ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

1 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ TUZLU SULAMA SULARININ BUĞDAYDA VERİM VE KALİTEYE ETKİSİ TARIMSAL YAPILAR VE SULAMA ANABİLİM DALI ADANA, 2011

2 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ TUZLU SULAMA SULARININ BUĞDAYDA VERİM VE KALİTEYE ETKİSİ DOKTORA TEZİ TARIMSAL YAPILAR VE SULAMA ANABİLİM DALI Bu Tez 26/09/2011 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği/Oyçokluğu ile Kabul Edilmiştir Prof. Dr. Rıza KANBER Prof. Dr. Sermet ÖNDER Prof. Dr. İdris BAHÇECİ DANIŞMAN ÜYE ÜYE Doç. Dr. Mustafa ÜNLÜ ÜYE..... Doç. Dr. Celaleddin BARUTÇULAR ÜYE Bu Tez Enstitümüz Tarımsal Yapılar ve Sulama Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No: Prof. Dr. İlhami YEĞİNGİL Enstitü Müdürü Bu Çalışma Ç. Ü. Araştırma Projeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir. Proje No: ZF2009D4 Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

3 ÖZ DOKTORA TEZİ TUZLU SULAMA SULARININ BUĞDAYDA VERİM VE KALİTEYE ETKİSİ ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ TARIMSAL YAPILAR VE SULAMA ANABİLİM DALI Danışman :Prof. Dr. Rıza KANBER Yıl: 2011, Sayfa: 123 Jüri :Prof. Dr. Rıza KANBER :Prof. Dr. Sermet ÖNDER :Prof. Dr. İdris BAHÇECİ :Doç. Dr. Mustafa ÜNLÜ :Doç. Dr. Celaleddin BARUTÇULAR Bu çalışma, sera ve açık alanda kışlık buğdayın su-tuz-verim ilişkileri ile bitkinin tuza dayanım düzeyleri ve bitki organlarındaki tuz dağılımlarının belirlenmesi amacıyla, 2009 ve 2010 yetişme dönemlerinde Tarımsal Yapılar ve Sulama Bölüm ü deneme arazisinde ve serada yürütülmüştür. Çalışmada, çizgi kaynaklı yağmurlama sistemi kullanılmıştır. Sonuçta, farklı nitelikteki sulama sularının buğdayda kuru madde, yaprak alan indeksi (LAI), Yaprak su potansiyeli (LWP) ve verimi etkilediği saptanmıştır. Sulama suyu tuzluluğu arttıkça bitki su tüketimi ve verim azalmıştır. Uygulanan tuzlu sulama suyu toprakta tuz birikimine neden olduğu ve yüksek derişimdeki tuz toprağın bazı fiziksel özelliklerini (tarla kapasitesi, solma noktası, hacim ağırlığı v.b) etkilediği belirlenmiştir. Ayrıca, tuzlu su uygulanması sonucu, en fazla tuzun yaprak yüzünde ve içerisinde tutulduğu saptanmıştıtr. Sulama suyu tuzluluğunun artmasıyla sulama suyu kullanma randımanının (IWUE) azaldığı, ancak toplam su kullanma randımanının (WUE) yükseldiği belirlenmiştir. Tuzluluk eşik değeri her iki deneme yılı verileri kullanılarak ds/m olarak hesaplanmıştır. Yağmurlama sulama yöntemi ile uygulanan tuzlu sulama koşullarında bitkisel verimin, daha küçük tuzluluk düzeylerinden etkilendiği saptanmıştır. Sera koşullarında yapılan tuzlu su çalışmalarında verim tepki etmeninin (ky), ortamın iklim özelliklerinden ve toprak tuzluluğundan etkilendiği ve çalışma sonunda yüksek ky değeri (1.46) belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Buğday, Sera, Çizgi Kaynaklı Yağmurlama Sistemi, Tuzlu Su I

4 ABSTRACT PhD THESIS THE EFFECTS OF SALINE WATER ON THE YIELD AND QUALITY OF WHEAT ÇUKUROVA UNIVERSITY INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES DEPARMENT OF AGRICULTURAL STRUCTURES AND IRRIGATION Supervisor:Prof. Dr. Rıza KANBER Year: 2011, Pages: 123 Jury :Prof. Dr. Rıza KANBER :Prof. Dr. Sermet ÖNDER :Prof. Dr. İdris BAHÇECİ :Assoc. Prof. Dr. Mustafa ÜNLÜ :Assoc. Prof. Dr. Celaleddin BARUTÇULAR This study was carried out to determine the water-salinity-yield relations of winter wheat and crop salt tolerance level along with salt distribution in the plant organs during the 2009 and 2010 growing seasons at the Experiment Field and Greenhouse of the Irrigation and Agricultural Structures Department of Çukurova University Faculty of Agriculture. A line source sprinkler irrigation system was used to create different salt and water gradients. The results revealed that different irrigation water with different qualities affected dry matter yield, LAI, leaf water potential and grain yield. As the salinity level of the irrigation water increased crop water use and grain yield decreased. Saline irrigation water resulted in increased soil salinity in the profile and higher salt concentration in the soil affected some physical properties of the soil (field capacity, wilting point, bulk density etc.). In addition, as a result of applying saline water, salt accumulation on the leaf surfaces and in the leaf tissues were determined. Irrigation water use efficiency increased, however water use effacing decreased as a result of saline irrigation application. Salinity threshold level of ds/m was found for winter wheat from two year experimental data. Application of saline water with sprinkler system resulted in yield reduction at relating lower salinity levels. Under greenhouse conditions, yield response factor of 1.46 was determined due to weather condition inside greenhouse and soil salinity. Key Words: Wheat, Greenhouse, Line-Source Sprinkler System, Saline Water II

5 TEŞEKKÜR Araştırma konumun seçiminde, çalışmalarımın yürütülmesinde, değerlendirilmesinde ve yazımında yakın ilgi ve yardımlarını esirgemeyen danışman hocam Sayın Prof. Dr. Rıza KANBER e sonsuz teşekkürlerimi sunarım. Tez izleme komitesinde yer alarak çalışmalarımın her aşamasında verdikleri destek ve katkılarından dolayı Sayın Prof. Dr. Sermet ÖNDER, Sayın Prof. Dr. İdris BAHÇECİ, Sayın Doç. Dr. Mustafa ÜNLÜ ve Sayın Doç. Dr. Celaleddin BARUTÇULAR a teşekkür ederim. Diğer bölüm öğretim üyesi hocalarıma, Araştırma Görevlisi Burçak KAPUR a, Araştırma Görevlisi Mete ÖZFİDANER e, Araştırma Görevlisi Deniz Levent KOÇ a bölüm yardımcı personeline, deneme alanı ve laboratuar çalışanlarına gösterdikleri ilgi ve anlayıştan dolayı teşekkür ederim. Bana doktora süresince yardım eden, ancak adlarını tek tek yazamadığım tüm insanlara da teşekkür etmeyi bir görev bilirim. Doktora çalışmam içerisinde yer alan buğday çalışmasındaki kalite analizleri için Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Gıda Mühendisliği Laboratuarı olanaklarından yararlanmamı sağlayan, engin bilgi ve deneyimini paylaşan Sayın Yrd. Doç. Dr. M. Sertaç ÖZER e ve analizlerde yardımcı olan Sayın Yrd. Doç. Dr. Halef DİZLEK e, Adil ARSLAN a ve Atalay POTUK a şükranlarımı sunarım. Doktora çalışmalarım esnasında tüm bölüm olanaklarından yararlanmamı sağlayan Ç.Ü. Ziraat Fakültesi Tarımsal Yapılar ve Sulama Bölüm Başkanlığı na, ve maddi destek veren Ç.Ü. Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi ne (Proje no: ZF2005D5) içten teşekkürlerimi sunarım. Doktora çalışmamın her aşamasında, sabır gösteren yardım ve desteklerini her zaman veren eşim Sunay ve oğlum Emir Yağız a, gönlümde hasret ve özlemini çektiğim babam Mehmet Ali TEKİN e, annem Fahriye TEKİN e, kardeşlerime ve FİLİZER ailesine sonsuz teşekkür ederim III

