TRM211U - BİTKİ SU İLİŞKİLERİ
Ünite 3: Bitkilerde Su Stresi ve Drenaj
Giriş
Tarımsal bitkilerde stres; bitkinin yaşadığı ortamda bir veya birden fazla etkenin, büyüme ve gelişmeyi olumsuz yönde etkileyerek, verim düşüklüğü ile sonuçlanan bir dizi gerilemeye neden olması şeklinde tanımlanır. Bitkide strese neden olan etmenler; biyotik (diğer canlıların sebep olduğu) kökenli olabildiği gibi, tuzluluk, kuraklık, düşük ve yüksek sıcaklıklar, besin elementlerinin eksiklik veya fazlalıkları gibi abiyotik kökenli de olabilmektedir. Bitkilerdeki su stresi genel olarak iki şekilde karşımıza çıkar. Bunlardan birincisi; bitkinin ihtiyacından daha az suyun bulunması (kuraklık stresi), ikincisi ise ortamda bitkinin ihtiyacından daha fazla suyun olması (su birikmesi ya da sel etkisi stresi) durumudur.
Bitkilerde Stres Kavramı
Bitki hayatının herhangi bir aşamasında meydana gelen ve bitkinin yaşamsal faaliyetlerini olumsuz yönde etkileyen tüm olaylara genel olarak stres (baskı) ya da stres faktörü denir. Stres faktörleri genellikle çevre (dış ortam) kaynaklıdır. Bitkilerin stres faktörlerine gösterdiği tolerans (dayanıklılık) o bitkinin genetik yapısının çevresel değişmelere olan adaptasyon (uyum) kabiliyetine göre değişiklik gösterir. Bitkilerin uygunsuz ortam koşulları ile başa çıkma yeteneği stres toleransı (stres direnci) olarak tanımlanır. Genel olarak bitkilerdeki stres kavramı; çevre koşullarındaki değişimlere verilen fenotipik (canlıdaki gözle görülebilen, şekilsel özellikler) cevaplar olarak açıklanır. Toprak ve iklimden kaynaklanan stres faktörleri, bitkilerin yeryüzündeki dağılımlarını sınırlayan esas faktörlerdir. Bitkilerde su stresi, hem suyun fazlalığında veya hem de suyun azlığında karşımıza çıkar.
Bitkilerde Strese Neden Olan Faktörlerin Sınıflandırması
Bitkilerdeki stres faktörleri genel olarak Abiyotik (cansızlardan kaynaklanan) ve Biyotik (canlılardan kaynaklanan) faktörler olmak üzere ikiye ayrılır. Buna göre Abiyotik faktörler; Fiziksel ve kimyasal faktörler olarak 2’ye ayrılmaktadır. Fiziksel faktörler; Işık, Sıcaklık, Su, Toprak, Mekanik Etkiler ve iklimsel değişimler ana başlıklarında, kimyasal faktörler; gazlar ve mineral maddeler ana başlıklarında incelenmiştir. Fiziksel faktörler; Işığın artması, azalması ve istenmeyen dalga boyundaki ışıklar, sıcaklık; yüksek, düşük ve sıfırın altındaki don olayları, su; su azlığı (Kuraklık), su fazlalığı (Sel etkisi), toprak; kuru, nemli, taşlı, sıkı ve gevşek gibi başlıklarda, mekanik etkiler, rüzgar, erozyon, toprak kapatması, kar kapatması ve buz kapatması ve son olarak da iklim değişiklerinin bölgesel olarak meydana getirdiği olumsuz etkiler başlıklarında sınıflandırılmıştır. Kimyasal faktörler ise zararlı ve yaralı gazlardaki artış ve azalmalar, mineral maddelerdeki (besin maddeleri) eksiklik, fazlalık, bu maddelerin oranlarındaki dengesizlikler, tuzluluk, ağır metal birikimleri, ortamın pH’sındaki artmalar ve azalmalar şeklinde ayrılmıştır. Biyotik faktörler ise bitkiler, mikroorganizmalar, virüsler hayvanlar ve insanlar ana başlıklarında sınıflandırılmıştır.
