğdır Ovası tuzlu, alkali ve borlu topraklarının ıslahı çalışmasında; 900 cm yıkama suyu uygulanması sonucunda, topraktan tuzun yıkanması için 18 katı, borun yıkanması için 28 katı suya ihtiyaç olduğu, değişebilir sodyumu % 15 in altına 22

33 düşürebilmek için 0-60 cm toprak derinliği için (DSY=60) 4.3 ton/da jipse gerek olduğunu bildirmişlerdir. Hussain et al. (1989) tarla koşullarında tuzdan etkilenmiş toprakların ıslahında gereken su ihtiyacını araştırmışlardır. Toprak yüzeyinden itibaren 30 cm derinliğe kadar (0-30cm) olan katmanın ıslahı için cm, cm toprak derinliği için ise cm su derinliğinin oluşturulması gerektiğini belirtmişlerdir. Tuzdan etkilenmiş toprakların ıslahı ve su uygulama yöntemine göre toprağın 0-60 cm derinliğinin ıslahı için cm derinliğinde su kullanılması gerektiğini rapor etmişlerdir. Törün (1989) Samsun Azot Sanayi atığı ve endüstriyel jipsin Bafra Ovası nın alkali toprakları üzerine etkisini araştırdığı çalışmasında; ton/da alçı şılamı uygulamasının infiltrasyon hızını artırdığını ve söz konusu materyallerin toprak ıslahında kullanılabileceğini belirtmiştir. Bharambe et al. (1990) tarafından çeltik samanı, talaş, çiftlik gübresi, jips ve yeşil gübreden oluşan farklı toprak düzenleyicileri kullanarak sorgum-buğday münavebe bitki sistemi yapılan alkali toprakta, toprak düzenleyicileri kullanılmadan önce ve kullandıktan sonra toprağın infiltrasyon oranı, EC, ph ve ESP değerlerini ölçmüşlerdir. Yapılan tüm uygulamalar sonucunda ürün miktarı artmış, infiltrasyon oranında düzelmeler meydana gelmiş ve toprağın ph, EC ve ESP değerlerinde azalmalar olduğu saptanmıştır. Kullanılan toprak düzenleyicileri içerisinde jipsin en etkili düzenleyici olduğu belirlenmiştir. Bose et al. (1992) Hindistan da Mysore da bulunan dut bahçelerinde toprak düzenleyicilerinin, alkali toprakların kimyasal özellikleri ve dut ağaçlarının gelişimleri üzerindeki etkilerini araştırmışlardır. Düzenleyici olarak 20 ve 40 t/ha çiftlik gübresi ve sıkıştırılmış çamur, 4 ve 8 t/ha kükürt kullanılmış ve iki yıllık bir çalışmanın sonuçları değerlendirilmiştir. Kırmızı renkli tınlı bir yüzey toprağının başlangıç ph sı 8.8, EC ds/m, ESP 19.8 olarak bulunmuştur. Kullanılan toprak düzenleyicilerin tüm uygulanan düzeylerinde, toprak ph sı ve ESP değerlerinde azalma; EC değerinde ise artış meydana getirdiği saptanmıştır. Toprak düzenleyicilerinin meydana getirdiği etkinin, yüzey toprağında dikkat çekecek düzeylerde olduğu ve bu etkinin toprak derinliği arttıkça 23

34 azaldığını belirlemişlerdir. Uygulanan düzenleyicilerin etki düzeylerinin kükürt > Jips > sıkıştırılmış çamur > çiftlik gübresi sırasıyla olduğu rapor edilmiştir. Zahow and Amrhein (1992) suda çözünebilir sentetik polimerlerin, ağır tekstürlü tuzdan etkilenmiş toprakların problemlerinin çözümlenmesinde ve toprakların hidrolik iletkenliğinin iyileştirilmesinde kullanılabilirliğini belirlemek için kolon yıkama denemesi yapmışlardır. Hava kuru toprak örneklerine 50 mg/kg poliaktrilamid polimeri uygulamışlardır. Polimer uygulamalarının ESP değerleri <15 olan toprak örneklerinin, doygun hidrolik iletkenliklerinin artmasında oldukça önemli etkilerde bulunduklarını, fakat ESP değerleri 15 olan toprak örneklerinde önemli bir etkisi olmadığını belirtmişlerdir. Diğer taraftan jips ilavesi, ESP değeri 32 olan toprağın hidrolik iletkenliğini 0 dan mm/h e çıkmasını sağlamıştır. Polimerler jipsle birlikte kullanıldığında ise hidrolik iletkenlik değerinin 0.28 mm/h a çıktığı görülmüştür. Düşük ESP değerlerine sahip toprak örneklerine polimer uygulaması ile hidrolik iletkenlik artmış ve topraklara jips uygulamasının toprak dispersiyonu ve kuraklığın giderilmesinde önemli bir rol oynadığı görülmüştür. ESP > 15 olan toprak örneklerine ilave edilen uygulamalar, hidrolik iletkenliği ve şişmeyi kontrol altına alabilmiş ve polimerlerin hiçbiri toprağın şişmesini azaltamamıştır. El-Samanoudy et al. (1993) Mısır, El-Fayoum bölgesinden alınan alkali killi toprakla kurulan bir saksı denemesinde, çeltik kavuzu ve bentonit in bazı fiziksel ve hidrofiziksel özellikler üzerine yaptıkları etkileri araştırmışlardır. Toprağa bentonit ve çeltik kavuzu ilavesinin, organik karbon, ekstrakte edilebilir humus, toplam drene olabilen boşluklar, hızla drene olabilir boşluklar ve agregat stabilitesi üzerine önemli düzeyde olumlu etkiler sağladıkların açıklamışlardır. Hidrolik iletkenlik, sadece çeltik kavuzu ilavesi ile artış göstermiştir. Her iki materyalin birlikte ilave edilmesi, toplam porozite, suya dayanıklı agregatlar ve fulvik asit miktarlarında artış sağlamışken, makro por miktarında artış olması nedeniyle çözünebilir humus miktarında da artışların meydana geldiğini belirtmişlerdir. Yeşil gübre, çiftlik gübresi ve ürün artıkları gibi organik materyaller alkali toprakların strüktürünü geliştirmede kullanılmaktadır (More 1994). Ancak, organik maddenin uygulanmasıyla ESP de meydana gelecek düşüşün toprağın strüktür stabilitesini arttırıp 24

35 arttırmayacağı bilinmemektedir (Barzeger et al. 1997). Humik ve fulvik asit konsantrasyonu belirli bir değerin üzerine çıktığında moleküller ile kil partikülleri arasında köprüler oluşacak ve agregasyon oluşumu artacaktır. Dong and Simsimon (1983), disperse olmuş kil parçacıkları ile onlara adsorbe organik madde miktarı arasında bir ilişkinin olduğunu belirtmişlerdir. Organik maddece zengin killer yüksek agregasyon göstermiş, organik maddenin çok az bir kısmının uzaklaştırılmasıyla killer dispers olmuştur. Kil parçacıkları nispeten düşük humik asit konsantrasyonlarında disperse buna karşın yüksek konsantrasyonlarda ise floküle olmaktadır (Visser and Callier 1988). Al-Jaloud (1994) tuzdan etkilenmiş toprakların ıslahında gereksinilen su miktarını laboratuar koşullarında araştırmıştır cm derinliğinde toprağın ıslahı için cm su derinliği gerektiği ve tuzdan etkilenmiş topraklarda 50 cm derinliğindeki bir profilin ıslah edilmesi için cm su derinliğinin sağlanması gerektiğini belirtmiştir. Ved-prakash et al. (1994) tarafından yıllarının kış ve yaz mevsimi süresince yürütülen bir denemede, organik materyaller ( çiftlik gübresi ve sıkıştırılmış çamur) ve çinko sülfat ile birlikte kullanılan iki kimyasal toprak düzenleyicisinin (jips ve pirit) toprak özellikleri ve Saket-4 çeşidi çeltiğin ürün miktarı üzerine ve bu bitki artıklarının bir sonraki Vijai çeşidi arpanın ürün miktarı ve toprak özellikleri üzerine yaptıkları etkiler araştırılmıştır. Tuzdan etkilenmiş bir toprağın yüzeyine jips ve piritin her iki düzeyi ( %50 ve % 100 jips ihtiyacına göre) çiftlik gübresi, sıkıştırılmış çamur (10 t/ha) ve çinko sülfatla ( 40 kg/ha) birlikte karıştırılarak ve bu materyallerle karıştırılmadan uygulanmıştır. Jips uygulamasının, toprak özelliklerini iyileştirmede piritten daha fazla etkili olduğu bulunmuştur. Jips, sadece çözünebilir Ca u doğrudan etkilemekle kalmayıp aynı zamanda topraktaki CaCO 3 ın çözünürlüğünün artmasını da sağlamıştır. Çiftlik gübresi, sıkıştırılmış çamur ve çinko sülfat uygulamalarının da ıslah işlemlerinin hızını artırdığını belirtmişlerdir. Marwan and Rowell (1995), tuzlu-alkali toprakların yönetimi ve ıslahı süresince, çözünebilir tuzların yağmur ve sulama suyu ile taşınması nedeniyle toprağın fiziksel koşullarında bozulmalar meydana geldiğini açıklamışlardır. Toprakta oluşan zararın 25

