View
1
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
T.C.
SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
FARKLI DERİNLİKTE ÇİZEL İLE TOHUM YATAĞI
HAZIRLIĞININ TOPRAK KARBONDİOKSİT EMİSYONU VE
BAZI TOPRAK FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ ÜZERİNE ETKİSİ
Ghassan Saleem Dawood AL-AZZAWI
Danışman
Prof. Dr. Davut AKBOLAT
YÜKSEK LİSANS TEZİ
TARIM MAKİNALARI VE TEKNOLOJİLERİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ISPARTA - 2018
© 2018 [Ghassan AL-AZZAWI]
i
İÇİNDEKİLER
Sayfa
İÇİNDEKİLER ............................................................................................................. i
ÖZET............................................................................................................................ ii ABSTRACT ................................................................................................................ iii TEŞEKKÜR ................................................................................................................ iv ŞEKİLLER DİZİNİ ...................................................................................................... v ÇİZELGELER DİZİNİ ............................................................................................... vi
SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ .............................................................. vii 1. GİRİŞ ....................................................................................................................... 1
1.1. Taımsal Üretim ve Toprak İşleme ..................................................................... 2
1.2. Sera Gazları ....................................................................................................... 3 1.3. Topraktaki CO2 ................................................................................................. 4 1.4. Çevresel CO2 Döngüsü ve Dengesi ................................................................... 5 1.5. Karbondioksidin Sera Gazı Olarak Etkisi ......................................................... 6
1.6. Tarım Sektöründeki Sera Gazları ...................................................................... 8
1.7. Sera Gazlarının Küresel Isınma Potansiyelleri ............................................... 11 1.8. Tarım Sektöründeki Sera Gazlarını Azaltma Olanakları ................................ 12 1.9. Toprak Fiziksel Özellikleri İle CO2 Emisyonu Arasındaki İlişki ................... 14
2. KAYNAK ÖZETLERİ .......................................................................................... 16
3. MATERYAL VE YÖNTEM ................................................................................. 23
3.1. Materyal .......................................................................................................... 23 3.1.1. Denemde kullanılan çizel pulluğu ............................................................ 23 3.1.2. Penetrasyon direnci ölçüm cihazı ............................................................ 24
3.1.3. Toprak CO2 emisyonu ölçüm sistemi ...................................................... 25 3.1.4. Toprak fiziksel özelliklerini saptanmada kullanılan malzemeler ............ 25
3.2. Yöntem ............................................................................................................ 26 3.2.1. CO2 emisyonu, buharlaşma ve toprak sıcaklığın ölçümü ........................ 26
3.2.2. Penetrasyon direnci ölçümü ..................................................................... 27 3.2.3. Ortalama ağırlıklı çapı (MWD)’ının saptanması ..................................... 27 3.2.4. Toprak hacim ağırlığı, porozite ve nem içeriğinin saptanması ................ 28 3.2.5. Deneme düzeni ve uygulaması ................................................................ 29
3.2.6. İstatiksel analiz ......................................................................................... 29 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA .................................................... 30
4.1. Toprak CO2 Emisyonları ................................................................................. 30 4.2. Topraktan Buharlaşma ve Toprak Sıcaklığı .................................................... 34 4.3. Toprak Nemi ................................................................................................... 37
4.4. Ortalama Ağırlık Çapı (MWD) ....................................................................... 39
4.5. Toprak Hacim Ağırlığı Ve Porozite ................................................................ 41
4.6. Toprak Penetrasyon Direnci ............................................................................ 43 5. SONUÇ VE ÖNERİLER ....................................................................................... 45
KAYNAKLAR .......................................................................................................... 48 ÖZGEÇMİŞ ............................................................................................................... 56
ii
ÖZET
Yüksek Lisans Tezi
FARKLI DERİNLİKTE ÇİZEL İLE TOHUM YATAĞI HAZIRLIĞININ
TOPRAK KARBONDİOKSİT EMİSYONU VE BAZI TOPRAK FİZİKSEL
ÖZELLİKLERİ ÜZERİNE ETKİSİ
Ghassan AL-AZZAWI
Süleyman Demirel Üniversitesi
Fen Bilimleri Enstitüsü
Tarım Makinaları Ve Teknolojileri Mühendisliği Anabilim Dalı
Danışman: Prof. Dr. Davut AKBOLAT
Bu tez, çizel kullanılarak farklı toprak işleme derinliğinin toprak CO2 emisyonu ve
bazı toprak fiziksel özellikleri üzerine etkisini belirlemek için hazırlanmıştır. Çizel ile
üç farklı toprak işleme derinliği 15 (A), 25 (B), 35 (C) ve kontrol (D) uygulama olarak
ve üç tekerrür olmak üzere denemede ele alınmıştır. Tohum yatağının hazırlamasından
sonra, toprak CO2 emisyonu, toprak ortalama ağırlık çapı (MWD), hacim ağırlığı,
porozite ve toprak penetrasyon direnci değerleri belirlenmiştir. Toprak karbondioksit
emisyonu ölçüm sistemi ile toprak işlemeden sonra geçen iki ay süre ile düzenli
aralıklarla, CO2 emisyonu ölçümü yapılmıştır.
Elde edilen sonuçlara göre, A, B, C ve D için karbondioksit emisyonu sırasıyla 0.148,
0.172, 0.213 and 0.165 g m-2 h-1 değerleri belirlenmiştir. C muamelesinde en yüksek
karbondioksit emisyonu elde edilmiş ve bu durum istatiksel olarak önemli
bulunmuştur (p ≤ 0.01). Çizel ile toprak işleme derinliğinin artması CO2 emisyonu
artırmıştır. A, B, C ve D muamelesi için hacim ağırlığı değerleri sırasıyla 1.33, 1.32,
1.24, ve 1.39 g cm-3 olarak bulunmuştur. İstatiksel olarak, hacim ağırlığı ve porozite
değerleri arasındaki fark önemsiz bulunmuştur (p ≤ 0.01). A, B, C ve D için toprak
penetrasyon direnci değerleri sırasıyla 1.13, 1.12, 1.10, ve 1.19 MPa olarak
bulunmuştur. Toprak işleme derinlik artışıyla toprak penetrasyon direnci değerleri
kısmi olarak azalmıştır. Penetrasyon direnci açısından, istatiksel analize göre tüm
muameleler arasındaki fark önemsiz bulunmuştur (p ≤ 0.01). Toprak parçacık boyutu
toprak işleme derinliği arttıkça artmıştır. Topraktan buharlaşma A, B, C ve D
muameleleri için sırasıyla 4.51, 5.27, 5.76 ve 5.26 g m-2 h-1 olarak bulunmuştur. En
fazla buharlaşma C muamelesinde belirlenmiştir. Toprak CO2 emisyonu ile toprak
buharlaştırması arasında pozitif bir korelasyon bulunmuştur.
Anahtar kelimeler: Çizel, toprak CO2 emisyonu, toprak fiziksel özellikleri, toprak
işleme derinliği
2018, 56 sayfa
iii
ABSTRACT
M.Sc. Thesis
EFFECT OF DIFFERENT DEPTHS OF TILLAGE BY CHISEL FOR
SEEDBED PREPARATION ON SOIL CARBON DIOXIDE EMISSIONS AND
SOME PHYSICAL SOIL PROPERTIES
Ghassan AL-AZZAWI
Süleyman Demirel University
Graduate School of Natural and Applied Sciences
Department of Agricultural Machinery and Technologies Engineering
Supervisor: Prof. Dr. Davut AKBOLAT
The aim of this thesis is to determine the effect of different soil tillage depth using
chisel plow on soil CO2 emission and some soil physical properties. The experiment
was carried out using chisel plow at three depths of 15 (A), 25 (B), 35 (C) cm and
control (D) treatment and three replications. In the experiment, soil CO2 emission,
Mean Weight Diameter (MWD), bulk density and soil penetration resistance were
determined after the seed bed preparation. In situ soil CO2 measurement was carried
out for two months at regular intervals after the tillage using the soil carbon dioxide
flux system.
According to the obtained results, carbon dioxide emissions determined for A, B, C
and D treatment were 0.148, 0.172, 0.213 and 0.165 g m-2 h-1 respectively. The highest
carbon dioxide emissions were obtained for C treatment and it statistically significant
(p ≤ 0.01). The increase in soil tillage depth with chisel plow led to increase the
emission of soil carbon dioxide emission. Soil bulk densities for A, B, C and D
treatment were found as 1.33, 1.32, 1.24, and 1.39 g cm-3 respectively. There was no
difference between the treatments in terms of bulk density and porosity in statistical
considerations (p ≤ 0.01). Soil penetration resistance in 0 - 40 cm soil depth for A, B,
C, and D treatment were found as 1.13, 1.12, 1.10, and 1.19 MPa, respectively. The
penetration resistance decreased with the increasing of soil tillage depth. All of the
treatment included D had no statistical significant differences (p ≤ 0.01) in term of
penetration resistance. The soil aggregates size also increased as the soil tillage depth
increased. Soil evaporation for A, B, C, and D treatment were found to be 4.51, 5.27,
5.76 and 5.26 g m-2 h-1 respectively. Treatment of C had the highest water evaporation.
There were a positive correlation between the soil CO2 emission and soil evaporation.
Keywords: Chisel, soil CO2 emission, soil physical properties, tillage depth.
2018, 56 pages
iv
TEŞEKKÜR
Bu araştırma için beni yönlendiren, karşılaştığım zorlukları aşmamda bana
yardımlarını esirgemeyen değerli Danışman Hocam Prof. Dr. Davut AKBOLAT ’a
teşekkürlerimi sunarım. Denemelerin yapılması sırasında bana yardımcı olan Öğr.
Gör. Selim UYSAL ‘a teşekkürlerimi sunarım. Ayrıca çiftlikte bulunan meteoroloji
istasyonundan elde edilen yağış bilgilerini bizimle paylaşan Prof. Dr. Yusuf UÇAR ‘a
teşekkür ederim.
5063-YL1-17 No’lu proje ile tez çalışmasını maddi olarak destekleyen Süleyman
Demirel Üniversitesi Bilimsel Araştırma projeleri Yönetim birimi Başkanlığına
teşekküre ederim.
Tezimin her aşamasında beni yalnız bırakmayan annem, kardeşlerim, teyzem ve
dayılarıma sonsuz sevgi ve saygılarımı sunarım.
Ghassan AL-AZZAWI
ISPARTA, 2018
v
ŞEKİLLER DİZİNİ
Sayfa
Şekil 1.1. Ortalama yıllık küresel enerji bütçesi ve ışınımsal zorlama
Illüstrasyonu ................................................................................................ 4
Şekil 1.2. Küresel karbon döngüsü .............................................................................. 7 Şekil 1.3. Kaynaklarına göre 2010 yılında küresel sera gazı emisyonları ................... 8 Şekil 1.4. Tarımdaki en büyük emitörler (2001-2010 dönemi ortalamaları) ............... 9 Şekil 1.5. Küresel insan kaynaklı CO2 emisyonları ................................................... 10 Şekil 1.6. 1970-2010 yılları arasındaki toplam yıllık insan kaynaklı sera gazı
emisyonları ................................................................................................ 10 Şekil 1.7. Koruyucu toprak işlemenin toprak karbon tutumu üzerine etkisi .............. 13 Şekil 3.1. Deneme kullanılan çizel pulluğu ............................................................... 23
Şekil 3.2. Deneme kullanılan penetrologger .............................................................. 24 Şekil 3.3. Denemede kullanılan karbondioksit ölçüm cihazı ..................................... 25 Şekil 3.4. Deneme planı ............................................................................................. 29 Şekil 4.1. Toprak işlemeden sonraki geçen süreye bağlı olarak toprak
karbondioksit emisyonları ......................................................................... 30
Şekil 4.2. Birikimli toprak karbondioksit (CO2) emisyonu ....................................... 33 Şekil 4.3. Uygulamalara göre toprak CO2 emisyonları arasındaki farklık ................. 34 Şekil 4.4. Topraktan buharlaşma (H2O emisyonu) .................................................... 35
Şekil 4.5. Toprak CO2 emisyonuna paralel olarak saptanan toprak sıcaklıkları ......... 37 Şekil 4.6. Toprak CO2 emisyonu ölçümlerine paralel saptanan toprak nem
içerikleri ..................................................................................................... 38 Şekil 4.7. Toprak agregat çapına göre uygulamaların oransal dağılım ...................... 40
vi
ÇİZELGELER DİZİNİ
Sayfa
Çizelge 1.1. Başlıca sera gazları ve onların atmosferdeki ömürleri, ışınımsal
zorlama ve küresel ısınma potansiyelleri .............................................. 11
Çizelge 1.2. Toprak işleme yöntemlerine bağlı yılık CO2 emisyonunu
azaltma potansiyeli ................................................................................ 14 Çizelge 3.1. Deneme kullanılan çizelin özellikleri .................................................... 24 Çizelge 4.1. Toprak işlemeden hemen sonraki ilk ölçümde saptanan CO2
emisyonu ............................................................................................... 31
Çizelge 4.2. Deneme arasındaki yağmurlu günler ve yağış miktarları ...................... 31 Çizelge 4.3. CO2 emisyonun ortalamaları .................................................................. 33 Çizelge 4.4. Topraktan ortalama buharlaşma miktarları ............................................ 35
Çizelge 4.5. Toprak CO2 emisyonu, buharlaşma ve sıcaklık arasındaki
korelasyon ............................................................................................. 36 Çizelge 4.6. Deneme arasındaki günlerin hava sıcaklığı ........................................... 36 Çizelge 4.7. Toprak sıcaklığı ortalamaları ................................................................. 37
Çizelge 4.8. Toprak nemi ........................................................................................... 38
Çizelge 4.9. Toprak CO2 emisyonu ile toprak nem içeriği arasındaki
korelasyon ............................................................................................. 39 Çizelge 4.10. Uygulamalara göre Ortalama Ağırlıklı Çapları ................................... 40
Çizelge 4.11. Toprak agregat çapına bağlı olarak oransal dağılım ............................ 40 Çizelge 4.12. Toprak derinliği 0-30 cm ‘deki toprak hacim ağırlığı ve
ortalama porozite değerleri .................................................................. 41 Çizelge 4.13. Hacim ağırlığı ve porozite ile toprak derinliği arasındaki
korelasyon ............................................................................................ 42
Çizelge 4.14. Farklı toprak derinliğine göre hacim ağırlığı ve porozite
değerleri ............................................................................................... 42
Çizelge 4.15. Toprağın 0-40 cm derinliğindeki penetrasyon direnci
ortalamaları .......................................................................................... 43
Çizelge 4.16. Deney uygulamalarının farklı derinliklerdeki penetrasyon
direnci (MPa) değerlerinin karşılaştırılması ........................................ 44
vii
SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ
CH4 Metan
CO2 Karbondioksit
Eq eşdeğer
FAO Gıda ve Tarım Örgütü
FOLU Ormancılık ve diğer arazi kullanımı
GHGs Sera gazları
GWP Küresel ısınma potansiyel
H2O Su
ha Hektar
IPCC Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli
km Kilometre
kN Kilonewton
kW Kilowatt
LULUCF Arazi kullanımı, Arazi kullanımın değişiklikleri ve ormancılık
MWD Ortalama ağırlıklı çapı
MPa Mega Pascal “Bir milyon pascal'a eşit olan bu basınç birimidir”
Mt Megaton
N Örnek sayısı
N2O Nitrous oksit
O2 Oksijen
O3 Ozon
P Önem seviyesi
pH Bir çözeltinin asitlik veya bazlık derecesini tarif eden ölçü birimini
temsil eder
ppm Milyonda bir mikro
SOC Toprak organik karbonu
SOM Toprak organik maddesi
T Sıcaklık
°C Celsus olarak derece
1
1. GİRİŞ
Ekimden önce tohum yatağının hazırlaması gereklidir. Tohum yatağı hazırlığı
sürecinde tohum, rüzgâra ve kuşların saldırılarına maruz kalır. Ayrıca tohum, kökleri
ile toprağa tutunmak ve sulama suyundan daha iyi yararlanmak için yumuşak toprağa
gereksinim duyar. Ayrıca bitkiler besin elementlerinden daha iyi yararlanmak için
toprağın işlenmesi gerekir. Bunlara ek olarak toprak işleme ile, gübre iyi bir şekilde
toprak içerisine dağıtılır, erozyon kontrolü, toprak sıcaklığının korunması, nemi
muhafaza etmesi ve yabancı ot kontrolü için de gereklidir (Akbolat, 2001). İnsanlar
eski çağlardan beri toprağı işlemişler, sürekli günümüze gelinceye kadar farklı
yöntemler ve araçlar geliştirmişlerdir.