Bitkilerde Su Stresinin Nedenleri: Kuraklık ve Sel Etkisi
Kuraklığın en yaygın ifadesi, ortalama değerlerin altında seyreden yağış miktarı nedeniyle arazi ve su kaynaklarının olumsuz etkilenmesi durumudur. Tarımsal anlamda kuraklık ise yıl boyu gerçekleşen toplam yağış miktarından ziyade, tarlaya ekilen bitkinin büyüme döneminde köklerinden alabildiği su miktarı ile ilişkilidir. Kavramsal olarak kuraklık; meteorolojik, tarımsal, hidrolojik, coğrafik hatta sosyal-ekonomik yönden farklı biçimlerde tanımlanabilir: meteorolojik, hidrolojik ve tarımsal kuraklık olmak üzere 3’e ayrılır.
Bitkiler Açısından Meteorolojik Kuraklık Kavramı
Meteorolojik kuraklık kavramı; uzun bir zaman içinde yağışın belirgin şekilde normal değerlerin altına düşmesi olarak tanımlanır. Meteorolojik kuraklık ülkemizdeki tarımı olumsuz bir şekilde etkiler. Ürün kalitesinde düşmeye ürün miktarında azalmaya neden olur.
Bitkiler Açısından Tarımsal Kuraklık Kavramı
Tarımsal kuraklık kavramı basit olarak bitkinin kök bölgesinde, büyüyüp gelişmesi için yeterli nem bulunmaması durumu olarak tanımlanır. Tarımsal kuraklık meteorolojik kuraklıktan sonra ve hidrolojik kuraklıktan önce ortaya çıkan tipik bir durumdur. Toprağın derinlikleri doymuş halde olsa bile ürün verimlerini ciddi oranda düşürebilir.
Bitkiler Açısından Hidrolojik Kuraklık Kavramı
Bitkileri için hidrolojik kuraklık kavramı, uzun süre devam eden yağış eksikliği sonucunda ortaya çıkan yeryüzü ve yer altı sularındaki azalma şeklinde tanımlanabilir. Hidrolojik kuraklık yeraltı su kaynakları, yüzey suları veya yağış dönemlerinin etkisi ile ilişkilidir.
Bitkiler Açısından Su Baskını (Sel Etkisi) Kavramı
Suyun kıtlığında olduğu gibi su fazlalığında da bitkiler strese girerler. Nehir, ırmak, dere ve göllerin taşması ya da aşırı yağışlar sonucu suyu alt katmanlara geçiremeyen topraklarda geçici olarak su baskını (sel etkisi) gözlenir.
Bitkilerde Kuraklık Stresi
Bitkilerde belli bir zaman dilimi içerisinde transpirasyon (terleme) ile kaybedilen suyun, yine aynı zaman diliminde dışarıdan alınan sudan daha fazla olması durumuna su stresi ya da kuraklık stresi adı verilir. Kuraklık, bitkilere verdiği hasar bakımından Akut, Kronik ve Fizyolojik kuraklık olarak 3’e ayrılır.
• Akut kuraklık: Geriye dönüş mümkündür. Bitkiye su verildiğinde yeniden büyüme ve gelişme devam eder, solgunluk geçer.
• Kronik kuraklık: Taban suyunun bitkinin alacağı mesafenin de altın düşmesi durumudur. Bitki tepe noktasından başlayarak kalıcı olarak kurumaya başlar.
• Fizyolojik kuraklık: Toprakta suyun yeterli miktarda olmasına rağmen bitkinin bu suyu kullanamaması durumudur.
Bitkilerde Su Stresinin (Kuraklık) Belirtileri
Kuraklık stresi durumunda yetiştirilen tarım ürünlerinde ve toprakta bazı olumsuzluklar gözlenir. Bu olumsuzluklar, genç sürgünlerin ve yaprakların solarak pörsümesi, yaprakların doğal renklerinde değişmelerin başlaması, büyümenin yavaşlaması, çiçekler ve daha sonra yaprakların dökülmeye başlaması, meyve dökümleri, çatlamalar ve genç sürgünlerde kurumaların görülmesi, önce ince daha sonra kalın dalların kurumaya başlaması ve toprak yüzeyinin çatlakların oluşmasıdır.