36 öncelikle değişebilir Na un varlığına bağlı olduğunu, Na iyonundan dolayı Ca ve Mg içeren sularla yıkama yapılması gerektiğini ve hidroliz ile değişebilir Na da azalmalar meydana getirebildiği sürece, ıslah işlemlerinin gerçekleşebileceğini belirtmişlerdir. Öztürk (2000) farklı akış hızlarının iyon hareketi üzerine etkilerini, kumlu killi tın ve killi tın bünyeli toprak kullanarak büyük toprak kolonlarında incelemiştir. Na, Ca+Mg ve bor yıkanmasının yavaş, buna karşılık özellikle K ve Cl yıkamasının çok kolay olduğu saptanmıştır. HCO 3 ve SO 4 ın ise orta derecede yıkandığı belirlenmiştir. Kumlu killi tın topraktan iyon yıkanması, killi tın toprağa göre daha kolay olmuştur. Tüm uygulamalarda yavaş akış hızlarında yüksek yıkama randımanları belirlenmiştir. Bununla birlikte akış hızının bor taşınması üzerine herhangi bir etkisinin görülmediği bildirilmiştir Tuzluluk ve alkaliliğin bitkiler üzerine etkisi Ortamın yüksek tuz konsantrasyonu bitkiler üzerine başlıca üç şekilde etkili olmaktadır. Birincisi, bitkilerin besin alımını ve metabolizmasını bozarak bitkiler üzerine toksik iyon (bor, klor, sodyum vd.) etkisi yaparlar. İkincisi, osmotik basınç etkisi olup, bu şekilde bitkilerin toprak çözeltisinden su alımını engellerler (Bohn et al. 1977). Üçüncüsü ise fazla tuz ve sodyum, toprakların fiziksel ve kimyasal özelliklerini olumsuz yönde etkileyerek bitkiler üzerinde dolaylı bir etki yaparlar (Rhoades et al. 1992). Yapılan araştırmalar bitkilerin tuza karşı direncinin büyüme mevsiminin sonuna doğru arttığını göstermektedir. Ancak birkaç bitki bu kuralın dışındadır. Örneğin, çeltik; çiçeklenme ve köklenme dönemlerinde tuzluluğa karşı çok duyarlı olduğu halde, çimlenme ve tohum bağlama dönemlerinde tuza karşı çok dirençlidir. Genellikle tüm bitkiler çimlenme ve ilk gelişme dönemlerinde tuza karşı çok hassastır (Bernstein 1964). Alkali topraklar, yüksek kil içeriğinde ve düşük elektrolit konsantrasyonunda çok zayıf fiziksel özellikler gösterir. Bu yüzden alkali toprakların havalandırma ve drenaj özellikleri çok yetersizdir (Kamphorst and Bolt 1976). Değişebilir sodyum yüzdesinin yüksek olması toprak kolloidlerinin şişmesine ve dispersiyonuna neden olur. Şişen ve disperse olan kolloidler, topraklarda su akım ve havalanma kanalcıklarını tıkayacağından, böyle 26

37 toprakların permeabilitesi çok düşüktür. Permeabilitenin azalması, bitkilerin büyümesi için gerekli olan normal havalandırma ve su sağlanmasını azalttığı gibi tuzluluk kontrolü için gerekli olan drenajı engeller (Bohn et al. 1977). Bazı bitki kökleri ve organik madde ph sı 9 dan fazla olduğu zaman çözünmektedir. Bu yüzden, yüksek alkaliliğin yakıcı etkisinden dolayı, bitki köklerinin büyümesi azalmaktadır. Böylece, bitki köklerinin besin alımı düşmektedir (Rashid 1985). Çözünebilir tuzlar, bitkiler tarafından kolayca alınabilir. Bitki bünyesine giren tuz bileşikleri, çeşidine ve miktarına göre belli bir konsantrasyonu aşınca bitkiye zararlı olur (Komphorst and Bolt 1976). Ancak kültür bitkileri tuzluluğa duyarlılıkları yönünden geniş bir değişim gösterirler (Lamond and Whitney 1991). Bitkiler, tuzlu bir ortamda kök bölgesindeki suyu alabilmek için normal bir toprağa göre daha fazla enerji kullanmaktadır. Normal bir toprakta bitkinin büyüme ve verim işlemlerinde kullanılan bu enerji, tuzlu topraklarda su alımında kullanacağından bitkinin büyüme ve verimi azalmaktadır (Rhoades et al. 1992). Alkali topraklarda yüksek ph; Fe, Cu, Mn ve Zn gibi bitki besin elementlerinin çözünebilirliğinin azalmasına neden olur. Toprak kolloidleri %40 50 oranında Na ile doymuş ise bitki besin elementlerinin alınma dengesi bozulur. Fazla Na iyonları Ca ve Mg absorbsiyonu üzerine antogonistik etki yapar. Böyle durumlarda ayrıca toprak kolloidleri bitki köklerinden Ca çeker ve bitki, kalsiyum noksanlığından önemli ölçüde zarar görür. Bazı hallerde bu tuzların bitki bünyesine fazla miktarda girmesi ve birikmesi, bitki dokularında katyon dengesinin bozulmasına ve bitkinin gelişmesine engel olur (Brohi vd. 1995) Sulama suyu kalitesinin bitki ve toprak özelliklerine etkisi Tuzluluk nedeniyle bitkilerin büyümesindeki azalma, yaklaşık olarak toprak eriyiğinin toplam tuz içeriğiyle orantılıdır. Yapılan çalışmalarda, kök bölgesine sulamalarla tuzların 27

38 eklenmesi sonucu ozmotik basıncın yükselmesi nedeniyle, bitkilerin su alımında azalmalar olduğu gözlenmiştir (Cardon 1946). Sulama sularında, CO 3 + HCO 3 konsantrasyonu, Ca + Mg konsantrasyonundan fazla olursa bu fazlalık kalıcı sodyum karbonat (RSC) olarak ifade edilmektedir. Sulama sularında yüksek karbonat ve bikarbonat konsantrasyonu, topraklarda kalsiyum ve magnezyumun çökelmesine neden olmakta ve böylece sodyumun nisbi konsantrasyonu artmaktadır. Sodyumun nisbi konsantrasyonunun artması ile sodyum karbonatlar ve bikarbonatlar oluşmakta ve toprakların ph sı hem yükselmekte hem de topraklar disperse olmaktadır. Yapılan araştırmalara göre RSC > 2.5 me / l olan sular sulama için uygun değildir (Eaton 1950, Kamhorst and Bolt 1976 ). Sulama sularının toplam tuz konsantrasyonu, genel olarak, suyun elektriksel iletkenlik değeri ile belirlenmekte ve elektriksel iletkenlik açısından sulama suları dört sınıfa ayrılmaktadır. EC si µmhos/cm olan düşük tuzlu sular(c1); bu sular genel olarak bütün bitki ve topraklar için sulamada kullanılabilir. EC si µmhos/cm olan orta tuzlu sular (C2) ise geçirgenliği iyi olan topraklarda ve orta düzeyde tuzluluğa toleranslı bitkiler için kullanılabilir. EC si µmhos/cm olan yüksek tuzlu sular (C3); drenajı yetersiz olan topraklarda tuzluluk kontrolü için önlem alınmadan kullanılamaz. Bu tür sular, ancak tuza toleranslı bitkiler için sulamada kullanılabilir. EC si arasında olan çok yüksek tuzlu sular (C4); bu sular genel olarak sulama için uygun değildir (Bersntein 1967, Sezen 1991, Rhoades et al. 1992). Bernstein (1959) ıspanak, soğan ve lahana bitkilerinin tuza dayanımları üzerine yaptığı çalışmada, bu üç bitki arasında ıspanağın tuza en dayanıklı, soğanın ise en duyarlı bitki olduğunu gözlemiştir. Ayrıca diğer sebzeler üzerinde de çalışmalar yaparak sebzeleri, tuza dayanıklı (5-8 ds/m), tuza orta dayanıklı (3-5 ds/m) ve tuza duyarlı (3 ds/m den az) olmak üzere üç grupta toplamıştır. Bersntein e (1967) göre, yıkama, kök bölgesi altına sızan suyun, infiltrasyonla toprağa giren suya oranı olarak ifade edilmekte, yıkama ihtiyacı ise sulama suyu elektriksel iletkenliğinin, drenaj suyu elektriksel iletkenliğine oranı şeklinde tanımlanmaktadır. Ayrıca 28

39 araştırıcı bu tanım içerisinde topraktaki tuzluluğun belli bir değeri aşmaması için sulama suyu ile verilen su miktarının da göz önüne alınabileceğini belirtmektedir. Araştırmada yapılan hesaplamalarda drenaj suyu elektriksel iletkenlik değeri olarak bitkinin tuz toleransı alınmıştır. Tuzlu koşullar altında ya da ileride tuzluluk tehlikesinin ortaya çıkabileceği alanlarda, yetişme periyodu boyunca bitkilerin dayanabileceği uygun bir tuzluluk değerine kadar toprağın tuzlulaşmasına izin verilebilir (Arar 1971). Her bitkinin tuzluluğa gösterdiği tepki farklıdır. Ancak bütün kültür bitkilerinde bitki cinsine göre değişik olarak belirli bir tuzluluk düzeyinden sonra verimde kararlı bir azalma görülür (Mass and Hoffman 1977). Üç farklı sulama bölgesinde, toprak tuzluluk statüsünün bazı toprak ve arazi özellikleriyle ilişkisini incelemek için Alberta Kanada da yapılan bir araştırmada, toprakların mevcut tuzluluk seviyesi üzerine toprak tipinin, ana materyalin, toprakların sulamaya başlamadan önceki tuzluluk düzeyinin etkili olduğu bildirilmektedir. Ayrıca bu üç sulama bölgesinde toprakların tuzluluk düzeyinin ciddi bir sorun olmadığı ve elde edilen verilere göre, tuzluluk düzeyinin her bir alanda mevki ile değişmesine karşılık su tablası yüksekliğinin ( 150 cm den daha yüksek), sulama kanallarından uzaklığın ve toprakların kil içeriğinin tuzluluk düzeyi ile çok yakın ilişkili olduğu sonucuna varılmıştır. Bu bölgede kanal sızmalarının da tuzluluk bir sebebi olduğu vurgulanmaktadır (Chang et al. 1984). Çin de Majia nehri vadisindeki toprakların tuzlulaşmasını etkileyen faktörler üzerine yapılan bir çalışmada, araştırma sonuçlarına göre toprakların tuzlulaşması ile tabansuyu tuzluluğu arasında pozitif bir ilişkinin ( cm, r=0.9945) olduğu, toprak organik madde miktarı fazla (%1.53, 2.04, 3.31) olan kolonların 0-20 cm derinliklerindeki % tuz içeriğinin organik madde miktarı düşük (% 1.16) olan kolona göre daha az olduğu belirlenmiştir (Siyi and Youqing 1986). Kuru tarım alanlarının sulamaya açılması üretimde önemli artışlar sağlamasına karşılık, beraberinde bir takım sorunlar meydana getirebilmektedir. Kuru tarım alanlarının sulamaya 29

