ArticlePDF Available

Jips: Özellikleri, Çevresel Davranışları ve Toprak Islah Maddesi Olarak Kullanımı

Authors:

Abstract

Yarı-kurak ve kurak bölgelerdeki topraklarda yaygın olarak rastlanan ve günlük hayatımızda kullandığımız jips, basit kimyasal formülüne rağmen tam olarak anlaşılamamıştır. Jipsin doğada farklı koşullar altında oldukça farklı davranıyor olması bunun arkasındaki başlıca nedendir. Arazi ıslahından sanayiye kadar bir çok alanda kullanılan jipsin önemi giderek artmaktadır. Ülkemizde ve dünyanın bir çok yerinde yaygın olarak bulunan jipsli toprakların kendine özgü özellikleri ve kullanımlarındaki zorluklar bu mineralin daha iyi anlaşılmasını gerekli kılmaktadır. Diğer taraftan ıslah maddesi olarak kullanılan jipsin toprak fiziksel ve kimyasal özelliklerine olan etkisi ve bitkiler ve toprak canlılarını etkileme şekli henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Bu makalede, jipsin özellikleri ve doğadaki davranışı anlatılmış ve toprak ıslahı ve bitki besleme amaçlı kullanımı tartışılmıştır. (Gypsum is a widely distributed mineral in arid and semi-arid landscapes and its use is widespread, yet it is not understood adequately despite its simple formula. That it behaves highly incensistently in the nature is one of the main reasons making it is undersrtood poorly. Gypsum has been becoming increasingly important as it is widely used from industry to land remediation. The unique properties and difficult management of gypsum and gypsyferous soils necessitates their adequate understanding. In addition, gypsum is widely used as a soil conditioner and remediation material, yet its influence on soil physical and chemical properties and interactions between applied gypsum and plants and soil biota are not understood adequately. In this review, properties and environmental behavior of gypsum and its use as a soil remedial are discussed).
45
Anadolu Orman Araştırmaları Dergisi, 2016, 2 (1-2) 45-53
Anatolian Journal of Forest Research Karahan ve Erşahin
Jips: Özellikleri, Çevresel Davranışları ve
Toprak Islah Maddesi Olarak Kullanımı
*Gülay KARAHAN¹, Sabit ERŞAHİN²
¹Çankırı Karatekin Üniversitesi, Orman Fakültesi, Peyzaj Mimarlığı Bölümü, Çankırı
²Çankırı Karatekin Üniversitesi, Orman Fakültesi, Orman Mühendisliği Bölümü, Çankırı
* Sorumlu Yazar: gulaykarahan@karatekin.edu.tr
Özet
Yarı-kurak ve kurak bölgelerdeki topraklarda yaygın olarak rastlanan ve günlük hayatımızda kullandığımız jips,
basit kimyasal formülüne rağmen tam olarak anlaşılamamıştır. Jipsin doğada farklı koşullar altında oldukça farklı
davranıyor olması bunun arkasındaki başlıca nedendir. Arazi ıslahından sanayiye kadar bir çok alanda kullanılan
jipsin önemi giderek artmaktadır. Ülkemizde ve dünyanın bir çok yerinde yaygın olarak bulunan jipsli toprakların
kendine özgü özellikleri ve kullanımlarındaki zorluklar bu mineralin daha iyi anlaşılmasını gerekli kılmaktadır. Diğer
taraftan ıslah maddesi olarak kullanılan jipsin toprak fiziksel ve kimyasal özelliklerine olan etkisi ve bitkiler ve toprak
canlılarını etkileme şekli henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Bu makalede, jipsin özellikleri ve doğadaki davranışı
anlatılmış ve toprak ıslahı ve bitki besleme amaçlı kullanımı tartışılmıştır.
Anahtar kelimeler: Jips, yarı-kurak, toprak fiziksel özellikleri, toprak kimyasal özellikleri,
toprak ıslahı, bitki besleme
Gypsum: Properties, environmental behavior and Its use as Soil Remeditation Matter
Abstract
Gypsum is a widely distributed mineral in arid and semi-arid landscapes and its use is widespread, yet it is not
understood adequately despite its simple formula. That it behaves highly incensistently in the nature is one of the
main reasons making it is undersrtood poorly. Gypsum has been becoming increasingly important as it is widely used
from industry to land remediation. The unique properties and difficult management of gypsum and gypsyferous soils
necessitates their adequate understanding. In addition, gypsum is widely used as a soil conditioner and remediation
material, yet its influence on soil physical and chemical properties and interactions between applied gypsum and
plants and soil biota are not understood adequately. In this review, properties and environmental behavior of gypsum
and its use as a soil remedial are discussed.
Key words: Gypsum, semi-arid, soil physical properties, soil chemical properties,
soil remediation, plant nutrition
Giriş
Jips, adını Yunanca alevler halinde yanan
şey anlamına gelen “GYPS” kelimesinden alır.
Latincede ise jips, kalsiyum sülfatın buharlaşması
anlamındadır. Beyaz renkli ve bir kimyasal tortul
taş olan jips, alçıtaşı olarak da isimlendirilir. Ancak
alçıtaşı, kimyasal bileşimi kalsiyum sülfat olan ve
tortul kütlelerde rastlanan bir mineraldir ve tabiatta
iki farklı şekilde bulunur. Bunlar, 1) bileşiminde iki
molekül kristal suyu bulunan türü sulu kalsiyum
sülfat, yani jips ve 2) bileşiminde kristal su
bulunmayan, susuz kalsiyum sülfat, yani anhidrittir
(Anonim, 2015a).
Kimyasal formülü (CaSO4.2H2O) olan jips
genellikle CaSO4 ile karıştırılmaktadır. Toprak
biliminde ise yarı çözünebilir bir tuz olarak bilinen
jips, çözünebilir tuzlardan faklı tutulur. Ancak jipsin
topraktaki davranışları yine de bu mineralin tam
anlamıyla anlaşılmasını zorlaştırmaktadır (Herrero
ve ark., 2009).
Alçı, alçıtaşının (jips) uygun sıcaklıkta (ortalama
163°C) ısıtılarak, atmosfer basıncı altında kısmi
dehidratasyon işlemine uğratılıp, öğütülmesi ve
elenmesi ile elde edilir (Eş.1).
Jips, sodik ve ağır killi topraklar için toprak
düzenleyici/ıslah maddesi, bitki gelişiminde
ise kalsiyum ve kükürt kaynağı olarak yıllardır
kullanılmaktadır (Shainberg ve ark., 1989). Kimyasal
bileşimi oldukça basit olmasına rağmen, bileşimi
gözden kaçan veya yanlış anlaşılan jips, kurak ve
yarıkurak iklimlerdeki topraklarda yaygın olarak
bulunur. Ancak jipsin kimyasal bileşimi (yapısındaki
kedine özgü kalsiyum dengesi ve su molekülleri ile
olan ilişkisi) ve fiziksel özellikleri (yumuşaklığı,
Anadolu Orman Araştırmaları Dergisi, 2016, 2 (1-2) 45-53
Anatolian Journal of Forest Research
Karahan ve Erşahin
46
kırılganlığı) bu minerali doğada son derece önemli
kılmaktadır. Bu mineralin oluşumu ve doğadaki
davranışları sık sık yanlış yorumlanmaktadır. Bu
nedenle, ağırlıklı olarak jipsten oluşan toprakların
özelliklerini ve davranışlarını tahmin etmek için
bazı fizikokimyasal modellerin kullanımına ihtiyaç
duyulmaktadır (Herrero ve ark., 2009). Bu makalede,
jips ile ilgili bazı bilgiler verildikten sonra, jipsli
toprakların özellikleri ve jipsin toprak ıslah amaçlı
kullanımı tartışılmıştır.
