Penetrasyon Direncini Etkileyen Bazı Toprak Özelliklerinin Yersel Değişiminin Belirlenmesi

This study was conducted to assess soil compaction via penetration measurements, to determine soil properties that may influence penetration resistance values and to investigate spatial variation in flavaquent soils where traditional soil tillage methods are used. Soil textures of fields studied were clayey loamy. The study area (2.24 ha) was divided into 80 m-by-80 m transect in north to south and east to west direction. At each grid point (48) soil penetration resistance was measured and soil samples were collected from 30-60 cm depth. Bulk density, aggregate stability, moisture, sand content, silt content, clay content, organic matter, lime content and pH of the soil samples were measured. Variability was the highest in lime content and the lowest in pH and bulk density. Mean value of penetration resistance was 4.47 MPa (range: 2.04-6.69 MPa). A plow pan formation was detected as a result of continuous soil tillage using mouldboard plough, cultivator and disc harrow for a long time. Distribution maps showed that there is a positive correlation and a similar spatial variation between bulk density and penetration resistance. Aggregate stability, moisture and organic matter, on the other hand, are negatively correlated with penetration resistance.Bu araştırma geleneksel toprak işleme uygulamalarının yapıldığı flavaquent topraklarda karşılaşılan toprak sıkışması probleminin penetrasyon direnci ölçümleriyle belirlenmesi, penetrasyon direnç değerlerine etki edebilecek toprak özelliklerinin saptanması ve dağılım desenlerinin ortaya konulması amacıyla yürütülmüştür. Toplam 2.24 ha büyüklüğündeki çalışma alanında hakim tekstür toprak sınıfının killi tınlı olduğu belirlenmiştir. Arazi kuzey-güney ve doğu-batı yönlerinde 80 m aralıklara sahip birbirine paralel hatlarla gridlere bölünmüştür. Gridlerin kesişme yerlerindeki, 48 noktadan 30-60 cm’lik derinlikten toprak örnekleri alınmış ve aynı noktalarda penetrasyon direnç değerleri ölçülmüştür. Alınan toprak örneklerinde hacim ağırlığı, agregat stabilitesi, nem içeriği, kum içeriği, silt içeriği, kil içeriği, organik madde miktarı, kireç içeriği, ortalama ağırlık çap ve pH değerleri belirlenmiştir. En yüksek değişkenlik gösteren toprak özelliği kireç içeriği ve en düşük değişkenlik gösteren toprak özellikleri ise pH ve hacim ağırlığı olmuştur. Penetrasyon direnç değerleri 2.04-6.69 MPa arasında değişmiş ve ortalama 4.47 MPa olarak belirlenmiştir. Uzun zamandan beri kulaklı pulluk, diskli tırmık ve kültivatörün birlikte kullanıldığı arazide toprak işleme uygulamalarına bağlı olarak bir pulluk tabanının oluştuğu tespit edilmiştir. Elde edilen dağılım haritalarında hacim ağırlığı ile penetrasyon direnç değerleri arasında pozitif bir ilişki olduğu ve benzer dağılım gösterdiği belirlenmiştir. Bunun yanında agregat stabilitesi, nem içeriği ve organik madde miktarı ile penetrasyon direnci değerleri arasında ise negatif bir ilişki olduğu tespit edilmiştir

Defining Direct and Indirect Effect of Some Soil Properties on Soil Penetration Resistance

Bu araştırma bazı toprak özelliklerinin penetrasyon direnç değerlerine doğrudan ve dolaylı etkilerinin saptanması amacıyla yürütülmüştür. Bu amaçla çalışma arazisi kuzey-güney ve doğu-batı yönlerinde 80 m aralıklarla transektlere bölünmüş ve transektlerin çakışma noktalarında penetrasyon direnç değerleri ölçülmüştür. Toprakların fiziksel ve kimyasal özelliklerini belirlemek amacıyla üst ve sıkışmış toprak katmanlarından örnekler alınmıştır. Çalışma sonucunda üst toprak katmanı penetrasyon direncine en yüksek doğrudan etkinin kum, silt ve kil içeriğinden olduğu belirlenmiştir. En düşük doğrudan etki değeri ise kütle yoğunluğunda saptanmıştır. Sıkışmış toprak katmanı penetrasyon direncine en yüksek doğrudan etki değeri kütle yoğunluğunda ve en düşük doğrudan etki değeri ise kil içeriğinde görülmüştür.The objective of this study was to determine direct and indirect effects of some soil properties on soil penetration resistance. The experimental field was gridded with 80 m intervals in the E-W and N-S directions, and soil penetration resistance was measured at 72 intersections using a penetrologger. Soil samples from upper and lower soil layers were also taken at the same points for determining physical and chemical soil properties. The results of study indicated that the highest direct effect to upper soil layer compaction was sand, silt and clay content and the lowest was bulk density. On the other hand, the highest direct effect to subsoil layer compaction was bulk density and lowest was clay content