40 açılması sonucu suların içerdiği iyonların uygun bir drenaj sistemi ile profilden uzaklaştırılmayan kısmı, özellikle kurak ve yarı kurak bölgelerde topraklarda birikmeye başlamaktadır. Bu birikim bir takım yanlış uygulamalar sonucu hızlandırılırsa, toprakta özellikle sulamaya bağlı olarak tuzluluk ve bazı durumda da alkalilik sorunları ortaya çıkmaktadır (Ağca 1993). Sulama suları ile toprağa gelen klor iyonu bitkiler tarafından kolayca alınır. Alınan iyonun çoğu yapraklarda birikerek yaprak yanmasına neden olur. Toprak bünyesi ağırlaştıkça klor iyonunun birikimi artmaktadır (Kanber 1992). Erözel ve Öztürk (1996) tarafından yapılan bir çalışmada farklı kalitedeki sulama suları ve farklı derinliklerdeki tabansuyu düzeyleri, havuç verimine ve toprak tuzluluğuna %1 önemlilik düzeyinde etkili olmuştur. Araştırmacılar sulama suyunun elektriksel iletkenliğinin artması ve tabansuyu seviyesinin yüzeye yaklaşmasının verimde önemli düzeylerde azalmaya neden olduğunu tespit etmişlerdir. Macar fiği bitkisinde sulama suyu tuzluluğu uygulanan su miktarı ve farklı tuzluluktaki yıkama sularının verim ve kalite ile toprak tuzlulaşması üzerine olan etkilerini ortaya koymak amacıyla yapılan bir sera çalışmasında, 35 cm çapında ve 65 cm yüksekliğinde PVC lizimetreler kullanılmıştır. Araştırmada dört farklı sulama suyu tuzluluğu ( 0.25, 1.5, 3 ve 6 ds/m) ve iki farklı su miktarı konuları ile 4 farklı tuzluluktaki yıkama suyu konuları, 4 tekerrürlü olarak, tesadüf parselleri deneme düzeninde ele alınmıştır. Yeşil ot verimi, her bir sulama suyu tuzluluğu seviyesi içerisinde, yıkama suyu tuzluluklarına göre değişiklik göstermezken, kuru ot verimleri düzeylerine göre önemli azalmalar göstermişlerdir. Bitki protein ve toplam kül içeriklerinde ise uygulanan sulama suyu tuzluluğuna bağlı olarak tüm konularda artış saptanmıştır. Ayrıca yıkamada kullanılan suların tuzluluklarının yüksek olması, profil tuzluluklarının da yüksek olmasına neden olmuştur (Yurtsever vd. 2002). 30

41 Taban suyu yüksekliği ve tuzluluk İlişkisi Elgabaly and Naguib (1965), taban suyunun tuz konsantrasyonun ve derinliğinin toprakların tuzlulaşmasına etkisini lizimetrelerde incelemiştir. Bu araştırmada taban suyu derinlikleri 50 ve 90 cm olarak belirlenmiş ve lizimetrelerde önce pamuk sonra arpa bitkisi yetiştirilmiştir. Sonuçlara göre taban suyu seviyesi 50 cm de tutulduğunda, toprağın üst 20 cm nin tuzlulaşması, 90 cm taban suyu derinliğine göre yaklaşık üç kat fazla bulunmuştur. Sulama koşulları altında pamuk ve arpa nın büyüme mevsiminde toprakların yüzey katmanının tuzlulaşma düzeyi çok az iken, arpa dan sonraki nadas döneminde aynı katmanın tuzlulaşma düzeyinin çok yüksek olduğunu belirtilmiştir. Genel olarak yarı kurak iklim bölgelerinde toprakların tuzlulaşmasını engellemek için taban suyu derinliğinin 150 cm den daha derinde muhafaza edilmesinin gerekli olduğu bildirilmektedir.( U.S.Salinity Lab.Staff 1954, Milne and Rapp 1968). Bower and Fireman (1957) ise tuzlu ve alkali toprakların ıslahında başarılı olabilmek için taban suyu seviyesinin kurak bölgelerde 180 cm, nemli bölgelerde ise en az cm ye düşürülmesi gerektiğini belirtmişlerdir. Usta (1995), tuzlu topraklara genellikle sulanan arazilerde rastlandığını özellikle kontrolsüz ve bilinçsizce yapılan sulamaların bir kaç yıl içerisinde taban suyunu yükselterek toprakların tuzlulaşmasına neden olduğunu ve ülkemizde de Söke ve Çumra ovaları topraklarının bu nedenle tuzlulaştığını bildirmektedir. 31

42 3. MATERYAL VE YÖNTEM 3.1. Materyal Bu bölümde, araştırmada kullanılan alkali toprak örneği, araştırma alanının yeri, toprak ve topografya özellikleri ile iklimine ilişkin bilgiler verilmiştir. Araştırmada kullanılan alkali toprağın bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri Çizelge 3.1 de verilmiştir. Çizelge 3.1. Araştırmada kullanılan toprağın bazı özellikleri Kum, % 6.03 Silt, % Kil, % Bünye C Organik Madde,% 1,93 Bor, ppm 9.02 Kireç, % 6.2 Hacim Ağırlığı, g/cm³ 1.2 KDK, me/100 g 52 ph (Saturasyon Çamuru) 9.0 EC (Saturasyon Ekstraktı), ds/m 3.9 SAR 61,0 ESP 50.0 Alkali toprağın ıslahında Merck firmasının ürettiği kimyasal saf jips kullanılmıştır. Araştırma sera koşullarında yürütüldüğünden dolayı sorunlu toprağın ıslahında şehir şebeke suyu kullanılmıştır. Bu çalışmada, organik ıslah materyali olarak kullanılan çiftlik gübresi (ÇG) A.Ü. Ziraat Fakültesi hayvancılık işletmesinden, bira fabrikası atığı (BFA) Ankara- Kazan daki Efes Pilsen Bira Fabrikasından ve tavuk gübresi (TG) ise özel bir tavukçuluk işletmesinden sağlanmıştır. 32

43 Söz konusu organik materyallere ilişkin bazı özellikler Çizelge 3.2 de verilmiştir. Çizelge 3.2 Organik materyallerin bazı özellikleri ph EC, ds/m Organik madde, % Çiftlik Gübresi 7,4 1, Bira Fabrikası Atığı 6,2 1, Tavuk Gübresi 7,0 2, Toprak örneğinin alındığı araştırma alanı Araştırmada kullanılan toprak örneğinin alındığı Toprak ve Gübre Araştırma Enstitüsü, Araştırma ve Uygulama istasyonu arazileri Ankara ya 30 km uzaklıkta, Kazan ilçesi sınırları dahilinde, Düger mevkiinde yer almaktadır. Doğusunda E-5 Karayolu, batısında TEM otoyolu, kuzeyinde ise A.Ü. Veteriner Fakültesi arazileri ile sınır oluşturmaktadır Toprak örneğinin alındığı araştırma alanının iklim özellikleri Ankara iline ait iklim verilerine göre ortalama yağış miktarı 376 mm dir. En fazla yağış Aralık ve Mayıs aylarına rastlamaktadır. Ortalama sıcaklık Haziran, Temmuz ve Ağustos aylarında en yüksek değere ulaşmaktadır. En düşük sıcaklık Ocak ayında (-24.9 C o ), en yüksek sıcaklık Ağustos ayındadır (40 C o ). Uzun yıllar ortalamasına göre yılın en soğuk ayı Ocak dır. Bunu sırasıyla Şubat ve Aralık ayları izlemektedir. Ortalama yıllık nisbi nem Aralık, Ocak ve Şubat aylarında en yüksek değerlerdedir (% 74-78), ilkbaharda ise azalma görülmekte ve en düşük değerler Temmuz; Ağustos ve Eylül aylarına tesadüf etmektedir ( % 41-47). De Martonne metoduna göre Ankara nın kuraklık indisi 16.8 olup 33

44 bu değer Ankara nın yarı kurak iklim bölgesinde yer aldığını göstermektedir (Anonim 1972) Araştırma alanının jeoloji ve fizyografyası Araştırma istasyonu arazileri Pleistosen yaşlı, fluvio-laküstrin depozitlerden teşkil nehir ardı düzlükleri üzerinde oluşmuştur. Doğu kısmındaki üst Miyosen-Pliyosen yaşlı gölsel (lakustrin) orijinli marn teraslarından, hafif bir graben oluşumu ile ayrılmıştır. Batı kısmında ise Holosen yaşlı genç ve kaba materyalli Ova çayı sedimentleri ile karakterize olan nehir sırtları yer almaktadır (Arcak 2003) Yöntem Bu bölümde toprak örneğinin alınması, denemenin sera şartlarında kurulması ve toprak örneklerinin analizine ilişkin yöntemler açıklanmıştır Toprak örneğinin araziden alınması ve denemenin sera şartlarında kurulması Araştırmada kullanılan toprak örneği, Toprak ve Gübre Araştırma Enstitüsünün Sarayköy deki arazisinden 0-20 cm derinlikten alınmıştır. Seraya getirilen topraklar açık havada kurutulduktan sonra, yaklaşık 1 cm çaplı inşaat eleğinden geçirilmiş ve karılarak homojen bir toprak örneği haline getirilmeye çalışılmıştır PVC yıkama kolonlarının hazırlanması Araştırmada 20 cm boy ve 9 cm iç çapa sahip PVC kolonlar kullanılmıştır. PVC kolonların taban kısmına, ıslah sırasında yıkama suyunun kolayca drene olabilmesi için süzgeç konulmuştur. Ayrıca olası toprak kaybının önlenmesi için de süzgeç üzerine filtre görevi yapacak tülbent bez serilmiştir. Araştırma 11 uygulama konulu ve 3 tekerrürlü olarak tesadüf parselleri deneme deseninde toplam 33 adet kolonda yürütülmüştür. PVC kolonlara aşağıdaki deneme planına göre hazırlanan toprak ve organik madde karışımları ilave edilmiştir. 34