6 İÇİNDEKİLER SAYFA ÖZ... I ABSTRACT... II TEŞEKKÜR... III İÇİNDEKİLER.....IV ÇİZELGELER DİZİNİ... VIII ŞEKİLLER DİZİNİ...X 1. GİRİŞ ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Buğdayın Önemi, Dünya ve Türkiye de Üretim Miktarları Tuzluluğun Bitki ve Toprak Üzerine Etkileri Tuzluluk ve Bitki Tuzluluk ve Buğday Tuzluluk ve Toprak MATERYAL VE METOD Materyal Araştırma Alanının İklim Özellikleri Araştırma Alanı Toprak Özellikleri Araştırmada Kullanılan Bitki Çeşidinin Özellikleri Sulama Suyu Kaynakları Sulama Sistemi Metod Deneme Konuları Sulama Zamanı ve Uygulanan Sulama Suyu Miktarları Tarımsal İşlemler Tarla Hazırlığı Ekim Gübreleme İlaçlama ve Bakım Hasat IV

7 Toprak Örneklerinin Alınması ve Analizleri Toprak Su Kapsamının Ölçülmesi Sulama Suyunun Analizi Bitki Örneklerinin Analizleri Bitki Örneklerine Uygulanan Fiziksel ve Kimyasal Analizler Verim-Su ve Tuz İlişkileri Verim-Tuz İlişkileri Su-Verim İlişkileri Su Kullanım Randımanları Verilerin İstatistiksel Analizi BULGULAR VE TARTIŞMA Sulama Sonuçları Bitki Su Tüketimi Tuzlu Sulama Suyunun Toprağın Fiziksel Özelliklerine Etkisi Farklı Tuzlu Su Düzeylerinin Toprakta Tuz Dağılımına Etkisi Tuzluluk Eşik Değeri Toprak Su İçeriği Bitki Boyu Yaprak Alan İndeksi (LAI) Kuru Madde Miktarı Tuzlu Su-Dane Verim İlişkisi Su Kullanma Randımanları Yaprak Su Potansiyeli (YSP) Tüm Gün Ölçümleri Bitki Organ Yüzeylerinde Tuz Tutulumu Yaprak Yüzeyinde Tuz Tutulumu Bitki Sap Yüzeyinde Tuz Tutulumu Başak Yüzeyinde Tuz Tutulumu Bitki Organlarında İçsel Tuzluluk Yapraklarda İçsel Tuzluluk Değerleri Bitki Sapında İçsel Tuzluluk Değerleri Başakta İçsel Tuzluluk Değerleri V

8 4.15. Buğday Fiziksel ve Kimyasal Analiz Sonuçları Bindane Ağırlığı Hasat İndeksi Başak Boyu ve Ağırlığı Protein Oranı Yaş Gluten İçeriği Tane İriliği ve Homojenlik Tayini (2.5 mm Elek Üstü Oranı) SONUÇLAR VE ÖNERİLER Sonuçlar Öneriler KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ VI

9 VII

10 ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA Çizelge 2.1. Türkiye nin buğday ekiliş alanı, üretim ve verim miktarları (Engindeniz, 2011)... 4 Çizelge 3.1. Araştırmanın yürütüldüğü yıllara ilişkin kimi iklimsel veriler uzun yıllık ortalama değerleri Çizelge 3.2. Deneme yeri topraklarının bazı kimyasal ve fiziksel özellikleri Çizelge 3.3. Sera çalışmasının birinci yılında uygulanan sulama sularının kimyasal analiz sonuçları Çizelge 3.4. Sera çalışmasının ikinci yılında uygulanan sulama sularının kimyasal analiz sonuçları Çizelge 3.5. Açık alanda yürütülen buğday denemesinde uygulanan sulama sularının kimyasal analiz sonuçları Çizelge 3.6. Deneme parsellerine uygulanan gübre miktarı, çeşidi ve uygulama biçimi Çizelge 4.1. Sera çalışmasında konulara uygulanan sulama suyu miktarları ve sulama tarihleri Çizelge 4.2. Açık alan çalışmasında konulara uygulanan sulama suyu miktarları ve sulama tarihleri Çizelge 4.3. Araştırmada ele alınan sulama konularına ilişkin mevsimlik su tüketim değerleri Çizelge 4.4. Buğday denemesinin yürütüldüğü sera ve açık alandaki Toprakların bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri Çizelge 4.5. Deneme konularından elde edilen dane verimleri (kg/da) Çizelge 4.6. Deneme konularına ilişkin su kullanma randımanları Çizelge 4.7. Araştırma yıllarında sulama konularına göre bindane ağırlıkları Çizelge 4.8. Deneme yıllarında bindane ağırlıklarına ilişkin varyans analizi Çizelge 4.9. Araştırma yıllarında sulama konularına göre hasat indeksi değerleri Çizelge Deneme yıllarında hasat indeksine ilişkin varyans analizi Çizelge Araştırma yıllarında sulama konularına göre başak boyu ve ağırlığı VIII

11 Çizelge Araştırma yılları için başak boyuna ilişkin varyans analizi Çizelge Araştırma yılları için başak ağırlığına ilişkin varyans analizi Çizelge Araştırma yıllarında sulama konularına göre protein değerleri (%) Çizelge Deneme yılları için protein oranlarına ilişkin varyans analizi Çizelge Araştırma konularına ilişkin yaş gluten oranları (%) Çizelge Deneme yılları için yaş gluten oranına ilişkin varyans analizi Çizelge Deneme konularına ilişkin 2.5 mm elek üstü oranları (%) Çizelge Deneme yıllarında tane iriliği ve türdeşliğine ilişkin varyans analizi IX

12 ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA Şekil 2.1. İllere göre buğday ekiliş alanları (DİE, 2000)... 4 Şekil 2.2. Tuz stresinin zararları (Lewitt, 1980)... 5 Şekil 3.1. Denemenin yürütüldüğü açık alan ve plastik sera Şekil 3.2. Sera çatı kısmının kapatılma işleminden görünüm ( ) Şekil 3.3. Üstü kapatılan serada buğday bitkisinin gelişimi Şekil 3.4. Denemede kullanılan tuzlu suyun alındığı kaynak (a), taşınması (b) ve depolanması (c) Şekil 3.5. Deneme alanında bulunan tuzlu su tankları Şekil 3.6. Çizgi kaynaklı yağmurlama sulama sistemi ve lateral aralarına konumlandırılmış su toplama kapları Şekil 3.7. Sera çalışmasında ele alınan sulama konuları ve çizgi kaynaklı yağmurlama sisteminin konumlandırılması Şekil 3.8. Açık alanda ele alınan sulama konuları ve çizgi kaynaklı yağmurlama sisteminin konumlandırılması Şekil 3.9. Serada hasat parsellerinin görünümü ve elle biçimi Şekil Deneme konularında hasat edilen buğday sap ve başaklarının cam serada kurutulması Şekil Bitki yaprak alanlarını ölçümünde kullanılan yaprak alan ölçer (a) ve yaprak su potansiyelini belirlemek için kullanılan basınç odacığı aletleri (b) Şekil Buğday bitkisinde farklı dönemlerden alınan yaprak, dal ve başakların öğütülmesi Şekil Toprak tuzluluğu-verim ilişkisinin şematik gösterimi Şekil 4.1a. Serada buğdaya uygulanan toplam tuzlu sulama suyu miktarı ile lateralden olan uzaklık arasındaki ilişki Şekil 4.1b. Açık alanda yapılan çalışmada uygulanan sulama suyu miktarları ile lateralden uzaklık arasındaki ilişkiler (T ve I alt indisleri, Tuz ve Su Stress ile Su Stres alanlarını göstermektedir) X

