Iğdır Üniversitesi deneme arazisi topraklarının ısısal özelliklerinin pedotransfer fonksiyonlarla belirlenmesi

Abstract

Toprakta oluşan çeşitli fiziksel, kimyasal ve biyolojik süreçler, toprak sıcaklığından direk ya da dolaylı olarak etkilenmektedir. Bitkisel üretimdeki verimlilik, toprak sıcaklığı ile yakından ilişkilidir. Toprak sıcaklığının, çimlenme hızı ve süresi, kök oluşumu ve bitki gelişimi, suyun ve bitki besin elementlerinin bitki kökleri tarafından alınımı, topraktaki biyolojik ve mikrobiyal aktiviteler, organik maddenin parçalanması, bitki hastalıkları ve zararlı populasyonu, toprağın havalanması, toprak nemi ve buharlaşma gibi süreçler üzerindeki etkisi önemlidir. Bu araştırmada, Iğdır Üniversitesi Tarımsal Araştırma ve Uygulama merkezine bağlı deneme arazisinde bazı pedotransfer fonksiyonların değerlerinin hesaplanması amaçlamıştır. Araştırmada deneme arazisi toprağında fiziksel analizler (toprak bünyesi, agregat stabilitesi, hidrolik iletkenlik, toprak nemi, toprak yoğunluğu, özgül ve hacimsel ısı tutumu) ve kimyasal analizler (toprak organik maddesi, toprak reaksiyonu, elektriksel iletkenlik) yapılmıştır. Bu veriler, diğer önemli pedotransfer fonksiyonlardan toprağın termal özelliklerinin incelenmesi, değerlendirilmesi ve teorik yöntemlerle hesaplanması için kullanılmıştır. Profil derinliği boyunca sıcaklık dinamiğini belirlemek için, termal özelliklerin, matematiksel model yardımıyla ısı hareketi modelinin analitik çözümlerinden elde edilmiş klasik ve yeni hesaplama yöntemlerini kullanarak hesaplanmıştır. Bu amaçla, arazide bir adet toprak profilinde farklı derinliklerde (x = -5, 0, 2, 10, 20, 30, 40 cm) toprak sıcaklıkların zaman ve derinliğe bağlı olarak ölçülmesi için termal sensörler yerleştirilmiştir. Sıcaklık ölçüm değerleri kullanılarak hesaplanmış toprak yüzeyi havasının termal özellik (T0, Ta, ) deeğerleri hesaplanmıştır. Araştırma alanı toprağın termal yayınım (κ) ve iletim (λ) parametrelerinin değerleri farklı yöntemlerle hesaplanmış ve bu yöntemlerden noktasal yöntemlerin profildeki ısı hareketinin en iyi yansıtan yöntem olduğu tesbit edilmiştir.

A variety of physical, chemical and biological processes that occur in soil are directly or indirectly affected by soil temperature. Efficiency in crop production, is closely related to soil temperature. Soil temperature, germination rate and duration, root formation and plant development, water and plant nutrients taken by the plant roots, biological and microbial activities in the soil, the breakdown of organic matter, plant diseases and harmful population, soil ventilation, soil moisture and evaporation, such as the effect on processes are important. In this research, it was aimed to calculate the values of some pedotransfer functions in the trial area connected to Iğdir University Agricultural Research and Application Center. Physical analyses (soil structure, aggregate stability, hydraulic conductivity, soil moisture, soil density, specific and volumetric heat attitude) and chemical analyses (soil organic matter, soil reaction, electrical conductivity) were conducted in the soil of the trial land. These data have been used for the study, evaluation and calculation of thermal properties of soil from other important pedotransfer functions by theoretical methods. To determine the temperature dynamics along the profile depth, thermal properties were calculated using classical and new computational methods derived from analytical solutions of the heat motion model with the help of mathematical model. For this purpose, one soil profile in the land at different depths (x = -5, 0, 2, 10, 20, 30, 40 cm) thermal sensors have been installed to measure soil temperatures depending on time and depth. Thermal properties of soil surface air (T0, Ta, ) were calculated using temperature measurement values. The values of thermal emission (κ) and transmission (λ) parameters of the soil were calculated by different methods and it was determined that the point methods were the best reflecting method of heat movement in the profile.