YIKAMA GEREKSİNİMİ Prof.Dr.Belgin ÇAKMAK

TUZLULAŞACAK TOPRAK DERİNLİĞİ Verilen sulama suyu miktarına göre ıslatılacak toprak derinliğinin bulunması yada tuzlulaşacak toprak derinliğinin belirlenmesi amacıyla aşağıda verilen eşitlik kullanılır. Bu eşitliğin geliştirilmesi aşamasında şu varsayımlar yapılmıştır; Suyun elektriksel iletkenlik değeri, suyun tuz konsantrasyonunun iyi bir ölçütüdür, Saturasyon ekstraktının elektriksel iletkenlik değeri toprak tuzluluğunu belirten iyi bir ölçüdür, Topraklarda yıkama yapılmamıştır, ve Eriyebilir tuz bileşikleri tuzlulaşma sırasında çökelme meydana getirmemişlerdir.

TUZLULAŞACAK TOPRAK DERİNLİĞİ   Eşitlikte; d=sulama suyu miktarı(cm) D=toprak derinliği(cm) γt =toprak hacim ağırlığı(g/cm3) γ =suyun özgül ağırlığı(g/cm3) SP=saturasyon yüzdesi değeri(%) ECe=toprak tuzluluk değeri(dS/m) ECi=sulama suyu tuzluluk değeri(dS/m)

TUZLULAŞACAK TOPRAK DERİNLİĞİ Örnek: Sulama suyu tuzluluğu 1 dS/m, toprak hacim ağırlığı 1.2 g/cm3, saturasyon yüzdesi değeri %40, sulama suyu miktarı 600 mm olduğu koşulda, toprağın hangi derinliği tuzlu hale gelir. Çözüm: tuzluluk koşulu ECe>4 dS/m olduğuna göre; D=30 cm bulunur. Bu koşullarda bu alanda sulama mevsimi sonunda yaklaşık 30 cm lik toprak katmanı tuzlu hale gelecektir. Yukarıdaki eşitlik aynı zamanda tuzlulaşacak toprak derinliğinin, toprak suyu konsantrasyon değerinin, sulama suyu miktarının ve sulama suyu elektriksel iletkenlik değerinin belirlenmesi amacıyla da kullanılabilir.

UYGULANACAK SULAMA YÖNTEMİNİN SEÇİLMESİ Sulama suyu olarak tuzluluğu ve/veya sodyumluluğu yüksek olan suların kullanıldığı koşullarda amaç, bitki veriminde oluşacak azalmaların önlenmesi olduğundan, uygulanacak sulama metodu açısından dikkatli davranmak gerekir. Kalitesi düşük sularla yapılacak sulamalarda, normal koşullardan daha farklı uygulamalara gereksinim duyulacaktır. Bunun nedeni kullanılacak suyun içerdiği tuz miktarı ve varsa bazı toksik maddelerdir.

UYGULANACAK SULAMA YÖNTEMİNİN SEÇİLMESİ Sulama yöntemi hem toprak özellikleri ve hem de yöntemin özellikleri göz önüne alınarak seçilmelidir. Örneğin; toprak bünyesinin hafif (kaba) olması koşulunda sulama aralığı kısalacağından tuzluluğu yüksek olan sular daha güvenilir olarak kullanılabilecektir. Ağır bünyeli topraklarda ise, geçirgenlik düşük olacağından sulama aralığı artacak ve sulama yönteminin seçiminde bazı kısıtlarla karşılaşılabilir.

Karık sulamada tuzlulaşma deseni

Karık sulamada tuzlulaşma deseni

Yağmurlama sulama Yağmurlama sulamada tuzlu suların kullanıldığı koşullarda, özellikle yapraklar zarar gördüğü için, bu yöntem pek uygun değildir. Bu nedenle yağmurlama sulama yönteminin kullanımı söz konusu olduğunda, sulama suyunda bulunan tuzların toplam miktarından çok bazı iyonların bireysel olarak konsantrasyonları önemlidir. Özellikle Na+, Cl=, HCO-3 gibi iyonların yüksek konsantrasyonları, bitkide yaprak absorpsiyonu sırasında zararlanmalara neden olacaktır. Yağmurlama sulamada kullanılan suyun tuzluluğuna bağlı olarak bitkideki etkilerin incelenmesi amacıyla çok sayıda araştırma yapılmıştır.

