Gökhöyük tarım işletmesinde yaygın toprak serilerinde bazı kalite göstergelerinin uzaysal değişkenliğinin jeoistatistiksel yöntemlerle incelenmesi
Analyses of spatial variability in some soil quality indices at widely distributed soil series of Gökhöyük state farm using geostatistical methods
Yazar: MUSTAFA SAĞLAM
Danışman: DOÇ. DR. HASAN SABRİ ÖZTÜRK
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu çalışma; bazı kalite göstergelerinin belirlenmesi ve bunların uzaysal değişkenliğinin jeoistatistiksel yöntemler ile analiz edilerek aralarındaki uzaysal ilişkinin ortaya konulması için Amasya Gökhöyük Tarım İşletmesi topraklarında yürütülmüştür. Bu şekilde çiftlik topraklarının daha verimli ve daha emniyetli kullanımına imkan sağlayacak veriler elde edilerek bölge tarımına katkıda bulunulması düşünülmüştür. Yaklaşık 1750 ha alanda 0-20 cm derinlikten alınan 298 adet toprak örneğinde belirlenen fiziksel (% kil, % silt, % kum, hacim ağırlığı, tarla kapasitesi, daimi solma noktası, hidrolik iletkenlik, üst toprak derinliği) ve kimyasal (pH, EC, toplam organik C) kalite göstergeleri analiz edilmiştir. Arazi üzerine yerleştirilen 500x500m'lik ızgaralarla toplam 74 poligon örnek noktası belirlenmiştir. Bu poligon noktaları arasında her 5, 15, 35, 65, 105, 215, 295, 395 m de bir örnek almak için 28 arahat seçilmiştir. Elde edilen analiz sonuçları kullanılarak önce her bir kalite göstergesi için tanımsal istatistikler yapılmış, daha sonra uzaysal değişkenliği belirlemek amacıyla uygun teorik variogramlar belirlenmiştir. Seçilen variogram modellerinin, alanın uzaysal yapısını doğru olarak yansıtıp yansıtmadığı çapraz doğrulama analizleriyle kontrol edilmiştir. Toprak kalite göstergeleri yöne bağlı değişim göstermemiştir. En yüksek değişkenlik mesafesi 1981 m ile EC'de, en düşük değişkenlik mesafesi ise 1054 m ile hacim ağırlığında belirlenmiştir. Külçe etkisi en yüksek üst toprak derinliğinde, en düşük elektriksel iletkenlikte görülmüştür. Çapraz doğrulama sonuçlarına göre tüm kalite göstergelerinin korelasyon katsayıları 0.80-0.94 arasında değişmiştir. Uygun variogram modeli kullanılarak kriging yöntemiyle kalite göstergelerine ait değişkenlik haritaları oluşturulmuştur. Tüm kalite göstergelerine ait değişkenlik haritaları incelendiğinde, toprak tekstür bileşenlerinin diğer fiziksel kalite göstergeleriyle uyumlu olduğu ve onları önemli derecede etkilediği bulunmuştur. Ayrıca tarla kapasitesi ve daimi solma noktası, hidrolik iletkenlik dışındaki bütün kalite göstergeleri ile önemli derecede ilişkili bulunmuştur. Bu nedenle gelecekteki amenajman ve arazi kullanımına yönelik planlamalarda tekstür bileşenleri ve toprak nem içeriği ile ilgili değişkenlikler dikkate alınmalıdır. Ayrıca toprak yönetim uygulamaları ve arazinin topografik özellikleri kalite göstergelerinin değişkenliğini etkileyen diğer faktörler olmuştur.

Abstract:
This study was carried out in Gökhöyük State Farm, Amasya, Turkey, to asses spatial variability of some soil quality indices using geostatistical methods. So soil data base would be obtained for productive and reliable use of the soils of the farm and the surrounding area. Selected soil physical (clay, silt, and sand percentages, bulk density, field capacity, permanent wilting point, hydraulic conductivity, depth of topsoil) and chemical (pH, EC, total organic carbon) quality indices were analyzed in 298 soil samples, taken from 0-20cm depths, from the approximately 1750ha study area. A grid with 500m×500m unit cells was overlaid on the field, for a total of 74 polygon sampling points. 28 transect were selected between these polygon points to collect samples in every 5, 15, 35, 65, 105, 215, 295, 395 m. At first, results were used for exploratory data analysis for each parameter, later the best theoretical variograms were modeled to determine the spatial variability. To evaluate the selected semivarigram models, cross validation analyses were conducted. Soil quality indices did not show directional variations. The highest range was determined for the soil EC (1981m), and the lowest for the soil bulk density (1054m). The highest nugget effect was found for depth of topsoil while the lowest value was determined for electrical conductivity. The correlation coefficient of the cross validation results changed between 0.80 and 0.94. Kriging maps were produced for each soil quality indice. From these kriging maps it was found that the soil textural components affected considerably the other soil physical properties. Field capacity and permanent wilting point were significantly correlated with all the soil quality indices except hydraulic conductivity. Therefore, for the future management and land use planning, changes in spatial variability of the soil texture and soil moisture content should be considered. Additionally, soil management applications and topographic properties of the field affected the soil quality indices.