Yoğun tarımın birçok tarla içi uygulamasında kullanılan tam toprak işleme sistemleri, özellikle günümüzde yaşanan değişken hava koşulları altında tarımsal ürünlerin verimliliğini büyük ölçüde etkilemektedir.

İklim değişikliğinin yakın zamandaki ve gelecekteki etkisi, çiftçileri toprak işleme uygulamaları da dahil olmak üzere A'dan Z'ye ürün yetiştirme teknolojilerini/yöntemlerini gözden geçirmeye zorlamıştır ve zorlayacaktır.

Bir teknolojiden diğerine güvenli bir şekilde ve özel toprak işleme ekipmanlarına yapılan büyük yatırımların neden olduğu önemli çiftlik içi kayıplar olmadan geçmek için, toprakların ve nihayetinde bitkisel üretimin değişen mikro iklim koşulları ile birlikte yeni teknolojilere/uygulamalara nasıl tepki vereceğini anlamak gerekir:

• ve yıllık yağış miktarı ve mevsimsel dağılımıbir takvim yılı içinde sıcaklıklarda ve daha spesifik olarak toprak sıcaklığında meydana gelen değişiklikler
• tüm verimli profili boyunca toprak dokusu, tarla kapasitesi (FC) ve toprak sıkıştırma seviyesi

"No-Till" ve "Strip-Till" konservatif teknolojilerine yönelik ekipmanların geleneksel metodolojiye kıyasla çok daha yüksek yatırım gerektirdiği göz önüne alındığında, bu durumda yatırımın geri dönüşü çiftçi için önemli bir önceliktir, bu nedenle hasadı etkileyen tüm yetiştirme koşullarının dikkate alınması gerekir.

ÇALIŞMALAR VE ANALIZLER

Son yıllarda farklı toprak işleme teknolojilerinin karşılaştırmalı çalışmaları, anlayış ve uygulama tekniklerine çok fazla ışık tutmuş olsa da, küresel parametreler, verim, ekonomik verimlilik, toprak üzerindeki niteliksel etki vb. analiz edilmiş, ancak farklı koşullar altında uygulanan toprak işleme teknolojilerinin verimliliğini ve etkinliğini olumsuz yönde etkileyebilecek bu niteliksel değişikliklerin altında yatan nedenler analiz edilmemiştir.

Toprak nemi, özellikle FC (bkz. belgenin sonundaki kısaltma) ve WP, toprağın su depolama ve mahsule su sağlama kabiliyetini değerlendirmek için gereken temel toprak parametreleridir.

Bu, toprak işleme yönteminin en iyi seçimi için başlangıç noktası olan toprak yapısına göre belirlenir.

Tablo 1'de açıklandığı gibi, toprağın dokusu su tutma ve koruma kapasitesini etkiler. Gevşek topraklar, dokularından bağımsız olarak, sıkıştırılmış topraklardan daha yüksek bir FC'ye sahiptir, bu da bu gevşek toprakların toprak birimi başına daha büyük bir su hacmi tutabileceği anlamına gelir.

Ancak, yüksek su tutma kapasitesine sahip topraklar, evapotranspirasyon ve suyun toprağın alt profillerine doğru yerçekimi hareketi ile toprak parçacıkları arasında depolanan su hacimlerinin hızlı kaybı nedeniyle, tüm vejetasyon dönemi boyunca yeterli su rezervini her zaman garanti etmeyecektir.

Resim 1, bazı ürünlerin köklerinin 2,5 metreden daha derinlere nüfuz edebildiğini göstermektedir. Ancak, toprak suyunun büyük bir kısmı 1 ila 1,5 metre derinlikteki katmanda bulunan ana kök sistemi tarafından tüketilmektedir. Bu nedenle, bitkinin büyümesi ve besin ve su tüketmesi için gerekli koşullara sahip olmasını sağlamak amacıyla toprağın en az 0,6 m derinlikte analiz edilmesi gerekir.