Toprağın sürekli olarak işlenmesi toprak verimliliğini azaltmaktadır. Örnek olarak,
sürekli toprak işleme ile erozyon kontrolü zorlaşmakta ve toprak toz haline geldiği için
toz fırtınalarına yol açmaktadır (Friedrich vd., 2012). Bundan dolayı, yeni toprak
işleme sistemi olan koruyucu toprak işleme yöntemleri ortaya çıkmıştır (ayrıca
koruyucu tarım olarak da bilinir). Bunun yanında, koruyucu toprak işlemenin
karbondioksit emisyonunu azalttığı bildirilmiştir (Reicosky, 1995; So vd., 1999;
Chatskikh vd., 2008; Krištof vd., 2014). Genel olarak, koruyucu toprak işlemede
kulaklı pulluk kesinlikle kullanılmamaktadır. Reicosky (1997)’ne göre kulaklı pulluk
diğer tohum yatağı hazırlama aletlerine göre daha çok toprak CO2 emisyonuna yol
açmaktadır (Al-Kaisi ve Yin, 2005). Koruyucu toprak işleme son yıllarda yoğun bir
şekilde birçok ülkede kullanılmaktadır (Friedrich vd., 2012). Koruyucu toprak
işlemede kulaklı pulluk gibi toprağı alt üst etmeyen çizel benzeri aletler
kullanılmaktadır (Akbolat, 1997). Koruyucu toprak işleme birçok alt gruba
ayrılmaktadır. Temel olarak, koruyucu toprak işlemede toprak yüzeyinin en az %30
‘unun organik madde ile örtülmesi gerekmektedir. Al-Kaisi ve Yin (2005)’e göre
toprak üzerindeki bitkisel örtü tabakası karbondioksit emisyonunu azaltmıştır. Yapılan
bir çalışmada, toprağın yüzeyinde bırakılan bitkisel atıkların toprak karbondioksit
emisyonunu engellediği, ancak nitrous oksit emisyonunu arttığı bildirilmiştir (Ball vd.,
2008). Toprak işlemesiz ya da sıfır toprak işleme (NT) koruyucu toprak işlemenin
bölümlerinden biri olarak kabul edilir ve geleneksel toprak işlemeye (CT) kıyasla
topraktan yayılan karbondioksit emisyonunu azaltır (Lifeng vd., 2008). Chatskikh vd.
(2008)’e göre doğrudan ekim azaltılmış toprak işlemeden daha fazla karbondioksit
2
emisyonuna yol açmıştır. Zandersen vd. (2016), azaltılmış toprak işleme yönteminin
yaygınlaştırılmasının maliyet artışına sebep olduğu bildirmiştir. Ancak, Schmitz vd.
(2014), Koruyucu toprak işlemede ilk yıllarda verimin azlığına karşılık girdideki
azalmanın yanında sera gazlarını azaltıcı yönde de etkili olduğu bildirilmiştir.
Koruyucu toprak işlemede, az sayıda ve sınırlı olarak toprak işleme aletleri
kullanılmakta, böylece, traktörden ya da çalışan diğer araçların az yakıt tüketmesi
sağlanmaktadır. Schmitz vd. (2014)’e göre koruyucu toprak işleme dizel yakıtı
tüketimini %30’a kadar azaltabilmektedir. Tüketilen yakıtlar sera gazları özellikle de
karbondioksit kaynağıdır.
Son yıllarda “Avrupa Birliği'nin Ortak Tarım Politikası” terimi (CAP) ortaya çıkmıştır.
Buna dayanarak, tarımın neden olduğu sera gazları, tarım bütçesi, erozyon sorunları
ve tarımda sürdürülebilirlik yönetimine dikkat çekilmektedir. Bahsedilen sorunları
çözmek için tarımsal üretimde sürdürülebilirlik gerçekleştirilmelidir. Ayrıca, tarımsal
alanda sürdürülebilirlik koruyucu toprak işleme ile ilişkilendirilmiştir. Basch (2012)’e
göre tarımda sürdürülebilirliği sağlamak için sadece sıfır toprak işleme
uygulanmalıdır. Belki azaltmış ya da yüzeysel toprak işleme ile karbondioksit
emisyonu azaltılarak tarımın sürdürülebilirliğine katkı yapılabilir. Çünkü elde edilen
araştırmalardan büyük kısmında sadece yoğun toprak işleme en çok karbondioksit
emisyonuna yol açtığı ifade edilmektedir. Hazarika vd. (2009)’a göre çizel ile işlenmiş
toprak ile işlenmemiş toprak organik karbon açısından karşılaştırılmış ve aralarında
farklılık olmadığı bildirilmiştir.
1.1. Taımsal Üretim ve Toprak İşleme
Toprak işleme tarımsal üretimin ilk basamağıdır. Geleneksel veya yoğun toprak
işlemeli tarımda ürün verimini artırmak için çok fazla tarla trafiği yapılmakta ve üretim
kaynağı olan toprakların sürdürülebilirliği pek fazla dikkate alınmamaktadır. Bunun
sonucunda yoğun toprak işleme ve aşırı girdi kullanımı ile toprak verimliliği ilerleyen
süreçlerde azalmaktadır.
Geleneksel toprak işlemede kulaklı pulluk kullanılmaktadır. Kulaklı pulluk çok fazla
toprağı alt üst ettiği ve derin olarak da toprak işlediği için toprağın yapısı ve verimliliği
3
ilerleyen süreçlerde azalmaktadır. Çevresel etkisi açısından yapılan çalışmalara
bakıldığında, pulluk kullanarak yapılan tohum yatağı hazırlığı çalışmalarında en fazla
sera gazı emisyonu ölçülmüştür.
Koruyucu toprak işlemeli tohum yatağı hazırlığında kulaklı pulluk dışında, daha çok
toprağı yüzeysel olarak işleyen ve toprağı çok fazla alt üst etmeyen toprak işleme alet
ve ekipmanları kullanılmaktadır. Ayrıca, koruyucu bir tarımsal üretim şekli olan
doğrudan ekim ya da sıfır toprak işlemede özel anıza ekim makineleri ile toprak
hazırlığı yapmadan ekim yapılmaktadır.
Yapılan bir çok çalışmada, toprak işleme sistemlerine bağlı olarak toprak
karbondioksit (CO2) emisyonları belirlenmiştir. Günlük yaşamda sera gazı emisyonu
oluşturan bir çok kaynak bulunmaktadır.
Tarımsal üretim etkinlikleri içerisinde insan aktiviteleri sonucu sera gazları üretimi son
yıllarda oldukça artmıştır. Çalışma alanımız itibarıyla sera gazları emisyonunu azaltıcı
yönde katkı sunabilmek için tohum yatağı hazırlığında yaygın kullanım alanı bulunan
çizel pulluğu ile değişik derinliklerde toprak hazırlığı yapılarak CO2 emisyonu
miktarları çalışma kapsamında irdelenmiştir.
1.2. Sera Gazları
Güneş ışınımı bütün hava ve iklim için temel enerji kaynağıdır ve gelen güneş
ışınımlarının yaklaşık üçte biri uzaya geri döner. Kalan ışınımın bir kısmı atmosfer
tarafından emilir, ama büyük kısmı arazi, okyanus ve buz yüzeyi tarafından tutulur
(Şekil 1.1). Sera gazları ve bazı kızılötesi ışınımlar bulutlar tarafından tutulmaktadır.
Radyasyonu tutan gazlar sera gazları olarak adlandırılır. Radyasyonun en büyük kısmı
su buharı tarafından tutulur, geri kalan kısmı ise CO2, O3, N2O, CH4, bulutlar ve
atmosferdeki diğer bazı gazlar tarafından tutulur.
4
Şekil 1.1. Ortalama yıllık küresel enerji bütçesi ve ışınımsal zorlama Illüstrasyonu
(Kiehl ve Trenberth, 1997)
1.3. Topraktaki CO2
Toprak, atmosferik CO2'nin en önemli kaynaklarından biri olarak düşünülmektedir.
Canlı biokütle, ayrışan organik madde ve topraktaki karbonun bulunduğu karasal
ekolojik sistemler, küresel karbon döngüsünde önemli bir rol oynamaktadır. Şu anki,
topraklardaki karbon stokları bitki örtüleri karbon stoklarından daha fazladır (Noble
vd., 2000). Topraktaki köklerin solunumu, organik maddenin oksidatif çürümesi ve
mikrobik solunumu ile CO2 üretir ve CO2 kaynağı olarak değerlendirilir. Diğer bir
deyişle toprak hem CO2 emisyonu kaynağı (rezervuar) hem de CO2 haznesi
(yutak)’dir.
Aşağıdaki formül topraktaki CO2 ‘in su ile birleşerek karbonik asit üretimini temsil
etmektedir ve topraktaki CO2 türü olarak gösterilmektedir (Anonim, 2018).
Burada;
CH2O = Formaldehit; H2CO3 = karbonik asit
Bitki solunumu ya da organik çürüme tarafından üretilen CO2 aşağıdaki formül ile
açıklamaktadır:
CO2 + H2O O2 + CH2O H2CO3
5
O2 + CH2O CO2 + H2O
Burada;
CH2O = Bitkisel karbonhidratı ya da organik maddeyi temsil etmektedir.
Yukarıdakilere ilaveten, mikrobik solunumun, topraktaki CO2 kaynağının bir türü
olduğu düşünülmektedir.
1.4. Çevresel CO2 Döngüsü ve Dengesi
Yukarıda da belirtildiği gibi, CO2 ya atmosferden toprağa ya da tersi olarak hareket
eder ve bu işleme CO2 döngüsü denilmektedir. Karbondioksit (CO2) döngüsü
karbonun genel döngüsünden bir bölümdür. Atmosferdeki CO2 ve diğer karasal
kaynaklardaki CO2 arasında bulunan dikey iletim çevredeki CO2’i dengelemeyi sağlar.
Güneş ışınımı ile yer ışınımı arasındaki bu dengeyi ya da enerjinin atmosferdeki ve
atmosfer ile kara ve deniz arasındaki dağılışını değiştiren herhangi bir etmen, iklimi
de etkileyebilir. Yer-atmosfer sisteminin enerji dengesindeki herhangi bir değişiklik
“ışınımsal zorlama, (W m−2) olarak adlandırılmaktadır.
Bitki örtüsü ve okyanuslar en önemli ve büyük CO2 haznesi olarak düşünülmektedir.
Son yıllarda bu denge çok önemli ölçüde etkilenmiştir. Bunun sonucu olarak atmosfere
yayılan CO2 emisyonu, atmosferden yayılan CO2 emisyonundan çok daha fazla
olmuştur. Okyanuslar, fosil yakıt ve çimento üretimi en büyük CO2 emisyonlarının
kaynağıdır (fosil yakıt ve çimento üretimi konusunda Türkiye, tüm ülkelerin
ortalamasından %2.5’e kadar daha fazla katkıda bulunmuştur ve CO2 emisyonu artışı
oranı genel olarak Türkiye’de 1990-2015 arasında % 135’e kadar artmıştır (Olivier,
vd., 2016). Genel olarak 1970 'den beri tüm sera gazların emisyonları %80'den fazla
artmıştır. 1970-2010 döneminde, CO2 %107, CH4 %47, N2O %43 ve F-gazları
yaklaşık %700’e kadar artmıştır (Olivier ve Janssens-Maenhout, 2015).
Tarımsal araziler açısından, CO2 depolanması ve yayımı arasındaki denge belirsizdir
(Metz vd., 2007; Smith, vd., 2007). Houghton vd. (2001)’a göre 1980-1989 yılları
arasındaki atmosferik CO2 artışı, 1990-1999 yılları arasındaki atmosferik CO2
6
artışından oldukça düşüktür. Bu azalma, CO2’in toprağa alınışının artmasına
bağlamıştır.
Atmosferik karbondioksitin konsantrasyonları son yıllarda yaklaşık 285 ppm'den 366
ppm'e yükselmiş ve bu alandaki toplam emisyonların yaklaşık %43'ü atmosferde
tutulmaktadır.
1.5. Karbondioksidin Sera Gazı Olarak Etkisi
Karbondioksit, atmosferdeki iklimle ilgili en önemli sera gazıdır. Çünkü mevcut
iklimsel koşullarda atmosferde yoğunlaşmaz ve çökelmez. Karbondioksit tarafından
sağlanan radyasyon zorlaması olmadan karasal sera etkisi olmaz (Lacis, vd., 2010).
CO2 gazı fotosentezde ana kaynaktır. Rosenfield vd. (2002)’e göre CO2 ozonu
kurtarmada katkıda bulunmuştur. En bilinen CO2 emisyonu artışının etkisi küresel
genel sıcaklık artışıdır. Wilbanks vd. (2007)’a göre sera etkili kaynaklı küresel ısınma,
sürdürülebilir kalkınmada etkilidir.
7
Şekil 1.2. Küresel karbon döngüsü (Prentice vd., 2001)
8
Tüm F-gaz; % 2
Diğer N2O; % 2
Tarım ile N2O; % 4
Diğer CH4; % 3
Tarım ile CH4; % 7
Enerji ile CH4; % 6
Diğer CO2; % 15
Fosil yakıt ile CO2; % 61
1.6. Tarım Sektöründeki Sera Gazları
1970-1990 yılları arasında tarımsal kaynaklı sera gazı emisyonları %27 oranında
artmıştır (Metz vd., 2007). Küresel düzeyde insan kaynaklı sera gazlarındaki (esas
olarak CH4 ve N2O) tarım sektörünün payı yaklaşık olarak %11’dir. Farklı
kaynaklardan salınan sera gazları Şekil 1.3’de verilmiştir. Karbondioksit gazı küresel
GHGs emisyonlarının %76 'sına katkıda bulunmaktadır.
Şekil 1.3. Kaynaklarına göre 2010 yılında küresel sera gazı emisyonları (Olivier ve
Janssens-Maenhout, 2015).
Tarım sektöründe atmosfere en çok yayılan sera gazları CH4 ve N2O ‘tir. Tarım sektörü
tarafından atmosfere salınan CH4 toplam küresel CH4’ün %53’dür ve N2O toplam
küresel N2O’ün %70 ’dir. Şekil 1.3’de gösterildiği gibi CH4 %16 ve N2O %6’sını
oluşturmaktadır (Olivier ve Janssens-Maenhout, 2015). Tarımsal N2O ve CH4
emisyonlarının 2030 'a kadar sırasıyla %35-60 ve %60 oranında artacağı tahmin
edilmektedir (Barker, 2007).
Hayvanlar tarafından enterik fermantasyon ve hayvansal atıklar ile üretilen metan gazı,
çeltik üretiminden kaynaklanan CH4 den daha çok emisyon oluşturmaktadır. N2O gazı
emisyonu kaynakları ise, yapay kimyasal gübreler, çiftlik gübresi (hayvan gübresi
veya otlatma sırasında mera üzerindeki kalan hayvan dışkıları) ve tarımsal atıkların
yakılmasıdır. Tarım sektörü Türkiye ‘de yaklaşık olarak %0,76 ve %1,18 oranında
küresel CH4 ve N2O sera gazları emisyonunun payını oluşturur.
9
enterik fermantasyon;
%40
Otlak üzerinde bırakılan gübre;
%16
Yapay gübreler; %13
çeltik; %10
gübre yönetimi; 7%
geniş çayır yakılması; 5%
Tarım, ormancılık ve diğer arazi kullanım alanlarındaki kaynaklar (+) ve hazneler (-)
ise; bitkiler ve hayvanlar, +5 Mt CO2 eq, orman değiştirme, +3.8 Mt CO2 eq, ormanlar-
1.9 Mt CO2 eq, biyokütle yakımı, +0.2 Mt CO2 eq, bozulmuş turba bölgeleri, +1 Mt
CO2 eq 'dir.
Tarımdaki en büyük sera gazları kaynakları enterik fermantasyondur (tüm tarımsal
emisyon kaynaklarının %44 ‘ünü oluşturur). Bunu mera üzerinde bırakılan gübre,
yapay gübreler, çeltik üretimi, gübre yönetimi, geniş çayır alanlarının yakılması
izlemektedir (Şekil 1.4).
Şekil 1.4. Tarımdaki en büyük emitörler (2001-2010 dönemi ortalamaları)
(Anonim, 2014)
Burada değinilen karbondioksit emisyonlarına, toprak işleme ile topraktan salınan CO2
emisyonu dahil değildir. Buradaki CO2 emisyonu arazi kullanımı, arazi kullanımın
değişiklikleri ve ormancılık bölümünde ele alınmıştır. Ormancılıkta net C emisyonu
CO2 izolasyonunda yüzde 20'lik bir artışla sonuçlanmıştır (Klunich vd., 2008). 1970
yılından bu yana, FOLU 'dan biriken CO2 emisyonları yaklaşık %40 artmış, 2000
yılından bu yana, tarım ve FOLU emisyonları artmamaktadır.
10
Şekil 1.6. 1970-2010 yılları arasındaki toplam yıllık insan kaynaklı
sera gazı emisyonları (Pachauri, vd., 2014).
Şekil 1.5. Küresel insan kaynaklı CO2 emisyonları (Pachauri vd., 2014)
Şekil 1.5 ve Şekil 1.6’e göre son yılarda emisyon azaltma yöntemlerinin uygulanması
nedeniyle orman ve arazi kullanımından kaynaklanan sera gazı emisyonu oranı
düşürülmüştür. Bu durum, sera gazlarını azaltma yöntemlerinin bir parçası olan toprak
işleme sistemlerinin de başarılı bir şekilde kullanıldığını göstermektedir. 2010 yılında
toplam GHG emisyonlarının %24'ünü tarım ve ormancılık sektörü oluşturmuştur
(Pachauri vd., 2014).
