A Research on Assessing Small Scale Spatial Variability on Fallow-Wheat System in Atatürk Orman Çiftli ği Using Precision Farming Technologies

Transkript

1 TARIM BILIMLERI DERGISI 2004, 10 (3) Atatürk Orman Çiftli ğ inde Nadas-Tah ıl Sisteminde Küçük Ölçekli Alansal Değ işkenliğin Hassas Tar ı m Teknolojilerinden Yararlanarak Belirlenmesi Üzerine Bir Ara şt ırma Ufuk TÜRKER İ brahim GOÇDEM İ R2 Geli ş 'Tarihi: Özet: Y ı llard ı r çiftçilerimizin tar ı msal ve agronomik uygulamalar ı değ işmeden sürmekte ve artarak topra ğı n bozulmas ı na, toprak verimlili ğinin ve organik madde içeri ğinin azalmas ı na yol açmaktad ı r. Toprak verimliliğindeki dü ş ü şün yan ı s ı ra toprak erozyonu, yabanc ı ot ve hastal ı klar, hububat tar ımı n ı iç Anadolu'nun kurak şartlar ı nda daha az verimli hale getirmiştir. Tar ı msal işletme ve uygulamalar, hassas tar ı m tekniklerinin kullan ı lmas ı ve yerinde test edilmesi ile bir teknolojik dönü şüme ve yenilenmeye ihtiyaç duymaktad ır. Bu amaçla yerime etkili faktörlerin alansal de ğ işkenli ğinin hassas tar ım tekniklerinin kullan ılarak belirlenmesi ve de ğ işken oranl ı uygulama haritalar ı n ı n haz ı rlanmas ı amaçlanm ışt ı r. Çal ışma Ankara ili s ı n ı rlar ı içerisinde iki farkl ı arazide yürütülmü ştür. Bu yay ı nda Atatürk Orman Çiftliği (AOÇ) arazisinde y ı llar ı aras ı nda yap ı lan çal ışma sonuçlar ı ve de ğerlendirmeleri verilmi ştir. Anahtar Kelimeler: hassas tar ı m, alansal değ işkenlik, verim haritalama, alana özgü i şletmecilik A Research on Assessing Small Scale Spatial Variability on Fallow-Wheat System in Atatürk Orman Çiftli ği Using Precision Farming Technologies Abstract : Farmers agricultural and agronomic practices have prolonged with increased soil deterioration causing decreased soil fertility and organic matter content. The adverse affects of soil erosion, weed and disease have made cereal production less profitable in semi-arid region of central Anatolia. The agricultural practice and management of dry land areas of central Anatolia are needed to be improved by implementing and testing precision farming technologies. In this study, It was aimed to assess site specific variability influencing winter wheat yield in a small scale and prepare variable rate application maps based on site specific variability in Ankara region. Results from 2000 and 2002 for Atatürk Orman Çiftli ğ i (AOÇ) were giyen and discussed in this paper. Key Words: precision farming, spatial variability, yield mapping, site specific management Giri ş Tar ımda zaman içerisinde insan gücünden, hayvan gücüne, hayvan gücünden de traktör gücüne geçildi ği gibi, günümüzde de ekonomik ve teknolojik olarak yeni bir geçi ş süreci ya şanmaktad ı r. Bu geçi ş tar ı mda yeti ştiricili ğ i ve i şletmecili ği etkileyerek bir çok de ğ i şiklikler meydana getirmektedir. Geleneksel tar ımda toprak yönetimi, üretim ortam ı n ın üniform bir şekilde ele al ı n ıp i şletilmesi ile yap ı lmaktad ır. Bu i şletmecilikte, arazideki co ğrafi (toprak ve bitki özellikleri, topo ğrafya, vb.) de ğ işkenler ihmal edilmektedir. Hassas tar ı m, yeti ştiricinin bilgi teknolojilerini kullan ılarak arazisinde nas ıl bir değ i şkenlik oldu ğunu doğru bir şekilde tespit etmesi, anlamas ı ve arazisini bu değ işkenliğe göre i şletmesidir. Söz konusu de ğ işkenler alansal (spatial), zamansal (temporal) ve ekonomik olmak üzere üçe ayr ı lmaktad ır. Öncelikle de ğ i şkenlik belirlenmelidir ve sonra pratik bir i şletmecili ğe dönüştürülmeden önce anla şı l ıp doğru yorumlanmal ı d ı r. Bunun desteklenebilmesi için geli ştirilmi ş yaz ı l ı mlar ı n yan ı nda do ğru ve zaman ında bilgilere ve bu bilgilerin i şlenmesine ihtiyaç vard ı r (Blackmore 1996). Hassas tar ı m ı n gelişmesi ve uygulanabilir bir duruma gelmesi 1970'lerin sonunda Amerika Birle şik Devletleri taraf ından uzayda