Yakın kızılötesi spektroskopi (NIRS) tekniğinin biyokömür (biochar) uygulanan toprakların bazı kimyasal özelliklerinin belirlenmesinde kullanım olanakları / Utilization of near infrared spectroscopy (NIRS) technique to determine some chemical properties of the biochar applied soils

Abstract

Bu çalışma, biyokömür – NIRS (Yakın Kızılötesi Spektroskopi) ilişkisi ile ilgili olarak literatür taramasında bilimsel bir çalışmaya rastlanmamış olmasından hareketle dikkate alınmıştır. Yapılan çalışmanın, yeni araştırmalara kaynak olarak fayda sağlayacak nitelikte olduğu düşünülmektedir. Bu çalışma, toprak biliminde biyokömür uygulamalarının toprak özelliklerine olan etkisinin NIRS tekniği kullanılarak tahmin edilebilmesini ve tekniğin uygulanmasında en uygun yöntemin ortaya konulmasını amaçlamaktadır. Yapılan çalışmada, karbonizasyon işlemi sonrasında biyokömüre dönüştürülmüş olan tütün sapı (TS), pamuk sapı (PS), zeytin posası (ZP), mısır koçanı (MK) ve fıstığın dış kabuğu (FDK) gibi materyallerin tuzlu ve tuzsuz topraklarla farklı dozlarda karıştırılması ile yapılmış olan bir inkübasyon çalışmasının 90.gün örnekleri kullanılmıştır. Toprak örnekleri kurutulup, elendikten sonra öğütülmüş ve elenmiş topraklar olarak gruplandırılarak NIRS tekniği ile yansımaların elde edilme işlemi gerçekleştirilmiştir. Biyokömür ilave edilmiş toprakların organik madde (OM), kireç, katyon değişim kapasitesi (KDK), pH ve eletriksel iletkenlik (EC) gibi özelliklerinin toprak yansımaları üzerine etkisi belirlenmiştir. Çalışma sonuçları, NIRS tekniğinin olumlu yönde etkisi ve kullanılabilirliği tuzlu topraklarda tuzsuz topraklara oranla daha fazla olduğunu ortaya koymuştur. Sonuçlar, tekniğin uygulanmasında öğütülmüş örneklerin kullanılmasının daha etkili olduğunu göstermiştir. Elde edilen istatistiksel tahmin sonuçları incelendiğinde ise tuzlu öğütülmüş topraklarda en yüksek tahmin değeri görülen özelliğin OM olduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak; biyokömürle yapılan NIRS tekniği çalışmalarında tuzlu ve öğütülmüş topraklarla çalışılmasının özellikle OM miktarının hızlı ve çabuk tahmin edilmesinde daha etkin olduğu söylenebilir. This study has been taken into a consideration regarding the biochar - NIRS (Near Infrared Spectroscopy) relationship, because of lacking of any scientific study in the literature. It is believed that this study should be a source to the further studies. The aim of this study is to estimate the effect of biochar applications on soil properties in soil science, using NIRS technique as well as put forward the most convenient method to apply the technique. The 90th day samples of an incubation work have been used in this study by mixing materials which have been converted to biochar by using carbonization method, such as tobacco stem (TS), cotton stalks (CS), olive pulp (OP), corn cobs (CC) and pistachio shells (PS) with saline and non-saline soils at different doses. After soil samples were dried and sieved, the soil samples grouped as sieved and grinded as well as the reflections were obtained by using NIRS technique. The reflection effects of properties of biochar mixed soils such as organic matter (OM), lime, cation exchange capacity (CEC), pH, and electrical conductivity (EC) were determined. The results of the study indicated that NIRS technique can be used much more properly in saline soils than non-saline soils. The results demonstrated that the grinded samples are more effective in applying the technique. As the obtained statistical estimation results have been evaluated, it has been determined that the higher estimated values were OM in saline grinded soils. As a result; It can be declared that the study performed with NIRS technique along with biochar is more effective when the saline and grinded soils studied, especially for the estimation of OM amount easily and quickly.