Tweet
Arazide Sulama Zamanının Saptanması / Toprağa Dayalı Olarak Sulama Zamanının Saptanması / Sulama Zamanının Belirlenmesi / SULAMA / SEBZECİLİK
Arazide toprak neminin ölçülmesi bazı ufak hatalara sebep olsa bile pratik bir çözüm yolu olduğu ve zamanında yapıldığı için önem kazanır. Arazide kontrolde ilk belirleme elle kontrol yöntemidir. Bunun dışında bir geçirgen bloğun elektriksel özelliklerinden yararlanma, tansiyometre kullanma ve toprak neminin nötron yöntemi ile ölçülmesi yöntemleri gelmektedir. Elle kontrol yöntemi en eski, basit ve çok pratik bir yöntemdir. Bitki kök bölgesinin değişik derinliklerinden alınan toprak örnekleri elle kontrol edilerek nem içeriği tahmin edilir. Ancak bu yöntemin herkes tarafından aynı doğrulukta kullanılması mümkün değildir. Aynı toprakta iki kişi toprağı elle kontrol edip, sulama zamanı tahmininde bulunsa, farklı sonuçlar söyleyebilir ve hatta başkası tarafından getirilmiş iki aynı toprak örneği, bir şahsa ayrı toprak örnekleri gibi verildiğinde farklı sonuçlar verebilir. Bu bakımdan tahmini yapacak kimsenin deneyimli olması çok önemlidir. İyi bir tahminci % 10-15 hata ile sulama zamanını belirleyebilir, hatta bitkiye de bakarak tahmin yürüttüğünde başarı sansı artar. Topraktan örnek, toprak burgularıyla alınır. Toprak ele alınıp, avuç ile parmaklar arasında sıkılır. Sıkma sırasında toprağın aldığı şekle bakarak Cetvel 13.6’da belirtilen kıstaslara göre tahmin yürütülür.
Arazi koşullarında toprak nemi elektriksel araçlar kullanılarak ölçülür ve sulama zamanı tespit edilebilir. Bu yöntemde ilke, toprağın nem miktarındaki değişmenin, toprağa konulan aracın elektriksel ölçü gücünde fark getirmesiyle bulunur. Toprak neminin belirlenmesinde basit, elle kontrole karşın daha güvenilir ve pahalı olmayan bir yöntemdir. Ölçüm için araziye jips blokları (alçı blokları) yerleştirilir. Ancak jips bloklar, zamanla topraktaki sudan dolayı eriyebilir ve işlevleri bozulabilir. Bu sorunu kısmen ortadan kaldırmak üzere jips alçı blokları, fiberglas kumaşı ile kaplanır. Alçı bloğu içine ayrı ayrı yerleştirilen iki metal elektrotun uç kısmına birer elektrik kablosu bağlanır ve iki kablo alçı blok dışına çıkartılır. Sonra bloğun
üzeri fiberglas kumaş kaplanır. İki adet elektrik kablosu bulunan blok, nemi ölçülecek toprağın bitki kök derinliğine yerleştirilir, ancak iki kablo toprak yüzünde bırakılır. Bu kablo uçları elektrik akımını ölçen ve basit bir pille çalışan ohm metreye bağlanır. Toprak içine konan jips bloğu, topraktaki nemden etkilenir ve toprakta değişen nem miktarına göre bünyesinde nem değişimi gösterir. Topraktaki nem arttıkça, bloktaki nem miktarı artar, bloktaki nem artışı jipsin iyonlara ayrılmasını fazlalaştırır ve blok içine konmuş olan elektrotlar arasındaki direnci azaltarak, elektrotlar arasında elektrik akımı kuvvetlenir. Toprakta nem azaldıkça, jips blokta nem azalır, blokta iyon ayrılması azalır, elektrotlar arasında direnç fazlalaşır ve elektrik akımının geçişi zayıflar. Elektrotlara bağlı kablolar elektrik akımını ohm metreye taşır. Ohm metrede elektrik akımının yükselmesi (ohm metre ibresinin artı tarafa doğru hareketi) toprakta su olduğunu, azalması (ibrenin eksi tarafa doğru hareketi) suyun azaldığını gösterir. Eğer ohm metre üzerine topraktaki nem miktarına göre elektrik akım geçim miktarıyla ilgili bir katran yerleştirilecek (artı ve eksi arasında dereceli) olursa, topraktaki nem miktarı kolayca gözlenebilir ve ölçülebilir.