13 Şekil 4.2. Sera deneme konularına ilişkin yığışımlı su tüketim değerlerinin zamansal değişimi Şekil 4.3. Açık alan deneme konularında yığışımlı su tüketim miktarlarının değerlerinin zamansal değişimi (a, Su Stresi Etki Alanı; b, Farklı Tuz Düzeyleri Etki Alanı; c, Tuz ve Su Stresi Etki Alanı) Şekil 4.4. Serada buğday yetişme dönemi boyunca sıcaklık değerlerinin değişimi Şekil 4.5. Sera çalışmasında deneme konularına uygulanan tuzlu sulama suyunun toprakta tuz değişimine etkisi Şekil 4.6. Açık alan deneme konularına uygulanan tuzlu sulama suyunun toprakta tuz değişimine etkisi (a, Tuz ve Su Stresi Etki Alanı; b, Farklı Tuz Düzeyleri Etki Alanı; c, Su Stresi Etki Alanı) Şekil 4.7. Toprak tuzluluk eşik değeri ve tuzluluk oransal verim ilişkisi Şekil 4.8. Serada deneme konularında toprak su içeriğinin zamansal değişimi Şekil 4.9. Açık alan deneme konularında toprak su içeriğinin zamansal değişimi a) Tuz ve Su stres Alanı ndaki konular b) Farklı Tuz Düzeyi Etki alanı ndaki konular c) Su Stres Alanı ndaki konular Şekil Serada ve açık alanda yetişen buğday bitkisinde boy gelişiminin zamansal değişimi Şekil Sera ve açık alandaki deneme konularında LAI değerlerinin değişimi Şekil Deneme konularındaki kuru madde miktarlarının zamansal değişimi Şekil Sera buğday denemesinde su tüketimi - dane verimi ilişkisi Şekil Açık alanda yapılan buğday denemesinde su tüketimi-dane verimi ilişkisi Şekil Oransal evapotranspirasyon açığı ile oransal verim azalışı Şekil Sulama öncesi tüm gün yaprak su potansiyeli ölçümleri Şekil Sulama sonrası tüm gün yaprak su potansiyeli ölçümleri Şekil Deneme konularına ilişkin buğday yaprak yüzeyinde tuz tutulumu değerleri Şekil Deneme konularına ilişkin buğday sap yüzeyinde tuz tutulumu değerleri XI

14 Şekil Deneme konularına ilişkin buğday başak yüzeyinde tuz tutulumu değerleri Şekil Deneme konularına ilişkin buğday yapraklarında içsel tuzluluk değerleri Şekil Deneme konularında buğday saplarına ilişkin içsel tuzluluk değerleri Şekil Deneme konularında buğday başaklarına ilişkin içsel tuzluluk değerleri XII

15 XIII

16 1. GİRİŞ GİRİŞ Ülkemizde, kullanılabilir su varlığı bakımından kişi başına düşen su miktarı m 3 tür. Su varlığı bakımından Türkiye, sınırlı su kaynaklarına sahip ülkeler arasında yer almaktadır. Türkiye de, çok yıllık yağış ortalaması 631 mm iken, yağış miktarı, 1999 yılında %15 oranında, 2000 yılında ise %7 oranında azalmıştır. Ortalama yağışın azalması yanında, yağış rejiminde görülen sapma, dikkate değer bir bir olaydır. Yağış miktarında meydana gelen azalışlar ve yağış rejimindeki sapmalar, tarımsal üretimi olumsuz yönde etkilemektedir. Öte yandan, yağışla ilgili değinilen olumsuzlukların sürmesi durumunda, sert kuraklıkların ortaya çıkacağı ve gelecek yıllarda suyla ilgili daha büyük sorunlarla karşılaşılacağı beklenmelidir (Türkeş, 1999). Ayrıca, gelecekte ortaya çıkması beklenen iklim değişikliklerinin, tarımsal üretimi, su kaynaklarını olumsuz etkileyerek, sınırlayacağı kestirilmektedir. İklim değişikliklerinin, en fazla olumsuz etkisi su kaynakları üzerinde görülecektir. Sıcaklık, yağış ve evapotranspirasyon gibi, sulama açısından önemli sayılan ögeler değişmekte ve bunlar, su kaynaklarını olumsuz yönden etkilemektedirler (Soykan, 1995). İklimsel değişikliklerinin su kaynaklarına (yeraltı ve yerüstü) etkisi, bağlı olarak ekim desenleri ve üreticinin sulama alışkanlıklarını olumsuz yönde değiştirecektir. Ekim deseninin değişeceği olası görülen Aşağı Seyhan Ovası nın önemli bitkilerinden olan buğday, insan ve hayvan beslenmesinde kullanılan, miktar açısından küresel anlamda tek ve en önemli üründür. Dünyada yıllık olarak 600 milyon ton buğday üretilmekte ve 6.6 milyarlık dünya nüfusunun enerji gereksinmesinin kestirimsel olarak, % 20 sini, protein gereksinmesinin de % 25 ini sağlamaktadır. Buna ek olarak, buğday insanoğlunun beslenmesine et ve sütü ekleyen hayvanların gıda gereksinmesine de en büyük katkıyı yapmaktadır. Buğday üretimini ve maliyetini etkileyecek etmenlerin her biri, tüm toplumları etkileyecek niteliktedir. Çünkü buğday, uluslararası ticarette yer alan tüm dünyanın üretiminin en büyük kısmını oluşturmaktadır. Bu nedenle en fazla ticareti yapılan tarımsal ürün sayılmaktadır. 1

17 1. GİRİŞ İklim değişikliği sonucu su kaynaklarının azalması, Aşağı Seyhan Ovası nda seçeneksel su kaynaklarının bulunup kullanıma alınmasını, çok önemli hale getirecektir. Akdeniz e çok yakın olan Ova da seyreltilmiş deniz suyunun önemli kültür bitkilerinin sulanmasında kullanılma olanaklarının araştırılması, üzerinde düşünülmesi gereken çok önemli bir konudur. Gelecekte Aşağı Seyhan Ovası nda buğday bitkisinin iklim değişikliğinden dolayı yetiştirilemeyeceğine ilişkin önemli bulgular elde edilmiştir (ICCAP, 2007). Eğer değinilen koşul gerçekleşirse; bu çalışmada yapıldığı gibi, bitkinin tuzlu sulama koşullarından daha az etkileneceği, kapalı alanlarda buğday yetiştirilmesi olanakları araştırılacaktır. Kötü nitelikli suların kullanılması durumunda, sulama suyundaki ve topraktaki çözünen tuzların varlığı ve bitkiler üzerindeki etkilerini en aza indirmek için yeni toprak-su-bitki yönetim stratejileri belirlenmelidir. Özellikle, sulamada kullanılan tuzlu sular, bitkinin özelliklerine bağlı olarak, farklı dönemlerinde verdiği tepkiler dikkate alındığında, kullanılabilir. Son yıllarda yapılan çalışmalarla tuzlu suların, sulama suyunun potansiyel kaynağını oluşturdukları gerçeği kabul görmeye başlamıştır. Yakın gelecekte bitki yetiştirme ve ıslahı, toprak-bitki-su yönetimi, sulama ve drenaj teknolojileri konusunda yapılan çalışmalar, tuzlu suların toprak verimliliği ve çevre üzerine en az zararla bitkisel üretimde kullanılma şansını önemli ölçüde artırmıştır (Shalhevet, 1994). Sunulan çalışmada, belli oranda seyreltilmiş deniz suyu hem tarla hem de kapalı ortam koşullarında buğday bitkisinin sulanmasında kullanılmıştır. Araştırmada, tarla ve kapalı koşullarda yağmurlama sulama ile birlikte tuzlu su kullanılmasının toprakta ve bitkide yaratacağı etkiler belirlenmeye çalışılmıştır. Ulaşılan sonuçların, toprak-bitki-tuzluluk ve sulama yöntemi (yağmurlama) ilişkilerini açıklayan, yeni yaklaşımların elde edilmesinde kullanılması amaçlanmıştır. Elde edilen sonuçların, sulama sularının toprakta yaratacağı tuzluluk düzeyinin kestiriminde, yıkama gereksinimlerinin saptanmasında (veya değişik eşitliklerin geliştirilmesinde), yağmurlama yöntemi ile uygulanan tuzun bitki aksamında tutulma derecesinin ve bitkinin farklı organlarında soğurulmasının anlaşılmasında kullanılacağı beklenmektedir. 2