yörüngeye yerle ştirilen uydular ı n küresel konumlama sistemi olarak kullan ı lmaya başlamas ı ile ortaya ç ı km ışt ı r. Bu sistem arazideki makinalara gerekli olan konum bilgilerini günün 24 saatinde ve bir kaç santimetre hassasiyet ile sa ğlamaktad ır. (Stafford 2000) Çok yak ın bir gelecekte makinalar ı n iklim, toprak ve ürüne ait verilere dayanarak önceden tarif edilmi ş tar ı msal işlerin otomatik olarak yap ı labilece ği ara şt ı rmac ılar taraf ı ndan belirtilmi ştir (Johnson ve ark. 1983). Hassas tar ı m teknolojisinin önemli konular ı ve çiftçilerin hassas tar ı m ı n adaptasyonundaki yakla şı mlar ı Earl ve ark. (1996) taraf ı ndan tan ı mlanm ışt ı r. Ara şt ı r ı c ı lar çiftçilerin arazilerinden kazan ı mlar ı n ı artt ı rmada a şa ğı daki hususlar ı n önemli oldu ğunu belirtmi şlerdir. 1.Değ i şkenli ğin ana sebeplerinin belirlenmesi (arazideki potansiyeli s ı n ı rlayan faktörler), 2.Bunlar ı n hangisinin veya hangilerinin kontrol edilebilece ğ inin belirlenmesi, 3.Ekonomik avantaj sağlayacak kararlar ın öncelikle uygulamaya aktar ı lmas ı. Wılson ve Scott (1982) taraf ından yap ılan bir çal ışmada, ara şt ırma konusu alanda yabanc ı otlar ı n hububat ekim sahas ı n ın yakla şık %40' ına da ğı lm ış bir * TÜB İTAK taraf ı ndan desteklenmi ştir. Ankara Üniv. Ziraat Fak. Tar ı m Makinalar ı Bölümü-Ankara 2 Toprak ve Gübre Ara şt ı rma Enstitüsü-Ankara

2 306 TARIM BILIMLERI DERGISI 2004, Cilt 10, Say ı 3 halde bulundu ğunu belirtmi ş ve bunun de ğ işken oranl ı ilaçlama ekipmanlar ı ile daha az ilaç kullanarak önlenebilece ğini saptam ışt ı r. Stafford ve Miller (1993), yabanc ı ot ilaçlamas ı nda, dü şük dozu tarlan ın her taraf ı na uygularken, yüksek doz veya farkl ı kar ışı mlardan olu şan ilaçlar ı koordinatlar ı belli alanlara uygulam ışlard ı r. Ara şt ı r ıc ılar bu uygulamalardan etkin sonuçlar alm ışlard ı r. Bu çal ışmada, hassas tar ı m tekniklerine uygun olarak sadece GPS' lerle ot yo ğunlu ğu belirlenen alanlara daha fazla ilaç uygulanmas ı n ın, uygulanan ot ilac ı miktar ında %35 civar ı nda bir azalma görüldü ğünü ve ilac ı n uyguland ığı alanda tam bir etki sa ğland ığı n ı belirtmi şlerdir. Son y ıllarda, ürünü maksimuma ç ıkarma yollar ı n ı ortaya koymaya çal ışan ara şt ı rma çal ışmalar ına paralel olarak, Avrupa Birli ği ülkelerinde, çevreye zarar vermeyecek, ekonomik sürdürülebilir ürün yeti ştirme sisteminin geli ştirilmesi fikri a ğı rl ık kazanm ışt ır. Hassas tar ım tekniklerinin uygulanmas ı nda esas fikir, arazinin değ i şken ürün potansiyelleri ve verim de ğ işmesine sebep olan faktörlerin bir önceki hasat devresinde, veya ayn ı ekim periyodunda yap ılan noktasal çal ışmalarla, o alan için tesbit edilerek, gerekli görülen (ilaçlama, farkl ı gübre uygulamas ı vb. ) uygulaman ın bir sonraki veya ayn ı yeti ştirme periyodunda yap ı lmas ı d ır (Güçdemir ve ark. 2001). De ğ i şken girdi uygulamas ına geçmeden önce; - De ğ i şkenlik belirlenmeli ve nicelle ştirilmeli, - De ğ i şkenliğe neden olan unsurlar belirlenmeli, - Üretimi iyile ştirmek ve zenginle ştirmek için problemlerin düzeltilmesine yönelik yönetim, i şletim kararlar ı n ı belirlemeli, Bu uygulamalar ı n ekonomik getirilerini analiz etmeli, - Kesin ekonomik fayda ve getiri sa ğlayacak i şletme ve yönetim etkinli ğinin seçilmesi ve harekete geçirilmesi, gerekmektedir. Öncelikle değ i şkenlik ölçülmeli ve pratik bir i şletmecili ğe dönü ştürülmeden önce anla şı l ıp doğ ru yorumlanmal ı d ı r. Bunun desteklenebilmesi için geli ştirilmi ş yaz ı l ı mlar ın bir araya getirilmesi ve bu bilgilerin i şlenmesine ihtiyaç vard ı r. Bu çal ışmada hassas tar ım tekni ğini kullanarak ülkemizde hububat ekimi yap ılan iç Anadolu bölgesinde; Hassas tar ı m tekniklerinden yararlanarak bu ğ day verimi ve toprak özelliklerindeki de ğ i şkenli ğ i belirlemek, Bu değ işkenlerden yerime