Piyasada bu ölçüyü verebilen ohm metreler imal edilmiş ve satılmaktadır. Ayrıca laboratuvar koşullarında yapılmış denemelerle saptanan ve Şekil 13.7’de verilen blok direnci-toprak nem ilişkisinden yararlanılabilir.
Bilindiği gibi, toprak zerreleri elektrik akımını zayıf bir şeklide iletirken, su iyi bir iletkendir. Suyun içinde erimiş iyon miktarı arttıkça iletkenliği daha da artar. Elektrik akımına karşı toprak direnci, toprağın su içeriği, toprak bünyesi, topraktaki tuz miktarı, toprak sıcaklığı ve elektrotların birbirine yakınlığı veya uzaklığı bir fonksiyon olarak ortaya çıkar. Bütün bu sayılan hususlar arasında toprağın nem içeriği elektrotlar arasındaki direnç üzerine daha fazla etkili olmaktadır. Elektrotlar arasında oluşan dirence bu bakımdan rahatlıkla toprağın nem içeriği olarak bakabiliriz.
Cetvel 13.6. Toprak Görünüşü ile Toprak Neminin Elle Saptanması ALAP(1957) göre
geliştirilmiştir.
Faydalı nem Çok Kaba Kaba Bünyeli Orta Bünyeli İnce Bünyeli
Derece % Bünyeli Toprak Toprak Toprak Toprak
Kuru toprak 0 Kuru, gevşek, Kuru, gevşek, Toz halinde, Sert fırınlanmış,
tek taneli, parmak hafifçe ezilmiş, Bazen yüzeyde
parmak arasıdan akıcı kolayca toz zerreliğini
arasından akıcı haline gelebilir kaybetmiş
Zayıf sulama 50 Halen kuru, Halen kuru, Bir dereceye Bir dereceye
veya avuç içinde avuç içinde kadar ufalanır, Kadar katlanıp,
daha az sıkınca top sıkınca top avuç içinde bükülebilir,
halini almaz halini almaz sıkınca top avuç içinde
halini almaz sıkışınca top
halini alır
Su durumu 50-70 Kısmen nemli Avuç içinde Top şeklini alır Top şeklini alır
İyi arası avuç içinde sıkınca top biraz plastik sıkıldığında
sıkınca top halini alır, görünümdedir parmaklar
halini almaz biraz sonra basınçta hafif arasında şerit
dağılır plastikleşir şeklini alır
Su durumu 75 ile tarla Sıkınca zayıf Zayıf top Top şeklini alır Parmaklar
Çok İyi kapasitesinde top şeklini alır şeklini alır bükülebilir ve arasında
fakat çabuk biraz gecikince kolayca şerit haline
dağılır parçalanır kaypaklaşır girer
kaypaklaşır
Sulama Tarla Sıkınca top Top halini alır Top halini alır Top halini
Yapılmış kapasitesinde Şeklini alır. Yüzeyde biraz Sıkınca alır
Su görülmez su var hissi yüzeyde Sıkınca
ama el içinde verir. El su oluşur yüzeyde
nem bırakır nemlenir su oluşur
Islak toprak Tarla Sıkmadan Sıkınca veya Sıkınca az Sıkınca
kapasitesi parmaklar karıştırılınca miktarda su yüzeyde
üstünde arasından su su akar görülür su belirtisi olur.
akar El içi nemlenir
Bu yöntemle tarlada sulama zamanının gelip gelmediğini kolayca saptayabiliriz. Ancak uygulanacak su miktarının belirlenmesinde ölçülen direnç değerinin daha önce laboratuar denemelerinde hazırlanan grafikte (toprak nemi kalibrasyon grafiği veya toprak nem karakteristik eğrisi) yerine konarak, bu değere karşılık toprak nemi miktarı ile o toprağın tarla kapasitesi değeri arasındaki farkın hesaplanması gerekir (Şekil 13.8). Tansiyometreler toprak neminin tarla koşullarında ölçülmesini sağlayan alettir. Aletin kullanılmasıyla doğrudan doğruya toprak su içeriği ölçülemez. Aletin kullanılacağı tarlanın toprak karakteristik eğrisini bilmek mecburiyeti vardır. Eğri toprak suyu ile toprak suyu basınç enerjisi arasındaki ilişkiyi verir (Şekil 13.8).
