Changes in physical properties of fine - textured soils occurred within a rotation period of 21 years in Pinus pinaster (Aiton) plantations established by mechanized soil preparation methods
Bu çalışmada Kerpe araştırma ormanında 1978 yılında Pinus pinaster (Aiton) ağaçlandırma sahalarında uygulanan farklı makineli toprak hazırlama metotlarının toprakların fiziksel Özellikleri üzerine olan etkileri araştırılmıştır. Çalışmada 5 farklı makineli toprak işleme metodu kullanılmıştır. Bunlar; 1) D 85 -A 12 Komatsu buldozerin arkasına eklenmiş dip kazanlar (riper) ile şeritler halinde toprak işlemesi (0-60 cm) 2) Dip kazan pulluk ile şeritler şeklinde çift sürüşlü gradoni tesisi 3) ağır diskaro ile tam alanda iki geçişli üst toprak (0-30 cm derinlikte) işlemesi 4) komatsu buldozerin arkasına takılmış dip kazanlar ile tam alanda derin toprak işlemesi (30-60 cm) ve bunu takiben ağır diskaro ile tam alanda iki geçişli üst toprak işlemesi 5) komatsu buldozerine takılmış tarak ile bitki örtüsünün temizlenmesi (kontrol parselleri). Toprak işleme çalışmalarından 21 yıl sonra (1999 yılı) sahadan alman toprak örnekleri üzerinde tekstür, hacim ağırlığı, toplam boşluk hacmi, hava kapasitesi, maksimum su tutma kapasitesi, geçirgenlik ve nem ekivalanı ölçümleri yapılmıştır. Sonuçlar, bu çalışmadan önce aynı araştırma alanında 1978 ve 1986 yıllarında yapılan çalışmaların aynı toprak özellikleri ile ilgili sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Sonuçlar; 0-60 cm derinlik kademesindeki toprakların tekstürlerinin 2. işlem parseli hariç, diğer işlem parsellerinin tamamında 21 yıl içerisinde inceden orta inceye değiştiğini göstermiştir. 0-60 cm derinlik kademesindeki toprakların makineli toprak işlemeleri ile hacim ağırlığı, maksimum su tutma kapasitesi, hava kapasitesi ve toplam boşluk hacmi değerlerinde meydana gelen iyileşmeler, kontrol ve 3. işlem parsellerinin hacim ağırlıkları ve toplam boşluk hacimleri hariç diğer işlem parsellerinde ilk sekiz yılda (1978-1986) bozulmuştur. Aynı sürede 0-15 cm, 15-30 cm, 30-45 cm ve 45-60 cm derinlik kademeleri dikkate alındığında yukarıda belirtilen ilk üç özellikte istatistiki anlamda önemli bozulmalar meydana gelmiştir. Bununla birlikte toprakların toplam boşluk hacimleri 2., 3. ve 4., hava kapasitesi kontrol, 2., 3. ve 4., işlem parsellerinin 0-60 cm lik derinlik kademelerinde 1986 dan 1999 yılına kadar geçen sürede iyileşmiştir. Son 13 yılda (1986-1999) 0-15 cm ile 45-60 cm derinlik kademelerinin hacim ağırlığı; 0-15cm, 30-45 ve 45-60 cm derinlik kademelerinin hava kapasitesi değerlerinde olumlu yönde iyileşmeler ortaya çıkmıştır. Ağaçlandırmanın 21 yıllık rotasyon süresinde toprakların maksimum su tutma kapasitelerinde önemli bozulmaların meydana gelmesine karşılık nem ekivalanı ve geçirgenlik değerlerinde önemli bir farklılık saptanamamıştır. Bu araştırmanın diğer bir sonucu da, toprakların fiziksel özelliklerinde farklı makineli toprak işleme metotları ile meydana getirilen ve istatistiki anlamda önemli olan farklılıkların toprak işlemelerinden itibaren geçen 8 yıllık bir zaman süresinde ortadan kalktığının belirlenmiş olmasıdır.