18 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR 2.1. Buğdayın Önemi, Dünya ve Türkiye de Üretim Miktarları Buğday (Triticum aestivum) bitkisinin taksonomisi; Alem: Plantae, Şube: Magnoliophyta, Sınıf: Liliopsida, Takım: Poales, Familya: Poaceae, Cins: Triticum dur (Yediyıldız, 2008). Buğday iyi bir besin hammaddesi oluşu, adaptasyon sınırının genişliği, üretiminin sadeliği, taşıma, depolama ve işleme kolaylığı gibi nedenlerden dolayı dünya nüfusunun yaklaşık %35 inin temel besini durumundadır. Buğday tanesi yaklaşık olarak %65-75 nişasta, %8-15 protein, %1-5 yağ, %1.5-3 şeker, %1-2 kül, %11-13 su içerir. Buğday tanesinde karbonhidrat, yağ ve proteinin yanında, insan ve hayvan beslenmesinde önemli derecede rol oynayan vitaminler de bulunmaktadır (Kün ve ark., 1988) Buğday, ülkemizde ve dünyada üretimi ve tüketimi en yaygın olan tahıl çeşididir. Çeşitli yayınlarda, ülkemizde nüfus başına yıllık buğday tüketim verileri farklı olmakla birlikte; bildirilen değerler, genellikle, 200 kg/yıl dolayındadır. Buğday un haline getirilerek, ekmek ve diğer unlu gıdaların yapımında, bulgur, yem sektöründe ham madde olarak ve enerji kaynağı olan bioetanol üretiminde de kullanılmaktadır (FAO, 2002). Ülkemiz topraklarının yaklaşık % 32 si (25 milyon hektar) tarım yapılabilir özelliktedir. Tarım alanlarımızın % 68 i (17 milyon hektar) tarla tarımına ayrılmıştır. Bu alanın % 73 ünde (12.4 milyon hektar) hububat ekilmektedir. Hububat ekim alanı içerisinde yaklaşık % 65 lik pay ile ilk sırada buğday, % 28 lik payla ikinci sırada arpa ve % 4.5 lik payla mısır üçüncü sırada yer almaktadır. Bu ürünleri sırasıyla çavdar, yulaf ve çeltik izlemektedir (Anonim, 2008). Buğday üretimi, ülkemizin hemen her bölgesinde yapılmakta olup, tarla ürünleri içerisinde ekiliş alanı ve üretim miktarı bakımından ilk sırayı almaktadır. Son 20 yılda buğday ekim alanları ve üretim miktarı incelendiğinde, ekim alanlarının milyon hektar, üretimin ise milyon ton arasında değiştiği görülmüştür (Çizelge 2.1, Şekil 2.1). 3

19 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Çizelge 2.1. Türkiye nin Buğday Ekiliş Alanı, Üretim ve Verim Miktarları (Engindeniz, 2011) Yıl Ekim alanı, ha Üretim, ton Verim, kg/ha Şekil 2.1. İllere göre buğday ekiliş alanları (DİE, 2000) 2.2. Tuzluluğun Bitki ve Toprak Üzerine Etkileri Tuzluluk ve Bitki Bitkilerde köklerin çevresindeki tuzların etkileri üzerinde, yüz yılı aşkın süredir çalışılmaktadır. Tuzluluğun bitkiler üzerinde ozmotik, bitki beslenmesine ilişkin ve toksik etkisi bulunmaktadır (Lewitt, 1980). Bunlardan ilk ikisi tuzluluğun bitkiler üzerindeki ikincil etkisi iken toksik etki, birincil tuz zararı sayılmaktadır 4

20 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR (Şekil 2.2). Neto (2008) ise tuz etkisini, ozmotik ve iyonik tuz geriliminin temel bileşenleri olarak tanımlanmıştır. Tuzluluk, ozmotik ve iyonik gerilime; ayrıca, hormonal dengesizliğe neden olarak, bitkilerde büyüme ve gelişmeyi olumsuz yönde etkilemektedir (Ashraf and Foolad, 2007). Ozmotik gerilim, bitkilerde kökün çevresindeki tuz geriliminin artmasından sonra oluşmaktadır. Bu artış eşik düzeyine geldiğinde gövde büyümesinde belirgin bir azalma görülmektedir. Tuzluluk etkisi ile karşı karşıya kaldıktan dakikalar sonra büyümedeki azalmanın ilk evresi gerçekleşmektedir. Bu tepki, hücre-su ilişkilerinde (ozmotik etki) değişikliklere yol açan kökün çevresinde ozmotik değişimlere neden olmaktadır. Bitkinin suyu soğurma yeteneği giderek azalmaktadır. Böylece yaprak alanı küçülmekte, yeni yaprakların gelişme hızı düşmekte ve yanal tomurcuklar daha yavaş gelişmektedir. TUZ STRESİNİN ZARARLARI Birincil Stres Dolaylı Doğrudan (Metabolik Etki) (Membrandaki Etki) İkincil Stres Ozmotik Mineral madde (Su Stresi) (Eksiklik Stresi) Proteinlerin hidrofobik bağlantılarının artıp, dayanıklılık veren elektrostatik bağlarının azalması Geçirgenlik veya iletimdeki değişiklikler İyon fazlalığı Su kaybı etkisi Turgor kaybı Enzim aktivasyonu veya inaktivasyonu Büyümenin engellenmesi Su kaybına neden olan diğer etkiler Metabolik olaylarda karışıklık Şekil 2.2. Tuz stresinin zararları (Lewitt, 1980) Bitkilerde tuzun en basit etkisi, topraktaki sudan bitkinin yararlanamaması yanında, bitki besinlerinin alımının azalması şeklinde ortaya çıkmaktadır. Tuzlu topraklarda artan ozmotik potansiyelden dolayı bitkiler, suyu yeteri kadar kullanamamakta ya da ortamda aşırı miktarlarda bulunan Na ve Cl iyonlarının neden 5

21 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR olduğu toksik etkiden dolayı azalma olmaktadır. Tuzlu koşullarda yetiştirilen bitkilerin iyon dengesinin bozulmasına koşut olarak mineral madde derişimlerinde de önemli sayılabilecek oranlarda değişimler olmaktadır. Tuz geriliminden etkilenmeyen ya da göreceli olarak daha az etkilenen bitkilerin dokularında Na ve Cl iyonları az, prolin miktarı ise daha fazladır. Bitkiler tarafından alınan aşırı miktardaki tuz, hücre fonksiyonlarını bozar, hücre ve organel zarlarında meydana gelen tahribatlar nedeniyle fotosentez, solunum vb. işlevlerin sekteye uğraması tuz zararının sonuçlarındandır (Kalefetoğlu ve Ekmekçi, 2005). Benzer şekilde, Kanber ve Ünlü, (2010) toprakta tuz derişiminin artmasıyla birlikte bitkinin topraktan su alımının güçleştiğini, toprağın yapısı bozularak bitki gelişiminin yavaşladığını açıklamışlardır. Toprak içerisinde yeterli miktarda su bulunmasına karşın bazı koşullar altında bitkilerin solmaya başladıkları görülmüştür. Bu durum genellikle yüksek toprak tuzluluğunun yarattığı fizyolojik kuraklık durumundan kaynaklanmaktadır. Fizyolojik kuraklık durumunda yüksek osmotik basınç nedeniyle bitki kökleri topraktaki mevcut suyu alamamaktadırlar (Ayyıldız, 1990). Tuzluluk sorununa karşı, bitkiler kimi savunma mekanizmaları geliştirmiştir. Örneğin, bitki kökleri, tuzları geçirmeyen ancak su moleküllerinin geçmesine de engel olmayan yarı-geçirgen hücre zarlarına sahiptirler. Öte yandan, bazı bitkiler özellikle tohumlarının çimlenmesi veya fide devrelerinde tuzluluğa karşı oldukça duyarlı olmalarıdır (Ekmekçi ve ark., 2005). Kültür bitkilerinde ortamın tuzluluğu arttıkça elde edilen ürün miktarı da bitkinin dayanım düzeyine göre azalmaktadır. Örneğin, tuza dayanıklı bir bitki olan buğdayda verimin azalmaya başladığı tuzluluk eşik değerinin 6 ds/m ve %50 verim kaybının olacağı toprak tuzluluğunun ise 13 ds/m olduğu belirlenmiştir (Ayers ve Westcot, 1989; FAO, 1976; Kanber ve Ünlü, 2010). Hoffman ve ark. (1990), bitkilerin tuza dayanımlarının toprak derinliği, yer, zaman ve sulama yöntemine göre değiştiğini, ayrıca tarla çalışmalarında elde edilen sonuçların lizimetre ve saksılarda elde edilenlerle çoğu kez uyum göstermediğini rapor etmişlerdir. Tuz gerilimi, bodurlaşmaya ve bitkisel büyümenin engellenmesine yol açmaktadır. Anılan gerilimin artması ile tomurcuk açması gecikmekte, sürgünlerin 6