Şekil 13.7. Blok direnci-toprak ilişkisi
Şekil 13.8. Topraktaki su miktarı ile toprak suyu basınç enerji ilişkisi
Tansiyometrenin çalışma şeklini açıklamak üzere, gözenekleri suyla dolu olan bir toprağı, suya batırılmış ve çıkarılmış bir süngere benzetebiliriz. Sünger sudan çıktığında suyun bir kısmı kendiliğinden süzülür ve akar. Bir süre sonra su kesilir. Daha fazla su akması için süngerin sıkılması gerekir. Aynı durum topraklarda oluşur. Suyu almaya başlayıp doyma noktasına gelince artık su alamaz ve su toprak yüzünden akışa geçer. Su verme kesildiğinde süngerin sudan çıkmış hali gibi içindeki suyun bir kısmını yerçekimiyle toprak deriliklerine akıtır ve nihayet akış durur. Topraktan daha fazla su çıkması istendiğinde, dışardan bir enerji harcanması gerekir (süngerin sıkılması gibi). Bu enerji suyun adhezyon ve kohezyon gücüyle tuttuğu suyu vermesi için kullanılır. Topraktan alınacak suyun miktarı toprağın enerji düzeyine bağlıdır. Toprak suyunun özgül enerjisi, birim miktardaki suyu standart bir kıyaslama düzeyinden (özgül enerjinin sıfır olduğu noktada) başka bir enerji düzeyine çıkarmak için gerekli mekanik enerjidir. Toprak katmanları arasında enerji farkı olduğu sürece, katmanlar arasında su değişimi sürer. Sulamada ilk ıslanan toprakların özgül enerjisi yüksek olduğundan, su miktarı az ve dolayısıyla özgül enerjisi azdır ve su alt katmanlara doğru akar.
Toprak enerjisi, birim miktardaki suyun taşıdığı enerji olup, basınç, uzunluk veya doğrudan enerji birimleri ile ifade edilir. İşte toprak termometreleri özellikle suya doymamış koşullarda toplam suyun özgül enerjisinin temel bir öğesi olan basınç enerjisini ölçmekte kullanılır. Ölçülen enerji birim hacimdeki suyun enerjisidir. Suya doymamış koşullarda toprak suyu basınç enerjisi negatif olup, çoğu kez “tansiyon” olarak tanımlanır. Toprak suyu basınç enerjisi yerine “toprak suyu tansiyonu veya toprak suyu basıncı” deyimi kullanılır. Tansiyometre seramik geçirgen bir uç, buna bağlı içi su dolu bir boru (bourdon borusu) ve suyun içindeki basıncı ölçmekte kullanılan cıvalı veya vakumlu, üç ana parçadan oluşur. Tansiyometrenin toprağa yerleştirilmesi için önce alet çapında bir kazık toprağa çakılır ve aletin rahatlıkla girebileceği bir delik oluşturulur. Daha sonra alet bu çukura yerleştirilir. Ancak yerleştirme sırasında, tansiyometrenin ucu mutlak etkili kök ucu bölgesine gelecek şekilde toprağa konulmalı ve yine sulama suyunun aletin seramik ucuna ulaşacağı bir noktaya yerleştirilmelidir. Alet konulurken sulama suyunun göllenmediği bir yere oturtulması gerekir. Böylece kültür bitkilerinin kök faaliyetinin en yoğun olduğu toprak derinliğine tansiyometrenin yerleştirilmesiyle sulama zamanı doğruya yakın saptanabilir. Topraktaki tansiyometrenin gösterdiği değer yüksekse toprakta suyun azaldığını ve belli bir yükseklikten sonra sulama zamanının geldiğini, düşükse toprakta suyun yeterli olduğunu ve sulama yapmaya gerek olmadığını anlarız. Her sebze çeşidinin sulama zamanının belirlenmesinde kendine özgü toprakta özel bir tansiyometre değeri bulunmaktadır (Cetvel 13.7).
