Istranca (Yıldız) Dağı güneyinde yer alan vertisol ordusu topraklarının toprak taksonomisine göre belirlenmesi ve toprak-su mühendisliği yönünden irdelenmesi

Abstract

I ÖZET Doktora Tezi ISTRANCA (YILDIZ) DAĞI GÜNEYİNDE YER ALAN VERTİSOL ORDOSU TOPRAKLARININ TOPRAK TAKSONOMİSİNE GÖRE BELİRLENMESİ ve TOPRAK-SU MÜHENDİSLİĞİ YÖNÜNDEN İRDELENMESİ Recep ÇAKIR- Ziraat Yüksek Mühendisi Jüri: Prof.Dr. C. CANGİR Prof.Dr. M.BAHTİYAR Prof.Dr. A. ÖZGÜMÜŞ Dnışman, Trakya U. Trakya Üniversitesi Uludağ Üniversitesi Toprak Bölümü Toprak Bölümü Toprak Bölümü Bu çalışma ile Trakya Bölgesinde, Yıldız Dağı'nın güneyinde yer alan Vertisol topraklarının morfolojik ve profil özellikleri incelenmiş ve belirtilen topraklar, toprak verimliliği; toprak tuzluluğu ve alkaliliği; sulama ve drenaj mühendisliği ve zemin mühendisliği yönünden irdelenmiştir. İncelenen profillerin büyük kısmı thermic veya mesic toprak sıcaklık rejimi ile xeric toprak nem rejimi koşullarında oluşmuştur. Vertisol toprakların, içerdikleri yüksek oranda şişme ve büzülme özelliğine sahip smektit kili nedeniyle, toprak yüzeyinde, geniş ve süreklilik gösteren çatlaklar; kendi kendine malçlama ve gilgai mikrorölyef; profil derinliğinde ise slickensides ve kesek strüktürler oluşmaktadır. Bazı profillerde üst horizonun altında kompaksiyon nedeniyle suyun, havanın ve bitki kökleri iletiminin engellendiği veya önlendiği sert tabaka meydana gelmektedir. Araştırma topraklarının reaksiyonu, hafif alkalin'den - kuvvetli alkaline kadar değişmekle beraber; genellikle orta derecede alkalin toprak reaksiyonu (pH)na rastlanmaktadır. Profil ve horizonların kireç içerikleri ise % 0.0-55.32 arasında değişmektedir. Çalışma konusu topraklar, organik madde bakımından, yöremizde bulunan diğer Ordo'lara (Alfisol, Inceptisol ve Entisol) ait topraklardan daha iyi durumda olmalarına rağmen, genelde az humuslu (% 1.0-2.0) ve orta derecede (% 2.1-3.0) humuslu; bitkiler için faydalı potasyum yönünden zengin (0-100 cm. derinlikte 200-550 kg/da), fosfor bakımından ise büyük kısmı fakirdir (0-100 cm'de 4-30 kg/da). İncelenen Vertisol lerin KDK değerleri yüksek (40-60 me/100 gr`a kadar); EC değerleri 0.5-1.0 dS/m; nadiren 1.2-1.4 dS/m arasındadır veya tuzluluk sorunu olan profillerde 4.6-4.8 dS/m'ye kadar yükselmektedir. Genel olarak sodyumluluk sorunu olmayan topraklarda ESP 1-5 arası; bazı toprakların C horizonlarında 8-14 gibi oldukça yüksek; alkalilik sorunu olan Seymen ve Büyük Mandıra profillerinin bazı horizonlarında 15-30 gibi çok yüksek düzeylere ulaşmaktadır.II İncelenen topraklar ağır bünyeli olup; % 30-77 arasında kil içermektedir. Kil mineralojisi ile ilgili elde edilen verilerden 2:1 tipi smektit kiljnjn dominant; illit ve kaolinit kil mineralinin ise düşük miktarlar ilş eşlik eder durumdadır. Yüksek kil yüzdesi ihtiva eden toprakların hacim ağırlığı, C horizonları hariç, 1.01-1.45 gr/cm3, özgül ağırlığı 2.52-2.78 gr /cm3; total gözeneklilik değerleri ise % 32.81-62.31 sınırları arasında belirlenmiştir. İçerdikleri yüksek kil miktarları nedeniyle, Vertisol toprakların tarla kapasitesi ve solma noktası değerleri % 20-55 ve % 15-40 arasında; 0-100 cm derinlikte tutabildikleri toplam su miktarları 392.7 ile 635.1 mm; faydalı su tutma kapasiteleri ise 130-250 mm sınırları arasında değişmektedir. Aynı zamanda; incelenen topraklar yüksek miktarlarda sızan, bitkiler için elverişli olmayan, havada kuru nem ve kristal su içermelerine karşın; bitkiler için faydalı olan su, yüzdesi çok yüksek değildir. Şişme ve büzülme özelliğine sahip killer fazla olduğundan sabitleşmiş infiltrasyon hızı genelde düşük olup 1.0-80 mm/saat değerleri arasında bulunmaktadır. Zemin Mühendisliği bakımından araştırma topraklarının çoğu olumsuz özelliklere sahiptir. AASHO sınıflamasına göre ekseriyeti `A-6` ve`A-7-6` sınıflarına giren yüksek plastiktik indekslerine sahip ve 14-20 grup indeksleriyle çok kötü taban toprağına karşılıktır. USC sınıflarına göre, topraklar düşükten- ortaya kadar plastik inorganik killerden `CL` yüksek plastikli inorganik killer veya yağlı killer'e `CH`, hatta orta-yüksek derecede plastik organik killer'e `OH` kadar değişim göstermektedir. Toprak Taksonomisi kıstaslarına göre yapılan değerlendirmede tüm araştırma toprakları Vertisol Ordosunun Xerert Alt Ordosunda yer almıştır. Ulukonak ve Babaeski profilleri Calcixerert Büyük Grubunun Typic; Eskikadın toprağı Chromic, Beyazköy ise Lithic Alt Gruplarında sınıflandırılmıştır. Büyük Mandra, Türkgeldi (D12) ve Seymen toprakları Haploxerert Büyük Grubunun Sodic Alt Grubunda, Yeni Mahalle profili Chromic, geri kalan sekiz model profil ise belirtilen Büyük Grubun Udic Alt Grubuna dahil edilmiştir. Anahtar Kelimer: toprak, vertisol, sınıflandırma, toprak verimliliği, toprak tuzluluğu ve alkaliliği, sulama mühendisliği, zemin mühendisliği