Su Stresinin (Kuraklık) Bitkiler Üzerindeki Olumsuz Etkileri
Stres koşullarına adaptasyon ve alışma bitkilerde morfolojik, anatomik, sitolojik (hücresel), biyokimyasal ve moleküler seviyede olabilir. Su stresine (kuraklık) maruz kalan bitkilerde meydana gelen olumsuz etkiler başlıca 3 ana başlık altında incelenir. Bunlar fizyolojik, metabolik ve morfolojik etkiler olarak sınıflandırılır.
Su Stresinin Bitki Fizyolojisi Üzerine Etkileri
Bitki hücrelerinden belirgin bir su kaybı gerçekleştiği zaman öncelikle bitkideki turgor basıncı azalır. Hücreden su kaybıyla birlikte, membran (hücre zarı) yapısı değişikliğe uğrayarak membran lipidleri sıvı-katı fazında olduğundan daha az kinetik enerji ile lateral ve rotasyonal (hücre çeperine paralel) hareket göstermeye başlar. Bitkinin hücresel yapısında da düzelmeyecek bozulmalar, deformasyonlar meydana gelmeye başlar.
Osmotik Düzenlemedeki Bozukluklar
Osmotik düzenlemenin derecesi üzerine bitkilerin yaşı, özellikle de generatif gelişme dönemi etkili olmaktadır. Çiçeklenme öncesinde bitkide, yavaş seyreden osmotik düzenleme, çiçeklenmeden sonra hızlanmaktadır.
Stoma Hareketlerindeki Bozukluklar
Kuraklık stresine uğrayan bitkilerde stoma hücrelerinde absisik asit (ABA) miktarı artmakta, bunun sonucu olarak suda çözünmeyen nişasta oluşmakta ve K iyonu azalmaktadır. Böylece osmotik basıncı azalan stoma hücreleri turgorunu kaybederek kapanmaktadır. Bu mekanizma, hormonal bir kontrol olarak kabul edilmektedir.
Su Stresinin Metabolizma Üzerindeki Olumsuz Etkileri
Kuraklık stresi ile bitkinin protein metabolizmasında bir bozukluk meydana gelmektedir. Bu bozukluk proteinlerin parçalanması ve protein sentezinin azalması şeklinde görülmektedir. Bitkilerde kuraklığa dayanma stratejileri şöyle sıralanabilir;
a. Kuraklık öncesi hızlı bir olgunlaşma ve yağış sonrası üreme
b. Su kaybını derin köklere sahip olarak geciktirme
c. Transpirasyona karşı koruma önlemleri veya taze dokularda suyu depo etme
d. Dokulardan su kaybına izin verme ve suyun azaldığı durumlarda büyümeye devam etme
e. Şiddetli su kaybında ise yaşamaya çalışma
Su Stresinin Bitki Morfolojisi Üzerindeki Olumsuz Etkileri
Kurak şartlar altında yapraklarda meydana gelen morfolojik değişimler, genelde transpirasyonla kaybedilen su miktarını azaltmaya, köklerde oluşan morfolojik değişimler ise topraktaki suyu daha yüksek bir kuvvetle emmeye yöneliktir.
Su Stresine Maruz Kalan Bitkilerin Geliştirdikleri Adaptasyonlar (Uyumlar)
Su stresine maruz kalan bitkilerin bünyelerinde bu olumsuzluğa karşı dayanabilmek için birtakım adaptasyonlar da gelişir. Bu adaptasyonlarda tıpkı bitkide meydana gelen olumsuzlukların sınıflandırıldığı gibi fizyolojik, metabolik ve morfolojik uyumlar olarak 3 ana başlık altında değerlendirilir.
