Tuzlu alkali toprakların oluşumu, sınıflandırılması ve klasik toprak etüd ve jeoistatistik yöntemlerle haritalanması
Soil genesis and classification of saline alkaline soils and mapping with conventional soil survey and geostatistical methods
Yazar: MESUT BUDAK
Danışman: DOÇ. DR. HİKMET GÜNAL
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Alkali toprak = Alkali soil ; Jeoistatistik = Geostatistics ; Kireçli toprak = Calcareous soils ; Sodyumlu toprak = Sodic soil ; Toprak = Soil ; Toprak altı = Subsoil ; Toprak analizi = Soil analysis ; Toprak bilgi sistemi = Soil information system ; Toprak elementleri = Soil elements ; Tuzlu toprak = Saline soil

Özet:
Toprak tuzluluğu ve yüksek sodyum içeriği özellikle kurak ve yarı kurak bölgelerde arazi bozunması probleminin en önemli göstergeleridir. Tuzlu alkali toprakların sürdürülebilir kullanımlarının sağlanabilmesi ve en uygun ıslah faaliyetlerinin hayata geçirilebilmesi için doğru teşhis edilmeleri gerekmektedir. Bu çalışmanın amaçları; tuzlu alkali toprakların oluşumlarının irdelenmesi, toprak etüd ve haritalanmasının yapılması, serilerin ve haritalama birimlerinin homojenliklerinin test edilmesi ve toprak özelliklerinin mesafeye bağlı değişimlerinin haritalanarak analiz edilmesidir. Çalışma alanı, kurak bir iklime sahip Niğde ili, Kızılca kasabasında 2 700 ha'lık bir arazidir. Çalışma alanı 400x400 m'lik gridlere ayrılmış, gridlerin birleştiği noktalardan 0-30 cm, 30-60 cm ve 60-90 cm derinliklerden toplam 152 noktadan toprak örneği alınmıştır. Ayrıca toprak özelliklerinin 400 m'den daha kısa mesafelerdeki değişimini analiz etmek için 10 adet ara transekt üzerinde 5-20-50-125 ve 300 m mesafelerden 50 adet toprak örneği daha alınmıştır. Toprak örneklerinin tekstür (kum, kil ve silt), agregat stabilitesi, değişebilir katyonlar (Ca, Mg, Na ve K), değişebilir sodyum yüzdesi (ESP), sodyum absorpsiyon oranı (SAR) organik madde (OM), katyon değişim kapasitesi (KDK), yarayışlı fosfor, kireç, bor, pH ve elektriksel iletkenlikleri (EC) belirlenmiştir. Çalışma alanında, toprak işleme derinliği altındaki genetik horizonları bakımından farklı olan Kızılca (253,56 ha), Leben (243,75 ha), Tektome (122,56 ha), Karadeli (1443, 96 ha), Acir (104,19 ha), Çobul (168,22 ha) ve Kızılkuyu (394,51 ha) olmak üzere 7 toprak seri tanımlanmıştır. Yüzey topraklarında pH 7,51-9,31 arasında EC 0,61-27,40 dS m-1, SAR, 0,23-98,23, ESP %0,49-%54,82, Bor 1,81-97,84 mg kg-1 arasında değişmektedir. Elde edilen veriler hem klasik istatistik hem de jeoistatistiksel yöntemler kullanılarak değerlendirilmiştir. Toprak özellikleri bakımından benzer serileri gruplamak için DUNCAN testi yapılmıştır. Yapılan gruplandırmada Kızılca, Leben ve Tektome serileri birçok toprak özelliği bakımından birbirleriyle benzer özellik göstermiştir. Ancak Tektome serisi dere bankı üzerinde oluşması sebebiyle yüksek kum içeriğinden (%48,78) dolayı bu serilerden ayrışmıştır. Karadeli, Kızılkuyu ve Acir serileri de incelenen toprak özellikleri bakımından benzer özellik göstermiştir. Bu seriler arasında da Kızılkuyu serisi yüksek kil içeriği (%70) ve yüksek derinlik (+120 cm) bakımından Acir serisi ise yüksek bor içeriği ( ortalama 71,58 ppm) bakımından Karadeli serisinden ayrışmıştır. Çobul serisi tuzluluk (pH ortalama 8,21 ve EC ortalama 2,31 dS/m) bakımından az tuzlu olarak sınıflandırılmış ve diğer 6 seriden farklı olarak sınıflandırılmıştır. Semivariogram modellerine göre 0-30 cm derinlikte toprak özelliklerine ait en yüksek range değeri değişebilir K (7828,8m) için ve en düşük range değeri SAR (216m) için elde edilmiştir. Çalışma alanının tamamında seriler arasında ve seri içinde toprak özelliklerinin değişkenliklerini ifade etmek için varyasyon katsayısı (%VK) kullanılmıştır. Yüzey topraklarında (0-30 cm) en yüksek VK SAR (% 105,19) için ve en düşük VK pH (%3,58) için elde edilmiştir. Çalışma sonuçları, toprak taksonomisinde, en küçük ve en homojen olarak bilinen toprak serileri içerisinde arazilerin homojen kullanımlarını etkileyecek düzeyde değişkenliğin olduğunu göstermiştir. Özellikle yüzey topraklarının EC, SAR ve ESP değeri, 30-60 cm derinlikte SAR ve kum içeriği ve derin topraklarda SAR ile bor içeriği yüksek düzeyde değişkenlik göstermektedir.