) )
11
1.7. Sera Gazlarının Küresel Isınma Potansiyelleri
Bir maddenin, verili zaman süresi için CO2’nin etkisinin 1 birim olarak
değerlendirildiğinde, atmosferde yol açtığı göreceli ısınma etkisinin değeridir.
Karbondioksit referans alınarak tüm diğer sera gazlarının potansiyelleri belirlenmiştir.
GWP ağırlıklı emisyonlar, CO2 eşdeğerlerinin teragram ’ında ölçülür (Tg CO2 Eq.).
Bir gazın gigagram (Gg) ve Tg CO2 Eşitliği arasındaki ilişki aşağıdaki gibi ifade
edilebilir;
Tg CO2 Eq. = (Gazın Gg ) × (GWP) × (Tg
1,000 Gg) (1.1)
Burada:
Tg CO2 Eq. = CO2 Eşdeğeri Teragram’ı,
Gg = Gigagram (bin metrik tona eşdeğer),
GWP = Küresel ısınma potansiyeli,
Tg = Teragram ‘dır.
Belli bir sera gazının Dünya'nın iklimini ne derecede etkilediğini birkaç faktör belirler.
Bunlardan birinci faktör, gazın atmosferde kalma süresidir. İkinci faktör, her bir gazın
enerji soğurma yeteneğidir. Çizelge 1.1’de birkaç önemli uzun süreli sera gazı
kaynakları, ömürleri ve küresel ısınma potansiyelleri açıklamıştır. Çizelge 1.1’de
görüldüğü gibi CH4 ve N2O atmosferdeki ısıyı tutmakta CO2’den sırasıyla yaklaşık 7-
62, 161-282 kat daha etkilidir.
Çizelge 1.1. Başlıca sera gazları ve onların atmosferdeki ömürleri, ışınımsal zorlama
ve küresel ısınma potansiyelleri (Wallington 2009; Liebig vd., 2012)
Başlıca Sera
Gazları
Atmosferik
Ömrü (yıl)
Küresel ışınımsal zorlama
Küresel Isınma
Potansiyeli
(W m-2)
2009
(W m-2)
1979 beri artış 20 yıl 100 yıl 500 yıl
(W m-2) %
CO2 * 1.760 0.734 72 1 1 1
CH4 12 0.502 0.083 20 62 23 7
N2O 114 0.173 0.074 75 282 306 161
12
*Farklı uzaklaştırma işlemi için farklı gaz alım oranı geçerli olduğundan, CO2 için tek
bir yaşam süresi belirlenemez, gaz zaman içinde yok edilmez (Houghton vd., 2001),
bunun yerine okyanus-atmosfer-kara sisteminin farklı bölümleri arasında hareket eder.
Aşırı CO2’in bir kısmı hızla emilir (örneğin okyanus yüzeyi gibi), ancak bazıları
binlerce yıl süre ile atmosferde kalır.
1.8. Tarım Sektöründeki Sera Gazlarını Azaltma Olanakları
Cole vd. (1997)’e göre tarım sektördeki sera gazları azaltma teknolojileri kullanarak
CO2 %32, CH4 %16 ve N2O %10 oranında toplam küresel emisyonunları azaltmak
mümkündür. Buna ek olarak %15 oranında tarım alanlarında da biyoyakıt üretimi
kullandığında, karbon korunumunun %42 'sini oluşturabilir. Uygun yönetim teknikleri
kullanılarak, tarım toprakları hem karbonu tutabilir edebilir hem de CO2, CH4 ve N2O
gazları emisyonlarını azaltabilir ve böylece onların sera etkisi azaltabilir.
Hayvancılık açısından yem kalitesi ve yönetiminin geliştirilmesi, sürü boyunun
azaltılması, hassas besleme ve yem analizleri, otlatma yönetimi, gübreleme teknikleri
ile CH4 emisyonunu azaltabilir (Hristov vd., 2013).
Toprak işleme yöntemlerinin metan (CH4) gazı emisyonu üzerine etkisi
bulunmaktadır. Hütsch (1998)’e göre sürekli pulluk ile işlenen topraktan yayılan CH4
emisyonu doğrudan ekilmiş topraktan 4.5-11 kat daha az emisyon oluşturur. Smith vd.
(2003)’e göre drenajlı toprakta sıcaklık, etkili bir faktör haline gelir, bazı ortamda
drenaj ile organik toprağın suyunu azaltması ile CH4 emisyonunu azaltırken CO2
emisyonu artışına yol açar.
Arazi kullanımı ve tarım sekürüdeki CO2 emisyonunu azaltmak için tarımsal ürünleri
için bilimsel sulama planlaması, güneş enerjisi ile kurutma, toprak işleme
makinelerinin kullanımının olabildiğince azaltılması ile fosil yakıtların sebep olduğu
CO2 emisyonlarının azaltılmasına katkıda bulunabilir. Tarladaki makinelerin
hareketlerini azaltmak için çok fonksiyonlu alet ve ekipmanlar kullanmalıdır. Yakıt
tüketimini azaltabilecek yeni makineler geliştirmek için modern mühendislik
yöntemlerinin kullanılması gerekir (Reynolds vd., 2015). Ormanlar büyük CO2
haznesini temsil ettiği için ormansızlaşmayı önleme veya azaltma zorunludur. Frye ve
13
Yıl
Alışılagelmiş Toprak işleme
Azaltılmış Toprak işleme
Top
rak
C (
g m
-2)
Şekil 1.7. Koruyucu toprak işlemenin toprak karbon tutumu
üzerine etkisi (Matson vd., 1997)
Philips (1980)’e göre kulaklı pulluk yerine diskaro veya çizel kullanarak enerji
gereksinimleri sırasıyla %65 ‘ten %39 ’a kadar azaltılabilir. Toprak işleme toprak
organik maddenin (SOM) kaybına yol açmaktadır (Corsi vd., 2012). Rusu (2014)’na
göre toprak frezesi veya çizel ve freze ile toprak işleme kulaklı pulluk ve diskaro ile
toprak işlemeden daha iyi SOM’yi korumaktadır. Alışılagelmiş toprak işlemede
özellikle kulaklı pulluk kullanılırken toprak çok kabartılır ve sonuç olarak topraktaki
CO2 üretici organizmaları zarar görür hem ve toprak yüzeyindeki bitkisel atıklar
toprağa gömülür. Ancak bu atıklar toprak üzerinde örtü olarak kaldığında CO2
emisyonunu engeller. Buna ek olarak gömülen atıklar toprakla karıştırılırsa (freze
kullanımında olduğu gibi) hızlı ayrışarak CO2 emisyonu artışına neden olur. Reicosky
(1997)’e göre kulaklı pulluk yerine çizel kullanıldığında tahıl atıklarının
ayrışmasından dolayı yayılan CO2 oranı %134’ten %54’e düşürüldüğü bildirilmiştir.
Uzun yıllar koruyucu toprak işleme nedeniyle topraktaki karbonun geri kazanılması
Şekil 1.7’de aşağıda verilmiştir.
Yoğun mono kültürlerin rotasyonları ile koruyucu toprak işleme, çok fazla karbon
birikmesine yol açmaz ( Robert, 2001). Toprak işleme derinliği ve toprak nemi ile CO2
emisyonu doğrudan orantılıdır (Namdari vd., 2011). Başka bir deyişle topraktaki CO2
emisyonunun azaltılması için alışılagelmiş toprak işleme yerine koruyucu veya toprak
işlemesiz tarım yöntemleri kullanmalıdır. Teorik olarak bütün LU’dan çıkan CO2
karasal biyosfere geri kazanılsa, atmosferdeki CO2 yoğunlaşması 40-70 ppm daha
azaltılabilecektir (Houghton vd., 2001). Çizelge 1.2 ‘de bitki atıkları ve toprak işleme
ile İklim türüne bağlı olarak CO2 emisyonunu azaltma potansiyeli gösterilmiştir.
14
Çizelge 1.2. Toprak işleme yöntemlerine bağlı yılık CO2 emisyonunu azaltma
potansiyeli (Smith vd., 2007)
İklim türü Azaltma potansiyeli ortalaması
(tCO2/ha/yıl)
Serin, kuru 0.15
Serin, nemli 0.51
Ilık, kuru 0.33
Ilık, nemli 0.70
Sonuç olarak, tarım sektöründeki CO2 emisyonları ürün rotasyonları ve toprak işleme
yöntemleri ile azaltılması çok etkili olmasa bile, bu yöntemleri uygularken, ürün
verimi miktarına zarar vermeden yakıt tüketimi azaltılabilecektir. Hernanz vd.
(2014)’a göre geleneksel toprak işleme yerine sıfır toprak işleme veya azaltılmış
toprak işleme yöntemleri kullanılarak enerji kullanım verimliliği sırasıyla %14 ve %11
oranında azaltılabileceği bildirilmiştir.
1.9. Toprak Fiziksel Özellikleri İle CO2 Emisyonu Arasındaki İlişki
Toprak fiziksel özellikleri de karbondioksit emisyonu üzerine etkilidir. Elde edilen
çalışmalar küçük agregatların daha fazla sera gazı emisyonu oluşturduğu yönündedir.
Barreto vd. (2009)’na göre 2-0.250 mm agregatların 8 mm ve daha büyük agregatlara
göre daha çok CO2 emisyonu oluşturduğu bildirilmiştir. Bunu açıklamada, büyük
agregatın küçük agregata göre daha fazla organik karbonu tutması ve böylece küçük
agregattan daha fazla CO2’i tutması gerekçe olarak gösterilmiştir. Altıkat (2013)’e
göre toprak sıkışmasının penetrasyon direncini artırdığı ve CO2 emisyonunu azalttığını
ayrıca büyük agregat daha az CO2 emisyonu oluşturmuştur.
Hacim ağırlığı ile CO2 emisyonu arasında ters bir orantı bulunmaktadır. Chappell ve
Johnson (2015)’e göre yüksek hacim ağırlığındaki toprağın, düşük hacim ağırlığına
sahip topraktan daha az CO2 emisyonu oluşturmuştur. Ball vd. (2008)’e göre yağış
nedeniyle toprağın büyük boyutlu porozitesi yağış suyu dolmuş ve CO2 emisyonu
azalmıştır.
Franzluebbers vd. (1995), Karbondioksit emisyonunun toprak sıcaklığı artışıyla
artığını bildirmiştir.
15
Toprak işleme derinliği ve sistemi toprak fiziksel özellikleri üzerine etkili olabilir ve
bu durum CO2 emisyonu miktarını değiştirebilir. Amin vd. (2014), bir kez derin çizel
ile toprak işlemenin iki kez kültivatör ile toprak işlemeden daha düşük penetrasyon
direnci ve daha yüksek toprak nemi oluşturmuştur. Disk ile toprak işlemede ilk günden
sonraki ölçümlerde işlenmemiş topraktan daha çok CO2 emisyonu oluşmuş, ayrıca
disk ile işlenen toprakta işlenmemiş toprağa kıyasla daha az toprak nemi saptanmıştır
(Calderon ve Jackson, 2002). Kaynak özellikleri bölümünde, farklı toprak işleme
yöntemleri ile toprak CO2 emisyonu ilişkileri ortaya konmuştur.
16
2. KAYNAK ÖZETLERİ
Abid ve Lal (2008), iki farklı toprak işleme yönteminin (Çizel ve sıfır toprak işleme)
drenajlı ve drenajsız topraklardaki ortalama ağırlıklı çapı (MWD), organik karbon ve
hacim ağırlığı üzerine etkisini saptamışlardır. Sonuçlara göre bütün toprak
derinliklerinde toprak işleme yöntemleri hacim ağırlığı ve toplam porozite üzerine
etkili olduğu bildirilmiştir. Tüm yöntemlerde MWD değeri derinlik artış ile istatiksel
olarak artmıştır. Toprak organik maddesi (SOM), sıfır toprak işlemede, çizel ile toprak
işlemeden daha çok bulunmuştur. Sıfır toprak işleme, çizel ile toprak işlemeden daha
yüksek porozite ve düşük hacim ağırlığı ile sonuçlanmıştır.
Abu-Hamdeh (2004), toprak işleme yöntemlerinin (kulaklı pulluk, çizel pulluğu ve
diskli pulluk) su tutma kapasitesi ve diğer toprak fiziksel özellikleri üzerine etkisini
araştırmışlardır. Deney sonuçlarına göre infiltrasyon oranı toprak işleme
yöntemlerinden etkilenmiştir. Çizel uygulamasında toprağa suyun nüfuzu diğer
aletlerden daha fazla olmuştur. Çizel ile işlenen uygulamadaki hacim ağırlığının, diskli
ve kulaklı pulluk uygulamalarından daha az olduğu bildirilmiştir.
Akbolat vd. (2009), toprak işlemede kullanılan aletlere bağlı topraktan CO2
emisyonunu belirlemek için yaptıkları bir çalışmada; en fazla toprak CO2
emisyonunun pulluğu içeren alışılagelmiş toprak işleme yönteminde elde edildiği,
bunu sırasıyla daha az sayıda ve yüzeysel işleme yapan, rototiller, çizel, diskaro ve
kontrol uygulamasının izlediği bildirilmiştir.
Akbolat ve Kucukalbay (2014), nohut yetiştiriciliğinde yerel olarak kullanılmakta olan
alışılagelmiş (kulaklı pulluk) toprak işleme, azaltılmış (çizel) toprak işleme ve
doğrudan ekim (direk ekim) yöntemlerinin toprak karbondioksit (CO2) emisyonu
üzerine etkisini belirlemek için yaptıkları bir çalışmada en fazla toprak CO2 emisyonu
doğrudan ekim uygulamasında elde edilmiş bunu sırasıyla azaltılmış ve geleneksel
sistem izlemiştir.
Alam vd. (2013), üç ürün sistemi ile çizel 20-25 cm derinlikte ve rototiller 10-12 cm
derinlikte toprak işlemede kullanılarak en iyi toprak fiziksel özellikleri ve ürün verimi
belirlenmiştir. Araştırma sonucuna göre, sıfır toprak işleme ve rototillere göre çizel
17
uygulamasında daha düşük hacim ağırlığı, daha düşük toprak nemi ve yüksek toprak
porozitesi elde edilmiştir.
Al-Kaisi ve Yin (2005), kulaklı pulluk kullanımının, daha az yoğun toprak işleme (dip
kazan, çizel ve şerit halinde toprak işleme) ve sıfır toprak işleme yöntemlerine göre
toprak CO2 emisyonlarını artırdığı bildirilmiştir. Ayrıca, bitki örtülü işlenmemiş
toprak, bitki örtüsüz işlenmemiş topraktan %24 oranında daha çok CO2’i tutmuştur.
Alvarez vd. (1995), kulaklı pulluk, çizel ve toprak işlemesiz tarımı temsil eden üç
toprak işleme yöntemini denemişlerdir. 12 yıllık çalışma sonunda, organik karbon ve
mikrobiyal biyokütle içeriği ve derinliğe dağılımı belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara
göre toprak işlemesiz tarımda elde edilen organik karbon pulluk ve çizel
uygulamalarından %42-50 oranında daha yüksek bulunmuştur. Ayrıca laboratuvar
deneyinde, toprak işlemesiz ve çizel uygulamasında toprağın yüzeyindeki organik
madde kulaklı pulluk uygulamasındaki organik maddeden daha kolay parçalanmıştır.
Amin vd. (2014), farklı toprak işleme aletlerinin toprak fiziksel özellikleri üzerine
etkisinin incelendiği bir çalışma yapmışlardır. Araştırmada kullanılan toprak işleme
aletleri; kültivatör x 2, çizel, kulaklı pulluk, diskaro ve kültivatör x1 her birini
(kültivatör × 2 hariç) freze izlemiştir. Araştırma sonuçlarına göre; çizel ve kulaklı
pulluk ile 40 cm derinliğe kadar toprak işlemede diğer yöntemlere göre; en düşük
hacim ağırlığı, düşük penetrasyon direnci ve yüksek su içeriği elde edildiği
bildirilmiştir.
Ball vd. (1999), toprak işleme yöntemlerine bağlı olarak, toprak CO2 emisyonunu
belirlemek için iki dönem (1996, 1997) kulaklı pulluk ile iki farklı derinlikte (20 ve 30
cm) toprak işleme ve sıfır toprak işleme yöntemlerini uygulama olarak denemişlerdir.
Sonuçlara göre ekimden sonra toprak işleme derinliğine bağlı olarak CO2 emisyonu
etkilenmemiş, ancak CO2 emisyonu yağmur yağışı nedeniyle sıfır toprak işleme
uygulamasında diğer uygulamalardan daha az etkilenmiştir.
Ball vd. (2008), pulluk ile toprak işleme ve sıfır toprak işleme yöntemlerinin toprak
yüzeyinde bitki ve bitkisiz olması durumunda, CO2 ve N2O emisyonları ölçülmüştür.
Sonuçlara göre, sıfır toprak işleme ve bitki yokluğunda CO2 emisyonu artmıştır. Nadas
18
arazideki sıfır toprak işleme uygulamasında, pulluk ile toprak işleme uygulamasından
daha fazla CO2 emisyonu saptanmıştır.