Fizyolojik Uyumlar
Stomalar ile ilgili sorumluluklar, Fotosentez olayı ile ilgili düzenlemeler, Osmotik ayarlama, Yapraklarda koruyucu çözeltilerin ortaya çıkışları, Zardaki protein, yağ ve karbonhidrat miktarındaki değişmeler, Koruyucu bitki yüzey lipidlerinin artması, Depo lipidlerinin miktarındaki değişmeler ve Su stresi proteinlerinin varlığı şeklinde sıralanabilir.
Metabolik Uyumlar
Bitkilerin kuraklık stresine tepkisi, metabolik seviyede yeniden yapılandırmayı zorunlu hale getirir. Su kıtlığı yaşayan bitkilerde hücre, gen ifadesi ve protein sentezi mekanizmalarında gerçekleşen değişiklikleri anlamaya yönelik çalışmalar çok uzun yıllardır devam etmektedir. Kuraklık stresi altındaki bitkilerde gerçekleşen en önemli biyokimyasal tepkiler, fotosentez hızının düşmesine bağlı tekli oksijen, süperoksit anyonu ve hidrojen peroksit gibi reaktif oksijen bileşiklerinin oluşmasıdır.
Morfolojik Uyumlar
Bitkilerin kuraklık stresine tepkisine karşın geliştirdiği morfolojik uyumlar şöyle sıralanabilir;
a. Kök sistemlerinin daha derine inmesi veya uzamasında görülen artışlar,
b. Yaprak ve gövde şekillerinde yüzey azaltıcı değişimler,
c. Yaprak alanlarının değişik ölçülerde küçülmesi, parçalanması,
d. Stoma yüzeylerinin korunması amacı ile yaprakların kıvrılması veya yuvarlanması
e. Yaprak ve gövde üzerindeki tüylerin miktarlarındaki değişimler,
f. Tüyler, gerek yapraklarda gerekse bazı gövdelerde en net olarak görülen kurakçıl karakterli oluşumlardır.
Bitkilerde Su Fazlalığına Bağlı Stres (Sel Etkisi)
Su fazlalığı durumunda da bitki strese girer. Toprağın uzun süre su ile kaplanması toprak içerisindeki oksijenin azalmasına neden olur. Bu da toprak içerisinde oksijensiz bir ortamın oluşmasına sebep olur. Oksijenin sudaki geçiş hızı (difüzyon) karadakine göre 10-4 kat daha azdır. Buna göre suya batmış bir bitkinin oksijen ile teması aşırı şekilde azalmış olur. Bu duruma sel etkisi denir. Oksijenin gerekli miktardan az olması (anaerobiyosis) karasal bitkilerin genellikle ölmesi ile sonuçlanır.
Fazla Su Bitkiler İçin Yarardan Çok Zarar Verir
Toprağa bitkinin ihtiyacı olan miktardan fazla su vererek, suyun derine süzülmesiyle taban suyunun yükselmesine, yüzeyden akıp gitmesiyle toprağın taşımasına ve toprağın tüm gözeneklerini doldurarak havasız kalmasına yol açacak şekilde yapılan sulamaya aşırı sulama denir. Sulama amacıyla verilen suyun bir kısmı topraktaki gözeneklerde tutulur. Buna bağlı su denir. Bir kısım fazla su ise derinlere süzülür veya toprak yüzeyinden akıp gider. İşte böyle bitkinin köklerinin ulaşacağı şekilde toprak içerisinde tutulan, sulamadan sonra toprakta göllenmeler yapmayan, bitkinin yaralanabileceği suya faydalı su denir. Sulama suyu miktarı bitkinin kök bölgesindeki suyun eksiğini tamamlayacak kadar olmalıdır.