22 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR boyu kısalmakta, yapraklar küçülmekte ve hücre ölümü gerçekleşmektedir. Ayrıca köklerde, tomurcuklarda, yaprak kenarlarında ve sürgün uçlarında nekrozlar oluşmakta, yapraklar sararmakta ve sürgünlerin tüm kısımlarında kurumalar meydana gelmektedir. Bitkilerde hormonal denge, tuzluluk tarafından etkilenen önemli bir etmendir. Sitokininin düşük düzeyleri, absisik asit ve etilenin aratan miktarları, olgunlaşmanın erken başlamasında etkili olmaktadır. Tuz gerilimi, bitkilerde ölüme yol açabilmekte, tuz derişimi ve bitkinin dayanıklılığına göre büyümeyi engellemekte, yaprak yanıklığı gibi nekrozlara, klorozlara, döllenme bozukluklarına, meyvelerin küçük kalmasına, niteliğin düşmesine ve ürün kayıplarına neden olabilmektedir (Özcan ve ark., 2001). Meuller ve ark., (1984) e göre, tuzlu koşullarda yetişen bitkilerin kök gelişimi gecikmekte, daha fazla suya gereksinim duymakta ve yaz kuraklığına dayanıklılık azalmaktadır. Tuzlu koşullarda ön çimlendirmeye alınmış bitkilerde, alınmayanlara oranla tuzlu suya ve toprak tuzluluğuna dayanıklılık artmakta, sürme daha hızlı, toplam bitki ağırlığı ile kök boyu daha fazla olmaktadır. Bollarda ve Butlar (1966) a göre, sulama sularındaki özel iyonlar ve farklı toprak tipleri arasındaki etkileşimleri önceden kestirmek ve aynı zamanda farklı bitki türleri üzerine olan etkisini belirlemek için sistemli bir biçimde planlanmış yeni araştırmalara gereksinim bulunmaktadır. Shainberg (1975) e göre, bitki gelişmesinin çözünebilir tuzlardan etkilenmesi tuzların iyonik bileşimi kadar, bitki türüne, toprak yapısına ve su tutma kapasitesine bağlıdır. Araştırmacı, toprakta çözünebilir tuz düzeyinin esas etkisinin, çamur süzüğünün ozmotik potansiyelini arttırması sebebiyle, bitkilerin su ve besin elementleri alımını azaltması şeklinde açıklamıştır. Değinilen konularda çok sayıda ve farklı bitkileri kapsayan araştırmalar yapılmıştır. Örneğin, Abaza ve Ghoneim (1974), deniz suyunun sulama suyu olarak kullanılabilme olanaklarını belirlemek amacıyla; buğday, arpa, şekerpancarı, keten, kenevir ve aspir bitkileriyle lizimetrelerde ve saksılarda çalışmışlardır. Araştırmada, % 0-90 oranlarında sereltilmiş deniz suyu kullanılmıştır. Sonuçta, buğday ve şekerpancarı için %30, arpa için %50, aspir ve keten için %10 deniz suyu kullanılabileceğini; %10 deniz suyu ile sulanan şeker pancarının yumru verimi, tatlı su ile sulananlara göre, daha fazla olduğunu ortaya koymuşlardır. Benzer bie çalışma 7

23 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Duan ve ark. (2004) tarafından yapılmıştır. Araştırmada, Chenopodıum Glaucum L. tohumlarının çimlenmesi üzerine su gerilimi ve tuzluluğun etkisini incelenmiştir. Çalışmada, farklı tipte tuzlar ( Na 2 SO 4, Na 2 CO 3, MgSO 4, NaCl, MgCl 2 ) ile farklı toprak tuzluluk düzeyleri oluşturularak çimlenme sağlanmıştır. Tuzluluk artışı ile birlikte artan osmotik basınca bağlı olarak çimlenme yüzdesinde önemli derecede azalma gözlenmiştir. Taslak ve ark. (2007), yaptıkları saksı denemesinde, 22 adet arpa genotipinin tuza dayanımlarını, 5 farklı NaCl eriyiği (0, 5, 10, 15 ve 20 ds/m) kullanarak test etmişlerdir. Bu amaçla çıkış ve fide gelişimini incelemişlerdir. İncelenen ögelerden çıkış oranı, kök uzunluğu, sürgün kuru ağırlığı, kök kuru ağırlığı ve tuza dayanım indeksinin artan NaCl miktarları ile azaldığını, buna karşılık sürgün/kök oranının arttığını belirtmişlerdir. Güngör ve ark. (1993), sulama suyu tuzluluğunun soya bitkisinin kimyasal bileşimi üzerine etkisini inceledikleri çalışmalarında, 4 farklı nitelikte sulama suyu (0.6, 1.5, 2.5 ve 5.0 ds/m) ve 3 farklı yıkama oranı (%0, %25 ve %50) kullanmışlardır. Sulama suyu tuzluluğunun, soya verimini önemli ölçüde etkilediğini, saptamışlardır. Tuzluluğun artması tane verimini azaltmıştır. Yıkama oranlarının verim üzerine etkisi, istatistiksel olarak önemsiz bulunmuştur. Katerji ve ark. (1994), ayçiçeği ve darı bitkilerinde erken fide gelişimi ve verimi üzerine su stresi ve tuzluluğun etkisini incelemişlerdir. Çalışmalarında, 4 farklı nitelikte sulama suyu ve iki farklı toprak bünyesi kullanmışlardır. Yalnızca tuzluluk, bitki gelişmesini etkilemiştir. Fide gelişimini, tuzluluk ve toprak bünyesi birlikte etkilemişlerdir. Bu süreçte, yaprak su potansiyelinde, stomal iletkenlikte ve bitki su tüketiminde, su stresi belirtileri görülmüştür. Tuzluluk ne kadar yüksek olursa yaprak büyüklüğü ve kuru madde üretimi de o kadar düşmüştür. Yaprak, gövde ve kökte, tuzluluk artışı ile birlikte, büyüme gerilikleri gözlenmiştir. Katerji ve ark. (1998), verim ve bitki su tüketimi üzerine tuzluluk ve kuraklığın etkilerini araştırmışlardır. Çalışmada mısır, soya fasulyesi, ayçiçeği ve patates bitkileri, farklı niteliklerdeki sularla sulanmışlardır. Büyüme periyodu boyunca toprak tuzlulukları patates bitkisi için ds/m, mısır ve ayçiçeği bitkileri için ds/m, soya fasulyesi için ise ds/m arasında artış 8