etkili mevcut toprak özelliklerindeki (yabanc ı ot, ph, organik madde, azot, topra ğın elektriksel kondüktivitesi, iz elementler, vb. gibi) fiziksel ve kimyasal değ işkenliklerin hasatta georeferansl ı olarak elde edilmiş ürünün verimindeki de ğ i şkenli ğe olan etkilerini incelemek, - Elde edilen sonuçlar ın de ğerlendirilmesi ışığı nda hangi de ğ i şken oranl ı girdi uygulamas ı n ı n yap ı labilece ğinin belirlenmesi, amaçlanm ışt ı r. Materyal ve Yöntem Ara şt ırma Atatürk Orman Çiftli ği arazileri içinden seçilen alanda yürütülmü ş olup, Atatürk Orman Çiftli ğinde 2000 y ı l ında 37 dekar, 2002 y ı l ında ise geni şletilerek 64 dekarl ı k alanlarda gerçekle ştirilmi ştir. Çal ışma alan ı n ın yer ald ığı İç Anadolu Bölgesinde tar ı m ı yap ılan kültür bitkilerinin ba şında bu ğday gelmektedir. Günümüze kadar bu bitki cinsi bölge tar ı m ı ndaki yerini ve önemini korumu ştur. Bölge tar ı m ı nda yeti ştirilecek bitki paternine ve uygulanan ekim sistemine bölge iklimi etkili olmaktad ı r. iklime ba ğ l ı olarak sulanamayan yerlerde hububat- nadas münavebe sistemi uygulanmaktad ı r. Atatürk Orman Çiftli ği arazilerinde yürütülen deneme alan ı, eski göl teraslar ı üzerinde olu şan marn ana materyalli Beytepe serisi topraklar ı n ı kapsamaktad ı r. Deneme alan ı, hafif e ğimli (%0-2), orta derin (50-90 cm) ve orta e ğimli (%2-6), s ığ (20-50cm) olmak üzere iki faz üzerinde yer almaktad ır. Fazla bir profil geli şmesi göstermeyen AC horizonlu deneme alan ı topraklar ı n ı n yüzey katman ı killi t ın tekstürlü olup /01.46 organik madde içermektedir. KDK me/100gr aras ı nda değ i şmektedir. Çal ışman ı n yürütüldü ğü alana ait toprak özellikleri a şağı da verilmi ştir (Çizelge 1). Çal ışman ın yap ı ld ığı bölgenin iklim özellikleri tipik Anadolu iklim karakteristiklerine sahiptir. Buna göre günlük s ı cakl ı k farklar ı fazla olup, gündüzleri ve yazlar ı s ıcak, geceler ve k ışlar ise so ğuktur. Bölgedeki dü şen ya ğış miktar ı az olup ya ğışlar ı n büyük çoğ unlu ğu k ış aylar ı nda görüldü ğünden, yazlar ço ğunlukla kurak ve s ı cakt ı r. Çal ışma alan ın ald ığı ya ğış miktar ı 2000 y ı l ı nda toplam 381 mm, 2002 y ı l ı nda 325 mm'dir. lama s ı cakl ık 2000 y ı l ı nda 11.1 C ve 2002 y ı l ında 11.6 C olmuştur. Hasatta 1976 model John Deere marka biçerdöver kullan ı lm ışt ı r. Biçerdöverin tabla biçme geni ş li ği 4.2 metredir. Biçerdöverin dane deposu yakla şık 1 ton kapasitelidir. Biçerdöverin sürücü k ı sm ı n ı n üstü bir çat ı ile kapat ılarak radyo anteni ve pozisyon belirleme aletinin (GPS) yerle ştirilebilmesine olanak sa ğ lanm ışt ı r. Biçerdöver pozisyon belirleme sistemi, ürün verimi ölçme ve haritalama seti monte edilerek donat ı lm ışt ı r. Pozisyon belirleme sistemi; uydu bilgisayar ı, referans istasyonu ve küresel konumlama aleti, radyo anteni, external disk sürücü ve klavye ile ba ğ lant ı kablolar ı ve yaz ı l ımlardan olu şmu ştur. Uydu bilgisayar ı 486 DX 66 Mhz'dir. Uydu bilgisayar ı n ın windows i şletim sistemi alt ında çal ışan verim izleme ve kay ıt etme) yaz ı l ı m ı Çizelge 1. Deneme alan ı ve taksonomik toprak grubu Deneme Taksonomik toprak Seri Ürün paterni Yeri grubu Atatürk Typic Torriorthent Beytepe Nadasl ı kuru Orman tar ı m Çifliğ i

3 TÜRKER, U. ve I. GÜÇDEM İ R, "Atatürk Orman Çiftli ğinde nadas-tah ı l sisteminde ölçekli alansal de ğ işkenliğ in hassas tar ı m teknolojilerinden yararlanarak belirlenmesi üzerine bir ara şt ı rma" 307 mevcuttur. Veri kay ıt cihaz ından RS232 kablo ile verim de ğerlerini ayn ı anda pozisyon de ğerleri ile kay ıt ederek verilen dosya ismi alt ında saklar. Çal ışma tamamland ı - ğı nda uydu bilgisayar ına bir d ış disket sürücüsü tak ı larak ilgili dosya diskete kay ıt edilir. Referans istasyonu uydu sinyalleri için referans sinyal al ıc ı l ı ve jeoreferansl ı konumland ı rma aletidir. Yakla şı k 450 