Toprağın agregasyonu ve bazı fiziksel özellikleri üzerine zeolitin etkileri

Abstract

Toprağın verimlilik ve üretkenliğinin arttırılması ile sürdürülebilir bir tarım için toprağın fiziksel ve kimyasal özelliklerinin geliştirilmesi temel şarttır. Bunun için pek çok organik ve inorganik toprak düzenleyici kullanılmasına rağmen zeolitin toprak fiziksel özellikleri üzerine etkilerini ortaya koyan araştırmalar çok sınırlıdır. Bu çalışma, farklı tekstürdeki (kil, tın, kumlu tın) toprakların agregasyonu ve bazı fiziksel özellikleri üzerine zeolit (klinoptilolit) uygulamalarının (%0, %1, %3, %5) etkilerini ortaya koymak amacıyla laboratuvar şartlarında yürütülmüştür. Zeolit uygulaması sonrasında araştırma toprağı I ve II'nin <0,42, 0,42-0.84, 0,84-2 ve 2-6,4 mm agregat fraksiyonları miktarlarında artışlar meydana gelirken, 6,4-12,7 ve >12,7 mm agregat fraksiyonları miktarlarında azalışlar meydana geldiği belirlenmiştir. Kum içeriği yüksek olan toprak III'de ise zeolit uygulaması <0,42, 0,42-0,84, 0,84-2, 2-6,4 ve 6,4-12,7 mm agregat fraksiyonlarının miktarlarında azalışlara neden olduğu belirlenirken, >12,7 mm agregat fraksiyonların miktarlarında artışlar sağladığı tespit edilmiştir. Ortalama ağırlıklı çap (OAÇ) değerleri toprak I'de 9,24 mm'den 5,06 mm'ye, toprak II'de 5,16 mm'den 4,14 mm'ye düşerken, toprak III'de ise 2,61 mm'den 2,77 mm'ye yükselmiştir. Zeolit uygulamaları araştırma topraklarının tüm agregat fraksiyonlarında agregat stabilitesi (AS) değerlerini kontrollerine göre önemli düzeyde (p<0.05) artırırken, dispersiyon oranı (DO) değerlerinde önemli düzeyde düşüşler meydana getirmiştir. Genel ortalama AS değeri kontrolde %26,64 iken zeolit uygulama dozlarının artışı ile artış göstermiş %5 uygulama dozunda %43,51 olarak belirlenmiş ve kontrole göre %63 oranında artışın meydana geldiği belirlenmiştir. Genel ortalama DO değeri kontrolde %38,46 iken %5 uygulama dozunda %30,20'ya düşmüş ve kontrole göre %21,5 oranında düşüşün meydana geldiği belirlenmiştir. Zeolit uygulamaları topraklarının hacim ağırlıklarını (HA) önemli ölçüde düşürdüğü, porozite ve hidrolik iletkenlik (Hİ) değerlerini ise önemli ölçüde artırdığı belirlenmiştir. Genel ortalamada, kontrol seviyesinde HA değeri 1,16 g/cm-3 iken %1, 3 ve 5 zeolit uygulamaları sonrasında 1,10, 1,08 ve 1,06 g/cm-3 olarak ölçülmüş olup oransal olarak %5,2, %6,9 ve %8,6 düşüşlerin meydana geldiği hesaplanmıştır. Genel ortalamada, kontrol seviyesinde Hİ değeri 21,45 cm/h-1 iken %1, 3 ve 5 zeolit uygulamaları sonrasında 27,04, 30,51 ve 38,37 cm/h-1'e yükseldiği belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, toprağın fiziksel özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla zeolitin toprak düzenleyici olarak kullanılabileceğini göstermektedir.

The development of the physical and chemical properties of the soil is not only essential for the sustainable agriculture but also for increasing the fertility and productivity of the soil. Despite the use of several organic and inorganic soil conditioners for this purpose, the investigations on the effects of zeolite on soil physical properties are very scarce. This laboratory study was carried out to determine the effects of zeolite (clinoptilolite) with different rates of 0%, 1%, 3% and 5% on soil aggregation and certain physical properties in soils with different textures (clay, loam and sandy loam). While zeolite application increased the rate of soil aggregates smaller than 6,4 mm, it decreased the rate of soil aggregates greater than 6,4 mm in Soils I and II. However, the effect of zeolite application on soil III, that had the highest sand content, showed different effects. While the rate of soil aggregates smaller than 12,7 mm showed decrease, aggregates greater than this fraction increased. Mean weight diameter of Soil I decreased from 9,24 mm to 5,06 mm with zeolite application. These values were obtained as 5,16 mm to 4,14 mm and 2,61 mm to 2,77 mm for Soils II and III, respectively. Zeolite applications significantly (p<0.05) increased aggregate stability of all the soils in all aggregate size fractions as compared to the controls. Dispersion ratio of soils amended with zeolite showed significant decreases. Whereas the aggregate stability of control was 26,64%, it increased to 43,51% with 5% zeolite application, which is almost 63% greater than that of control. While the dispersion ratio of control was 38,46%, it decreased to 30,20% with 5% zeolite application. Zeolite applications on all three soils significantly decreased bulk density and increased porosity and hydraulic conductivity. When means were compared it is seen that the control bulk density value (1,16 g/cm-3) decreased to 1,10, 1,08 and 1,06 g/cm-3 with 1%, 3% and 5% zeolite application, respectively. While the hydraulic conductivity was determined as 21.45 cm/h-1 in control, it was determined as 27,4, 30,51 and 38,37 cm/h-1 for 1%, 3% and 5% zeolite application rates, respectively. Results obtained in this study have shown that zeolite can be used as an amelioration material to improve soil physical properties.