Çumra Ovası, Çumra serisinin toprak kalite indislerinin belirlenmesi
Determination of Cumra series soil quality indices in Cumra Plain
Yazar: HAMZA NEGİŞ
Danışman: PROF. DR. CEVDET ŞEKER
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Çumra Ovası = Çumra Plain

Özet:
Günümüzde, gıda güvenliği ve güvenilirliği sürdürülebilir toprak yönetimine önemli ölçüde bağlı bulunmaktadır. Son 20 yılda sürdürülebilir toprak yönetiminde, toprak kalitesi kavramı kullanılmaya başlanmıştır. Toprak kalitesi yaklaşımı, toprağın sadece ürünlerin yetiştirilmesi için uygun bir ortam olması değil, aynı zamanda etkileşimde bulunduğu diğer ekosistem unsurlarıyla olan ilişkilerini de kapsamaktadır. Farklı arazi yönetimi uygulamalarının ve arazi kullanımlarının etkileriyle ilgili, sürdürülebilirliğin güvenilir ve niceliksel değerlendirmesi için bütünsel bir endeksin geliştirilmesiyle toprak kalitesi ortaya çıkmıştır. Toprak kalitesi, toprağın işlevlerini ne kadar iyi yerine getireceğinin bir ölçüsü olup, toprakların fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerine dayalı göstergelerle değerlendirilmesini sağlamaktadır. Toprak kalitesi ve dolayısıyla tarımsal sürdürülebilirliği, farklı toprak işleme sistemleri ve ürün rotasyonları tarafından etkilenmektedir. Bununla birlikte, sayısız toprak özelliklerinin incelenmesi ve entegrasyonu karmaşıklıklar oluşturmaktadır. Düzenli toprak testi toprakta bitki besin maddelerinin durumunu değerlendirmek için yararlı olmakla birlikte, toprakların kalitesi veya sağlığını açıklayamadığı için mevcut ekosistemde, kullanım altında bulunan arazilerde toprak kalitesi faktörlerinin geliştirilmesi ve skorlama fonksiyonlarının oluşturulması gerekmektedir.     
Bu nedenle yapılan çalışma, bölgemizde verim potansiyeli yüksek olan Çumra Ovası, Çumra serisinde, iki farklı yetiştirme döneminde (2013-2014 yılları), buğday ve şeker pancarı yetiştirilen arazilerdeki yürütülmüştür. Bu amaçla, çalışma alanı topraklarının kalite faktörleri ve skor fonksiyonlarının oluşturulması için fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerin ölçüm ve analizleri yapılmıştır. Ölçümü yapılan fiziksel özellikler; toprak tekstürü, hacim ağırlığı, tane yoğunluğu, gözeneklilik, tarla kapasitesi, solma noktası, faydalı su, agregat stabilitesi, alt ve üst toprak katmanının penetrasyon direnci, kimyasal özellikler; pH, tuz içeriği, toplam kireç, toplam azot, amonyum ve nitrat azotu, yarayışlı fosfor, ekstrakte edilebilir demir, bakır, mangan ve çinko, ekstrakte edilebilir kalsiyum, magnezyum, sodyum ve potasyum, biyolojik özellikler; toplam organik karbon, aktif karbon, potansiyel mineralize olabilir azot, kök sağlığı, solunum, katalaz aktivitesi, üreaz aktivitesi, dehidrogenaz aktivitesi ve mikoriza sporu sayısıdır. 
Buna göre, toprakların kalitelerinin belirlenmesi için seçilen fiziksel özellikler; faydalı su içeriği, hacim ağırlığı, agregat stabilitesi ve penetrasyon direnci, kimyasal özellikler; yarayışlı fosfor, mangan, potasyum, bakır ve pH, biyolojik özellikler; aktif karbon, kök sağlığı değeri, potansiyel mineralize olabilir azot ve organik madde olarak belirlenmiştir. Seçilen özelliklerin her biri için skorlama modellemeleri oluşturulmuş, buna göre Çumra serisi kalite faktörlerinin ortalama toprak kalite skorları 0.32-1.00 arasında değişmiş, en düşük kalite skoru penetrasyon direnci, en yüksek kalite skoru da K ve Mn'dan elde edilmiştir. Tüm çalışma alanının ortalama toprak kalite skoru 0.63 çıkmış, bu skora fiziksel özelliklerin katkısı %22.86 (ortalama skor 0.415), biyolojik özelliklerin katkısı %29.75 (ortalama skor 0.537) ve kimyasal özelliklerin katkısı ise %47.37 (ortalama skor 0.860) olmuştur. Hesaplanan toplam kalite skorları kullanılarak farklı bitki yetiştirilen alanlardaki farklı amenajman uygulamalarının etkileri belirlenmiştir. Ayrıca, elde edilen minimum veri setinin toprak kalitesinin zamansal değişkenliğinin izlenmesinde, mevcut ve potansiyel problemlerin belirlenmesinde, verimliliğin ve sürdürülebilirliğin devamı veya artırılmasında kullanılabileceği ortaya konmuştur.

Abstract:
Nowadays, food safety and reliability increasingly depend on soil sustainable management. In the last two decades, the concept of soil quality started to be used in sustainable soil management. The soil quality concept requires the development of a holistic index for the reliable and quantitative assessment of soil sustainability related to the impacts of different land management practices and land uses. Soil quality is a measurement used to calculate how well the soil will perform its functions and ensures the assessment of soils based on their physical, chemical and biological characteristics. Soil quality and thus agricultural sustainability are affected by different tillage systems and crop rotations. However, the examination and integration of numerous soil properties is complex. The regular soil test is useful for assessing the condition of plant nutrients in the soil but cannot explain the overall quality or health of the soil. 
Therefore, this study was conducted in the Çumra series of Çumra Plain endowed with a high soil fertility potential, whereby wheat and sugar beet were grown in two different growing period (2013-2014 years). In this regard, soil physical, chemical and biological measurements and analysis were performed for developing soil quality factors and scoring functions. Determined physical properties were soil texture, bulk density, particle density, porosity, field capacity, permanent wilting point, available water capacity, aggregate stability, penetration resistance of upper and lower soil layers; Chemical properties were pH, salt content, lime content, total nitrogen, ammonium and nitrate nitrogen, available phosphorus,  extractable micronutrients (iron, copper, manganese and zinc), extractable exchangeable cations (calcium, magnesium, sodium and potassium) and biological properties including total organic carbon, active carbon, potential mineralizable nitrogen, root health, soil respiration, catalase activity, urease activity, dehydrogenase activity and  number of mycorrhizal spor.
In the light of these measurements, the selected physical properties for determining soil quality were physical properties including available water content, bulk density, aggregate stability and penetration resistance; chemical properties including available phosphorus, manganese, potassium, copper and pH and biological properties including active carbon, root health, potential mineralizable nitrogen and organic matter. Scoring equations were developed for each of the selected features. Based on developed equations the average quality scores of the Çumra series quality indicator ranged from 0.32 to 1.00 and the lowest quality score was observed on penetration resistance, while the highest quality score was obtained from Mn and K. The mean quality score of the whole study area was 0.63 and the contribution of physical characteristics to the score was 22.86% (mean score 0.415), biological characteristics was 29.75% (mean score 0.537) and chemical characteristics was 47.38% (mean score 0.860). By using the determined total quality scores, the effects of different management practices under different plant growing areas have been determined. In addition, it has been shown that the minimum data set obtained can be used to monitor the temporal variability of soil quality, determine the current and potential problems, and maintain or increase efficiency and sustainability.