KARASU DERESİ KARSTİK YAĞIŞ HAVZASINDA TOPRAKLARIN BAZI ÖZELLİKLERİ VE ARALARINDAKİ İLİŞKİLERİN BELİRLENMESİ

Year 2023, Volume: 7 Issue: 1, 73 - 90, 30.04.2023

Ahmet Reis , Turgay Dindaroğlu

https://doi.org/10.32328/turkjforsci.1256455

Abstract

Ekosistem fonksiyonlarının sürdürülebilirliği temelde toprağın oluştuğu ve kullanıldığı yetişme ortamlarına göre farklılıklar gösterir. Bu nedenle toprak özelliklerinin ve karşılıklı ilişkilerinin belirlenmesi temel rehber niteliği taşımaktadır. Bu araştırmada, kendine özgü dinamikleri olan karstik bir havzada toprağın belirli fiziksel ve kimyasal özellikleri incelenmiş ve bu özellikler arasındaki ilişkiler istatistiki anlamda değerlendirilmiştir. Bu çalışma 19178.10 ha büyüklüğündeki Kahramanmaraş’ın Andırın ilçesi sınırları içerisinde bulunan Karasu Deresi Yağış Havzasında yürütülmüştür. Havza topraklarının fiziksel ve kimyasal özelliklerini değerlendirmek için strüktürü bozulmuş ve bozulmamış olmak üzere toplam 360 üst toprak örneği (0-30 cm) alınmıştır. Toprak örneklerinin fiziksel ve kimyasal özelliklerini belirlemek için tane büyüklük dağılımı, hacim ağırlığı, toprak nemi, tarla kapasitesi, solma noktası, yarayışlı su miktarı, toplam gözeneklilik, su dolu gözenek hacmi, agregat stabilitesi, organik madde, toplam organik karbon, yarayışlı fosfor (P), katyon değişim kapasitesi, bitkiye yarayışlı kalsiyum (Ca), magnezyum (Mg), sodyum (Na) ve potasyum (K), sodyum adsorbsiyon oranı, toprak reaksiyonu (pH) ve elektriksel iletkenlik (EC), kireç, toplam azot (N) ve toplam karbon (C) analizleri yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre; araştırma alanı toprakları yüksek agregat stabilitesi oranı (ortalama % 75.61) ile erozyona karşı dirençli olduğunu göstermektedir. Toprakların ortalama organik madde miktarı % 3.96, pH değer 7.27 ve EC değeri 0.17 (ms/cm) ve su dolu gözenek hacmi % 43.44 olarak belirlenmiştir. Ortalama hacim ağırlığı 1.39 gr/cm3, tarla kapasitesi, solma noktası ve yarayışlı su miktarı ortalama olarak sırasıyla % 21.03, % 12.46 ve % 8.57 olarak tespit edilmiştir. Ortalama katyon değişim kapasitesi değeri 34.54 (Cmol/kg), yarayışlı P değeri 7.70 (ppm), toplam azot ise % 0.16 olarak belirlenmiştir. Topraktaki organik madde miktarı, hava ve su oranı ve pH değerleri mikrobiyal aktiviteler için yeterli olduğu değerlendirilmiştir. Topraktaki organik karbonun varlığı diğer toprak özelliklerini istatistiki olarak önemli ve pozitif yönde etkilemiştir. Toprak verimliliğinin sürdürebilirliği ve korunması gibi süreçlerin yönetimi öncelikle toprakların fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinin tespiti ve farklı amenajman uygulamalarının bu özellikler üzerindeki etkilerinin izlenmesi ile daha rasyonel bakış açısı kazanacaktır. Ancak karstik ekosistemlerin değerlendirilmesindeki temel zorluk yapısal özelliklerine bağlı olarak gelişen yüksek heterojen topoğrafya ve buna bağlı olarak toprak özelliklerinde yüksek değişkenliğin varlığıdır. Bu nedenle toprak özelliklerinin ortalama değerleri karstik ekosistemler hakkında doğru değerlendirme yapmamız için yeterli olmayabilir. Bu alanların yönetiminde doğru planlama yapılabilmesi için toprak özelliklerinin mekansal dağılımının iyi irdelenmesi gerekir.

Keywords

Toprak özellikleri, agregat stabilitesi, karstik havza

Supporting Institution

Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi BAP

Project Number

2017/4-31 D

Thanks

Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi BAP tarafından onaylanan 2017/4-31 D nolu proje ile desteklenmiştir.