Jipsin Başlıca Özellikleri
Bir mineralin tanınmasında, kimyasal bileşimi
yanında fiziksel ve kimyasal özelliklerinin
de bilinmesi gerekir. Jipsin özellikleri Tablo
1’de, doğadaki farklı formları ise Şekil 1’de
görülmektedir.
Tablo 1. Jipsin fiziksel ve kimyasal özellikleri (Filiz,
2008)
Jips Özellikler
Kimyasal
Formülü
CaSO4.2H2O
Jips’in % 22.3’ü kalsiyum (Ca), %18.6’sı
ise kükürt (S) dür.
Renk
Renksiz, saydam, beyaz, gri, sarımsı,
kırmızı, kahve, siyah, şeffaf-yarı şeffaf,
çizgi rengi beyazdır.
Parlaklık Sedefsi, camsı, kendine özgü inci
parlaklıktadır
Yapı
Amorf (şekilsiz), telsel veya gelişi güzel
kristaller şeklindedir. Kristal biçimi
ince-kalın, levhamsı kristalli; kısa-uzun,
prizmatik, iğnemsi, masif, taneseldir.
Dilinim Çok iyidir, üç yönde dilinimi vardır
İkizlilik Yüzeyinde kırlangıç kuyruğu, mızrak ve
kelebek ikizleri oldukça tipiktir.
Sertlik 2 (Mohs)
Özgülağırlık 2.32 (g.cm-3)
Ekivalent
ağırlığı 86 (g)
Çizilme
durumu Tırnak ile çizilir
Kristal
sistemi Monoklinal
Ayırıcı
özelliği Düşük sertliği ve dilinimi
Kırılma Biri çok düzgün olan iki kırılma yüzeyine
sahiptir
Şekil 1. Farklı renk ve şekildeki jips mineralleri
(Anonymous, 2015a)
Jipsin suda çözünebilirliği, parçacık boyutuna
(FAO, 1990) (Şekil 2), sulu solüsyonun kimyasına,
sıcaklığa ve basınca bağlıdır (Eş.2) (Elorzo ve ark.,
1998).
Şekil 2. Jipsin suda çözünebilirliği üzerine parçacık
boyutunun etkisi (FAO, 1990)
Çözünürlüğü yüksek bir mineral olan jips, su ile
temas ettiğinde; CaSO42H2O+H2O→Ca+2+SO4
-2+3H2O
denkliğine göre hızlı bir şekilde çözünebilir (Cooper
ve Saunders, 2002).
Jipsin 1.0 atmosfer basınç altında ve 25ºC’de
çözünürlüğü 2400 mg L-1 olup, bu değer yağmur
suyunda 0-1.500 mg L-1’dir (Ford ve Williams,
1989). Jipsin 1.0 atmosfer basınç altında maksimum
çözündüğü sıcaklık aralığı ise 35-40ºC’dir (Elorzo
ve ark., 1998). Jipsin çözünürlüğü kireç taşından
daha yüksektir. Bu yüzden
jips üzerindeki karstik şekiller, kireç taşına göre
daha hızlı gelişir (Cooper ve Saunders, 2002). Jipsin
çözünürlüğü dört faktöre bağlanmıştır (Doğan,
2002). Bunlar;
1- Litoloji,
2- Tabakanın kalınlığı,
3- Çözünen materyalin içeriği ve
4- Jeolojik yapıdır.
Segalen ve Brion (1981), jipsin çözünebilirliğinin
çözeltide bulunan diğer tuzlardan etkilendiğini ve
gerçek çözünürlüğünün karbonatlar ve sülfatlar
gibi çözünmüş mineraller içeren toprak suyunun
kimyasına bağlı olduğunu belirtmiştir. Karbonat
ve diğer sülfatların yüksek konsantrasyonları jipsin
daha az çözünmesine neden olur (Franzen ve ark.,
2006). Jips, kireçtaşından yaklaşık 10-30 kez daha
fazla çözünür ve genelde daha düşük bir mekanik
dayanımı vardır. Bu nedenle jipsli arazilerde karstik
peyzajlar gelişir ve bu peyzajlar kireç veya karbonatlı
kayalarda olduklarından daha hızlı bozulurlar
(White, 1988; Ford ve Williams, 1989).
Jipsli Topraklar
Jipsli topraklar (Gypsisoller) genellikle
yıllık yağışın 400 mm’den düşük olduğu ve jips
kaynaklarının bulunduğu kurak ve yarıkurak
alanlarda gelişirler (FAO, 1990) (Şekil 3A, 3B,
3C). Bu topraklarda yüzeyden ilk 100 cm derinlikte
gypsic veya petrogypsic horizonla birlikte jips veya
kalsiyum karbonatla zenginleşmiş okrik (ochric),
kambik (cambic), arcillik (argillic), vertik (vertic),
kalsik (calcic) veya petrokalsik (petrocalcic) horizon
dışında başka tanımlayıcı horizon bulunmamaktadır.
Gypsisoller kurak bölgelerde çoğunlukla alüviyal
ve kolüviyal depozitlerin bulunduğu düz ve çöküntü
alanlarında yer alan eski göllerin bulunduğu
alanlarda gelişim göstermektedirler.
Gypsisollerde bitki örtüsü ise seyrek ve
xerofitik çalı ve ağaçlar ile otlardan oluşmaktadır.
Gypsisollerde A-B(t)-C horizon dizilimi
görülmektedir. Kalsiyum sülfat ve/veya karbonat
birikimi B-horizonunun altındadır. Gypsisollerde
genellikle sarımsı kahverengi okrik yüzey horizonu,
açık kahverengi beyazımsı bir kambik yüzey altı
horizonu üzerinde yer almaktadır (Acar ve ark.,
2012).
Anadolu Orman Araştırmaları Dergisi, 2016, 2 (1-2) 45-53
Anatolian Journal of Forest Research Karahan ve Erşahin
47
Şekil 3. Çimentolaşmış (ptric) Gypsisol, Portekiz (A) (Anonyoumus, 2012), Soluk kahve Gypsisol, Çin (B) ve
Taşlı Gypsisol, İsrail (C) (Anonyoumus, 2015b).
Jipsli anamateryaller düşük yağış nedeniyle
toprak profilinden kolaylıkla yıkanamaz ve
toprak yüzeyine yakın ped yüzeyleri ve gözenek
çeperlerinde CaSO4’ca zengin suların kapilaritesiyle
yeniden kristalleşirler. Topraktaki jips, kayalardan
akan yüzey sularından, taban suyundaki eriyik
halde bulunan jipsten veya rüzgar tarafından taşınan
katılımdan kaynaklanır.
Toprakta jips kristallerinin boyutu arttıkça toprak
kil mineral içeriği artmaktadır. Küçük jips kristallerini
içeren topraklarda (masif jipsler) kil içeriği oldukça
düşüktür. Kil minerallerinin özellikle iri kristalli jips
oluşumları ile ilişkili olduğu gözlenmiştir (Altay ve
ark., 2007).
Jipsli horizonlar içeren topraklar, taşınan
sedimentler ve ayrışmış jeolojik formasyonlar gibi
ana materyallerden oluşabilir (Taimeh, 1992). Bu
horizonlar kırıntı jipslerden olduğu kadar pedojenik
de oluşabilir. Ancak pedojenik jips oluşumu tam
olarak anlaşılamamıştır. Sülfat iyonları ve jipsin
yarı çözünebilir doğası (2.6 g L-1, 250C), jipsin
oluşumunda ve topraktaki davranışlarında başlıca
kontrol mekanizmasıdır (Buck ve Van Hoese,
2002).
