Ankara Koşullar ında Yoncan ın Su Tüketimi

Transkript

1 TRIM BiLIMLERI DERGISI 1999, 5 (1), nkara Koşullar ında Yoncan ın Su Tüketimi M. Fatih SELENY1 bdullah KDYIFCI 1 Geliş Tarihi: özet: Köy Hizmetleri nkara ra şt ırma Enstitüsünde, 1995 ve 1996 y ı llar ı nda, yoncan ı n bitki su tüketimleri tartil; lizimetrede ölçülmü ş ve baz ı k ısa periyotlu tahmin yöntemleri ile hesaplanan de ğerlerle kar şı laşt ı nlm ışt ı r. Sonuçta, deneme ko şullar ı için yonca bitkisinde sulama zaman ı planlanmas ı nda bitki su tüketiminin tahmininde kullan ı labilecek en sağ l ı kl ı yöntemin Jensen-Haise yöntemi oldu ğu belirlenmiştir. nahtar Kelimeler: Yonca (Medicago sativa), bitld su tüketimi, bitki su tüketimi tahmin yöntemleri Evapotranspiration of lfalfa for nkara Conditions bstract: The evapotranspirations of alfalfa crop in weighting lysimeter in nkara Research Institute of Village ffairs measured during the years of 1995 and 1996, and the measured vaiues vvere compared with the values calculated by some sort periodically estimating methods of evapotranspiration. s a result, the most reliable estimation method of evapotranspiration which could be used for irrigation scheduling of sunflower were found as Jensen-Haise method. Key Words: lfalfa (Medicago sativa), evapotranspirat ıon, estimating methods of evapotranspiration Giri ş Bitki yapraklanndan atmosfere olan terleme ile toprak yüzeyinden olan buharla şmay ı içeren bitki su tüketimi, toprak nem azalmas ın ın değerlendirilmesinde, ba şka bir deyi şle, sulama sistemlerinde belirli bir alana verilecek sulama suyu miktar ı, sulama zaman ı ve sulama aral ığı nm belirlenmesinde kullan ılan önemli bir etmendir (Korukçu ve Y ı ld ı r ı m 1981). Bitki su tüketimi; tank ve lizimetreler, tarla deneme parselleri, topraktaki nem azalmas ın ın denetimi ve havzaya giren-ç ıkan ak ışın ölçülmesi gibi yöntemlerle doğrudan ölçülebilmektedir. ncak bu yöntemler son derece sa ğl ı kl ı olmas ı na karşin, zaman alic ı ve pahal ı olduklar ı ndan, gerek sulama projelerinde proje alan ı sulama suyu ihtiyac ı n ın tahmininde, gerekse sulama zaman ı n ı n planlanmas ında uygulamada iklim verilerinden tahmin yöntemleri yayg ı n biçimde kullan ılmaktad ı r. Proje alan ı ortalama sulama suyu ihtiyac ı n ı n tahmininde uzun periyotlar (ayl ık yada mevsimlik), sulama zaman ı n ın planlanmas ında ise k ısa periyotlar (günlük, haftal ık yada on günlük) için bitki su tüketimi de ğerlerine gereksinim duyulmaktad ır. Birçok ara şt ırmae ı taraf ı ndan geli ştirilen k ısa ve uzun periyotlu bitki su tüketimi e şitlikleri Jansen (1974) ile Doorenbos ve Pruitt (1977) te özetlenmi ştir. Bu yöntemlerin ço ğunda, önce referans yada potansiyel bitki su tüketimi hesaplanmakta, elde edilen de ğer bitki katsay ıs ı (ke) ile düzeltilerek bitki su tüketimleri bulunmaktad ı r. Bitki su tüketimi tahmin yöntemleri, geli ştirildikleri bölgeden farkl ı iklirn ko şullar ına sahip bölgelerde, yörese! kalibrasyonlan yap ı lrnam ışsa, genellikle sa ğ likl ı sonuç vermemektedir (Christiansen 1968, Jansen ve