Kazova topraklarının depo potasyum, kil mineralojisi ve spesifik yüzey alanı etkileşimlerinin geoistatistiksel analizi
Geoistatistical analysis of nonexchangeable potassium, clay mineralogy and spesific surface area interractions in Kazova soils
Yazar: NURULLAH ACİR
Danışman: DOÇ. DR. HİKMET GÜNAL
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Kil mineralojisi = Clay mineralogy

Özet:
Potasyum bitki gelişiminde hayati öneme sahip en temel besin elementlerinden birisi olup toprakta suda çözünür, değişebilir, değişmez (depo) ve kristal yapı içersinde mineral formlar olmak üzere dört ayrı formda bulunmaktadır. Toprak analiz laboratuarlarında yapılan potasyum analizleri çoğunlukla toprağın yarayışlı (kolaylıkla değişebilir) haldeki potasyum içeriğini belirlemeye yöneliktir ve topraktaki depo potasyumu kapsamamaktadır. Bu çalışmada, TÜBİTAK projesi kapsamında (TOVAG 105 O 617) Tokat-Kazova'da (20 656 ha) 400 noktadan alınan yüzey topraklarının (0-30 cm) yarayışlı ve depo potasyum içerikleri, kil mineralojileri ve toprakların spesifik yüzey alanları analiz edilerek haritalanmış ve potasyum açısından hassas olan alanlar belirlenmiştir. Örnekleme noktalarının belirlenmesinde ?rastgele örnekleme? metodu kullanılmıştır. Çalışılan özelliklerin değişkenliklerini ifade etmede ve haritalanmasında son yıllarda yaygın olarak kullanılan jeoistatistik teknikleri kullanılmıştır. Yarayışlı potasyum kil içeriği ve katyon değişim kapasitesi ile pozitif korelasyona sahip iken, kum içeriği ile hem depo hem yarayışlı potasyum arasında negatif bir ilişkinin olduğu tespit edilmiştir. Bu ilişki jeoistatistiksel yöntemlerle hazırlanan toprak haritalarında da açık bir şekilde gözlemlenmektedir. Ovada potasyum içeriğinin en düşük olduğu alanlar genellikle nehir kıyısında yer alan ve kum içeriği yüksek olan arazilerin topraklarıdır. Ana materyaller açısından bakıldığında en düşük depo ve yarayışlı potasyum içeriğine sahip topraklar sağ sahilde yer alan serpantinli şist koluviyal materyaller üzerinde gelişen topraklardır. Potasyum içeriği en yüksek olan topraklar ise sol sahilde yer alan kireçli koluviyal depozitleri üzerinde gelişmiş olan topraklardır. Ortalama yarayışlı potasyum içeriği 30,13 kg/da ve depo potasyum içeriği 186,5 kg/da olarak bulunmuştur. Bununla birlikte, çalışma alanından alınan örneklerin yarıdan fazlasında bitkisel üretimde sorunsuz verim artışı sağlamaya yetecek kadar yarayışlı potasyum olmadığı görülmüştür. Tüm çalışma alanında baskın olan kil minerali, smektit olup bunu sırası ile illit ve kaolinit takip etmektedir. Kil mineralojisi haritalarının zenginliğinin arttırılması amacı ile kil mineralojisi ile diğer toprak özellikleri arasındaki uzaysal ilişki modellenmiştir. Kil mineralojisi analizlerinin yapılmadığı örneklerin kil mineralojilerini belirleyebilmek amacı ile ortak krigleme uzaysal tahmin metodu kullanılmıştır. Kil tipleri ile en yüksek korelasyon katyon değim kapasitesi ve depo potasyum ile elde edilmiştir. Kil tipleri ile ilişkisi olması beklenen spesifik yüzey alanı ile bir ilişki bulunamamıştır. Ancak spesifik yüzey alanı ile katyon değişim kapasitesi arasında güçlü bir ilişkinin olduğu görülmüştür. Kazova topraklarının kil mineralojisi yönünden karekterizasyonu sadece topraktaki potasyumun değerlendirilmesi için değil daha birçok konuda (sulama projelerinde, gübreleme programlarında, tarımsal inşaatlarda vb.) kullanıcılara hizmet edebilecektir.

Abstract:
Potassium is one of the most important and essential plant nutrition. Four different forms of potassium are found in soils as water soluble, exchangeable, non exchangeable (reserve) and mineral forms respectively. Plant available potassium (easily exchangeable) is mostly determined in soil analyses laboratory, and however, reserve potassium of soils are not determined. In this study, plant available and non exchangeable potassium contents, clay mineralogy and specific surface area of soils collected from Kazova Plain (20 656 ha) located in Tokat Province were and mapped. Thus, areas sensitive to potassium fertilization were determined. The soil samples were collected from soil surface (0-30 cm) during a a previous TUBITAK project (TOVAG 105 O 617). ?Random sampling method? was used to determine the sampling locations. Geostatistical techniques which have been widely used for such purposes were used to identify the variability of soil properties and prepare the related maps. Soils, lowest in potassium content occurred in the areas adjacent to Yesilirmak River. Soils developed over serpentine shist colluvial materials located in left side slopping areas possessed the lowest reserve and exchangeable potassium levels. Soils located in right side sloppy areas formed over calcareous colluvial deposits contained the highest potassium content. Average plant available potassium content is 30,13 kg K/da and reserve potassium is 186,5 kg/da. However, more than half of the soil samples collected in the study area didn?t contain enough available potassium to sustain the plant growth without any yield loss. The dominant clay mineral in the study area is smectite, and illite and kaolinite clay minerals are the other clay minerals observed. In order to enhance the details of the maps prepared for clay mineralogy, spatial relations between clay mineralogy and other soil characteristics were modeled. Co-kriging spatial interpolation method was used to predict the mineralogy of soil samples in which mineralogical analyses were not conducted. Cation exchange capacity and the reserve potassium had the highest correlation with clay types, thus they were used in co-kriging. No significant relationship was obtained between specific surface area and clay minerals. While, a statistically significant (P<0,01) relationship was occurred between specific surface area and cation exchange capacity. Characterization of clay mineralogy in Kazova soils is useful for the other users from different field of interest who deals with irrigation projects, fertilizer programmers, and agricultural building constructors and so on).