Aşırı ve Yanlış Sulamanın Zararları
Tarımsal ürünlere gereğinden fazla su verilmesi birçok yanlışı da beraberinde getirir. Örneğin; Aşırı sulama ile su kaynağı boşuna harcanmış olur; toprağın derinliklerine sızar, bitki bundan yararlanamaz; tarlanın çukur yerlerinde göllenen fazla sular buradaki bitki köklerini havasızlıktan çürütebilir; fazla sular topraktaki fazla bitki besin maddelerini bitkilerin faydalanamayacağı derinliklere taşır; taban suyunun yükselmesine sebep olabilir; yüksek taban suyu bitki beslenmesine olumsuz etki yapar; böyle topraklar geç tava gelir; zamanında ekim yapılamaz; aşırı su toprağın yapısını ve bünyesini bozar; taban suyunun yükselmesi veya suyun uzun süre yüzeyde kalması sonucu toprakta bulunan toprakta bulunan çeşitli tuzlar erir ve suyun hareketi ile yüzeye çıkarak çoraklık yapar.
Bitkilerde Tuzluluğa Bağlı Su Stresi
Topraktaki tuz miktarının gereğinden fazla olması bitki yetiştiriciliğinin en önemli sorunları arasındadır. Toprak yeterince sulanmaz ise bitki köklerinin çevresindeki tuz ortamdan uzaklaşamaz. Bu durum toprağın tuzlanmasına sebep olur. Bu durum bitki topraktan ihtiyaç duyduğu su, mineral madde vb. malzemelerin alış-verişini yaptığı ortamın dengesinin bozulmasına neden olur. Tuz oranı yüksek olana topraklardaki bitkiler düşük osmotik potansiyelden dolayı topraktan ihtiyaç duydukları suyu
almazlar ve ortamdaki iyonların zehir (toksik) etkileri altında kalmalarına sebep olur. Bu da tıpkı su azlığı (kuraklık) ve su fazlalığı (sel etkisi) gibi bitkinin strese girmesine sebep olur.
Tarımsal Alanlarda Drenaj
Toprak yüzeyinde biriken veya toprak içerisindeki gözenekleri dolduran ve bitki gelişmesine zararlı etki yapan fazla suların belli bir derinliğe kadar araziden uzaklaştırılmasına tarımsal drenaj denir. Başka bir tarifle drenaj, toprağın yüzeyinde veya içerisinde bulunan fazla suyun, kontrollü olarak arazi dışarısına taşınması işlemine denir. Tarımsal alanlarda drenajın amacı; havadar bir kök bölgesi ve tarımsal faaliyetler için yeter derecede kuru bir üst toprak sağlamak için kaynağı ne olursa olsun fazla suyun araziden uzaklaştırılmasıdır. Tarımsal drenajın genel amacı tarımda verimin arttırılmasını sağlamaktır.
Bitki su tüketimi (Evapotranspirasyon): Toprak yüzeyinden olan buharlaşma (evaporasyon) ile bitki yapraklarından olan terleme (transpirasyon) miktarlarının toplamıdır.
Bitki su tüketimi (BST): günlük, aylık ve mevsimlik zaman boyutları için belirlenir. BST’nin en yüksek olduğu döneme ilişkin değer, sulama sistem kapasitesinde; günlük değerler, sulama zaman ve aralığının belirlenmesinde; mevsimlik değerler, depolanması gereken sulama suyu miktarının belirlenmesinde kullanılır.
Daha verimli, daha kaliteli ve sürekli bir bitki üretimi için toprak içerisinde bulunan fazla suyun uygun teknikler kullanılarak ortamdan (topraktan) uzaklaştırılması işlemine drenaj (Tarımsal drenaj) adı verilir.
Tarımsal Drenajın Genel Amaçları
Tarımsal üretimin yapıldığı alanlarda fazla sudan kaynaklanan ürün azalmalarının önlenmesi ve sonuçta iyi bir ürün alınmasının sağlanmasıdır.
Sulamada Drenajın Önemi
Sulama ve drenaj hangi iklim kuşağında olursa olsun üretimde sürekliliği sağlayan, diğer gelişim etmenlerinin değerlendirilmesine olanak yaratan temel önlemler olmaktadır. Bitki yetiştirmede, bitki kök bölgesindeki nem kontrolü, iyi planlanmış sulama ve drenaj sistemleriyle olanaklıdır.