45 1. Kontrol (% 100 Jips gereksinimi;jg) 2. %50 JG 3. %50 JG + %1ÇG 4. %50 JG + %2 ÇG 5. %50 JG + % 4 ÇG 6. %50 JG + %1 BFA 7. %50 JG + %2 BFA 8. %50 JG + %4 BFA 9. %50 JG + %1 TG 10. %50 JG + %2 TG 11. %50 JG + %4 TG Çiftlik gübresi (ÇG), bira fabrikası atığı (BFA) ve tavuk gübresi (TG) miktarları ağırlık temelinde 1600 gr kuru toprak üzerinden hesaplanmıştır İnkubasyon periyodu Topraklara karıştırılan organik materyallerin mineralizasyonunu artırmak için PVC kolonlar 60 gün boyunca tarla kapasitesi nem içeriğinde sera koşullarında inkübasyona tabi tutulmuştur. İnkübasyon periyodunun ardından, %100 JG kolonları için 24 gr jips, diğer kolonlar için ise 12 gr jips uygulanmış ve hafifçe yüzeyi karıştırılmıştır Yıkama yöntemi Yıkama işlemi 33 adet PVC kolonda uygulanmıştır. Yıkama çalışmasında, Aralıklı Göllendirme yöntemi uygulanmıştır. Yıkama işlemi esnasında elektriksel iletkenliği 102 µmhos/cm olan yıkama suyu, 5 er cm lik kısımlar halinde toplam 30 cm olacak şekilde uygulanmıştır. 35

46 3.2.5 Toprak örnekleri üzerinde yapılan analizler Yıkama işleminden sonra sera koşullarında kurutulup elenen 33 adet toprak numunesi ve başlangıç toprak örneğinde yürütülen toprak analiz yöntemleri aşağıda verilmiştir Toprağın hacim ağırlığının belirlenmesi Alkali toprağın hacim ağırlığı parafin yöntemiyle belirlenmiştir. ( U.S. Salinity Lab. Staff 1954) Saturasyon çamurunun elektriksel iletkenliğinin belirlenmesi Doygun halde bulunan saturasyon çamurundan elektriksel iletkenlik değeri, elektriksel iletkenlik aleti yardımıyla laboratuarda ölçülmüştür ( U.S. Salinity Lab. Staff 1954) Toprak bünyesi Toprak örneklerinin Bouyoucous (1951) in geliştirmiş olduğu hidrometre metodu ile mekanik analizleri yapılarak kum, silt ve kil yüzdeleri bulunmuştur. Toprak örneklerinin bünye sınıfları ise bünye üçgeninden yararlanılarak belirlenmiştir (Akalan 1977) ph değerinin tayini Laboratuarda belirli bir CO 2 atmosferi ile denge halinde bulunan saturasyon çamurunun ph değeri cam elektrotu bulunan ph metre ile tayin edilmiştir (U.S. Salinity Lab. Staff 1954). 36

47 Bağımsız iyonlar Saturasyon ekstraktında Ca, Mg EDTA ile; CO 3, HCO N H 2 SO 4 ile Cl N AgNO 3 la titre etmek suretiyle, Na ve K flamefotometre, SO 4 ise hesaplama yoluyla bulunmuştur (U.S. Salinity Lab. Staff 1954) Katyon değişim kapasitesi (KDK) Toprak örnekleri sodyum asetat çözeltisi ile muamele edilerek flamefotometrede sodyum okuması yapmak sureti ile tayin edilmiştir (Bower et al. 1952) Toprağın rutubet kapsamı Belli bir miktar toprak örneğinin 105 C de sabit ağırlığa gelinceye kadar kurutulup tekrar tartılması esasına göre belirlenmiştir (U.S. Salinity Lab. Staff 1954) Kireç ( CaCO 3 ) Kireç, Scheibler kalsimetresi ile belirlenmiştir (U.S.Salinity Lab. Staff 1954) Organik madde U.S. Salinity Lab. Staff 1954 tarafından bildirildiği şekilde, modifiye edilmiş Walkley Black metodu ile tayin edilmiştir (Ülgen ve Ateşalp 1972) SAR Sodyum adsorbsiyon oranı SAR= Na / ( Ca + Mg) 1/2 formülü kullanılarak hesaplama yoluyla bulunmuştur (U.S. Salinity Lab. Staff 1954). 37

48 ESP Değişebilir sodyum yüzdesi ESP= (SAR) / SAR hesaplama yoluyla bulunmuştur ( U.S. Salinity Lab. Staff 1954) Jips gereksinimi ESP başlangıç değeri 50, ESP son değeri 15 olacak şekilde Munsuz vd. (2001) e göre belirlenmiştir Organik materyallerin analiz yöntemleri Organik madde C o de 4 saat süreyle yakılması ve organik madde kayıplarının % olarak fırın kuru toprak ağırlık üzerinden hesaplanması esasına dayanan kuru yakma yöntemiyle, DIN (1978) e göre saptanmıştır ph 1:3 oranında organik materyal-saf su karışımında hidrojen iyon aktivitesinin ph- metre yardımıyla potansiyometrik olarak ölçülmesiyle saptanmıştır (Gabriels ve Verdonck 1992) Elektriksel iletkenlik 1:3 oranında organik materyal saf su karışımından elde edilen süzükte elektriksel akıma karşı direncin ölçülmesiyle belirlenmiştir (Gabriels and Verdonck 1992) İstatistiksel değerlendirme Elde edilen sayısal verilerin değerlendirilmesinde Mstat ve Minitab paket programları kullanılmıştır. 38

49 4. BULGULAR VE TARTIŞMA Jips ve organik materyal uygulamaları ve yıkamayı takiben uygulamalarda ortaya çıkan suda çözünebilir iyon derişimindeki değişimler Çizelge 4.1, ıslah parametreleri olarak kabul edilen ph, EC, ESP ve SAR daki değişimler Çizelge 4.2 ve hidrolik iletkenlikteki değişimler ise Çizelge 4.7 de sunulmuştur Uygulamalara Bağlı Olarak Yıkama Sonrası Anyon ve Katyon Değişimleri Çizelge 4.1 den görüleceği üzere başlangıç toprağındaki sodyum me/l değerinden uygulamalara bağlı olarak farklılık göstermiştir. En düşük değer olarak % 50JG + % 4 ÇG uygulamasında me/l olarak tespit edilmiştir. Diğer tüm uygulamalarda sodyum içeriği başlangıç toprağından daha fazla bulunmuştur. Sodyum değerindeki bu artış, değişim komplekslerindeki sodyumun, jipsten gelen kalsiyum ile yer değiştirmesi neticesinde toprak solüsyonunda sodyum konsantrasyonunun artışına bağlanmıştır. Bu suda çözünebilir sodyum fazlalığı ekstra bir yıkama suyuyla giderilebilir. Sodyum için en yüksek değer ise % 50JG + % 2 TG uygulamasında me/l olarak bulunmuştur. Çizelge 4.1. Yıkama sonrası uygulamalara bağlı olarak anyon ve katyon konsantrasyonundaki değişimler Katyonlar(me/L) Anyonlar(me/L) Uygulamalar Na Ca Mg K CO 3 HCO 3 Cl SO 4 Başlangıç 43,33 0,26 0,74 0,32 0,00 24,26 5,06 12,53 %100 JG 43,71 4,79 1,28 0,62 0,00 7,75 3,56 39,09 %50 JG 44,10 2,23 1,27 0,70 0,00 9,96 3,79 34,54 %50 JG + % 1 ÇG 45,00 2,31 1,37 0,75 0,00 9,95 3,62 35,86 %50 JG+ %2 ÇG 43,97 2,30 1,47 0,81 0,00 9,09 2,99 36,47 %50 JG + % 4 ÇG 42,89 2,28 1,52 0,96 0,00 9,23 3,17 35,25 %50 JG+ %1 BFA 49,21 2,42 1,47 0,75 0,00 8,56 2,98 42,30 %50 JG+ %2 BFA 45,87 2,32 1,54 0,93 0,00 9,54 3,43 37,69 %50 JG+ %4 BFA 44,26 2,26 1,57 0,96 0,00 9,04 3,37 36,64 %50 JG+ %1 TG 48,76 2,29 1,41 0,95 0,00 8,42 3,03 41,96 %50 JG+ %2 TG 49,71 2,24 1,49 1,19 0,00 8,46 3,62 42,56 %50 JG+ %4 TG 46,68 2,29 1,50 1,24 0,00 9,37 3,21 39,12 39

50 Kalsiyum beklenildiği üzere jips uygulamalarına bağlı olarak artmıştır. Başlangıç toprağında 0.26 me/l olan değer yıkama sonrası en yüksek seviyeye 4.79 me/l değeri ile % 100 JG uygulamasında ulaşmıştır. Bu yükselişin temel sebebi jipsin içerdiği kalsiyumdur. Diğer uygulamalarda da kalsiyum içeriği jips uygulama miktarına bağlı olarak artmıştır. Magnezyum başlangıç toprağında 0.74 me/l iken yıkama sonrası en yüksek % 50JG + % 4 BFA uygulamasında 1.57 me/l olarak tespit edilmiştir. Diğer uygulamalarda da Mg içeriği başlangıç toprağına göre yüksek bulunmuştur. Bu durum değişim komplekslerindeki magnezyumun, jipsteki kalsiyum ile yer değiştirmesi ve magnezyumun toprak çözeltisine geçmesinden kaynaklanmaktadır. Potasyum başlangıç toprağında 0.32 me/l iken, % 50JG + % 4 TG si uygulamasında en yüksek seviye olarak 1.24 me/l değerine ulaşmıştır. Tavuk gübresi uygulamasının tüm düzeyleri suda eriyebilir potasyum miktarını diğer organik materyal uygulamalarından daha fazla artırmıştır. Bu muhtemelen tavuk gübresinin yüksek potasyum içeriğinden kaynaklanmaktadır (Zengin 2003). Başlangıç toprağı dahil diğer tüm uygulamalarda karbonat tespit edilmemiştir. Başlangıç toprağında alkaliliğin bir göstergesi olan bikarbonat iyon miktarı me/l iken % 100 JG uygulamasında en düşük seviye olan 7.74 me/l seviyesine düşmüştür. Diğer organik materyal ve jipsin birlikte uygulamalarında da bikarbonat değerlerinde belirgin düşüşler tespit edilmiştir. Organik materyal uygulamalarına bağlı olarak düşüşler dalgalı bir değişim göstermiştir. Başlangıç toprağındaki klor derişimi 5.06 me/l iken, uygulamalar ve yıkama sonrası, en düşük seviyeler 2.99 ve 2.98 me/l değerleriyle % 50JG + % 2 ÇG ve % 50 JG + % 1 BFA uygulamalarında bulunmuştur. 40