DETERMINATION OF THE RELATIONS BETWEEN SOME PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES OF SOILS IN THE KARSTIC KARASU STREAM WATERSHED

Abstract

The sustainability of ecosystem functions basically differs according to the growing environments in which the soil is formed and used. For this reason, determining the soil properties and their mutual relations is the main guide. In this study, certain physical and chemical properties of the soil in a karstic basin with its own specific dynamics were examined and the relationships between these properties were evaluated statistically. This study was carried out in the Karasu Stream Watershed, which is located within the borders of Andırın district of Kahramanmaraş with a size of 19178.10 ha. In order to evaluate the physical and chemical properties of the basin soils, a total of 360 topsoil samples (0-30 cm) unimpaired and impairment structure were taken. To determine the physical and chemical properties of soil samples, particle size distribution, bulk density, soil moisture, field capacity, wilting point, available water amount, total porosity, water-filled pore volume, aggregate stability, organic matter, total organic carbon, available phosphorus (P ), cation exchange capacity, plant-available calcium (Ca), magnesium (Mg), sodium (Na) and potassium (K), sodium adsorption rate, soil reaction (pH) and electrical conductivity (EC), lime, total nitrogen (N) ) and total carbon (C) analyzes were performed. According to the analysis results; The soils of the research area show that they are resistant to erosion with high aggregate stability rate (average 75.61%). The average organic matter content of the soils was determined as 3.96%, pH value 7.27, EC value 0.17 (ms/cm) and water-filled pore volume 43.44%. Average bulk density 1.39 gr/cm3, field capacity, wilting point and available water amount were determined as 21.03%, 12.46% and 8.57%, respectively. The mean cation exchange capacity value was determined as 34.54 (Cmol/kg), the useful P value 7.70 (ppm), and the total nitrogen was 0.16%. The amount of organic matter in the soil, air and water ratio and pH values were considered to be sufficient for microbial activities. The presence of organic carbon in the soil effected as statistically significant and positive other soil properties. The management of processes such as the sustainability and protection of soil fertility will gain a more rational perspective by first determining the physical, chemical and biological properties of soils and monitoring the effects of different management practices on these properties. However, the main difficulty in the evaluation of karst ecosystems is the high heterogeneous topography that develops due to their structural features and the presence of high variability in soil properties accordingly. For this reason, the average values of soil properties may not be sufficient for us to make an accurate assessment of karst ecosystems. The spatial distribution of soil properties should be well studied in order to make correct planning in the management of these areas.

