Su baskını ve organik madde etkileşiminin tetiklediği redoks potansiyelindeki değişimlerin topraklarda bitki besin elementleri yarayışlılığına, fosfor ve çinko adsorpsiyonuna etkisi
Effects of changes in redox potential induced by flooding and organic matter interaction on plant nutrient elements availability, phosphorus and zinc adsorption in soils
Yazar: SÜLEYMAN ÖREN
Danışman: PROF. DR. VELİ UYGUR
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Drenaj = Drainage ; pH =

Özet:
Redoks reaksiyonları hem doğrudan redoks elementlerini hem de dolaylı olarak diğer tüm bitki besin elementlerinin yarayışlılığını ve reaksiyonlarını etkilemektedir. İki aşamalı yürütülen bu çalışmanın birinci aşamasında, 10 farklı toprakta çiftlik gübresi uygulamalarının (0 ve 4 t da-1) ve su baskını uygulamalarının (1:2 toprak su karışımında 0, 7, 14, 21, 40 gün) birlikte rutin olarak yapılan besin elementlerinin yarayışlılığına etkisi inkübasyon denemesiyle incelenmiştir. Çalışmada drenaj suyunun elementel bileşimi ve sonrasında kurutulan toprakta besin elementlerinin yarayışlılığı ve toprak reaksiyonu (pH), elektriksel iletkenlik (EC), oksidasyon redüksiyon potansiyeli (ORP) parametreleri belirlenmiştir. İkinci aşamada redoksa duyarlı topraklardan 5 tanesi temel bileşen analizi ile seçilerek su baskını ve çiftlik gübresi uygulamalarının toprakların çinko (Zn) ve fosfor (P) adsorpsiyonuna etkileri batch sorpsiyon tekniği ile incelenmiştir. Verilerin Langmuir ve Freundlich izortemlerine uygunluğu istatistiksel olarak test edilmiştir. Redoks reaksiyonları, bitki besin elementlerinin yarayışlılığını kısa vadede pH'daki değişimler ve demir ve mangan oksitlerin çözünmesi neticesinde arttırdığı; uzun vadede ise ikincil çökelme ve adsorpsiyon reaksiyonlarıyla azalttığı tespit edilmiştir. Yarayışlılık genellikle 21. güne kadar artma eğilimi göstermiş sonrasında kısmen dengeye ulaşmıştır. Çiftlik gübresi uygulaması redoks ve bağlı reaksiyonların daha şiddetli şekilde gerçekleşmesine neden olmuştur. Toprakların Zn ve P adsorpsiyon izotermleri her iki izoterm modeliyle tanımlanmış olmakla birlikte Langmuir izotermi daha iyi performans göstermiştir. Çiftlik gübre uygulamaları adsorpsiyonu genelde arttırmıştır. Bu durum çiftlik gübresinin toprak tampon sistemlerine katkısınının ve adsorpsiyon kapasitesinin bir göstergesi olarak değerlendirilmiştir. Sonuç olarak rutin toprak analizlerine ORP parametresinin de eklenmesinin arazinin farklı dönemlerindeki analiz sonuçlarının karşılaştırılmasında faydalı olacağı, düşünülmektedir.

Abstract:
Redox reactions affect both directly the redox elements and indirectly the availability and reactions of all other plant nutrients. In the first phase of this two-stage study, the effect of farmyard manure (FYM) applications (0, 4 t da-1) and flooding treatments (0, 7, 14, 21, 40 days) on nutrient availability in 10 soils were investigated by incubation experiment. The elemental composition of the drainage water, nutrient availability and pH, electrical conductivity (EC), oxidation-reduction potential (ORP) parameters were determined in the soil. In the second stage, 5 redox-sensitive soils were selected and the effects of flooding and FYM applications on zinc and phosphorus adsorption were investigated by batch sorption technique. The confirmation of data were statistically tested for Langmuir and Freundlich isotherms. It was found that the redox reactions increased the plant nutrient availability in the short-term due to changes in pH and dissolution of iron and manganese oxides and decreased it in the long-term due to secondary precipitation and adsorption reactions. Generally, the availability tended to increase until day 21 and then partially reached equilibrium. The application of FYM resulted in more severe redox and related reactions. The isotherms of soils were described by both isotherm models, but Langmuir isotherm showed better performance. FYM application generally increased the adsorption. This was considered as an indication of the contribution of FYM to soil buffer systems and its adsorption capacity. It is thought that the addition of ORP parameter to routine soil analyses is suggested for comparing the results in different periods.