Levels of basic fertility and the spatial distribution of agricultural soils in Central and Eastern Black Sea Region

Year 2016, Volume: 31 Issue: 1, 136 - 148, 22.04.2016

Mehmet Arif Özyazıcı , Orhan Dengiz Mehmet Aydoğan , Betül Bayraklı Emel Kesim Öztekin Urla Hakan Yıldız , Ediz Ünal

https://doi.org/10.7161/anajas.2016.31.1.136-148

Cited By: 42

Abstract

The aim of this study was to determine basic soil fertility properties of the agricultural lands in Central and Eastern Black Sea Region and generate soil distribution maps using the Geographical Information System (GIS). In this research, a total of 3400 soil samples were taken at depths of 0-20 cm on a grid spacing of 2.5 x 2.5 km representing the agricultural soils of the region. Soil texture, pH, electrical conductivity, lime content, organic matter content, available phosphorus and extractable potassium contents were analyzed in the collected soil samples. Analysis results of these samples were classified into certain criteria, and they were evaluated for deficiency, sufficiency or excess with respect to plant nutrients. Afterwards, soil fertility maps and a database for current status of the study area were created using GIS techniques. According to the results of the study, the vast majority (75.30%) of agricultural soils in the Central and Eastern Black Sea Region contained loamy (medium textured) soils by general groupings, and their pH values were found to be highly variable (between <4.5-8.5). The vast majority of soils were identified as having the levels of medium-good-high in terms of organic matter and no salinity problem, and 61.15% of the soils had low lime content. Of the soils of the territory, 58.83% had phosphorus deficiency while 42.68% had extractable potassium in sufficient levels.

Keywords

Geographical information systems; soil database; soil fertility

Orta ve Doğu Karadeniz Bölgesi tarım topraklarının temel verimlilik düzeyleri ve alansal dağılımları

Abstract

Bu araştırma, Orta ve Doğu Karadeniz Bölgesi tarım topraklarının temel verimlilik özelliklerini belirlemek ve coğrafi bilgi sistemleri kullanılarak toprak dağılım haritalarını oluşturmak amacıyla yürütülmüştür. Araştırma kapsamında, tarım alanlarını temsil edecek şekilde 2.5 x 2.5 km grid aralıklarla 0-20 cm toprak derinliğinden toplam 3400 adet toprak örneği alınmıştır. Alınan toprak örneklerinde; bünye, pH, elektriksel iletkenlik, kireç, organik madde, alınabilir fosfor ve ekstrakte edilebilir potasyum analizleri yapılmıştır. Toprak analiz sonuçları, belli kriterlere göre sınıflandırılarak, besin maddelerinin eksiklik, yeterlilik veya fazlalık seviyeleri belirlenmiştir. Toprak parametrelerinin sınıflandırılmasından sonra Coğrafi Bilgi Sistemleri kapsamında veri tabanı oluşturularak toprak verimlilik haritaları üretilmiştir. Araştırma sonucuna göre, Orta ve Doğu Karadeniz Bölgesi tarım arazileri toprakları genel gruplamaya göre büyük çoğunluğu (%75.30'u) tınlı (orta bünyeli) topraklar olup, pH değerleri çok değişkenlik (< 4.5-8.5 arasında) göstermektedir. Toprakların organik madde bakımından büyük bir çoğunluğu orta-iyi-yüksek düzeyde, tuzsuz ve %61.15’i az kireçli olduğu tespit edilmiştir. Bölge topraklarının %58.83’ünde fosfor noksanlığı görülürken, toprakların %42.68'inde ekstrakte edilebilir potasyumun yeterli olduğu belirlenmiştir.