Bu değerler 20-90 cb (0,20-0,90 bar) arasında değişmektedir. Cetvelde patates için 30-50 cb değeri verilmiştir. Bu bize topraktaki tansiyometre değeri ortalama olarak 40 cb olduğunda sulamaya başlanacağını yani toprak nem tansiyonu % 50 değerine ulaştığında sulama yapılması gerektiğini gösterir. Toprağa iki adet tansiyometre yerleştirmekte fayda vardır. Birincisi biraz yüzlek çakılır ve buna yüzlek tansiyometre adı verilir. İkincisi biraz derin çakılırsa ve buna da derin tansiyometre denir. Yüzlek tansiyometre sulama zamanını, derin tansiyometre bir sulamada verilecek su miktarıyla, sulama süresini belirler. Çünkü yüzlek konulan tansiyometredeki değişim burada su kaybı daha fazla olduğundan, derine konulandan daha hızlı olmaktadır. Bu değişim iki nedene bağlanır. Birincisi yüzlek tansiyometrenin konduğu kısımda köklerin yoğun olması ve suyun daha fazla tüketilmesi, ikincisi toprak yüzeyinden buharlaşma ile suyun yitirilmesidir. Yukarıdaki patates örneğinde yüzlek tansiyometre 40 cb değerini gösterdiğinde sulamaya başlanacaktır. Ancak bu sırada toprak derinliğinde su kaybı daha geç olduğundan derin tansiyometre 20 cb değerini gösterecektir. Bir müddet sonra buradaki suyun da azalmasıyla derin tansiyometredeki değer de yükseliş gösterecek ve 40 cb değerine ulaşacaktır. Yüzlek tansiyometre göre sulama zamanın geldiğini kabul edip, sulama işlemine başlandığında, sulamanın kesilmesi (bitirilmesi), derin tansiyometredeki yükselmiş olan değerin düşmeye başlayıp tekrar 20 cb yi gösterdiği zaman olacaktır.
Cetvel 13.7. Sebze Çeşitlerine Göre Sulamaya Başlanması İçin Gerekli
Toprak Suyu Tansiyometre Değerleri
Sebzeler Tansiyometre Sebzeler Tansiyometre
Değerleri (cb) Değerleri (cb)
Patates 30-50 Turp 30-50
Yeşil soğan 30-45 Fasulye 45-90
Havuç 30-60 Bezelye 30-50
Lahana 40-60 Çilek 15-30
Karnabahar 30-60 Marul ve Kıvırcık 30-40
Bamya 25-50 Kavun 45-90
Sarmısak 45-90 Karpuz 45-90
Soğan 20-40 Domates 45-90
Enginar 45-95 Hıyar 45-90
Patlıcan 30-60
Nötron metre ile topraktaki su miktarının ve hareketlerinin belirlenmesi son yıllarda geliştirilmiş bir tekniktir. Bizde henüz tam kullanılmaya başlamamıştır. Bu bakımdan, burada kısa bir bilgi verilecektir. Geniş bilgi almak isteyenler için GÜNAY ve UL (2001) kaynağına bakabilir. Alet, hızlı nötron yayan bir kaynak, detektör tüp ve yavaşlayan nötronları sayan bir sayaçtan ibarettir. Çalışma ilkesi, kaynak tarafından yayılan yüksek enerjili nötronların, herhangi bir atom çekirdeği ile çarpıştığında hızlarının yavaşlamasıdır. Yavaşlayan nötronlar alette bulunan detektör aracılıyla saptanır ve sayaç tarafından sayılır. Toprakta bulunan suyun hidrojen atomu hızlı yayılan yüksek enerjili nötronlarla yaklaşık aynı kütleye sahip olduğundan, nötronların yavaşlamasında oldukça etkilidir. Toprakta bulunan lityum, berilyum, bor ve karbon gibi elementlerin de nötronları yavaşlatması söz konusudur. Ancak bunların etki düzeyi kütlelerinin büyük olması nedeniyle daha azdır ve ayrıca bu elementlerin toprakta bulunuş oranı da çok düşüktür. Bu bakımdan nötronların hızlarının yavaşlaması daha çok, suyun hidrojen atomları tarafından yapılır. Yüksek su bulunan topraklarda belli bir zaman diliminde nötron yavaşlaması fazla olduğundan alette yüksek değer, su oranı azaldıkça düşük bir değer okunur. Ancak aletin düzgün çalışması toprağın 20 cm derinliğinden itibaren olur. Toprağın derinlerine çapları farklılık gösteren alüminyum ölçüm tüpleri yerleştirilir. Sağlıklı bir ölçüm için aletin toprağı karakterize edecek en iyi yere yerleştirilmesi ve alüminyum tüplerin toprakla iyi ilişki kuracak miktarda oldukça sık konulması gerekir.
