PROJE ADI: ÇANAKKALE-KEPEZ BÖLGESİNDEKİ DENİZ YOSUNU KULLANILARAK BAHÇE TOPRAĞININ SU TUTMA KAPASİTESİNİN ARAŞTIRILMASI.

Transkript

1 TÜBİTAK-BİDEB Kimya Lisans Öğrencileri Kimyagerlik,Kimya Öğretmenliği, Kimya Mühendisliği Araştırma Projesi Eğitimi Çalıştayı KİMYA-1 ÇALIŞTAY 2010 PROJE RAPORU PROJE ADI: ÇANAKKALE-KEPEZ BÖLGESİNDEKİ DENİZ YOSUNU KULLANILARAK BAHÇE TOPRAĞININ SU TUTMA KAPASİTESİNİN ARAŞTIRILMASI Proje Ekibi: Aysun Eda AKTÜRK Kazım ALAN Ebru TERZİ PROJE DANIŞMANLARI: Prof. Dr. Fitnat KÖSEOĞLU Prof. Dr. Erol PEHLİVAN Doç. Dr. Ayhan ÇELİK KEPEZ/ÇANAKKALE 3-11 TEMMUZ

2 İÇİNDEKİLER SAYFA NO Proje kapağı. 1 İçindekiler. 2 Proje özeti. 3 Giriş. 3 Yöntem ve araştırma. 6 Sonuç ve Değerlendirme..9 Kaynaklar. 12 Katkıda Bulunanlar. 12 Kısa Özgeçmiş. 13 2

3 TÜBİTAK-BİDEB Kimya Lisans Öğrencileri (Kimyagerlik,Kimya Öğretmenliği, Kimya Mühendisliği Araştırma Projesi Eğitimi Çalıştayı Kimya-1 Çalıştay 2010 YOSUN GRUBU ÖZET Bu proje ile Çanakkale-Kepez bölgesinden alınan atıl deniz yosunları kullanılarak toprağın su tutma kapasitesinin öğrenilmesi hedeflenmiştir. Toprağı havalandırıcı ve nem tutucu olması, azot yönünden çiftlik gübresi kadar enginlik göstermesi, ayrıca değişik oranlarda iz elementleri, potasyum, fosforik asidi bünyelerinde bulundurma özellikleri ile deniz yosunları gübre olarak birçok ülkede değerlendirilmektedir. Tarım topraklarının kalitesinin arttırma yollarından olan toprağın su tutma kapasitesi; toprağın suyu bünyesinde tutması olayıdır. Bu özelliğini kullanarak tarım topraklarının sulama süresi aralıkları arttırılabileceği gözlemlendi. Etüvden belirlenen zamanlarda alınan numune miktarlarının gram miktarı ölçümlerine göre toprağın su kaybının yüzde olarak değişim miktarları gösterilmiştir. Yapılan 6 ölçümde yosunun toprakta su tutmada faydalı olabileceğini göstermiştir. Detaylı ölçümler sonucunda belirli zaman aralıklarında %100 ü aşan su tasarrufu sağlanabileceği tespit edildi. Proje,tarımda sulama süresi aralıklarını artırıcı etki yapabilecek biçimde olmuştur. Numuneler minerallerle zenginleştirilerek farklı türevlerde çalışmalar sürdürülebilir. PROJE AMACI Bu proje Çanakkale Kepez bölgesinden alınan chlorophyta cinsi deniz yosunları ve bahçe toprakları ile agrega(karışım) hazırlanarak bahçe topraklarının kalitesini artırmayı amaçlamaktadır. Bu örnek, deniz kenarından toplanan yosunlar kurutularak belli oranda bahçe toprakları ile karıştırılarak numuneler hazırlanacaktır. Bu toprak örneklerinin su tutma kabiliyetleri incelenecektir. Sonuçta bu, yöre halkının geçim kaynaklarından olan bahçe tarım topraklarının verimini artırılabilecek, yöre halkının hayat standartlarının yükseltilmesine katkı sağlanabilecektir. İlaveten denizlerden fazla yosun miktarı azaltılarak deniz suyu kalitesine ve canlılığın artırılmasına katkı sağlayabilecektir. 3

