Prof. Dr. Attila Yazar 1, Doç. Dr. S. Metin Sezen 2, Dr. YeĢim Bozkurt Çolak 2

Transkript

1 Akdeniz Ġklim KoĢullarında Buğday ve Quinoa Bitkilerinin Drenaj Suyu ile Sulanması Supplemental Irrigation of Wheat and Quinoa Using Drainage Canal Water under the Mediterranean Environmental Condition Prof. Dr. Attila Yazar 1, Doç. Dr. S. Metin Sezen 2, Dr. YeĢim Bozkurt Çolak 2 1 Çukurova Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Tarımsal Yapılar ve Sulama Böl. Adana 2 Bahçe Kültürleri Araştırma İstasyonu Tarsus Toprak Su Kaynakları Lokasyonu, Tarsus, Mersin International conference on SUSTAINABLE WATER USE FOR SECURING FOOD PRODUCTION IN THE MEDITERRANEAN REGION UNDER CHANGING CLIMATE (10-15 March, 2013-Agadir/Morocco)

2 SWUP-MED PROJESĠ SUSTAINABLE WATER USE FOR SECURING FOOD PRODUCTION IN THE MEDITERRANEAN REGION AB YEDĠNCĠ ÇERÇEVE PROGRAMI TEMA 2 kapsamında AKDENĠZ BÖLGESĠ KURU ALANLARINDA GIDA GÜVENLĠĞĠ ĠÇĠN SÜRDÜRÜLEBĠLĠR SU YÖNETĠMĠ isimli proje üniversite ve araģtırma kurumlarında görevli 8 farklı ülkeden: Danimarka, Suriye, Portekiz, Ġtalya, Ġngiltere, Mısır, Fas, Türkiye ve Avustralya araģtırmacıların katılımı ile devam etmektedir. Bu kapsamda ülkemizde yürütülen çalıģma Prof. Dr. Attila YAZAR sorumluluğunda Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarımsal Yapılar ve Sulama Bölümü, Alata Bahçe Kültürleri AraĢtırma Ġstasyonuna ait Tarsus Toprak Su Lokasyonunda ve Doğu Akdeniz AraĢtırma Enstitüsünde yürütülmüģtür.

3 1 GİRİŞ Günümüzde hızlı nüfus artıģı, doğal kaynakların hızla kirlenmesi, küresel ısınma ve iklim değiģikliği su kaynaklarına olan baskıyı giderek artırmaktadır. Artan nüfusun gıda güvenliğini sağlamak amacıyla tarımsal üretimin sürdürülebilir bir Ģekilde artırılması ve mevcut sınırlı kaynakların en verimli Ģekilde kullanılması gerekmektedir. Temiz su kaynaklarının büyük bölümünü tarımsal ürünlerin sulanmasında kullanan ülkelerde, tuzlu suların tarımda kullanılması gibi seçeneksel su kaynaklarının değerlendirilmesi, gelecek için çok önemli bir konudur.

4 GİRİŞ Küresel ısınma ve iklim değiģimine karģı alınacak önlemler arasında kuraklık stresine dayanıklı bitki çeģitlerinin geliģtirilmesi de yer almaktadır. Yüksek besin değerine sahip olmasının yanı sıra kuraklık, don, tuzluluk gibi olumsuz koģullara dayanıklılığı ile quinoa (Chenopodium quinoa Willd) tüm dünyada ilgi gören bir bitkidir. Quinoa, gıda güvenliğini sağlamada BirleĢmiĢ Milletler Gıda ve Tarım Örgütü (FAO) tarafından yüzyılın bitkisi olarak nitelendirilmiģtir.

5 Quinoa (Chenopodium quinoa Willd) Anavatanı: Güney Amerika nın And Bölgesi. Kazayağı familyasındandır, sirken, ıspanak ve Ģekerpancarı ile akrabadır. Peru, Bolivya, Ekvator ve ġili platolarında yıldır yetiģtirilen ve bölge halkının temel besin kaynağı olan bir dane bitkisidir.

6 Biyolojik Özellikleri C3 (karbon 3) bitkiler grubunda yer alır. Çift çenekli tek yıllık tahılsı bir bitkidir. Bitki boyu m uzunluğa kadar büyüyebilir (ort: m). DallanmıĢ veya dallanmamıģ kalın, dik odunsu bir gövdeye sahiptir.

