SULAMA UYGULAMALARI İÇİN TDR ÖLÇÜMLERİNDE KALİBRASYONUN ÖNEMİ

Özet

Bu çalışmada kumlu killi tın bünyeye sahip farklı düzeylerde organik madde içeren bir toprakta TDR ile ölçülen (θTDR) ve gravimetrik olarak belirlenen hacimsel su içeriği (θ) değerleri karşılaştırılmış, toprak nem içeriğinin belirlenmesi amacıyla yapılan TDR ölçümlerinde kalibrasyonun önemi tartışılmıştır. Arazide 1 x 2 m2 boyutundaki parsellere % 0, % 3, % 6 ve % 9 oranında çeltik kavuzu kompostu uygulamaları, toprağın 0-20 cm katmanındaki organik madde içeriğini % 1.09 ile % 6.29 arasında, hacim ağırlığı değerlerini ise 0.589 g/cm3 ile 1.020 g/cm3 arasında değiştirmiştir. Sulama uygulamaları için parsellerde gravimetrik olarak belirlenen hacimsel su içerikleri % 18.3 ile % 36.50 arasında değişirken, TDR ile ölçülen hacimsel su içerikleri ise % 38.0 ile % 72.0 arasında değişim göstermiştir. Kompost uygulamaları ile toprakta organik madde düzeyindeki artışlar hacim ağırlığı değerlerinin azalmasına, toplam gözenekliliğin ise artmasına neden olmuştur. Toprakların organik madde düzeyleri ile hacim ağırlığı (- 0.703**), nispi doygunluk (-0.738**), gravimetrik olarak belirlenen hacimsel su içerikleri (-0.748**) ve TDR ile belirlenen hacimsel su içeriği (-0.580**) değerleri arasında istatistiksel olarak çok önemli düzeyde negatif korelasyonlar saptanmıştır. TDR okumalarıyla belirlenen θTDR değerleri, hacim ağırlığı (0.617**) ve nispi doygunluk (0.596**) değerleri ile istatistiksel olarak çok önemli düzeyde korelasyonlar elde edilmiştir. Arazide TDR ile belirlenen θTDR değerlerinin kalibrasyonu amacıyla gravimetrik olarak belirlenen hacimsel su içerikleri ve toprakların hacim ağırlıklarının kullanıldığı ikinci dereceden çoklu regresyon eşitliği oluşturulmuştur. Gravimetrik olarak ölçülen θ değerleri, θTDR değerlerine (0.598**) oranla kalibrasyon eşitliğinden hesaplanan hacimsel su içeriği (θE) değerleri (0.842**) ile daha yüksek korelasyon göstermiştir. θ değerleri ile θTDR değerleri arasındaki hata kareler ortalamasının karekökü (RMSE) 0.244 ve nispi hata % 88.06 olarak belirlenirken, θE ile θ değerleri arasındaki RMSE 0.023 ve nispi hata % 8.81 olarak hesaplanmıştır. TDR okumalarının ikinci dereceden kalibrasyon eşitliğinde kullanılmasıyla ölçülen θE değerleri, farklı düzeyde organik madde içeriğine sahip topraklarda sulama uygulamalarında yapılabilecek hata oranlarını en aza indirmiş ve geçek θ değerlerine daha yakın sonuçların elde edilmesini sağlamıştır.

Abstract

In this study, volumetric water contents measured by TDR (θTDR) and gravimetrically in a sandy clay loam soil having different organic matter levels were compared and importance of calibration in TDR measurements for determining soil moisture content was discussed. In a field study, 0, 3, 6 and 9 % of compost applications into 0-20 cm depth of sandy clay loam soil increased soil organic matter content (SOM) from 1.09% to 6.29% and decreased bulk density from 1.02 g/cm3 to 0.589 g/cm3. While the volumetric water contents (θ) in the field measured gravimetrically changed between 18.30% and 36.50%, TDR measurements (θTDR) changed between 38.00% and 72.00%. Increments in soil organic matter content by compost application caused to reduce in soil bulk density and to increase total porosity. Soil organic matter content gave significant negative correlations with bulk density (-0.703**), relative saturation (-0.738*), volumetric water content determined by gravimetrically (-0.748**) and volumetric water content determined by TDR (-0.580**) values. TDR measurements (θTDR) had significant positive correlations with bulk density (0.617**) and relative saturation (0.596**). In order to calibrate θTDR values determined in field with TDR, a second order multiple regression equation was obtained using volumetric water contents determined by gravimetrically and bulk densities of soils. θ values measured gravimetrically showed a higher correlation with estimated volumetric water contents (θE) using the calibration equation (0.842**) than θTDR (0.598**) values. Root mean square error (RMSE) (0.244) and relative error (88.06%) between θ and θTDR were higher than RMSE (0.023) and relative error (8.81%) between θ and θE. values. θE estimated using TDR measurements in the second order calibration equations decreased errors in soil moisture measurements including different organic matter contents and gave the more realistic results with θ values.