DENEY

Yukarıdaki ifadeleri incelemek için, 11 Kasım 2020 ile 27 Temmuz 2021 tarihleri arasında kışlık buğday ekimi için bir saha deneyi gerçekleştirilmiştir. Evapotranspirasyon ve yağışın yanı sıra 60 cm derinliğe kadar toprak nemi ve sıcaklığı için sensörler kurulmuştur. Farklı toprak işleme teknolojilerine sahip iki bitişik parsel de izlenmiştir.

İlk parsel sonbaharda (2020) 28 cm derinlikte sürülmüş ve ekimden önce 60 cm derinliğe kadar gevşetilmiştir.

İkinci arsa sürülmemiştir.

Her iki parselde de toprak dokusu: kil, önceki ekim döneminde mısır ekilmiş.

2020/2021 sezonunda Kışlık Buğdayın vejetasyon dönemi boyunca yağış miktarı (Grafik 1) 482 mm olmuştur. Aşağıdaki grafik yağışın aylık dağılımını göstermektedir.

Yukarıda belirtilen çevresel ve toprak parametreleri 5 dakikalık sıklıklarla sürekli olarak ölçülmüştür. Toprak sıcaklığı ve nemi çeşitli derinliklerde ölçülmüştür: 10, 20, 30, 40, 50 ve 60 cm.

Bu ölçümlere dayanarak, toprak nemindeki değişiklikler ve her iki parseldeki suyun hareketi analiz edilmiştir.

Bu ana hedef hakkında bilgi edinmekti:

• Toprağın su tutma kabiliyeti çalışılan her iki parselde de (Toprak İşlemesiz ve Toprak İşlemeli).
• Optimum FC seviyesine ulaşmak için gereken yağmur miktarı farklı toprak işleme teknolojilerine sahip parsellerde.
• Suyun toprağa infiltrasyon hızı her iki durumda da.
• Toprağın su kaybettiği koşullar ve hız evapotranspirasyon nedeniyle.

SONUÇLAR

Bu deneyde elde edilen sonuçlar Toprak işlemesiz teknolojinin geleneksel toprak işleme teknolojisine göre faydalarını teyit etmekBunu göstermektedir:

• Dizel maliyetlerini ve çalışma süresini 50%'ye kadar azalttı.
• İlk yıllarda üretimde 10%'ye kadar artış (uzun vadeli üretim üzerinde kümülatif bir etkisi vardır).
• Toprak verimliliğinin korunması.
• Topraktaki organik maddenin artırılması.
• Toprak suyunun korunması (toprakta daha fazla su tutulması).

Yukarıda sıralanan faydalar, bu teknoloji kullanılarak elde edilebilecek maksimum faydalar değildir. Tarımsal ürünlerin verimliliğini doğrudan etkileyen çevre ve toprak parametrelerini sürekli izleyerek çiftçilere ve çevreye daha fazla kazanç sağlayabilir.

Bu toprak neminin analizi 0-60 cm arasındaki profilde (Grafik 2), vejetasyon dönemi boyunca her iki parselde de aşağıdakileri göstermektedir:

• Sürülen arazide toprak tarafından tutulan su hacmi büyüme mevsimi boyunca daha yüksektir.
• Sürülen toprak daha hızlı tepki verir ve yağıştan gelen suyu daha fazla tutar.
• Sürülmemiş toprak, eriyen kardan gelen suyu daha verimli bir şekilde emer (Şekil 2).

Yağış olmaması durumunda sürülmemiş toprak suyu daha iyi tutar daha düşük yerçekimi hareketi seviyesi nedeniyle.

• Yılın sıcak dönemlerinde sürülmemiş toprağın sıcaklığı daha düşüktür, bu da sürülmüş topraktaki evapotranspirasyona kıyasla daha düşük bir evapotranspirasyon seviyesine yol açar.
• Yoğun yağış sırasında, sürülmüş toprak daha büyük miktarda su emer, ancak sürülmemiş toprağa göre daha hızlı su kaybeder, bunun nedeni daha yüksek buharlaşma ve derin süzülmedir.
• Toprağın su içeriği her zaman kalitatif ve kantitatif olarak, farklı derinliklerde analiz edilmeli ve toprak neminin toprağın FC ve WP'sine göre optimum sınırlar içinde olduğundan emin olunmalıdır.