Kaynak: Genel Sebzecilik Kitabı Prof. Dr. Atila Günay
Arazide toprak neminin ölçülmesi bazı ufak hatalara sebep olsa bile pratik bir çözüm yolu olduğu ve zamanında yapıldığı için önem kazanır. Arazide kontrolde ilk belirleme elle kontrol yöntemidir. Bunun dışında bir geçirgen bloğun elektriksel özelliklerinden yararlanma, tansiyometre kullanma ve toprak neminin nötron yöntemi ile ölçülmesi yöntemleri gelmektedir. Elle kontrol yöntemi en eski, basit ve çok pratik bir yöntemdir. Bitki kök bölgesinin değişik derinliklerinden alınan toprak örnekleri elle kontrol edilerek nem içeriği tahmin edilir. Ancak bu yöntemin herkes tarafından aynı doğrulukta kullanılması mümkün değildir. Aynı toprakta iki kişi toprağı elle kontrol edip, sulama zamanı tahmininde bulunsa, farklı sonuçlar söyleyebilir ve hatta başkası tarafından getirilmiş iki aynı toprak örneği, bir şahsa ayrı toprak örnekleri gibi verildiğinde farklı sonuçlar verebilir. Bu bakımdan tahmini yapacak kimsenin deneyimli olması çok önemlidir. İyi bir tahminci % 10-15 hata ile sulama zamanını belirleyebilir, hatta bitkiye de bakarak tahmin yürüttüğünde başarı sansı artar. Topraktan örnek, toprak burgularıyla alınır. Toprak ele alınıp, avuç ile parmaklar arasında sıkılır. Sıkma sırasında toprağın aldığı şekle bakarak Cetvel 13.6’da belirtilen kıstaslara göre tahmin yürütülür.
Arazi koşullarında toprak nemi elektriksel araçlar kullanılarak ölçülür ve sulama zamanı tespit edilebilir. Bu yöntemde ilke, toprağın nem miktarındaki değişmenin, toprağa konulan aracın elektriksel ölçü gücünde fark getirmesiyle bulunur. Toprak neminin belirlenmesinde basit, elle kontrole karşın daha güvenilir ve pahalı olmayan bir yöntemdir. Ölçüm için araziye jips blokları (alçı blokları) yerleştirilir. Ancak jips bloklar, zamanla topraktaki sudan dolayı eriyebilir ve işlevleri bozulabilir. Bu sorunu kısmen ortadan kaldırmak üzere jips alçı blokları, fiberglas kumaşı ile kaplanır. Alçı bloğu içine ayrı ayrı yerleştirilen iki metal elektrotun uç kısmına birer elektrik kablosu bağlanır ve iki kablo alçı blok dışına çıkartılır. Sonra bloğun
üzeri fiberglas kumaş kaplanır. İki adet elektrik kablosu bulunan blok, nemi ölçülecek toprağın bitki kök derinliğine yerleştirilir, ancak iki kablo toprak yüzünde bırakılır. Bu kablo uçları elektrik akımını ölçen ve basit bir pille çalışan ohm metreye bağlanır. Toprak içine konan jips bloğu, topraktaki nemden etkilenir ve toprakta değişen nem miktarına göre bünyesinde nem değişimi gösterir. Topraktaki nem arttıkça, bloktaki nem miktarı artar, bloktaki nem artışı jipsin iyonlara ayrılmasını fazlalaştırır ve blok içine konmuş olan elektrotlar arasındaki direnci azaltarak, elektrotlar arasında elektrik akımı kuvvetlenir. Toprakta nem azaldıkça, jips blokta nem azalır, blokta iyon ayrılması azalır, elektrotlar arasında direnç fazlalaşır ve elektrik akımının geçişi zayıflar. Elektrotlara bağlı kablolar elektrik akımını ohm metreye taşır. Ohm metrede elektrik akımının yükselmesi (ohm metre ibresinin artı tarafa doğru hareketi) toprakta su olduğunu, azalması (ibrenin eksi tarafa doğru hareketi) suyun azaldığını gösterir. Eğer ohm metre üzerine topraktaki nem miktarına göre elektrik akım geçim miktarıyla ilgili bir katran yerleştirilecek (artı ve eksi arasında dereceli) olursa, topraktaki nem miktarı kolayca gözlenebilir ve ölçülebilir.