51 Başlangıç ve yıkama sonrası uygulamalar arasında en çarpıcı değişim toprakların sülfat iyon derişimlerinde görülmektedir. Başlangıç toprağındaki sülfat derişimi me/l iken, jips uygulamalarını takiben tüm uygulamalarda sülfat derişimi jipsin ihtiva ettiği sülfattan dolayı artmıştır. En yüksek sülfat içeriği me/l ile % 50 JG + % 2 TG uygulamasında bulunmuştur. % 50 JG + organik materyal uygulamaları dikkate alındığında sülfat iyon derişimindeki artış en fazla tavuk gübresi uygulamalarında olmuş, bu organik materyali bira fabrikası atığı ve çiftlik gübresi uygulamaları izlemiştir. 4.2 Uygulamalara Bağlı Olarak Yıkama Sonrası Islah Parametrelerindeki Değişimler Toprak reaksiyonundaki değişim Başlangıçta 9.0 olan sorunlu toprağın ph sı ıslahtan sonra %50 JG + %4 BFA uygulamasında 8.25 e kadar düşmüştür (Çizelge 4.2 ve Şekil 4.1). Keza diğer organik materyal uygulamalarında da ph da başlangıç değerine göre düşüşler görülmüştür. %100 jips gereksinimi ve % 50 jips gereksinimi uygulamaları karşılaştırıldığında, % 100 jips gereksiniminin, %50 jips gereksinimine göre ph değerini düşürmede çok da etkili olmadığı iki uygulama arasındaki ph farklılığının istatistiksel olarak önemli olmadığı görülmüştür. Organik materyaller ve dozlarla ilişkili olarak ph için yapılan varyans analizinde organik materyal x doz arasındaki interaksiyon önemli bulunmuştur (p< 0.01). Uygulanan organik materyaller ve uygulama düzeyleri arasındaki karşılaştırmalarda farklar bulunmuştur. Çizelge 4.3 den görüleceği üzere organik materyaller arasındaki farkların dozdan doza değiştiği, dozların arasındaki farkların da materyalden materyale değiştiği belirlenmiştir. Organik materyallerin yapısında bulunan humin, humik ve fulvik asitler ve ayrışma esnasında açığa çıkan diğer asitler toprak ph sının azalmasında etkili olmuş olabilirler. 41

52 Uygulanan üç organik materyalin ph üzerine etkisi BFA hariç dalgalı bir seyir göstermiştir. ph bakımından yapılan değerlendirmede organik materyal x doz interaksiyonu istatistiksel olarak önemli bulunmuştur (p<0.05). Çizelge 4.3 incelendiğinde, organik materyal uygulamaları arasında % 2 BFA ve % 4 BFA uygulamalarının toprak ph nı düşürmede diğerlerine nazaran daha etkili oldukları saptanmıştır. Çizelge 4.2. Uygulamalara bağlı olarak yıkama sonrası ıslah parametrelerindeki değişimler Uygulamalar ph EC, ds/m ESP SAR %100 jips gereksinimi 8,43AB 5.27ABCD 27,25D 25,28D %50 jips gereksinimi 8,50ABCD 5.00DEF 33,07ABC 33,39BC %50 JG + %1 ÇG 8.79A 5.03CDEF 33.30ABC 33.65ABC %50 JG + %2 ÇG 8.60ABC 4.97EF 32,26BC 32.10C %50 JG + %4 ÇG 8.70AB 4.77F 31.67C 31.24C %50 JG + %1 BFA 8.61ABC 5.40AB 34,06AB 35.49AB %50 JG + %2 BFA 8.30CD 5.17BCDE 32.95ABC 33.15BC %50 JG + %4 BFA 8.25D 5.00DEF 32.24BC 32.08C %50 JG + %1 TG 8.46ABCD 5.43AB 34.78A 35.93AB %50 JG + %2 TG 8.39BCD 5.50A 35.05A 36.46A %50 JG + %4 TG 8.69AB 5.30ABC 33.56ABC 34.07ABC ph LSD 0.05 : 0.211, EC LSD 0.05 : 0.197, ESP LSD 0.05 : 1.390, SAR LSD 0.05 : Çizelge 4.3 Organik materyallerin ve uygulama düzeylerinin ph üzerine etkisi Dozlar Organik %1 %2 %4 materyal ÇG 8.79Aa 8.60Aa 8.70Aa BFA 8.61Aab 8.30Bb 8.25Bb 8.46Bb 8.39Bb 8.69Aa (Aynı harfle gösterilen değerler arasındaki fark önemli değildir. Büyük harfler yatay, küçük harfler dikey karşılaştırma içindir.lsd 0.05 :

53 Bununla beraber % 2 BFA ve % 4 BFA uygulamaları arasındaki fark istatistiksel olarak önemli bulunmamıştır. BFA nın ph değerini düşürmede etkili olmasında, orijinal olarak ph değerinin diğer organik materyallerden daha düşük olması ( Çizelge 3.2) ve Baran vd. (1998) nin belirttiği üzere yapısındaki organik asitlerin özellikle humik asitlerin fazla miktarda bulunması etkili olmuş olabilir. ph Başlangıç %100 JG %50 JG %50 JG + % 1 ÇG %50 JG+ %2 ÇG %50 JG + % 4 ÇG %50 JG+ %1 BFA %50 JG+ %2 BFA Uygulamalar %50 JG+ %4 BFA %50 JG+ %1 TG %50 JG+ %2 TG %50 JG+ %4 TG Şekil 4.1. Uygulamalar ve yıkama sonrası ph daki değişim Guidi and Hall (1983), Sing and Kansal (1985), Pikull and Allmanas (1986) toprağa organik materyal uygulamasının toprak ph sını azalttığını belirtirken Epstein et al. (1976) ve Ndayegamiye and Cate (1989) ph da önemli bir değişmenin olmadığını, buna karşılık Şahin ve Kowald (1989) ise organik materyal uygulamasının toprak ph sını artırdığını yaptıkları çalışmalarda belirtmişlerdir Elektriksel iletkenlikteki değişim Elektriksel iletkenliği başlangıçta 3.9 ds/m olan toprağın, uygulamalar ve yıkama sonrasındaki değeri, en düşük 4.77 ds/m ile % 50 JG + % 4 ÇG uygulamasında, en 43

54 yüksek ise 5.5 ds/m ile % 50 JG + % 2 TG uygulamasında saptanmıştır (Çizelge 4.2 ve Şekil 4.2). % 100 JG ve % 50 JG arasındaki fark istatistiksel olarak önemli bulunmamıştır. % 50 JG + % 4 ÇG uygulamasının diğer uygulamalara nazaran yaratmış olduğu fark % 100 JG ne göre önemli, % 50 JG göre önemsiz bulunmuştur. Başlangıç toprağına göre jips ve organik materyal uygulamaları arasında EC değerinde az da olsa yükselişler meydana gelmesinin sebebi yıkama suyu miktarının yeterli olmamasından kaynaklanabilir. EC bakımından yapılan varyans analizde organik materyaller ve dozların etkisi istatistiksel olarak önemli bulunmuştur (p< 0.01). Organik materyal x Doz interaksiyonu önemsiz bulunmuştur. Çizelge 4.4 incelendiğinde, organik materyaller arasında çiftlik gübresi uygulaması ortalama 4.92 ds/m ile en düşük, tavuk gübresi ise 5.41 ds/m ile en yüksek EC değerlerini sergilemişlerdir. Dozlar dikkate alındığında ise en yüksek EC 5.29 ds/m ile % 1 dozunda, en düşük ise % 2 ile %4 uygulamasında saptanmıştır. % 1 ile % 2 uygulama düzeyleri arasındaki fark önemsiz bulunmuştur EC Başlangıç %100 JG %50 JG %50 JG + % 1 ÇG %50 JG+ %2 ÇG %50 JG + % 4 ÇG %50 JG+ %1 BFA %50 JG+ %2 BFA U ygulam alar %50 JG+ %4 BFA %50 JG+ %1 TG %50 JG+ %2 TG %50 JG+ %4 TG Şekil 4.2 Uygulamalar ve yıkama sonrası EC (ds/m) deki değişim 44

55 Çizelge 4.4 Organik materyallerin uygulama düzeylerinin EC (ds/m) üzerine etkisi Organik %1 Dozlar %2 %4 Ortalama materyal ÇG C BFA B TG A Ortalama 5.29A 5.21A 5.02B LSD 0.05 : SAR değerindeki değişim Alkali toprağa jips ve organik materyal uygulamaları SAR değerlerini azaltmıştır. Deneme öncesi toprakta SAR değeri 61.0 iken, deneme sonrası uygulamalara bağlı olarak bu değer düşmüş ve SAR değerleri arasında değişim göstermiştir (Çizelge 4.2 ve Şekil 4.3). En düşük SAR değeri % 100 JG uygulamasında en yüksek SAR değeri ile % 50 JG + % 2 TG uygulamasında bulunmuştur. SAR değerindeki azalma, jips uygulamalarına bağlı olarak toprak solüsyonundaki çözünebilir Ca ve Mg un artmasından kaynaklanmaktadır (Cass and Sumner 1982). Uygulamalara bağlı olarak ıslah parametrelerindeki değişimi gösteren Çizelge 4.2 incelendiğinde, % 100 jips gereksinimi ile % 50 jips gereksinimi arasındaki fark istatistiksel olarak önemli bulunmuştur (p< 0.05). % 50 jips gereksinimleri ve organik materyal uygulamalarına ait SAR değerleri incelendiğinde ise, tavuk gübresinin % 2 uygulama dozuyla % 50 jips gereksinimi arasındaki farkın önemli (p< 0.05) diğer organik materyal uygulamalarıyla olan ilişkisinin önemsiz olduğu saptanmıştır. 45