Tarım Alanlarındaki Fazla Suyun Nedenleri
Genel olarak tarım alanlarındaki fazla suların kaynaklarını sıralamak gerekirse; yağışlar, yer altı suların yüksekliği, taşkınlardan gelen sular, su iletim ve depo sistemlerinden kaçan sular, akarsu ve deniz gibi su havzalarından gelen kontrolsüz sulardan söz edilebilir. Sulu tarım alanlarındaki drenaj sorununun ortaya çıkmasına neden olan başlıca faktörler;
Sulama suyunun getirilmesi ve tarlaya uygulanması sırasında ortaya çıkan su kaybı, Artezyenik kuyular, Kontrolsüz olarak gereğinden fazla sulama suyunun toprağa verilmesi, Toprak altından tarım alanlarına gelen
yabancı sular, Fazla yağış ve taşkın suları, Yağışlı bölgelerde ve kurak bölgelerde ortaya çıkan drenaj sorunlarının nedenleri birbirinden farklı olması, Yağışlı bölgelerde ortaya çıkan drenaj sorununun başlıca kaynağını fazla yağışların etkisiyle oluşan yüzey akışları ve taban suyu düzeylerinin yükselmesi, Kurak ve yarı kurak bölgelerde drenaj sorunu ise sulamalar ile meydana gelen sorunlardır. Taban suyu, yerçekimi etkisiyle topraktan sızan suların su geçirmez tabakaları geçtikten sonra su geçirmez bölgede biriken su kütlesidir.
Tarım Alanındaki Fazla Suyun Tespit Edilmesi
Tarım alanındaki fazla suyun tespit edilmesi bazen gözle bazen de bilimsel teknikler kullanılarak yapılır. Drenaj sorununun olup olmadığı aşağıdaki belirtiler ile tespit edilebilir;
Tarım alanının çukur yerlerinde uzun süre su göllenmesi, Yüzeyde tuz lekelerinin görünmesi, Yaprak yanması, kök çürüklüğü ile toprak nemiyle ilgili hastalıkların artması, Fazlaca sivrisinek üremesi, Suyu seven yabancı otların gelişmesi, Ekim ve hasat zamanlarının gecikmesi ve tarım makinalarının yüzeyde derin izler bırakması, Toprak yüzeyinde ıslaklıkların görünmesi, Toprak içerisinde yeterli hava sağlanmadığından verim azalması görünmesidir.
Toprakta Fazla Suyun Zararları
Tarım alanlarındaki drenajın faydaları şöyle özetlenebilir: Toprakta yeterli bir hava akımı sağlanır ve bitki köklerinin solunumu kolaylaşır. Toprağın daha çabuk ısınması ve mikroorganizmalar yardımıyla da organik maddelerin daha fazla ve çabuk parçalanması sağlanır. Hava ve nem dengesi sağlandığı için bitki kök sistemi kolay gelişir. Böylece derinlere kadar inen kök sistemi ile bitkiler kurak periyotlarda bile yeterli suyu bulabilirler. Toprağın yapısı düzelir. Ağır bünyeli topraklar kolay işlenir ve toprak işleme araçlarına gerekli olan çeki gücü gereksinimi azalır. Bitkisel üretim artırılarak bitki desenlerinde ve münavebe sisteminde çeşitlilik sağlanır. Tarım arazilerinin değeri artar. Toprakta tuz birikmesi önlenir. Islak ve bataklık araziler ıslah edilerek tarımsal üretime açılır. Arazide mevcut yapılar, yollar ve diğer yapılar korunur. Çevrede yaşayan toplumun sağlık koşulları iyileştirilir. Toprak-su- hava oranını düzelterek, topraktaki bakterilerin ve mikroorganizmaların faaliyetini artırır. Diğer arazilere göre toprak ısısı 5,5 °C daha sıcaktır. Toprakların fiziksel özellikleri düzenlenerek toprakta yeterli bir hava akımı oluşur ve ortamda artan oksijen