Piyasada bu ölçüyü verebilen ohm metreler imal edilmiş ve satılmaktadır. Ayrıca laboratuvar koşullarında yapılmış denemelerle saptanan ve Şekil 13.7’de verilen blok direnci-toprak nem ilişkisinden yararlanılabilir.
Bilindiği gibi, toprak zerreleri elektrik akımını zayıf bir şeklide iletirken, su iyi bir iletkendir. Suyun içinde erimiş iyon miktarı arttıkça iletkenliği daha da artar. Elektrik akımına karşı toprak direnci, toprağın su içeriği, toprak bünyesi, topraktaki tuz miktarı, toprak sıcaklığı ve elektrotların birbirine yakınlığı veya uzaklığı bir fonksiyon olarak ortaya çıkar. Bütün bu sayılan hususlar arasında toprağın nem içeriği elektrotlar arasındaki direnç üzerine daha fazla etkili olmaktadır. Elektrotlar arasında oluşan dirence bu bakımdan rahatlıkla toprağın nem içeriği olarak bakabiliriz.
Cetvel 13.6. Toprak Görünüşü ile Toprak Neminin Elle Saptanması ALAP(1957) göre
geliştirilmiştir.
Faydalı nem Çok Kaba Kaba Bünyeli Orta Bünyeli İnce Bünyeli
Derece % Bünyeli Toprak Toprak Toprak Toprak
Kuru toprak 0 Kuru, gevşek, Kuru, gevşek, Toz halinde, Sert fırınlanmış,
tek taneli, parmak hafifçe ezilmiş, Bazen yüzeyde
parmak arasıdan akıcı kolayca toz zerreliğini
arasından akıcı haline gelebilir kaybetmiş
Zayıf sulama 50 Halen kuru, Halen kuru, Bir dereceye Bir dereceye
veya avuç içinde avuç içinde kadar ufalanır, Kadar katlanıp,
daha az sıkınca top sıkınca top avuç içinde bükülebilir,
halini almaz halini almaz sıkınca top avuç içinde
halini almaz sıkışınca top
halini alır
Su durumu 50-70 Kısmen nemli Avuç içinde Top şeklini alır Top şeklini alır
İyi arası avuç içinde sıkınca top biraz plastik sıkıldığında
sıkınca top halini alır, görünümdedir parmaklar
halini almaz biraz sonra basınçta hafif arasında şerit
dağılır plastikleşir şeklini alır
Su durumu 75 ile tarla Sıkınca zayıf Zayıf top Top şeklini alır Parmaklar
Çok İyi kapasitesinde top şeklini alır şeklini alır bükülebilir ve arasında
fakat çabuk biraz gecikince kolayca şerit haline
dağılır parçalanır kaypaklaşır girer
kaypaklaşır
Sulama Tarla Sıkınca top Top halini alır Top halini alır Top halini
Yapılmış kapasitesinde Şeklini alır. Yüzeyde biraz Sıkınca alır
Su görülmez su var hissi yüzeyde Sıkınca
ama el içinde verir. El su oluşur yüzeyde
nem bırakır nemlenir su oluşur
Islak toprak Tarla Sıkmadan Sıkınca veya Sıkınca az Sıkınca
kapasitesi parmaklar karıştırılınca miktarda su yüzeyde
üstünde arasından su su akar görülür su belirtisi olur.
akar El içi nemlenir
Bu yöntemle tarlada sulama zamanının gelip gelmediğini kolayca saptayabiliriz. Ancak uygulanacak su miktarının belirlenmesinde ölçülen direnç değerinin daha önce laboratuar denemelerinde hazırlanan grafikte (toprak nemi kalibrasyon grafiği veya toprak nem karakteristik eğrisi) yerine konarak, bu değere karşılık toprak nemi miktarı ile o toprağın tarla kapasitesi değeri arasındaki farkın hesaplanması gerekir (Şekil 13.8). Tansiyometreler toprak neminin tarla koşullarında ölçülmesini sağlayan alettir. Aletin kullanılmasıyla doğrudan doğruya toprak su içeriği ölçülemez. Aletin kullanılacağı tarlanın toprak karakteristik eğrisini bilmek mecburiyeti vardır. Eğri toprak suyu ile toprak suyu basınç enerjisi arasındaki ilişkiyi verir (Şekil 13.8).
