Toprak sıcaklığı ve ısısal yayınımın belirlenmesi

Abstract

Topraklardaki s ıcaklık de ğ iş imi ve ıs ısal yay ın ım toprak mikro klimas ın ın olu ş umuna, toprak özelliklerinin de ğ iş imi ve bitki geliş imi süreçlerine önemli düzeyde etki yapmaktadır. Bu çalış ma, Samsun ili Çarş amba ilçesinde çim örtüsü ile kaplı aç ık (I. deneme alan ı) ve ş eftali bahçesinde a ğ açların gölgeleme yaptığ ı (II. deneme alan ı) alanlarda yürütülmü ştür. Deneme alanlarında toprakların yüzeyinde n 100 cmye kadar her 10 cm derinliğ inde 7 00, 12 00, 18 00 saatlerindeki günlük toprak s ıcaklıkları 21 ağ ustos 19 eylül 2011 tarihleri aras ında ölçülmü ştür. Ölçülen toprak s ıcaklık de ğ erlerinden faydalanarak; günlü k s ıcaklık de ğ iş imi ve bu de ğ iş ime ba ğ lı olarak amplitüt, ısısal yay ın ım katsay ıs ı gibi ıs ısal özellikler, topra ğ ın temel ısı taş ın ım denkleminin çözüme göre elde edilen teorik günlük sıcaklık de ğ erleri ile ölçü m de ğ erlerinin karşılaş tırılmas ı irdelenmiş tir. I. ve II. deneme alanların ın 0-50 cm katmanlarındaki 7 00, 12 00 ve 18 00 saatlerinde ölçülen günlük s ıcaklık de ğ erleri sırasıyla 16.5-24.0; 21.0-34.0; 19.5-27.0C ve 16.5- 23.0; 19.0-27.5; 19.0-24.8C ve 50-100 cm katmanlarında ise s ıras ıyla 19.1-23.0; 21.0- 25.5; 19.2-25.0C ve 18.9-22.0; 19.2-24.5; 19.0-24.0C arasında de ğ iş mektedir. Genel olarak her iki deneme alan ında da toprakları yüzeye yakın katmanlarındaki s ıcaklık de ğ iş imleri az olup, aş ağ ı katmanlara do ğ ru (50 cm) inildikçe bu de ğ iş imler daha da azalmaktadır. Amplitüt de ğ erleri I. deneme alan ında toprak yüzeyinde 2.03-5.60ºC, 10 cmden derin katmanlarda ise 0.93-3.07ºC aras ında, II. deneme alan ında ise s ırasıyla 1.97-2.77ºC ve 0.94-2.46ºC arasında belirlenmiştir. Ortalama ısısal yay ın ım I. deneme alan ında 10-100 cm toprak derinliğ inde 0.0835-0.8830 cm2 sn -1; II. deneme alan ında ise 0.2578-1.9692 cm2 sn -1 aralıklarında bulunmu ştur. Topra ğ ın ısı taş ın ım denklemine göre hesaplanan sıcaklık de ğ erleri ile ölçülen s ıcaklık de ğ erleri arasındaki ortalama nispi hata 0.015 - 0.089 aralığ ında belirlenmiştir.

Changes in the soil temperature and thermal diffusivity conditions are one of the most importan t components of soil microclimate and have a considerable impact on changes iön soil properties and plan t development processes. This study is carried out in a field covered with grass (I. experimental field) an d another field covered with peach trees (II. Experimental field) in çarşamba district of Samsun. The soil temperatures of each 10 cm from soil surface to 100 cm depth were measured daily in the experimental fields at 7 00, 12 00, 18 00 hours between august 21 and september 19, 2011. Some thermal properties of soils such as; daily soil temperature changes and due to these changes heat diffusivity, amplitude, an d comparison between theoretical soil temperatures estimated from the solution of heat transfer equatio n and daily measured soil temperatures were investigated. In the I. and II. experimental fields, daily soil temperatures measured at 0-50 cm soil depth at 7 00, 12 00 and 18 00 hours were 16.5-24.0; 21.0-34.0; 19.5- 27.0°C and 16.5-23.0; 19.0-27.5; 19.0-24.8°C, respectively and that measured at 50-100 cm soil depth were 19.1-23.0; 21.0- 25.5; 19.2-25.0°C and 18.9-22.0; 19.2-24.5; 19.0-24.0°C, respectively. Generally, changes in soil temperatures were less near the soil surface and much less in deeper soil layers (>50 cm). Amplitude values in the I. experimental field were 2.03-5.60ºC at the soil surface and between 0.90 an d 3.07ºC at the layers deeper than 10 cm, they were 1.97-2.77ºC at the soil surface and between 0.94 and 2.46ºC at the layers deeper than 10 cm in the II. experimental field. Mean heat diffusivity in 0-100 cm soil depth were determined between 0.0835 and 0.8830 cm2 sec -1 in the I. experimental field, and betwee n 0.2578 and 1.9692 cm 2 sec -1 in the II. experimental field. The relative error between soil temperatures estimated from the solution of heat transfer equation and daily measured soil temperatures were determined between 0.015 and 0.089.