sayesinde bitki kökleri solunumu kolaylaşır ve iyi bir kök gelişimi sağlanmış olur. Hava, sıcaklık ve mikroorganizmalar yardımıyla organik maddelerin daha fazla ayrışması sağlanır. Daha bol ve kaliteli ürün elde edilir. Toprağın yapısı düzeleceğinden toprağın işlenmesi kolaylaşır ve çeki gücü gereksinimi azalır. Sulu tarım alanlarındaki drenaj sorununun başlıca nedenleri şunlardır: Sulama suyunun getirilmesi ve tarlaya uygulanması sırasında ortaya çıkan su kayıpları, Artezyenik sular, Kontrolsüz olarak gereğinden fazla suyun
toprağa verilmesi, Toprak altından tarım alanlarına gelen yabancı sular, Fazla yağış ve taşkın suları, Yağışlı bölgelerde ortaya çıkan drenaj sorununun başlıca kaynağı fazla yağışlar, Kurak ve yarı kurak bölgelerde ise drenaj sorunu. Drenaj sorunları şu arazi gözlemleri ile belirlenebilir: Çukur yerlerde uzun süre su göllenmesi, Yüzeyde tuz lekelerinin birikmesi, Bitkilerde, yaprak yanması ve kök çürüklüğü ile toprak nemine bağlı hastalıkların artması, Fazla sivrisinek artması, Suyu seven yabancı otların artması, Tarım makinelerinin toprak yüzeyinde derin iz bırakması, Ürünlerdeki verim düşüklüğü.
Drenaj Nasıl Yapılır?
Öncelikle drenaj ihtiyacı olan tarım arazisinde yapılacak saha çalışmaları ile yapılacak drenajın boyutları belirlenmelidir. Bölgenin meteorolojik, jeolojik, topoğrafik, hidrolojik, edafik (toprak ile ilgili) ve hangi tip tarım bitkisinin yetiştirildiğine ilişkin bilgilerin elde edilmesi gereklidir. Daha sonra tarım alanındaki saha çalışmalarından taban suyu yüksekliği, artezyen suyunun varlığı ve topoğrafik özellikleri belirlenmelidir.
Drenaj Sisteminin Tasarlanması
Drenaj suyun fazla olmasından meydana gelir. Fazla suyun kaynağı yağış, sulama suyu ve sızma olabilir. Bir yerde drenaj sorununu çözmek için önce fazla suyun kaynağının belirlenmesi gereklidir. Çünkü fazla suyun kaynağı drenaj sisteminin tipini belirlemede en önemli etkendir.
Drenaj Tipleri
Tarımsal alanlarda kullanılan drenajlar genellikle açık drenajlar (Yüzey Drenajları) ve kapalı drenajlar (Yeraltı Drenajları) olarak iki şekilde sınıflandırılır. Toprak yüzeyinde fazla su sorunu var ise açık drenajlar, toprak altında fazla su var ise kapalı drenajlar uygulanır.
Açık Drenajlar (Yüzey Drenajları)
Yüzey drenajı; arazi yüzeyindeki eğimin düzeltilerek fazla suyun toprak yüzeyinden ve bir kısmının da üst toprak profili içerisinden uzaklaştırılmasıdır. Açık yüzeysel drenaj kanalları; toprak yüzeyine sığ olarak açılan kanallardır. Açık derin drenaj kanalları; taban suyu düzeyini kontrol etmek ve yağışlardan sonra oluşan yüzey sularını uzaklaştırmak amacıyla kurulurlar.
Açık (Yüzey) Drenaj Sistemlerinin Çeşitleri
Bunlar; Rastlantısal drenaj sistemleri, Paralel drenaj sistemleri, Yastık drenaj sistemleri, Paralel açık hendek drenaj sistemleri, Eğime çapraz hendek drenaj sistemleridir.
Kapalı Drenaj Çeşitleri (Yeraltı Drenajları)
Kapalı (borulu) drenaj sistemleri; Paralel sistemler, Kaburgalı sistemler, Çift toplayıcı sistemler, Rastlantısal sistemler, Grup sistemler olarak sıralanabilir.