Spatial variation in some soil properties influencing penetration resistance

Bu araştırma geleneksel toprak işleme uygulamalarının yapıldığı flavaquent topraklarda karşılaşılan toprak sıkışması probleminin penetrasyon direnci ölçümleriyle belirlenmesi, penetrasyon direnç değerlerine etki edebilecek toprak özelliklerinin saptanması ve dağılım desenlerinin ortaya konulması amacıyla yürütülmüştür. Toplam 2.24 ha büyüklüğündeki çalışma alanında hakim tekstür toprak sınıfının killi tınlı olduğu belirlenmiştir. Arazi kuzey-güney ve doğu-batı yönlerinde 80 m aralıklara sahip birbirine paralel hatlarla gridlere bölünmüştür. Gridlerin kesişme yerlerindeki, 48 noktadan 30-60 cm’lik derinlikten toprak örnekleri alınmış ve aynı noktalarda penetrasyon direnç değerleri ölçülmüştür. Alınan toprak örneklerinde hacim ağırlığı, agregat stabilitesi, nem içeriği, kum içeriği, silt içeriği, kil içeriği, organik madde miktarı, kireç içeriği, ortalama ağırlık çap ve pH değerleri belirlenmiştir. En yüksek değişkenlik gösteren toprak özelliği kireç içeriği ve en düşük değişkenlik gösteren toprak özellikleri ise pH ve hacim ağırlığı olmuştur. Penetrasyon direnç değerleri 2.04-6.69 MPa arasında değişmiş ve ortalama 4.47 MPa olarak belirlenmiştir. Uzun zamandan beri kulaklı pulluk, diskli tırmık ve kültivatörün birlikte kullanıldığı arazide toprak işleme uygulamalarına bağlı olarak bir pulluk tabanının oluştuğu tespit edilmiştir. Elde edilen dağılım haritalarında hacim ağırlığı ile penetrasyon direnç değerleri arasında pozitif bir ilişki olduğu ve benzer dağılım gösterdiği belirlenmiştir. Bunun yanında agregat stabilitesi, nem içeriği ve organik madde miktarı ile penetrasyon direnci değerleri arasında ise negatif bir ilişki olduğu tespit edilmiştir.This study was conducted to assess soil compaction via penetration measurements, to determine soil properties that may influence penetration resistance values and to investigate spatial variation in flavaquent soils where traditional soil tillage methods are used. Soil textures of fields studied were clayey loamy. The study area (2.24 ha) was divided into 80 m-by-80 m transect in north to south and east to west direction. At each grid point (48) soil penetration resistance was measured and soil samples were collected from 30-60 cm depth. Bulk density, aggregate stability, moisture, sand content, silt content, clay content, organic matter, lime content and pH of the soil samples were measured. Variability was the highest in lime content and the lowest in pH and bulk density. Mean value of penetration resistance was 4.47 MPa (range: 2.04-6.69 MPa). A plow pan formation was detected as a result of continuous soil tillage using mouldboard plough, cultivator and disc harrow for a long time. Distribution maps showed that there is a positive correlation and a similar spatial variation between bulk density and penetration resistance. Aggregate stability, moisture and organic matter, on the other hand, are negatively correlated with penetration resistance

Assessment of Spatial Distribution of Some Soil Properties with Geostatistics Method

