Kentsel arıtma çamuru ve azot uygulamalarının kireçli topraklarda bazı toprak özelliklerine etkileri

Bu çalışma, kireçli bir toprağa farklı düzeylerde uygulanan kentsel arıtma çamuru ve azotlu gübrenin; toprak reaksiyo¬nu (pH), elektriksel iletkenlik (EC), organik madde (OM), toplam azot (N), alınabilir fosfor (P), katyon değişim kapasitesi (KDK), ekstrakte edilebilir potasyum (K), amonyum (NH4+) ve nitrat (NOi) gibi bazı toprak özellikleri üzerine etkilerini belirlemek amacıyla 2 yıl süreyle yürütülmüştür. Denemeler tarla şartlarında faktöriyel deneme deseni düzenine göre plan¬lanmıştır. Çamurun 6 seviyesi (O, 300, 600, 1200, 2400 ve 4800 kg da'1 ) ve azotlu gübrenin (Üre, % 46 N) ise 4 seviyesi (O, 3, 6 ve 9 kg N da') uygulanmıştır. Araştırmada elde edilen bulgulara göre arıtma çamurunun, toprağın pH, EC, KDK değerleri ile OM, N, P, K ve N0{ kapsamlarını etkilediği tespit edilmiştir. Çamur uygulamalarının yalnızca toprağın NH4+ kapsamına etkisinin istatistik olarak önemsiz olduğu görülmüştür. Azot uygulamalarında ise sadece toprağın toplam azot kapsamındaki artış önemli olmuştur. Arıtma çamuru ve azot uygulamalarının uygulama yıllarına göre etkisinin önemli değişim gösterdiği tespit edilmiştir. Yıl faktörü toprağın; pH ve KDK özelliklerini etkilemezken, toprağın EC değerini, OM, toplam N, alınabilir P, ekstrakte edilebi¬lir NO"s ve K miktarlarını etkilediği görülmüştür. Araştırmada faktörlerin ikili ve üçlü inter aksiyonları da incelenmiş olup; "yıl x azot" interaksiyonu sadece toprağın azot kapsamındaki değişim açısından önemli görülmüştür. "Yıl x çamur " interaksiyonu ise yalnız toprağın fosfor kapsamın¬daki değişimde önemli çıkmıştır. "Azot x çamur" interaksiyonu ile "yıl x azot x çamur" üçlü interaksiyon açısından toprak özelliklerinde önemli bir değişim saptanmamıştır.

Anahtar Kelimeler:

kireçli topraklar, arıtma çamuru, azotlu gübreler, toprak özellikleri, atık arıtımı

Effects of municipal waste treatment sludge and nitrogen applications on some calcerous soil properties

This research was carried out to determine the effects of municipal waste treatment sludge and nitrogen applied at dif¬ferent levels on calcareous soil properties such as reaction (pH), electrical conductivity (EC), organic matter (OM), total N, available P, cation exchange capacity (CEC) and exchangeable K, NH4 and NOs'. Factorial experimental design was planned infield conditions. Six different sludge levels (0, 300, 600, 1200, 2400 and 4800 kg da'1) and four levels (0, 3, 6 and 9 kg N da' ) of a nitrogenous fertilizer (urea, 46 % N) were applied: Waste treatment sludge applications influenced both pH, EC, CEC levels and OM, N, P, K and NOs amounts. NH4 was not significantly affected by the applications. Nitrogen applications resulted in increases only in total N content of the soil. After evaluating two-year applications of sludge and nitrogen, years were found as an influencing factor on the parameters. Year did not change the soil's pH and CEC values. However, it affected EC, OM, total N, available P, N03~ and exchange¬able P amounts. Two-way and there-way interactions were also determined for the study. According to the analyses, "year x nitrogen " and "year x sludge " interactions were important only for changes in the nitrogen content of the soil and potassium content of the soil, respectively. Interactions for "nitrogen x sludge " and "year x nitrogen x sludge " had not statistically significant in terms of the soil parameters studied soil properties.

