Farklı arazi kullanımları altındaki topraklarda organik karbon formları ve toprak agregasyonu arasındaki ilişkilerin jeoistatistiksel yöntemle belirlenmesi
Determination of the relationships between organic carbon forms and soil aggregation in soils under different land uses with geostatistical method
Yazar: EMİNE ARSLAN
Danışman: PROF. DR. GÖKHAN ÇAYCI
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Arazi kullanımı = Land use ; Organik karbon = Organic carbon ; Sürdürülebilirlik = Sustainability

Özet:
Sürdürülebilir bir arazi kullanım planlaması yapılması açısından, mevcut arazi kullanımı ve yönetim sistemleri altındaki toprakların organik karbon ve agregasyon durumlarındaki değişimlerin belirlenmesi ve izlenmesi önemlidir. Söz konusu amaç doğrultusunda; bu çalışma, Elazığ İli Baskil İlçesinde yaklaşık 400 hektar alan üzerinde farklı arazi kullanımları altındaki topraklarda bazı organik karbon formları ve toprak agregasyonu arasındaki mesafeye bağlı ilişki ve değişimlerin jeoistatistiksel yöntemle belirlenmesi ve değerlendirilmesi amacıyla yürütülmüştür. Bu kapsamda, çalışma alanı içerisinde 174 farklı noktadan 0-15 cm derinlikten alınan toprak örneklerinde; toplam organik karbon (TOC), partikül organik karbon (POC), partikül olmayan organik karbon (NPOC) ve agregat stabilitesi (AS) analizlerinin yanı sıra diğer toprak değişkenlerinin etkisinin de belirlenmesi açısından toplam N, alınabilir fosfor (Pal), alınabilir potasyum (Kal), %kil, %silt ve %kum, pF 0, pF1.7, pF 2.54 ve pF 4.2 değerlerinde nem-tansiyon analizleri de yapılmıştır. Analiz sonucu elde edilen bulgular kullanılarak her bir toprak göstergesi için tanımsal istatistikler yapılmış, daha sonra alansal dağılımları belirlemek için 5 farklı enterpolasyon yöntemi karşılaştırılmış ve en iyi dağılımı veren yöntem belirlenerek toprak özelliklerinin konumsal dağılım haritaları hazırlanmıştır. Çalışmaya konu olan toprak özelliklerine ait dağılım haritaları incelendiğinde, toprak tekstür bileşenlerinin toprağın içerdiği su miktarları ile uyumlu ve önemli derecede ilişkili olduğu bulunmuştur. Arazinin topoğrafik özellikleri ve toprak yönetim uygulamaları bu toprak özelliklerinin değişkenliğini etkileyen önemli faktörler olmuştur. Çalışma alanı topraklarında FAO sınıflaması dikkate alındığında toplam N ve Kal'ın yeterli düzeyde oldukları,  Pal'ın ise çalışma alanının çok az bir kısmında az düzeyde buna karşın genelde yeterli düzeyde olduğu tespit edilmiştir. Toprakların organik karbon içeriğinin ise çalışma alanın çok az bir kısmında orta düzeyde buna karşın genelde çok az/az düzeyde olduğu belirlenmiştir. Toprağın içerdiği karbon miktarının toprak fiziksel göstergeleri ile önemli derecede ilişkili olduğu belirlenmiş olup özellikle toprakların organik karbon içeriği ile agregat stabilitesi arasında oldukça önemli pozitif yönlü ilişkiler bulunmuştur. Agregat stabilitesinin karbon formları arasında en yüksek ilişkinin, POC ile olduğu belirlenmiştir (p<0.01, r= 0.61**) Çalışmadan elde edilen tüm bulgular, POC'un arazi kullanımı ve toprak yönetim uygulamalarındaki değişikliklere TOC'dan daha duyarlı olduğunu göstermiştir. Ayrıca toprağın organik karbon formları ve agregat stabilitesi değerlerinin arazi kullanım türünün yanı sıra toprak işleme yöntemleri ve yoğunluğuna bağlı olarak alanda büyük değişkenlik gösterdiği tespit edilmiştir. Bu nedenle bölgede gelecekte yapılacak toprak kullanımına yönelik planlamalarda toprak karbonu ve agregat stabilitesi ile ilgili değişkenler dikkate alınmalıdır.

Abstract:
It is significant to determine and monitor the changes in the organic carbon and aggregation status of the soils under the existing land use and management systems in order to make a sustainable land use planning. In line with the mentioned purpose; this study was carried out in order to determine and evaluate the relationship and changes depending on the distance between some organic carbon forms and soil aggregation in the soils under different land uses on an area of approximately 400 hectares in the Baskil District of Elazig, by geostatistical method. In this context, in soil samples taken from 0-15 cm depth from 174 different points in the study area; in addition to total organic carbon (TOC), particulate organic carbon (POC), non-particle organic carbon (NPOC) and aggregate stability (AS) analyses, total N, available phosphorus (Pal), available potassium (Kal), % clay, % silt and % sand, pF 0, pF1.7, pF 2.54 and pF 4.2 values were also analyzed for moisture-tension to determine the effect of other soil variables. Descriptive statistics were made for each soil indicator by using the findings obtained from the analysis, then 5 different interpolation methods were compared to determine the areal distributions, and spatial distribution maps of soil properties were prepared by determining the method that gave the best distribution. When the distribution maps of the soil properties that are the subject of the study were examined, it was found that the soil texture components were compatible and significantly correlated with the amount of water contained in the soil. Topographic features of the land and soil management practices have been important factors affecting the variability of these soil properties. Considering the FAO classification in the soils of the study area, it was determined that the total N and Kal were at a sufficient level, while Pal was at a low level in a very small part of the study area, but generally at a sufficient level. It was determined that the organic carbon content of the soils was moderate in a very small part of the study area, but generally at very low/low level. It was determined that the amount of carbon contained in the soil was significantly related to the soil physical indicators, and there were significant positive relations between the organic carbon content of the soils and the aggregate stability. It was determined that the highest correlation between aggregate stability and carbon forms was with POC (p<0.01, r: 0.61**). All findings from the study indicated that POC was more sensitive to changes in land use and soil management practices than TOC. In addition, it was determined that the organic carbon forms and aggregate stability values of the soil varied greatly in the area depending on the land use type as well as the soil cultivation methods and density. Therefore, variables related to soil carbon and aggregate stability should be taken into account in future land use plans in the region.