Analiz topraktaki dinamikler ve su içeriği 0 ila 30 cm derinlikte (Grafik 3) aşağıdakileri gözlemliyoruz:

• Sürülen toprağın su tutma ve koruma kapasitesi sürülmeyen toprağa göre daha yüksektir.
• Kuraklık koşullarında, sürülmüş arazideki topraklar yağmurla beslenen koşullarda daha yüksek evapotranspirasyon kayıplarına sahiptir.
• Toprak işlemesiz arazinin 30 cm'lik katmanı, vejetasyon dönemi boyunca birkaç kez solma noktasına (stres) kadar su kaybeder.
• Kuraklık koşullarında sürülmemiş arazilerdeki topraklar daha yavaş su kaybeder.

Bu toprak suyunun davranışı 40 ila 60 cm derinlikte, analiz edilen her iki parselde de üst katmana kıyasla tamamen farklıdır (Grafik 4).

Grafikteki veriler (Grafik 4) aşağıdakileri göstermektedir:

• Sürülmemiş toprak, aynı derinlikte sürülmüş toprağa kıyasla daha büyük hacimde su tutar.
• Suyun yerçekimsel hareketi, gözlem süresi boyunca birkaç kez işlenmiş arazideki su içeriğini solma noktasına kadar düşürmüştür.
• Kuraklık sırasında, işlenmiş topraktaki su hacmi, işlenmemiş toprakta olmayan kritik seviyeye (Aşırı stres) düşmektedir.
• Kuraklık koşullarında bile, sürülmemiş arazideki toprak, sürülmüş topraklara göre suyu birkaç gün daha uzun süre solma noktasında tutmuştur.

Deneyimin sonuçları ve yukarıdaki bulgular, "Toprak işlemesiz" teknoloji ve metodolojilerin uyarlanması için önemli sonuç ve önerilerde bulunmamızı sağlamaktadır.

SONUÇ

Toprak profilinde 0 ila 30 cm arasındaki su içeriği

Ana bulgu, işlenmiş arazideki toprağın, mahsulün büyüme mevsimi boyunca bitkiye daha fazla miktarda su sağlayabileceği, ancak bunun sadece yeterli yağışla mümkün olduğudur.

Kuraklık koşullarında, suyun yerçekimsel hareketi ve evapotranspirasyon nedeniyle her iki parsel de aynı hızda su kaybederek ürün için aşırı stres seviyesine ulaşır.

Bu durumda, sürülmemiş toprağın farklı iklim koşullarında niteliksel ve niceliksel olarak daha düşük olduğunu söyleyebiliriz.

Bu nedenle, kil dokulu topraklar için, ekimden ve aktif vejetatif büyümeden hemen sonraki dönemde mahsullere yeterli miktarda su sağlamak amacıyla toprak tarla kapasitesini (FC) artırmak için yalnızca yüzey katmanının işlenmesini içeren Mini-Till teknolojisinin kullanılmasını öneriyoruz.

Toprak profilinde 40 ila 60 cm arasındaki su içeriği

Bu toprak profilindeki su içeriği 0 ila 30 cm arasındakinden tamamen farklı davranır.

Grafik 4'ü izleyerek, toprak işlemesiz arazide 40 ila 60 cm arasındaki katmanda tutulan su hacminin, kuraklık dönemi de dahil olmak üzere tüm vejetasyon dönemi boyunca çok daha yüksek olduğunu görüyoruz.

Toprak işlemesiz teknolojinin/metodolojinin geleneksel toprak işleme teknolojisine/metodolojisine üstünlüğünün teyit edildiği yer burasıdır.

Bu olgunun açıklaması, sıkıştırılmış toprağın yerçekimsel suyu daha iyi tutması ve alt katmanlardaki akışını azaltmasıdır.

