Toprak işleme yöntemlerinin toprak kalitesine etkisinin değerlendirilmesi
Assessment of soil quality as affected by different soil tillage methods
Yazar: FATİH GÖKMEN
Danışman: DOÇ. DR. HİKMET GÜNAL
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Toprak = Soil

Özet:
Bitkisel üretimde ürün rotasyonu yapıldığında koruyucu toprak işleme yöntemlerinin adaptasyonu, erozyon kontrolü ve toprak kalitesi gibi tarımda sürdürülebilirliğin temel unsurlarının geliştirilmesi için mutlaka gereklidir. Bu çalışmanın amaçları, mısır-buğday rotasyonunda uygulanan beş farklı toprak işleme yönteminin toprak kalitesi indikatörlerine etkisini belirlemek, bu indikatörlerdeki değişimin toprak amenajmanı değerlendirme çerçevesi (SMAF) kullanılarak skorlanan toprak kalitesi indeksine etkisini değerlendirmek ve toprak kalitesi indeks değeri ile silaj mısır verim parametreleri arasındaki ilişkiyi incelemektir. Çalışmada uygulanan toprak işleme yöntemleri Sulama+Kulaklı pulluk+Diskli tırmık (1), Kulaklı pulluk+freze (2), Freze (3), Çizel+Diskli tırmık (4) ve Direk ekim (5). Bozulmuş ve bozulmamış toprak örnekleri deneme öncesi ve sonrası üç derinlikten (0-10 cm, 10-20 cm ve 20-30 cm) olmak üzere alınmıştır. Toprak örneklerinde, hacim ağırlığı (HA), toprak pH'sı, elektriksel iletkenlik (EC), agregat stabilitesi (AS), toplam organik karbon (TOC), bitkiye yarayışlı fosfor (P) ve potasyum (K) analizleri yapılmıştır. Toprak kalitesi indikatörlerinin skorlanması toprağın kritik fonksiyonlarına (besin döngüsü, su depolama ve bitki kök gelişimi gibi) ait performansları gösteren doğrusal olmayan eğrilerin kullanımı ile yapılmıştır. Üç yıl süren deneme sonunda genel toprak kalitesi değerlerinde başlangıç yılına göre tüm uygulamalarda bir azalma görülmüştür. Bu değişimler 0-10 cm derinlikte önemsiz iken, 10-20 cm derinlikte yabancı ot mücadelesi yapılmayan parsellerde freze (70.49'dan 64.48'e) ve çizel+diskli tırmık (70.2'den 65.30'a) uygulamalarında önemli düzeyde (P<0.01 ve P<0.05) azalma şeklinde olmuştur. Bireysel toprak kalitesi indikatörlerinden TOC, başlangıç yılı değerlerine göre ya değişmemiş veya bir artış göstermiştir. Agregat stabilitesi indikatörü ise, TOC'nin aksine bir miktar azalmıştır. Toprağı devirerek işleyen pulluğun ardından kesekleri parçalayan frezenin kullanıldığı kulaklı pulluk+freze uygulamasında, AS indikatörü 0.98'den 0.93'e inerek istatistiksel olarak önemli düzeye (P<0.05) ulaşmıştır. Toprak kalitesi indikatörleri ve toprak kalitesi ile silajlık mısır verim ve kuru madde verimi arasında bir ilişki bulunamamıştır. Çalışma sonuçları, kısa süreli uygulamalarda toprak kalitesi indikatörleri ve genel toprak kalitesinin farklı toprak işleme yöntemleri ile çarpıcı bir şekilde değişmediğini göstermiştir. Ancak, özellikle toprak işlemesiz parsellerde TOC skorundaki artış, toprağın kalitesinin zamanla daha iyiye gideceğinin bir işareti olarak algılanabilir.

Abstract:
Adoption of conservation tillage practices on crop rotation is necessary to improve erosion control and soil health which are major factors of the sustainability in agriculture. The objective of this study were to determine how corn-wheat crop rotation affected soil quality indicators, if those indicator changes were reflected in soil quality index ratings when scored and combined using the Soil Management Assessment Framework, and investigate the relationship between soil quality index value and silage corn yield. Soil tillage methods used in the experiment were Irrigation+Moldboard plow +Disc harrow, Moldboard plow+Rotovator, Rotovator, Chisel+disc harrow, and Direct planter. Disturbed and undisturbed soil samples were collected from three depths (0-10 cm, 10-20 cm and 20-30 cm) during three years of the study prior and following the experiment. Bulk density (BD), soil pH, electrical conductivity, aggregate stability, total organic C, plant available P and K contents were determined. The indicator data were scored using nonlinear curves reflecting performance of critical soil functions (e.g., nutrient cycling, water partitioning and storage, and plant root growth). At the end of the three year of study, soil quality scores were decreased as compared to the initial soil quality scores. The variations in soil quality were not significant for 0-10 cm, however significant decline in soil quality values were obtained with rotovator (from 70.49% to 64.48%) and chisel+disc harrow (from 70.2% to 65.30%) methods at 10-20 cm soil depth (P<0.01 and P<0.05, respectively). Total organic carbon which is one of the individual soil quality indicators was either not changed or increased at the end of the experiment. In contrast to TOC, agregat stability indicator was decreased. AS score was significantly (P<0.05) declined from 0.98 to 0.93 with plough which turns over the soil combined with rototiller application. No significant relationship was obtained between soil quality and soil quality indicator scores with silage corn yield and dry matter yield. The results indicated that soil quality indicator scores and general soil quality values did not conspicuously changed within the short period of time. Though, the increase in TOC score at no till method might be accepted as a promising indication that soil quality will get better in time.