7 Bir ana kökten oldukça dallı bir sisteme doğru geliģen kök sistemi bitkiyi kuraklığa karģı dayanıklı kılar. Bitki tepesinde küçük çiçeklerden oluģan bir panikül (birleģik salkım) ile sonlanır. Her bir çiçek bir tohum oluģturur.

8 Quinoanın Kullanım Alanları Quinoa; Ġnsan Beslenmesinde, Hayvan Beslemede, Kozmetik Sanayinde

9 Besin Değeri Quinoa insan beslenmesi açısından oldukça zengin bir gıdadır. FAO tarafından yapılan karģılaģtırmalarda protein içeriğinin ve kalitesinin yaygın olarak kullanılan tahıllara göre çok daha yüksek olduğu ortaya çıkmıģtır. Quinoa gluten içermemektedir.

10 Çizelge 1. Quinoa Danelerinin Besin Ġçeriğinin Diğer Tahıllarla KarĢılaĢtırması Ürün Kuru Ağırlık Yüzdesi, % Su Protein Yağ Karbonhidratlar Lif Kül Quinoa Arpa Karabuğday Mısır Akdarı Yulaf Pirinç Çavdar Buğday

11 AMAÇLAR Bu çalıģmanın temel amaçları: -Akdeniz bölgesinde drenaj suyu kullanarak yapılacak tamamlama sulamaların buğday ve quinoa bitkilerinde verim, verim bileģenleri ve su kullanım randımanı üzerine etkilerini belirlemek. -Farklı sulama programları altında su kullanım (WUE) ve sulama suyu kullanım randımanlarını (IWUE) değerlendirmek.

12 2 Materyal ve Method Deneme yeri Buğday çalıģması yılları arasında Tarsus Toprak ve Su Kaynakları Lokasyonunda yürütülmüģtür. Quinoa çalıģması, 2012 yılı içerisinde Tarsus Toprak ve Su Kaynakları Lokasyonunda yürütülmüģtür.

13 Toprak Özellikleri ÇalıĢma alanının toprağı oldukça yüksek su tutma kapasitesine sahip, Arıklı Siltli-killi-tınlı sınıfındadır. Toprak profilinin kimi fiziksel ve kimyasal özelikleri Tablo 1 de verilmiģtir. Tablo 1. Toprak profilinin kimi fiziksel ve kimyasal özelikleri Derinlik(cm) Toprak Özellikleri Doygunluk (%) ph Tuzluluk(dS/m ) CaCO 3 (%) Kum(%) Kil (%) Silt (%) Bünye sinifi Kil Kil Kil Kil Tarla kapasitesi (%) Solma noktası (%) Hacim ağırlığı (g/cm 3 ) N (%) K 2 0 (kg/ha) P (kg/ha) 54.3 Organik madde (%) 1.73

14 Ġklim Yıllık yağıģ, Kasım ayından mart ayına kadar olup, ortalama 550 mm dir. Akdeniz bölgesinde kuru alanda üretim büyük oranda yağıģın miktarına ve mevsim içerisindeki dağılımına bağlı olmaktadır. YağıĢ miktarı 2011 ve 2012 büyüme döneminde uzun yıllık değerlerden daha yüksektir ġekil 2. Uzun yıllık ve deneme yıllarına iliģkin yağıģ miktarları

15 Su Kalitesi Drenaj kanalından sağlanan sulama suyu C2S1 sınıfında olup, ph değeri 7.1 ve ortalama sulama suyu elektrik iletkenlik (EC) değeri ds/m arasında değiģmiģtir.

16 BUĞDAY: Tarımsal iģlemler ÇalıĢmada Adana 99 ekmeklik buğday çeģidi kullanılmıģtır. Ekim tarihi yıllara göre 2 Aralık 2008; 12 Ocak 2009; 24 Kasım, 2010; 29 Kasım 2011 dir. Buğday tohumu 250 kg/ha dozunda 5 cm derinliğe, 18 cm sıra aralığında mibzerle ekilmiģtir. Gübre uygulamaları toprak analiz sonuçlarına göre tüm konulara eģit olarak uygulanmıģtır. Ekimde 80 kg/ha saf azot dozunda %33 amonyum nitrat formunda uygulanmıģtır. Üst gübre ise kardeģlenme döneminde 155 kg/ha dozunda %46 üre formunda uygulanmıģtır.

17 Buğday: Deneme deseni Bu çalıģmada drenaj kanalından sağlanan sulama suyu kullanılması planlanmıģtır. Birinci sulama programında 75 mm çiçeklenme ve 75 mm dane dolum döneminde sulama programı, ikinci sulama programında ise sadece çiçeklenme döneminde 75 mm sulama programı öngörülmüģtür.