24 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR göstermiştir. Mısır ve ayçiçeği için tuzluluk arttıkça azalan verim, kestirilen sınırlar arasındayken, patates için biraz daha az olmuş ve soya fasulyesi için kestirilenden daha yüksek verim elde edilmiştir. Clark ve ark. (2000), bitkiler ve topraklar üzerinde tuzun etkisini laboratuar çalışmalarıyla gözlemlenmişlerdir. Çalışmada, tuza dayanımlı Pamuk (Gossypium hirsutum L.), orta dayanınlı Sorgum (Sorghum bicolor (L.) Moench), tuza orta duyarlı Biber (Capsicum annuum L.) ve tuza duyarlı Fransız Kadife çiçeği bitkilerini kullanmışlardır. Çalışmada, biri kontrol olmak üzere tuzlu 4 eriyik hazırlanmıştır. Tuzluluk düzeyleri, kontrol eriyiğinde 3:1 oranında CaCl 2 ve NaCl karıştırılarak; diğerlerinde ise tuz düzeyleri düşük (6.2 ds/m), orta (9.5 ds/m) ve yüksek (12.8 ds/m) olacak şekilde hazırlanmıştır. Çalışma sonucunda, Kadife çiçeği bitkisi en yüksek gelişimi kontrol düzeyinde göstermiş; bunu düşük tuz düzeyi izlemiştir. Ancak, orta ve yüksek tuzluluk düzeylerinde bitki yaşayamamıştır. Biber bitkisinde de tuzluluk düzeyleri aynı etkiyi göstermiştir. Sorgum bitkisi kontrol, düşük ve orta tuzluluk düzeyinde azalan şekilde gelişme göstermiş, yüksek tuzlulukta çok az gelişmiştir. Pamuk bitkisinde ise artan tuzluluk düzeylerine karşın bitki gelişimi, etkilenmemiştir. Elkhatib ve ark. (2004), dört farklı patates çeşidinde (Spunta, Alpha, Cara ve King Edward) tuz dayanımını araştırmışlardır. Sulama suyu, kontrol ile birlikte 4 farklı nitelikte, NaCl ekleyerek hazırlamışlardır. Çalışma sonunda patates yumrularında tuzluluk artışı ile birlikte önemli ölçüde küçülme gözlenmiştir. Tuza dayanıklılık bakımından, patates çeşitleri farklılık göstermiştir. Cara, en dayanıklı çeşit olarak seçilmiştir. Reina ve ark. (2005), farklı nitelikteki tuzlu sularla sulanan domates bitkisinin su kullanım randımanı ve su alımı ile ilgili çalışmalarında, tuz düzeyi arttıkça domates çeşitlerin tümünde verimde azalmaları saptamışlardır. Tuzlu koşullar altında domates su tüketiminin, kontrol konusuna göre, %40 daha az olduğu belirlenmiştir. Bitkinin su alımında, birim tuzluluk artışıyla birlikte % arasında azalmalar olduğu belirlenmiştir. Sharma ve ark. (2005), ayçiçeği bitkisinin tuzlu drenaj ve tuzsuz kanal sularıyla sulanmasının verim üzerine etkilerini araştırmışlardır. Tuzlu drenaj suyu ile 9

25 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR sulanan bitkide verim ve gelişimde önemli ölçüde azalmalar olmuştur. Yalnız, tuzlu su ile sulanan ayçiçeğinde ortalama tane verimi %56.9 iken, tuzsuz kanal suyu ile sulanan bitkide %87.2 oranında olmuştur. Sepaskhah ve ark. (2006), su ve tuz gerilimi altında şekerpancarı, darı ve buğday için değerlendirme ve gelişme modeli oluşturmaya çalıştıkları araştırmalarında, farklı nitelikteki sulama suları, yıkama oranı ve uygulama miktarının verim üzerine etkilerini belirlemişlerdir. Farklı nitelikteki suları (kışlık buğday ve şeker pancarı için 0.25, 0.65 ve 1.15 ds/m, darı için 0.15 ve 1.11 ds/m) kullanılmasıyla yıkama gereksiniminin ve uygulama miktarının artışı ile birlikte hasat sonrası toprak tuzluluk değerlerinin de arttığı belirlenmiştir. Araştırma sonucunda verim azalışlarında su geriliminin, tuz geriliminden, istatistiksel olarak, daha önemli olduğu saptanmıştır Tuzluluk ve Buğday Buğday bitkisinin önemi nedeniyle tuzluluk konusunda çok sayıda çalışma yapılmıştır. Araştırmalarda, buğdayın tuz ve su gerilimine karşı gösterdiği tepkiler ele alınmıştır. Bu bağlamda; Sing (1973), yürüttükleri tarla denemelerinde, tuzluluğu 3.45, 7.0 ve 10.5 ds/m, SAR değeri 16.73, ve olan sularla buğday yetiştirmişlerdir. Denemede hektara 0-60 kg N, 0-30 kg P 2 O 5, 30 kg K 2 O uygulanmış ve bu çalışmada N, P, K, Ca ve Mg alımı üzerine veriler elde edilmiştir. Tuz ve SAR değerleri arttıkça, dane ve sap veriminin azaldığını saptamışlardır. Bernstein ve Francouis (1973), lizimetrelerde yaptıkları bir çalışmada, NaCl ve CaCl ekleyerek elde ettikleri 1.0 ve 2.0 ds/m lik sularla yaptıkları sulamalarda, 2.0 ds/m sudan %10 daha az verim elde etmişlerdir. Sing ve Narain (1980) e göre, buğdayın 8.0 ds/m tuzluluğa sahip sularla sulanması verimde önemli bir azalma meydana getirmemiştir. Sulama suyunun tuzluluğu 12 ve 16 ds/m olduğunda, ilk iki yıl verimde %29 ve %69, diğer iki yılda ise %74 ve %89 verim azalması olmuştur. Sulama suyunun tuzluluğu arttıkça 60 cm toprak derinliğinde tuz birikmesi önemli düzeyde artmıştır. 10

26 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Kozsanski ve ark., (1985) nın yaptığı denemede, sulama sularının tuz derişimlerinin artmasıyla buğdayda saman oranı, dane verimi ve bitki gelişiminde azalma olduğunu; bitkinin azot, potasyum, fosfor, kalsiyum, çinko, özellikle sodyum ve magnezyum içeriklerinde, toprağın potasyum, magnezyum ve sodyum içeriklerinde de artma meydana geldiğini belirtmişleridir. Abdel ve ark. (1985), buğday ve arpa çeşitleri kullanarak lizimetrede , ve ppm tuz içeren sulama sularıyla, toprağa, 200, 250, 300 mm su uygulamışlardır. Sonuçta, 300 mm su uygulanan bitkilerin daha iyi gelişme gösterdiği ve en yüksek verimi verdiğini, 200, 250 mm su uygulanan bitkilerin ise gelişme ve verimlerinin tuzluluğun artması oranında değiştiğini bulmuşlardır. Aynı ortamda buğday bitkisi, arpaya oranla daha az tuz kaldırmıştır. Deniz suyu kullanılma olanağının; uygulanan su miktarına, bitki türü ve sulama yöntemine bağlı olduğunu, gömülü damla yöntemi ile bitkilerin ppm lik tuz derişiminde bile diğer sulama yöntemlerden daha fazla gelişme gösterdiğini ve verim sağladığını belirtmektedirler. Sawhney (1986) da benzer sonuçlar elde etmiştir. Ekmeklik ve makarnalık buğdayların tuzluluğa dayanaklığını belirlemek amacıyla deniz suyunu seyrelterek elde edilen 1.5, 4.0, 8.0, 12.0, 16.1, ve 20.5 ds/m lik sulama sularını kullanan François ve ark. (1986), her iki türün 6 ve 8 ds/m ye kadar etkilenmediğini; tuzluluğun makarnalık buğdayların niteliğini arttırdığını, ekmeklik buğdayları etkilemediğini belirlemişlerdir. Ayrıca, bitkilerde ilk gelişme dönemlerinin, sonraki gelişme dönemlerine oranla, tuzluluğa daha dayanıklı (töleranslı) olduğunu saptamışlardır. Rahman (1988), tuzdan etkilenmiş topraklarda bitkisel üretimin geliştirilmesi amacıyla bir çok çalışmalar yapmıştır. Araştırmacı, çalışmasında 5 farklı tuzluluk düzeyinde, buğday, arpa ve mercimek bitkileri yetiştirmiştir. Değinilen çalışmada, her çeşidin 3 farklı türü ele alınmış, bitki boyları ve kuru madde verimi üzerine toprak tuzluluğunun etkileri araştırılmıştır. Sonuçta, bitki çeşitleri ile toprak tuzluluğu arasındaki ilişki önemli bulunmuştur. Aynı düzeydeki tuzluluğun arpa bitkisinin boylanması üzerine etkisi görülmezken, verimi arttırdığı belirlenmiştir. Mercimek, bütün tuzluluk düzeylerinde iyi gelişmemiş, ancak en yüksek verim, orta tuzluluk düzeylerinde ( ECe=3.1 ds/m) elde edilmiştir. 11