Bazı araştırmalarda, 2000-4000 ppm tuz konsantrasyonundaki sulama sularının tek yıllık bitkilere sonbahar, kış ve yaz aylarında herhangi bir zarar olmadan uygulanabilmiştir. Özellikle yüksek konsantrasyonlarda Na+, Cl- HCO-3 içeren sularla yapılan araştırmalar göstermiştir ki, yağmurlama sulamada yaprak absorpsiyonu sırasında sulama suyu konsantrasyonuna ve sulama süresine bağlı olarak şiddetli zararlanmalar ve sonuçta da verim azalmaları görülmektedir.

Damla sulamada tuzlulaşma deseni

Toprakta tuzlulaşma deseni

YIKAMA GEREKSİNİMİ Topraktaki tuzluluk düzeyi zaman içerisinde artma gösterirse, bir süre sonra tuzluluk düzeyi bitkinin tolere edebileceği düzeyin de üzerine çıkar. Bu durumda kök bölgesindeki bu fazla tuzun buradan yıkama ile uzaklaştırılması gerekir. Bu amaçla verilen ve topraktaki tuzluluk düzeyini bitkinin ekonomik verimliliğini azaltmayacak düzeye indirebilen su hacmine “yıkama gereksinimi” adı verilir. Yıkama gereksinimi miktarı; sulama suyundan ayrı olarak hesaplanmalıdır. Yıkama amacıyla verilen su, bitkinin su tüketimini değil, sadece topraktaki tuzluluğu azaltmak amacıyla verilen hacimdir ve amaç bitkinin ekonomik verimliliğini korumaktır.

Bir parsel üzerindeki sızma kayıpları, yıldan yıla uygulanan sulama suyu miktarına ve sulama yöntemine bağlı olarak değişiklik gösterir. Uzun dönemde yeterli drenaj koşulunun sağlandığı durumda, yüzey ve yağmurlama sulamada beklenen en düşük sızma kayıpları 0,20-0,25 dolaylarında olacaktır. Sızma kayıpları çok kaba topraklarda (örneğin kum) daha yüksek, çok ince topraklarda ise (örneğin siltli kil ve kil) daha düşük olacaktır. Bir taraftan yetiştirilen bitkiler için yıkama gereksinimleri tahmin edilirken, diğer taraftan sızma kayıplarının da tahmin edilmesi gerekir. Eğer bazı durumlarda, yüzey sulama yöntemlerinde görüldüğü gibi, sızma kayıpları yıkama gereksinimi değerinden daha büyük olursa, toprak tuzluluğu seçilen bitki için öngörülen değerden daha da düşük olabilecektir. Böyle bir durumda amaç, herhangi bir tuzluluk zararı oluşturmadan, sızma kayıplarını azaltarak sulama randımanını artırmak olmalıdır.

Bitkilerin tuza dayanımları TARLA BİTKİLERİ VERİM POTANSİYELLERİ2 %100 %90 %75 %50 %0 ECe ECi Arpa (Hordeum vulgare)4 8.0 5.3 10.0 6.7 13.0 8.7 18.0 12.0 28.0 19.0 Pamuk (Gossypium hirsutum) 7.7 5.1 9.6 6.4 8.4 17.0 27.0 Şeker Pancarı (Beta vulgaris)5 7.0 4.7 5.8 11.0 7.5 15.0 24.0 16.0 Sorgum (Sorghum bicolor) 6.8 4.5 7.4 5.0 5.6 9.9 Buğday, Ekmeklik (Triticum aestivum)4,6 6.0 4.0 4.9 9.5 6.3 20.0 Buğday, Makarnalık (Triticum turgidum) 5.7 3.8 7.6 6.9 Soya (Glycine max) 3.3 5.5 3.7 4.2 Börülce (Vigna unguiculata) 9.1 8.8 Yerfıstığı (Arachis hypogaea) 3.2 2.1 3.5 2.4 4.1 2.7 6.6 4.4 Çeltik (Oriza sativa) 3.0 2.0 2.6 3.4 7.2 4.8 Şeker kamışı (Saccharum officinarum) 1.7 1.1 2.3 5.9 Mısır (maize) (Zea mays) 2.5 3.9 Keten (Linum usitatissimum) Bakla (Vicia f aba) 1.5 1.8 Fasulye (Phaseolus vulgaris) 1.0 0.7 3.6