ark. 1990). Hatta, ayn ı bölgede bitki cinsi de ğ iştiğinde yararlan ı lacak yöntem de farkl ı olabilmektedir. Bu nedenle birçok ara şt ı rmac ı, hangi bölgelerde hangi tahmin yönteminin kullan ı labileceğini saptamak amac ıyla çal ışmalar yapm ışlard ır. örneğin, Güney Florida'da U.S. Weather Bureau yönteminin (Stephens ve Stewart 1963), Nevada'da Oliver yönteminin (Behnke ve Maxey 1969), Ohio'da m ıs ır için radyasyon ölçümlerine dayal ı yöntemlerin (Parmele ve McGuinnes 1974), Kuzey Tayland'da çeltik için Penman yönteminin (Christiansen 1968) ve Israirde yonca için Kap Buharla şmas ı yönteminin (Lomas ve Schlesinger 1970), nkara ko şullar ında yap ı lan baz ı araştirmalarda ise şeker pancar ı için Jensen-Haise, Penman (FO) ve Kap Buharla şmas ı (FO) yöntemlerinin (Y ı ld ı r ı m 1992), ayçiçe ği, patates, yonca, m ısır, fasulye ve çilek için Penman (FO) ve Kap Buharla şmas ı (FO) yöntemlerinin (Hisarl ı 1988, kgün 1989), biber için Penman (FO) yönteminin (Orta 1997), taze fasulye için ' nkara Üniv. Ziraat Fak. Tar ımsal Yap ılar ve Sulama Bölümü -nkara

2 72 TRIM BILIMLERI DERGISI 1999, Cilt 5, Say ı 1 Kap Buharla şmas ı (FO) yönteminin (Y ı ld ı r ım 1994) ve ayçiçe ği için Christiansen-Hargreaves Kap Buharla şmas ı ve Jensen-Haise yöntemlerinin (Kaday ıfç ı 1996) daha sa ğ l ı kl ı sonuç verdi ği saptanm ışt ı r. Bu çal ışmada, nkara ko şullar ında yoncan ın su tüketimieri lizimetrede do ğrudan ölçülmü ş, elde edilen de ğerler baz ı k ısa periyotlu tahmin yöntemleri ile karşı la şt ı r ı lm ışt ı r. Materyal ve Yöntem Denemeler, 1995 ve 1996 y ı llar ında Köy Hizmetleri nkara ra şt ırma Enstitüsünde bulunan tart ı l ı lizimetrede yürütülmü ştür. ra şt ırma yerinin deniz seviyesinden yüksekliği m dir. Uzun y ıllar (25 y ıl) ortalamas ı, y ı ll ık s ıcakl ı k 11.2 C, ba'ğıl nem % 60, 2 m yükseklikteki rüzgar h ız ı 2.0 m/s, güne şlenme süresi 6.9 h/gün ve y ı ll ık toplam yağış mm dir. Deneme y ı llar ına ilişkin baz ı iklim elemanlar ın ın on günlük ortalama de ğerleri Çizelge 1 de verilmi ştir. Lizimetre tank ı 10 mm lik çelik saçtan yap ı lm ış 200 cm çap ında ve 155 cm yüksekli ğinde bir siiindirdir. Tankta monolit olarak bulunan toprak, kahverengi toprak grubunu temsil etmektedir. Lizimetre topra ğı n ın sulama yönünden önemli baz ı fiziksel özellikleri Çizelge 2 de görülmektedir. Sulama program ı, 120 cm toprak derinli ğinde kullan ılabilir su tutma kapasitesinin /0 50 si tüketildi ğinde mevcut toprak nemi tarla kapasitesine getirecek biçimde uygulanm ışt ır. Sulamalar ya ğmurlama yöntemiyle yap ılm ışt ır. Lizinnetre ve çevresindeki yonc,alar % 10 çiçeklendi ğinde biçim yap ılm ışt ı r. Tart ı l ı lizimetrede a ğı rl ık değ i şimleri 10 dakikal ı k aral ıklarla.bilgisayarda kaydedilmi ştir. Günlük olarak kaydedilen ya ğış, sulama suyu, drene olan su, biçim miktar ı ve lizimetrede a ğı rl ık değişimi değerleri su bütçesi e şitliği kullan ılarak yoncan ı n gerçek su tüketimi elde edilmi ştir. Bununla birlikte Çizelge 1'de verilen iklim parametrelerinden yararlan ı larak baz ı k ısa periyotlu