Şekil 13.7. Blok direnci-toprak ilişkisi
Şekil 13.8. Topraktaki su miktarı ile toprak suyu basınç enerji ilişkisi
Tansiyometrenin çalışma şeklini açıklamak üzere, gözenekleri suyla dolu olan bir toprağı, suya batırılmış ve çıkarılmış bir süngere benzetebiliriz. Sünger sudan çıktığında suyun bir kısmı kendiliğinden süzülür ve akar. Bir süre sonra su kesilir. Daha fazla su akması için süngerin sıkılması gerekir. Aynı durum topraklarda oluşur. Suyu almaya başlayıp doyma noktasına gelince artık su alamaz ve su toprak yüzünden akışa geçer. Su verme kesildiğinde süngerin sudan çıkmış hali gibi içindeki suyun bir kısmını yerçekimiyle toprak deriliklerine akıtır ve nihayet akış durur. Topraktan daha fazla su çıkması istendiğinde, dışardan bir enerji harcanması gerekir (süngerin sıkılması gibi). Bu enerji suyun adhezyon ve kohezyon gücüyle tuttuğu suyu vermesi için kullanılır. Topraktan alınacak suyun miktarı toprağın enerji düzeyine bağlıdır. Toprak suyunun özgül enerjisi, birim miktardaki suyu standart bir kıyaslama düzeyinden (özgül enerjinin sıfır olduğu noktada) başka bir enerji düzeyine çıkarmak için gerekli mekanik enerjidir. Toprak katmanları arasında enerji farkı olduğu sürece, katmanlar arasında su değişimi sürer. Sulamada ilk ıslanan toprakların özgül enerjisi yüksek olduğundan, su miktarı az ve dolayısıyla özgül enerjisi azdır ve su alt katmanlara doğru akar.
Toprak enerjisi, birim miktardaki suyun taşıdığı enerji olup, basınç, uzunluk veya doğrudan enerji birimleri ile ifade edilir. İşte toprak termometreleri özellikle suya doymamış koşullarda toplam suyun özgül enerjisinin temel bir öğesi olan basınç enerjisini ölçmekte kullanılır. Ölçülen enerji birim hacimdeki suyun enerjisidir. Suya doymamış koşullarda toprak suyu basınç enerjisi negatif olup, çoğu kez “tansiyon” olarak tanımlanır. Toprak suyu basınç enerjisi yerine “toprak suyu tansiyonu veya toprak suyu basıncı” deyimi kullanılır. Tansiyometre seramik geçirgen bir uç, buna bağlı içi su dolu bir boru (bourdon borusu) ve suyun içindeki basıncı ölçmekte kullanılan cıvalı veya vakumlu, üç ana parçadan oluşur. Tansiyometrenin toprağa yerleştirilmesi için önce alet çapında bir kazık toprağa çakılır ve aletin rahatlıkla girebileceği bir delik oluşturulur. Daha sonra alet bu çukura yerleştirilir. Ancak yerleştirme sırasında, tansiyometrenin ucu mutlak etkili kök ucu bölgesine gelecek şekilde toprağa konulmalı ve yine sulama suyunun aletin seramik ucuna ulaşacağı bir noktaya yerleştirilmelidir. Alet konulurken sulama suyunun göllenmediği bir yere oturtulması gerekir. Böylece kültür bitkilerinin kök faaliyetinin en yoğun olduğu toprak derinliğine tansiyometrenin yerleştirilmesiyle sulama zamanı doğruya yakın saptanabilir. Topraktaki tansiyometrenin gösterdiği değer yüksekse toprakta suyun azaldığını ve belli bir yükseklikten sonra sulama zamanının geldiğini, düşükse toprakta suyun yeterli olduğunu ve sulama yapmaya gerek olmadığını anlarız. Her sebze çeşidinin sulama zamanının belirlenmesinde kendine özgü toprakta özel bir tansiyometre değeri bulunmaktadır (Cetvel 13.7).