Böylece, 40 ila 60 cm arasındaki katman, kış buğdayı için tüm vejetasyon dönemi boyunca önemli bir su ve bitki besin kaynağı haline gelir.

Köklerin morfolojisini dikkate alırsak (Resim 1), 40 ila 60 cm derinlikteki katmanın ana kök sistemine ev sahipliği yaptığını ve aktif vejetatif büyüme aşamalarında su sağlamada temel role sahip olduğunu görürüz.

Bu deneyde, 40 ila 60 cm derinlikte işlenmemiş toprağın özel su tutma ve koruma özelliklerine sahip toprak olduğu kanıtlanmıştır.

Bu, olgunun farklı dokuya sahip diğer tarlalarda veya mahsullerde ve diğer bölgelerde de aynı olacağı anlamına gelmez.

Toprağın iyi su koruma özelliklerine sahip olduğundan emin olmak için, en azından tarım sezonu boyunca (ekim öncesinden hasat sonrasına kadar) toprak profilindeki nemin 0 ila 100 cm arasında izlenmesi gerekir. Çeşitli derinliklerdeki toprak nemini tam olarak anlamak için yağış, evapotranspirasyon, hava sıcaklığı ve toprak sıcaklıkları gibi diğer önemli çevresel değişkenlerin de incelenmesi gerekir.

Tekstür ve toprak profili

Çünkü FC toprak sıkışmasından etkilenebilir Toprağın aşırı sıkışmasını önlemek için FC seviyelerini düzenli olarak kontrol etmenizi öneririzBöylece toprak su hacimlerindeki azalmalar en aza indirilir.

Yukarıda belirtilen parametreleri bilerek, tüm kaynakların verimli kullanımı için toprak işleme teknolojisini uyarlamak mümkündür.

Kil dokulu toprak durumunda, yüzey katmanının tarla kapasitesini artırmak için yüzey toprak işlemesi önerilir ve suyun aşağıdaki katmanlara yavaşça nüfuz etmesine izin verecek bir toprak katmanına sahip olmak.

Toprağın alt katmanları, toprak iyi su tutma özelliklerine sahip olduğu sürece bozulmadan kalmalıdır; bu, toprağın dokusuyla ilgili tarla kapasitesinin optimum sınırları dahilinde yeterli miktarda su tuttuğu anlamına gelir.

Toprak artık yeterli su tutma ve emme kapasitesine sahip değilse, ki bu toprak nem sensörleri ile doğrulanabilir, fiziksel özelliklerini eski haline getirmek için toprağın derinlemesine gevşetilmesi önerilir.

Sonuç olarak, toprak işlemesiz tarım teknolojisinin/metodolojisinin her yerde uygulanabilecek evrensel bir araç olmadığını söyleyebiliriz Bu teknolojiye/metodolojiye atfedilen faydaları elde etmek için.

Bu teknolojinin uygulanmasından sürekli olarak faydalanmak için, bir dizi toprak ve çevre parametresinin sürekli olarak izlenmesi gereklidirBu ekosistemdeki su döngüsünün temel niteliksel ve niceliksel göstergeleridir.

Tüm bu bulgular göz önünde bulundurulduğunda Toprak işleme teknolojisi/yöntemi seçilirken, ister toprak işlemesiz ister minimum toprak işlemeli olsun, yukarıdaki tüm hususlar dikkate alınmalı ve toprağın bir çiftlik içinde bile değişiklik gösterebilen fiziksel özellikleriyle birlikte uygulanmalıdır. Bu, toprak işlemesiz veya minimum toprak işlemeli zonlama haritalarına yol açabilir.

Bu, ancak toprağın fiziksel özelliklerini ayrıntılı olarak ve tüm profil üzerinde inceledikten sonra, çiftlik için en uygun ve ekonomik toprak işleme teknolojisinin / yönteminin hangisi olduğunu belirleyebileceğimiz anlamına gelir.