OMÜ Zir. Fak. Dergisi, 2005,20(2):85-91 J. of Fac. of Agric., OMU, 2005,20(2):85-91 TOPRAKLARIN TERMO-FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ VE ISISAL YAYINIM KATSAYISININ DEĞERLENDİRİLMESİ İmanverdi EKBERLİ Coşkun GÜLSER Nutullah ÖZDEMİR Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bölümü, Samsun Geliş Tarihi: 01.10.2003 ÖZET: Isı taşınımının teorik ve deneysel incelenmesi ile yakından ilişkili olan topraktaki sıcaklık dengesi, toprak oluşumu ve bitki gelişiminde önemli bir etkiye sahiptir. Toprakların sıcaklık dengesinin ifade edilmesinde toprakların ısı absorplama özelliğini gösteren Albedo ( α ) katsayısı, ısı kapasitesi ( C ), ısı iletkenlik katsayısı ( λ ) ve ısısal yayınım ( a 2 ) gibi termo-fiziksel özellikler ile onlara etki yapan faktörlerin bir arada değerlendirilmesi gerekir. Bu nedenle toprakların termo-fiziksel özelliklerinin oluşumu ve değişimlerine etki yapan toprak nemi ve mineralojisi gibi faktörler bilinmelidir. Toprakların alt katmanlarındaki sıcaklık dengesinin belirlenmesi için katmanlara ait ısısal yayınım katsayıları belirlenmelidir. Toprak yüzeyi ve katmanlardaki amplitüt değişimine uygun olarak, her katmana ait ısısal yayınım katsayısının teorik olarak hesaplanması mümkündür. Anahtar Kelimeler: Toprak sıcaklığı, Albedo, ısı kapasitesi, ısı iletkenliği, ısısal yayınım. ASSESMENT OF SOIL THERMO-PHYSICAL PROPERTIES AND THERMAL DIFFUSIVITY CONSTANT ABSTRACT: Heat balance in soil as related with theoretical and experimental examination of heat transfer has an important affect on soil formation and plant growth. To express the soil heat balance, some soil thermo-physical properties such as, Albedo constant ( α ), heat capacity ( C ), heat conductivity constant ( λ ) and thermal diffusivity ( a 2 ) should be evaluated with other factors affecting them. Therefore, some factors such as, soil moisture and mineralogy affecting thermo-physical properties must be known. To determine the heat balance in different soil layers, diffusivity constant can be determined for each soil layer individually using amplitude changes in soil surface and layers. Key Words: Soil temperature, Albedo, heat capacity, heat conductivity, diffusivity. 1.GİRİŞ Toprağın ısı depolama kapasitesi bitkilerin çimlenme hızı ve süresine, ürün verimine, toprakta oluşan fiziksel, kimyasal ve biyolojik süreçlere etki yapan önemli bir faktördür. Toprak ısısına etki yapan faktörlerin incelenmesi tarımsal açıdan büyük öneme sahiptir. Topografya ve enlem derecesi gibi coğrafi koşulların yanında toprağın yapısı ve bitki örtüsü gibi faktörler de toprağın ısı dengesine etki ederler. Sıcaklık ve diğer doğal koşulların etkisi sonucunda toprakta oluşan ısı dengesi toprak oluşum süreci ile de ilişkili olup, toprak oluşum enerjisinin araştırılmasında ki önemli faktörlerdendir (Volobuyev,1974; Gerayzade,1982). Atmosferdeki radyoaktif parçalanmalar, toprak içerisindeki kimyasal ayrışmalar ve yeryüzünün derinliklerinden açığa çıkan ısı ilaveleri dikkate alındığında, toprak için asıl ısı kaynağını güneşten yeryüzüne ulaşan radyasyon enerjisi oluşturmaktadır. Yer yüzüne ulaşan bu enerji mekanik, kimyevi ve ısısal gibi enerji çeşitlerine dönüşerek, toprağın fiziksel, kimyasal ve biyolojik süreçlerinin oluşumuna etki etmektedir. Toprakların fiziksel, kimyasal ve mineralojik özelliklerindeki farklılıklardan dolayı, her bir toprak tipi farklı oranda günlük ısı birikimine sahip olmaktadır. Toprakların ısı kaynağı ve akımı gibi bütün yüzey ısı süreçleri, toplam güneş radyasyonu- atmosfer-toprak şeklinde ki üçlü blok sistemi içerisinde gösterilebilir (Greçişev ve ark.,1984). Toplam güneş radyasyonu bağımsız enerji kaynağı olup, toprak yüzeyi ve atmosfer tarafından tutulmakta veya yansımaktadır. Yansıyan radyasyonun toprak yüzeyi ve atmosfer tarafından bir kısmının tekrar tutulması mümkün olabilir (Ross,1975). Yansıyan radyasyon yansıdığı ortamın (toprak yüzeyi, toprak örtüsü sistemi veya atmosfer bileşenleri) sıcaklığı ile fonksiyonel ilişki içerisindedir. Toprak yüzeyine veya alt katmanlara yönelen ısı akımı, atmosfere yönelen türbülans ısı akımı ve buharlaşmaya harcanan gizli ısı akımları sıcaklığa bağlı olmaktadır. Toprak profilinde sıcaklık günlük, aylık veya yıllık olarak değişim göstermektedir. Bu değişim bir gün veya bir yıl olmak üzere zamanın periyodik fonksiyonları şeklindedir. Toprak yüzeyinde sıcaklık değişimi fazla olup, aşağı katmanlara doğru inildikçe azalmaktadır. Toprağın 35-100 cm derinliğinde ise sıcaklığın günlük değişimi pratik olarak sabit değerlere ulaşmaktadır. Toprak sıcaklığının değişimi toprak rutubetinin değişimine ve toprakta su dengesinin oluşumuna önemli etki yapmaktadır. Toprakta suyun taşınım potansiyeli, toprak sıcaklığı ve