Bitkilerin tuza dayanımları SEBZELER Sakızkabağı (courgette) (Cucurbita pepo melopepo) 4.7 3.1 5.8 3.8 7.4 4.9 10.0 6.7 15.0 Pancar (kırmızı) (Beta vulgaris)5 4.0 2.7 5.1 3.4 6.8 4.5 9.6 6.4 Balkabağı (Scallop) (Cucurbita pepo melopepo) 3.2 2.1 2.6 4.8 6.3 4.2 9.4 Brokoli (Brassica oleracea botrytis) 2.8 1.9 3.9 5.5 3.7 8.2 14.0 9.1 Domates (Lycopersicon esculentum) 2.5 1.7 3.5 2.3 5.0 7.6 13.0 8.4 Hıyar (Cucumis sativus) 3.3 2.2 4.4 2.9 Ispanak (Spinacia oleracea) 2.0 1.3 5.3 8.6 5.7 Kereviz (Apium graveolens) 1.8 1.2 9.9 6.6 18.0 12.0 Lahana (Brassica oleracea capitatd) 7.0 4.6 8.1 Patates (Solanum tuberosum) 1.1 5.9 Mısır, tatlı (Zea mays) Tatlı patates (Ipomoea batatas) 1.5 1.0 2.4 1.6 6.0 11.0 7.1 Biber (Capsicum annuum) Yeşil salata (Lactuca sativa) 0.9 1.4 9.0 Turp (Raphanus sativus) 0.8 8.9 Soğan (Allium cepa) 4.3 Havuç (Daucus carotd) 0.7 3.0 5.4 Fasulye (Phaseolus vulgaris) 3.6 Şalgam (Brassica rapd) 0.6 6.5 8.0

Sulama Uygulama Randımanı, Sulama Yönetimi ve Toprak Tipine Bağlı Olarak Tahmini Sızma Kayıpları (FAO, 1980) Uygulanan sulama metodu Su uygulama randımanı (%) Sızma ile kaybolan sulama suyu miktarı (%) Toprak bünyesi İnce Kaba Yağmurlama Yeterince kuvvetli rüzgar koşulunda her gün sulama 60 30 Gece sulaması 70 25 Damla 80 15 Salma Şekli ve tesviyesi kötü 45 40 Şekli ve tesviyesi iyi 75 20 Karık ve Border Şekli ve ölçülendirmesi kötü 55 Şekli ve ölçülendirmesi iyi 65 50 35

Yıkama Gereksinimi Yıkama gereksinimini belirleyebilmek için, sulama suyu tuzluluğu (ECw) ve bitkinin tuza dayanım tuzlulukları (ECe) bilinmelidir. Sulama suyu tuzluluğu laboratuvar analizleri ile elde edilebilirken, ECe değeri bitkilerin tuza dayanımlarını ifade eden tablolardan alınmalıdırlar. Bu tablolar tolere edilebilir bitki verim kaybı (genellikle %10) uygun olarak kabul edilebilir ECe değerlerini içermektedir. Gerekli olan yıkama gereksinimi (LR), genelde uygulanan bitki rotasyonları için Şekil 7 den tahmin edilebilir. Belirli bir bitki için daha doğru bir tahmin yapabilmek için, yıkama gereksinimi eşitliği kullanılabilir (Rhoades 1974; Rhoades ve Merrill 1976).

Burada; LR=Geleneksel yüzey sulama yöntemleri ile tolere edilebilir tuzluluğu kapsayan minimum yıkama gereksinimi, ECw=Uygulanan sulama suyunun tuzluluğu (dS/m), ve ECe=Saturasyon ekstraktında ölçülen ve bitki tarafından tolere edilebilen tuzluluk değeridir. Burada kullanılacak tuzluluk değerleri bitki için %90 yada daha fazla oranda verime izin veren değer olarak alınmalıdır. Bunun yanında suyun tuzluluğunun orta yada yüksek olduğu koşulda (>1.5 dS/m) verim değerinin, tuzluluğun kontrolünün kritik değerde olması nedeniyle, %100 olarak seçilmesinde yarar vardır. Yıkama gereksinimini de içeren toplam sulama suyu miktarını bulmak için aşağıdaki eşitlik kullanılır; AW= ET / 1-LR Burada; AW=Uygulanan sulama suyu derinliği (mm/yıl), ET=Yıllık toplam bitki su gereksinimi (mm/yıl), LR=Fraksiyon olarak yıkama gereksinimi değeri (LF).