Keywords:

calcareous soils, sewage sludge, nitrogen fertilizers, soil properties, waste treatment,

___

1. Aküzüm, T. ve Kodal, S., 1988. Orta Anadolu koşullarında arpa veriminin meteorolojik faktörler yardımıyla tahmini. A.Ü. Ziraat Fakültesi Yayınları 1103, Bilimsel Araştırma ve İncelemeler: 601, Ankara.
2. Alganatay, N., 1968. Orta Anadolu kuzey bölgesi topraklarının fosfor durumu ve bu bölge topraklarında alınabilir fosfor miktarı tayininde kullanılacak metotlar üzerine bir araştırma (Doktora Tezi), A.Ü. Ziraat Fakültesi Toprak Bölümü, Ankara.
3. Alloway, B. J., ve Jackson, A. P.,1991. The behaviour of heavy metals in sewage sludge amended soils. The science of the total environment, 100; 151-176. El-sevier Science Publishers B.V. Amsterdam.
4. Anonim, 1983. Land application of municipal sludge proces design manual, EPA-625/1-83-016, October 1983.
5. Anonim, 1990. Micronutrient assesment at the country level: an international study. FAO Soils Bull. 63, Rome.
6. Anonim, 1993. Soil survey manual, USDA Handbook No: 18, Washington D.C.
7. Anonim, 1994. Land application of biosolids, process design manual. U.S. EPA, Center for.Environmental Research Information, Cincinnati, Ohio. Technomic Publishing Co. Inc. Pennsylvania 17604. USA.
8. Anonim, 1996. The use of reclaimed water and sludge in food crop production. Environmental Protection Agency. National Research Counsil. National Academy Press, Washington, D.C.
9. Anonim, 2000. DPT VIII. 5 Yıllık Kalkınma Planı Su Havzaları Kullanımı ve Yönetimi Özel İhtisas Ko¬misyon Raporu, Ankara.
10.Anonim, 2004a. http//www.die.gov.tr, T.C..Devlet İstatistik Enstitüsü Veritabanı.
11.Anonim, 2004b. Ankara Büyükşehir Belediye Belediye Başkanlığı, Ankara Su ve Kanalizasyon İdaresi Daire Başkanlığı 29.7.2004 Tarih ve 1147/19 sayılı yazı eki, Ankara.
12.Anonim, 2004c. http//www.dmi.gov.tr, T.C. Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü Veritabanı.
13.Arcak, S., Türkmen, C, Karaca, A. ve Erdoğan, E., 2000. A study on potential agricultural use of sewage sludge of Ankara waste water treatment plant. International Symposium on Desertification (ISD), pp: 345-349, Konya.
14.Arden, D. A., 1977. The agricultural use of sevage sludge in: R. C. Loehr (ed.). Land as a Waste Management Alternative. Springer Verlag. Berlin, pp; 583-603.
15.Basta, N, T. ve Tabatabai, M. A., 1992. Effect of cropping systems on adsorption of metals by soils. I. Single-metal adsorption. Soil Sci., 153(2): 108-114.
16.Bilgin, N, Eyüpoğlu, H. ve Üstün, H., 2002. Biyokatıların (Arıtma Çamurlarının) Arazide Kullanımı. Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü Ankara Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Yayınları, Ankara.
17.Bingham, F. T., Strong, J. E.ve Sposito, G., 1983. Influence of chloride salinity on cadmium by swiss chard. Soil Science, 135: 160-165.
18.Bouyoucos, G. J, 1951. A recalibration of hydrometer , for making mechanical analysis of soils. Agr. Journal, 43: 9.
19.Bozkurt, M. A., Yılmaz, İ. ve Cimrin, K. M., 2000. Kentsel arıtma çamurunun kışlık arpada azot kaynağı olarak kullanılması. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Bilimleri Dergisi, 7(1); 105-110.
20.Bremner, J. M., 1965a. Total nitrogen. In: Methods of Soil Analysis Part 2; (C.A. Black, Ed). American Society of Agronomy, Madison, Wisconsin, 1145-1178.
21.Bremner, J. M., 1965b. Inorganic forms of nitrogen. In: Methods of Soil Analysis. Black, C. A. American Soc. of Agron. Inc. Publ., Wisconsin, USA, 1197-1287.
22.Carson, P. L., 1980. Recomended potassium test, p: 20-21. in: Kacar, B., 1995. Bitki ve Toprağın Kimyasal Analizleri III-Toprak Analizleri. A.Ü. Ziraat Fak. Eğitim, Araştırma ve Geliştirme Yay., No: 3, Ankara.