Calderon ve Jackson (2002), toprak frezesi ve diskli pulluğun ve alt uygulama olarak
sulamanın azot dinamiği, mikrobiyal biokütle ve karbondioksit emisyonu üzerine
etkisini belirlemişlerdir. Sulamadan sonra tüm deney arazilerindeki CO2 emisyonu
artırmıştır. Ayrıca diskli toprak işleme sonucu CO2 emisyonu miktarı kontrol
uygulamasına göre üç kat daha fazla gerçekleşmiştir.
Campbell (2012), karbon bütçesi ile ilgili olarak, iki farklı araziden 50 yıl boyunca
elde edilen veri tabanına göre bir tez çalışması yapmıştır., Denemede farklı iki ürün
rotasyonu (mısır-mısır, mısır-soya fasulyesi) kullanılarak toprak işleme yöntemi
olarak; kulaklı pulluk, çizel ve sıfır toprak işleme uygulama olarak ele alınmıştır. Her
iki deneme yerinde de çizel ile 20-25 cm, kulaklı pulluk ile 20 cm derinlikte toprak
işlenmiştir. Birinci sitede (Wooster) sıfır toprak işlemenin karbon bütçesi, kulaklı
pulluk ve çizel ile toprak işlemenin karbon bütçesinden daha az bulunmuştur., İkinci
sitede (Hoytville) ise bunun aksi sonuçlar bulunmuştur.
de Moraes vd. (2016), farklı süreler ile farklı toprak işleme yöntemleri
uygulamalarında toprak porozitesi ve hacim ağırlıklarını değerlendirilmişlerdir. İlk 10
cm derinlikte, diskaro ile toprak işlemedeki hacim ağırlığı, sıfır toprak işleme ve çizel
ile toprak işlemeden daha yüksek bulunmuştur. 10 cm ve üzerinde derinlikteki hacim
ağırlığı ve porozite değerleri sıfır toprak işleme ve çizel ile toprak işleme
uygulamalarında, diskaro ile toprak işleme uygulamasından daha düşük bulunmuştur.
Bu araştırmaya göre çizel ile toprak işlemenin toprak fiziksel özelikleri üzerine etkileri
en fazla 22 aya kadar sürmüştür. Çizel ile toprak işlemenin toprak fiziksel özellikleri
üzerine etkisi 20 cm toprak derinliğinin altındaki katmanda etkili olmuştur.
Hazarika vd. (2009), toprak üzerinde saman varlığı ve yokluğuna dayalı olarak, üç
farklı toprak işleme yöntemi kullanılarak 23 yıllık bir araştırma yürütmüşlerdir. Saman
varlığı halinde, sığ derinlikte (15 cm) çizel ya da sıfır toprak işleme (5 cm derinlikte)
’deki hacim ağırlığı sırasıyla, kulaklı pulluktan %8-11 ve %5 daha yüksek
bulunmuştur. Ancak, aynı yöntemler 25 cm derinlikte kulaklı pulluk uygulamasındaki
hacim ağırlığından %3.4-6.6 daha düşük bulunmuştur. İlk 5 cm toprak derinliğindeki
19
saman varlığı ya da yokluğu, çizel ve sıfır toprak işlemedeki SOM ‘sini, kulaklı
pulluktan daha çok artırmıştır. 15-25 cm derinlikte, çizel ve kulaklı pulluk, sıfır toprak
işlemeden daha fazla organik karbonu toprağa bağlamıştır.
Heidarpur vd. (2011), kuru koşullarda, toprak işlemenin hacim ağırlığı ve toprak nemi
üzerine etkisini saptanmak için beş farklı toprak işleme aletlerini kullanarak bir
deneme gerçekleştirmişlerdir. Denemede toprak işleme aletleri; kulaklı pulluk +
diskaro, çizel pulluk + diskaro, sabit kulaklı pulluk + diskaro, sweep + diskaro’dan
ibarettir. Kulaklı pulluk + diskaro uygulamasında en düşük hacim ağırlığı değeri elde
edilmiştir. Ürün çiçeklenme döneminde, en yüksek toprak nemini kulaklı pulluk +
diskaro kombinasyonu sağlamıştır. Ancak, dane olum zamanında çizel + diskaro
kombinasyonu en iyi toprak işleme yöntemi olarak belirlenmiştir.
Horak vd. (2014), geleneksel toprak işleme (22-25 cm derinlikte diskli pulluk), ve
azaltmış toprak işleme (10-12 cm derinlikte diskli pulluk) temsil ettiği bir çalışmayı
yürütmüşlerdir. Sonuçlara göre, azaltmış toprak işleme geleneksel toprak işlemeden
daha çok CO2 emisyonu oluşturmuştur. Denemenin ilk 14 gününde iki muameleden
de en çok CO2 emisyonu oluşmuştur. Ayrıca, toprak nemi CO2 emisyonunu
etkilememiştir.
Jabro vd. (2010), farklı toprak işleme derinliğinin toprak fiziksel özellikleri üzerine
etkisi uygulamasında bir araştırma yapmışlardır. Çalışmada diskli pulluk (10 cm
derinlikte) ve çizel (20 cm derinlikte) ile toprak işleme yapılarak, bunlar sırasıyla
yüzeysel ve derin toprak işleme uygulamaları olarak adlandırılmıştır. Derin toprak
işlemedeki hacim ağırlığı yüzeysel toprak işlemeden daha düşük bulunmuştur. Derin
toprak işleme yüzeysel toprak işlemeden daha fazla porozite oluşturmuştur. Yüzeysel
toprak işlemedeki penetrasyon direnci (0-20 cm için) derin toprak işlemeden daha
yüksek bulunmuştur. Gravimetrik nem içeriği ve hava ile dolu boşluk hacmi derin
toprak işlemede kısmen yüzeysel toprak işlemeden daha yüksek bulunmuştur.
Kabiri vd. (2015), uzun süreli (6 yıl boyunca) 5 farklı toprak işleme aleti kullanarak
bir araştırma yapmışlardır. Çizel ve freze uygulamasında, kulaklı ve diskli pulluğa
göre daha büyük toprak partikülü (MWD) elde edilmiştir. SOM açısından, her dört alet
kullanımı arasında farklılık bulunmamıştır. Karbon havuzu agregat boyutlarıyla da
20
ilişkili olduğu, çizel ve freze ile toprak işlemede 0.25 mm’den daha büyük agregatların
karbon havuzunun içeriğini % 10 -11 oranda artırdığı, ancak 0.25 mm’den daha küçük
agregatların ise karbon havuzu içeriğini %50-66 oranda azalttığı bildirilmiştir.
Karlen vd. (1995), uzun dönem (12 yıl) çizel, kulaklı pulluk ve sıfır toprak işleme
yöntemlerinin kullanıldığı bir çalışmada bazı toprak kalite parametreleri belirlenmiştir.
Penetrasyon direnci açısından, bahsedilen toprak işleme yöntemleri arasında istatiksel
olarak farklılık bulunmamıştır. İlk 50 cm derinlikte kulaklı pulluk, çizel ve sıfır toprak
işlemede su içeriği sırasıyla %23.1, %25.5 ve %32.4 olarak birbirini izlemiştir. Ancak,
15-50 cm derinlik arasında, çizel ve kulaklı pulluk ile toprak işlemedeki hacimsel su
içeriği, sıfır toprak işlemeden daha yüksek bulunmuştur. Uzun dönem toprak işlemesiz
tarım toprak kalitesini artırmıştır.
Kumar vd. (2014), uzun dönemli (18 yıl) bir çalışmada sıfır toprak işleme ve 20 cm
derinlikte çizel ile toprak işlemenin SOC üzerine etkisi belirlenmiştir. Bu çalışma
sonunda, sıfır toprak işleme, çizel ile toprak işlemeden daha çok SOC artışı
sağlamıştır; sıfır toprak işlemedeki SOC, çizel toprak işlemeden 0-10, 10-20 ve 40-60
cm derinlikte sırasıyla %25, %37 ve %32 oranda daha yüksek bulunmuştur. Sıfır
toprak işleme, çizel ile toprak işlemeden daha yüksek MWD oluşturmuştur. Çizel ile
toprak işlemede, sıfır toprak işlemeye göre daha yüksek hacim ağırlığı elde edilmiştir.
La Scala vd. (2001), döner diskli pulluk, diskli tırmık, rototiller ve çizel pulluğu ile
kontrol, toprak işleme yöntemleri olarak kullanılarak toprak CO2 emisyonları
saptanmıştır. Araştırmaya göre en yüksek toprak karbondioksit emisyonu (0.48 g m-2
h-1) çizel uygulamasında elde edilirken en düşük emisyon (0.20 g m-2 h-1) ise kontrol
uygulamasında elde edilmiştir.
López-Garrido vd. (2009), alışılagelmiş (kulaklı pulluk, 25-30 cm derinlik) ve
azaltılmış (çizel ile 25 cm derinlik), sıfır toprak işleme yöntemlerinin toprak CO2
emisyonu üzerine etkisi belirlenmiştir. Üç ve on beş yıl sonunda alışılagelmiş toprak
işleme uygulamasında sırasıyla 905 ve 801 g C m-2 yıl-1 kayıp gerçekleşmiştir. Ancak,
bu durum çizel ve sıfır toprak işlemede sırasıyla 764 ve 718 g C m-2 yıl-1 olduğu
bildirilmiştir. Toprak derinliği 0-10 cm’de çizel ve sıfır toprak işleme, alışılagelmiş
toprak işlemeden sırasıyla 1.24 ve 1.17 kez daha fazla SOC ’u toprakta biriktirmiştir.
21
Lu ve Liao (2017), toprak CO2 emisyonunu saptanmak için, farklı toprak işleme
aletleri kullanarak bir çalışma yürütmüşlerdir. Sonuçlara göre, sıfır toprak işleme, çizel
ve freze uygulamasında saptanan CO2 emisyonu, kulaklı pulluk uygulamasından daha
az olduğu bildirilmiştir. Ayrıca, kurak tarım arazileri üzerinde Çizel kullanımı
ekonomik açıdan olumlu sonuçlar ortaya koymuştur.
Moussadek vd. (2011), bir Akdeniz bölgesinde farklı toprak işleme yöntemlerinin
toprak CO2 emisyonu üzerine etkisini belirmek için bir araştırma yapmışlardır. Bu
araştırmada çizel (20 cm) ile diskli pulluk (25 cm) tırmık (15 cm) ve sıfır toprak işleme
uygulaması ele alınmıştır. Sonuç olarak, geleneksel toprak işleme uygulamasında en
fazla CO2 emisyonu belirlenmiş (4.9 g m-2 h-1), bunu sırasıyla azaltılmış toprak işleme
(2.1 g m-2 h-1) ve sıfır toprak işleme (0.7 g m-2 h-1) izlemiştir. Toprak nemi ve sıcaklığı
ile CO2 emisyonları arasında düşük düzeyde korelasyon bulunmuştur.
Prior vd. (2004), ilkbahar ve sonbahar dönemlerinde çizel, diskaro ve toprak işlemesiz
sistemin CO2 emisyonu üzerine etkisi belirlenmiştir. Çalışmaya göre sonbahar
döneminde işlenmemiş toprak ve çizel ile işlenen toprak, diskarodan daha az CO2
emisyonu oluşturmuştur. Sonbahar döneminde, çizel toprak işlemesiz yöntemde
diskaro ile işlenen uygulamadan daha az CO2 emisyonu gerçekleşmiştir. Sonuç olarak
sonbahar ve ilkbaharda en fazla CO2 emisyonu diskli pulluk uygulamasında olurken
bunu sırasıyla çizel ve sıfır toprak işleme izlemiştir. Güz sezonundaki emisyon
ilkbahardan daha yüksek bulunmuştur.
Rátonyı vd. (2017), iki azotlu gübre dozu ile üç toprak işleme yönteminin (kulaklı
pulluk 30 cm, şeritsel işleme 28 cm ve çizel 35 cm) CO2 emisyonu üzerine etkisi
karşılaştırılmıştır. Genel olarak şerit halinde toprak işlemedeki CO2 emisyonları
miktarı, çizel ve kulaklı pulluk uygulamasından daha az elde edilmiştir. Araştırmanın
birinci döneminde en çok CO2 emisyonu kulaklı pulluk uygulamasında elde edilmiş,
ancak ikinci dönemde ise, en fazla CO2 emisyonu çizel pulluğu uygulamasında
saptanmıştır.
Reicosky (1997), beş farklı toprak işleme yöntemi (kulaklı pulluk, kulaklı pulluk +
diskaro × 2, diskaro, çizel ve sıfır toprak işleme) kullanılarak kısa dönemli CO2
22
emisyonunun belirlendiği bir çalışmada, bu sistemlerde sırasıyla 249, 129, 106, 99.8
ve 49.9 g C m-2 emisyon değerleri saptanmıştır.
Reicosky ve Archer (2007), pulluk kullanılarak dört farklı işleme derinliğinin (102,
153, 203 ve 280 mm) toprakta C tutumu ve CO2 emisyonunu üzerine etkisini
belirlemek için bir çalışmayı yapmışlardır. Belirtilen derinlikler için sıfır toprak işleme
sistemine göre sırasıyla 3.8, 6.7, 8.2 ve 10.3 kat daha fazla CO2 emisyonu
gerçekleşmiştir. Bu sonuç, toprak işlemede seçilen iş derinliğinin topraktan CO2
emisyonu miktarını üzerine oldukça etkili olduğunu göstermektedir.
23
3. MATERYAL VE YÖNTEM
3.1. Materyal
Deneme Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Araştırma ve Uygulama
Çiftliğinde 26 Temmuz 2017 ile 27 Eylül 2017 tarihleri arasında yürütülmüştür.
Deneme alanı %33,9 kum, %43,8 silt ve %22,3 oranında kil içeren, organik madde
oranı ortalama %1.7 ve pH değeri 7.87 olan tınlı karakterli toprak bünyesine sahiptir
(Karatepe, 2000).
Çalışmada güç kaynağı olarak bölümümüze ait 66 kW güç değerine sahip traktör
kullanılmıştır.
3.1.1. Denemde kullanılan çizel pulluğu
Denemede, yörede yaygın olarak kullanılan beş ayaklı çizel pulluğu kullanılmıştır.
Denemede tohum yatağı hazırlığında kullanılan çizelin şekli aşağıda verilmiştir (Şekil
3.1).
Şekil 3.1. Deneme kullanılan çizel pulluğu
24
Denemede kullanılan çizel pulluğunun özellikleri Çizelge 3.1’de verilmiştir.
Çizelge 3.1. Deneme kullanılan çizelin özellikleri
Özellik Değer
İş genişliği (cm) 140
İş derinliği (cm) 45
Toplam ayak sayısı (adet) 5
Bir sıradaki ayaklar arası mesafe (cm) 50
İki ayak arası iş genişliği (cm) 25
Alet toplam ağırlığı (kg) 570
3.1.2. Penetrasyon direnci ölçüm cihazı
Toprağın düşey yönde alet ve makinalara gösterdiği penetrasyon direncinin
belirlenmesinde ve farklı derinliklerde toprak işlemenin toprakta sıkışıma üzerine
etkisini belirlemede, dijital Eijkelkamp Penetrologger (Model 06.15 Eijkelkamp,
Giesbeck, The Netherlands) kullanılmıştır. Deneme kullanılan Penetrologger’ın Şekli
3.2’de aşağıda verilmiştir. Toprak penetrasyon dirençlerini belirlemede kullanılan
Penetrologgerin; hafızası 1500, kuvvet çözünürlüğü 1 N, maksimum penetrasyon
direnci 1000 N, ölçüm derinliği 80 cm, derinlik çözünürlüğü 1 cm, GPS doğruluğu 2.5
m dir. Kullanılan penetrologgerin koni alanı 2 cm2 ve 60° uç açısına sahiptir.
Şekil 3.2. Deneme kullanılan penetrologger
25
3.1.3. Toprak CO2 emisyonu ölçüm sistemi
Toprak CO2 emisyonu; PP SYSTEMS (PP Systems, Hitchin, UK) “Soil CO2 flux
system” ile belirlenmiştir (Akbolat ve ark, 2009). Sistem; integral analizör, toprak nem
probu (opsiyonel), CFX-2 flux çember ve toprak / hava sıcaklığı probundan
oluşmaktadır (Şekil 3.3).
Şekil 3.3. Denemede kullanılan karbondioksit ölçüm cihazı
3.1.4. Toprak fiziksel özelliklerini saptanmada kullanılan malzemeler
Toprak hacim ağırlığı, porozite ve nem içeriğinin belirlenmesi için 5 cm çapında ve
100 cm3 hacmindeki bozulmamış toprak örneği alma silindirleri kullanılmıştır.
Denemede tarladan alınan toprak örneklerinin kurutulmasında “Nüve” marka etüv
kullanılmıştır.
Toprak ortalama ağırlık çapını saptamada, (MWD), değişik çap grubunda elekler (63,
elek açıklıkları 32, 16, 8, 4, 2, 1, 0.5 ve 0.5 mm olan) ve mekanik sarsıcı kullanılmıştır.