Mhz / 0.5 W yay ı m ve 5 km eri şim uzakl ığına sahiptir. Sistem ölçüm ve kumanda yaz ı l ı m ı alt ı nda çal ışmaktad ı r. Yakla şı k 1 metrenin alt ı nda bir hassasiyete sahiptir. Referans istasyonunun kendi standard GPS al ı c ıs ı verim haritalamas ında biçerdöver çat ı s ı na monte edilerek kullan ı lm ışt ı r. Gerek toprak gerekse bitki örneklemelerinde örnek al ı nan noktalar ı n belirlenmesi amac ı ile bir el GPS'i olan Macellan pro X modeli konum belirleme cihaz ı kullan ılm ışt ı r. Ara şt ırmada kullan ılan verim haritalama kiti, arazi çal ışmalar ında h ızl ı etkili statik ve kinematik olarak verim miktar ı bilgilerini online kay ıt edebilen bir veri kaydedici (datalogger)'a ba ğ l ıd ır. Bu veri kaydediciye veri ileten sistemin diğer elemanlar ı ; verim almac ı, iş geni ş li ği ayar rölesi, tabla kesme anahtar ı, eğim almac ı, h ız almac ı ve ba ğ lant ı lardan olu şmu ştur ( Şekil 1). Veri kay ıt cihaz ı ayr ıca RS232 ara ba ğlant ı kablosuna sahiptir. Bu özelli ğ i ile hem verileri sensörlerden almakta hemde bu verileri eşzamanl ı olarak (real-time) uydu bilgisayar ı na iletebilmektedir. Çal ışma bu ğday-nadas münavebe sistemi içerisinde planlanm ış ve Atatürk Orman Çiftli ği arazisinde bir y ı l arayla iki hasat y ı l ı geçirilmi ştir. Çal ışma alanlar ı nda hasat y ı llar ında, hasat öncesi devrelerde toprak bitki örneklemeleri ile yabanc ı ot yo ğunluk ve tür belirleme çal ışmalar ı yap ı lm ışt ır. Gerek hasat de ğerleri gerekse toprak ve bitki örnekleme noktalar ı ile yabanc ı ot tür ve yoğunluk belirleme çal ışmalar ı hassas küresel yer konumlama cihazlar ı (GPS) kullan ı larak koordinatl ı olarak kay ıt edilmi ştir. Sensörler arazi şartlar ı nda kalibre edilerek biçerdöver ve sistemler hasat için haz ı r hale getirilmi şlerdir. Biçerdöverin kesme geni şliği 4.2 metredir. Efektif kesme geni ş li ği ara şt ı rmac ı lar ın ve üretici firman ın tavsiye etti ğ i 20 cm kadar dü şülerek, 4.0 metre al ı nm ıştı r. Böylece biçerdöver ilerleme s ı ras ında 4 * 4 (16 m) 'lik gridler olu şturacak şekilde programlanm ışt ır. Veri kay ıt cihaz ı dane hacmini ölçmekte ve bunu hasat yo ğunluğuna ba ğ l ı olarak a ğı rl ık değerlerine dönü ştürmektedir. Bunun için hasattan önce ve hasat s ı ras ı nda bu ğday ın yoğ unlu ğu, dane hacim a ğı rl ık kab ı na araziden al ı nm ış bu ğday daneleri tam olarak doldurularak a ğı rl ı k okunmu ş, karşı l ığı olan hektolitre de ğerleri kap üstündeki skaladan okunmuştur. Bu hektolitre de ğeri veri kay ıt cihaz ı na ilgili program tu şu ile girilmi ştir. Biçerdöverde dane verimini ölçen sistem, elevatörde harman edilen ürünün debisini (t/h) olarak kay ıt etmi ştir. Bu de ğer ayarlanan i ş geni ş li ği ve kat edilen yolun yard ı - m ıyla şerit alan ına dü şen yerime yani t/ha'a dönü ştürülmü ş bir nokta olu şturulmu ştur. Böylece bulunan verim noktas ı geografik pozisyonda küresel konumlama aleti yard ı m ı ile DGPS (düzeltilmi ş pozisyon modunda) belirlenmiştir. Harmanlanacak ürünün kesme organ ı ndan elevatöre gelecek iletim zaman ı 15 saniye olarak tespit edilmiştir. Bu fark veri kay ıt cihaz ı na girilerek giderilmi ştir. Ayn ı şekilde ölçme sisteminin tam do ğru ölçmeye geçebilmesi için gereken süre yakla şı k 30 saniye bulunmu ştur. Georeferansl ı toprak örnekleri bitki geli şimi dikkate al ı narak grid sistemiyle 30 metrelik grid mesafeleriyle rastgele olarak topland ıktan ve analiz edildikten sonra, grid noktas ı verileri yard ı m ıyla yap ılan interpolasyon yöntemiyle istenen de ğ i şkenin alansal da ğı l ı m haritas ı elde edilmi ştir. Yabanc ı ot popülasyon say ı m ı grid noktalar ı etraf ında 4-5 m yar ıçapl ı daire içinde yap ı larak yabanc ı otlar tan ı mlanm ış, türlere ve adede göre s ı n ıfland ı r ı lm ışt ı r. Oranlama yolu ile adet/m 2 cinsinden yabanc ı ot yoğ unluğ u tespit edilmi ştir. Şekil 1. Çal ışmada kullan