4 GİRİŞ Tarımsal üretimde birim alandan daima en fazla verimi alabilme isteği yüzyıllardır insanoğlunun hedefi olmuştur. Bu amaçla sürekli farklı yollar ve materyaller denenmiştir. Bunlardan bir tanesi de yosun uygulamasıdır. Tarımsal üretimde yosun uygulanması Romalılar dönemine kadar gitmektedir. Uygulama sonucunda alınan olumlu sonuçlar ise araştırmaların bu yöne kaymasına neden olmuştur. Uzun yıllar boyunca çeşitli yosun türleri ile denemeler yapılmıştır. Eski teorilerde yosunun bitkiye besin sağladığı düşüncesi yaygındır. Ancak sonraki çalışmalar yosun içindeki besin elementlerinin bitkinin ihtiyacını karşılayabilecek düzeyde olmadığını göstermiştir. Uygulamaların bitkilerde olumlu etki vermesini sağlayan ise yosun içindeki diğer maddelerdir. Yosun içinde temel olarak 4 madde yer alır: 1. Kolloidler, 2. Amino asitler ve mineral besinler, 3. Şeker 4. Fito hormonlar Kaynaklara göre dünyamızda on binlerce yosun çeşidi bulunmaktadır. Tarımsal amaçlı uygulamalar için daha çok soğuk sularda yetişen kahverengi yosunlar (Ascophyllum nodosum, Ecklonia maxima, Laminaria ve Sargassum vb.) kullanılmaktadır. Tüm yosun türleri aynı içeriğe sahip değildir. Uygulanan ürünün elde edildiği türe göre içeriği farklılık gösterebilir. Bu gün piyasada çeşitli firmalarca temin edilen yosun ürünleri satışa sunulmuştur. Bu ürünler arasında farkı yaratan ise elde edildikleri yosun türü ve ürünün oluşması için kullanılan üretim metodudur. Türlere bağlı olarak yosun ürünlerinin içerdiği fito hormonların oranları ve miktarları değişiklik gösterir. Buna dikkat ederek uygulama zamanı ve dozunun iyi ayarlanmış olması gerekir. Yosun ürünlerini uygulamanın sağlayacağı faydalar aşağıda kısaca özetlenmiştir: 1. Toprak yapısını iyileştirir. Yosunların içerdiği en önemli maddelerden biri alginik asittir. Alginik asit bir toprak ve bitki kondisyonlayıcısıdır. 2. Yosun ekstratları bir çok fito hormon (gibberelik asit ve sitokinin) içermektedir bunlar da çimlenme hızını arttırmaktadır. 3. Bitki kök gelişimini arttırır. 4

5 4. Çiçeklenme ve meyve tutumuna yardımcı olur 5. Yosun ekstratları bitkinin gelişim ve yapısını kontrol eden doğal bitki gelişim düzenleyicileri (BGD) içerirler. Bu nedenle bitki büyüme ve gelişmesine olumlu etkileri vardır. 6. Yosun ürünleri hücresel osmotik potansiyeli arttırır ve hücrelerin suyu tutmasını sağlar. Bu iyi kalitede şekli ve rengi düzgün meyveler oluşmasını sağlar. Yosun uygulaması antitoksidant maddelerin üretimini teşvik eder ve bu hücre ölümlerini geciktirir. Böylece daha uzun raf ömrü ve daha yüksek kazanç sağlanmış olur 7. Yosunlar 60'dan fazla iz element içerirler ve bitkiler için bir kaynak olurlar. 8. Yosun ürünleri alginik asit ve manitol gibi doğal kaynaklı kompleks karbonhidratları içerirler. Bunların şelatlama etkileri sayesinde besin elementleri bitkiler tarafından kolayca alınır. 9. C Vitamini, B12 vitamini, E vitamini gibi bir çok vitamin içerirler ve bitki gelişimini bu yolla da teşvik ederler. 10. Bitkilerde enzim faaliyetlerini olumlu etkilerler 11. Bitkilerde stres koşullarına karşı direnç sağlarlar. 12. Hastalık ve zararlılara karşı bitkiyi güçlü kılarlar. Deniz yosunlarından elde edilen ürünlerin, toprağın yapısını düzenlediği ve toprağın su tutma kapasitesini arttırdığı bilinmektedir. Bu durum, büyük oranda deniz yosunlarının içerdiği alginik asitlerin topraktaki metalik türler ile etkileşmesine atfedilmektedir. Topraktaki metallerle etkileşen alginik asit nemli ortamda şişer ve bu sayede toprağa daha tanecikli bir yapı kazandırır. Kısacası deniz yosunları toprakta iki önemli görevi yerine getirir: toprağın tanecikli yapısını geliştirme ve toprağın su tutma kapasitesini arttırma. Bu sayede bitkilerin kök sistemleri daha da gelişir, topraktaki yararlı mikroorganizmaların sayısı artar ve toprak daha havadar bir yapı kazanır. Deniz yosunlarının varlığında, topraktaki bakteriler poliüronidler olarak adlandırılan organik kimyasal maddeleri salgılar. Poliüronidler; kimyasal olarak toprak düzenleyici alginik asitlere benzer. Yosunların bazı türleri denize kıyısı olan ülkelerde besin olarak tüketilmektedir. Deniz yosunları, Japonya, Çin, Kore, Filipinler ve benzeri yerlerde yiyecek olarak,avrupa ve Amerika da endüstrinin bir çok alanında bazı ürünlerin ham maddesi olarakkullanılmıştır. Bu nedenle deniz yosunları her yönleriyle incelemeye ve üzerinde durulmayadeğer biyomateryaller olarak karşımızda bilinmektedir(kumbul,2000). 5

