Yeşil Küre Tarım İşletmesi Arazilerinin Toprak Kalite İndeks Modelinde Nötrosofik Fuzzy-ahp Kullanımı ve Uzaktan Algılama Teknikleri ile Entegrasyonu

Abstract

Samsun İli Bafra İlçesi'nde yer alan Yeşil Küre Tarım İşletmesi arazilerinde gerçekleştirilmiş bu doktora çalışmasında, 89 yüzey (0-20 cm) ve 90 yüzey altı (20-40 cm) olmak üzere toplam 179 toprak örneği alınmıştır. Her bir toprak örneğinde fiziksel, kimyasal, verimlilik ve biyolojik analizler yapılmıştır. Bu doktora tezi kapsamında, çeltik ve tarla bitkilerine yönelik toprak kalite indeksinin belirlenmesinde doğrusal ve doğrusal olmayan Standart Skorlama Fonksiyonları (SSF) ve Nötrosofik Fuzzy-AHP (NF-AHP) yaklaşımından yararlanılmıştır. Çalışma alanı topraklarının toprak kalite indeksini belirlemek üzere fiziksel, kimyasal, verimlilik ve biyolojik ana toprak kalite parametrelerine ait toplam 28 kriterden faydalanılmıştır. 0.0787 ağırlık değeriyle en yüksek ağırlık değerinin biyolojik toprak kalite parametrelerinden olan mikrobiyal biyokütle karbon parametresinden elde edildiği belirlenirken, fiziksel toprak kalite parametreleri altında değerlendirilen kum ise 0.1888 ağırlık değeriyle en düşük önem ağırlığına sahip parametre olarak edilmiştir. Fiziksel, kimyasal, verimlilik ve biyolojik parametreler için en yüksek önem değerine sahip kriterlerin ise sırasıyla eğim (0.0746), organik madde (0.0595), azot (0.0327) ve mikrobiyal biyokütle karbon (0.0787) olduğu belirlenmiştir. SSF ile ağırlık değerleri atanan her bir toprak örnekleme noktasına yönelik değerler, NF-AHP yöntemi kullanılarak belirlenmiş her bir kriterin ağırlık değeriyle çarpılarak çeltik ve tarla bitkilerine yönelik toprak kalite indeks değerleri elde edilmiştir. Belirlenen toprak kalite indekslerine yönelik dağılım haritaları, çeltik ve tarla bitkilerine yönelik ayrı ayrı oluşturulmuştur. Daha sonra çalışma alanına yönelik temin edilen farklı zamanlı Sentinel-2A uydu görüntülerinde RE-OSAVI ve NDVI vejetasyon indeksleri uygulanmıştır. Elde edilen veriler, çeltik ve tarla bitkilerine ait toprak kalite indeks değerleri ile ayrı ayrı istatistiksel olarak karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, çeltik doğrusal TKİ değerleri ile Ağustos ayına ait NDVI değerlerinin daha yüksek r2 (0.974) değerleri verdiğini gösterirken, tarla bitkilerine ait doğrusal olmayan TKİ değerlerinin ise Mayıs ayına ait Sentinel-2A uydu görüntülerinden elde edilen NDVI değerleri ile daha yüksek r2 (0.862) değerleri verdiğini göstermiştir.In this doctoral study conducted at the Yeşil Küre Agriculture Enterprise located in Bafra District of Samsun Province, a total of 179 soil samples were taken, consisting of 89 surface samples (0-20 cm) and 90 subsurface samples (20-40 cm). Each soil sample underwent physical, chemical, productivity, and biological analyses. Within the scope of this doctoral thesis, linear and non-linear Standard Scoring Functions (SSF) and Neutrosophic Fuzzy-Analytical Hierarchy Process (NF-AHP) approachs were utilized to determine the soil quality index for rice and field crops. A total of 28 criteria related to physical, chemical, productivity, and biological main soil quality parameters were employed to assess the soil quality index of the study area soils. While the weight value of 0.0787 was determined to be derived from the microbial biomass carbon parameter, one of the biological soil quality parameters, the parameter evaluated under the physical soil quality parameters, sand, was considered as the parameter with the lowest importance weight, with a weight value of 0.1888. The criteria with the highest importance values for physical, chemical, productivity, and biological parameters were slope (0.0746), organic matter (0.0595), nitrogen (0.0327), and microbial biomass carbon (0.0787), respectively. Using SSF, values specific to each soil sampling point with assigned weight values were multiplied by the weight value of each criterion determined through the NF-AHP method to obtain the soil quality index values for rice and field crops. Distribution maps were created separately for the determined soil quality indices of rice and field crops. Subsequently, Sentinel-2A satellite images obtained at different times were utilized to apply the RE-OSAVI and NDVI vegetation indices for rice and field crops. The obtained data were statistically compared with the soil quality index values of rice and field crops. The results indicated that rice linear soil quality index values yielded higher r2 values (0.974) with August NDVI values, while non-linear soil quality index values for field crops produced higher r2 values (0.862) with NDVI values obtained from May Sentinel-2A satellite images.