Toprak nemi için toprak örneklerinin alınmasında, toprak burgusu kullanılmıştır.
26
Toprak örneklerini tartmak için hassasiyeti 0.01 olan ve maksimum tartımı kapasitesi
6 kg olan hassas terazi kullanılmıştır.
3.2. Yöntem
Denemede kullanılan arazide deneme öncesi buğday yetiştirilmiştir. Buğday
hasadından sonraki gün deney için hazırlıklar başlatılmıştır. Hasat sonrası yüzeyde
kalan bitkisel atıklar, rastgele belirlenen noktalardaki 1 m2 alan içinde bulunan
kalıntılar toplanarak tartılmıştır. Hasattan sonra toprak yüzeyini örten buğday samanı
(sap + saman) miktarı ve anız boyu sırasıyla 672 g m-2 ve 12 cm olarak belirlenmiştir.
Hasattan iki gün sonra; yağmurlama sistemi kullanılarak günde 6 saat süre ile iki gün
boyunca sulama yapılmıştır. Sulamadan sonra, tarla tava gelmesi için 5 gün kadar
bekletilmiştir.
Toprak örneklerini alınması, CO2 emisyonu ve penetrasyon direncinin ölçümlerine
toprak işleme bittikten hemen sonra başlanmıştır. Toprak işlemeden sonraki günde ise
uygulamalara göre toprak ortalama ağırlıklı çapı için (MWD) örnekler alınmıştır. CO2
emisyonu ölçümleri işlemeden sonra iki ay boyunca devam etmiştir. İlk günlerde
ardışık olarak daha sık aralıklarla CO2 emisyonları ölçülürken, daha sonra ölçüm
aralıkları açılarak gittikçe artırılmıştır.
3.2.1. CO2 emisyonu, buharlaşma ve toprak sıcaklığın ölçümü
CO2 emisyonun sistemi; çember içindeki (toprak solunumu) ve normal atmosferdeki
CO2 değerlerinin karşılaştırılması ilkesine göre çalışmaktadır. Sistem ile CO2
emisyonu yanında buharlaşma (H2O evaporation), toprak/hava sıcaklığı değeri de
ölçülmektedir. Her parselden rastgele seçilen üç noktadan üçer ölçüm alınmıştır.
Toprak CO2 emisyonu ölçümüne; topraktan çıkan CO2 emisyonunda değişim
sabitleninceye kadar devam edilmiştir. Seçilen noktalara çember toprak içine 1.5 cm
çakılarak dış ortamla tamamen yalıtılmıştır.
Toprak sıcaklığını ölçmek için sıcaklık probu 20 cm toprak derinliğine batırılmıştır.
Toprak neminin etkisini gözlemlemek için, CO2 emisyonu ölçümü yapılan tüm
27
noktalardan toprak örneği de alınarak laboratuvarda gravimetrik yönteme göre toprak
nem içerikleri saptanmıştır. Toprak işemeden sonra CO2 emisyonu miktarlarında
değişim olmadığı gözlemlendiğinde (bu süre toprak işlemeden sonra 63. gün) ölçümler
bitirilmiştir. CO2 emisyonu ölçümleri toprak işlemeden hemen sonra (0 ilk gün
ölçümü) olmak üzere, 1, 2, 3, 4, 6, 9, 14, 20, 27, 32, 37, 42, 47, 56 ve 63. günlerde
yapılmıştır. Toprak işlemeden sonraki ilk günlerde, toprakta birikmiş gazlar nedeniyle
emisyon fazla olduğu için ölçüm sıklıkla (her gün aynı saatlerde), daha sonra ara
açılmıştır.
3.2.2. Penetrasyon direnci ölçümü
Her parselden 9 tekerrürlü olarak yapılan ölçümlerde, istenilen derinliğe göre, kN
olarak okunan değerleri, koni alanına bölünmek suretiyle kN cm2 olarak kaydedilmiş,
daha sonra MPa’a çevrilerek gerekli istatistiksel analizler yapılmıştır (Akbolat ve ark,
2009).
3.2.3. Ortalama ağırlıklı çapı (MWD)’ının saptanması
Derinlik değişiminin toprak granül büyüklüğüne etkisini belirlemek için Ortalama
Ağırlık Çapı değerleri belirlenmiştir. Farklı derinliklerde işlenen toprağın Ortalama
Ağırlık Çapı (MWD) değerlerini belirlemek için denemelerden sonra her uygulamadan
(muamele) üç tekerrürlü olmak üzere, 0-30 cm toprak derinliğinden alınan yaklaşık 5
kg’lık toprak örnekleri laboratuvarda yaklaşık 30 gün kurutularak daha sonra elek
analizleri yapılmıştır. Elek açıklıkları; 63, 32, 16, 8, 4, 2, 1, 0.5 ve 0.25 mm olan elekler
kullanılarak toprak örnekleri 9 ayrı parça boyutuna ayrılmıştır (Verhulst vd., 2013).
Mekanik sarsıcı kullanılmadan önce; ön denemeler ile, titreşim frekansı ve titreşim
süresi belirlenmiş ve buna göre eleme işlemi yapılmıştır. Daha sonra elek üstü ve
eleklerden geçen miktarlar belirlenerek muameleler arası değerlendirmeler
yapılmıştır. Ortalama Ağırlıklı Çapını hesaplamada aşağıdaki eşitlik kullanmıştır
(Verhulst vd., 2013):
MWD = ∑ Xi Wi
n
i=1
(3.1)
28
Burada; MWD: Ortalama ağırlıklı çapı,
Xi: (önceki elek çapı + mevcut elek çapı) / 2 (mm),
Wi: Mevcut elekteki örnek ağırlığı / tüm örneğin ağırlığı (%)
3.2.4. Toprak hacim ağırlığı, porozite ve nem içeriğinin saptanması
Toprak işlemeden hemen sonra her parselden iki tekerrürlü olmak üzere, 0-10, 10-20
ve 20-30 cm toprak derinliklerinden alınan örnekler, laboratuvar ortamında tartıldıktan
sonra etüvde 105° C’ de 24 saat kurumaya bırakılmıştır (Baver vd., 1972). Daha sonra
buharlaşan nem miktarı saptanarak diğer değerler belirlenmiştir (Sims vd., 1994;
Akbolat, 1997):
ρ = M
V (g cm-3) (3.2)
Burada, ρ: Hacim ağırlığı (g cm-3),
M: Bozulmamış toprak örneği ağırlığı (g),
V: Bozulmamış strüktüre sahip toprak örneği hacmi (silindir hacmi (cm³)).
Vp% = 100 − (hacim ağırlığı (k. b. )
özgül ağırlığı ) × 100 (3.3)
Burada, Vp: porozite,
Ortalama toprak özgül ağırlığı = 2.65,
Kuru baza göre toprak nem içeriği;
Toprak nemi içeriği (%) =W2 − W3
W3 − W1 × 100 (3.4)
Burada; W1, kap ağırlığı (dara),
W2, kap ağırlığı + nemli toprak ağırlığı,
W3, kap ağırlığı + kurutulmuş toprak örneği ağırlığıdır.
29
3.2.5. Deneme düzeni ve uygulaması
Çizel ile tohum yatağı hazırlığında; 15 cm (A), 25 cm (B), 35 cm (C) ve işlenmemiş
alan, kontrol (D) olarak olmak üzere 4 toprak işleme uygulaması (yöntem) ele
alınmıştır (Şekil 3.4). Her yöntem üç tekerrürlü olarak denenmiştir. Parsel boyutları
ise (3 × 40) m. Denemede yöntemler tesadüf parselleri deneme düzenine göre
parsellere rastgele dağıtılmıştır. Parsel boyut ve yöntemlerin (muamele) parseller
dağıtımı aşağıdaki gibidir.
B1
C1 A1 D1 C2 B2 A2 D2 B3 C3 A3 D3
Şekil 3.4. Deneme planı
Toprak işleme için her parsele girişte, işleme derinliklerinin belirlenmesi ve
sabitlenmesi için çizel ayaklarına yapılan işaretlemeler sürekli kontrol edilmiştir.
3.2.6. İstatiksel analiz
Elde edilen verilerin istatiksel olarak analizinin yapılması için MINITAB® paket
programı kullanılmıştır. Bazı özellikler arasındaki korelasyonu belirlemek için IBM®
SPSS® Statistics 23 yazılımı kullanılmıştır. Toprak işleme uygulamaları arasındaki
farkı belirlemek amacıyla Tukey testi ile ortalamalar p ≤ 0.01 düzeyinde
karşılaştırılmıştır.
30
4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA
4.1. Toprak CO2 Emisyonları
Toprak işlemeden hemen sonra (aynı gün) ölçümlere başlanarak deneme süresince
(yaklaşık 2 ay) alınan veriler Şekil 4.1’de verilmiştir. Sonuçlara göre, derin toprak
işlemenin (35 cm) CO2 emisyonları üzerine etkileri açıkça görülmektedir. İlk
ölçümdeki CO2 emisyonu en fazla C uygulamasında olmak üzere (0.538 g m-2 h-1)
bunu sırasıyla B (0.385), D (0.1388) ve A (0.1382 g m-2 h-1) uygulamaları izlenmiştir.
Şekil 4.1. Toprak işlemeden sonraki geçen süreye bağlı olarak toprak karbondioksit
emisyonları
Toprak işlemeden sonraki aynı günde Çizelge 4.1’e göre (D, A ve B) arasında istatiksel
olarak fark bulunmamıştır (p ≤ 0.01). Ancak, diğerlerinden daha derin toprak işleme
uygulaması olan C uygulamasındaki CO2 emisyonu miktarı en yüksek olanıdır ve
istatistiksel olarak diğerlerinden farklıdır. Ayrıca, kontrol uygulamasındaki CO2
emisyonu, A uygulamasından biraz fazla CO2 emisyonu oluşturmuş ancak istatistiksel
olarak aralarındaki farklılık önemsiz bulunmuştur. Yüzeysel işlemede, bitki
kalıntılarını vb. toprakla karıştırmak yerine toprak yüzeyinde kalmış olması da CO2
emisyonunu azaltmada etkili olmuş olabilir. Başka bir deyişle, işleme derinliği
yanında yüzeysel işlemede bitki kalıntılarının CO2 emisyonunu azaltıcı bir fonksiyonu
olmuş olabilir. (Reicosky ve Archer, 2007) yaptığı bir çalışmasında kulaklı pulluk ile
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
26-7
27-7
28-7
29-7
30-7
1-8
4-8
9-8
15-8
22-8
27-8
1-9
6-9
11-9
20-9
27-9
0 1 2 3 4 6 9 14 20 27 32 37 42 47 56 63
Kar
bondio
ksi
t (C
O2)
emis
yonu
(g m
-2 h
-1)
Toprak işlemeden sonra geçen süre (gün) ve ölçüm tarihleri
A (15 cm) B (25 cm) C (35 cm) D (kontrol)
31
toprağı derin işleyerek alt üst ettiği için toprak yüzeyinden anız toprağa gömülmüştür.
Yüzeysel toprak işlemeye göre derin işlemede topraktan daha fazla CO2 emisyonu
salınmıştır. Çalışmamızda C ve B uygulamalarında çizel, toprağın daha derinine nüfuz
ederek alt tabaka kırılmış ve bu durumda, toprağa sıkışmış olan CO2 emisyonu
özellikle işleme sonrası ilk ölçümde aşırı derecede emisyon oluşturmuştur. Toprak
işlemeden hemen sonraki ilk ölçümde saptanan CO2 emisyonu Çizelge 4.1 ‘de aşağıda
verilmiştir.
Çizelge 4.1. Toprak işlemeden hemen sonraki ilk ölçümde saptanan CO2 emisyonu
Uygulama CO2 ortalamaları
C 0.538 a*
B 0.385 ab
D 0.139 b
A 0.138 b
* Tukey testine göre, kolondaki farklı değerler p<0.01 önem düzeyinde birbirinden farklıdır
Toprak işleme sonrası aynı günde, tüm toprak işleme uygulamalarında CO2 emisyonu
aşırı derecede yüksek bulunmuştur (Şekil 4.1). Bunun nedeni toprak por ve
boşluklarında biriken gazların ani olarak toprak yüzeyine çıkmasıdır. Birinci güne
kıyasla, diğer günlerde toprak CO2 emisyonu gittikçe azalmıştır. Bu azalmanın
nedenleri, toprağın oturması (sıkılaşması), toprak neminin gittikçe azalması ve buna
bağlı olarak toprak mikroorganizma faaliyetlerinin azalması ile açıklanabilir. Bu
durum, yapılan birçok çalışmada bu yönde gelişmiştir (Hampson ve Foglia, 1999;
Dick, 1994; Bazzaz, 1990). Deneme süresince Ziraat Fakültesi Araştırma Çiftliğinde
bulunan meteoroloji istasyonundan elde edilen yağışlı gün ile yağış değerleri Çizelge
4.2’de verilmiştir.
Çizelge 4.2. Deneme arasındaki yağmurlu günler ve yağış miktarları
Yağışlı günler
Tarih 03-08 04-08 05-08 06-08 16-08 18-08 19-08 21-08 30-08 31-08 18-09
Yağış miktarı
(mm) 4.6 7.2 0.2 1.8 3.6 1 4 11.4 10 0.2 3
Denemenin 3. gününden itibaren toprak neminin yükselmesi ile uygulamaların
CO2’emisyonları tekrar yükselmiştir (Şekil 4.1). Bu durumdan D uygulamasının
32
toprak CO2 emisyonu değeri diğer uygulamalara göre daha az etkilenmiştir. Bunun
nedeni D uygulamasında yağışın toprak içine nüfuz edemeyişi olabilir. Deneme
sırasında bazı günlerdeki yağan yağmur ile CO2 emisyonu miktarı açık bir şekilde
doğru orantılıdır (Çizelge 4.2) (ölçümün 9., 27., 37. ve 56. günü (Şekil 4.1)). Yağışın
CO2 emisyonu üzerine etkisi konusunda Novara vd. (2012) adlı araştırıcıların
çalışmaları da benzer sonuçlara sahiptir.
Yağışın toprak CO2 emisyonu üzerine etkisi, denemeden sonraki 27. günde daha
belirgin olarak ortaya çıkmış ve uygulamaların CO2 emisyonu ortalamaları arasındaki
farklılık artmıştır. Deneme boyunca yağış ve rüzgâr etkisinden dolayı toprak yüzeyi
üzerindeki bitki kalıntıları azalmış, bu yüzden önceki günlerde CO2 emisyonunu
engellediği düşünülen anız örtüsünün CO2 emisyonunu önleyici işlevi de kalmamıştır
(Akbolat ve Ekinci, 2017). Buna ek topraktaki bitki kökleri de organik karbona
dönüştüğü için CO2 emisyonu oluşturma potansiyeli azalmıştır denebilir. Denemenin
son günlerinde A, B ve C yöntemlerdeki CO2 emisyonunun D uygulamasından yüksek
olması, toprağın işlemiş olması ile açıklanabilir.
Denemenin son günlerinde, yağış nedeniyle uygulama B ve C’deki toprak
yüzeylerinde ince bir katı toprak tabakası oluştuğu izlenmiştir. Oluşan bu katı
tabakanın CO2 emisyonunu azaltıcı yönde etkili olmuş olabilir (örnek olarak 42. gün
(Şekil 4.1)). Toprak işlemeden sonraki 56. gündeki (Şekil 4.1) yağış (Eylül 18. günü
(Çizelge 4.2)) kontrol uygulamasını diğer uygulamalardan daha az etkilemiştir.
Elde edilen toprak CO2 emisyonu verileri istatistiksel olarak analiz edilerek
ortalamalar karşılaştırılmıştır (Çizelge 4.3). Uygulamaların ortalamasına göre C
uygulamasında en yüksek CO2 emisyonu elde edilmiş ve istatistiksel olarak diğer üç
uygulamadan farklı bulunmuştur (p ≤ 0.01). Sonuçlara göre, ilk güne kıyasla ilerleyen
süreçlerde uygulamalar arasındaki fark (yağışlı günler dışında) gittikçe azalmıştır
(Çizelge 4.1). Toprak CO2 emisyonlarının birikimli olarak değerlendirilmesi Şekil
4.2’de aşağıda verilmiştir. Deneme süresince CO2 emisyonları birikimli olarak A, B,
C ve D uygulamaları için sırasıyla 243.7, 275.8, 320.5 ve 274,7g CO2 m-2 olarak
bulunuştur.
33
Çizelge 4.3. CO2 emisyonun ortalamaları
Uygulama CO2 ortalamaları
C 0.214 a*
B 0.173 b
D 0.166 b
A 0.149 b
* Kolondaki aynı harfler arasında p ≤ 0.01 önem seviyesinde istatiksel olarak fark bulunmamaktadır.
Çizelge 4.3’e göre istatiksel değerlendirmeye göre işleme derinliği arttıkça toprak CO2
emisyonu artmıştır. Buradan çıkarılan sonuç, ilk gün B uygulamasından salınan CO2
emisyonu deneme sonuna kadar aynı miktarda sürmemiştir. Diğer bir deyişle, derin
toprak işleme halinde, en çok CO2 toprak işlemeden hemen sonra salınmıştır. B
uygulamasının istatiksel analizdeki D uygulamasına üstünlüğü ilk günkü emisyona
aittir.
