Farklı bünyeli topraklarda azot ve fosfor'un infiltrasyon ve sediment ile kaybının yapay yağmurlama ile belirlenmesi
Determination of nitrogen and phosphorus losses through infiltration and sediment in soils with different texture by rain simulation
Yazar: HARUN AKIN
Danışman: PROF. DR. ABDULLAH BARAN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Azot = Nitrogen ; Fosfor = Phosphorus ; Gübreler = Fertilizers ; Toprak = Soil ; Yapay yağmurlama = Simulated rainfall ; İnfiltrasyon = Infiltration

Özet:
Topraklar ekim zamanında yağışın göreceli olarak erozyona neden olduğu zaman içerisinde erozyona son derece duyarlı olup bu süreç içerisinde gübreleme uygulamaları yapılmaktadır. Zira bu dönemde toprağın genellikle yeni işlenmiş olduğu için yüzey kaplama oranı son derece düşüktür. Dolayısıyla erozif yağışlar önemli oranda yüzey akışa ve sediment taşınımına, kısmen de infiltrasyona neden olmaktadır. Gübrelerle toprağa uygulanan besin elementleri bu katı ve sıvı faz taşınımıyla kayıplara uğramaktadır. Bu durum kısa vadede ekonomik kayıplara ve yüzey akışı ve infiltrasyon ile yeraltı ve yer üstü sularını kirletmektedir; uzun vadede topraklarda bozulma sonucu sürdürülebilir tarımı mümkün kılmamaktadır. Bu çalışmada farklı intensitelerde, farklı tekstürde ve farklı eğim derecesinde azotun (N) yüzey akışı ve infiltrasyon; fosforun (P) yüzey akışı, infiltrasyon ve sediment ile Ap horizonundan kaybı belirlenmiştir. Böylece tarım arazilerinde meydana gelen besin elementleri ve toprak kayıplarının anlaşılıp ölçeklendirilebilmesi için önemli bir veri tabanı oluşturulmuştur. Yüzey akışı, infiltrasyon ve sediment ile topraktan uzaklaşan azot ve fosfor üzerine tekstürün (killi ve kil tın), eğimin (% 6-12-18), yağış intensitesinin (75-120 mm h-1), gübreleme (gübresiz ve 10 kg da-1 N + 12 kg da-1 P2O5) ve zamanın (0-15, 15-30, 30-45, 45-60 dakikalarda) etkileri araştırılmıştır. Toprak-Gübre-İntensite- Eğim- Zaman faktörü arasındaki ilişkiler tekrar eden ölçümler deneme desenine göre incelenmiştir. Tekstürün fonksiyonu olarak nitrat formunda kaybolan azot miktarı amonyum azotunun 2,7 -7,5 katı olduğu belirlenmiştir. Nitrat kaybı yüzey akışının artmasına bağlı olarak daha yüksek seviyelerde gerçekleşmiştir. Fosfor kaybı ise daha çok katı fazda gerçekleşmiş olup toplam kaybın %87-98'lik kısmını oluşturmuştur. Sonuç olarak sediment ve besin element kayıplarının azaltılabilmesi için toprak ve su koruma önlemlerinin azami derecede alınması ve erozif yağışlar öncesi gübrelemeden kaçınılması gerekliliği ortaya çıkmıştır.

Abstract:
Soils are extremely sensitive to erosion in the time when precipitation causes erosion relatively at planting time, and fertilization applications are made during this process. Because in this period, the soil is generally newly cultivated and the surface coverage rate is extremely low. Therefore, erosive rains causes significant runoff and sediment transport, and partly infiltration. Nutrients applied to the soil with fertilizers are lost by the solid and liquid phase transports. This situation causes economic losses in the short term and environmental pollution both in groundwater and surface water by means of runoff and infiltration, and in long term it makes unable to perform sustainable agriculture as a result of soil degradation. In this study, the runoff and infiltration of nitrogen (N) in different intensities, textures and slope gradients with the rain simulator loss of phosphorus (P) from Ap horizon by runoff, infiltration and sediment were determined. An important database has been created in order to understand and scale the nutrients and soil losses that occur in agricultural lands. The effects of texture (clay and clay-loam), slope (6-12-18%), precipitation intensity (75-120 mm h-1), fertilization (without fertilizer and 10 kg da-1 N + 12 kg da-1 P2O5), and time (0-15, 15-30, 30-45, 45-60 minutes) on nitrogen and phosphorus losses from the soil by surface flow, infiltration and sediment were investigated. Relationships between Soil-Fertilizer-Intensity-Slope-Time factors were revealed according to repeated measurements ANOVA. The amount of nitrogen lost in nitrate form as a function of texture was determined to be 2.7-7.5 times that of ammonium nitrogen. Nitrate loss occurred at higher levels due to the increase in the runoff. Phosphorus loss occurred mostly in the solid phase and constituted 87-98% of the total loss. It can therefore concluded that soil and water conservation measures should be taken at the maximum level and fertilization should be avoided before erosive rains in order to reduce sediment and nutrient losses.