Keywords

Toprak verimliliği; toprak veri tabanı; coğrafi bilgi sistemleri

References

• Adiloğlu, A., Adiloğlu, S., 2004. An investigation on nutritional problems of hazelnut (Corylus avellana) grown in acid soils of Turkey. Pakistan Journal of Biological Sciences, 7(8): 1433-1437.
• Aimrun, W., Amin, M.S.M., Ahmad, D., Hanafi, M.M., Chan, C.S., 2007. Spatial variability of bulk soil electrical conductivity in a Malaysian paddy field: Key to soil management. Paddy Water Environment, 5: 113-121.
• Arslanoğlu, M., Özçelik, M. ,2005. Sayısal arazi yükseklik verilerinin iyileştirilmesi. TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası 10. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı, 28 Mart-1 Nisan, Ankara.
• Ateş, K., Turan, V., 2015. Bingöl ili Merkez ilçesi tarım topraklarının bazı özellikleri ve verimlilik düzeyleri. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 2(2): 108-113.
• Başayiğit, L., Şenol, H., 2009. The production of fertility maps of potential land for orchards using geographical ınformation systems. Journal of Plant & Environmental Sciences, 1: 36-45.
• Başayiğit, L., Şenol, H., Müjdeci, M., 2008. Isparta ili meyve yetiştirme potansiyeli yüksek alanların bazı toprak özelliklerinin coğrafi bilgi sistemleri ile haritalanması. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 3(2): 1-10.
• Bayraklı, F., 1998. Toprak Kimyası. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi Ders Kitabı, No. 26, 1. Baskı, Samsun.
• Bouyoucos, G.J., 1951. A Recalibration of the hydrometer method for making mechanical analysis of soil. Agronomy Journal, 43: 434-438.
• Bray, R.H., Kurtz, L.T., 1945. Determination of total, organic, and available forms of phosphorus in soils. Soil Sci., 59: 39-45.
• Cemek, B., Güler, M., Arslan, H., 2006. Bafra Ovası sağ sahil sulama alanındaki tuzluluk dağılımının Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) Kullanılarak Belirlenmesi. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 37(1): 63-72.
• Çağlar, K.Ö., 1949. Toprak Bilgisi. Ankara: Ankara Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Yayınları No: 10.
• Çakıcı, H., Çiçekli, M., Arslan, H., 2012. Bağyurdu-İzmir yöresi kiraz plantasyonlarının beslenme durumu. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 49(1): 7-15.
• Çetin, M., Diker, K., 2003. Assessing Drainage Problem Areas By GIS: A Case Study in The Eastern Mediterranean Region of Turkey. Irrig. and Drain., 52: 343-353.
• Çimrin, K.M., Boysan, S., 2006. Van yöresi tarım topraklarının besin elementi durumları ve bunların bazı toprak özellikleri ile ilişkileri. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Bilimleri Dergisi, 16(2): 105-111.
• Demirer, T., Kaleli, Ş., Öztokat Kuzucu, D.C., 2003. A study to determine fertility status in the Çanakkale-Lapseki agricultural areas, Turkey. Journal of Arid Environments, 54: 485-493.
• Dengiz, O., Özyazıcı, M.A., Sağlam, M., 2015. Multi-criteria assessment and geostatistical approach for determination of rice growing suitability sites in Gokirmak catchment. Paddy and Water Environment, 13(1): 1-10.
• Diker, K., Çetin, M., Özcan, H., 1999. Determining the effects of takeover activity of ırrigation systems to water-user associations on groundwater depth and salinity by using Geographic Information Systems (GIS). Proceedings of The 7 th Irrigation Conference, November 11-14, Cappadocia, Turkey, pp. 206-214 (in Turkish with English Abstract).
• Dindaroğlu, T., Canbolat, M.Y., 2011. Kuzgun baraj gölü su üretim havzasının toprak kalitesi bakımından değerlendirilmesi. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 42(2): 145-151.
• Doğan, H.M., Yılmaz, D.S., Kılıç, O.M., 2013. Orta Kelkit Havzası’nın bazıtoprak özelliklerinin ters mesafe ağırlık yöntemi (IDW) ile haritalanması ve yorumlanması. Gaziosmanpaşa Bilimsel Araştırma Dergisi, 6: 46-54.
• Duran, C., 2013. Mapping and texture properties of the forest soils which make up from three different parent materials (Northern Mersin City, Turkey). 3rd International Geography Symposium-GEOMED 2013, Editors: Recep Efe, Ibrahim Atalay, Isa Cürebal, June 10-13, Kemer-Antalya, Turkey, pp. 371-380.