Abstract:
Soil salinity and high sodium content are important indicators of land degradation particularly in arid and semi arid regions. Accurate identification of saline and alkaline soils is crucial to adopt appropriate remediation techniques and maintain sustainable utilization. The purposes of this study were to (i) investigate the formation of saline alkaline soils, (ii) do the soil survey and mapping, (iii) evaluate the homogeneity of soil series and mapping units and (iv) analyze and map the spatial variability of soil properties. The study area is located in Kizilca Town of Nigde province which has an arid climate and total area investigated is 2.700 ha. The study area was divided into 400m*400m square grids, and soil samples from 152 points of 0-30 cm, 30-60 cm and 60-90 cm depths were collected. Fifty more soil samples at ten transects with 5, 20, 50, 125 and 300 m sampling intervals were also sampled to analyze the variability in soil properties occur at shorter than 400 m distance. Soil texture (sand, clay and silt), aggregate stability, exchangeable cations (Ca, Mg, Na and K), exchangeable sodium percentage (ESP), sodium adsorption ration (SAR), organic matter (OM), cation exchange capacity (CEC), plant available phosphorus, calcium carbonate, plant available boron, pH and electrical conductivity (EC) of soil properties were analyzed. Seven soil series named Kızılca (253,56 ha), Leben (243,75 ha), Tektome (122,56 ha), Karadeli (1443, 96 ha), Acir (104,19 ha), Çobul (168,22 ha) and Kızılkuyu (394,51 ha) were identified. Soil series were believed to be different from each other in terms of genetic horizons found below soil tillage zone. Soil pH was ranged from 7,51-9.31, EC was between 0,61 and 27,40 dS m-1, SAR was from 0,23 to 98,23 and ESP was from 0,49 to 54,82%, boron content was from 1,81 to 97,84 mg kg-1. The data obtained were subjected to both classical and geostatistical analyses. Similar soil series with regard to soil properties were grouped by DUNCAN test. Kizilca, Leben and Tektome series were clustered within the same group in terms of many soil properties evaluated. However, Tektome series was differed from the tow with the high sand content due to the forming on old stream bank. Karadeli, Kızılkuyu and Acir series were clustered within the same group in terms of many soil properties evaluated. Kizilkuyu series with higher clay content (70%) and deeper soil profile +120 cm), Acir series with higher boron content (average 71,58 mg kg-1) differed from Karadeli series. Cobul series is the least saline (average pH 8,21 and EC 2,31 dS/m) soils of the study area. The semivariogram models for 0-30 cm depth indicated that soil properties with the highest range value is exchangeable K (7828,8 m) and the lowest range is SAR value (216 m). Coeffecient of variation (CV%) was used to describe the variation of soil properties among and within soil series. The highest CV at surface was obtained for SAR (105.19%) and the lowest was for pH (3.58%). The results indicated that soil series which is the lowest level and the most homogenous unit of soil taxonomy has high variations that might considerably affect the agricultural use of the land. The EC, SAR and ESP of surface soils, SAR and sand contents of soils at 30-60 cm depth and SAR and boron contents of deep soils are highly variable soil properties of the study area.