Keywords

Soil properties, aggregate stability, karstic basin

Project Number

2017/4-31 D

References

• Anonim (2001). Genel Tarım Sayımı, Başbakanlık Devlet İstatistik Enstitüsü (DİE), Ankara (www.tuik.gov.tr, 21.08.2010).
• Anonim (2013). http://www.greenpeace.org/turkey/Global/turkey/report/2012/06/Tarim icin- yeni-bir-yon-Rio-20.pdf Erişim Tarihi: 07.01.2013.
• Allison, L. E., & Moodie, C. D. (1965). Carbonate. In: C.A. Black et al. (ed.) Methods of Soil Analysis, Part 2. Agronomy 9;1379-1400. Am. Soc. of Agron., Inc., Madison, Wisconsin, U.S.A.
• Allmaras, R. R., & C.O. Gardner (1956). Soil Sampling for Moisture Determination in Irrigation Experiments.Agron. Jour., 48;15-17.
• Altıkat, S., & Çelik, A. (2009). Toprak işleme sistemlerinin önemli bazı toprak kalite kriterlerine olan etkileri. Zirai Bilimler Dergisi, 16 (B): 33- 41.
• Atalay, İ. (1991). Soil forming in the karstic terrains of Turkey. Jeomorfoloji Dergisi(19), 139-145.
• Atalay, İ. (1998). Karstik Sahaların Potansiyel ve Sorunları. 15. Türkiye Jeomorfoloji Bilimsel ve Teknik Kurultayı Bildiri Özleri; 3-4, Ankara.
• Bending, G. D., Turner, M. K., Rayns, F., Marx, M. C., & Wood, M. (2004). Microbial and biochemical soil quality indicators and their potential for differentiating areas under contrasting agricultural management regimes. Soil Biology and Biochemistry, 36(11), 1785-1792.
• Blake, G. R., & Hardge, K.H. (1986). Methods of Soil Analysis. Bulk Density, Part1. 2nd Ed. Agronomy 9.ASA and SSSA, Madison. Pp. 363-375.
• Bray, R. H., & Kurtz, L. T. (1945). Determination of total, organic and available forms of phosphorus in soils. Soil Science, 59, 39-45.
• Busscher, W.J. (1990). Adjustment of flat-tipped penetrometre resistance data to a common water content. Transactions of the ASAE, 33 (2): 519-524.
• Cambardella, C. A., Moorman, T. B., Novak, J. M., Parkın, T. K., Karlen, D. L., Turco, R. F., & Konopka, A. E. (1994). Field-Scale Variability Soil Properties in Central Iowa Soils.Soil Sci. Soc. Am.J. 58:1501-1511.
• Canbolat, M. (2006). Toprak kalite yönetimi. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi basılmamış ders notu.
• Cannel, R. (1977). Soil Aeration and Compaction in Relation to Root Growth and Soil Management, Apply Biol., 2:1-86.
• Cerdá, A. (1998). Soil aggregate stability under different Mediterranean vegetation types. Catena 32, 73–86.
• Çepel, N. (1978). Uludağ kütlesinin ekolojik özellikleri. Journal of the Faculty of Forestry Istanbul University, 28(2), 15-25.
• Danielsen, R. E., & Sutherland, P. L. (1986). Soil Porosity. In: A Klute (Ed), Methods of Soils Analysis, Part 1, Physical and Mineralogical Methods (2nd ed.), ASA and SSSA Agronomy Monograph, No 9., Madison, Wisconsin, pp.443-461.
• Dindaroğlu, T. & Vermez, Y. (2019). Karstik Ekosistemlerde Bazı Yetişme Ortamı Özelliklerinin Sınıflandırılması ve Haritalanması (Kahramanmaraş-Andırın Sarımsak Dağı Örneği). Turkish Journal Of Forest Science, 3(1), 60-83.
• Dursun, İ. & Babalık, A.A. (2023). Burdur Gölü Havzasındaki morfometrik parametrelerin ve erozyon durumunun değerlendirilmesi. Turkish Journal of Forestry, 24(1): 25-38.
• FAO (1990). Micronutrient, Assessment at the Country Level: An International Study. FAO Soil Bulletin by Sillanpaa, Rome.
• Gee, G. W., & Hortage, K. H. (1986). Particle-Size Analysis.Methods of Soil Analysis.Part 1.Physical and Minerological Methods Secand Edition. Agronomy No: 9. 2. Edition P: 383-441.
• Güneysu, A. C. (1993). Kovada Gölü Doğusunun (Isparta) Karst Jeomorfolojisi. İstanbul Üniversitesi Deniz Bilimleri ve İşletmeciliği Enstitüsü, (Yayımlanmamış Doktora Tezi).
• Jackson, M. (1958). Soil chemical analysis. p. 1-498. Prentice-Hall, Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, USA.
• Jackson, M. L. (1962). Soil Chemical Analysis. Prentice Hall Inc. Eng. Cliffs. N. I., USA.
• Kantarcı, M. D. (2000). Toprak İlmi, İ.Ü. Orman Fakültesi Yayınları, İ.Ü. Yayın No: 4261, Orman Fak. Yayın No: 462, Çantay Matbaası, İstanbul.
• Karaosmanoğlu (2011). Kesiş Çayı Havzası (Andırın-Kahramanmaraş) ve Yakın Çevresinin Fiziki Coğrafyası (The Physıcal Geography of Kesis River Basin and Its Close Vicinity.