Şekil 4.2 ’ye göre çoğu durumda D uygulamasındaki birikimli toprak CO2
emisyonunun yükselmesi kademeli olarak artmıştır. Ancak işlenmiş toprak CO2
emisyonu (özellikle C) hızlı artan bir yükseliş göstermemektedir. İşlenmemiş (D
uygulaması) toprak derin olarak işlenmiş topraktan ve yağan yağıştan daha az
etkilenmiştir.
Şekil 4.2. Birikimli toprak karbondioksit (CO2) emisyonu
0
50
100
150
200
250
300
350
1 2 3 4 6 9 14 20 27 32 37 42 47 56 63
Bir
ikim
li t
opra
k k
arbondio
ksi
t
emis
yonu (
g m
-2)
Toprak işleme sonrası geçen süre (gün)
A B C D
34
Çizelge 4.3 ve Şekil 4.3’e göre CO2 emisyonunu azaltmak açısından en uygun toprak
işleme yönteminin yüzeysel (A) işleme olması gerektiği ortaya çıkmıştır. Ayrıca, B
yönteminin de, istatistiksel anlamda A yönteminden farklı olmadığı belirlenmiştir.
Ancak, toprak işleme derinliğine göre traktör yakıt tüketiminin artacağı da dikkate
alınırsa toprağın olabildiğince yüzeysel işlenmesinin hem enerji tüketiminin
azaltılması hem de CO2 emisyonunun azaltılması için gerekli ve zorunlu olduğu
anlaşılmaktadır.
Şekil 4.3. Uygulamalara göre toprak CO2 emisyonları arasındaki farklık, p ≤ 0.01.
4.2. Topraktan Buharlaşma ve Toprak Sıcaklığı
Önceki çalışmalardan anlaşılacağı üzere, genellikle toprak CO2 emisyonu ile
buharlaşma arasında doğrusal bir ilişki bulunmaktadır. Bu durum Çizelge 4.5’ten de
açıkça anlaşılmaktadır. Çalışmada, toprak işlemeden hemen sonraki, ilk ölçümde tüm
uygulamalardaki buharlaşma kontrol uygulamasından daha yüksektir (Şekil 4.4).
Ancak kontrol uygulamasındaki buharlaşma 2. günden sonra özellikle 27. güne kadar
diğer uygulamalardan daha yüksek seyredilmiştir. Yağmur nedeni ile son günlerde A,
B ve C uygulamalarındaki buharlaşma D uygulamasından daha fazladır. Toprak CO2
emisyonu ile buharlaşma arasında birbirini izleyen bir ilişki bulunmaktadır. Hammel
vd. (1981)’e göre işlenmiş ve işlenmemiş uygulamalar, buharlaşma açısından
karşılaştırılmış ve en fazla buharlaşma işlenmemiş uygulamada gözlenmiştir. Massee
ve Siddoway (1969)’a göre çizel ile işlenen uygulamada, toprak daha fazla yağmur
0,21 a
0,17 b 0.16 b0.14 b
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
C B D A
Topra
k C
O2
emis
yo
nu
(g m
-2h
-1)
Deneme konuları (A-15, B-25, C-35, D-kontrol)
35
suyu tutmuştur. Lindstrom vd. (1974)’a göre çizel ile toprak işleme soğuk
mevsimlerde daha iyi topraktaki suyu tutmuş, ancak bu miktar yaz mevsiminde
azalmıştır., Schillinger ve Floyd (1993)’e göre yaz mevsiminde işlenmiş toprak
nadastan daha iyi su tutmuştur. İlk gün ve 27. günler dışında, buharlaşmanın D
uygulamasında diğer uygulamalardan daha yüksek olması yukarıdaki referanslarla
uyum sağlamaktadır.
Şekil 4.4. Topraktan buharlaşma (H2O emisyonu)
İstatiksel olarak C uygulamasında, A, B ve D uygulamalarından daha fazla buharlaşma
(H2O emisyonu) meydana gelmiştir, (p ≤ 0.01). Topraktan olan buharlaşma
ortalamaları Çizelge 4.4’de verilmiştir.
Çizelge 4.4. Topraktan ortalama buharlaşma miktarları
Uygulama Buharlaştırma
(g m-2 h-1)
C 5.76 a*
B 5.27 ab
D 5.26 ab
A 4.51 b
* Aynı harflerar asında istatiksel olarak fark yoktur, p ≤ 0.01.
0123456789
1011121314
26-7
27-7
28-7
29-7
30-7
1-8
4-8
9-8
15-8
22-8
27-8
1-9
6-9
11-9
20-9
27-9
0 1 2 3 4 6 9 14 20 27 32 37 42 47 56 63
Topra
kta
n b
uh
arla
şma
(H2O
)
(g m
-2h
-1)
Toprak işlemeden sonra geçen süre (gün) ve ölçüm tarihleri
A (15 cm) B (25 cm) C (35 cm) D (kontrol)
36
Toprak CO2 emisyonu ile buharlaşma ve sıcaklık arasındaki korelasyonu belirlemek
için SPSS programı ile "Pearson Correlation" değerlendirmesi yapılmıştır. Çizelge
4.5’e göre CO2 emisyonu ile buharlaşma arasında pozitif bir ilişki vardır. Bu ilişkinin
derecesi istatiksel olarak 0.48’dir. Diğer bir deyişle, buharlaşma arttıkça CO2
emisyonu da buna paralel olarak artmaktadır. Ancak bu sonuçlara göre CO2 emisyonu
ile toprak sıcaklığı arasında herhangi bir ilişki bulunmamıştır.
Çizelge 4.5. Toprak CO2 emisyonu, buharlaşma ve sıcaklık arasındaki korelasyon
CO2 T H2O
CO2
Pearson korelasyonu 1 .022 .481**
Sig. .377 .000
Kareler toplamları ve Çapraz Çarpım 95.481 47.134 903.028
Kovaryans .058 .029 .551
N 1639 1639 1639
T
Pearson Correlation .022 1 .066**
Sig. .377 .007
Kareler toplamları ve Çapraz Çarpım 47.134 48761.1 2809.1
Kovaryans .029 29.769 1.715
N 1639 1639 1639
H2O
Pearson Correlation .481** .066** 1
Sig. .000 .007
Kareler toplamları ve Çapraz Çarpım 903.02
8 2809.078 36951.546
Kovaryans .551 1.715 22.559
N 1639 1639 1639
** Anlamlı korelasyon, p ≤ 0.01.
Deneme süresince toprak CO2 emisyonu ölçümlerine paralel olarak belirlenen 0-20 cm
derinlikteki toprak sıcaklıkları şekil 4.5’te aşağıda verilmiştir. Ağustosun 9. gününde
toprak sıcaklığın artması aynı günde hava sıcaklığının artışı ile (Çizelge 4.6) ilişkili
olabilir.
Çizelge 4.6. Deneme arasındaki günlerin hava sıcaklığı
Tarih 26.7 27.7 28.7 29.7 30.7 1 . 8 4 . 8 9 . 8 15.8 22.8 27.8 1 . 9 6 . 9 11.9 20.9 27.9
Sıca-
klık
(°C)
24.7 22.7 21.2 21.0 22.9 24.2 19.5 26.5 24.4 21.2 21.2 19.9 19.3 23.6 23.4 19.3
37
D uygulamasında en yüksek toprak sıcaklığı ölçülmüştür. Ancak, yüzeysel toprak
işleme en düşük toprak sıcaklığına yol açmıştır. Çizelge 4.7’ye göre deneme
uygulamaları arasında sadece A ve D uygulamaları arasında sıcaklık açısından
istatiksel olarak anlamlı fark vardır (p ≤ 0.01).
Şekil 4.5. Toprak CO2 emisyonuna paralel olarak saptanan toprak sıcaklıkları
Çizelge 4.7. Toprak sıcaklığı ortalamaları
Uygulama Sıcaklık °C
A 31.8 b*
B 32.3 ab
C 32.0 ab
D 33.4 a
* Aynı harfler arasında istatiksel olarak farklılık bulunmamaktadır, p ≤ 0.01.
4.3. Toprak Nemi
Şekil 4.6’ya göre toprak nemi içerikleri toprak işlemeden itibaren geçen süreçte
gittikçe azalmıştır. Yağış ile nem bir miktar etkilenmiş ve deneme günleri ilerledikçe
kademeli olarak azalmıştır.
Uygulamalara göre en yüksek toprak nem içeriği istatiksel olarak C uygulamasında
belirlenmiştir (p ≤ 0.01). Ancak C uygulaması toprak nemi açısından sadece D
uygulamasından istatistiksel olarak farklı, A ve B ile aralarında fark yoktur. Bunu
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
26-727-728-729-730-7 1-8 4-8 9-8 15-822-827-8 1-9 6-9 11-920-927-9
0 1 2 3 4 6 9 14 20 27 32 37 42 47 56 63
Topra
k s
ıcak
lığı,
(T
) °C
ölçüm tarihleri ve toprak işlemeden sonra geçen süre (gün)
a b c d
38
sırasıyla B, A ve D izlenmiştir (Çizelge 4.8). B ve A ve D uygulamaları arasındaki
farklık istatistiksel olarak önemli bulunmamıştır. Bu çalışmaya göre toprak işleme
derinliği ile toprak nem tutumu arasında zayıf bir ilişki olduğu söylenebilir.
Şekil 4.6. Toprak CO2 emisyonu ölçümlerine paralel saptanan toprak nem içerikleri
Çizelge 4.8. Toprak nemi
Uygulama Nem %
C 18.3 a*
B 17.3 ab
A 16.5 ab
D 15.5 b
* Aynı harfler arasında istatiksel olarak farklılık bulunmamaktadır, p ≤ 0.01.
Toprak nemi ile toprak CO2 emisyonu arasında istatiksel olarak pozitif yönde çok zayıf
bir ilişiği bulunmaktadır (Çizelge 4.9).
Tüm uygulamaların toprak nem içerikleri toprak işlemeden sonraki geçen süreye bağlı
olarak azalmıştır (Şekil 4.6). Ancak bu azalmada uygulamalar arasında önemli oranda
bir farklılık ortaya çıkmamıştır. Toprak işleme sonrası 27. günden sonra tüm
uygulamalarda kısmi bir artış gözlenmektedir. Bunun nedeni bu tarih öncesinde yağan
yağışlar etkili olmuş olabilir. Bu artış, C uygulamasında daha derin işleme nedeniyle
suyu daha iyi tutması lie açıklanabilir. Yağışlar nedeniyle olduğu düşünülen bu artışlar
tüm uygulamalarda CO2 emisyonu artışına neden olmuştur (Şekil 4.6).
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
26-7 27-7 28-7 29-7 30-7 1-8 4-8 9-8 15-8 21-8 22-8 27-8 1-9 6-9 11-9 20-9 27-9
0 1 2 3 4 6 9 14 20 26 27 32 37 42 47 56 63
Topra
k N
em i
çeri
ği
(%
)
Ölçüm tarihleri ve toprak işlemeden sonra geçen süre (gün)
A B C D
39
Çizelge 4.9. Toprak CO2 emisyonu ile toprak nem içeriği arasındaki korelasyon
Nem % CO2
Nem
Pearson korelasyonu 1 .139*
Sig. .031
Kareler toplamları ve Çapraz Çarpım 2551.999 134.052
Kovaryans 14.099 .745
N 182 181
CO2
Pearson korelasyonu .139* 1
Sig. .031
Kareler toplamları ve Çapraz Çarpım 134.052 369.653
Kovaryans .745 2.042
N 181 182
* Korelasyon önemlidir, p ≤ 0.05.
4.4. Ortalama Ağırlık Çapı (MWD)
Toprak işleme derinliği değişimi ortalama ağırlıklı çapında (MWD) değişimlere neden
olmuştur. İstatiksel analize göre A ile D ve C ile B arasındaki önemli fark
bulunmamıştır p ≤ 0.01 (Çizelge 4.10). Guedes Filho vd. (2013)’e göre çizel ile toprak
işlemenin toprak agregasyonu üzerine etkisi 18 aya kadar sürmektedir. Ayrıca,
toprağın hacim ağırlığı ve penetrasyon direncinin iyileşmesi, toprak işleminden sonra
üç mevsime kadar uzadığı bildirilmiştir. Nunes vd. (2015), toprak işlemeden bir yıl
sonra toprak agregat yapısını toprak işlemeden önceki haline geri döndüğü
bildirmişlerdir.
Herhangi bir derinlikte çizel ile toprak işleme, toprak agregat çap boyutunu, işlemeden
önceye göre büyüterek veya küçülterek etkilemiştir. Çalışmada, toprak işlemede
derinlik arttıkça agregatların büyüklüğü artmaktadır. Tüm deney uygulamalarında 63
mm ve üzerindeki boyutta agregat bulunmamıştır. Şekil 4.7’ye göre D uygulaması
diğer uygulamalardan 16-2 mm 'lik boyutlu agregatı daha iyi korumuştur.
40
b
bab
aaa
aa
a
ab
a
ab
abb
bb
b
a
b
bbba
bb
ab
bb
a
aaa
aa
ab
0
5
10
15
20
25
30
35
40
32-6316-328-164-82-41-20.5-10.25-0.50.25 >
Topra
k a
gre
ga
ora
nı
(%)
Agregat çapı (mm)
A B C D
Çizelge 4.10. Uygulamalara göre Ortalama Ağırlıklı Çapları
Uygulama MWD (mm)
C 23.68 a*
B 23.66 a
D 13.85 b
A 12.96 b
* Aynı harfli değerler istatiksel olarak önemli değildir, p ≤ 0.01.
Çizelge 4.11. Toprak agregat çapına bağlı olarak oransal dağılım
Uygulama Agregat çapı (mm)
< 0.25 0.25-0.5 0.5-1 1-2 2-4 4-8 8-16 16-32 32-63
A 28.2 9.2 8.9 5.6 4.7 5.0 9.3 11.4 17.8
B 12.4 4.4 4.1 2.0 2.1 4.4 8.9 28.3 33.3
C 19.8 5.6 6.6 2.8 2.2 2.4 4.7 16.3 39.7
D 16.7 8.5 8.7 5.3 4.9 5.9 19.1 16.3 14.7
Aynı gruptaki aynı harfler arasında istatiksel olarak farklı yoktur, p ≤ 0.01
Şekil 4.7. Toprak agregat çapına göre uygulamaların oransal dağılım
Sonuçlara göre, toprak parçacık boyutu CO2 emisyonunu etkilemiştir. Yapılan bir
çalışmada küçük toprak parçacık boyutlu (MWD) uygulamadaki SOC büyük parçacık
boyutlu uygulamaya göre daha hızlı ayrışarak CO2 emisyonunu artırmıştır (Barreto
vd., 2009). Ancak çalışmamızda referansta belirtilenin aksine büyük parçacık boyutlu
41
uygulamalar olan C ve B uygulamalarında diğer A ve D uygulamalarına göre daha
yüksek miktarda CO2 emisyonu saptanmıştır ve bu durumdan, CO2 emisyonu üzerine
daha etkili faktörün, agregat oluşumu etkisiyle kıyaslandığında, derin toprak işlemesi
olduğu sonuçlandırılabilir.
4.5. Toprak Hacim Ağırlığı Ve Porozite
Bozulmamış toprak örneklerinin laboratuvar ortamında fırın kuru ağırlıkları bulunarak
elde edilen sonuçlar Çizelge 4.12’de aşağıda verilmiştir. Çizelge 4.12’e göre 0-30 cm
derinlik ortalamaları alındığında hacim ağırlığı ve porozite değerleri için tüm
uygulamalar arasındaki farklık bulunmamıştır (p ≤ 0.01). Ayrıca aynı toprak derinliği
için (Çizelge 4.13) bütün muameleler arasında istatiksel olarak fark bulunmamıştır (p
≤ 0.01).
Üç toprak katmanında (0-10, 10-20 ve 20-30 cm) C uygulaması en düşük hacim
ağırlığı ve en yüksek porozite değerine sahip olmuştur. Buna rağmen, bu farklık diğer
uygulamalara göre istatiksel olarak önemli bulunmamıştır. En yüksek hacim ağırlığı
toprağın 20-30 cm derinliğindeki tabakasında A ve D uygulamasında belirlenmiştir
(Çizelge 4.14). Bu çalışmadaki sonuçlar Logsdon vd. (1999) ‘un bildirdiği çizel ile 10
cm derinliğinde toprak işlemedeki hacim ağırlığı artışı ile benzerlik göstermektedir.
Ancak daha derin toprak katmanlarda elde edilen sonuçlar ile uyumlu değildir.
Çizelge 4.12. Toprak derinliği 0-30 cm ‘deki toprak hacim ağırlığı ve ortalama
porozite değerleri
Uygulama Hacim ağırlığı
(g cm-3)
Porozite
%
D 1.39a 47.48 a*
A 1.33a 49.71 a
B 1.32a 49.84 a
C 1.24a 52.98 a
* Aynı harfli değerler arasında istatiksel olarak fark bulunmamaktadır, p ≤ 0.01.