18 Buğday deneme deseni ÇalıĢmada tek lateral deneme deseni kullanılmıģtır. AraĢtırmada beģ farklı sulama düzeyi oluģturulmuģtur. Sulama düzeyleri: - tam sulama(i1), - kısıntılı sulama (I2, I3, I4) ve - susuz konudur(i5). ġekil 2. Tek lateral yağmurlama deneme deseni

19 Buğday: Hasat ve ölçümler Buğday hasatı - 2 Haziran Haziran Haziran Haziran 2012 Verim, Verim bileģenleri (m 2 de baģak sayısı, 1000 dane ağırlığı, bitki boyu, hasat indeksi, baģakta dane sayısı ve baģak boyu).

20 Quinoa: Deneme deseni Sulama aralığı 7 gün olup, 60cm toprak derinliğindeki eksik nem (laterale en yakın konu (I1)) tarla kapasitesine tamamlanmıģtır. Denemede tek lateral yağmurlama sistemi kullanılmıģtır. ġekil 2. Tek lateral yağmurlama deneme deseni

21 Quinoa: Tarımsal ĠĢlemler ÇalıĢmada 2 farklı ekim zamanı (Normal ve Geç ekim) ele alınmıģtır. - Normal Ekim Zamanı: 11 Nisan Geç Ekim Zamanı: 30 Nisan 2012 AraĢtırmada Chenopodium quinoa Willd. L Titicaca çeģidi kullanılmıģtır. Quinoa tohumları sera içerisinde viyollerde çıkıģ sağlanarak, yaklaģık 3 hafta içerisinde parsellere dikimi yapılmıģtır. Dikim: 20 cm sıra üzeri, 50 cm sıralar arası.

22 Quinoa: Tarımsal iģlemler Gübre: Ekimde 70 kg/ha dozunda kompoze gübre ( ) uygulanmıģtır. Üst gübre: 15 Mayıs 2012, 50 kg/ha dozunda, üre (46 % N) formunda uygulanmıģtır. Hasat tarihi: 10 Temmuz 2012 (Normal ekim)- 20 Temmuz, 2012 (geç ekim). Buğday da toprak nem ölçümleri 14 gün; quinoa bitkisinde ise 7 gün aralığında 90 cm toprak profilinde nötronmetre ile ölçülmüģtür. Ölçümler ekimden hasat tarihine kadar devam etmiģtir.

23 3 SONUÇLAR (Buğday) ÇalıĢmada 2009, 2011 ve 2012 yıllarında yağıģ miktarı uzun yıllık yağıģ miktarından fazla olduğundan tamamlama sulama yapılamamıģtır deneme yılında ise drenaj kanalında yeterli sulama suyu sağlanamamıģtır.

24 Tablo 2. Buğday verim ve verim bileģenleri ÇeĢit: Adana Dane verimi, kg/ha Hasat indeksi, % dane ağırlığı, g m 2 deki baģak sayısı BaĢak boyu, cm 8,86 7, BaĢakta dane sayısı 46, Dane ağırlığı, g 1,89 1, Bitki boyu, cm Ortalama dane verimi 7240 kg/ha ile 8674 kg/ha arasında; hasat indeksi 35 ile 39 %; bitki boyu 95 ile 119 cm arasında değiģmiģtir. Verim bileģenlerinden 1000 dane ağırlığı g; m 2 deki baģak sayısı 478 ile 684 arasındadır.

25 Yaprak Alan Ġndeksi (LAI) Yaprak Alan Ġndeksi (LAI) genelde en yüksek değerler çiçeklenme döneminde elde edilmiģtir. LAI LAI, m2/m LAI, m2/m ,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, Tarsus Wheat LAI Date Date 4,5 4 3, ,5 2 1,5 1 0,5 0 ġekil LAI nin mevsimsel değiģimi Date

26 Kuru Madde Miktarı ÇalıĢmada en düģük kuru madde miktarı 2010 yılında elde edilmiģtir. Özellikle çiçeklenme ve dane dolum döneminde yetersiz yağıģ bitki sulama suyu gereksinimini karģılayamamıģtır. DM (g/m2) Dry Matter Yield, g/m ġekil Kuru madde miktarının mevsimsel değiģimi Dry Yield, g/m Dry Matter Yield, Tarsus Date Date Date