Jips, toprakta fidelerin çıkışını engelleyen sert
bir yüzey kabuklanmasına neden olabilir (Meyer,
1986; Escudero ve ark., 1999, 2000); plastiklik,
agregasyon ve kohezyonu düşürmesi nedeniyle
toprak mekaniğini de olumsuz etkiler (Bridges
ve Burnham, 1980) ve belirli alanlarda toprakta
gözenekliliği azaltarak bitki kök hareketini
sınırlayabilir (Guerrero ve ark., 1999). Ayrıca, yarı
kurak bölgelerde jipsli toprakların suyu yeterince
tutamaması, bu bölgelerde su açığının artmasına
neden olur (Guerrero ve ark., 1999). Jipsli topraklarda
sülfat iyonlarının yüksek konsantrasyonu bitkiler
için tehlike oluşturur (Duvigneaud ve ark., 1968;
Ruiz ve ark., 2003).
Düşük yağış ve yüksek buharlaşma, kurak ve
yarıkurak bölgelerde tuzlu veya sodik toprakların
oluşumunda etkendir. Toprakta değişebilir sodyumun
yüksek konsantrasyonu, bitkide toksisite, köklenme
ve tohum çimlenmesinin engellenmesi yanısıra
kilin dispersiyonunu tetikler ve toprak yapısının
bozulmasına neden olur (Smith ve ark., 2009).
Derin ve su kaynaklarına yakın Gypsisollerde
birçok ürün yetiştirilebilmektedir. Ancak,
petrogypsic (jips ile çimentolaşarak sertleşmiş
toprak katmanı) horizonun yüzeye yakın olduğu
topraklarda verim genelde düşüktür. Ayrıca besin
dengesizliği, taşlılık ve sulama sonucu jipsin toprak
yüzeyinde düzensiz dağılımı tarımı kısıtlayan
önemli etmenlerdir. Dünyada Gypsisollerin büyük
bir bölümü otlatma amacıyla kullanılmaktadır (Acar
ve ark, 2012).
Jips topraklar (gypsum soils) ve jipsli topraklar
(gypsyferous soils) bazen yanlışlıkla birbirlerinin
yerine kullanılmaktadır. Şayet toprak özellikleri jips
tarafından tayin ediliyorsa jips toprak, şayet jipsin
toprak özellikleri üzerine etkisi kısmi ise jipsli
toprak ifadesi kullanılır. Bitki yetişmeyen kayaçların
gözeneklerinde büyüyen jips iyi bilinen bir ayrışma
ajanıdır. Benzer şekilde, kalsiyum ve sülfat iyonları
içeren suyun buharlaşmasının da pedojenik etkileri
vardır. Kayaçlar, buharlaşan materyale ve arazi
konumuna bağlı olarak makro (Şekil 4) ve mikro
(Şekil 5) ölçeklerde ayrılıp kırılabilirler (Artieda,
1996; Artieda ve Herrero, 2003).
Anadolu Orman Araştırmaları Dergisi, 2016, 2 (1-2) 45-53
Anatolian Journal of Forest Research Karahan ve Erşahin
48
Şekil 4. Buharlaşan bölgelerde jipsin büyümesiyle yükselen
konsolid tabakalar, ABD (Herrero ve ark., 2009)
Şekil 5. Jips büyümesi ile ufalanma, İspanya (Herrero ve
ark., 2009)
Anadolu Orman Araştırmaları Dergisi, 2016, 2 (1-2) 45-53
Anatolian Journal of Forest Research Karahan ve Erşahin
49
Bir Toprak Düzenleyici ve
Islah Maddesi Olarak Jips
Daha önce belirtildiği gibi, jipsli topraklarda bitki
gelişimi açısından bir problem olan jips, sodik ve
ağır killi topraklar için toprak düzenleyicisi ve ıslah
maddesi ve bitki gelişimi için Ca ve S gibi besin
kaynağı olarak yıllardır kullanılmaktadır (Shainberg
ve ark., 1989). İlk bakışta jipsin ıslah amaçlı
kullanımı bir tezat oluşturmaktadır. Nasıl oluyor
da bir yerde bitki gelişimine engel teşkil eden bir
madde, başka bir yerde toprak ıslah maddesi ve bitki
besleme amaçlı kullanılabiliyor? Buradaki farklılık,
jipsin farklı koşullarda farklı davranmasından ileri
gelmektedir.
Bir toprak düzenleyici olarak kullanıldığında jips,
toprakta aşağıdaki koşulların oluşmasına yardımcı
olur (Franzen ve ark., 2006).
-Toprak sodikliğini azaltır.
-Hacim ağırlığını azaltır, suyun topraktaki
hareketini ve toprak agregatlaşmasını artırır.
-Toprakta yüzeyin kabuklaşmasını ve yüzey
akışını azaltır.
-Toprak pH’nın yüksek olduğu (pH>8,5)
topraklarda pH’yı düşürür.
-Alimünyumun dominant olduğu (pH<4,5)
topraklarda pH’yı artırır.
-Bazı topraklarda demir klorozunu azaltır.
-Kalsiyum ve kükürt besin elementlerinin
miktarı otomatikmen artar.
Jipsin bitki besin kaynağı olarak ve toprak
düzenleyicisi olarak faydaları 18. yüzyılın
sonlarına kadar uzanan sömürge döneminden beri
bilinmektedir (Crocker, 1922). Bununla birlikte
jips kullanımı, bazı ülkelerde madenlerden çıkarma
ve taşıma maliyetinin yüksek olması nedeni ile
büyük ölçüde azalmıştır. Jips, bitki beslenmesi için
Ca ve SO4 iyonlarının hazır olarak temin edildiği
mükemmel bir toprak ıslah maddesidir (Shainberg ve
ark., 1989; Chen ve ark., 2005; Chen ve ark., 2008).
Jipsin toprakta orta derecede çözülebildiği, böylece
kükürdün yavaşça serbest bırakılması nedeniyle,
kulanılan jipsin toprağa kükürt katkısının yıllarca
sürdüğü belirtilmiştir. Diğer taraftan araştırmacılar,
atmosferde kükürt miktarının azaltılması ve kükürtlü
tarımsal ilaçların kullanımının sınırlandırılmasına
yönelik çalışmalar nedeniyle son 30 yıl içinde
toprakta kükürt miktarının azalacağını tahmin
etmektedirler (Murrell, 2008).
Jips, nötr civarındaki topraklarda kirece göre 200
kat daha fazla çözünebilir (EPRI, 2006). Kalsiyum,
iyi bir kök gelişimi için önemli bir bitki besin
elementidir (Toma ve ark., 1999). Jipsin çözünmesi
ile Ca ve S’ün toprak profilinde kök bölgesi boyunca
hareketi sağlanır (Chen ve Dick, 2011).
Toprağa jips ilavesi, killi ve sodik toprakların
hidrolik iletkenliğini artırır ve yapısını geliştirir
(Oster ve Frankel, 1980; Hamza ve Anderson,
2002). Jips uygulaması topraklarda fazla miktarlarda
kalsiyum gereksinimi olan bitkilere yararlı olabilir
ve fosfor çözünürlüğünü artırır (Toma ve ark., 1999;
Laya ve ark., 1998; Moore ve Miller, 1994).
Kireçli topraklarda kalsiyumun bitkiler tarafından
alınması, bu elementin karbonat şeklinde çökelmesi
nedeniyle zordur. Ayrıca topraklarımızda fosfor,
potasyum, demir ve çinko gibi elementlerin pH’nın
yüksek olması nedeniyle bitkilerce alımları sınırlıdır.
Bu nedenle toprağa jips uygulandığında, bir taraftan
toprak pH’sı dengelenirken, diğer taraftan toprağa
bitkilerin gelişmesi için son derece önemli olan
kalsiyum ve kükürt verilmiş olur (Anonim, 2015b).