Toprak hacim ağırlığı ile porozite arasında tamamen negatif bir korelasyon
bulunmuştur p ≤ 0.01. Ayrıca, hacim ağırlığı ile toprak derinliği artışı arasında doğru
42
orantılı bir korelasyon vardır, toprak derinliği arttıkça hacim ağırlığı da artmaktadır
(Çizelge 4.13). Artışın derecesi 0.68 'dir. Böylece, hacim ağırlığı ile porozite arasında
ve porozite ile toprak derinliği artışı arasında negatif korelasyon saptanmıştır. Novara,
vd. (2012)’na göre yüksek miktardaki toprak hacim ağırlığı daha fazla toprak CO2
emisyonuna yol açmıştır. Ancak çalışmadaki uygulamalarda aynı derinlikler için elde
edilen hacim ağırlığı ve porozite değerleri arasındaki fark istatiksel olarak önemsiz
bulunmuştur. En düşük hacim ağırlığına sahip uygulama olan C uygulaması aynı
zamanda en yüksek CO2 emisyonunu oluşturan uygulama olarak da bulunmuştur.
Çizelge 4.13. Hacim ağırlığı ve porozite ile toprak derinliği arasındaki korelasyon
Hacim ağırlığı
(g cm-3)
Porozite
% Derinlik
Hacim ağırlığı 1 -1.000-** .684**
Porozite -1.000-** 1 -.684-**
Derinlik .684** -.684-** 1
** Anlamlı korelasyon var p ≤ 0.01.
Çizelge 4.14. Farklı toprak derinliğine göre hacim ağırlığı ve porozite değerleri
Uygulama
Hacim
ağırlığı
(g cm-3)
Porozite
(%)
0-10 cm
A 1.37 a 48.21 a*
B 1.28 a 51.49 a
C 1.16 a 50.98 a
D 1.37 a 48.09 a
10-20 cm
A 1.26 a 52.39 a
B 1.41 a 46.66 a
C 1.29 a 55.29 a
D 1.39 a 47.49 a
20-30 cm
A 1.36 a 48.52 a
B 1.28 a 51.35 a
C 1.27 a 52.02 a
D 1.40 a 46.83 a
* Sütundaki aynı harfler arasında istatiksel olarak
fark yoktur, p ≤ 0.01.
43
4.6. Toprak Penetrasyon Direnci
Toprak yüzeyinden 40 cm derinliğe kadar (0-40 cm) ve 10 cm artış ile toprak tabakaları
arasındaki ortalama penetrasyon direnci uygulamalara göre istatiksel olarak önemli
bulunmamıştır (Çizelge 4.15) p ≤ 0.01. D uygulamasındaki penetrasyon direnci değeri
ortalaması istatistiksel olarak diğerlerinden önemli olmasa da A, B ve C’den daha
yüksek bulunmuştur (Çizelge 4.15). Bu uygulamada toprak işlenmediği için beklenen
bir sonuçtur. Ayrıca, A, B ve C uygulamaları yüksekten düşüğe doğru, D uygulamasını
izlemiş, işleme derinliği artışı ile penetrasyon direnci azalmıştır. Çizel ile farklı
derinlikte toprak işlemede derinlik artışı toprak parçacık boyutunu (Çizelge 4.11)
artırmış ancak derin kabartma nedeniyle penetrasyon direnci yüzeysel işlemeye göre
kısmi olarak azalmıştır (Çizelge 4.15).
Çizelge 4.15. Toprağın 0-40 cm derinliğindeki penetrasyon direnci ortalamaları
Uygulama Penetrasyon direnci
MPa
D 1.19 a *
A 1.13 a
B 1.12 a
C 1.10 a
* Sütundaki aynı harfle değer arasında istatiksel olarak fark yoktur, p ≤ 0.01.
Çizelge 4.16’ya göre 0 ve 10 cm toprak derinliğinde uygulamalar arasında istatistiksel
olarak farklılık bulunmamıştır. 20 cm toprak derinliğinde ise sadece B uygulaması A
ve D’den farklı iken C uygulamasından farklı değildir. Toprak derinliği 30 cm ‘de ise
A ve D uygulaması arasında fark bulunmazken her iki uygulama da B ve C
uygulamasından farklıdır. Anılan derinlikte en yüksek penetrasyon direnci A ve D ‘de
belirlenmiştir. Toprak derinliği 40 cm olan katmanda en yüksek penetrasyon direnci
kontrol uygulamasında (D) elde edilirken A, B ve C uygulamaları sırasıyla birbirini
izlemiştir. Sonuçlara göre çizel ile toprak işleme derinliği arttıkça penetrasyon direnci
azalmıştır. Bu durum toprağın gevşetilme derinliği arttığı için beklenen bir sonuçtur.
Bu çalışma sonuçları, Kumar vd. (2012) tarafından bildirilen hacim ağırlığı arttıkça
toprak direncinin artığına dair bildirişle uyumludur.
44
Çizelge 4.16. Deney uygulamalarının farklı derinliklerdeki penetrasyon direnci (MPa)
değerlerinin karşılaştırılması
Uygulama Toprak derinliği (cm)
0 10 20 30 40
A 0.51 ab* 0.82 ab 1.2 b 1.42 a 1.61 ab
B 0.50 ab 0.88 ab 1.30 a 1.37 b 1.44 b
C 0.48 ab 1.03 a 1.29 ab 1.38 b 1.27 b
D 0.57 a 0.91ab 1.19 b 1.42 a 1.88 a
* Aynı sütundaki aynı harfler arasında istatiksel olarak fark bulunmamaktadır, p ≤ 0.01.
Uygulamalar arasında, gerek 0-40 cm toprak derinliğindeki değerler (Çizelge 4.16) ve
gerekse 0, 10, 20 ve 30 cm farklı toprak derinliklerindeki karşılaştırmalarda önemli
derecede farklılık bulunmamıştır.
45
5. SONUÇ VE ÖNERİLER
Çizel ile farklı derinlikte toprak işlemeden sonra kısa dönemde toprak karbondioksit
emisyonu davranışını ve toprak fiziksel özellikleri değişimin belirlemek için yapılan
çalışmada elde edilen sonuçlar aşağıya verilmiştir.
Toprak işleme derinliği değişimi (özellikle 35 cm derinlik) toprak CO2 emisyonu
miktarını artırmıştır. En çok CO2 emisyonu miktarı toprak işlemeden hemen sonraki
ilk ölçümlerde saptanmıştır. Toprak işlemeden sonraki ilerleyen süreçlerde, toprak
CO2 emisyonu gittikçe azalmıştır. Bu azalma tüm uygulamalar için geçerlidir. Deneme
süresince yağan yağış, toprak CO2 emisyonunu artırıcı yönde etkili olmuş, özellikle
derin işleme uygulamalarındaki bu etki toprak işlemeden sonra uzun bir süre geçmiş
olsa bile yüzeysel işlemeye göre daha fazla olmuştur. Bu durum, derin işleme ile
toprağın su alma ve iç kısımlara nüfuz etkisinin daha iyi olması ile açıklanabilir.
Kontrol uygulamasında (D), toprak yüzeyinden olan CO2 emisyonunun yüzeysel
işlenen A uygulamasından daha yüksek olması ilgi çekici bulunmuştur. Tüm denenen
uygulamalarda yüzeysel toprak işleme en az CO2 emisyonu oluştururken, derinlik
arttıkça karbondioksit emisyonu de artmıştır. Deneme sonunda toprak CO2 emisyonu
ortalamaları A, B, C ve D uygulamaları için sırasıyla 0.148, 0.172, 0.213 ve 0.165 g
m-2 h-1 olarak bulunmuştur. Kümülatif olarak deneme sonu itibarıyla (63. gün)
karbondioksit emisyonu A, B, C ve D uygulamaları için sırasıyla 243.7, 275.8, 320.5
ve 274.7 g m-2 ‘dir.
Topak buharlaşması (H2O emisyonu) işleme derinliği artışı ile artmıştır. Toprak CO2
emisyonuna paralel olarak buharlaşma da buna paralel bir seyir izlemiştir. En az
buharlaşma yüzeysel toprak işlemede gerçekleşmiştir. Buharlaşma A, B, C ve D
uygulamaları için sırasıyla 4.51, 5.27, 5.76 ve 5.26 g m-2 h-1 olarak belirlenmiştir.
Toprak buharlaşması ile toprak CO2 emisyonu arasında pozitif bir korelasyon elde
edilmiştir.
Genel olarak, D uygulaması diğer uygulamalara göre daha iyi toprak sıcaklığını
korumuştur. Ayrıca, toprak sıcaklığı ile buharlaşma arasında zayıf ve pozitif bir
korelasyon bulunmuştur. Ancak, toprak CO2 emisyonu ile toprak sıcaklığı arasında
herhangi bir korelasyon bulunmamıştır.
46
Toprak nemi açısından, derin toprak işleme uygulaması özellikle C en iyi toprak
nemini korumuştur. Kontrol uygulamasında en az toprak nemi saptanmıştır. Toprak
CO2 emisyonu ve toprak nemi arasında pozitif bir korelasyon elde edilmiştir. Toprak
nemi ortalamaları (yaklaşık iki ay) A, B, C ve D uygulamaları için sırasıyla %16.5,
%17.3, %18.3 ve %15.5 olarak belirlenmiştir. Üç farklı işleme derinliğinin nem
ortalamaları arasında istatistiksel olarak farklılık bulunmamış, sadece D uygulaması A
uygulamasından farklı bulunmuştur.
Ortalama ağırlık çapları toplamı (MWD) açısından C ve B uygulamaları A ve B
uygulamalarından yüksek ve bu yükseklik önemli bulunmuştur. Bu yükseklik oransal
olarak %170’e ulaşmıştır. Ortalama ağırlık çapları toplamı; A, B, C ve D uygulamaları
için sırasıyla 12.96, 23.66, 23.68 ve 13.85 mm olarak belirlenmiştir. İşleme derinliği
artışı parça boyutunu artırmıştır.
En düşük hacim ağırlığı ve yüksek porozite derin toprak işleme uygulamasında
saptanmıştır. Toprak profil derinliği arttıkça hacim ağırlığı artmıştır. Uygulamalar
arasında porozite açısından farklılık bulunmamıştır. Hacim ağırlığı A, B, C ve D
uygulamaları için sırasıyla 1.33, 1.32, 1.24 ve 1.39 g cm-3 olarak bulunmuştur.
Toprak işleme derinliği, penetrasyon direnci üzerine kısmi olarak etkili olmuştur.
Toprak işleme derinliği artışı ile penetrasyon direnci azalmış ancak bu azalma
istatistiksel olarak önemli bulunmamıştır. Toprak penetrasyon direnci 0-40 cm toprak
derinliğinde ortalama olarak A, B, C ve D uygulamaları için sırasıyla 1.13, 1.12, 1.10
ve 1.19 MPa olarak belirlenmiştir.
Elde edilen araştırma sonuçlarına göre; toprak CO2 emisyonu ve topraktan
buharlaşmanın azaltılması açısından çizel ile en uygun toprak işleme derinliği 15 cm
olarak önerilmektedir. Çizel pulluğu ülkemizde ve yöremizde uzun yıllar pulluk
kullanımından kaynaklanan toprak sıkışması sorununu belli ölçülerde azalttığı için
yaygın bir kullanıma sahiptir. Diğer deyişle dipkazan aletine bir alternatif olarak
kullanılmaktadır. Ancak toprak sıkışması (taban taşı oluşumu) uzun sürede oluştuğu
için her yıl derin toprak işlemede kullanımı yüksek bir enerji gideri oluşturacak aynı
zamanda toprak karbondioksit emisyonunu da artırarak çevresel problem
oluşturacaktır. Bu nedenle her yıl kullanılacaksa mutlaka yüzeysel işlemede
47
kullanılmalı (bu derinlik 35 cm ’nin altında olmalı), taban taşı sorununu çözmek için
derin toprak işlemede kullanılacaksa 3-4 yılda bir kullanılmalıdır.
48
KAYNAKLAR
Abid, M. and Lal, R., 2008. Tillage and drainage impact on soil quality: I. Aggregate
stability, carbon and nitrogen pools. Soil and Tillage research, 100(1-2), pp.89-
98.
Abu-Hamdeh, N.H., 2004. The effect of tillage treatments on soil water holding
capacity and on soil physical properties. In Conserving soil and water for
society: sharing solutions. ISCO 13th international soil conservation
organization conference, Brisbane Australia, paper (No. 669, pp. 1-6).
Akbolat D., Evrendilek, F., Coskan, A., Ekinci, K. 2009. Quantifying soil respiration
in response to short-term tillage practices: a case study in southern Turkey.
Acta Agriculturae Scandinavica Section B–Soil and Plant Science, 59(1), 50-
56.
Akbolat D., Kucukalbay M. 2014. Influence of seed bed preparation methods in
chickpea cultivation on soil carbon dioxide (CO2) emissions. Polish Journal of
Environmental Studies, 23(4).
Akbolat, D., 1997. Toprak İşleme Makineleri, ders notları, ÇÜ.Ceyhan Meslek
Yüksekokulu Basım Ünitesi, No:18, Ceyhan-Adana.
Akbolat, D., Ekinci, K., Camcı Çetin S., ve Çoskan, A. 2004. Farklı Toprak işleme
Sistemlerinin Toprakta Organik Maddenin Ayrışmasına Etkisi. Süleyman
Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 8, 152-160.
Akbolat, D. and Ekinci, K., 2017. The Effect of Straw Incorporation into The Soil on
Soil Carbon Dioxide Emission. Scientific Papers-Series A-Agronomy, 60,
pp.15-18.
Alam, M.K., Salahin, N., Rashid, M.H., Islam, A.B.M.J. and Hossain, M.N., 2013.
Effect of tillage depths and cropping systems on soil physical properties in grey
terrace soils. Research WebPub Vol. 1(5), pp. 70-76.
Al-Kaisi, M.M. and Yin, X., 2005. Tillage and crop residue effects on soil carbon and
carbon dioxide emission in corn–soybean rotations. Journal of Environmental
Quality, 34(2), pp.437-445.
Altıkat, S., 2013. Effects of aggregate size and compaction level on CO2-C fluxes and
microbial populations. Gaziosmanpașa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi,
30(2), pp.55-61.
Alvarez, R., Diaz, R.A., Barbero, N., Santanatoglia, O.J. and Blotta, L., 1995. Soil
organic carbon, microbial biomass and CO2-C production from three tillage
systems. Soil and Tillage Research, 33(1), pp.17-28.
Amin, M., Khan, M.J., Jan, M.T., Tariq, J.A., Hanif, M. and Shah, Z., 2014. Effect of
different tillage practices on soil physical properties under wheat in semi-arid
environment. Soil and Environment, 33(1), pp.33-37.
49
Anonim, 2014. greenhouse gas emissions from agriculture forestry and other land use.
Erişim Tarihi:26.04.2017.
http://www.fao.org/assets/infographics/FAO-Infographic-GHG-en.pdf.
Anonim, 2018. Carbon Dioxide in Soil. Erişim Tarihi:03.052017
http://www.gly.uga.edu/railsback/Fundamentals/1121WeatheringCO207.pdf.
Ball, B. C., Crichton, I., Horgan, G. W., 2008. Dynamics of upward and downward
N2O and CO2 fluxes in ploughed or no-tilled soils in relation to water-filled
pore space, compaction and crop presence. Soil and Tillage Research, 101(1),
20-30.
Ball, BC., Scott A. and Parker, JB. 1999. Field N2O, CO2 and CH4 fluxes in relation
to tillage, compaction and soil quality in Scotland. Soil Tillage Research 53,
29-30.
Barker T., I. Bashmakov, L. Bernstein, J. E. Bogner, P. R. Bosch, R. Dave, O. R.
Davidson, B. S. Fisher, S. Gupta, K. Halsnæs, G.J. Heij, S. Kahn Ribeiro, S.
Kobayashi, M. D. Levine, D. L. Martino, O. Masera, B. Metz, L. A. Meyer,
G.-J. Nabuurs, A. Najam, N. Nakicenovic, H. -H. Rogner, J. Roy, J. Sathaye,
R. Schock, P. Shukla, R. E. H. Sims, P. Smith, D. A. Tirpak, D. Urge-Vorsatz,
D. Zhou, 2007: Technical Summary. In: Climate Change 2007: Mitigation.
Contribution of Working Group III to the Fourth AssessmentReport of the
Intergovernmental Panel on Climate Change [B. Metz, O. R. Davidson, P. R.
Bosch, R. Dave, L. A. Meyer (eds)], Cambridge University Press, Cambridge,
United Kingdom and New York, NY, USA, pp.25-93.
Barreto, R.C., Madari, B.E., Maddock, J.E., Machado, P.L., Torres, E., Franchini, J.
and Costa, A.R., 2009. The impact of soil management on aggregation, carbon
stabilization and carbon loss as CO2 in the surface layer of a Rhodic Ferralsol
in Southern Brazil. Agriculture, ecosystems & environment, 132(3-4), pp.243-
251.
Baver L.D., W.H. Gardner, W.R. Gardner, 1972. Soil Physics. John Wiley and Sons,
Inc., New York.