ı lan verim ölçüm ve kay ıt sistemi elemanlar ı (1.veri kay ıt cihaz ı ve iş geni ş liği ayar röles, 2. tabla kesme anahtar ı, 3. h ız sensörü 4. e ğim almac ı 5. verim sensörü. Biçerdövere monte edilen sensörler, DGPS ve bilgisayar yard ı m ı ile georeferansl ı verim de ğerleri, biçerdöverin sabit bir h ızdaki bir tam dönü şüne karşı l ı k gelen 4X4 m piksel aral ı klar ıyla 16 m2lik alanlarda belirlenmi ş verim de ğerlerine dönü şürler. Böylece bulunan verim t/ha 'a dönü ştürülmü ş bir nokta olu şturulmu ş ve bu nokta co ğrafik pozisyonda Küresel konumlama aleti yard ı m ı ile düzeltilmi ş pozisyon modunda (DGPS) belirlenmi ştir. Gerek ürün verimi gerek toprak ve bitki özellikleri ve uygulama haritalar ı n ın olu şturulmas ı nda biçerdöverde kullan ılan sistemin yaz ı l ı m ı olan AMCS

4 308 TARIM BILIMLERI DERGISI 2004, Cilt 10, Say ı 3 yaz ı l ı m ı yan ında Arc View ve alansal analiz ve sorgulama i şlemlerine olanak sa ğlayan yaz ı l ım modülleri kullan ılm ışt ı r. Krigging interpolasyon yöntemiyle verim değerlerinin alansal da ğı l ı m haritalar' elde edilmi ştir. Bulgular ve Tart ışma Çal ışman ı n ilk y ı l ında (2000) AOÇ arazileri içerisinde 3.7 ha' l ık bir alanda hasat yap ı lm ış ve verim de ğerleri kay ıt edilmi ştir. Hasat s ıras ında tart ılan bu ğday ı n toplam a ğı rl ığı 8.5 ton olarak kay ıt edilmi ş ve verim sistemi taraf ı ndan ise toplam bu ğday miktar ı 8.9 ton olarak tespit edilmiştir. Çal ışma alanlar ında elde edilen her iki y ıla ait buğday verimi ölçme sonuçlar ı ve hata oranlar ı Çizelge 2'de verilmi ştir. Kay ıt edilen bu verim de ğerlerinden ayr ı nt ı l ı verim haritalar ı olu şturulmu ştur (Şekil 3). Bu ğday veriminin alansal da ğı l ı m ı n ın istatistiksel analizleri yap ı lm ış ve değerler histogram grafi ğinde verilmi ştir. Bu çal ışmada toplam 2058 verim noktas ında kay ıt yap ı lm ışt ır. Yani hektarda 556 veri kay ıt edilmi ştir. Buna göre Atatürk Orman Çiftli ğine 2000 y ı l ı nda yap ı lan çal ışmalarda 8 adet verim s ın ıf ı oluşmu ş ve verim 0.17 ton ile 7.68 ton/ha aras ındaki geni ş bir aral ı kta değ işim göstermi ştir. Verim de ğerlerinin de ğ işkenlik katsay ıs ı (CV) %52.2 olarak bulunmu ştur. Bu de ğer arazideki verim de ğ işkenliğ inin yüksek olduğunu göstermektedir. De ğ işkenlik verim haritas ından da görülebilmektedir. Arazideki verim değ işkenliği, verim da ğı l ım histogram ı ve da ğı l ı m yüzdelerini gösteren histogram grafi ğinde daha iyi görülebilmektedir (Şekil 2). Ayn ı arazide 6.4 hektara geni şletilerek 2002 y ı l ı nda yap ılan çal ışmada 9 adet verim grubu olu şmuş ve verim 0.39 ton ile 9.36 ton/ha aras ındaki geni ş bir aral ı kta değ işim göstermi ştir. Verim de ğerlerinin de ğ i şkenlik katsay ıs ı (CV) %41.91 olarak bulunmu ştur. Bu de ğer arazideki verim değişkenli ğinin, 2000 y ı l ında oldu ğ u gibi yüksek oldu ğunu göstermektedir. Arazideki verim değ işkenliği da ğı l ım yüzdelerini gösteren verim da ğı l ı m histogram ından da görülebilmektedir ( Şekil 4). Bu ğday veriminin alansal da ğı l ı m ı n ı n istatistiksel değerleri şekil 4'de verilmi ştir. Arazideki verim, arazi üzerinde da ğı lm ış ve 9 tona yak ın bir verim skalas ı aral ığ" ı olu ş mu ştur. Ayn ı arazide 1 y ı l ara ile yap ı lan bu çal ışmada ortalama verim art ışı %40 olmu ştur. Hasatta toplam 3114 veri kay ıt edilmi ştir (490 veri/ha) ve bu de ğerler ton/hektar olarak ifade edilmi ştir. Verim değerlerinden elde edilen ayr ı nt ı l ı verim haritas ı ve toprak örneklerinin analiz sonuçlar ından örnek olarak verilen da ğı l ı m haritalar ı şekil 5'de verilmi ştir. Deneme alan ında Nisan ay ında yap ılan Çizelge 2. Bu ğday verimi ölçme sonuçlar ı ve hata oranlar ı Verim sisteminin kay ıt etti ği buğday miktar ı Tart ı lan buğday miktar ı Çal ışma alan ı ve Toplam lama Toplam lama Hata oran ı y ı l ı (ton) (t / ha) (ton) (t / ha) AOÇ ,3 5 AOÇ var ı m (ton/ha) 2000 y ı l ı Ilten - I g,r4, NIN 4-5 Mi HO Meters (a) (b) Şekil 2. Çal ışma alan ı n ı n georeferansl ı alansal verim da ğı l ı m haritas ı (a) ile, 2000 y ı l ı verim da ğı l ı m histogram ı ve istatistik de ğerleri (b)