56 SAR Başlangıç %100 JG %50 JG %50 JG + % 1 ÇG %50 JG+ %2 ÇG %50 JG + % 4 ÇG %50 JG+ %1 BFA %50 JG+ %2 BFA Uygulamalar %50 JG+ %4 BFA %50 JG+ %1 TG %50 JG+ %2 TG %50 JG+ %4 TG Şekil 4.2 Uygulamalar ve yıkama sonrası SAR daki değişim SAR bakımından varyans analizinde organik materyaller ve dozların etkisi istatistiksel olarak % 1 düzeyinde önemli bulunmuştur. Organik materyal x Doz interaksiyonu ise istatistiksel olarak önemli değildir. Organik materyaller ve dozlar arasındaki karşılaştırmalarda ortalamalar arasındaki farklar önemlidir (p< 0.05), ( Çizelge 4.5). Çizelge 4.5 incelendiğinde, organik materyaller arasında çiftlik gübresi ortalama SAR değeri ile en düşük değeri göstermiştir. Bu materyali ve SAR değerleri ile BFA ve tavuk gübresi uygulamaları takip etmiştir. Uygulama düzeyleri dikkate alındığında ise en düşük SAR değeri değeri ile % 4 uygulamasında bulunmuştur. % 1 ve % 2 uygulama düzeyleri arasındaki fark önemsiz bulunmuştur. 46

57 Çizelge 4.5. Organik materyallerin uygulama düzeylerinin SAR (me/l) üzerine etkisi Organik %1 Dozlar %2 %4 Ortalama materyal ÇG C BFA B TG A Ortalama 35.02A 33.90A 32.46B LSD 0.05 : ESP değerindeki değişim Alkali toprağa jips ve organik materyal uygulamaları ESP değerini düşürmüştür. Deneme Öncesi ESP değeri 50.0 iken, deneme sonrası en düşük değer olarak % 100 JG uygulamasında bulunmuştur (Çizelge 4.2 ve Şekil 4.4). Çizelge 4.2 incelendiğinde % 100 jips gereksinimi ve % 50 jips gereksinimi arasındaki fark önemli bulunmuştur (p< 0.05). % 50 jips gereksinimine ilaveten organik materyal uygulamaları incelendiğinde, tavuk gübresi, BFA ve çiftlik gübresi uygulamalarının % 1, 2 ve 4 lük dozları arasındaki farkların önemsiz olduğu tespit edilmiştir. %100 jips gereksiniminden sonra en düşük ESP ile % 50 JG + % 4 çiftlik gübresi uygulamasında tespit edilmiştir. En yüksek değer ise ile % 50 JG + % 2 tavuk gübresi uygulamasında belirlenmiştir. 47

58 ESP Başlangıç %100 JG %50 JG %50 JG + % 1 ÇG %50 JG+ %2 ÇG %50 JG + % 4 ÇG %50 JG+ %1 BFA %50 JG+ %2 BFA Uygulamalar %50 JG+ %4 BFA %50 JG+ %1 TG %50 JG+ %2 TG %50 JG+ %4 TG Şekil 4.4. Uygulamalar ve yıkama sonrası ESP deki değişimler ESP bakımından yapılan varyans analizinde organik materyalin etkisi % 0.01 düzeyinde önemli bulunmuştur. Organik materyal ve dozlar arasındaki karşılaştırmalarda ortalamalar arasındaki farklar istatistiksel olarak önemli (p< 0.05) bulunmuştur (Çizelge 4.6). Çizelge 4.6 incelendiğinde ortalama değer olarak organik materyaller arasında çiftlik gübresi ile en düşük, tavuk gübresi ise ile en yüksek ESP sergilemiştir. BFA ve çiftlik gübresi uygulamaları arasındaki fark önemsiz iken, her iki organik materyalin tavuk gübresi ile olan farkları önemli bulunmuştur (p< 0.05). Uygulama düzeyleri dikkate alındığında ise % 4 uygulama düzeyi % 1 ve % 2 uygulama düzeylerinden farklı bulunmuştur. 48

59 Çizelge 4.6 Organik materyallerin ve uygulama düzeylerinin ESP üzerine etkisi Organik %1 Dozlar %2 %4 Ortalama materyal ÇG B BFA B TG A Ortalama 34.04A 33.42A 32.49B LSD 0.05 : Hidrolik iletkenlikteki değişim Çizelge 4.7 incelendiğinde alkali toprağın hidrolik iletkenlik değeri başlangıçta 0 iken ıslahtan sonra az da olsa artış göstererek % 100 jips gereksinimi uygulamasında 0.13 cm/saat değerine ulaştığı tespit edilmiştir. Bu değere göre toprağın hidrolik iletkenlik sınıfı orta düşük gruba girmektedir (U.S.Salinity Lab.Staff 1954). % 50 jips gereksinimi uygulaması toprak hidrolik iletkenliğini artırmada etkili olamamıştır. Bununla beraber, % 50 JG + çiftlik gübresi, bira fabrikası atığı ve tavuk gübresi uygulamaları hidrolik geçirgenliği az miktar da olsa artırmıştır. Börekçi (1965) tarafından Ankara-Etimesgut ta yapılan bir çalışmada, gerek jips, gerekse çiftlik gübresinin, toprakların su geçirgenliği değerlerine olumlu etki yaptığı bildirilmiştir. Araştırma toprağının aşırı killi olması, ESP nin arzu edilen düzeye düşmemesi nedeniyle, organik materyal uygulamaları hidrolik iletkenliği artırmada çok etkili olamamışlardır. Diğer taraftan Gu and Doner (1998) organik maddenin cins, mekanik karıştırma derecesi, ortamda bulunan katyonların değerliliği, kil içeriği ve tipi 49

60 gibi toprak karakteristiklerinin organik maddenin hidrolik iletkenlik üzerindeki etkisi üzerinde önemli olduğuna dikkat çekmektedirler. Çizelge 4.7. Uygulamalar sonrası Hidrolik iletkenlikteki değişim (cm/saat) Uygulamalar 2.Saat 6.Saat 24.Saat 48.Saat % 100 JG 0,13 0,13 0,13 0,13 %50 JG 0,00 0,00 0,00 0,00 %50 JG + %1 Ç.G 0,00 0,13 0,00 0,00 %50 JG + %2 Ç.G 0,00 0,00 0,00 0,00 %50 JG + %4 Ç.G 0,026 0,026 0,026 0,026 %50 JG + %1 BFA 0,026 0,026 0,026 0,026 %50 JG + %2 BFA 0,00 0,00 0,00 0,00 %50 JG + %4 BFA 0,026 0,026 0,026 0,026 %50 JG + %1 T.G 0,026 0,026 0,026 0,026 %50 JG + %2 T.G 0,026 0,026 0,026 0,026 %50 JG + %4 T.G 0,026 0,026 0,026 0,026 50

61 5. SONUÇ Alkali toprağa jips ve organik materyal uygulamaları toprak solüsyonunun iyon içeriğinde ve ıslah parametrelerinde değişimlere neden olmuştur. Uygulamalara bağlı olarak toprak çözeltisinin katyonları dikkate alındığında Na içeriğinde önemli bir değişiklik görülmezken, başta kalsiyum olmak üzere magnezyum ve potasyum kapsamında artışlar saptanmıştır. Anyonlar dikkate alındığında ise alkaliliğin bir göstergesi olan bikarbonat iyon içeriğinde dikkate değer azalışlar, buna karşın jips uygulamasına bağlı olarak sülfat içeriğinde artışlar görülmüştür. Jips ve organik materyal uygulamalarının ıslah parametreleri olarak kabul edilen ph, EC, SAR, ve ESP üzerindeki etkileri incelendiğinde, ph üzerindeki etkinin uygulamalara bağlı olarak değiştiği, jips uygulamasının ph yı düşürdüğü buna karşın organik materyal uygulamalarının dalgalı bir değişim gösterdiği, bununla birlikte BFA uygulamalarının % 2 ve % 4 dozlarının ph yı düşürmede diğer organik materyal uygulamalarından daha etkili olduğu tespit edilmiştir. Uygulamaların EC üzerindeki etkisi toprak solüsyonunun EC sini artırıcı yönde olmuştur. Tüm uygulamalarda EC başlangıç toprağına göre yüksek bulunmuştur. 30 cm yıkama suyu düzeyinin, jips uygulamalarından sonra toprak solüsyonunda artan tuz konsantrasyonunu yıkamaya yetmediği görülmüştür. ESP ve SAR daki değişimler esas olarak jips uygulamasından kaynaklanmıştır. % 50 jips gereksinimi + organik materyal uygulama düzeylerinde % 100 JG de bulunan ESP ve SAR değerlerinden daha yüksek değerler saptanmıştır. Teorik olarak hesaplanan son ESP 15 değerine % 100 JG uygulamasında ulaşılamamıştır. Bu durum özellikle ağır killi topraklarda teorik olarak hesaplanan değerlerin üzerinde jips miktarlarının uygulanması gerektiğini ortaya koymuştur. % 100 JG uygulaması hidrolik iletkenlik değerini artırırken bu etki % 50 jips gereksinimi uygulamasında görülmemiştir. Bununla beraber, % 50 JG + organik materyal uygulamaları hidrolik iletkenliği az da olsa bir miktar arttırmıştır. 51

62 Bu durum, alkali toprak ıslahında jips uygulamalarına ilaveten organik materyal ilavelerinin, toprakta perkolasyonu artırmada faydalı olabileceğini göstermektedir. Sonuç olarak % 50 JG + organik materyal uygulamaları ph, EC, ESP, SAR gibi ıslah göstergelerini iyileştirmede beklenildiği kadar etkili olamamışlardır. Diğer taraftan çiftlik gübresi ESP ve SAR ı düşürmede diğer organik materyallere nazaran daha etkili olmuştur. Uygulama düzeyleri dikkate alındığında ise % 4 lük doz en etkin doz olarak saptanmıştır. 52