tahmin yöntemleri ile referans yada potansiyel bitki su tüketimleri hesaplanm ış ve gerçek de ğerlerle kar şılaşt ı r ılarak yöre için en uygun bitki su tüketimi tahmin yöntemi saptanm ışt ı r. Cizelge 1. Deneme alan ı na ili şkin 1995 ve 1996 y ı llar ı na ait baz ı iklim elemanlar ı n ı n on günlük ortalamalan Nisan 2 May ıs Haziran 2 3 ylar Temmuz ğustos 2 3 Eylül 2 3, ı ı ı Iklim elemanlar ı y ı l ı Yağış (mm) Ort. S ıcakl ı k (0C) Mak. S ıcakl k (0C) ' ' O O 8 O Min. S ıcakl ı k (0C) Ort. ba ğ!! nem (%) O 2 7 Mak. Bağ l ı nem (%) O O Min. bağ l nem (%) Rüzgar h ızr (mls, 2 m) Güneşlenme süresi (h) * Buharla şma (mm/gün) y ı l ı Yağış (mm) Ort. s ıcakl ı k (0C) Mak. Sicakl k (0C) O O Min. S ıcakl ı k (0C) Ort. ba ğıl nem (%) O O O O Mak. ba ğı l nem (%) O Min. ba ğı l nem (%) O 1 4 O O Rüzgar h ızı (m/s, 2 m) O Güneşlenme süresi (h) Buharla şma (mmigun) O Ekim 2

3 SELENY, M. F. ve. KDYIFÇ1, "nkara ko şullar ı nda yoncan ı n su tüketimi" 73 Çizelge 2. Deneme alan ı topraklar ı n ın baz ı fiziksel özellikleri Profil Hacim Tarla Solma Kullan ı labilir derinli ğ i a ğı rl ığı kapasitesi noktas ı su tutma (cm) (g İcm3) (%) (%) kapasitesi (mm) , Göz önüne al ı nan bitki su tüketimi tahmin yöntemleri; Penman (P-FO) ve Kap Buharla şmas ı (-FO) yöntemlerinin FO modifikasyonlan ile Jensen-Haise (J-H), Penman-Monteith (P-M), Hargreaves (H) ve Chistiansen- Hargreaves Kap Buharla şmasi (-CH) yöntemleridir (Doorenbos ve Pruitt 1977, Jensen ve ark. 1990, Smith 1991). Ölçülen bitki su tüketimi de ğerleri tahmin yöntemleri ile hesaplanan de ğerler birbirine oranlanarak bitki katsay ılari (kc) elde edilmi ştir (Doorenbos ve Pruitt 1977, Jensen ve ark. 1990). Deneme ko şullar ı için uygun bitki su tüketimi tahmin e şitliğinin belirlenmesinde üç pararnetre göz önüne al ınm ışt ır. Bunlar; 1. Ölçülen bitki su tüketimi (Eta) ile tahmin edilen referans (Etc) yada potansiyel (Etp) bitki su tüketimleri aras ı ndaki ili şkinin korelasyon katsay ısı (r), 2. Tahmin yöntemleri ile hesaplanan referans yada potansiyel bitki su tüketimi de ğerlerinin elde edildi ği e şitliğin gerçek bitki su tüketimi de ğerini mevsimlik kar şı lama yüzdesi (% Et) ve 3. Hata kareler ortalamas ı (RMS) dir. Bu de ğer aşağıdaki e şitlik ile hesaplanm ışt ır (Yurtsever 1984). RMS-e[(:D2 )infs E şitlikte; RMS: Hata kareler ortalamas ı, Ölçülen bitki su tüketimi de ğerleri ile tahmin edilen referans yada potansiyel bitki su tüketimleri aras ı ndaki farklar ın kareleri toplam ı ve n: Gözlem say ısıd ı r. De ğerlendirmede, hata kareler ortalamas ı (RMS) en küçük, kore ıasyon katsay ı s ı (r) en yüksek ve mevsimlik bitki su tüketimini karşılama yüzdesi (% Et) 1 e en yak ın olan tahmin yöntemi yada yöntemlerinin denerne ko şullar ı için daha sa ğ l ı kl ı sonuç verdi ği yakla şı m ı yap ı lm ışt ı r. Bununla birlikte önerilen yönteme ili şkin bitki katsay ıs ı (kc) değerleri grafıklendirilerek yonca bitkisi için genel bitki katsay ıs ı s ı n ı rlar ı belirlenmi ştir. Bulgular ve Tarti şma Tart ıli lizirnetrede ölçülen gerçek bitki su tüketimi