5 TÜRKER, U. ve I. GÜÇDEM İ R, "Atatürk Orman Çiftli ğinde nadas-tah ıl sisteminde ölçekli alansal de'ğ işkenliğ in 309 hassas tar ı m teknolojilerinden yararlanarak belirlenmesi üzerine bir ara şt ı rma" %N ( Azot-2000) 0 1,5 T 1, ifffl MI 3 - S %K (potasyum-2066) mi D Zn (bitki-2000) ppm I 1 O Nem MI o 100 Meters 1C0 MM* Mater. %P (Fosfor-200 rsa ,6 Bi Cu (ppm) O mu mi Fe (Demir-2000) ppm 0_ _ 260 mi Meters Meters 1=2:= 11 MOters Şekil.3. Çal ışma alan ı nda yapraklardan al ı nan örneklerin georeferansl ı alansal, azot, potasyum, çinko, fosfor, bak ı r ve demir da ğı l ı m haritalar ı (2000 y ı l ı) verim (tontha,).: 11,4 ffill[ 5 ' tk: (a) (b) Şekil 4. Çal ışma alan ı n ı n georeferansl ı alansal verim da ğı l ım haritas ı (a) ile verim da ğı l ı m histogram ı ve istatistik de ğerleri (b) (2002 y ı l ı )

6 310 TARIM BILIMLERI DERGISI 2004, Cilt 10, Say ı 3 örnekleme N oktal ar ı verim (t Ontha) ,,";:,. r: em örnekleme Noktalar ı Yabanc ı Ot (ad ethrı2) c= NEW ur ir irr leo metara örn okl orn o Noktalar ı P205- (kgrcial(t, Fffi D w-1 7-8,5 Em _6 3 1CD teri Örnekleme Noktalar ı. örnekleme Noktalar ı Fe-ppm I O E4 ~tra Örnolclom o Noktalar ı Zn pprn O O örnekleme noktalar ı EC (ds/m) O DE t0r ık Şekil.5. Çal ışma alan ı bu ğday verimi, yabanc ı ot da ğı l ı m ı ve baz ı toprak özelliklerinin alansal da ğı l ı m haritalar' (S ı ras ıyla toprakta azot, fosfor, ph, demir, çinko ve elektriksel konduktivite (EC) da ğı l ı m haritalan-2002 y ı l ı )

7 TÜRKER, U. ve I. GÜÇDEM İ R, "Atatürk Orman Çiftli ğinde nadas-tah ı l sisteminde ölçekli alansal de'ğ işkenliğ in 311 hassas tar ı m teknolojilerinden yararlanarak belirlenmesi üzerine bir ara şt ı rma" çal ışmada alan ı n yabanc ı ot dağı l ı m ı türler baz ında tespit Çizelge 3. Toprak parametreleri istatistiksel de ğerlendirmeleri edilmi ş ve arazideki yabanc ı ot popülasyonu da ğı l ı m haritas ı olu şturulmu ştur. Örnek popülasyonunda örnek de ğerlerinin ortalama etraf ı ndaki da ğı l ı m ı önemli bir de ğ işkenlik ölçümüdür. lama etraf ındaki yay ı l ı m ı n diğer ölçümleri ise aral ı k ve de ğ işkenlik katsay ıs ıd ır. Aral ı k değerinin artmas ıyla standart sapma ve de ğ i şim katsay ısı da o oranda artar. Daha büyük değ işim katsay ısı (CV) değerleri, daha CV değerlerinden daha fazla de ğ i şkenlik gösterir. Mc.Bratney ve Webster (1986) taraf ından de ğ i şkenlik katsay ı s ı (CV) toprak özellikleri için şu aral ı klarda s ı nifland ı r ı l ı r: >35 Yüksek de ğ işkenliği verir. Buna göre Atatürk Orman Çiftli ği çal ışma alan ında bu ğday veriminin de ğ işkenli ği yüksek, yabanc ı ot değ işkenlik katsay ı s ı 24.2 ile orta düzeydedir. Arazideki yaray ış l ı fosfor ve çinko da ğı l ı m ı s ıras ıyla ve gibi yüksek bir değ işkenlik göstermesine kar şı l ık, toplam azot, potasyum, organik madde ve toplam tuz s ı ras ıyla 20.22, 29.11, ve ile orta de ğ i şkenlik göstermi şlerdir. Di ğer maddelerin de ğ i şkenlik katsay ı lar ı değerlerdedir. Bitkilerde mevcut olan besin maddeleri konsantrasyonlar ı n ın değerlendirilmesinde Reuter ve Robinson (1986)'n ın çizelgesinden yararlan ı lm ışt ı r. Toprak ve bitki analizlerinin ve yabanc ı ot popülasyonunun genel istatistiksel de ğerlendirmeleri SPSS istatistiksel program yard ı m ıyla yap ı lm ışt ı r. Toprak, bitki analizleri, yabanc ı ot popülasyonunun genel istatistiksel de ğerlendirmeleri ve verim ile kar şılaşt ı rma sonuçlar ı s ıras ıyla Çizelge 3 ve Çizelge 4`de verilmi ştir. Atatürk Orman Çiftli ği çal ışma alan ı için toprak, bitki değ i şkenleri ve verim aras ı ndaki ili şkinin do ğrusal model uyumlu oldu ğu bir istatistik