Bazzaz, F. A. 1990. The response of natural ecosystems to the rising global CO2
levels. Annual review of ecology and systematics, 21(1), 167-196.
Calderon, F. and Jackson, LE. 2002. Rototillage, disking, and subsequent irrigation:
Effects on soil nitogen dynamics, microbial biomass, and carbon dioxide
efflux. J. Environmental quality, 31, 752-758.
Campbell, B.D., 2012. Carbon budgets and greenhouse gas emissions associated with
two long-term tillage and crop rotation sites in Ohio (Doctoral dissertation, The
Ohio State University).
Chappell, C. and Johnson, A., 2015. Influence of pH and bulk density on carbon
dioxide efflux in three urban wetland types. Professional Agricultural Workers
Journal, 3(1), p.5.
50
Chatskikh, D., Olesen, J.E., Hansen, E.M., Elsgaard, L. and Petersen, B.M., 2008.
Effects of reduced tillage on net greenhouse gas fluxes from loamy sand soil
under winter crops in Denmark. Agriculture, Ecosystems & Environment,
128(1-2), pp.117-126.
Cole, C.V., Duxbury, J., Freney, J., Heinemeyer, O., Minami, K., Mosier, A., Paustian,
K., Rosenberg, N., Sampson, N., Sauerbeck, D. and Zhao, Q., 1997. Global
estimates of potential mitigation of greenhouse gas emissions by agriculture.
Nutrient cycling in Agroecosystems, 49(1-3), pp.221-228.
Corsi, S., Friedrich, T., Kassam, A., Pisante, M. and Sà, J.D.M., 2012. Soil organic
carbon accumulation and greenhouse gas emission reductions from
conservation agriculture: a literature review. Food and Agriculture
Organization of the United Nations (FAO).
de Moraes, M.T., Debiasi, H., Carlesso, R., Franchini, J.C., da Silva, V.R. and da Luz,
F.B., 2016. Soil physical quality on tillage and cropping systems after two
decades in the subtropical region of Brazil. Soil and Tillage Research, 155,
pp.351-362.
Dick, R.P., 1994. Soil Enzyme Activities as Indicators of Soil Quality1. Defining soil
quality for a sustainable environment, (definingsoilqua), pp.107-124.
Franzluebbers, A.J., Hons, F.M. and Zuberer, D.A., 1995. Tillage-induced seasonal
changes in soil physical properties affecting soil CO2 evolution under intensive
cropping. Soil and Tillage Research, 34(1), pp.41-60.
Friedrich, T., Derpsch, R. and Kassam, A., 2012. Overview of the global spread of
conservation agriculture. Field Actions Science Reports. The journal of field
actions, (Special Issue 6).
Frye, W.W. and Phillips, S.H., 1980. How to grow crops with less energy. In Cutting
Energy Costs. The 1980 Yearbook of Agriculture. U.S. Department of
Agriculture, Washington D.C, pp.16-24.
Guedes Filho, O., da Silva, A.P., Giarola, N.F.B. and Tormena, C.A., 2013. Structural
properties of the soil seedbed submitted to mechanical and biological chiseling
under no-tillage. Geoderma, 204, pp.94-101.
Hammel, J.E., Papendick, R.I. and Campbell, G.S., 1981. Fallow tillage effects on
evaporation and seedzone water content in a dry summer climate. Soil Science
Society of America Journal, 45(6), pp.1016-1022.
Hampson, J.W. and Foglia, T.A., 1999. Effect of moisture content on immobilized
lipase-catalyzed triacylglycerol hydrolysis under supercritical carbon dioxide
flow in a tubular fixed-bed reactor. Journal of the American Oil Chemists'
Society, 76(7), pp.777-781.
51
Hazarika, S., Parkinson, R., Bol, R., Dixon, L., Russell, P., Donovan, S. and Allen, D.,
2009. Effect of tillage system and straw management on organic matter
dynamics. Agronomy for sustainable development, 29(4), pp.525-533.
Heidarpur, N.A., Abdipur, M. and Vaezi, B., 2011. Effects of tillage on bulk density
and soil moisture content in wheat-fallow rotation under dry conditions.
Scientific Research and Essays, 6(17), pp.3668-3674.
Hernanz, J.L., Sánchez-Girón, V., Navarrete, L. and Sánchez, M.J., 2014. Long-term
(1983–2012) assessment of three tillage systems on the energy use efficiency,
crop production and seeding emergence in a rain fed cereal monoculture in
semiarid conditions in central Spain. Field Crops Research, 166, pp.26-37.
Horak, J., Igaz, D. and Kondrlova, E., 2014. Short-term soil carbon dioxide (CO2)
emission after application of conventional and reduced tillage for red clover in
Western Slovakia. Eurasian Journal of Soil Science, 3(3), p.206.
Houghton, J.T., Albritton, D.L., Meira Filho, L.G., Cubasch, U., Dai, X., Ding, Y.,
Griggs, D.J., Hewitson, B., Isaksen, I., Karl, T. and McFarland, M., 2001.
Technical summary of working group 1. In Climate Change 2001: The
Scientific Basis. Contributions of Working Group I to the Third Assessment
Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge
University Press.
Hristov, A.N., Oh, J., Lee, C., Meinen, R., Montes, F., Ott, T., Firkins, J., Rotz, A.,
Dell, C., Adesogan, C. and Yang, W., 2013. Mitigation of greenhouse gas
emissions in livestock production-A review of technical options for non-CO2
emissions (Vol. 177, No. 177). FAO.
Hütsch, B.W., 1998. Tillage and land use effects on methane oxidation rates and their
vertical profiles in soil. Biology and Fertility of Soils, 27(3), pp.284-292.
Metz, B., Davidson, O.R., Bosch, P.R., Dave, R. and Meyer, L.A., 2007. Contribution
of working group III to the fourth assessment report of the intergovernmental
panel on climate change, 2007.
Jabro, J.D., Stevens, W.B., Iversen, W.M. and Evans, R.G., 2010. Tillage depth effects
on soil physical properties, sugarbeet yield, and sugarbeet quality.
Communications in soil science and plant analysis, 41(7), pp.908-916.
Kabiri, V., Raiesi, F. and Ghazavi, M.A., 2015. Six years of different tillage systems
affected aggregate-associated SOM in a semi-arid loam soil from Central Iran.
Soil and Tillage Research, 154, pp.114-125.
Karatepe M. 2000. SDÜ Çiftlik Topraklarının Elverişli Bazı Bitki Besin Elementleri
Dağılımının Araştırılması, Yüksek lisans Tezi, SDÜ. Fen Bilimleri Enstitüsü,
Toprak Anabilim dalı, ISPARTA.
52
Karlen, D.L., Wollenhaupt, N.C., Erbach, D.C., Berry, E.C., Swan, J.B., Eash, N.S.
and Jordahl, J.L., 1995. long-term tillage effects on soil quality. Soil & Tillage
Research, 1(34), pp.77-78.
Kiehl, J.T. and Trenberth, K.E., 1997. Earth's annual global mean energy budget.
Bulletin of the American Meteorological Society, 78(2), pp.197-208.
Klunich, Kimberly., et al. 2008 Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and
Sinks: 1990 – 2006. U.S. Environmental Protection Agency 1200 pennsylvania
Avenue, N.W. Washington, DC 20460 U.S.A.
Krištof, K., Šima, T., Nozdrovický, L. and Findura, P., 2014. The effect of soil tillage
intensity on carbon dioxide emissions released from soil into the atmosphere.
Agron. Res, 12, pp.115-120.
Kumar, A., Chen, Y., Sadek, M.A.A. and Rahman, S., 2012. Soil cone index in relation
to soil texture, moisture content, and bulk density for no-tillage and
conventional tillage. Agricultural Engineering International: CIGR Journal,
14(1), pp.26-37.
Kumar, S., Nakajima, T., Mbonimpa, E.G., Gautam, S., Somireddy, U.R., Kadono, A.,
Lal, R., Chintala, R., Rafique, R. and Fausey, N., 2014. Long-term tillage and
drainage influences on soil organic carbon dynamics, aggregate stability and
corn yield. Soil science and plant nutrition, 60(1), pp.108-118.
La Scala N., Lopes A., Marques J., Pereira G. T., 2001. Carbon dioxide emissions after
application of tillage systems for a dark red latosol in southern Brazil. Soil and
Tillage Research, 62(3), 163-166.
Lacis, A.A., Schmidt, G.A., Rind, D. and Ruedy, R.A., 2010. Atmospheric CO2:
Principal control knob governing Earth’s temperature. Science, 330(6002),
pp.356-359.
Liebig, M.A., Franzluebbers, A.J. and Follett, R.F. eds., 2012. Managing agricultural
greenhouse gases: Coordinated agricultural research through GRACEnet to
address our changing climate. Academic Press.
Lifeng, H., Hongwen, L., Xuemin, Z., and Hejin., 2008. Using conservation tillage to
reduce greenhouse gas emıssion ın northern china. In Proc. FAO / CTIC
Conventional Agriculture Carbon Offset Consulation. Erişim
Tarihi:07.01.2018. http://www.fao.org/ag/ca/carbonconsult. html#Full_papers
NAAS complex, New Delhi.
Lindstrom, M.J., Koehler, F.E. and Papendick, R.I., 1974. Tillage Effects on Fallow
Water Storage in the Eastern Washington Dryland Region 1. Agronomy
Journal, 66(2), pp.312-316.
53
Logsdon, S.D., Kaspar, T.C. and Cambardella, C.A., 1999. Depth-incremental soil
properties under no-till or chisel management. Soil Science Society of America
Journal, 63(1), pp.197-200.
Lu, X. and Liao, Y., 2017. Effect of tillage practices on net carbon flux and economic
parameters from farmland on the Loess Plateau in China. Journal of Cleaner
Production, 162, pp.1617-1624.
Massee, T.W. and Siddoway, F.H., 1969. Fall Chiseling for Annual Cropping of
Spring Wheat in the Intermountain Dryland Region 1. Agronomy Journal,
61(2), pp.177-182.
Matson, P.A., Parton, W.J., Power, A.G. and Swift, M.J., 1997. Agricultural
intensification and ecosystem properties. Science, 277(5325), pp.504-509.
Moussadek, R., Mrabet, R., Dahan, R., Douaik, A., Verdoodt, A., Van Ranst, E. and
Corbeels, M., 2011. Effect of tillage practices on the soil carbon dioxide flux
during fall and spring seasons in a Mediterranean Vertisol. Journal of Soil
Science and Environmental Management, 2(11), pp.362-369.
Namdari, M., Rafiee, S. and Jafari, A., 2011. CO2 emission as a result of the fuel
consumption and tillage quality in different tillage conditions. International
journal of environmental sciences, 1(7), p.1659.
Noble, I., Bolin, B., Ravindranath, N.H., Verardo, D.J. and Dokken, D.J., 2000. Land
use, land use change, and forestry. Cambridge University Press.
Nunes, M. R., Denardin, J. E., Pauletto, E. A., Faganello, A., & Pinto, L. F. S. 2015.
Effect of soil chiseling on soil structure and root growth for a clayey soil under
no-tillage. Geoderma, 259, 149-155.
NOVARA, Agata, et al. Effects of soil compaction, rain exposure and their interaction
on soil carbon dioxide emission. Earth Surface Processes and Landforms, 2012,
37.9: 994-999.
Olivier, J.G., Janssens-Maenhout, G., Muntean, M. and Peters, J.A.H.W., 2016.
Trends in global CO 2 emissions: 2015 Report, The Hague: PBL Netherlands
Environmental Assessment Agency; Ispra: European Commission, Joint
Research Centre. 2015 PBL publication number: 1803.
Olivier, J.G.J. and Janses-Maenhout, G., 2015. CO2 Emissions from Fossile Fuel
Combustion Part III: Total Green House Gas Emissions. International Energy
Agency.
Pachauri, R.K., Allen, M.R., Barros, V.R., Broome, J., Cramer, W., Christ, R., Church,
J.A., Clarke, L., Dahe, Q., Dasgupta, P. and Dubash, N.K., 2014. Climate
change 2014: synthesis report. Contribution of Working Groups I, II and III to
the fifth assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change
(p. 151). IPCC.
54
Prentice, I.C., Farquhar, G.D., Fasham, M.J.R., Goulden, M.L., Heimann, M.,
Jaramillo, V.J., Kheshgi, H.S., LeQuéré, C., Scholes, R.J. and Wallace, D.W.,
2001. The carbon cycle and atmospheric carbon dioxide. Cambridge University
Press, pp. 183-237.
Prior, S.A., Raper, R.L. and Runion, G.B., 2004. Effect of implement on soil CO2
efflux: fall vs. spring tillage. Transactions of the ASAE, 47(2), p.367.
RÁTONYI, Á.T.A.T.T. and HARSÁNYI, E., 2017. Effects of soil tillage systems and
fertilization on the CO2 emission of chernozem soil. Columella, p.65.
Reicosky D. C., Archer, D. W., 2007. Moldboard plow tillage depth and short-term
carbon dioxide release. Soil and Tillage Research, 94(1), 109-121.
Reicosky, D.C., 1997. Tillage-induced CO2 emission from soil. Nutrient cycling in
agroecosystems, 49(1-3), pp.273-285.
Reynolds, M.A., Campos, S.G., Cadena, M., Lopez, J.A. and Cuervo, N., 2015.
Vertical tillage parameters to optimize energy consumption. Agricultural
Engineering International: CIGR Journal, 17(4), pp.130-140.
Robert, M., 2001. Soil carbon sequestration for improved land management (No.
631.42 R642s). Roma, IT: FAO.
Rosenfield, J.E., Douglass, A.R. and Considine, D.B., 2002. The impact of increasing
carbon dioxide on ozone recovery. Journal of Geophysical Research:
Atmospheres, 107(D6).
Rusu, T., 2014. Energy efficiency and soil conservation in conventional, minimum
tillage and no-tillage. International Soil and Water Conservation Research,
2(4), pp.42-49.
Schillinger, W.F. and Bolton, F.E., 1993. Fallow water storage in tilled vs. untilled
soils in the Pacific Northwest. Journal of Production Agriculture, 6(2), pp.267-
269.
Sims, B.G. and O'Neill, D.H., 1994. Testing and evaluation of agricultural machinery
and equipment: principles and practices, 274p, (No. 110). Food & Agriculture
Org., Roma.
Smith, K.A., Ball, T., Conen, F., Dobbie, K.E., Massheder, J. and Rey, A., 2003.
Exchange of greenhouse gases between soil and atmosphere: interactions of
soil physical factors and biological processes. European Journal of Soil
Science, 54(4), pp.779-791.
Smith, P., D. Martino, Z. Cai, D. Gwary, H. Janzen, P. Kumar, B. McCarl, S. Ogle, F.
O’Mara, C. Rice, B. Scholes, O. Sirotenko, 2007: Agriculture. In Climate
Change 2007: Mitigation. Contribution of Working Group III to the Fourth
Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change,
55
Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY,
USA.
So, H.B., Dalal, R.C., Chan, K.Y., Menzies, N.M. and Freebairn, D.M., 1999. Potential
of conservation tillage to reduce carbon dioxide emission in Australian soils.
Sustaining the Global Farm. Purdue University, Lafayette, IN, pp.821-826.
Verhulst, N., Cox, R., Govaerts, B., 2013. Soil aggregate stability by wet sieving: A
practical guide for comparing crop management practices, CIMMYT, 7p,
Mexico.
Wallington TJ, Srinivasan J, Nielsen OJ, Highwood EJ. 2004. Greenhouse gases and
global warming. In: Sabljic A, editor. Environmental and ecological chemistry.
Encyclopedia of life support systems (EOLSS). Oxford, EOLSS Publishers,
27p, England.
Wilbanks, T.J., Romero Lankao, P., Bao, M., Berkhout, F.G.H., Cairncross, S., Ceron,
J.P., Kapshe, M., Muir-Wood, R., Zapata-Marti, R., Perry, M.L. and Canziana,
O.F., 2007. Industry, settlement and society. Climate Change 2007: Impacts,
Adaptation and Vulnerability, Contribution of Working Group II to the Fourth
Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change,
pp.357-390.
Zandersen, M., Jørgensen, S.L., Nainggolan, D., Gyldenkærne, S., Winding, A.,
Greve, M.H. and Termansen, M., 2016. Potential and economic efficiency of
using reduced tillage to mitigate climate effects in Danish agriculture.
Ecological Economics, 123, pp.14-22.
56
ÖZGEÇMİŞ
Adı Soyadı : Ghassan AL-AZZAWI
Doğum Yeri ve Yılı : Bağdat, 1977
Medeni Hali : Evli
Yabancı Dili : İngilizce
E-posta : ghns77@gmail.com
Eğitim Durumu
Lise : Suveys Lisesi, 1995
Lisans : Bağdat Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Tarım Makineleri Böl., 1999
Mesleki Deneyim
Iraklı Atom Enerjisi Organizasyonu 2002-2003
Bilimsel Ve Teknoloji Bakanlığı 2003-2016
Iraklı Yüksek Eğitim Ve Bilimsel Araştırma Bakanlığı 2016-halen
Recommended