Kireçli ana materyal üzerinde oluşan topraklarda çinko adsorpsiyonu ve toprak özellikleriyle ilişkisi
Zinc adsorption and relations with soil properties in soils forming on calcereous parent material
Yazar: BİLAL KAYA
Danışman: PROF. DR. VELİ UYGUR
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı / Toprak Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Kireçli topraklarda özellikle yüksek pH, düşük organik madde, aktivitesi yüksek kil fraksiyonu ve oksit minerallerin bulunuşu topraklarda çinko (Zn) yetersizliğini sık rastlanan bir problem haline getirmektedir. Çinkonun toprak bileşenleri tarafından kuvvetli şekilde adsorpsiyonu, çözünmeyen katı fazlar şeklinde çökelmesi ve şelatlayıcı ajanların yetersizliğinden dolayı çözelti fazında ya da bitkilerin alabileceği formlarda bulunan Zn miktarı yetersiz kalmaktadır. Ancak her bir toprak kendine özgü karakteristikler göstererek farklı mekanizmalarla topraklarda Zn yarayışlılığının düşük olmasına neden olmaktadır. Bu çalışmada farklı toprakların Zn adsorpsiyon karakteristiklerini, yarayışlı Zn içeriği düşük olan toprak örneklerinin yapılacak gübrelemeye olan tepkilerini ve potansiyel kirlilik durumlarında Zn'nin hareketliliğini Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon izotermleri ile belirlemek amaçlanmıştır. Atabey Ovası'ndan yarayışlı Zn içeriği düşük olan 24 farklı toprak örneği alınarak bu topraklarda Zn adsorpsiyonu, "batch adsorpsiyon" tekniği ile belirlenmiştir. Toprak örneklerine 0, 10, 25, 50, 100, 150, 200 ve 300 mg Zn L-1 içeren25 mL 0.01 M CaCl2 çözeltisi eklenip 20°C sabit sıcaklıkta 24 saat dengeye getirilmiştir. Ekstraktlardaki ZnkonsantrasyonuICP-OES ile belirlenmiştir. Elde edilen adsorpsiyon verilerinin izoterm modellerine uygunluğu regresyon analizleri ile test edilmiştir. Ayrıca toprakların tanımlayıcı özellikleri ile sorpsiyon parametreleri arasındaki ilişkiler Pearson korelasyonu ve temel bileşen analizleri kullanılarak incelenmiştir. Toprakların hesaplanan Langmuir adsorpsiyon maksimumlarının 1527-3448 mg kg-1 arasında değişim gösterdiği belirlenmiştir. Korelasyon analizleri toprakların maksimum adsorpsiyonunun organik madde, kireç, kil içeriğiyle ilgili özellikler, pH ve oksit minerallerinin farklı fraksiyonları ile ilişkili olduğunu ortaya koymuştur. Sonuç olarak topraklarda Zn hareketliliği, yarayışlılığı ve ilave edilen Zn nin katı-sıvı faz arasındaki dağılımı toprak özelliklerinin ortak etkisi sonucu ortaya çıkmaktadır.

Abstract:
Zinc (Zn) deficiency is a common problem in calcareous soils, especially due to high pH, low organic matter, and high activity clay fraction and oxide minerals. The plant-available zinc in soil solution remains insufficient for optimal plant growth due to the strong adsorption of zinc by the soil components, the precipitation of Zn as insoluble solid phases and the presence of inadequate chelating agents. However, each soil causes the zinc availability to be low in the soil solution by means of different mechanisms due to its own specific physico-chemical characteristics. The aims of this study are: i) to determine the zinc adsorption characteristics of the experimental soils, ii) to determine potential response of Zn-deficient soils to Zn fertilization and iii) to determine the mobility of zinc in the soils under extreme Zn loading by Langmuir and Freundlich adsorption isotherms. Zinc adsorption was determined by batch adsorption technique in 24 different Zn-deficient soil samples from Atabey Plain, Isparta, Turkey. 25 mL of 0.01 M CaCl2 solution containing 0, 10, 25, 50, 100, 150, 200, and 300 mg of Zn L-1 were equilibrated with 2 g of soils at a constant temperature of 20°C for 24 h. The concentration of zinc in the supernatants was determined by ICP-OES. The appropriateness of obtained adsorption data to the isotherm models were tested by regression analysis. The relationships between the descriptive properties of the soils and the sorption parameters were revealed by Pearson correlation and principal component analysis.It was determined that the Langmuir adsorption maxima of the soils ranged between 1527-3448 mg kg-1. Correlation analyses revealed that the maximum adsorption of soils is associated with organic matter, lime, clay content, pH, and different geochemical fractions of oxide minerals. As a result, Zn mobility, availability and solid-solution partition of added Zn in the soil can be a result of cooperative effects of soil properties.