Makineli toprak işleme yöntemleri ile kurulmuş Pinus pinaster (Aiton) ağaçlandırma sahalarında 21 yıllık bir sürede ince tekstürlü toprakların fiziksel özelliklerinde meydana gelen değişimler
This study was conducted to examine the changes in physical properties of soils prepared with different methods in Kerpe (Turkey), in 1978. The site preparation methods were: 1) strip soil preparation (0-60 cm) with rippers mounted to D 85-A 12 Komatsu bulldozer (Tl), 2) strip soil preparation (0-45 cm) (as gradoni terraces - bench terraces with 12-15 % reverse slope and 60-80 cm wide) with double pass of a tined plough (T2), 3) complete area topsoil preparation (0-30 cm) with double pass of a heavy disk harrow (T3), 4) complete area deep soil preparation (30-60 cm) with rippers mounted to a Komatsu bulldozer followed by a complete topsoil preparation (0-30 cm) with a heavy disk harrow (T4), 5) control plantation plots cleared with a rake mounted to a Komatsu bulldozer where no soil preparation operation was carried out following clearing of the coppice cover (0-30 cm) (C). Twenty one years after soil preparation in November 1999, soil core samples taken from different depth layers and were analyzed for soil texture, bulk density, total porosity, air-filled pore space, maximum water-holding capacity, permeability and moisture equivalent. The results were compared with those of two previous investigations performed at the same study site in 1978 and 1986. The results revealed that fine-textured soils changed to moderately fine-textured soils in 0-60 cm depth layers of all treatment plots (except T2) in 21 years. The conditions of soil bulk density, maximum water-holding capacity, air-filled pore space and total porosity significantly deteriorated for the depth layers of 0-60 cm of all treatment plots (except bulk density and total porosity of C and T3 plots) in the period of the first 8 years (from 1978 to 1986). When 0-15 cm, 15-30 cm, 30-45 cm and 45-60 cm soil depth layers are considered separately, the conditions of only the first three properties significantly deteriorated in the same period. However, significant improvements occurred in the conditions of total porosity and air-filled pore space for the soils in 0 to 60 cm depth layers of T2, T3 and T4; C, T2, T3 and T4 treatment plots from 1986 to 1999, respectively. The conditions of bulk density also recovered only for the depth layers of 0-15 cm and 45-60 cm, and the conditions of air-filled pore space recovered only for the depth layers of 0-15 cm, 30-45 cm and 45-60 cm in the last 13 years (from 1986 to 1999). Significant deteriorations were observed in the maximum water-holding capacity during the rotation period of 21 years. No significant differences were observed in the conditions of moisture equivalent and permeability in 21 years. It is to underline that the significant differences in conditions of physical soil properties observed following the soil preparation with different methods became non-significant after the period of first 8 years.
___
- AEKGM, 1973. Ağaçlandırma ve Erozyon Kontrolü Çalışmaları. Türkiye Cumhuriyeti 1923-50 Yıl - 1973, Ankara, TÜRKİYE (in Turkish).
- Archibold, O. W., Acton, C. and Ripley, E. A., 2000. Effect of site preparation on soil properties and vegetation cover, and the growth and survival of white spruce (Picea glauca) seedlings, in Saskatchewan. Forest Ecology and Management, 131:127-141.
- Ayberk, S. 1985. Kerpe ve Işık tepe ağaçlandırma sahaları meteoroloji istasyonu değerleri üzerine bir inceleme (A study on meteorological data of Kerpe and Işıktepe afforestation areas). Kavak ve Hızlı Gelişen Yabancı Tür Orman Ağaçları Araştırma Enstitüsü Dergisi, İzmit, TÜRKİYE, 9 - 21, (in Turkish).
- Barber, R. G., M. Orellana, F. Navarro, O. Diaz, and M. A. Soruco, 1996. Effects of conservation and conventional tillage systems after land clearing on soil properties and crop yield in Santa Cruz, Bolivia. Soil Tillage Research, 38: 133-152.