6 Deniz yosunları pekçok ülkede gübre olarak gerek sıvı ekstrakt gerekse direkt olarak toprağa karıştırılmak suretiyle kullanılmaktadırlar(verkleij,1992). Çünkü deniz yosunları tıpkı bir sünger gibi, okyanus ve denizlerde vitamin, mineral ve iz elementlerini yüksek konsantrasyonlarda absorbe etme yeteneğindedirler. Dolayısıyla toprağa direkt olarak karıştırıldıklarında toprak yapısının düzelterek, toprak verimliliğinin uzun süre korunması sağlanmıştır. Tarım topraklarının kalitesinin arttırma yollarından olan toprağın su tutma kapasitesi; toprağın suyu bünyesinde tutması olayıdır. Bu özelliğini kullanarak tarım topraklarının sulama süresi aralıkları arttırılabilir. Günümüzde toprağı,nem tutucu bazı maddeler(pomza,volkanik cüruf,zeolit gibi) maddeler eklenmektedir. Dünyada ise; İngiltere de Cornwall şehrinde yosunu kumla karıştırarak çürümeye bırakılıma yöntemi kullanılıyor. Fransa da sahilde bulunan kahverengi yosunlar, çiftçiler tarafından düzenli olarak toplanıp ülkenin iç kısımlarında kullanılıyor. Filipinler de sargassum çeşidinde yosun toplanır. Arjantin de yeşil yosunlar toplanıp kullanılıyor. Tüm bu çalışmaları test etmek için toprakla karıştırılmış yosuna domates ekilip etkisi inceleniyor. Deniz yosunları kurutulup küçük parçalara ayrılıyor. Azot ve potasyum yönünden son derece zengin, fakat fosfor yönünden zayıf bir bitkidir. Toprağa katılan yosun toprağın havalanmasını da sağlıyor. Diğer faydası toprağın üst katmanının da tutma özelliğine sahip olmasıdır(mchugh,2003). Pomza, volkanik cüruf, zeolit gibi maddeler kolay temin edilemiyor, maliyeti yüksek ve az miktarda bulunmaktadır. Bundan dolayı fazla kullanma olanağına sahip değildir. Bizim ülkemiz ise üç tarafı denizlerle kaplı olması ve uzun kıyı şeritlerine sahip olmasından dolayı deniz yosunu bakımından oldukça zengindir(örnek Akdeniz, Ege,Marmara kıyıları). Ayrıca deniz yosunun maliyetinin az olması ve kolay temin edilmesinden ötürü, projemizde deniz yosunu kullanmaktayız. MATERYAL VE METODLAR Materyaller: 100 gr toprak(çanakkale-kepez bölgesinin sahil kesimine yakın bir bölgeden alınmıştır.),50 g deniz yosunu(numune, Çanakkale nin Anadolu kesimindeki Kepez beldesinin kıyı şeridinin sığ bölümünden toplanmıştır.),2 adet 250 ml lik beher,1 adet toprak 6

7 eleği,etüv,havan,6 adet büyük saat camı,1 adet cam baget,hassas terazi,2 adet spatül-pens,1 adet 10 ml lik pipet,puar,1 adet piset. Deneyin yapılışı : Çanakkale-Kepez bölgesinin sahil kesimine yakın bir bölgesinden toprak örnekleri alındı. Ayrıca, Çanakkale nin Anadolu kesimindeki Kepez beldesinin kıyı şeridinin sığ bölümünden deniz yosunu örnekleri toplandı. Öncelikle yosunlar temizlendi. Çeşme suyunda ve daha sonra da saf suda yıkanarak yabancı maddelerden arındırıldı. Numunenin suyu iyice süzüldükten sonra, olabildiğince geniş bir şekilde kâğıda serilerek etüve kurutulmak üzere konuldu. Böylece numunenin yüzey alanı genişletilerek etüvde daha çabuk kurutulması sağlandı. Bir sonraki işlem olarak toprak numunesi elenerek, büyük partiküllerden ayrıldı. Havanda dövülerek toprağın homojen olması ve mümkün olduğu kadar küçük parçacıklar haline gelmesi sağlandı. Yosunlar kuruduktan sonra etüvden alındı ve 0.25, 0.5, 1, 1.5 ve 2.5 gram ağırlıklarına göre ayrıldı. Ayrıca sırasıyla; 4.75, 4.5, 4, 3.5 ve 2.5 gram toprak numuneleri alındı. Numuneler sırasıyla, toplam karışım ağırlığı olarak 5 gramı tamamlayacak şekilde karıştırıldı. Bu karışımlar, havanda dövülerek çok ince tanecikler halinde homojen hale getirildi. 7