63 KAYNAKLAR Ağca, N Harran ovasında bazı yaygın toprak serilerinde değişebilir sodyum oranı ( ESR) ile sodyum adsorbsiyon (SAR) oranı ilişkisinin saptanması. Akalan, İ Toprak oluşu, yapısı ve özellikleri. A.Ü. Zir. Fak. Yay. No: 662. Ankara. Alap, M Tarsusta çorak arazi ıslah çalışmaları. Topraksu Dergisi:1, Al- Jaloud, A.A Water requirement for reclamation of salt- affected soils in Al Qasseem, Saudi Arabia Arid Soil Research and Rehabilitation. 8:2, Arcak, Ç Toprak ve Gübre Araştırma Enstitüsü Sarayköy Araştırma ve Deneme İstasyonu Toprakları Teknik Rapor No:3. Arar, A Irrigation and drainage in relation to salinity and waterlogging, salinity seminar, Baghdad FAO. Irr. Drain. Paper 7,87-106, Rome. Ayyıldız, M., Tarsus Alifakı tuzluluk istasyonu topraklarının teşhis ve ıslah imkan1arı üzerinde bir araştırma. A.Ü. Zir. Fak. Yay. No: 351, Ankara. Ayyıldız, M Sulama suyu kalitesi ve tuzluluk problemleri. AÜ.Zir.Fak.Yay. No:879, Ders Kitabı, 244 Ankara Bahtiyar, M Erzincan ada çorak topraklarının oluşu, özellikleri ve ıslahları üzerinde bir araştırma. Doktora Tezi. Ata. Üni. Zir. Fak. Top. Böl. Erzurum, DSİ: Eğitim Dai.Bşk. Basılmış Bahçeci, İ Aksaray ovası tuzlu, sodyumlu, borlu toprakların ıslahı için gerekli yıkama suyu ve ıslah maddesi miktarı ile ıslah süresi. Konya Bölge Topraksu Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Yayınları Rapor Seri No: 79 S: 40-41, Konya. 53

64 Baran, A. Çaycı, G. and Sözüdoğru, Ok, S The effect of beer factory sludge on some chemical and physical properties of clay loam soil. Int. Sym on Arid Region Soils. Menemen- İzmir- Turkey, 21-24, September, 1998, Barzeger. A.R., Nelson, P.N., Oades, J.M. and Rengasamy. P Organic matter, sodicity, and clay type: Influence on soil aggregation. Soil Sci. Soc. Am. J.,61: Berkman,İ Irakta tuz etkisi altındaki toprakların onarımı ( Çeviri) Ata.Üni.Yay. No: 256. Erzurum. Bernstein, L salt tolerance of vegatable crops in the west. Agr. Research Service, Agr. Information Bull. No: 205, Wahington, D.C. Bernstein,L Salt tolerance of plants. USDA,Inf.Bul. 283: Bernstein, L Qualitative assesment of irrigation water quality. Water quality criteria. ASTM, STP, 416, Am. Soc., Testing Mats., 51p, U.S.A. Bharambe, P.R., Rodge, R.P, Awasarmal, B. C and Ambegoankar, P.R Effects of soil amendments on filtration rate of alkali soil under sorghum-wheat rotation. Journal of Maharastra Agricultural Universities. 15:1, Bohn. H.L., McNeal L.B. and O Connor,A,G, Soil Chemistry. A Wiley İnterscience Publication. John Wiley and Sons, Newyork, Chichester, Brisbane, Toronto. Bonarius, H Untersuchungen über die Wasser - und Salzbewegung im Boden in Abhaengigkeit vom jahreswitterungsverlauf und von der Bewaesserung in der Sibari - Ebene (Süditalien). Kiel (Dissertation). S :

65 Bouyoucus, G. L A recalibration of the hydrometer for making mechanical analysis of Soils. Agronomy J. 43: Bose, P.C, Majunder, S.K and Datta, R.K Effect of amendments on chemical properties of alkali soil of mulberry garden and its yield. Indian. Journal of Agriculture. 31(2) Bower, C.A., Reitmeir, R.F and Fireman, M Exchangeable cation analysis of saline and alkali soils. Soil Sci. 73: Bower,C.A. and Fireman, M Soil the yearbook of agriculture. The United States Department of Agriculture, Washington. D.C. USA. Bower, C.A Diagnosing soil salinity. Agr. Information Bull. No: 279, Washington, D.C. U.S.A. Börekçi, A Toprak ve Gübre Araştırma Enstitüsü yılı araştırma raporları: Seri No:4, Ankara. Brohi,A.R., Aydeniz, A. ve Karaman,M.R Toprak verimliliği. G.O.P Üniv. Ziraat Fak. Yay. No: Tokat. Buringh, P Food production potential of the world. In : Radhe Sinha ( Ed). The World Food Problem, Consensus and Conflict, Pergamon Pres Cardon, P.V The salt problem in Irrigation. Agriculture research at the United States Regional Salinity Lab., Washington, D.C. Cass, A. and Sumner, M.E Soil pore structural stability and irrigation water quality: Empirical sodium stability model. Soil Sci. Soc. Am. J. 46:

66 Chang,C., Kozub.C. and Mackay, C.D Soil salinity status and relation of some of the soil and land properties of three irrigation districts in southern Alberta. Can.J.Soil.Sci.65: Anonim. Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü, Türkiye iklim tasnifi ( De Mortanne Metoduna Göre) Ankara. DIN, Torf für gartenbau und landwirshaft. Dinç, U, Şenol, S., Kapur, S., Sarı,M., Derici, M.RM. Sayın, M Formation distribution and chemical properties of saline and alkaline soils of the Cukurova Region, Southern. Turkey. Catena Vol.18.p Cremlingen, West Germany. Dieleman, P.J Reclamation of salt affected soils in Iraq. Int. Inst. for land Rec. and Imp, H.Veenman and Zonen N.V/Wageningen Dieleman.R.S Dynamics of salts in the soil-water system: FAO Salinity Seminar, Baghdad / Iraq. Dinçer, D Çukurova çorak topraklarının ıslah imkanları üzerine araştırmalar. Tarsus Sulu Ziraat Deneme İstasyonu Yayın No:12 Dong, A., Chesters, G. and Simsimon. G.V Soil dispersability. Soil Sci., 136: Durgin, P.B. and Chaney, J.B Dispersion of kaolinite by dissolved organic matter from Douglas-fir roots. Can.J. Soil sci., 64: Eaton,F.M Significant of carbonates in irrigation waters. Soil Sci. 69:

67 Elagabaly, M.M. and Naguib, M.N Effects of depth and salt concentration of groundwater on salinization of soils. Symp. On Sodic Soils. Budapest El-Samanoudy, I.M., Askar, F.A and El-Shakweer, M.H.A Suitability of natural soil conditioners for improving hydrophsical and chemical properties of alkaline clayey soils. Egyption Journal of Soil Science. 33:1, Epstein, E., Taylor J.M and Chaney R.L Effects of sewage sludge and sludge compost applied to soil on some phsical and chemical properties. Journal of Environment Quality,5 : Erözel, A. Z ve Öztürk, A Farklı sulama suyu tuzluluk düzeyleri ve tabansuyu derinliklerinin havuç verimine ve toprak tuzluluğuna etkisi. A. Ü. Zir. Fak. Tarım Bilimleri Dergisi sayı: 3, 91-97s., Ankara. Gabriels, R. and Verdonck, O Reference methods for analysis of compost. In: Merillot, D.V., Hermite, J.M. (Eds). Composting and quality assurance criteria. Commission of the European Communities, Luxembourg, p: Gu. B., and Doner, H.E Dispersion and aggregation of soils as influenced by organic and inorganic polymers. Spil Sci. Soc. Am. J.57: Guidi, G. and Hall, J.E Effects of sewage sludge on the physical and chemical properties of soils. 3th International Symposium on processing and use of sewage sludge, Brighton, U.K. Hussain, G., Bedawi, M.H and Nabulsi, Y.A Water requirement for reclamation of salt affected soils in Al- Ahsa, Saudi Arabia. Arid Soil Reserach and Rehabilitation, 3.3, Israelsen, O. and Hansen, V.E Irrigation principles and practices.third Edition, John Wiley and Sons.Inc.New York. 57

68 İnceoğlu, İ Bor Pınarbaşı çorak ıslahı araştırmaları. TÜBİTAK yayınları: 323, Ankara. İnceoğlu, İ Akdeniz gübre sanayi artığı jipsli materyalin ıslahta kullanılma olanakları. Toprak ve Gübre Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü yayınları rapor seri No: 50, 24.s., Ankara. Janert, H Probleme der rekultuvierung versumpfter und versalzener bewaesserungsböden der aridan Gebiete. Trans.8. Int. Cong. Soil Sci. Bucharest. Romania. S: Kanber, M Sulama suyu niteliği ve sulamada tuzluluk sorunları, Ç.Ü. Zir. Fak. Genel yayınları No: 21. Kelly, P Alkali soils, their formation, properties and reclamation. Reinhold Publishing Corparation, New York, U.S.A. Kırda, C Aşağı seyhan sulama projesi alanında bulunan tuzlu vve tuzlu sodyumlu toprakların yıkama modeli kullanılarak iyileştirilebilme ölçütlerinin saptanması. Ç. Ü. Zir. Fak. Kültür Teknik Bölümü. Adana. Kamphorst, A. and Bolt, G.H Soil chemistry, Basic elements, Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam Oxford Newyork. Anonim. KHGM, Türkiye çorak ıslahı rehberi, Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü Ankara. Kütük, C. and Çaycı, G Effect of beer factory sludge on yield components of wheat and some soil properties. Proceedings of International Smposium on Desertification, June 2000, Konya Turkey