• Erşahin, S., 1999. Aluviyal bir tarlada bazı fiziksel ve kimyasal toprak özelliklerinin uzaysal (spatial) değişkenliğinin belirlenmesi. Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 13(19): 34-41.
• Eyüpoğlu, F., 1999. Türkiye Topraklarının Verimlilik Durumu. T.C. Başbakanlık Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü, Toprak ve Gübre Araş. Ens. Yayınları, Genel Yayın No: 220, Teknik Yayın No: T-67, Ankara, s.122.
• Genç, Ç., Sarıhan, S., 1976. Fındıkta dikimden önce bir defada verilen normal ve aşırı miktarlardaki kireç ve şlam’ın fındığın verim ve kalitesine etkileri üzerinde bir araştırma. Gıda Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı, Tarımsal Araştırma Genel Müdürlüğü, Proje No: 111-035-I-280, Giresun.
• Güler, M., Kara, T., 2007. Alansal dağılım özelliği gösteren iklim parametrelerinin coğrafi bilgi sistemleri ile belirlenmesi ve kullanım alanları, genel bir bakış. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 22(3): 322-328.
• Halliday, S.L., Wolfe, M.L. 1990. Assessing Groundwater Pollution Potential From Agricultural Chemicals Using a GIS. Paper presented at the 1990 ASAE Summer Meeting, Columbus-Ohio, June 24-27.
• Heuvelink, G.B.M., 2006. Incorporating Process Knowledge in Spatial Interpolation of Enviromental Variables. Lisbon, Portugal: 7th Inernational Symposium on Spatial Accuracy Assessment in Natural Resources and Enviromental Sciences.
• Horuz, A., 1996. Terme-Ünye fındık bahçesi topraklarının besin element durumu ve bunların bazı toprak özellikleriyle olan ilişkileri. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, s.119, Samsun.
• Jackson, M.L., 1958. Soil Chemical Analysis. Englewood Cliffs, NJ: Prentice- Hall. Inc.
• Mulla, D.J., Mc Bratney, A.B., 2000. Soil Spatial Variability. Handbook of Soil Science CRS Pres., pp. 321-352.
• Mustafa, A.A., Singh, M., Sahoo, R.N., Ahmed, N., Khanna, M., Sarangi, A., Mishra, A.K., 2011. Land Suitability Analysis for Different Crops: A Multi Criteria Decision Making Approach using Remote Sensing and GIS. Researcher, 3(12).
• Müftüoğlu, N.M., Yüce, E., Turna, T., Kabaoğlu, A., Özer, S.P., Tanyel, G., 2010. Çay tarımı yapılan alanların bazı toprak ve bitki özelliklerinin değerlendirilmesi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, Özel Sayı, 309-316.
• Nelson, D.W., Sommers, L.E., 1982. Total Carbon, Organic Carbon, Organic Matter. In: AL Madison, Editor. Methods of Soil Analysis Part 2. Chemical and Microbiological Properties Second Edition. Wisconsin, USA: American Society of Agronomy Inc. pp. 539-579.
• Olsen, S.R., Cole, C.V., Watanabe, F.S., Dean, L.A., 1954. Estimation of available phosphorus in soils by extraction with sodium bicarbonate. USDA Circular Nr 939, US Gov. Print. Office, Washington, D.C.
• Özbek, N. 1981. Meyve Ağaçlarının Gübrelenmesi. Tarım Bakanlığı Yayınları, 244-254, Ankara.
• Özkan, C.F., Arpacıoğlu, A.E., Arı, N., Demirtaş, E.I., Asri, F.Ö., 2009. Antalya bölgesinde elma yetiştirilen toprakların verimlilik durumlarının incelenmesi. Tarım Bilimleri Araştırma Dergisi, 2(2): 95-99.
• Özyazıcı, G., Özyazıcı, M.A., Özdemir, O., Sürücü, A., 2010. Some physical and chemical properties of tea grown soils in Rize And Artvin provinces. Anadolu Journal of Agricultural Sciences, 25(2): 94-99.
• Özyazıcı, M.A., Dengiz, O., Aydoğan, M., 2013. Çay yetiştirilen tarım topraklarının reaksiyon değişimleri ve alansal dağılımları. Toprak Su Dergisi, 2(1): 23-29.
• Özyazıcı, M.A., Özyazıcı, G., Dengiz, O., 2011. Determination of micronutrients in tea plantations in The Eastern Black Sea Region, Turkey. African Journal of Agricultural Research, 6(22): 5174-5180.
• Parlak, M., Fidan, A., Kızılcık, İ., Koparan, H., 2008. Eceabat ilçesi (Çanakkale) tarım topraklarının verimlilik durumlarının belirlenmesi. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Bilimleri Dergisi, 14(4): 394-400.