değerleri ile tahmin yöntemleriyle hesaplanan referans yada potansiyel bitki su tüketimi de ğerleri onar günlük periyotlar halinde Çizelge 3 te verilmi ştir. Çizelgede, ayr ıca, on günlük periyotlar içerisinde uygulanan sulama suyu ve her biçimde elde edilen yonca miktarlar ı da yer almaktad ır. Çizelge 3 den izlenece ği gibi, 1995 y ı l ında mm, 1996 y ı l ı nda ise 1671 mm sulama suyu uygulanm ışt ır. Her iki y ılda 5 biçim yap ılmi ş ve lizimetre tank ı ndan ilk y ıl 52.4 kg, ikinci yil ise 46 kg yonca elde edilmiştir, Ölçülen gerçek bitki su tüketimi değerleri ile tahmin yöntemleriyle hesaplanan referans yada potansiyel bitki su tüketimi de ğerlerinin birbirlerine oranlanmas ıyla elde edilen bitki katsay ısı (kcj değerleri ise Çizelge 4 te görülmektedir. Bununla birlikte, uygun bitki su tüketimi tahmin yönteminin beiirlenmesinde dikkate al ınan parametrelere ili şkin değerler Çizelge 5 te rizetlenmi ştir. Çizelge 5 ten izlenece ği gibi, hata kareler ortalamas ı (RMS) en küçük, korelasyon katsay ıs ı (r) en yüksek ve mevsimlik bitki su tüketimini kar şılama yüzdesi ( /0 Et) 1 e en yakin olan tahmin yöntemi Jensen-Haise yöntemid ı r. Bu sonuçlara göre, deneme ko şullar ı için, yoncan ı n sulama zaman ı planlanmas ında bitki su tüketiminin tahmininde Jensen-Haise yönteminin kullan ı lmas ı önerilebilir. nkara koşullar ında daha önce yap ılan baz ı ara şt ırma sonuçlar ı da bu yöntemin yöre için sa ğ l ı kl ı sonuçlar verdi ğini doğrulamaktad ır (Y ı ld ı r ım 1992, Kaday ıfç ı 1996). Deneme y ı llar ına ilişkin yonca bitkisi için Jensen- Haise yöntemiyle hesaplanan kc bitki katsay ı lan grafıklendirilerek minirnum, ortalama ve maksimum de ğerleri Şekil 1 de sunulmu ştur. Şekilden de görülece ği üzere minimum kc 0.80, ortalama kc 1.20 ve maksimum kc 1.60 d ır. yn ı değerler Doorenbos ve Pruitt (1984) te kurak bölge ve hafif-orta rüzgar ko şullar ı için s ıras ıyla 0.40, 0.95 ve 1.15, şiddetli rüzgar ko şullar ı için ise s ıras ıyla 0.30, 1.05 ve 1.25 olarak verilmi ştir. ra şt ırma sonucunda Jensen-Haise yöntemiyle elde edilen de ğerler Doorenbos ve Pruitt (1984) te verilen de ğerlerden daha yüksektir. Söz konusu bu durum bitkinin farkl ı iklim ve toprak ko şullar ında yeti ştirilmesinden. farkl ı çe şitlerin kullan ı lmas ı ndan, büyüme mevsimi ve biçim tarihlerinin farkl ı olmas ı ndan kaynaklanabilin

4 74 TR1M BILIMLERI DERGISI 1999, Cilt 5, Say ı 1 Çizelge 3. Olçülen ve hesaplanan bitki su tüketimi de ğerleri (mm/gün) Periyot Sulama suyu, mm Biçim, kg Dlçülen bitki su tüketimi, mm/gün, Hesaplanan referans yada potansiyel bitki su tüketimi, mm/gün P-FO J-H -FO P-M H 1995 y ı l ı Nisan May ıs Haziran , Temmuz ğ ustos , Eylül Ekim y ı l ı Nisan May ı s Haziran Temmuz ğ ustos Eylül Ekim , CH