program ında test edilmi ş ve grafiksel olarak da de ğerlendirilmi ştir. Yap ılan grafiksel model seçimi analizleri exponansiyel, logaritmik, ters (inverse), quatratik modellerle, lineer model aras ı nda kayda de ğer farkl ı l ık olmad ığı n ı göstermi ştir. Verim ve topraktaki ba ğı ms ız değ işkenler aras ında, yap ı lm ış olan çoklu do ğrusal regresyon modeli sonucunda, Sig.F= 0.04'lük önemlilik derecesinde do ğrusal bir ili ş ki belirlenmi ştir (Çizelge 5). Ayn ı şekilde verim ve bitkideki ba ğı ms ız değ işkenler aras ında, yap ı lm ış olan çoklu doğrusal regresyon modeli sonucunda, Sig.F= 0.096' l ı k önemlilik derecesinde zay ıf da olsa do ğrusal bir ili ş ki belirlenmi ştir (Çizelge 6). Bir çok değ i şkenin örnek populasyon aral ığı ekstrem de ğerlere ula şmad ığı ndan doğrusal modele uyum gösterdi ği gözlenmiştir. Bu analiz sonucu toprakta ele al ınan tüm de ğ işkenlerin birlikte yerime etkisi oldu ğu sonucuna var ı lm ışt ı r. De ğ i şkenliğin yan ında ortalama de ğerlerde direk olarak toprakta bulunan maddelerin olmas ı gereken seviyelerde olup olmad ığı n ı da bize vermektedir. Topraklarda çinkonun 0.5 ppm seviyesi kritik de ğer olarak kabul edilmektedir (Mengel ve Kirkby 1981). Değ i ş kenler lama CV Verim (t/ha) Yabanc ı ot Ec (ds/m) Toplam tuz % Nem ph Organik mad. (%) % N P2O5 Kg/Da K2O Kg/Da Fe-Ppm Cu-Ppm Zn-Ppm Mn-Ppm E Std. sapma E E Değ iş - kenlik derecesi Yüksek Yüksek yüksek Std.S: Standart Sapma ve CV ( Coeficient Variation): De ğ işkenlik katsay ıs ı Örnekleme noktalar ındaki verim de ğerleri dikkate al ınarak yap ı lan CV hesab ında sonuç gibi bir de ğer gösterirken tüm verim de ğerleri hesaba kat ılarak elde edilen CV değeri %41.91 gibi daha yüksek bir de ğ işkenlik göstermi ştir. Bu da popülasyon say ı s ı ve de ğerler aras ındaki aral ıklarla do ğru orant ı l ı olarak beklenen bir sonuçtur. Çizelge 4'de verilmi ş olan bitki yapraklar ı ndaki besin maddeleri konsantrasyonlar ı dikkate al ı nd ığı nda, potasyum, demir ve bak ı r değerlerinin yüksek oldu ğu, buna kar şı l ı k yapraklardaki çinko içeri ğinin dü şük ve azot, fosfor ve mangan de ğerlerinin orta seviyede de ğ i şkenlik gösterdi ği tespit edilmi ştir (Çizelge 4). Atatürk Orman Çiftli ğ i çal ışma alan ı toprak, bitki ve verim verilerinin korelasyon ve regresyon analizleri de yap ı lm ışt ır. Sonuçlara göre verim ile yabanc ı ot popülasyonu aras ı nda negatif yönde do ğrusal bir ili ş ki vard ır. Yabanc ı ot popülasyonunun yüksek yo ğunlukta oldu ğu yerlerde verim dü şük gözlenmi ştir. Ayr ıca demir (Fe), Elektriksel kondüktivite (EC), fosfor, toplam tuz ile de de ğ i şen anlaml ı l ı k düzeylerinde do ğ rusal ili şki tespit edilmiştir. Çizelge 4. Bitki parametreleri istatistiksel de ğerlendirmeleri Değ i şkenler lama CV Std. Sapma Değ i şkenlik derecesi Verim (t/ha) %N %P %K Fe ppm Cu ppm Zn ppm Mn ppm E E yüksek Yüksek yüksek yüksek Küçük

8 312 TARIM BILIMLERI DERGISI 2004, Cilt 10, Say ı 3 Çizelge 5. Toprak parametreleri çoklu regresyon modeli özeti (AOÇ) R R kare De ğ i şim istatisti ğ i F Df1 Df2 Sig.F değ i şim değ i şimi Ba ğı ms ız De ğ işkenler: Mn ppm, Toptuz, %Nem, EC, Fe ppm, K20, Zn ppm, Cu ppm, Yabanc ı ot, N (%), P 205, Organik madde, ph ve Ba ğı ml ı değ i şken: Verim verimde büyük de ğ işkenlikler görülmü ştür. Çal ışma alan ı n ın baz ı k ı s ı mlar ında yüksek yerime ula şı l ırken, baz ı k ı s ımlarda ortalaman ın alt ında kal ı nm ışt ı r. Hassas tar ı m tekni ği kullan ılarak yap ılan bu çal ışma sorulara yan ıt aranmas ında toprak ve bitki örneklerinin analizleri ile verimde etkili olan baz ı parametrelerin hassas bir şekilde belirlenmesine ve buna göre optimum girdi kullan ı lmas ı na imkan verecek uygulama haritalar ı n ın geli ştirilmesine olanak sa ğlam ışt ı r. Çizelge 6. Bitki parametreleri çoklu regresyon modeli özeti (AOÇ) R kare F Sig.F R De ğ i şim Df1 Df2 