23.Chapman, H. D., 1965. Methods of soil analysis, part 2. chemical microbiological properties. Ed. C.A. Black., Amer. Soc. of Agron. Inc. Publ. Agron. Series no: 9, Madison, Wisconsin, USA.
24.Dudka, S.,ve Miller, W.P., 1999. Accumulation of potentially toxic elements in plants and their transfer to human food chain. J. Environ. Sci. Health, B 34(4); 681-708.
25.Dündar, İ. V., 2002. Aktif çamur sistemlerindeki mikrobiyolojik sorunların tanımlanması ve bunların kinetik kontrolü. A. Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Ankara.
26.Düzgüneş, O., Kesici, T., Kavuncu, O. ve Gürbüz, F., 1987. Araştırma ve deneme metodları (istatistik metodlar II). A. Ü. Ziraat Fakültesi Yayınları Ders Kitabı: 295, Ankara.
27.Epstein, E., Keane, D. B. ve Meisinger, J. J, 1978. Mineralization of nitrogen from sewage sludge and sludge compost. J. Environ. Qual., 7: 217-221.
28.Eyüpoğlu, F., 1999'. Türkiye topraklarının verimlilik durumu. T.C. Başbakanlık Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü, Toprak ve Gübre Araştırma Enstitüsü Yayınları, Genel Yayın No: 220, Teknik Yayın No: T-67, Ankara.
29.Fletcher, P. ve Beckett, P. H. T., 1987. The chemistry of heavy metals mi digested sludge II, heavy metal complexation with soluble organic matter. Water Res., 21; 1163-1172.
30.Garcia, C. ve Hernandez, T, 1996. Influence of salinity on the biological and biochemical activity of calcciorthid soil. Plant Soil, 178: 155-263.
31.Gürbüz, F, Başpmar, E., Çamdeviren, H. ve Keskin, S., 2003. Tekrarlanan ölçümlü deneme düzenlerinin analizi. Van. 120s.
32.Hernandez, T., Moreno, J. I. ve Costa, F., 1991. Infuence of sewage sludge application on crop yields and heavy metal availability. Soil Sci. Plant Nutr., 37: 201-210.
33.Hernandez, T., Moral, R., Perez-Espinosa, J., Moreno-Caselles, J., Perez-Murcia, M. D. ve Garcia, C, 2002. Nitrogen mineralisation potential in calcareous soils amended with sewage sludge. Bioresource Technology; 83,213-219.
34.Jackson, A. P., ve Alloway, B. J., 1991. The bioavailabil-ity of cadmium to lettuce and cabbage in soils previously treated with sewage sludges. Plant and Soil, 132; 179-186.
35.Jackson, M., 1958. Soil Chemical Analysis. P.1-498. Prentice- Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, USA.
36.Jackson, M. L, 1962. Soil chemical analysis. Prentice Hall Inc. Eng. Cliffs, U.S.A.
37.Kabata-Pendias, A., 2001. Biogeochemical processes affecting soil-plant transfer of trace elements. In: Proceedings of the 15th International Symposium on Environmental Biogeochemistry. pp 149-150., Wroclaw, Poland.
38.Kaydan, D., 2003. Arpada ekim yöntemleri ve ekim sıklıklarının verim ve verim öğeleri üzerine etkileri (Doktora Tezi). A.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Tarla Bitkileri Anabilim Dalı, Ankara.
39.Keskin, S. ve Yüksel, M., 1998. Ankara zir vadisi ve yakın çevresinin arazi kullanım planlaması. M. Şefik Yeşilsoy International Symposium on Arid Region Soil. Menemen-İzmir.
40.King, L.D,ve Dunlop, W.R, 1982. Aplication of sewage sludge to soils high in organic matter. J. of Environmental Quality, 11 ;608-616.
41.Korbulewsky, N., Dupouyet, S. ve Bonin, G, 2002. Environmental risk of applying sewage sludge com¬post vineyards; carbon, heavy metal nitrogen and phosphorus accumulation. J. Environ. Qual. 31:1522-1527.
42.Lester J. N, .1996. Sewage and sewage sludge treatment, in: "Pollution: Causes Effects and Control'Third Ed, The Royal Society of Chemistry. Cornwall, UK.
43.Lopez-Mosquera, M. E, Moiron, C. ve Carral, E, 2000. Use of dairy-industry sludge as fertilizer for grass¬land iri Northwest Spain; heavy metal levels in the soil and plants. Resource Conservation and Recycling, 30; 95-109. 44.Lynch, J.M., 1981. Promotion and inhibition of soil aggregate stabilization by micro-organisms. J. Gen. Microbiol., 126: 317-375.