8 Önce toprağın suya doygunluk miktarı ölçümü yapıldı. 5 g toprak numunesi alınarak süzgeç kâğıdına alındı, huniye alınarak yavaş yavaş doygunluk noktasına kadar su ilave edilerek süspansiyon karışım yapıldı ve tartımı alınarak kaydedildi. Bu işlemin ardından hazırlanılan 5 ayrı yosun-toprak karışımlarının da doygunluk miktarları aynı işlemler tekrarlanarak ölçüldü. Kullanılacak olan saat camlarının ağırlıkları hassas terazide tartıldı ve süzgeç kağıdına alınmış yosun-toprak karışımları saat camının üzerine alınarak etüv fırına konuldu. Etüvün ısısı 60 0 C ye ayarlandı. Numuneler etüvde sırasıyla 15 dak., 30dak., 45dak., 60dak.,90dak. ve 180 dak. bekletilerek toprağın su tutma kapasitelerinin gram miktarları, hassas terazi yardımıyla ölçüldü. Her bir karışımın etüvden çıkarıldıktan sonraki gram ağırlık miktarlarına göre Tablo.1. oluşturuldu. Tartımlardan çıkan sonuçlar grafiğe dökülerek yorumlandı. 8

9 Ayrıca kullandığımız yosunun özellikleri hakkında bilgi sahibi olabilmek için yosunun ph sını tespit ettik. ph aralığını belirlemek amacıyla bir miktar yosun numunesi behere alınarak, ısıtıcıda kaynatıldı. Kaynadıktan sonra huni yardımıyla yosun süzme işlemi gerçekleştirildi. Süzüntü alınarak yosunun ph ı ph metre yardımıyla ölçüldü. SONUÇ VE YORUMLAR Deney sonucu elde edilen verilere göre bulgular Tablo.1. de kaydedilmiştir. Tablo.1. Yosun-toprak karışımının su kaybına göre gram cinsinden miktarları suya doygunluk miktarları(g) yosun oranı (%) kurutma öncesi ağırlık 15. dakika 30. dakika 45. dakik a 60. dakik a 90. daki ka 80. dakika ,03 7,13 6,86 6,63 6,25 6,12 5,6 5 10,65 9,64 8,4 7,86 7,51 6,94 6,2 7, ,1 10,84 9,51 8,76 8,38 7,71 6,23 9, ,8 13,41 12,15 11,1 10,31 9,49 7,45 10, ,4 13,78 12,52 11,46 10, ,13 13, ,2 17,98 16,6 15,27 14, ,54 9

10 Öncelikle elde edilen verilere göre, yosun miktarının yüzdesi arttıkça suya doygunluk miktarları artış göstermiştir. Deneylerden elde edilen sonuçlara göre en hızlı su salınımı 10. dk. ile 30.dk. arasında olmuştur. Detaylı ölçümler sonucunda belirli zaman aralıklarında %100 ü aşan su tasarrufu sağlanabileceği tespit edilmiştir. Grafik1: Karışıma katılan yosun yüzde yosun miktarı ile karışımdaki doygunluk miktarının değişimi Grafik2: Toprağın su kaybının yapılan deneylerde zamana göre grafiği. 10