• Kemper, W. D., & Rosenau, R. C. (1986). Aggregate stability and size distribution. In: Klute A, editor. Methods of soil analysis.Part 1.Physical and mineralogical methods. Madison, WI. p 425-42.
• Klute, A. (1986). Water Retention: Laboratory Methods. Methods of Soil Analysis. Part1. 2nd Ed. Agronomy 9. Am. Soc. Agron., 635-660, Madison.
• MTA (2000). Kahramanmaraş İli Sayısal Jeoloji Haritaları, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara.
• Marzaioli, R., D’Ascoli, R., De Pascale, R. A., & Rutigliano, F. A. (2010). Soil Quality in a Mediterranean area of Southern Italy as related to different land use types. Applied Soil Ecology. 44: 205-212.
• Nelson, D. W., & Sommers, L. E. (1982). Methods of Soil Analysis, Part 2. Chemical and Microbiological Properties, Page, A.L., Miller, R.H. Keeney, D.R. (Ed) 2nd Ed. SSS of Am. Inc. Pub., Madison, Wisconsin.
• Nelson, D. W., & Sommers, L. E. (1996). Total Carbon, Carbon and Organic Matter. Methods of Analysis: Part 3. Chemical Methods, Ed. By Sparks DN, et al., SSSA Book Series, No.5, Madison, pp. 961-1010.
• Nimmo, J. R. (2004). Porosity and Pore Size Distribution. Encyclopedia of Soils in the Environment: London, Elsevier, v. 3, p. 295-303.
• Lancaster, J. (2000). The ridiculous notion of assessing ecological health and identifying the useful concepts underneath. Human and Ecological Risk Assessment 6, 213–222.
• Özyazıcı, M. A., Dengiz, O., Aydoğan, M., Bayraklı, B., Kesim, E., Urla, Ö., Yıldız, H., & Ünal, E. (2016). Orta ve Doğu Karadeniz Bölgesi tarım topraklarının temel verimlilik düzeyleri ve alansal dağılımları. Anadolu Tarım Bilim. Derg. /Anadolu J Agr Sci 31 (2016) 136-148.
• Rhoades, J. D. (1982). Cation Exchange Capacity.Methods of Soil Anlysis Part 2.Chemical and Microbiological Properties Second Edition.Agronamy. No:9 Part 2. Edition P:149-157.
• Richards, L. A. (1954). Diagnosis and Improvement of Saline and Alkali Soils. United States Department of Agriculture Handbook 60:94.
• Soil Survey Staff. (1996). Soil survey laboratory methods manual. Soil Survey Investigations Rep. 42, Version 2.0, 693-1036.
• Sun, B., Zhou, S. L., & Zhao, Q. G. (2003). Evaluation of spatial and temporal changes of soil quality based on geostatistical analysis in the hill region of subtropical China. Geoderma 115, 85–99.
• Tiryaki, A., & Tahmaz, B. (2010). Kirecin Ormancılıkta Kullanılma Olasılıkları, III. Ulusal Karadeniz Ormancılık Kongresi, Cilt: III, s:1067-1074.
• Tümsavaş, Z., & Aksoy, E. (2008). Kahverengi Orman Büyük Toprak Grubu Topraklarının Verimlilik Durumlarının Belirlenmesi. U. Ü. Ziraat Fakültesi Dergisi, Cilt 22, Sayı 1, 43-54 (Journal of Agricultural Faculty of Uludag University).
• Tüzüner, A. (1990). Toprak ve Su Analiz Laboratuvarı El Kitabı. Tarım Orman ve Köyişleri Bakanlığı, Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü, sf: 375 Ankara.
• Uygur, B. (2016). Hidrolojik Ekosistem Hizmetlerinin Havza Planlamaya Uyarlanması. Doktora Tezi. Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul Üniversitesi.
• Ünlü, K., & Değirmencioğlu, S. (2007). EU Soil Thematic Strategy and Applications in Turkey. International Congress on River Basin Management, Ankara.
• Ülgen, N., & Ateşalp, M. (1972). Toprak ve gübre araştırma Enstitüsü Teknik Yayınlar Serisi Sayı:21 Metin Matbaası, Ankara.
• Ülgen, N., & Yurtsever, N. (1974). Türkiye Gübre ve Gübreleme Rehberi. Toprak ve Gübre Araştırma Enstitüsü Teknik Yayın No:28, Ankara.
• Vermez, Y., Dindaroğlu, T. & Rızaoğlu, T. (2018). Karstik Orman Ekosistemlerin Bazı Petrografik, Toprak ve Vejetasyon Özellikleri; Kahramanmaraş-Andırın Sarımsak Dağı Örneği. KSÜ Doğa Bilimleri Dergisi, 21(1), 32-43.
• Watanabe, F. S., & Olsen, S. R. (1965). Test of an ascorbic acid method for determining phosphorus in water and NaHCO3 extracts from soil. Soil Science Society American Proceedings, 29, 677- 678.
• Zokaides, C. (1997). Living on Karst. A Reference Guide For Landownersin Limestone Regions. Cave Conservancy of the Virginias, 5.