Bu değerler 20-90 cb (0,20-0,90 bar) arasında değişmektedir. Cetvelde patates için 30-50 cb değeri verilmiştir. Bu bize topraktaki tansiyometre değeri ortalama olarak 40 cb olduğunda sulamaya başlanacağını yani toprak nem tansiyonu % 50 değerine ulaştığında sulama yapılması gerektiğini gösterir. Toprağa iki adet tansiyometre yerleştirmekte fayda vardır. Birincisi biraz yüzlek çakılır ve buna yüzlek tansiyometre adı verilir. İkincisi biraz derin çakılırsa ve buna da derin tansiyometre denir. Yüzlek tansiyometre sulama zamanını, derin tansiyometre bir sulamada verilecek su miktarıyla, sulama süresini belirler. Çünkü yüzlek konulan tansiyometredeki değişim burada su kaybı daha fazla olduğundan, derine konulandan daha hızlı olmaktadır. Bu değişim iki nedene bağlanır. Birincisi yüzlek tansiyometrenin konduğu kısımda köklerin yoğun olması ve suyun daha fazla tüketilmesi, ikincisi toprak yüzeyinden buharlaşma ile suyun yitirilmesidir. Yukarıdaki patates örneğinde yüzlek tansiyometre 40 cb değerini gösterdiğinde sulamaya başlanacaktır. Ancak bu sırada toprak derinliğinde su kaybı daha geç olduğundan derin tansiyometre 20 cb değerini gösterecektir. Bir müddet sonra buradaki suyun da azalmasıyla derin tansiyometredeki değer de yükseliş gösterecek ve 40 cb değerine ulaşacaktır. Yüzlek tansiyometre göre sulama zamanın geldiğini kabul edip, sulama işlemine başlandığında, sulamanın kesilmesi (bitirilmesi), derin tansiyometredeki yükselmiş olan değerin düşmeye başlayıp tekrar 20 cb yi gösterdiği zaman olacaktır.
Cetvel 13.7. Sebze Çeşitlerine Göre Sulamaya Başlanması İçin Gerekli
Toprak Suyu Tansiyometre Değerleri
Sebzeler Tansiyometre Sebzeler Tansiyometre
Değerleri (cb) Değerleri (cb)
Patates 30-50 Turp 30-50
Yeşil soğan 30-45 Fasulye 45-90
Havuç 30-60 Bezelye 30-50
Lahana 40-60 Çilek 15-30
Karnabahar 30-60 Marul ve Kıvırcık 30-40
Bamya 25-50 Kavun 45-90
Sarmısak 45-90 Karpuz 45-90
Soğan 20-40 Domates 45-90
Enginar 45-95 Hıyar 45-90
Patlıcan 30-60
Nötron metre ile topraktaki su miktarının ve hareketlerinin belirlenmesi son yıllarda geliştirilmiş bir tekniktir. Bizde henüz tam kullanılmaya başlamamıştır. Bu bakımdan, burada kısa bir bilgi verilecektir. Geniş bilgi almak isteyenler için GÜNAY ve UL (2001) kaynağına bakabilir. Alet, hızlı nötron yayan bir kaynak, detektör tüp ve yavaşlayan nötronları sayan bir sayaçtan ibarettir. Çalışma ilkesi, kaynak tarafından yayılan yüksek enerjili nötronların, herhangi bir atom çekirdeği ile çarpıştığında hızlarının yavaşlamasıdır. Yavaşlayan nötronlar alette bulunan detektör aracılıyla saptanır ve sayaç tarafından sayılır. Toprakta bulunan suyun hidrojen atomu hızlı yayılan yüksek enerjili nötronlarla yaklaşık aynı kütleye sahip olduğundan, nötronların yavaşlamasında oldukça etkilidir. Toprakta bulunan lityum, berilyum, bor ve karbon gibi elementlerin de nötronları yavaşlatması söz konusudur. Ancak bunların etki düzeyi kütlelerinin büyük olması nedeniyle daha azdır ve ayrıca bu elementlerin toprakta bulunuş oranı da çok düşüktür. Bu bakımdan nötronların hızlarının yavaşlaması daha çok, suyun hidrojen atomları tarafından yapılır. Yüksek su bulunan topraklarda belli bir zaman diliminde nötron yavaşlaması fazla olduğundan alette yüksek değer, su oranı azaldıkça düşük bir değer okunur. Ancak aletin düzgün çalışması toprağın 20 cm derinliğinden itibaren olur. Toprağın derinlerine çapları farklılık gösteren alüminyum ölçüm tüpleri yerleştirilir. Sağlıklı bir ölçüm için aletin toprağı karakterize edecek en iyi yere yerleştirilmesi ve alüminyum tüplerin toprakla iyi ilişki kuracak miktarda oldukça sık konulması gerekir.
Kaynak: Genel Sebzecilik Kitabı Prof. Dr. Atila Günay