• Pınar, H., Arslan, R., Bircan, M., Ata, A., 2008. Mersin ilindeki elma, kayısı, erik, kiraz ve şeftali bahçelerinin bazı toprak özellikleri bakımından verimlilik durumları. 4. Ulusal Bitki Besleme ve Gübre Kongresi, 8-10 Ekim, Konya, s. 542-547.
• Pizer, N.H., 1967. Some Advisory Aspect. Soil Potassium and Magnesium. Tech. Bull. No.14:184.
• Reis, M., Abız, B., Dindaroğlu, T., 2014. Kahramanmaraş ili Halfalı Deresi yağış havzasında bazı toprak özelliklerinin coğrafi bilgi sistemleri ile haritalanması. I. Ulusal Havza Yönetimi Sempozyumu (Uygulamalar, Politikalar ve Yeni Yaklaşımlar), Bildiri Özetleri, 10-12 Eylül, Çankırı, s. 51.
• Richards, L.A., 1954. Diagnosis and Improvoment of Saline and Alkaline Soils. U.S.A: U.S. Department of Agriculture, Handbook 60.
• Sağlam, M., 2008. Gökhöyük tarım işletmesinde yaygın toprak serilerinde bazı kalite göstergelerinin uzaysal değişkenliğinin jeoistatistiksel yöntemlerle incelenmesi. Doktora tezi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Sağlam, M., 2013. Çok değişkenli istatistiksel yöntemler ile toprak özelliklerinin gruplandırılması. Toprak Su Dergisi, 2(1): 7-14.
• Sağlam, M., Dengiz, O., Özyazıcı, M.A., Erkoçak, A., Türkmen, F., 2014. Faktör analizi ile minimum veri setinin oluşturulması ve haritalanması: Samsun ili örneği. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 51(2): 133-144.
• Sağlam, M.T., 1978. Toprak Kimyası Tatbikat Notları. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bölümü, Erzurum.
• Sarımehmet, M., Müftüoğlu, N.M., 1993. Doğu Karadeniz Bölgesi çay tarım topraklarının organik madde durumu. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 30(3): 49-56.
• Soil Survey Division Staff, 1993. “Soil survey manual.” Soil Conservation Service. U.S. Department of Agriculture Handbook 18.
• Soil Survey Staff, 1992. Procedures for collecting soil samples and methods of analysis for soil survey. Soil Survey Invest. Rep. I. U.S. Gov. Print. Office, Washington D.C.
• Tarakçıoğlu, C., Yalçın, S.R., Bayrak, A., Küçük, M., Karabacak, H., 2003. Ordu yöresinde yetiştirilen fındık bitkisinin (Corylus avellana L.) beslenme durumunun toprak ve yaprak analizleriyle belirlenmesi. Tarım Bilimleri Dergisi, 9(1): 13-22.
• Torun, B., Çakmak, İ., 2004. Orta Anadolu Bölgesinde çinko noksanlığı. Türkiye 3. Ulusal Gübre Kongresi (Tarım-Sanayi-Çevre), 11-13 Ekim, Tokat.
• Tsegaye, T., Hill, R.L., 1998. Intensive tillage effects on spatial variability of soil test, plant growth and nutrient uptake measurement. Soil Science, 163: 155-165.
• Turan, M.A., Katkat, A.V., Özsoy, G., Taban, S., 2010. Bursa ili alüviyal tarım topraklarının verimlilik durumları ve potansiyel beslenme sorunlarının belirlenmesi. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 24(1): 115-130.
• Tümsavaş, Z., Aksoy, E., 2008. Bursa yöresi rendzina büyük toprak grubu topraklarının bazı özellikleri ve besin maddesi içerikleri. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 22(1): 95-106.
• Tümsavaş, Z., Aksoy, E., 2009. Kahverengi orman büyük toprak grubu topraklarının verimlilik durumlarının belirlenmesi. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 23(1): 93-104.
• Ülgen, N., Yurtsever, N., 1995. Türkiye Gübre ve Gübreleme Rehberi (4. Baskı). T.C. Başbakanlık Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü Toprak ve Gübre Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Yayınları, Genel Yayın No: 209, Teknik Yayınlar No: T.66, s.230, Ankara.
• Wilding, L.P., 1985. Spatial Variability: It's documentation, accommodation and implication to soil surveys. In: Soil Spatial Variability, (Eds: Nielsen, D.R. and J. Bouma) Pudoc, Wageningen, The Netherlands, pp: 166-194.
• Wylie, B.K., Shaffer, M.J., Brodahl, M.K., Dubois, D., Wagner, D.G., 1994. Predicting spatial distributions of nitrate leaching in Northeastern Clorado. Journal of Soil and Water Conservation, 49: 288-293.
• Yağmur, B., Okur, B., 2011. İzmir Kemalpaşa ilçesi kiraz bahçelerinin verimlilik durumları ve ağır metal içerikleri. Batı Akdeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü Dergisi, 28(2): 1-13.