- Baumhardt, R. L. and O. R. Jones, 2002. Residue management and paratillage effects on some soil properties and rain infiltration. Soil Tillage Research, 65: 19-27.
- Black, C. A., D. D. Evans, J. L. White, L. E. Ensminger and F. E. Clark, 1965. Methods of Soil Analysis. Part I. Agronomy Number 9, American Society of Agronomy Inc., Publisher Madison, Wisconsin, U.S.A.
- Brady, N. C, 1990. The Nature and Properties of Soils. 10th ed. Macmillan Publishing Company, NewYork. Collier Macmillan Publisher, London.
- Brady, N. C. and R. R. Weil, 1999. The Nature and Properties of Soils. 12th edition, Prentice Hall, New Jersey.
- Buschiazzo, D. E., J. L. Panigatti and P. W. Unger, 1998. Tillage effects on soil properties and crop production in the subhumid and semiarid Argentinean Pampas. Soil Tillage Research, 49: 105-116.
- Cooling, E. N. G., 1977. Industrial forestry plantations, Turkey. Final report: Plantation silviculture. Working Doc. No.: 28, UNDP/FAO, Rome.
- Crocker, R. L., 1967. The plant factor in soil formation. In: Drew, J.V. (Ed.), Selected Papers in Soil Formation and Classification. SSSA Special Publication No.: 1, Madison, Wisconsin, U.S.A., pp. 179-190.
- Deveria, N. E., 1977. Industrial forestry plantations, Turkey. Final (Technical) report: Plantation mechanization. Working Doc. No.: 27, UNDP/FAO, Rome. Gustafson A F 1941 Soils and Soil Management. 1st ed. McGraw-Hill Book Company. Inc., New York and London.
- Hızal, A., K. Şengönül and T. Zoralioğlu, 1991. Variations occurred in the physical properties of the fine-textured soils which were prepared by means of different tillage methods in the course of time and their effect on the growth of Pinus pinaster (Aiton) trees. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 15: 89-94.
- Hızal, A., Zoralioğlu, T. and Zengin, M., 2002. Effects of different mechanized soil preparation methods on the survival and growth of Pinus pinaster (Aiton) industrial plantation at Kerpe-İzmit, Turkey. In: Diner, A., Ercan, M., Goulding, C, Zoralioğlu, T., (Eds.), Management of Fast Growing Plantations. Proceedings, International IUFRO Meeting, 11-13 September, İzmit-Turkey, 126-133.
- Huang, P. M., 2000. Soil chemistry. In: Sumner, M.E. (Ed.), Handbook of Soil Science, CRC Press, Washington, D.C. pp. BrB352.
- Kantarcı, M. D., 1982. Ağaçlandırma alanlarında arazi hazırlığı ve toprak işlemesinin yetişme ortamı üzerindeki etkileri (Effects of land preparation and soil tillage on site conditions in afforestation areas). İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, Serie B, 32 (2), 52-93 (in Turkish).
- Kantarcı, M. D., 1987. Toprak İlmi (Soil Science). İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Yayınları. İ.Ü. Yay. No.: 3444, Orman Fak. Yay. No.: 387, İstanbul, (in Turkish).
- Kramer, P. J., 1949. Plant and Soil Water Relationships. 1st ed. McGraw-Hill Book Company, Inc., New York, Toronto, London.
- Lutz, J. F., 1952. Mechanical impedance and plant growth. In: Shaw. T. (Ed.), Soil Physical Conditions and Plant Growth,Vol. 2. Academic Press Inc., Publishers, New York N.Y., Vol. II. pp. 43-71.
- McLaughlin, J. W., M. R. Gela, M. F. Jurgensen and C. C. Trettin, 2000. Soil organic matter and nitrogen cycling in response to harvesting, mechanical site preparation, and fertilization in a wetland with a mineral substrate. Forest Ecology and. Management. 129, 7-23.
- Means, R. E. and J. V. Parcher, 1965. Physical Properties of Soils. Prentice-Hall of India (Private) LTD, New Delhi.
