Toprak işleme zamanı ve yöntemlerinin vertisol bir toprak profilinde nitrat azotu değişimine etkileri
Effects of different soil tillage time and methods on variation of nitrate nitrogen in a vertisol soil profile
Yazar: KEMAL ÇAĞATAY SELVİ
Danışman: PROF. DR. MEHMET ARİF BEYHAN ; PROF. DR. COŞKUN GÜLSER
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarım Makineleri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu çalışmada, farklı toprak işleme zamanı ve yöntemlerinin toprak profilindeki nitrat azotu (NO3-N) değişimine etkileri araştırılmıştır. Denemeler Karadeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü'ne ait uygulama arazisinde yaklaşık 2.5 da'lık bir alanda, ilk yılı ön deneme olmak üzere iki yıl süreyle (2009-2011) yürütülmüştür. Çalışmada bitkisel materyal olarak ?Karadeniz Yıldızı? mısır çeşidi kullanılmıştır. Toprak işlemelerde geleneksel toprak işleme, korumalı toprak işleme, doğrudan ekim (DE) ve şeritvari toprak işleme (ŞTİ) yöntemleri uygulanmıştır. Birinci toprak işlemeler sonbahar ve ilkbahar dönemlerinde olmak üzere toplam dört farklı zamanda pulluk (PS, P1, P2, P3) ve çizel (ÇS, Ç1, Ç2, Ç3) ile yapılmıştır. Tohum yatağı hazırlamak için ikinci toprak işlemeler ise diskaro ve toprak frezesi ile tüm parsellerde aynı tarihte gerçekleştirilmiştir. Tohumlar, doğrudan ekim işleminde doğrudan ekim makinasıyla sıraya, şeritvari toprak işleme sisteminde ise toprak 30 cm'lik bantlar halinde işlendikten sonra sıraya ekilmiştir. Tohum ekimleri bütün toprak işleme uygulamalarında aynı tarihte olacak şekilde gerçekleştirilmiştir (25 Mayıs 2009 ve 15 Haziran 2011). Ekim işleminden sonra her bir uygulama parselinde, toprak penetrasyon dirençleri (PND) ve toprağın 0-20, 20-40 ve 40-60 cm katmanındaki NO3-N değişimleri 2009 yılında 5 farklı tarihte, 2011 yılında ise 6 farklı tarihte yapılan ölçümler ve toprak örneklemelerinde belirlenmiştir. Çalışmada, bitki boy ve verim değerleri de ölçülmüştür.Pulluk ve çizel uygulamalarının yapıldığı parsellerde genel olarak her iki yılda da birinci toprak işleme tarihi geciktirildiğinde verim değerlerinde azalmalar belirlenmiştir. Genel verim ortalamaları dikkate alındığında PS uygulaması en yüksek verim değerinin (5699 kg/da) elde edildiği uygulama olmuştur.PND değerleri derinliğe bağlı olarak artmış, toprakta artan nem içeriğine bağlı olarak azalış göstermiştir. Pullukla yapılan birinci toprak işleme uygulamalarında (PS, P1, P2 ve P3) genel olarak toprak sıkışması açısından kritik eşik kabul edilen 2.0 MPa değerin aşılmadığı belirlenmiştir. Toprakların PND değerleri genelde ŞTİ ve DE uygulamalarında diğer uygulamalara göre daha yüksek bulunmuştur. Toprak işleme uygulamaları, 0-10 cm toprak katmanındaki hacim ağırlığı değerlerini başlangıç değerlerine göre azaltmıştır. Genel olarak en yüksek hacim ağırlığı değerleri ŞTİ ve DE uygulamalarında belirlenmiştir.Genel olarak 2009 yılı PS ve 2011 yılı PS ve ÇS uygulamalarında, P3 ve Ç3 uygulamaları hariç, bu uygulamaların 0-20 cm toprak katmanındaki NO3-N değerleri diğer uygulamalara göre daha fazla bulunmuştur. 2009 yılında, genel olarak işleme tarihi geciktikçe pulluk ve çizel uygulamalarının 1. işleme zamanından 3. işleme zamanına gidildikçe 20-40 cm ve 40-60 cm katmanlarındaki NO3-N değerlerinde artış gözlenmiştir. Genel olarak, ilkbahardaki geç toprak işleme daha düşük hacim ağırlığı değerlerinin elde edilmesine, makro gözenekliliğin artmasına ve topraktan nitrat azotunun yıkanmasına neden olmuştur. Toprakların farklı katmanlarındaki PND ile NO3-N'u değerleri arasındaki önemli negatif ilişkiler toprak işlemeye bağlı olarak NO3 -N'nun kil bünyeli toprağın alt katmanlarına yıkandığını göstermiştir.

Abstract:
In this study, effects of different tillage time and methods on variation of nitrate nitrogen in a vertisol soil profile were investigated. Experiments were carried out in the Black Sea Agricultural Research Institute application land (cca. 2.5 da) in two years period (2009-2011) including pre-trial period in the first year of research. "Karadeniz Yıldızı" corn variety was used as a plant material. Conventional tillage (MT), conservation tillage (CT), direct drilling (DD), and strip tillage (ST) soil processing methods were applied. The primary tillage application for conventional tillage with plow (P) and conservation tillage with chisel (C) were made in four different tillage time. The secondary tillage applications with discharrow and rotary tiller were applied in the same time in all plots for seedbed preparation. Seeds were sown in rows with direct seeding machine and sown in 30 cm width strips with sowing machine after strip tillage was done. Sowing process in all soil tillage applications was completed in the same date (first in May 25, 2009 and then in June 15, 2011). Soil penetration resistances (PNR) and NO3-N values in 0-20, 20-40 and 40-60 cm soil profiles were determined in soil samples taken at 5 different dates in 2009 and at 6 different dates in 2011. Plant length and yield parameters were also analyzed.It was determined that yield values generally decreased when the first soil tillage time was being late in plow and chisel applications. PS application had the highest mean yield values (5699 kg/da).PNR values increased with increasing soil depth and decreasing moisture content. First soil tillage applications with plow (PS, P1, P2 and P3) generally had lower PNR values than the critical value of 2.0 MPa for soil compaction. PNR values in soil generally were found to be higher in ST and DD applications compared with the other treatments. Soil tillage applications decreased bulk density in 0-10 cm soil depth. The highest bulk density values were generally determined in ST and DD applications.PS and CS applications in 2009, except P3 and C3 applications, generally had higher NO3-N values in 0-20 cm soil depth when compared with the other soil tillage treatments. NO3-N values increased from 20-40 cm to 40-60 cm in 2009 when first soil tillage time delayed from 1st to 3rd application time.Generally, late soil tillage time in spring caused lower soil bulk density, higher macroporosity and leaching NO3-N in soil. Significant negative correlations between PNR and NO3-N in different soil depths indicated that NO3-N leached from soil surface to deeper soil layer due to soil tillage applications.