Ill SUMMARY, Ph. D. JJpşjş DETERMINATION OF THE PLACE OF THRACE REGION VERTİSOL SOILS IN THE SOIL TAXONOMY AND EVALUATING THEM IN VIEW OF SOIL AND WATER ENGINEERING Recep ÇAKIR- Agricultural Engineer Juri: Prof. Dr. C. CANGİR Prof. Dr. M. BAHTİYAR Prof. Dr. A.ÖZGÜMÜŞ Supervisor, Thrace U. Thrace University Uludağ University Soil Scince Departm. Soil Science Departm. Soil Scince Departm. The aim of this study was determination profile and morphological properties of Vertisol soils in the Thrace region. The experimental soils have been examined also in view of soil fertility, soil salinity and alkalinity; irrigation and drainage engineering. Main part of the experimental soils has been developped under mesic or thermic soil temperature and xeric soil water regimes. Because of high percentages of swelling and shrinking clay material (smectit) in the soil texture; have been observed crackings, self mulchings and gilgai microrelief on the soil surface, as well as slickensides and massive clod structures in the profile depth. Below the upper horizons of some studied soils, have been determined compacted layer or hard pan, formed due to compaction by soil cultivation practices. The soil reaction of the investigated vertisols varries from light to heavy alkaline and main part of soil has moderately alkaline reaction; while calcer containt of different profile and horizons varries in 0-55 % ranges. ?-... Despite the fact that the studied soils are richer in organic matter in comparişson with the. soils of the region belonging` to other divissrons (Alfisols and Entisols); the percentage of organic matter in these soils is between 1-2 % or 2-3 %. These soils are also rich in potassium and poor in phosphourus. Cation exchange capaties (C.E.C) of the investigated soils are as high aş^O-öO me/100 gr; the EC values are between 0.5-1.0 dS/m; rarely 1.2-1.4 dS$h*br increasing to 4.6-4/8 dS/m in the case of profiles and horizons with salinity problem. `.** *.;, '' '«' I Generally the ESP values varries from 1-5 for the? soils without alkalinity problems, to 8-14 in the C horizons of some profiles and between 15- 30 in the case of sodic vertisols in Seymen and Büyük Mandıra profiles. f The investigated soils are heavy and fine textured, with 30-77 % clay containt. As a result of the study on clay mineralogy, was determined that smectit is dominant clay type; while illit and kaolinit are subordinating minerals. Due to fine texture, the bulk density of the studied soils, varries between 1.01- v- 'IV,3 1.45 gr/cm, except for Ad and C horizons; particular density between 2.52-2.78 gr/cm3 and porosity between 32.81-62.31 %. It was estimated that the field capacity and wilting point values of the horizons and total or readily available moisture capacities of 0-100 cm layers are as high as 20-55 and 15-40 %; 392.7-635.1 and 225.441 mm, respectively. Due to high percentages of swelling and shrinking clay minerals, the infiltration rates of the studied soil profiles were estimated to be relatevely low and varrying between 1.0-80 mm/h. Most of the evaluated soils own poor ground engineering properties and main part of them belong to `A-7-6` group with 14-20 group indices according to AASHO classification. According to Soil Taxonomy all of the evaluated profiles are classified in the Xerert Subdivision of Vertisol Division. Ulukonak and Babaeski soils are determined as Typic; Eskikadin as Chromic and Beyazköy as Lithic Calcixererts. Büyük Mandra, Türkgeldi (D12) and Seymen profiles are classified in Sodic, Yeni Mahalle in Chromic and the remain eight soils in Udic Subgroups of the Haploxerert Great Group. Key Words: soil, vertisol, classification, soil productivity, soft salinity and sodicity, irrigation engineering.ground engineering