27 3 SONUÇLAR (Quinoa) Tablo 3. Quinoa bitkisinde konulara iliģkin sulama suyu, su tüketimi, verim, WUE, IWUE Ekim Zamanı 11 Nisan (Normal) 30 Nisan (Geç) Konular ET, mm I, mm Verim, kg/ha WUE, kg/m 3 IWUE, kg/m 3 I I I I I 5 (susuz) I I I I I 5 (susuz)

28 Table 4. Quinoa bitkisinde konulara göre bitki ve dane verim değerleri Ekim tarihi Konular Bitki boyu, cm Bitki ağırlığı, g/bitki Dane verimi, g/bitki 1000 dane ağırlığı, g Normal Geç I (A) (A) 63.8 (A) 3.03 (n.s.) I (B) (AB) 57.7 (AB) 3.10 (n.s.) I (B) 83.1 (BC) 45.5 (B) 3.11 (n.s.) I (BC) 71.3 (CD) 41.1 (B) 3.27 (n.s) I (C) 40.8 (D) 22.1 (C) 3.29 (n.s.) I (A) 64.9 (A) 26.1 (A) 2.62 (n.s.) I (AB) 55.7 (A) 23.4 (A) 2.67 (n.s.) I (BC) 54.5 (A) 22.5 (A) 2.75 (n.s.) I (C) 38.6 (B) 15.9 (B) 2.72 (n.s.) I (D) 25.5 (C) 11.0 (B) 2.79 (n.s.)

29 Yield, kg/ha Normal planting Late Planting y = x R² = y = x R² = ET, mm ġekil 9. Quinoa bitkisinde ET-Verim iliģkisi

30 Yield, kg/ha Normal planting Late planting y = x x R² = y = x x R² = Irrigation amount, mm ġekil 10. Quinoa bitkisinde sulama suyu-verim iliģkisi

31 Soil water contenti, mm/60cm Soil water contenti, mm/60cm NORMAL EKĠM: Toprak su içeriği 60 cm toprak profilinde DAP 20 den DAP 90 a kadar tüm konularda azalmıģtır. Sadece tam sulama konusunda (I1) kullanılabilir nemin %40 düzeyinin üzerinde kalmıģtır. GEÇ EKĠM: I1 ve I2 konularında su içeriği %40 kullanılabilir nemin üzerinde kalmıģtır. a) I1 I2 I3 I4 I5 Field capacity %40 AW Wilting point Days after planting, days I1 I2 I3 I4 I5 Field capacity %40 AW Wilting point 120 b) Days after planting, days Figure 11. Normal ve geç ekimde konulara iliģkin toprak su içeriğinin mevsimsel değiģimi

32 4 Sonuçlar ve Öneriler Buğday Akdeniz Bölgesinde genellikle kuru koģullarda yetiģirken, bitkinin kritik geliģme dönemlerinde yetersiz yağıģ verimi önemli ölçüde azaltmaktadır. Bu dönemlerde yapılacak sulamalar verimde önemli düzeyde artıģ sağlayabilir. Quinoa bitkisinde ekim zamanı, yağmurlama sulama sistemi ile uygulanan sulama suyu miktarı ve bitki su tüketimi değerleri yüksek verim elde etmek için oldukça önemlidir. Dane verimi uygulanan sulama suyu miktarı, toprak profilindeki nem değiģimi ve yağıģ miktarına bağlı olarak değiģmiģtir. En yüksek verim normal ekimde 6380 kg/ha ile tam sulama konusundan (I1) elde edilmiģtir.

33 Ekim zamanı toplam verimi etkilerken, kısıntılı sulama konuları ise dane ağırlığını olumsuz etkilemiģtir. Buradan kısıntılı sulama konuları quinoa bitkisinde tek lateral yağmurlama sisteminde önerilmemektedir. Buğday ve quinoa bitkileri drenaj kanalından sağlanan sulama suyu tuzluluğuna orta derecede tolerans gösterdiğinden, güvenle kullanılabilir. KıĢ yağıģları toprak profilinde biriken tuzları yıkamak için yeterli olduğundan, herhangi bir tuzlanma zararı görünmez. Quinoa bitkisinde verim ve verim bileģenleri, WUE değerleri ekim zamanı ve farklı sulama düzeylerinden önemli derecede etkilenmiģtir. Konulara iliģkin verimdeki, WUE değerlerindeki farklılıklar ekim zamanında düģen yağıģ miktarının dağılımına bağlı olarak değiģmiģtir.

34

35

36

37

38

39 TEġEKKÜR EDERĠM