Bu çalışmada, Doğu Anadolu Tarımsal Araştırma Enstitüsü Pasinler Deneme İstasyonu topraklarının tane büyüklük dağılımı, organik madde ve kireç içeriği, pH ve yarayışlı fosfor miktarındaki değişimin jeoistatistiksel yöntemlerle belirlenmesi ve haritalandırılması amaçlanmıştır. Enstitü arazisinin 100 ha’lık kısmında kuzey-güney ve doğu-batı yönlerinde 100 m aralıklarla gridler oluşturulmuş ve gridlerin köşe noktalarından 0-20 cm derinliklerden toplam 68 örnek alınmıştır. İncelenen toprak özelliklerinden kil ve silt izotropik üstel model, kum ve organik madde izotropik Gaussian model, kireç ve pH ise izotropik küresel model ile tanımlanmışlardır. Blok Kriging interpolasyon tekniği kullanılarak elde edilen dağılım haritalarında, kil içeriğinin dere yatağına yakın olan alanlarda daha düşük olduğu aynı bölgelerde kum içeriğinin daha yüksek olduğu, silt içeriğinin değişiminde bir düzensizlik olduğu görülmüştür. Organik madde içeriğinin hububat ekili alanlarda yüksek olduğu fakat çapa bitkilerinin ekili olduğu alanlarda ise düşük olduğu saptanmıştır. Arazinin dere yataklarına uzak kısmında kireç içeriğinin ve toprak reaksiyonunun en yüksek değerler aldığı görülmüştür.The objective of this study was to determine spatial variability of particle size distribution, organic matter and lime contents, pH and plant-available P content of soils located in the Experimental Station of Eastern Anatolia Agricultural Research Institution. The research area, about 100 ha, was divided into 100 m interval grids in the north to south and east to west directions, and 68 soil samples were collected from 0-20 cm depth at the corner of each grid. Isotropic-exponential semivariograms were fitted to explain spatial variability of clay and silt contents. Sand content and organic matter were explained with isotropic Gaussian semivariograms and lime and pH with an isotropic spherical semivariogram. Block Kriging analysis, an advanced interpolation technique, was performed to prepare spatial distribution maps. The distribution patterns indicated that, clay content soils closer to the creek bed was the lowest within the research field, but sand content was higher closer to the creek bed. However, silt content showed unstable distribution patterns within study area. Distribution patterns of organic matter showed good agreement with crop type. While organic matter of soil was higher in cereal planted areas and lower in row-crop planted areas. The maximum values of soil lime content and soil pH were obtained at the areas away from the creek bed

Utilization of Steel Slag as a Soil Amendment and Mineral Fertilizer in Agriculture: A Review

The gradual increase in industrial wastes allowed the utilization of these wastes in different areas. Steel slag, one of the industrial wastes, is formed during the reduction of molten crude iron to molten crude steel in basic oxygen furnaces or scrap to molten crude steel in electric arc furnaces and induction furnaces. Removal, storage, or disposal of steel slag is an important environmental and economic problem. Steel slag offers opportunities to be used as an alternative material in various areas and contributes to the national economies through recycling. This research provides information about the studies and application examples on the use of steel slag as a soil amendment and mineral fertilizer in the world. This usage allows reducing the consumption of natural resources and providing great agricultural, environmental, and economic gain by minimizing the negative environmental effects of steel slag