27 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Mass ve Grieve (1990), sera denemelerinde tuzluluğun Probred ve Aldura buğday çeşitleri üzerindeki etkilerini incelemişlerdir. Tuz geriliminin başak gelişimini hızlandırdığını, başaklanma dönemini erken başlattığını, kardeşlenmeyi ise 3-4 gün geciktirdiğini bildirmişlerdir. Ayrıca 0.45 ve 0.65 MPa lık ozmotik basınç oluşturan tuzluluk düzeylerinde, hasat indeksinde Aldura çeşidinde sırasıyla %38-54, Probred çeşidinde ise %7-43 oranında verim düşüşü olduğunu; bu nedenle verim potansiyeli daha yüksek olan Probred çeşidinin tuza daha dayanımlı olduğunu ve her iki çeşitte de kardeş sayısının azaldığını rapor etmişlerdir. Ahmad ve ark. (1992), farklı tuzlu su uygulamalarında buğday tohumunun çimlenme ve fide gelişimini incelemişlerdir. NaCl yoğunluğunun %0.3 den %0.6 ya çıkarılması durumunda, buğdayda çimlenme ve kuru madde üretiminin düştüğünü ve kardeşlenme başlangıcının geciktiğini belirtmişlerdir. Grieve ve ark. (1992), Yecoro Rojo ve Anza buğday çeşitlerinde 0.65 ve 0.85 MPa ozmotik basınç oluşturan tuz uygulamalarının, başak uzunluğu, başakçık sayısı, başaktaki tane sayısı, tek tane ağırlığı ve başaktaki tane ağırlığı gibi başağın altı verim öğesi üzerindeki etkilerini incelemişlerdir. Araştırmacılar, ilk üç ögenin tuzluluk nedeniyle düştüğünü, başaktaki başakçık sayısının azaldığını, başakta bozuk başakçıkların oluştuğunu bildirmişlerdir. Ayrıca, Anza çeşidinde, ana başaktaki tane sayısının 0.65 MPa ozmotik basınçtaki tuzlulukta belirgin biçimde azaldığını, Yecoro Rojo çeşidinde ise değişmediğini; buna karşı, 0.85 MPa tuzlulukta ana başaktaki tane sayısının yarıya indiğini, anılan düşüşlerin tane ağırlık artışıyla dengelendiğini, ana başaktaki tane veriminin ise kontrole göre %12-15 daha yüksek olduğunu açıklamışlardır. Chauhan ve Singh (1993), buğdayda yedi farklı tuz (0, 2, 4, 6, 8, 12 ve 16 ds/m) düzeyi kullanmışlardır. 12 ds/m lik tuz düzeyinin başak boyunu etkilediğini, 16 ds/m lik tuzlulukta başak boyunda %3.6 lık düşüş olduğunu, 12 ds/m den 16 ds/m ye yükselen tuz değerlerinin her başakta tane sayısını %5 oranında azalttığını, 2 ds/m üzerindeki tuzluluk artışlarının 1000 tane ağırlığını düşürdüğünü, 12 ds/m ve 16 ds/m tuzluluk düzeylerinde kuru madde ağırlığının %18 ve %33 oranında, tane veriminin ise %21 ve %37 oranında azaldığını bildirmişlerdir. 12

28 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Mesta (1995) beş buğday (Kunduru 1149, Gediz 75, Bezostaja, Tosun 21, Tosun 144 ) ve iki arpa ( Ankara 86, Tokak157/37 ) çeşidi ile beş farklı tuz derişimini (0, 4, 8, 12, 16 ds/m) ele almışlardır. Kullanılan çeşitleri, çimlenme ve erken fide dönemlerinde tuzluluk etkisinde bırakmış ve daha sonra bu fideleri tarlaya şaşırtarak, çimlenme ve ilk gelişme dönemlerini tuzlu ortamlarda geçirmiş bitkilerin olağan koşullara alındıktan sonra tuzluluğun etkisinin devam edip etmediğini incelemişlerdir. Araştırmacı, artan tuz derişimlerinin, araştırmada kullanılan tüm arpa ve buğday çeşitlerinde çimlenme hızını ve gücünü düşürdüğünü saptamıştır. Ele alınan Tosun 144 ün tuza en dayanıklı çeşit olduğunu, Gediz 75 ve Bezostaja I çeşitlerinin ise en çok etkilendiğini belirtmiştir. Ayrıca, sapa kalkma tarihlerinin çeşitler içinde 1-5 gün geciktiğini, başaklanma tarihlerinin ise 1-3 gün erken başladığını açıklamıştır. Çalışmada tuz uygulaması, yalnızca çimlenme ve erken fide döneminde yapıldığından, bitki boyu uzunluklarında görülen farklılığın tuzluluktan değil de çeşitlerden kaynaklandığını, tuzluluğun bahar başındaki kardeş sayısı üzerinde pek etkili olmadığını, başak uzunluğu, fertil başak sayısı, ana başaktaki tane sayısındaki azalmanın önemsiz denilebilecek düzeyde olduğunu kaydetmiştir. Çavdar (1997), on üç makarnalık buğday çeşidi ve altı ( 0, 50, 75, 100, 150, 200 mm) farklı tuz derişimlerini kullanarak çeşitlerin tuz indekslerini incelemişlerdir. Artan tuz derişimlerine bağlı olarak çeşitlerin, tümünde çimlenme yüzdelerinin düştüğünü, en yüksek çimlenme oranına %78.15 ile kontrolde; en düşük değere ise %29.44 ile 200 mm uygulamasında ulaşıldığını açıklamıştır. Kök uzunluğunun, bitki gövde boyunun, bitkilerin yaş ve kuru ağırlığının, kök ve gövde uzama hızının azaldığını saptamıştır. Çeşitlerin tuz stres indeksleri bağlamında D5456 çeşidinin %93.43, Lahn çeşidinin ise %90.62 ile en yüksek değerleri verdiğini bildirmiştir. Datta ve ark. (1998), iyi nitelikli sulama suyunun bulunmadığı, buğday-nadas sisteminin uygulandığı Hindistan da bulunan bir alanda, tuzluluğun verime etkisini araştırmışlardır. Denemede 6 farklı (0.5, 6, 9, 12, 18, 27 ds/m) tuz derişimi ve iki farklı miktarda (5, 7 cm) kanal suyu kullanmışlardır. Sulama suyu niteliğinin verimi, %90-95 oranında etkilediğini saptamışlardır. 13