Kükürt noksanlığı ile mücadelede jips
uygulaması iyi sonuç vermektedir. Jips uygulanacak
alanda dekara 1-5 kg S, yani yaklaşık 5-27.5 kg jips
uygulanır. Sülfatın yanı sıra elementel kükürt de
gübreleme amacıyla kullanılır. Fakat bu kükürt ancak
toprakta oksitlendikten sonra bitkilerce alınabilir.
Buna göre sülfat ve elementel S karışımı toprağa
uygulandığında hızlı etki eden kükürt formuyla, yavaş
etki eden kükürt (S) formu kombine edilmiş olur. Bu
nedenle bazı ülkelerde süper fosfata [Ca(H2PO4)2 +
CaSO4] elementel S ilave edilerek böyle bir karışım
elde edilir. Dolayısıyla bitki ilk büyüme döneminde
jipsdeki kükürtten yararlanır. İlerleyen zamanlarda
elementel kükürt de oksitlenerek bitki tarafından
alınır (Mengel, 1991). Shainberg ve ark.(1989) jipsin
alt topraklarda asitliği giderdiğini ve ürün verimini
artırdığını kaydetmişlerdir. Benzer olarak, Alcordo
ve Rechcigl (1993), jipsin asit topraklarda bitki
verimini artırmada önemli bir toprak düzenleyicisi
olduğunu, jips kullanımının toprakta Ca ve S
miktarını artırırken toprak asitliğini azalttığını ve
sonuçta bitki verimini artırdığını belirtmişlerdir.
Çeltik ile yapılan bir çalışmada jips uygulaması;
bitki boyunu, sap ve tohum verimini ve salkım
yoğunluğunu önemli ölçüde artırmıştır. Jips
uygulamasından dolayı büyüme, verim ve verim
bileşenleri sıralaması bitki dane verimi > bitki
yüksekliği > sap verimi> salkım yoğunluğu şeklinde
olmuştur (Fageria ve Knuppa, 2014).
Tuzlu-sodik ve sodik toprakların ıslahındaki
Anadolu Orman Araştırmaları Dergisi, 2016, 2 (1-2) 45-53
Anatolian Journal of Forest Research Karahan ve Erşahin
50
en önemli süreç toprak parçacıklarının
değişim yüzeylerindeki sodyumun kalsiyum
ile yer değiştirilmesi ve topraktan yıkanarak
uzaklaştırılmasıdır (Barros ve ark., 2004). Sodik
topraklarda toprak değişim yüzeylerinde fazla
miktarda yer alan sodyum, killerin disperse olması
ve toprak strüktürünün bozulmasına neden olur.
Toprak değişim yüzeylerindeki sodyum yüzdesi 15’i
aştığında sodiklik problemi kendini hissettirir ve
toprağın hem fiziksel hem de kimyasal özelliklerini
olumsuz etkiler. Değişim yüzeylerindeki sodyum
miktarının azaltılması için sodyumun bir başka
katyonla yer değiştirmesi gerekir. Bunun için
en uygun katyon jipsin yapısında yer alan
kalsiyumdur (Gupta ve ark., 1985; Abrol ve ark.,
1988). Kalsiyum değişim yüzeylerindeki sodyumla
kolayca yer değiştirir ve toprakta agregatlaşmayı
teşvik eder (Prather ve ark., 1978). Kullanılacak
ıslah maddesinin türü ve miktarı genellikle toprağın
özelliklerine, arzu edilen ıslah hızına ve ekonomik
değerlere bağlı olarak değişmektedir (Ayyıldız,
1983).
Sodyumlu toprakların ıslahını sınırlandıran veya
bazen olanaksız kılan başlıca faktör sodyumun
neden olduğu dispersiyonun bir sonucu olarak
toprağın son derece düşük hidrolik iletkeliğidir
(Dutt ve ark., 1972). Toprak su iletkenliğinin düşük
olması, kullanılan ıslah maddesinin toprakta dikey
hareketinin sınırlaması ve neticede toprağın daha
az bir kısmıyla temas etmesi sonucunu doğurmakta,
dolayısıyla ıslah maddesinin etkinliğini olumsuz
etkilemektedir (Keren ve ark., 1980). Ancak jips
uygulamasının zamanla toprağın su geçirgenliğini
artırdığı bazı araştırmacılar (Loveday, 1976; Keren
ve Shainberg, 1981) tarafından belirtilmektedir.
Tuzlu-sodik ve sodik toprakların ıslahı için
gerekli jips miktarı değiştirilebilir sodyum
yüzdesi (ESP), katyon değişim kapasitesi ve ıslah
edilmesi amaçlanan toprak derinliği kullanılarak
hesaplanabilir. Topraklarda sodikliği gidermek için
gerekli jips miktarı ile değişebilir sodyum miktarı
arasında önemli bir ilişki olduğu tespit edilmiştir
(R2 =0.94, R2=0.96) (Silva ve ark., 2014).
Jips, sodik toprakların ıslahına yönelik kullanımı
yanında diğer farklı amaçlar için de kullanılabilir.
Bunlardan önemli olanları Tablo 2’de belirtilmiştir.
Alt toprak asitliği kök hareketini sınırlaması nedeniyle
bitki gelişimini sınırlayıcı en önemli faktörlerdendir.
Bu konuda kireç uygulamaları ile ilgili yapılan
çalışmalarda verim artışı belirlenmiştir, ancak derin
kireç uygulaması pratik ve ekonomik değildir. Diğer
yandan alt toprağın asitliğini düzenlemek için pratik
bir yöntem olarak yüzeye jips uygulanması giderek
yaygınlık kazanmaktadır (Sumner, 1993).
Tablo 2. Jipsin topraklarda başlıca kullanım amaçları
(www.agronomy.org;www.crops.org; www.soils.org)
Potansiyel Kullanım Referans
Bitki beslemede Ca ve S
kaynağı olarak Chen ve ark., 2005, 2008
Alt toprak asitliği ve Al+3
toksisitesi ıslahında SO4 ve
değiştirilebilir Ca kaynağı
olarak
Sumner, 1993; Toma ve
ark., 1999
Toprakta yüksek sodiklik
ve Magnezyum değerlerini
düzeltmede Ca ve
elektrolit kaynağı olarak
Amezketa ve ark., 2005;
Keren ve ark., 1983;
Oster ve Frenkel, 1980
Toprak yapısı, su
infiltrasyonu, toprak
havalanmasını geliştirmek
ve toprak erozyonunu
azaltmak için Ca
kaynağı olarak
Radcliffe ve ark., 1986
Bir çok bitkide
köklenmeyi geliştirmek
için
Sumner, 1993; Alcordo
ve Rechcigl, 1993;
Shainberg ve ark., 1982
Toprakta çözünebilir fosfor
maktarını artırmak için
Watts ve Torbert, 2009;
Torbert ve Watts, 2014;
Endale ve ark., 2014
Jips, aynı zamanda birer bitki besin elementi
olan Ca ve S kaynağı olması yanında; toprakta
agregasyonu teşvik ederek, suyun toprağa girişini
(infiltrasyonu) ve toprak içerisindeki hareketini
artırır, toprak asitliği ve Al toksisitesini azaltır
(Shainberg ve ark., 1989) ve fosfor çözünürlüğünü
artırır (Watts ve Torbert, 2009) (Watts ve Dick,
2014).
Saltalı (2015)’ya göre sodik topraklara
uygulanacak ıslah maddesi miktarı toprakların KDK,
mevcut ESP ve hedeflenen ESP değeri, toprağın
hacim ağırlığı, ıslah derinliği ve kullanılan ıslah
maddesinin ekivalent ağırlığı kullanılarak aşağıdaki
eşitlik yardımıyla hesaplanır.