değ i ş im değ i şimi istatisti ğ i Ba ğıms ız değ i şkenler: EC, K2O, Zn ppm, Yabanc ı ot, Fe ppm, Cu ppm, Mn ppm, P205 Ba ğı ml ı Değ işken: Verim Sonuç Bu sonuçlardan ve haritalardan yararlanarak arazi üzerinde önemli değ işkenlik gösteren fosfor, çinko gübrelemesi ve ilaçlama arazide de ğ i şken oranl ı uygulanarak (variable rate application) hem verim art ışı, hem de girdilerden önemli ölçüde tasarruf sa ğlanabilir. Bu amaçla arazide de ğ i şken oranl ı uygulamaya dönük gübre ve ilaç uygulama haritalar ı da haz ı rlanm ışt ı r. Buna göre fosfor uygulanmas ına ihtiyaç gösteren alan tüm alan ı n yakla şı k %30 'una tekabül etmektedir. Geleneksel uygulama ile tüm alana verilen fosforlu gübre miktar ı 770 kg DAP olmu ştur. Hassas tar ım uygulamalar ında ise bu miktardan Atatürk Orman Çiftli ği çal ışma arazisi için yakla şık dörtte bir oran ında gübre tasarrufu sağlanabilece ği görülmüştür. Gübre tasarrufu sa ğlan ı rken hiçbir şekilde üründen bir kay ıp söz konusu olmamaktad ı r. Burada unutulmamas ı gereken nokta uygulama alan ın ı n en az üç y ıl süreyle izlenmesi gere ğidir. Benzer şekilde zirai mücadele uygulamalar ı n ı n eldeki veriler kullan ılarak üç farkl ı mücadele yöntemi belirlenmi ştir. Bu uygulama şekli ile toplam alan ın sadece yakla şı k %35 'inan ilaçlanmas ı gerekmektedir. Benzer sonuçlar çal ışman ı n yürütüldü ğü diğer farkl ı bir tar ı msal arazide de elde edilmi ştir. Bu uygulamalar ın daha fazla kullan ı lmalar ı optimum bir gübre kullan ı m ı ve zirai mücadele imkan ı sa ğ layacakt ı r. Tüm araziyi, tamamen ayn ı oranl ı (homojen-da ğı l ı m) gübrelemek, arazinin farkl ı noktalar ı n ın iste ğ ini karşılamamakta, baz ı noktalar gere ğinden fazla, baz ı noktalar ise az gübre alabilmektedir. Ayn ı şey ilaçlama içinde geçerlidir. Bu hem çevreye olumsuz etki etmekte, hem de ekonomik olmamaktad ı r. Atatürk Orman Çiftli ği arazisinde elde edilen verim sonuçlar ı arazinin % 50'ye yak ın k ısm ı n ı n ortalama verimin alt ında kald ığı n ı göstermi ştir. Çal ışma alanlar ı nda Kaynaklar Blackmore, S An information system for precision Agriculture. Brighton Conference Pests and Diseases. November Earl, R., P. N. Wheeler, B. S. Blackmore and R. J. Godwin, Precision farming- The Management of variability. The Journal of the Institution of Agricultural Engineers. Vol.51 no.4 pp Johnson, C. E., R. L. Schafer and S. C. Young, Controlling agricultural machinery intellegently. Procedings of the National Conference on Agricultural Electronics Applicati ı ons, pp American Society of Agricultural Engineers, St Joseph, MI, USA. Güçdemir, İ., U. Türker, İ. Gedikoğ lu, Ç. Arcak ve K. Karuç, Toprak kaynaklar ı n ın geli ştirilmesinde hassas tar ı m teknolojilerinin uygulanmas ı. Trakya Toprak ve Su Kaynaklar ı Sempozyumu. T.C. Ba şbakanl ı k Köy Hizmetleri Genel Müd. Sayfa , K ı rklareli. Mc. Bratney, A. B. and R. Webster, Choosing Functions for Semivariograms of Soil Properties and Fitting them to Sampling Estimates. Journal of Soil science, 37, ,1986. Mengel, K. and E. A. Kirkby, Principles of Plant Nutrition.International Potash Institute. P. O. Box, CH Worblaufen- Bern/ Switzerland. Reuter, D. J. ve J. B. Robinson, Plant Analysis. An Interpretation Manuel. Inkata Press, Melbourne- Sydney. Stafford, J. V. ve P. C. H. Miller, " Spatially selective Application of Herbicide to Cereal Crops" Computers and Electronics in Agriculture, 9, p Elsevier Science Publishers. Stafford, J. V Implementing Precision Agriculture in the 21 5` century. J. Agric. Engng. Res. 76, Wilson, B. J. and J. L. Scott, Population trends of arena fatua and Alepecuras myosurooides on commercial arable and dairy farms. Proceedings British Crop Protection Conference- weeds, İ leti şim adresi: Ufuk TÜRKER Ankara. Üniv. Ziraat Fak. Tar ı m Makinalar ı Bölümü-Ankara Tel: Fax: uturker@agri.ankara.edu.tr