Toprak sıkışmasına bağlı fiziksel ortam özelliklerindeki etkileşimler

Toprağın mineral fazını oluşturan toprak fraksiyonlarının birim kütle içerisindeki karışım oranları ve paketlenme düzenleri toprağın toplam gözenek hacmi ve gözenek geometrisinde belirleyici olarak toprağın yapısal davranışları ve üretkenliğinde büyük bir öneme sahiptir. Toprak sıkışması, toprağın hidrolojik özelikleri ve üretkenlik parametrelerini olumsuz yönde etkileyen önemli bir fiziksel degredasyon sorunudur. Bu araştırma, Doğu Anadolu Tarımsal Araştırma Enstitüsü (DATAE) Ilıca Deneme İstasyonu arazisindeki hububat üretim alanlarında karşılaşılan toprak sıkışması probleminin penetrasyon ölçümleriyle ortaya konulması, incelenen toprak özellikleri bakımından sıkışmış ve sıkışmamış toprak tabakaları arasındaki farklılıkların belirlenmesi amacıyla yürütülmüştür. Çalışma alanı K-G ve D-B yönlerinde 80m aralıklarla gridlere bölünmüş ve gridlerin çakıştığı 72 noktada penetrasyon testleri yapılarak toprak örnekleri alınmıştır. ANOVA test sonuçları, sıkışmamış (üst) toprak tabakası ile sıkışmanın tespit edildiği tabakada ölçülen penetrasyon direnci, kütle yoğunluğu, toprak nemi ve ortalama ağırlık çap değerleri arasında çok önemli düzeyde (p<0,01), agregat stabilitesi bakımından ise önemli (p<0,05) düzeyde farklılıkların mevcut olduğunu göstermiştir.The amounts of soil fractions in a unit mass and their arrangement patterns have great importance on characteristics of soil structural behaviors and soil productivity due to their effects on total pore volume and pore geometry. Soil compaction is an important physical soil degradation problem because of its negative effects on soil hydrological properties and productivity characteristics. The objective of this study was to diagnose soil compaction problem in cereal production areas at the Eastern Anatolia Agricultural Research Institute (EAARI) by penetrometer measurements and to compare physical soil properties between compacted and non-compacted soil layers. The study area was gridded by 80 m intervals in the E-W and S-N directions and penetration measurements were taken and soil samples were collected at 72 intersection points of the grid system. The ANOVA test results indicated that there were very significant differences (p<0,01) in penetration resistance, bulk density, soil moisture content and mean weight diameter, and significant differences (p<0,05) in aggregate stability values of the compacted and non-compacted (top layer) soil layers

Bazı Toprak Özelliklerine Ait Yersel Degisimin Jeoistatistiksel Yöntemlerle Belirlenmesi

Bu çalışmada, Doğu Anadolu Tarımsal Araştırma Enstitüsü (DATAE) Pasinler Deneme İstasyonu topraklarının tane büyüklük dağılımı, organik madde ve kireç içeriği, pH ve yarayışlı fosfor miktarındaki değişimin jeoistatistiksel yöntemlerle belirlenmesi ve dağılım modellerinin haritalandırılması amaçlanmıştır. Enstitü arazisinin 100 ha’lık kısmında kuzey-güney ve doğu-batı yönlerinde 100 m aralıklarla gridler oluşturulmuş ve hatların kesim noktalarından 0-20 cm derinliklerden toplam 68 örnek alınmıştır. İncelenen toprak özelliklerinden kil,silt, kum ve pH isotropik eksponensiyel model, kireç ve fosfor isotropik Gaussian model ve organik madde isotropik küresel model ile tanımlanmışlardır. Blok Kriging interpolasyon tekniği kullanılarak elde edilen dağılım haritalarında, kil içeriğinin dere yatağına yakın olan alanlarda daha düşük olduğu aynı bölgelerde kum içeriğinin daha yüksek olduğu, silt içeriğinin değişiminde bir düzensizlik olduğu görülmüştür. Organik madde içeriğinin hububat ekili alanlarda yüksek olduğu fakat çapa bitkilerinin ekili olduğu alanlarda ise düşük olduğu saptanmıştır. Yarayışlı fosfor miktarında ise organik maddenin tersi bir durum gözlemlenmiştir. Arazinin dere yataklarına uzak kısmında kireç içeriğinin ve toprak reaksiyonunun en yüksek değerler aldığı görülmüştü

Borçka barajı rezervuarında yeni oluşmuş bir sediment birikim sahasındaki penetrasyon direnç değerlerinin uzaysal dağılımı