11 Grafikte etüvden belirlenen zamanlarda alınan numune miktarlarının gram miktarı ölçümlerine göre toprağın su kaybının yüzde olarak değişim miktarları gösterilmiştir. Yapılan 6 ölçümde yosunun toprakta su tutmada faydalı olabileceğini göstermiştir. Grafik3:Yapılan deneylere göre su kaybının aylara göre modellendirilmesi Deneyde alınan zaman aralıklarını aylarla özdeşleştirerek, özellikle yaz aylarında topraklarında oluşan su kaybını engellemek için, yosun kullanımının yararlı olabileceği ortaya konmuştur. Ayrıca, genç linyitlerle yapılan toprağın su tutma kapasitesi ölçülmesi ile ilgili deneyler, yapılan bu deneyle karşılaştırılmış ve kullanılan yöntemde deniz yosunu-toprak karışımının daha fazla su tutma kapasitesine sahip olduğu sonucuna varılmıştır. Yapılan bu proje, Çanakkale Kepez bölgesinde tarım yapan yöre halkının tarımdaki maliyetinin azaltılmasına yardımcı olacak bir ön çalışma niteliğindedir. Proje öte yandan, tarımda sulama süresi aralıklarını artırıcı etki yapabilecek yöndedir. Denenen numuneler minerallerle zenginleştirilerek farklı türevlerde çalışmalar sürdürülebilir. 11

12 KAYNAKLAR F. Gode, E. Pehlivan, Adsorption of Cr(III) ions by Turkish brown coals, Fuel Processing Technology 86 (2005) Kantarcı,D,1997,Biga Yarımadası'nda Ekolojik Faktörler İle Ağaç Ve Çalı Türlerinin Yayılışı Arasındaki ilişkiler ve Ormanlara Zarar Verebilecek Etkenler. Tarım ve Çevre Sorunları: Çanakkale ili, Bildiriler, 9-13 Eylül 1996, , İzmir. Kumbul,B.2000,Deniz Yosunlarının Bahçe Bitkilerinde Kullanım Alanları,Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümü, Bitirme Tezi, Antalya. M. Yavuz, F. Gode, E. Pehlivan, S. Ozmert and Y. C. Sharma, An economic removal of Cu 2+ and Cr 3+ on the new adsorbents: Pumice and polyacrylonitrile/pumice composite, Chemical Engineering Journal, 137 (2008) McHugh D.J.,A Guide To Seeweed Industry, FAO Fisheries technical paper, No.441, Rome, FAO,2003,105p. R. Kurbanli, E. Pehlivan, G. Ahmetli, N. Şen, A. Koçak, and F. Novruzova, Organo-Mineral Fertilizers from Ammoniated Lignites, Eurasian Chem Tech Journal, 4(2002) Verkleij,F.N.1992, Seaweed Extracts in Agriculture and Horticulture: Biological Agriculture and Horticulture. Vol. 8: KATKIDA BULUNANLAR Çalıştaya büyük destek sağlayan TÜBİTAK-BİDEB e, proje danışmanlığımızı yapan Doç.Dr. Ayhan ÇELİK e, Prof. Dr. Erol PEHLİVAN a ve Prof. Dr. Fitnat KÖSEOĞLU na, bu çalışmalarımızı yapmak için gerekli ortamı sağlayan değerli hocamız Prof. Dr. Mehmet AY a ve tüm çalıştay sorumlularına, çalıştayda yardımlarını esirgemeyen tüm arkadaşlarımıza, hocalarımıza ve çalışmalarımızda emeği geçen tüm Tüsside yetkililerine teşekkürlerimizi sunarız 12

13 ÖZGEÇMİŞLER: 15 Haziran 1991 de Erzincan da doğdu. İlkokul ve ortaokul eğitimini Yenimahalle Atatürk İlköğretim Okulu nda aldı yılında Ali Naili Erdem Anadolu Lisesi nde öğrenim gördü yılında liseden mezun olup aynı sene Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü nü kazandı. Şu an ikinci sınıfa devam etmektedir. Aysun Eda AKTÜRK 10 Eylül 1988 de İstanbul da doğdu. İlkokul ve ortaokul eğitimini Cevizli İlköğretim Okulu nda aldı yılında Süleyman Demirel Yabancı Dil Ağırlıklı Lisesi nde öğrenim gördü yılında liseden mezun olup, aynı sene Karadeniz Teknik Üniversitesi Fatih Eğitim Fakültesi Kimya Öğretmenliği Bölümü nü kazandı. Şu an beşinci sınıfa devam etmektedir. Labaratuvarların akreditasyonu ile ilgili bir sertifikası bulunmaktadır. Ebru TERZİ 3 Ocak 1988 de MERSİN/GÜLNAR da doğdu.ilkokulun 2 sınıfını GÜLNAR da, devamını ve liseyi SİLİFKE de SİLİFKE LİSESİ NDE okudu.2005 yılında mezun oldu.2006 yılında DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ KİMYA ÖĞRETMENLİĞİ ni kazandı.şu an beşinci sınıfa devam etmektedir.. İzmir Buca da bilgisayar kursuna ve ehliyet kursuna katıldı ve başarıyla tamamladı. Orta derecede yabancı dil biliyor. Kazım ALAN 13