- Merino, A., A. F. Lopez, F. S. Gullon and J. M. Edeso, 2004. Soil changes and tree growth in intensively managed Pinus radiata in northern Spain. Forest Ecology and Management, 196: 393-404.
- Millar, C. E. and L. M. Turk, 1952. Fundamentals of Soil Science. 2nd ed. John Wiley Sons, Inc., New York Chapman Hall Limited, London.
- Nortcliff, S., 1988. Soil formation and characteristics of soil profiles. In : Wild, A. (Ed.), Russell's Soil Conditions and Plant Growth. 11 th ed. ELBS, Longman, Essex, pp. 168-212.
- Özhan, S., 2004. Havza Amenajmanı (Watershed Management). Istanbul Üniversitesi Rektörlük Yayın No.: 4510, Orman Fakültesi Yayın No.: 481, İstanbul, (in Turkish).
- Özyuvacı, N., 1976. Arnavutköy Deresi Yağış Havzasında Hidrolojik Durumu Etkileyen Bazı Bitki-Toprak-Su İlişkileri (Hydrologic Characteristics of the Arnavutköy Creek Watershed as Influenced by Some Plant Soil Water Relations). Istanbul Üniversitesi Orman Fak. İ.Ü. Yay. No.: 2082, Orman Fak. Yay. No.: 221, İstanbul, (in Turkish, with English summary).
- Piatek, K. B. and H. L. Allen, 2000. Site preparation effects on foliar N and P use, retrans location, and transfer to litter in 15 years old Pinus taeda. Forest Ecology and Management, 129: 143-152.
- Piatek, K. B., C. A. Harrington and D. S. DeBell, 2003. Site preparation effects on 20 year survival and growth of Douglas-Fir (Pseudotsuga menziesii) and on selected soil properties. Reprinted from Western Journal of Applied Forestry, 18 (1): 44-51.
- Piper, C. S., 1950. Soil and Plant Analysis. Interscience Publishers, Inc., New York,N.Y. Pyatt DG 1970 Soil Groups of Upland Forests. Forestry Commission: Forest Record No.: 71, London.
- Ratliff, R. D. and R. G. Denton, 1991. Site preparation + 1 Year: Effect on plant cover and soil properties. USDA For. Ser. Res. Note PSW. RN. 412, August, 1-5.
- Russell, E.W., 1961. Soil Conditions and Plant Growth. 9th ed. Longmans, Green and Co. Ltd., 48 Grosvenor Street, London, W.1.
- Salih, A. A., H. M. Babikir and S. A. M. Ali, 1998. Preliminary observations on effects of tillage systems on soil physical properties, cotton root growth and yield in Gezira Scheme, Sudan. Soil Tillage Research, 46: 187-191.
- Soil Survey Staff, 1951. Soil Survey Manual, USDA Handbook No.: 18. Thomson L M and Troeh F R 1973 Soils and Soil Fertility. McGraw-Hill Book Company. New York.
- Tolay, U., A. Hizal and E. Dönmez, 1982. Çeşitli Toprak İşleme Yöntemlerinin Kerpe Yöresindeki Bozuk Baltalıklarda İnce Tekstürlü Toprakların Fiziksel Özellikleri ve Ağaçlandırma Başarısı Üzerine Etkileri (The effects of different soil preparation methods on the physical conditions of fine-textured soils and on the success of reforestation in the degraded coppice site at Kerpe). Kavak ve Hızlı Gelişen Yabancı Tür Orman Ağaçları Araştırma Enstitüsü, İzmit, TÜRKİYE, (in Turkish, with English summary).
- Unger, P. W., 1984. Tillage systems for soil and water conservation. FAO Soils Bulletin, 54, Rome.
- Wilde, S. A., 1958. Forest Soils, Their Properties and Relation to Silviculture. The Ronald Press Cofhpany, New York.
- ISSN: 0535-8418
- Yayın Aralığı: 2
- Yayıncı: Prof.Dr.Murat Demir