Polivinilalkol (PVA) Uygulamasının Strüktürel Stabilite Ölçütleri ve Yüzey Akış Kayıpları Üzerine Etkisi

Erozyon doğal kaynakları tehdit eden en önemli degradasyon tipidir. Toprağın erozyona karşı direncinin arttırılması sürdürülebilir toprak yönetiminin temel prensiplerinden biridir. Bu çalışma, polivinilalkol (PVA) uygulamasının farklı tekstür sınıfındaki [kil (C), tın (L), kumlu tın (SL)] toprakların strüktürel stabilite ölçütleri (agregat stabilitesi ve dispersiyon oranı) üzerine etkilerini ve yapay yağmurlama koşulları altında yüzey akış kayıplarının azaltılmasında ki etkinliğini belirlemek amacıyla yürütülmüştür. Yapay yağış için kullanılan yağış simülatörünün yağış yoğunluğu 40 mm h-1 ve yüksekliği ise 80 cm olarak ayarlanmıştır. Yapay yağışa maruz bırakılan toprak tablası da %9 eğim derecesinde konumlandırılmıştır. PVA uygulaması araştırma konusu üç toprağın tüm agregat fraksiyonlarının agregat stabilitesi (AS) değerlerini (8 mm) ve ortalama AS değerlerini istatistiki anlamda önemli seviyede artırırken dispersiyon oranlarını azaltmıştır (p< 0.05). Bunun yanında PVA uygulaması yüzey akışla hem toprak hem de su kayıplarını önemli düzeyde azaltmıştır. Araştırma sonunda ayrıca yüzey akış ile uzaklaşan toprak ve su miktarları bakımından toprakların birbirinden önemli seviyede farklılık gösterdiği belirlenmiştir.

Effects of Polyvinylalcohol (PVA) Application on Structural Stability Parameters and Runoff Looses

Erosion is the most important degradation type threatening natural resources. Increasing soil's resistance against erosive forces is one of the fundamental principles of sustainable soil management. The objectives of this study were to determine effects of PVA applications on soil structural parameters of three soils with different textures (clay, loam, sandy loam) and to assess effectiveness of PVA on reducing runoff and soil losses under artificial rainfall conditions. The rainfall simulator was set to 70 cm height with 40 mm h-1 rainfall intensity. The soil pan was located with 9% slope gradient. The results indicated that the PVA applications increased aggregate stability in all aggregate fractions (8 mm) in all three soils and also significantly increased mean aggregate stability of soils at p< 0,05. Dispersion rate decreased and the resistance of soil against erosion increased in all PVA treated soils. There were great differences in soil and water losses removed by runoff among soils studied. The highest soil and water losses occurred in loam and sandy loam textured soils, respectively. The results of this study clearly indicated that soil and water losses were significantly reduced by PVA applications. On the average, soil losses decreased about 77% and water losses nearly 18% in PVA treated soils.