Eşitlikte, GIM; kullanılması gerekli ıslah maddesi
(ton), A; ıslah edilmesi planlanan toprağın alanı
(m2), EA; kullanılacak ıslah maddesinin (burada
jips) eqivalent ağırlığı, Ds; toprak derinliği (m), As;
Anadolu Orman Araştırmaları Dergisi, 2016, 2 (1-2) 45-53
Anatolian Journal of Forest Research Karahan ve Erşahin
51
Toprak hacim ağırlığı g cm-3, ESPb; ıslah edilecek
toprağın başlangıç ESP’si, ESPs; toprağın ıslahtan
sonraki hedeflenen ESP’si ve KDK; Katyon değişim
kapasitesi (cmol kg-1, 1 cmol kg-1 = 1 meq 100 g-1)
dir.
Örnek; Hacim ağırlığı 1.2 g cm-3 olan bir sodik
toprağın 0-40 cm derinliğinde ESP=35 meq/100
gr, KDK ise 30 meq/100 gr’dır. Bu toprağın 0-
40 cm derinliğindeki ESP değerini 35’den 10’a
indirebilmek için bir dekarına (1 da = 1000 m2) ne
kadar jips kullanılmalıdır?
Gerekli ıslah maddesi (GIM);
Hesaplamada jipsin topraklarda çözünmesi ile
ortaya çıkan Ca’un Na ile yüzde yüz yer değiştirdiği
kabul edilmektedir. Alkali (sodik) topraklarda
serbest sodyum karbonat ve bikarbonatın bulunması
nedeniyle Ca ile Na’un yer değiştirme oranı
azalmaktadır. Bu nedenle, hesaplanan miktar 1.25
ile çarpılarak elde edilen miktar kadar jipsin toprağa
uygulanması tavsiye edilmektedir (Ayyıldız, 1983).
Sodik toprakların ıslahında gerekli jips miktarının
çok daha hassas olarak hesaplanmasına yönelik
bazı bilgisayar modelleri geliştirilmiştir (Dutt ve
Terkeltoub, 1972). Bu modeller tuzluluk ve sodikliği
bilinen bir toprağı ıslah etmek için gerekli su ve
jipsin nicel tahmininde oldukça etkili araçlardır.
Simunek ve Suarez (1997) tarafından önerilen
UNSTACHEM, gerekli ıslah maddesi miktarının
hesaplanmasında toprak hidrolik özellikleri ve
toprağın su iletkenliğini esas almaktadır. Çünkü
sodik topraklardaki en önemli sınırlayıcı faktörlerin
başında, killerin sodyumun neden olduğu
dispersiyonunun bir soncucu olarak toprağın son
derece düşük hidrolik ilekenliği gelmektedir.
Kaynaklar
Abrol, I.P., Yadav, J.S.P., Massoud, F.I. 1988. Salt-
affected soils and their management. FAO Soils Bull.
No:39.
Acar, H., Serteser, A., Kargıoğlu., M. 2012.
Afyonkarahisar’daki Jipsli Topraklar ile Bitki Örtüsü
İlişkisi. AKÜ FEBİD 12 (2012) 021001(1-22).
Alcordo, I.S., Rechcigl, J.E.1993. Phosphogypsum
in agriculture: A review. Advances in Agronomy. 49:
55–118.
Altay, T., Karakaya, M.Ç., Erkan, Y. 2007.Sivrihisar-
Eskişehir Yöresinde Bulunan Farklı Şekillerdeki Jips
Oluşumlarının Özellikleri ve Oluşum Koşulları. S.Ü.
Müh.-Mim. Fak. Derg. 23: 1-2.
Amezketa, E., Aragues, R., Bazol, R. 2005. Efficiency
of sulfuric acid, mined gypsum and two gypsum
byproducts in soil crusting prevention and sodic soil
reclamation. Agronomy J. 97: 983-989.
Anonim, 2001a. Sekizinci Beş Yıllık Kalkınma
Planı Madencilik Özel İhtisas KomisyonuRaporu.
EndüstriyelHammaddeler Alt Komisyonu Yapı
Malzemeleri (Alçı-kireç-kum-çakıl-mıcır-boya
Toprakları-tuğla Kiremit) Çalışma Grubu Raporu DPT:
2615 - ÖİK: 626 2001. Ankara.
Anonim, 2015b. 13 Mart 2015.
http://tr.wikipedia.org/wiki/Al%C3%A7%C4%B1ta
%C5%9F%C4%B1
Anonyoumus, 2012.
http://wwwuser.gwdg.de/~kuzyakov/soils/Gypsisol-
petric_Portugal.jpg
Anonyoumus, 2015a.
http://www.bing.com/images/search?q=gypsum&FO
RM=HDRSC2
Anonyoumus, 2015b.
http://www.isric.org/about-soils/world-soil-
distribution/gypsisols
Artieda, O. 1996. Genesis y distribucion de suelos en
un medio semiarido. Quinto (Zaragoza). Ministerio de
Agricultura, Pesca y Alimentacion. Madrid, Spain.
Artieda,O.,Herrero, J. 2003. Pedogenesis in lutitic
Cr horizons of gypsiferous soils. Soil Sci. Soc. Am. J.
67:1496–1506.
Ayyıldız, M. 1983. Sulama Suyu Kalitesi ve Tuzluluk
Problemleri. Ankara Üniv. Ziraat Fak. Yayını No: 879.
Barros, M.DeF.C., Fontes, M.P.F., Alvarez, V.V.H.,
Ruiz, H. A. 2004. Recuperação de solos afetados por sais
pela aplicação de gesso de jazida e calcário no Nordeste
do Brasil. Revista Brasileira Engenharia Agrícola e
Ambiental. 8: 59- 64
Bridges, E.M., Burnham, C.P. 1980. Soils of the state
of Bahrain. J.SoilSci. 31: 689 – 707.
Buck, B.J., Van Hoese, J.G. 2002. Snowball morphology
and SEM analysis of pedogenic gypsum, southern New
Mexico, U.S.A. Journal of Arid Environments 51: 469-
487 doi:10.1006/jare.2001.0849.
Chen, L., Dick, W.A., Nelson, S. 2005. Flue gas
desulfurization by-products as sulfur sources for alfalfa
and soybean. Agron. J. 97:265–271.
Chen, L., Kost, D., Dick, W.A. 2008. Flue gas
desulfurization products as sulfur sources for corn.
Soil Sci. Soc. Am. J. 72:1464–1470. doi:10.2136/
sssaj2007.0221
Chen, L., Dick, W.A. 2011. Gypsum as an agricultural
amendment: General use guidelines. The Ohio State
University Extension, Columbus.
http://ohioline.osu.edu/b945/index.html (erişim 4
Eylül 2016).
Cooper, A.H., Saunders, J.M. 2002. Road and bridge
construction across gypsum karstin England. Engineering
Geology.
Coutinet, S. 1965. Méthodes d’analyse
utilisables pour les sols sales, calcaires et gypseux.
AgronomieTropicale.12:1242-1253.
Crocker, W. 1922. History of the use of agricultural
gypsum. Gypsum IndustriesAssociation, Chicago, IL.
Doğan, U. 2002. Çankırı Doğusunda Jips
Karstlaşmasıyla Oluşan Sübsidans Dolinleri Subsidence
Dolines Formed by Gypsum Karstification at TheEast of
Çankırı. G.Ü. Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi Cilt 22, Sayı
1 (2002) 67-82.
Duvigneaud, P. 1968. Essai de classification chimique
(éléments minéraux) des plantes gypsicoles dubassin de
l’Ebre. Bull. Soc. Royale Bot. Belgique, 101: 279 – 291.