45.Madanoğlu, K., 1977. Orta Anadolu koşullarında buğday su tüketimi (yektay 406). T.C. Köy İşleri ve Kooperatifler Bakanlığı, Topraksu Genel Müdürlüğü, Merkez Topraksu Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Yayınları Genel Yayın No: 52, Rapor Yayın No: 19, Ankara.
46.Me Clean, A. J., 1976. Cadmium in different plant species and its availability in soils as influenced by organic matter and addition of lime P, Cd and Zn. Can. J. Soil Sci., 56; 129-138.
47.Me Laughlin, M. J., Tiler, K.G., Naidu, R.,ve Stevens, D.P., 1996. The behavior and impact of contaminants in fertizers. Aust. J. Soil. Res., 34: 1-54.
48.Mena, E., Garrino, A., Hernandez, T., ve Garcia, C, 2003. Bioremediation of sewage sludge by composting. Communications in Soil Science and Plant Analysis, V; 34, Nos. 7/8, pp. 957-971.
49.Menelik G., Renau, R. B., Martens, D. C. ve Simpson, T. W., 1991. Yield and elemental composition wheat grain as influenced by source and rate of nitrogen. Journal of Plant Nutrition, 14 (2): 205-217.
50.Moreno, J. L., Garcia, C, Hernanderz, T., Ayuso, M., 1997. Application of composted sewage sludgen contaminated with heavy metals to an agricultural soil/Soil Sci. Plant Nutr. 43 (B), 565-570.
51.Munsuz, N. ve Bulur, A., 1984. Ankara Çayı'nın bölge topraklarında yarattığı sorunların araştırılması. Türkiye Bilimsel ve Teknik Araştırma Kurumu, Ulusal Çevre Sempozyumu Tebliğ Metinleri; 222-229. Adana.
52.Nan, Z., Li, J., Zhang, J. ve Cheng, G., 2002. Cadmium and zinc interactions and their transfer in soil-crop system under actual field conditions. The Science of the Total Environment, 285: 187-195.
53.Norvell, W. A., Wu, J., Hopkins, D. G., ve Welch R. M., 2000. Association of cadmium in durum wheat grain with soil chloride and chelate-extrctable soil cadmium. Soil Science Society of American J., 64(6): 2162-2168.
54.O' Riordan, E. G., Dodd, V. A., Tunney, H. ve Fleming, G. A., 1987. The fertiliser nutrient value of activated sewage sludge under grassland field conditions. Ir. J. Agric. Res. 26: 213-229.
55.Olsen, S. R., Cole, V., Watanabe, F. S.,ve Dean, L. B., 1954. Estimation of available phosphorus in soils by extraction with sodium bicarbonate. U.S. Dept. of Agr., 939 Washington, D.C.
56.Özkutlu, F., 2004. Makarnalık buğdayda kadmiyum alımı ve birikimi üzerine tuzluluğun ve çinko beslenmesinin etkisi. Çukurova Ü. Fen Bil. Enst, Toprak Anabilim Dalı, Adana.
57.Rhoades, J. D. 1982. Cation exchange capacity. In: Methods of Soil Analysis Part 2; (C.A. Black, Ed),. American Society of Agronomy, Madison, Wis. pp, 149-157.
58.Richards, L. A., 1954. Diagnosis and improvement of saline and alkaline soils. USD A, Salinity Laboratory Agricultural Handbook, No: 60, pp: 110-118. Riverside.
59.Sims, J.T., 1990. Nitrogen mineralization and elemental availability in soil amended with composed sewage sludge. J. Environ. Qual. 19, 269-275.
60.Sommers, L., 1977. Chemical composition of sewage sludges and analysis of their potential use as fertilizers. J. Environ. Qual. 6:225-232.
61.Taşatar, B., 1997. Endüstriyel nitelikli arıtma çamurlarının bazı toprak özellikleri üzerine etkileri. A.Ü. Fen Bil. Enst. Toprak Anabilim Dalı Doktora Tezi, Ankara.
62.Türkeş, M., 1998. İklimsel değişebilirlik açısından Türkiye'de çölleşmeye eğilimli alanlar, DMİ/İTÜ II. Hidrometeoroloji Sempozyumu Bildiri Kitabı, 45-57, Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlü¬ğü, Ankara.
63.Utsching, J. M., Barbarick, K. A., Westfall, D. G., Follett, R. H., ve Me Bride, T. M., 1986. Evaluating crop response liquid sludge .Nitrogen-fertilizer. Bi-ocycle, 27(7): 30-33.
64.Wu, F. B., Qian, Q., ve.Yu, J., 2003. Interaction of cadmium and four microelements for uptake and trans-location in different barley genotypes. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 34: 2021-2034.