5 SELENY, M. F. ve. KDYIFÇI, "nkara ko ş ullar ı nda yoncan ı n su tüketimi" 75 Çizelge 4. Bitki su tüketimi tahmin yöntemlerine ili şkin bitki katsay ı s ı (k) de ğerleri Bitki su tüketimi tahmin yöntemi Periyot P-FO J-H -FO P-M H -CH 1995 y ı l ı Nisan May ı s Haziran Temmuz ğ ustos Eylül Ekim y ı l ı 1-10 O Nisan May ı s Haziran Temmuz ğ ustos Eylül ,8 1.8 Ekim Çizelge 5. Uygun bitki su tüketimi tahmin yönteminin belirlenmesinde göz önüne ai ı nan parametreler. Bitki su tüketimi tahmin yöntemi Mevsimlik bitki su tüketimini karşı lama yüzdesi (% Et) Hata kareler ortalamas ı (Et,) ile (Et ) yada (Etp) aras ı ndaki (RMS) regresyon denklemi ve koreiasyon katsay ı s ı P-FO Et, = 1.87 Et, r= * 61.9 J-H Et. = Et, Et, r= 0.754* FO 4,984 Et, = 2.77 Et, r= 0.804" 43.3 P-M Et, = 1.85 Et, r= 0.824' 58.8 H Et, = 2.05 Et, r= 0.808" CH Eta = 2.41 Et, r= 0,792* 46.8 p O 01

6 76 TRIM BILIMLERI DERGISI 1999, Cilt 5, Say ı e a 1.y ıl 2.yd 1 o El Minimum Kc (0.8) Ortalama Kc (1.2) Maksimum Kc (1 6) Zama. n (On günlük dönem say ı s ı ) 1 Şekil 1. Yonca için Jensen-Haise yöntemine göre genel bitki katsay ı s ı s ı n ı rlar ı Kaynaklar kgün, M nkara Ko şullar ı nda K ısa Periyotlu Bitki Su Tüketimi Tahmin Yöntemlerinin Kar şı laştı r ı lmas ı. nk. Üniv. Fen Bil. Enst., Y. Lisans Tezi,102 s., nkara. Behnke, J.J. ve Maxey, G.B n emprical method for estimating monthly potential evapotranspiration in Nevada. Jour. Hydrology, 8(4); s: Christiansen, J.E Evaporation and evapotranspiration from climatic data. Jour. Irrig. Drain. Div. 94(2); s: Doorenbos, J. ve Pruitt, W.O Guidelines for Predicting Crop Water Requirements. FO Irrig. and Drain. Paper 24, 114 s., Rome. Hisarl ı, S nkara Ko şullar ı na Bitki Su Tüketimi Tahmin Yöntemlerinin Karşı laştı r ı lmas ı. nk. Only. Fen Bil. Enst., Y. Lisans Tezi, 63 s., nkara. Jensen, M.E Consumptive Use of Water and Irrigation Water Requirements. SCE, Irrig. Drain. Div., N.Y , 215 s., New York. Jensen, M.E., Burman, R.D. ve ilen, R.G. (ed.) Evapotranspiration and Irrigation Water Requirements. SCE, 345 East 47 th Street, N.Y , 332 s., New York. Kaday ı fç ı, yçiçe ğinin Su-Verim Ili şkileri. nk. Only. Fen Bil. Enst., Doktora Tezi, 117 s., nkara. Korukçu,. Ve Y ı ld ı r ı m, O Ya ğmurlama Sistemlerinin Projelenmesi. TOPRKSU Yay ı nlar ı, 220 s., nkara. Lomas, J. ve Schlesinger, G ctual and Potential Evapotranspiration from Lucern. Israel Meteorology Service 2/70, 21 s., Bet Dagan. Orta,.H nkara Ko ş ullar ı nda Biberin Su Tüketimi. DO Ğ, Türk Tar ım ve Ormanc ı l ı k Dergisi. C:21, No:5, s: , nkara. Parmele, L.H. ve McGuinnes, J.L Comparisons of measured and estimated daily potential evapotranspiration in a humid region. Jour. Hydrology, 22(3/4); s: Smith, M Manual and Guidelines for Cropwat. FO lrrig. Drain Paper 46, Rome. Stephens, J.C. ve Stewart, E.H comparison of procedures for computing evaporation and evapotranspiration. Sci. Hydrology, 62; s: Y ı ld ı r ım, O nkara ko şullar ı nda şeker pancar ı n ı n su-verim ilişkileri ve su tüketimi, Il. Su tüketimi. nk. Only. Zir. Fak. Y ı ll ığı, 41(1-2); s:23-31, nkara. Y ı ld ı r ım,.n Sulama Yöntemi ve Sulama Suyu Miktarlar ı n ı n Taze Fasulye (Phaseolus vulgaris L.) Verimine Etkisi. nk. Only. Fen Bil. Enst., Y. Lisans Tezi, 79 s., nkara. Yurtsever, N Deneysel istatistik Metotlar ı. Köy Hizmetleri Gn. Md. Yay ı nlar ı No:121, 623 s., nkara.