Dutt, C.R., Terkeltoub, R.W. 1972. Prediction of
gypsum and leaching requirements for sodium-affected
soil. Soil Science. 64:445-455.
Dutt, G.R., Terkeltoup, R.W., Rauschkol, R.J. 1972.
Prediction of gypsum and leaching requirements for
sodium affected soils. Soil Sci. 114:93-103.
Elorzo, M.G., Santolalla F.G., 1998. Geomorphology
of the Tertiary gypsum formations in the Ebro Depression
(Spain). Geoderma. 87: 1-29.
Electric Power Research Institute (EPRI). 2006. A
review of agricultural and other land application uses
of Flue Gas Desulfurization products. EPRI Technical
Update Rep. 101385. EPRI, Palo Alto, CA.
Electric Power Research Insitute (EPRI). 2011.
Composition and leaching of FGD gypsum and mined
gypsum. EPRI Technical Rep. 1022146. EPRI, Palo Alto,
CA.
Escudero, A., Somolınos R.C., Olano, J.M., Rubıo,
A. 1999. Factors controlling the establishment of
Helianthemum squamatum, an endemic gypsophile of
semi-arid Spain. J. Ecol. 87:290 – 302.
Escudero, A., Iriondo, J.M., Olano J.M., Rubio, A.,
Somolınos, R.C. 2000. Factors affecting establishment
of a Gypsophyte: The case of Lepidium subulatum
(Brassicaceae). Am. J. Bot., 87: 861 –871
FAO. 1990. Management of Gypsiferous Soils. FAO
Soils Bulletin 62.ISBN 92-5-102948.
Fageria, N.K., Knupp, A.M. 2014. Influence of Lime
and Gypsum on Growth and Yield of Upland Rice and
Changes in Soil Chemical Properties, Journal of Plant
Nutrition, 37:8,1157-1170.
doi:10.1080/01904167.2014.890219. http://dx.doi.
org/10.1080/
Filiz, K. 2008. Alçı ve alçı bağlı kalıplarda
prizlenme genleşmesi. Yüksek lisans tezi, Yıldız Teknik
Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji ve
Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı, İstanbul.
Ford, D.C., Williams, P.W. 1989. Karst Geomorphology
and Hydrology. London: Unwin Hyman, 601p.
Franzen, D., Rehm, G., Gerwing, J. 2006. Effectiveness
of Gypsum in the North central Region of the U.S. NDSU
Extension Service. North Dakota State University.
Guerrero, C. J., Alberto, F., Maestro Martınez, M.,
Hodgson, J., Montserrat, M.G. 1999. Plant Community
Patterns in A Gypsum Area of Ne Spain. II. Effects of İon
Washing on Topographic Distribution Of Vegetation. J.
Arid. Environ. 41: 411 – 419.
Gupta, R.K., Bhumbla, D.R., Abrol, I.P. 1985.
Release of exchangeable sodium from an alkali soil
upon amendment application role of variable charge and
exchangeable cation hydrolysis. Soil. Sci., 139: 312-317.
Hamza, M.A., Anderson, W.K. 2002. Improving soil
physical fertility and crop yield on a clay soil in Western
Australia. Aust. J. Agric. Res. 53: 615–620.
Herrero, J., Artieda, O., Hudnall, W.H. 2009. Gypsum,
a Tricky Material. SSSAJ. 73: 1757-1763.
Keren, R., Kreite, J.F., Shainberg, I. 1980. Influence
of size of gypsum particles on the hydraulic conductivity
of soils. Soil Sci. 130:113-117.
Keren, R., Shainberg, I. 1981. Effects of dissolution
rate on the efficiency of industrial and mined gypsum in
improving infiltration of a sodic soil. Soil Sci. Soc. Am.
J. 45:103-107.
Keren, R., Shainberg, I., Frenkel, H., Kalo, Y. 1983.
The effect of exchangeable sodium and gypsum on
surface runoff from loess soil. Soil Sci. Soc. Am. J.
47:1001-1004.
Laya, D., Van Ranst,E., and Herrero J. 1998. A modifi
ed parametric index to estimate yield potentials for
irrigated alfalfa on soils with gypsum in Quinto (Spain).
Geoderma 87:111–122.
Loveday, J. 1976. Relative significance of electrolyte
and cation exchange effects when gypsum is applied to a
sodic clay soil. Australian J. Soil Res. 14: 361–371.
Mengel, K. 1991. Ernaehrung und stoffwechsel der
pflanze. Gustav Fischer Verlag, Jena. S. 324.
Meyer, S.E. 1986. The Ecology of Gypsophile
Endemism İn The Eastern Mojave Desert. Ecology. 67:
1303 –1313.
Moore, P.A., Miller, D.M. 1994. Decreasing
phosphorus solubility in poultry litter with aluminum,
calcium, and iron amendments. J. Environ. Qual. 23:325–
330.
Murrell, S. 2008. Average nutrient removal rates
for crops in the north central region of US. IPNI Plant
Nutrition Today, Fall 2008, no. 4.
http://ipni.net/ipniweb/pnt.nsf/
(Erişim: 8 Ağustos, 2016).
Oster, J.D., Frenkel, H. 1980. The chemistry of the
reclamation of sodic soils with gypsum and lime. Soil
Sci. Soc. Am. J. 44:41-45.
Prather, R.J., Geortzen, J.O., Rhoadcs, J.D., Frenkel,
H. 1978. Efficient amendment use sodic soil reclamation.
Soil Sci. Soc. Am. J. 42: 782-786.
Radcliffe, D.E., Clark, R.L., Sumner, M.E. 1986.
Effect of gypsum and deep-rooting perennials on subsoil
mechanical impedance. Soil Sci. Soc. Am. J. 50: 1566-
1570.
Anadolu Orman Araştırmaları Dergisi, 2016, 2 (1-2) 45-53
Anatolian Journal of Forest Research Karahan ve Erşahin
52
Anadolu Orman Araştırmaları Dergisi, 2016, 2 (1-2) 45-53
Anatolian Journal of Forest Research Karahan ve Erşahin
53
Ruiz, J.M., Lopez-Cantarero, I., Rivero, R. M.,
Romero, L. 2003 – Sulphur Phytoaccumulation in Plant
Species Characteristics of Gypsipherous Soils. Int. J.
Phytoremediation. 5: 203 210.
Saltalı, K. 2015. Çorak Toprakların Oluşumu, Islahı ve
Kullanımı. Toprak Amenajmanı. (Ed; Erşahin, S., Öztaş,
T., Namlı, A., Karahan, G.) Gazi Yayınevi. Ankara.
Shainberg, I., Sumner, M.E., Miller, W.P., Farina,
M.P.W., Pavan, M.A., Fey, M.V. 1989. Use of gypsum on
soils: A review. Advances in Soil Science 9: 1–111.
Simunek, J., Suarez, D.L. 1997. Sodic soil reclamation
using multicomponent transport modeling. J. Irrig. Drain.
Engin. 123:367-375.
Smith, D.B., Cannon, W.F., Woodruff, L.G., Solano,
F., Kilburn, J.E., Fey D.L. 2013. Geochemical and
mineralogical data for soils of the conterminous United
States. U.S. Department of the Interior, U.S. Geological
Survey. Data Series 801, Reston, VA.
Silva, N.M.L., Barros, M.F.C., Fontenele, A.J.P.B.,
Vasconcelos, R.R.A., Freitas, B.L.Q.O., Santos,
P.M.2014. Application of Gypsum Requirement Levels
and Water Depth For Correction the Sodicity and Salinity
of Saline-Sodic Soils. Revista Brasileira De Agricultura
Irrigada V.8, Nº. 2, P. 147 - 153, 2014 Issn 1982-7679
(On-Line) Fortaleza,Ce,Inovagrı– Http://Www.inovagri.
