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