29 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Konak ve ark. (1998 ve 1999) tarafından yapılan bir çalışmada, Ege Bölgesi nde yaygın olarak yetiştirilen 7 ekmeklik ve 2 makarnalık buğday çeşidinin çimlenme ve fide dönemindeki tuza dayanımları incelenmiştir. Değerlendirmelerde sürme gücü, kök boyu, kuru kök ağırlığı, kuru fide ağırlığı, toplam kuru ağırlık ve tuza dayanım özellikleri ele alınmıştır. Araştırmadan elde edilen sonuçlara göre, en yüksek sürme gücü, %94.44 ile kontrolden, en düşük değer ise %29.55 ile 24 ds/m uygulamasından elde edilmiştir. Kök ve fide boyu değerlerinin tuz derişiminin artmasıyla azaldığını ve sırasıyla cm ile cm arasında değiştiğini, kuru kök ağırlığının tuz derişimlerine bağlı olarak azaldığını kontrol uygulamasında 0.19 g, 24 ds/m tuz uygulamasında ise 0.03 g a düştüğünü, kuru fide ağırlığının kontrolde 0.43 g, 24 ds/m uygulamasında ise 0.15 g a olduğunu belirtmişlerdir. Jbir ve ark., (2001), farklı iki buğday türünün NaCI ye duyarlılıkları ile tuzun kök büyümesi ve kök odunlaşmasına etkisi üzerinde çalışmışlardır. Tuza dayanıklı (Triticum durum var. Ben Bechir) ve duyarlı buğday (Triticum aestivum var. Tanit) fidelerine, 100 mm NaCI uygulamışlardır. Bu uygulama sonucu özellikle tuza duyarlı türde kök yaş ve kuru ağırlıklarında büyük (% 50); tuza dayanıklı tür de ise daha küçük bir azalmanın (%30) olduğunu belirtmişlerdir. NaCI e dayanıklı ve duyarlı türler karşılaştırıldığında, dayanıklı türün kök hücrelerindeki odunlaşma şiddetinin, duyarlı türdeki odunlaşma şiddetinden daha az olduğunu saptamışlardır. Sinclair ve Hoffmann (2003), ekmeklik ve makarnalık buğday türlerinde sekiz farklı tuz derişiminin (0, 5, 10, 20, 40, 80, 160 ve 320 mm NaCl) fide uzunluğu ve sap yaş ağırlığına etkilerini incelemişlerdir. Araştırma sonuçlarına göre, bütün bitkiler, 320 mm NaCl derişiminde ölmüştür. Her iki tür de 160 mm NaCl den daha fazla etkilenmiş; 40 mm NaCl de ekmeklik buğdaylar kontrol ile aynı tepkiyi vermişlerdir. Ekmeklik buğdayda fide yaş ağırlığı, 80 ve 160 mm NaCl derişimlerini önemli ölçüde etkilemiştir; ayrıca 5 ve 40 mm NaCl uygulamalarında kontrolle aynı gruba düşmüşlerdir. Makarnalık buğdayda ise 80 ve 160 mm NaCl derişimlerinde fide yaş ağırlığında azalmalar olduğunu; 5, 10, 20, 40 mm NaCl uygulamalarında ise kontrolle aralarında önemli fark olmadığını belirtmişlerdir. 14

30 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Ashraf ve ark. (2004), Pakistan da yetişme sezonunda, 25 buğday genotopinin ve iki tuz düzeyine (0, 150 mol/m 3 ) karşı tepkilerini araştırmışlardır. Tuz derişiminin, kontrole göre, sap ağırlığını %25-%69.4, kuru sap ağırlığını %26.4- %69.6, bitki yaprak alanını %22.6-%62.8, yaş kök ağırlığını %21.1-%87.1, kuru kök ağırlığını %31.4-%96.8, bitki boyunu %13-%36.5, bitki başına başak sayısını %8 - %58, bitki başına ürün verimini %50 - %92, bin tane ağırlığını %12 - %83 oranında azalttığını bildirmişlerdir. Kullandıkları genotiplerden Na (20) TPP, Penjamo 62 ve Inia 66 dan en yüksek verim almışlardır. Munns ve ark. (2006), iki buğday türü Triticum aestivum L. ve Triticum turgidum ssp. durum ile yaptıkları çalışmada, 100 mm NaCl uygulandığında verimin, ekmeklik buğdayda % 7, makarnalık buğdayda ise % 38 oranında azalığını; 150 mm NaCl uygulamasında ise ekmeklik buğdayda % 43, makarnalık buğdayda ise % 54 verim azalması olduğunu bildirmişlerdir. Kaydan ve ark. (2007), tuzlu (8 ds/m) koşulların ekmeklik buğdayın büyüme ve bazı fizyolojik özellikleri üzerine etkilerini belirlemek amacıyla yaptıkları çalışmada, yüksek tuz dozunun, buğday fidelerinde çıkış oranı, büyüme değerleri (toprak altı ve toprak üstü kuru ağırlıklar) K/Na oranı, ozmotik potansiyel ve fotosentetik pigment (Klo a, b ve karotenoidler) içeriklerini azalttığını saptamışlardır. Tuz stresi altındaki fidelere salisilik asit uygulanması ile çıkış oranı, ozmotik potansiyel, toprak altı ve toprak üstü kuru ağırlıklar, K/Na oranı, ozmotik potansiyel ve fotosentetik pigment (Klor a, b ve karotenoidler) içeriklerinin artığını belirtmişlerdir. Mashady ve ark. (1985), başlangıçta tuzlu olmayan toprağa buğday bitkisi ekerek, elektriksel iletkenliği (ECe) 0, 2.1, 1.8 ve 2.4 ds/m olan seyreltik deniz suyu ile sulama yapmışlardır. Magnezyum, klor, sodyum, fosfor, kalsiyum derişimlerinin, bitki üst aksam gelişimini etkilediğini, kalsiyum ve azot derişimlerinin elektriksel iletkenliği etkilemediğini, tüm elektriksel iletkenlik düzeylerinde toprak azot ve fosfor içeriğinin çok düşük olduğunu ve sürekli azaldığını bulmuşlardır. Yetişme döneminin sonunda sodyum ve klor derişimlerinin arttığını, elektriksel iletkenliğin 1.2 ds/m den fazla olduğu durumlarda klor absorbsiyonunun arttığını ve bu düzey üzerinde bitki gelişiminin tehlikeye girdiğini belirlemişlerdir. 15

31 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Tuzluluk ve Toprak Tuzlu sulama suları, bitki yetiştirilen alanlarda, toprakları olumsuz yönde etkilemektedir. Tuzdan etkilenen topraklar, sorunlu toprak sınıfına girmektedir (Kanber ve Ünlü, 2010). Bu bağlamda, tuzun toprakları nasıl etkilediği konusunda çok sayıda çalışma yapılmıştır. Örneğin, Yurtseven ve ark. (2001), sulama suyu tuzluluğunun tınlı toprakta profil tuzluluğuna etkisini araştırmak amacıyla tarla denemeleri yapmışlardır. Çalışmada dört farklı tuzluluk (kontrol-1.3, 3.0, 4.5 ve 6.0 ds/m) ve iki farklı Ca/Mg oranı (3:1 ve 1:3) kullanmışlardır. Toprak tuzluluğu değişimlerini, 90 cm derinliğindeki profil için incelemişlerdir. Bütün parsellerde tuzluluk artmış, tuzluluğun yüksek olduğu konularda bu artış daha da yüksek olmuştur. Toprak tuzluluğundaki artışlar 0-40 cm derinlikte daha yüksek düzeylerde bulunmuş, buna karşı cm derinliğinde toprak tuzluluğundaki değişimin, oldukça küçük olduğunu bulmuşlardır. Smedema ve Rycroft (1984), toprak tuzluluğunun zaman ve uzaklıkla yatay olduğu ölçüde düşey olarak da büyük oranda değiştiğini ve bu dağılımın temel nedeninin topraktaki su hareketi olduğunu rapor etmişlerdir. Aynı araştırmacılar, toprak tuz içeriğinin yağışlardan ve sulamalardan sonra, toprak profili boyunca derinliğe bağlı olarak arttığını, buna karşılık kuru sezonda toprak profil derinliği boyunca azalarak devam ettiğini bildirmişlerdir. Meiri ve Plaut (1985), sulamada kullanılan sularla birlikte belirli miktardaki tuzun bitki kök bölgesine iletildiğini, kış yağışları yetersiz veya yıkama yapılmıyorsa, zamanla profilde tuz birikmesi olacağını, toprak tuzluluğunu etkileyen asıl etmenin sulama ile gelen veya drenajla uzaklaşan tuz miktarı olduğunu belirterek, aşağıdaki eşitliği önermiştir. S t = S + C V C V (2.1) o i i d d Eşitlikte, S t, biriken tuzu; S o, topraktaki başlangıç tuz içeriğini; C i V i, sulama suyu miktarını, C d V d drenaj suyu tuz miktarını göstermektedir. 16