Org.Br doi: 10.7127/Rbai.V8n200234.
Sumner, M.E. 1993. Gypsum and acid soils: The
world scene. Adv. Agron. 51:1–32.
Taimeh, A.Y. 1992. Formation of gypsic horizons in
some arid regions of Jordan. Soil Science, 153: 486-498.
Toma, M., Sumner, M.E., Weeks,G., Saigusa, M.
1999. Long-term effects of gypsum on crop yield and
subsoil chemical properties. SoilSci. Soc. Am.J.63:891–
895. doi:10.2136/sssaj1999.634891x
Torbert, H.A., Watts, D.B. 2014. Impact of flue gas
desulfurization gypsum application on water quality
in a Coastal Plain soil. J. Environ. Qual. 43:273–280.
doi:10.2134/jeq2012.0422
Watts, D.B., Torbert, H.A. 2009. Impact of gypsum
applied to grass buffer strips on reducing soluble P in
surface water runoff. J. Environ. Qual. 38:1511–1517.
doi:10.2134/jeq2008.0378
Watts, D.B., Dick, W.B. 2014. Sustainable Uses of
FGD Gypsum in Agricultural Systems: Introduction.
Journal of Environmental Quality. 43:246–252 (2014)
doi:10.2134/jeq2013.09.0357
White, W.B. 1988. Geomorphology and Hydrology of
Karst Terrains.Oxford University Press, Oxford. 464 pp.
Article
Full-text available
Structured Abstract: The productivity and usage capabilities of the soils, which have been used extensively since ancient times, are decreasing day by day. In this respect, experts and scientists have gone to different inventions and quests to solve this problem. As the most practical solution to increase productivity again, natural rocks, which are found in nature and contain various minerals, are considered. Namely, each rock has different physical and chemical properties and creates other ecological properties in its environment. In this context, gypsum is one of the rocks that form important habitats in terms of environmental diversity. Due to the different minerals in gypsum, a white chemical sedimentary stone, its natural colors may also bedifferent. Thanks to its use in agriculture and soil regulation, gypsum has many advantages such as optimum yield, crop quality, creating a favorable environment for plant growth, and using it as a water purifier in ponds with its processed form. The demand for gypsum is increasing day by day due to its vast usage area, advantages, and the reasons such as being easily accessible and economical. Purpose In this research, the study's primary purpose is to determine how gypsum affects ecology, its usage areas, and its effects on nature. For this purpose, to provide information about gypsum ecology, it is first necessary to research and classify the usage areas of gypsum. When the literature is reviewed, it is seen that few studies include gypsum ecology and gypsum usage areas together. The research has an essential place in contributing to this small number of studies in the literature and creating a data source for the studies planned to be done in the future. Method This research is a systematic review type study within the framework of the primary research method. "Systematic reviews, comprehensive and detailed scanning of studies made with similar methods in a field; It is a research approach based on the determination of the studies to be included in the review using various selection criteria, and a structured and comprehensive quality assessment and synthesis of the determined studies" (Yılmaz 2021). In this context, national or international articles, postgraduate theses, published books, as well as research in foreign indexed databases were also used. It is of great importance for the reliability of the study to obtain the sources, evaluate them and systematically summarize the data. When searching in digital environments, the keywords "gypsum ecology," "use areas of gypsum," and "effects of gypsum on plants" in Turkish search, and "gypsum ecology," "gypsum usage areas," and "effects of gypsum on plants" in English search. According to Pautasso (2013), obtaining data from current studies is essential while conducting a compilation study. However, previous studies should not be ignored. Since this research was carried out as a compilation, information about the ecology of gypsum and the usage areas of gypsum theoretically in the literature about the general properties, usage areas, and ecology of gypsum was searched, and information was tried to be presented, interpreted, and concluded. Findings (or Conclusions) Gypsum is the essential product that helps regulate the soil, improve its structure, and increase its quality and yield. Thanks to the use of gypsum in agriculture and as a soil improvement agent, it has many advantages such as optimum yield, crop quality, creating a favorable environment for plant growth, and using it as a water purifier in ponds with its processed form. In this respect, it is seen that gypsum fields are both a critical gene resource center in the world and an economical and ergonomic improvement material if they are included in the soil structure. Although gypsum has many advantages, care should be taken during use. First of all, it is essential to determine whether the soil will react to gypsum, define the usage area and amount of use, and get help from experts. When used with this awareness, it will be seen that gypsum has a potential power, not a hostile place in nature. Suggestions Therefore, necessary studies should be carried out and contribute to the economy as employment in various sectors. In addition, gypsum areas should be determined. The boundaries of the regions where they are located should be selected. A detailed inventory of the climate, landforms, agricultural methods, and grown products should be taken. In line with these data, how much and how often gypsum will be used in which products should be determined. Within the scope of this study, general information about the use of gypsum both in the area where it is located and outside the location where it is located is given. In this context, it is suggested that the research be studied in more local areas, and new gypsum, industry branches, and employment branches should be created.
Article
Full-text available
zet Bu çalışmada jipsli topraklarda yaşayan bitkilerin az bilinen fiziksel, kimyasal, anatomik uyum mekanizmaları ve komünite dağılışına etkileri açıklanmıştır. Özel bir bitki örtüsünü destekleyen yüksek jips içerikli topraklar jipsofil bitkilerin uyum sağladığı habitatı göstermektedir. Jips içeren topraklar bitki yaşamı için özel bir fiziksel ve kimyasal çevredir. Bu derlemede, öncelikle jipsli toprakların fiziksel ve kimyasal özellikleri açıklanmış, sonra bitkilerdeki jipsofilliğin fiziksel, kimyasal, anatomik uyum mekanizmalarıyla devam edilmiş ve jipsli substratlarda komünitelerin dağılışı hakkında genel bir bakışla derleme bitirilmiştir. The adaptation mechanisms of plants living in gypsiferous soils and the effects on community distribution Abstract: In this study, the less known physical, chemical and anatomical adaptation mechanisms of plants which have lived in gypsiferous soils and their effects on the distribution of communities were explained. Soils with high gypsum content support specific vegetation, indicating a habitat to which gypsophile plants have adapted. Gypsum soils are a specific physical and chemical environment for plant life. In this review, it was first described the physical and chemical properties of gypsum soils, then summarized the physical, chemical and anatomical adaptation mechanisms of gypsophily in plants and it was finished the review by providing an overview of the distribution of communities on gypsum substrates.
Article
Full-text available
Gypsum is a relatively common mineral that is widely available in agricultural areas and has a number of specialized agronomic uses, principally as a Ca source on legumes and as a soil conditioner on sodic soils. Recent research has suggest that the utility of gypsum may extend to a greater range of soils and crops than previously acknowledged. The purpose of this review is to document both current practices and potential new uses of gypsum in agriculture, in order to establish the state of the art in current gypsum use, and to point out needed research in this important area.
Article
Full-text available
Interest in using gypsum as a management tool to improve crop yields and soil and water quality has recently increased. Abundant supply and availability of flue gas desulfurization (FGD) gypsum, a by-product of scrubbing sulfur from combustion gases at coal-fired power plants, in major agricultural producing regions within the last two decades has attributed to this interest. Currently, published data on the long-term sustainability of FGD gypsum use in agricultural systems is limited. This has led to organization of the American Society of Agronomy's Community "By-product Gypsum Uses in Agriculture" and a special collection of nine technical research articles on various issues related to FGD gypsum uses in agricultural systems. A brief review of FGD gypsum, rationale for the special collection, overviews of articles, knowledge gaps, and future research directions are presented in this introductory paper. The nine articles are focused in three general areas: (i) mercury and other trace element impacts, (ii) water quality impacts, and (iii) agronomic responses and soil physical changes. While this is not an exhaustive review of the topic, results indicate that FGD gypsum use in sustainable agricultural production systems is promising. The environmental impacts of FGD gypsum are mostly positive, with only a few negative results observed, even when applied at rates representing cumulative 80-year applications. Thus, FGD gypsum, if properly managed, seems to represent an important potential input into agricultural systems. Copyright © by the American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, and Soil Science Society of America, Inc.