This study was conducted to analyze vertical and horizontal spatial variability of penetration resistance (PR) in recently deposited sediments at Borcka Dam reservoir. Ninety-one grids with 50 m by 10 m were located and PR was measured to a depth 80 cm by 10 cm increment (8 layers) within each grid. Spatial variation of PR was assessed by geostatistical techniques in all 8 layers. Semivariograms of PR were constructed for all the layers and corresponding kriging maps were built. The PR values were greater in surface layer (0-10 cm) and gradually decreased by depth. Mean PR was greatest (0.747 MPa) in surface layer and lowest (0.413 MPa) in 61-70 cm (layer 7). Results from exploratory statistics and geostatistical analyses showed that the PR values were more variable in surface layer compared to those in deeper layers due to that the surface layer was drier at the sampling and that affected by environmental factors in a greater extent. All the studied layers exhibited differences in spatial variation of PR as sill, nugget, and range values of corresponding semivariograms and kriging-predicted surface maps showed. The shortest geostatistical range (40.8 m) occurred of surface layer while longest (173.3 m) occurred for second layer (11-20 cm). The nugget effect was greatest (44%) in third layer (21-30 cm) while lowest (13%) in the surface layer. The same study may be repeated with more variables to understand mechanisms behind development and extent of spatial variation in these newly deposited sediments.Bu çalışma, Borçka Barajı rezervuarında yeni oluşmuş sediment birikim sahalarından birindeki penetrasyon direnci (PD) değerlerinin yatay ve düşey doğrultudaki uzaysal değişkenliğinin belirlenmesi amacıyla yürütülmüştür. Araştırma sahasında 50 m x 10 m aralıklarla 91 grid oluşturulmuş ve her bir gridde 80 cm’lik derinlik boyunca 10 cm’lik artışlarla belirlenen 8 katmanın PD değerleri ölçülmüştür. Tüm katmanlarda PD’nin uzaysal değişkenliği jeoistatistiksel yöntemlerle belirlenmiştir. Her bir katman için PD’ne ait semivaryogramlar oluşturulmuş ve buna bağlı olarak krigleme haritaları üretilmiştir. Çalışma sonunda PD’nin yüzey katmanında (0-10 cm) en yüksek değeri aldığı (0.75 MPa) ve derinlikle beraber kademeli olarak azaldığı ortaya konulmuştur. Tanımlayıcı istatistikler ve jeoistatistiksel analiz sonuçları, çevresel faktörlerden önemli seviyede etkilenen ve ölçüm zamanında daha kuru olan yüzey katmanındaki PD değerlerinin diğer katmanlara nazaran daha değişken olduğunu göstermiştir. PD’nin uzaysal değişkenliği, ilgili semivaryogramların sill, nugget ve range değerleri ile krigleme yoluyla üretilen yüzey haritaları tüm katmanlarda farklılık göstermiştir. Jeoistatistiksel range değerlerinin en kısası (40.8 m) yüzey katmanında (0-10 cm) ve en uzunu (173.3 m) ise ikinci katmanda (21-30 cm) hesaplanmıştır. Bunun yanında en yüksek nugget etki (% 44) üçüncü katmanda (21-30 cm) ve en düşüğü ise (% 13) ikinci katmanda gerçekleşmiştir. Benzer çalışmaların farklı birikim sahalarında ve daha fazla değişkenle tekrar edilmesinin, bu alanlardaki uzaysal değişkenliğin gelişiminde ve derecesinde etkili olan mekanizmaların anlaşılmasında yararlı olacağı düşünülmektedir

Aggregate size distribution and geometric mean diameter affected by polymers (PVA&PAM) and humic acid applications under wetting-drying processes

Wetting/drying (WD) processes affect on soil structural and hydraulic properties. The objective of this study was to determine effects of organic polymers (polyvinylalcohol-PVA and polyacrylamide-PAM) and humic acid (HA) on aggregate size distribution (ASD) and geometric mean diameter (GMD) of soils under wetting/drying (W/D) processes. Soil samples were collected from four commonly distributed soil great groups; Typic Ustert, Fluvaquent, Argiustoll and Calciorthid in Erzurum. Soil samples passed through 4.76 mm sieve were treated with 0,05% PVA, 0,01% HA and 0,001% PAM on weight to weight basis and left to WD processes (3, 6 and 9 times) at different moisture levels (field capacity and 90% of saturation). Significant differences were obtained in ASD of treated and non-treated soil samples. in the control sample, the highest proportion (37.3%) of soil aggregate size group had a size of smaller than 0.42 mm, and the lowest proportion (12.9%) had the size of 0.42-0.84 mm. The GMD of soil aggregates in the control changed between 1.46 mm and 1.68 mm. On the average, the proportions of the aggregate size groups of 12,7 mm aggregate proportions in ali the moisture levels. The GMD significantly increased after WD processes. Changes in the proportions of aggregate size groups following WD cycles was the lowest in PVA treated samples as compared to the PAM and HA applied samples. This result suggests that PVA is more effective in stabilizing soil aggregates and on reducing negative effects of WD processes on the stability of small size soil aggregate