PDF

___

Abd El-Rehim, H.A., Hegazy, E. S. A. and Abd El-Mohdy, H.L., 2004. Radiation synthesis of hydrogels to enhance sandy soils water retention and increase plant performance. Journal of Applied Polymer Science, 93(3), 1360-1371.
Abedi-Koupai, J. and Asadkazemi, J., 2006. Effects of a hydrophilic polymer on the field performance of an ornamental plant (Cupressus arizonica) under reduced irrigation regimes. Iranian Polymer Journal, 15(9), 715-725.
Abu-Zreig, M., 2006. Control of rainfall-induced soil erosion with various types of polyacrylamide. J. Soils Sediments, 6(3), 137-144.
Adekalu, K.O., Olorunfemi, I.A. and Osunbitan, J.A. 2007. Grass mulching effect on infiltration, surface runoff and soil loss of three agricultural soils in Nigeria. Bioresource Technology, 98, 912-917.
Akgül, M., 1992. Daphan ovası topraklarının sınıflandırılması ve haritalanması. Doktora Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Toprak Bilimi Bölümü.
Aksakal, E.L., 2009. Polimer (PVA&PAM) ve hümik asit (HA) uygulamalarının donma-çözülme süreçlerine maruz kalan toprakların stabilite ölçütleri üzerine etkileri. Doktora Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Toprak Anabilim Dalı.
Aksakal, E.L., Öztaş, T., 2010. Effects of PVA, PAM and HA on mean weight diameter and wet aggregate stability of soils. 45th Croatian and 5th International Symposium on Agriculture, 15-19 February, Opatija, CROATIA.
Ben-Hur, M., and Keren, R., 1997. Polymer effects on water infiltration and soil aggregation. Soil Sci. Soc. Am. J., 61(2), 565-570.
Biddoccua, M., Ferraris, S., Pitacco, A. and Cavallo, E., 2017. Temporal variability of soil management effects on soil hydrological properties, runoff and erosion at the field scale in a hillslope vineyard, North-West Italy. Soil & Tillage Research, 165, 46-58.
Blanco-Canqui, H. And Lal. R., 2006. Aggregates, Tensile Strength. Encyclopedia of Soil Science Second Edition, Rattan Lal. Taylor & Francis Group LLC, America, 1428- 1432.
Bronick, C.J., and Lal, R., 2005. Soil structure and management: a review. Geoderma, 124(1-2), 3-22.
Cerdà, A., 2002. The effect of season and parent material on water erosion on highly eroded soils in Eastern Spain. J. Arid Environ. 52, 319-337.
Chenu, C., Le Bissonnais, Y., Arrouays, D., 2000. Organic matter influence on clay wettability and soil aggregate stability. Soil Science Society Journal of America, 64, 1479-1486.
Chiellini, E., Corti, A., and Swift, G., 2003. Biodegradation of thermally-oxidised, fragmented lowdensity polyethylene. Polymer Degradation and Stability 81, 341-351.
Chiellini, E., Corti, A., and Swift, G., 2003. Biodegradation of thermally-oxidised, fragmented lowdensity polyethylene. Polymer Degradation and Stability 81, 341-351.
Ekwue, E.I., Bharat, C. and. Samaroo, K., 2009. Effect of soil type, peat and farmyard manure addition, slope and their interactions on wash erosion by overland flow of some Trinidadian soils. Biosystems Engineering, 102, 236-243.
Fox, D.M., Bryan, R.B., and Price, A.G., 2004. The role of soil surface crusting in desertification and strategies to reduce crusting. Environmental Monitoring and Assessment, 99, 149-159.
Imbufe, A.U., Patti, A.F., Burrow, D., Surapaneni, A., Jackson, W.R., and Milner, A.D., 2005. Effects of potassium humate on aggregate stability of two soils from Victoria, Australia. Geoderma, 125(3-4), 321-330.
Kemper, W.D., and Rosenau, R.C., 1986. Aggregate Stability and Size Distribution. Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical Methods. 2nd Edition. Agronomy No: 9. 425-442, 1188 p, Madison, Wisconsin USA.
Koerner, R.M. and T.A. Okrasinski. 1978. Erosion control of granular soils using PVA. American Society of Civil Engineers, 104(3): 279-294.
Kukal, S.S., Kaur, M., Bawa, S.S., and Gupta, N., 2007. Waterdrop stability of PVA-treated natural soil aggregates from different land uses. Catena, 70(3), 475-479.
Lal, R., 1988. Soil Erosion Research Methods. Soil and Water Conservation Society, Iowa-USA.
Özgül, M., 2003. Erzurum Yöresinde Yaygın Olarak Bulunan Büyük Toprak Gruplarının Sınıflandırılması ve Haritalanması. Doktora Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Toprak Anabilimdalı.
Öztaş, T., Özbek, A.K. ve Aksakal, E.L., 2002. Structural developments in soils treated with polyvinylalcohol. International Conference on Sustainable Land Use and Management, 143-148, 10-13 June, Çanakkale, TURKEY.
Pachepsky, Y.A., Rawls, W.J., 2003. Soil structure and pedotransfer functions. European J. Soil Sci. 54, 443-451.
Prosdocimi, M., Cerdà, A., Tarolli, P., 2016. Soil water erosion on Mediterranean vineyards: A review. Catena, 141, 1-21.
Sarı, S., 2011. Iğdır yöresi tuzlu ve tuzlu-alkali toprakların ıslahında polimerlerin (PAM&PVA kullanım etkinliğinin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Toprak Anabilimdalı.
Sharma, B.R., Dhuldhoya, N.C., and Merchant, U.C., 2006. Flocculants-an ecofriendly approach. Journal of Polymers and the Enviroment, 14(2), 195-202.
Sivapalan, S., 2002. Potential use of polyacrylamides (PAM) in reclaiming some problem soils. Conference Proceedings, ASSSI Future Soils National Conference, UWA, Perth, Australia.
Sojka, R.E., Bjorneberg, D.L., Entry, J.A., Lentz, R.D. and Orts, W.J., 2007. Polyacrylamide in agriculture and environmental land management. Advances in Agronomy, 92, 75-162.
Sönmez, K., 1994. Toprak Koruma. Atatürk Üniv. Ziraat Fakültesi Yayınları No: 169, 192. sayfa, Erzurum.
SPSS for Windows, Release 10.0.5., SPSS Inc., USA.
Stefanson, R.C. 1973. Polyvinyl alcohol as a stabilizer of surface soils. Soil Sci. 115(6), 420-428.
Tisdall, J.M. and Oades, J.M., 1982. Organic matter and waterstable aggregates in soils. J. Soil Science, 33, 141-163.
Toy, T.J., Foster, G.R., and Renard, K.G., 2002. Soil Erosion: Processes, Prediction, Measurement, and Control. New York: John Wiley & Sons.
Yönter, G. ve Uysal, H., 2010. Bazı polimerlerin laboratuvar koşullarında yüzey akış, toprak kaybı ve kaymak tabakası direnci üzerine etkileri. Ege Üniv. Ziraat Fak. Dergisi, 2010, 47 (1), 21-30.