Article
Full-text available
There are growing concerns regarding the fate of nutrients, especially phosphorus (P), from land application of animal waste. One approach being studied to reduce runoff losses of P is to treat manure or the soil receiving manure with chemical amendments such as gypsum. This study used rainfall simulations to examine the impact of flue gas desulfurization (FGD) gypsum application on runoff nutrient losses on a Coastal Plains soil (Luverne sandy loam; fine, mixed, semiactive, thermic Typic Hapludults). Four rates of FGD gypsum (0, 2.2, 4.4, and 8.9 Mg ha) were applied to plots of Coastal Bermudagrass ( L.) that had received application of 13.4 Mg ha poultry litter. Plots with 8.9 Mg ha FGD gypsum but no poultry litter and plots with neither poultry litter nor FGD gypsum were also used. Rainfall simulation was used to generate water runoff for 60 min, and samples were analyzed for soluble reactive P (SRP) and soluble Al, B, Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, and Zn. Total concentration of Ca, Mg, K, Na, Fe, Mn, and Zn and concentration of heavy metals Ar, Hg, Al, Sb, Ba, Be, Cd, Cr, Co, Cu, Pb, Ni, Si, V, Se, Tl, and hexavalent chromium were also analyzed. Results indicated a maximum of 61% reduction in SRP concentration in runoff with the application of 8.9 Mg ha FGD gypsum. This translated to a 51% reduction in total SRP load during the 60-min runoff event. Concentrations of heavy metals in runoff were all found to be below detection limits. The results indicated that use of 4.4 Mg ha FGD gypsum on Coastal Plains pastures receiving poultry litter could be an effective method of reducing SRP losses to the environment. Copyright © by the American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, and Soil Science Society of America, Inc.
Article
Full-text available
Nitrogen deficiency in the soil often limits corn (Zea mays L.) production. Recently, S deficiency in several crops, including corn, has been observed. Little information is available, however, related to the interactive effects of N and S fertilization on corn growth and yield using modern corn hybrids. Field experiments were conducted from 2002 to 2005 to test corn response to seven rates (0-233 kg ha(-1)) of N and two rates (0 and 33 kg ha(-1)) of S applied to a silt loam soil at Wooster, OH. The S was applied as flue gas desulfurization (FGD) products and was primarily in the form of gypsum. Corn grain yields were significantly (P <= 0.05) increased by N fertilizer addition from 2003 to 2005. Sulfur addition also significantly increased the average yield of corn in 2002 and 2003. An N x S interaction for corn yield was observed in 2005. Sulfur application at 33 kg ha(-1) significantly (P <= 0.05) increased corn yield at the intermediate N rate of 133 kg ha(-1), and showed a general tendency to increase yield at lower N rates in 2004 and 2005. Nitrogen and S concentrations in corn grain were increased by application of 200 kg N ha(-1), and S concentration was increased by S application in 2005. These results suggest that application of S fertilizer, with N, can promote the uptake of N by corn in S-responsive soils. This will decrease the amount of N required for high-yield corn production and reduce production costs and degradation of water quality associated with oversupply of N.
Article
This text book has four introductory chapters describing karst landforms and landscapes, a chapter on carbonate geochemistry and another on karst hydrology. The core of the book consists of four chapters on the chemistry of karst waters, the processes of sedimentary in-filling, the origin of caves, and the evolution of karst systems through geological time. There are two chapters on karst forms in evaporite rocks, and in granites and quartzites, and the final two chapters are on environmental problems of karst regions (land use and water quality). -K.Clayton
Article
Phosphogypsum is the term used for the gypsum by-product of wet-acid production of phosphoric acid from rock phosphate. It is essentially hydrated CaSO4, with small proportions of P, F, Si, Fe, Al, several minor elements, heavy metals, and radionuclides as impurities. Phosphogypsum appears to be good source of S and Ca for crops. Most of the studies showed that surface-applied gypsum or phosphogypsum ameliorated subsoil Al toxicity, acidity, and infertility in shorter time periods than did surface-applied lime materials. Phosphogypsum may prove to be superior to mined gypsum as an ameliorant for subsoil A1 toxicity, acidity, and infertility and as a conditioner for sodic soils, hardsetting clay soils, and subsoil hardpans because of its much higher rate of dissolution compared to that of mined gypsum. Gypsum and phosphogypsum, where they are readily accessible, are potential bulk carriers for micronutrients and low-analysis fertilizers. Increasing environmental demands to prevent contamination of ground water with nitrates and to minimize applied N and P losses in runoff, losses that promote rapid eutrophication of surface waters, may require the use of low-analysis fertilizers in commercial agriculture, at more frequent application, as they are now commonly used in recreational and residential lawns and gardens. Radionuclides, heavy metal impurities, and other pollutants at concentrations found in phosphogypsum do not appear to constitute environmental hazards to surficial ground water, soil, crop tissue, and the ambient atmosphere at rates normally used in agriculture.
Article
The vegetation on gypsum outcrops in the eastern Mojave Desert, USA, is characterized by the presence of a suite of gypsophile endemic species. Shrub species dominant on adjacent upland alluvial soils occur at much reduced densities or are absent. Soil factors that could influence species distribution and abundance were investigated using field correlation techniques. Except for the presence of calcium sulfate in solution, gypsum soils appear to be chemically similar to alluvial soils. Little evidence for excessive salinity, toxic ion effects, or increased nutrient deficiency relative to alluvial soils was found. The gypsum soils had low bulk densities due to the presence of sponge gypsum. They usually presented indurated or heavily cryptogamic surface crusts, while the alluvial soils had high bulk densities and rock pavement surfaces. Within the gypsum environment, the factors most highly correlated with species abundances were rock cover, cryptogam cover, soil depth, and total gypsum content. Surface gravel was associated with the establishment of many alluvial soil species on gypsum. Cryptogam cover was positively correlated with abundance for some gypsovag species and for many endemic species. Abundance for some other gypsophiles was positively correlated with total gypsum content, while gypsovag abundances showed little correlation with gypsum content. It is concluded that plant densities remain low on gypsum because its unfavorable surface crust characteristics present problems at the establishment stage. Rock cover and cryptogam cover ameliorate these problems in different ways. The chief advantage on gypsum for the gypsophile species may be reduced moisture stress during the early summer drought, due either to reduced competition for water because of low densities or to intrinsic properties of the gypsum soil. Mineral nutrition factors appear to play a relatively minor role.
Article
Subsoil root growth in highly weathered southeastern soils is limited because of poor chemical conditions and high soil strength. Surface-applied gypsum can leach into the subsoil and amend the chemical properties of these soils. The objective of this study was to determine if gypsum also had a physical effect. Mechanical impedance was measured using a tractor-mounted penetrometer that gave values of cone index (CI) in gypsum-treated and nontreated plots of several ongoing experiments. Cone index was lower in the gypsum-treated plots where alfalfa (Medicago sativa L. ) or peach trees left bracket Prunus persica (L. ) Batsch right bracket had grown for several years, but there was no reduction in CI in fallow plots treated with gypsum. Samples from the alfalfa plots treated with gypsum had larger stable soil aggregates than samples taken from nontreated plots. We conclude that gypsum amendment increases subsoil root activity, which in turn reduces subsoil mechanical impedance.