69 Lamond, E.R. and Whitney, A.D Management saline and sodic soils. Cooperative Extension Service, Kansas State University. Kansas. USA. Marwan, M.M. and Rowell, D.L Cation exchange, hydrolysis and clay movement during the displacement of saline solutions from soils by water. Irrigation science. 16:2, Mass, E.V. and Hoffman, G.J Crop salt tolerance. Current Assesment and Management Manual. K.K. Tanji ( ed ). ASCE., Newyork,p: Mavi,A Bafra ovasındaki tuzlu toprakların ıslah için gerekli yıkama suyu miktarı ve yıkama süresi. B.T.A.E. Yayın No: 119, Samsun. Miller,C.E., Turk,L.M. and Foth H.D Fundamental of Soil Science. John Wiley and Sons. Inc., New York, USA. Miller,J.J. and Pawluk.S., 1993 Genesis of solonetzic soils as a function of topography and seasonal dynamics. Can. J. Soil Sci Milne, R.A. and Rapp, E Soil Salinity and Drainage Problems. Can.Dep.Agric. Publ More, S.D Effect of farm wastes and organic manures on soil properties, nutrient availability and yield of rice-wheat grown on sodic vertisol. J. Indian Soil Sci.,42: Munsuz, N Malya devlet üretme çiftliği çorak toprakları, oluş sebepleri ve ıslahı çareleri. Ank.Üni.Zir.Fak.Yay.No:336. (Doktora tezi). Munsuz, N., Çaycı, G. ve Sözüdoğru, Ok, S Toprak ıslahı ve düzenleyiciler. Ank. Üni. Zir. Fak. Yay, Yayın No:1518, Ankara. 59

70 Ndayegamiye, A. and Cate, D Effect of manure application on soil chemical and biological properties. Can. J. of Soil Sci., 79(1): Nilsen,D.R., Biggar, W.S. and Miller, J,R Soil profil studies arid water management for salinity control. California Agriculture 18/8, 4-5. Nishizaki, Y., Kawakami, H., Amada, P. and Yamagguchi, T Ameolioration of saline-alkali soils using peat and weathered coal. 17. World Congress of soil science, Transactions, paper No: 657, Banghok, Thailand. Oruç,N. ve Sağlam. T.M., Toprak Kimyası Ders Notları, Erzurum. Özden, M. ve Ören, E Iğdır ovası tuzlu-sodyumlu ve borlu toprakların ıslahı için gerekli jips ihtiyacı, yıkama suyu miktarı ve yıkama süresi. Köy Hizmetleri Erzurum Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü yayınları. Rapor seri No:9, Erzurum. Öztürk, H.S Tuzlu topraklarda su akış hızının iyon hareketi üzerine etkisi Ankara. Üni. Fen. Bil. Ens, Toprak Anabilim Dalı. Doktora Tezi. Ankara. Öztan, B., Jones, R.L. and Beauars, A.H Türkiye nin bazı tuzlu-alkali topraklarının mineralojik ve kimyasal özellikleri.tar.bak.top.ve Güb.Araş.Enst.Yay.No:16, S:1-4. Ank. Pagel, H Bodenkunde 4, Hochsohulstudium der landwirschaftswissen schaft. Institut für Iandw.der Karl-Marx Uni. Leipsig. D.D.R. Prather,R.J., Goertzen,O.J., Rhoades, D.J. and Frankel, H Efficient amendment use in sodic soil reclamation. Soil Science of Am. J 42.5: Pikull, J.L. and Almanas, R.R Physical and chemical properties of Haploxerall after fifty years of residue management. Soil.Sci. Soc. Am. J., 50(1):

71 Puttaswamygowda, J and Sand Pratt, P.F Effect of straw, calcium chloride and submergence on a sodic soil. Soil. Sci. Soc. Am. Proc Rashid, M. and Bahti, M.H Journal Agric.Res., 1985,23(2). Rhoades, J.D., Kandiah, A. and Mashali.M.A., The use of saline waters for crop production. FAO irrigation and Drainage Paper.48, Rome. Rudraska, G.B., Lande, M.G and Vanade M Reclamation of alkali soil using agricultural waste products and gypsum. Research Bulletin, Marchwada Agricultural University, p. 163,169. Saatçi,F. ve Tuncay. H Ege bölgesi tuzlu ve alkali toprakları üzerinde araştırmalar. Ege Üni. Ziraat Fak. Yay. No: 173. İzmir. Scheffer, F. and Schachtschabel, P Lehsbuch der bodenkunde. Ferdinand Enke Veslag, Stuttgart. Sezen, Y., Toprak Kimyası. Atatürk Üni. Ziraat Fak. Yayınları No:127, Erzurum. Sing, J., Kansal and B.D Effects of long-term application of municipal waste water on some chemical properties of soils. Journal of Research Punjab Agr. Uni., 22: Siyi,Liu. and Younqing, Wei A study on the factors affecting salinization of soils in the Majia River Valley. Institute of Soils and Fertilizers CAAS , China. Szabolcs, I., Desertification and Salinization. I.A.V. Hassan II-I Sesco. Plant Salinity Research

72 Şahin, H. and Kowald, R Die moglichkeiten der abfallwermeidung verwortong und beseitung Inder Bun Derrepublik Deutschland. Anonim. TOPRAKSU, Topraksu Genel Md. lüğü, Topraksu Dergisi 23, S: Törün, M. A Azot sanayi atığı endüstriyel jipsin sodyumlu topraklara katılması ile toprakta meydana gelen fiziksel ve kimyasal değişmeler. Samsun Köy Hizmetleri Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü. Rapor seri No: 45, Samsun. Usta, S Toprak Kimyası. A.Ü. Zir.Fak.Yay.No:1387. Ankara. U.S.Salinity Lab.Staff, Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. Agric. Handbook No: 60. P 160. Washington. D.C. Ülgen, N. ve Ateşalp, M Topraklarda organik madde tayini. Toprak Gübre Araştırma Enst. Teknik Yayınlar serisi no:23. Ankara. Ved-Prakash, Sharma, N.L and Roam- Singh Effect of soil amendments on soil properties and yield of rice and barley in salt affected soils. Current Agriculture. 18:1-2, Visser, S.A. and Caillier, M Observations on the dispersion and aggregation of clays by humic substances. I: Dispersive effects of humic acids. Geoderma, 42: Yurtsever, E., Çaycı, G., Öztürk, A., Parlak, M. ve Sevimay, C.S Tuzluluk ve su miktarlarının macar fiği verimi ve toprak tuzluluğuna etkisi: I. Yıkama uygulanmayan koşul. Ankara Üniv. Zir. Fak. Tarım Bilimleri Dergisi, Cilt 8, Sayı:2, Ankara. Zahow, M.F and Amrhein, C Reclamation of a saline soil using synthetic polymers and gypsum. Soil. Sci. Soc of Amer. Journal 56:4,

73 Zengin, M Analiz sonuçlarının değerlendirilmesi. Selçuk Üniv. s.24, Konya. 63

74 EKLER Ek 1. Uygulamalar sonrası ıslah parametrelerinden EC için varyans analiz sonuçları Ek 2. Uygulamalar sonrası ıslah parametrelerinden ph için varyans analiz sonuçları Ek 3. Uygulamalar sonrası ıslah parametrelerinden SAR için varyans analiz sonuçları Ek 4. Uygulamalar sonrası ıslah parametrelerinden ESP için varyans analiz sonuçları Ek 5. Uygulanan organik materyal ve düzeylerine bağlı olarak ıslah parametrelerinden EC için varyans analiz sonuçları Ek 6. Uygulanan organik materyal ve düzeylerine bağlı olarak ıslah parametrelerinden ph için varyans analiz sonuçları Ek 7. Uygulanan organik materyal ve düzeylerine bağlı olarak ıslah parametrelerinden SAR için varyans analiz sonuçları Ek 8. Uygulanan organik materyal ve düzeylerine bağlı olarak ıslah parametrelerinden ESP için varyans analiz sonuçları 64

75 Ek1. Uygulamalar sonrası ıslah parametrelerinden EC için varyans analiz sonuçları Kaynak Serbestlik Kareler Kareler F P Derecesi toplamı ortalaması Uygulama *** Hata Toplam *** %

76 Ek2.Uygulamalar sonrası ıslah parametrelerinden ph için varyans analiz sonuçları Kaynak Serbestlik Kareler toplamı Kareler F P Derecesi ortalaması Uygulama *** Hata Toplam *** %0.1 66

77 Ek3.Uygulamalar sonrası ıslah parametrelerinden SAR için varyans analiz sonuçları Kaynak Serbestlik Kareler toplamı Kareler F P Derecesi ortalaması Uygulama *** Hata Toplam *** %

78 Ek4. Uygulamalar sonrası ıslah parametrelerinden ESP için varyans analiz sonuçları Kaynak Serbestlik Kareler Kareler F P Derecesi toplamı ortalaması Uygulam *** a Hata Toplam *** %

79 Ek5. Uygulanan organik materyal ve düzeylerine bağlı olarak ıslah parametrelerinden EC için varyans analiz sonuçları Kaynak Organik materyal Serbestlik Derecesi Kareler toplamı Kareler ortalaması F P *** Doz *** Organik materyal x Doz Hata Toplam

80 *** % 0.01 Ek6.Uygulanan organik materyal ve düzeylerine bağlı olarak ıslah parametrelerinden ph için varyans analiz sonuçları Kaynak Organik materyal Serbestlik Derecesi Kareler toplamı Kareler ortalaması F P *** Doz * Organik ** materyal x Doz Hata Toplam *** %0.1 ** %1 * %5 70

81 Ek7. Uygulanan organik materyal ve düzeylerine bağlı olarak ıslah parametrelerinden SAR için varyans analiz sonuçları Kaynak Organik materyal Serbestlik Derecesi Kareler toplamı Kareler ortalaması F P *** Doz *** Organik materyal x Doz Hata Toplam *** %

82 Ek8. Uygulanan organik materyal ve düzeylerine bağlı olarak ıslah parametrelerinden ESP için varyans analiz sonuçları Kaynak Serbestlik Kareler Kareler F P Derecesi toplamı ortalaması Organik *** materyal Doz Organik materyal x Doz Hata Toplam *** %

83 ÖZGEÇMİŞ Ankara da 1978 yılında doğdu. İlk, orta, lise öğrenimini Ankara da tamamladı yılında girdiği Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak bölümünden 2002 yılında Ziraat Mühendisi ünvanıyla mezun oldu yılları arasında, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Toprak Anabilim Dalı nda Yüksek Lisans öğrenimi gördü yılından itibaren Ankara Meteoroloji Bölge Müdürlüğünde çalışmaktadır. 73

84 74