Effects of organic matter removal on particle size distribution

Organik madde uzaklaştırılmasının parçacık büyüklük dağılımına etkileri

Abstract

Accurate determination of the particle size distribution, which has significant impacts on many physical, chemical and biological processes in soil, will enable a more accurate interpretation of the processes. In this study, the effects of organic matter (OM) removal pretreatment on the particle size distribution of 80 soil samples which have a clay content ranging from 18.8 to 83.4% were investigated to determine the necessity of OM removal pretreatment. The effect of OM removal was discussed by separating soil samples into clay (<40%, 40-60% and > 60%) and OM (0-1%, 1-2%, 2-4% and > 4%) group contents. The effect of OM removal on five different sand fractions (53µ, 106µ, 250µ, 500µ and 1000µ) was also investigated in this study. The mean OM content was 2.48% and ranged from 0.17 to 6.78%. Sand and clay contents of soil samples significantly changed after the removal of OM with hydrogen peroxide. The removal of OM caused an increase in clay and silt contents, while sand content significantly decreased in soils with an OM content of higher than 1%. Fine sand fraction (106 µ) significantly decreased despite an increase in 250 µ size sand fraction. The results showed that removal of OM with an OM content of higher than 1% significantly changes the particle size distribution. If soil texture is determined without removal of OM, clay and silt contents will be lower and the sand content will be higher than the actual case. Therefore, the removal of OM should be set as a standard pretreatment procedure before starting the texture analysis in order to accurately determine the particle size distribution which is crucial for many important soil functions.

Özet

Toprakta devam eden birçok fiziksel, kimyasal ve biyolojik süreç üzerine önemli düzeyde etkiye sahip olan parçacık büyüklük dağılımının doğru belirlenmesi, süreçler hakkında daha doğru yorum yapılabilmesini mümkün kılacaktır. Bu çalışmada, organik madde (OM) uzaklaştırılması ön muamelesinin kil içerikleri %18.8 ile %83.4 arasında değişen 80 toprağın parçacık büyüklük dağılımı üzerine etkileri incelenmiş ve OM uzaklaştırmasının gerekli olup olmadığı tartışılmıştır. Topraklar kil (<40%, %40-60 ve >60%) ve OM (%0-1, %1-2, %2-4 ve >%4) içeriklerine göre gruplara ayrılarak OM uzaklaştırmanın etkileri değerlendirilmiştir. OM uzaklaştırmanın beş farklı kum fraksiyonuna (53µ, 106µ, 250µ, 500µ ve 1000µ) etkisi de bu çalışma kapsamında incelenmiştir. OM madde içeriği %0.17 ile 6.78% arasında değişmektedir. Hidrojen peroksit ile OM uzaklaştırılması sonrasında kum ve kil içerikleri istatistiksel olarak önemli düzeyde değişmiştir. OM uzaklaştırılması ile toprakların kil ve silt içeriği artarken, kum içeriğinde OM içeriği %1’in üzerinde olan topraklarda önemli düzeyde düşüş gerçekleşmiştir. Kum fraksiyonlarında, orta kum (250 µ) boyutundaki artışa karşılık ince (106 µ) boyuttaki kum miktarında önemli düzeyde azalma tespit edilmiştir. Sonuçlar, OM içeriği %1’in üzerinde olan topraklarda OM uzaklaştırılmasının, tekstür bileşenlerini önemli düzeyde değiştirdiğini göstermiştir. Uzaklaştırma olmadan yapılan tekstür analizinde kil ve silt içeriklerinin daha düşük, kum içeriğinin ise daha yüksek olacağı unutulmamalıdır. Bu nedenle, toprağın birçok önemli fonksiyonunun gerçekleşmesinde etkili olan parçacık büyüklük dağılımının doğru belirlenmesi adına tekstür analizine başlamadan önce OM uzaklaştırılmasının standart bir ön işlem haline getirilmesi gerekmektedir.