Yıkama Gereksinimi Örnek : Yıkama gereksinimi hesaplanması. Mısır bitkisi karık sulama ile sulanıyor. Bitki homojen olarak ekilmiş ve kullanılan nehir suyunun tuzluluğu ise ECw=1.2 dS/m. Bitki yıllık toplam su gereksinimi ET=800 mm. Sulama randımanı %65. Bu durumda bitki su ihtiyacını karşılamak için alana verilmesi gereken toplam sulama suyu miktarı 800/0.65=1230 mm olmaktadır. Yıkama gereksinimi için verilmesi gereken su miktarı ne kadardır? Verilenler: ECw=1.2 dS/m, ECe=2.5 dS/m (mısır için tablodan ve %90 verim potansiyeli için) ECe=1.7 dS/m (mısır için tablodan ve %100 verim potansiyeli için) Açıklama: Yıkama gereksinimi 1 nolu eşitlikten, istenen verim potansiyeli değeri kullanılarak hesaplanabilir.

Yıkama gereksinimi ve yağışlar Yağışlar, yıkama gereksinimi hacminin hesaplanmasında mutlaka göz önünde bulundurulmalıdırlar. Yağışlarla toprağa giren su miktarı hem bitki ET sinin bir bölümünü karşılamakta, hem de yıkama gereksiniminin bir bölümünü karşılamakta etkendir. Etkili yağış miktarı eksik olan ET yi karşılamakta rol oynar. Eğer ET değerinden fazla ise bu kez drenaj suyu oluşturur ve kök bölgesinden tuzları yıkayarak yıkama gereksiniminin bir bölümünü yada tamamını karşılar. Yağışın, yıkama gereksiniminin tamamını yada bir kısmını karşılamadaki avantajı, uniform etkisi ve düşük tuzluluğudur (<0.05 dS/m). Eğer yağışın intensitesi, toprağın infiltrasyon hızından daha düşük olursa etkisi daha fazla olur.

Toplam yağış miktarı yeterli olduğunda, yıkama gereksinimi (LR) hesabında kullanılan ortalama sulama suyu tuzluluğunun azaltılmasına neden olur ve böylece oransal olarak yıkama gereksinimi hacmi de azalır. Yağışın düşük olduğu yıllarda yada alanlarda, yağış toprağın su tutma kapasitesini tamamlamada yetersizdir, ve bu koşulda profilde biriken tuzların yıkanmasında bir etkisi olmaz ancak tuzların toprağın üst katlarından alt katlarına doğru hareket etmesine neden olur. Böylece üst toprak katmanlarının düşük tuzluluğu nedeniyle çimlenme oranı artacaktır.

Yağışların soğuk aylarda yada kışın meydana geldiği iklimlerde, kurak geçen yıllarda dahi kış yıkamasının oluşması mümkün olabilecektir. Yoğun sonbahar yada erken kış sulamaları, topraktaki nem açığını gidererek doyuracağından, kış yağışlarının yıkama yapabilmesine olanak sağlaması açısından önerilmektedir. Daha sonra kış yağışları toprak nem açığını gidererek düşük tuzluluktaki suyu ile yıkamanın bir bölümünün yada tamamının meydana gelmesine neden olur. Kış yağışlarının bunu başaramadığı durumlarda ise, erken dönem (ilkbahar) sulamalarında oluşacak derine sızma kayıpları tarafından toprak nem açığı giderilerek yıkama oluşturulur.

SORUNLU TOPRAKLAR VE ISLAH Tuzlu topraklar (ECe>4 dS/m; ESP<15; pH<8.5) Sodyumlu topraklar (ECe<4 dS/m; ESP>15; pH=8.5-10) Tuzlu-sodyumlu topraklar (ECe>4 dS/m; ESP>15; pH<8.5 Bor’lu topraklar