ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ KURU TARIMDA FARKLI EKİM NÖBETİ UYGULAMA ETKİNLİKLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

Transkript

1 ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ KURU TARIMDA FARKLI EKİM NÖBETİ UYGULAMA ETKİNLİKLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI Derya SÜREK TOPRAK ANABİLİM DALI ANKARA 2004 Her hakkı saklıdır

2 1. GİRİŞ Dünyada işlenebilir tarım alanlarının sınırlı olması nedeniyle ortaya çıkan besin açığının büyük bir kısmının üzerinde halen tarım yapılan alanlardaki verim artışı ile sağlanmasını gerektirmektedir. Özellikle de insan beslenmesinde önemli bir yeri olan tahılların verimlerinin düşmemesine bütün dünya ülkeleri özen göstermektedir. Bu amaçla sürekli tahıl ıslah çalışmaları, yetiştiricilik konularındaki araştırmalar devam edip gitmektedir. Bir yandan yüksek verimli ve kaliteli çeşitler bulunurken, diğer yandan toprak hazırlığına yönelik çalışmalara, ekim şekli ve zamanı, gübreleme, uygun tohum miktarını belirleme gibi konularda araştırmalara geniş yer verilmektedir. Son zamanlarda özellikle araştırmacıların toprak verimliliğini korumaya ve geliştirmeye dayalı sürdürülebilir tarım sistemleri konusunda tahıllarda geleneksel sisteme alternatif olarak ortaya koydukları anıza doğrudan ekim tekniği ya da diğer bir deyişle toprak işlemesiz tarım tekniği (Sıfır toprak işleme) ile azaltılmış toprak işleme tekniği (minimum toprak işleme) gibi birbirine benzer ifadelerle tanımlanan yeni bir ekim sistemi ortaya çıkmış ve bu sistem dünyada giderek yaygınlaşmaya ve uygulama alanı bulmaya başlamıştır. Anıza doğrudan ekim tekniği (toprak işlemesiz tarım tekniği); tohumun bitki artıkları ile örtülü bir tarlaya ekilmesidir. Bu sistemde bitkinin gelişme ve olgunlaşma döneminde çapalama amacıyla herhangi bir toprak işleme yapılmamaktadır. Diğer bir deyişle toprak işlemesiz tarım, sıfır toprak işlemenin ve kimyasal toprak işlemenin birlikte yapıldığı bir uygulamadır. Tahıl ekiminde uygulanan azaltılmış veya sınırlı toprak işleme olarak da tanımlanan minimum toprak işleme; geleneksel toprak işleme yöntemine göre bazı işlemlerin uygulanmadığı bir yöntemdir. Azaltılmış yada minimum toprak işleme yönteminde yeterli miktarda anız artıkları toprak yüzeyinde bırakılarak toprak üst yüzeyinin erozyondan korunmasına olanak sağladığı takdirde bu işleme şekli toprak muhafazaya yönelik işleme şekillerinden biri olarak da düşünülmektedir. Azaltılmış toprak işleme sisteminde pulluk yer almamakla birlikte bazı sürüm aletleri amaca göre kullanılabilmektedir. 1

3 Orta Anadolu Bölgesi gerek ekim alanı gerekse üretimiyle Türkiye nin en önemli tahıl yetiştirme alanıdır (Çizelge 1.1). Orta Anadolu Bölgesi toplam ekim alanlarının %85,53 ünü tahıllar, tahıllarında %66,22 sini buğday ekim alanı oluşturmaktadır. Bölgede halen nadas-tahıl, baklagil-tahıl, tahıl-tahıl ekim sistemi yaygın olarak görülmektedir (Anonim 2001). Çizelge 1.1. Türkiye ve Orta Anadolu Bölgesi tahıl ekiliş alanı (ha) ve üretimi (ton) Türkiye Genelinde Orta Anadolu da Toplam Ekilen (%68,64) (%63,70) Tahıllar (%76,88) (%85,53) Üretim Buğday (%67,23) (%66,22) Üretim Türkiye Genelinde Orta Anadolu nun Payı (%34;75) (%38,66) (%38,08) Orta Anadolu da yıllık yağışın yetersiz ve mevsimlere göre dağılımının düzensiz oluşu, bölgenin en önemli ekolojik özelliği olarak ortaya çıkmaktadır. Yörelere ve yıllara göre mm arasında değişen yıllık yağışın önemli bir bölümü kış (%35) ve ilkbahar (%34) da alınmakta, yaz süresince sıcak ve kurak hava egemen olmaktadır. Bölgenin ekolojik özellikleri pek çok yörede nadas-tahıl ekim nöbetini zorunlu kılmaktadır (Çölaşan 1970, Genç 1976). Bilindiği gibi nadas, yıllık yağışın yetersiz ve dağılımının düzensiz olduğu yörelerde, nadas süresi boyunca bir dizi toprak işlemeyle, bir sonraki ürün için bitki kök bölgesinde nem birikiminin sağlanması amacı ile yapılan bir uygulamadır. Orta Anadolu Bölgesinde kuru tarım alanlarında, TARM ın uzun yıllar yapmış olduğu araştırmaların sonuçlarına göre; bölge için en uygun nadas toprak işleme yönteminin toprak malçı yöntemi olduğu bildirilmektedir (Güler vd 1981). 2

4 Nadas-tahıl sisteminde kullanılan sürüm aletleri suyun toprağa girişini arttırmak, evaporasyonu azaltmak, tohumun çimlenmesi ve çıkışının sağlanması için optimum tohum yatağı şartlarını sağlaması yanında mekanik yolla ot mücadelesini yapmayı amaçlamaktadır. Geleneksel nadasa alternatif olarak kimyasal nadas uygulamasında ise, herbisit kullanımı mekanik ot mücadelesindeki aletlerin yerini almaktadır. Bu nedenle anız artıkları toprak yüzeyinde kalmakta, kara nadastaki gibi hemen mineralize olmamaktadır. Böylece toprak yüzeyinde bitki artıklarınca zengin bir katman oluşmaktadır. Bu katman rüzgar ve su erozyonunu önlemede etken rol oynamakta, özellikle yüzey akışında azalmaya, dolayısıyla infiltrasyonda da artışa yol açmaktadır. Bu sistemde ekim, anıza doğrudan ekim mibzeri ile yapılarak sürüm işlemi yapılmadığından dolayı yakıt tüketiminde de tasarrufa gidilmektedir. Kara nadas sisteminde özellikle pullukla anız bozmada iş genişliğinin düşük olması, çeki gücünün artması nedeniyle yakıt tüketimi artmakta ve bunun yanında aşınan işleyici organların sık sık yenilenmesi gerektiğinden makine masrafları ve amortismanı önemli bir maliyet unsuru olarak karşımıza çıkmaktadır. Ancak aynı araştırıcılar (Güler vd 1981) nadas-tahıl sistemi için geliştirilen toprak hazırlığı paketinin ancak eğimi %6 ya kadar olan alanlar için uygulanabileceğini önermektedirler. Toprak ve su muhafazası açısından ele alındığında önerilen sistem hiçbir muhafaza tedbiri içermediği için düz veya düze yakın alanlar için daha uygun düşmektedir. Bu sistemde toprak yüzeyi açık ve toprak çok ufalanmış olduğundan gerek rüzgar gerekse suyla toprak kayıpları ortaya çıkabilmektedir. Eğimi %6 nın üzerinde olan alanlar ülkemizde 16 milyon ha lık alan kaplamakta (Anonim 1980) ve dolayısıyla mevcut sistemden daha farklı bir amenajman gerektirmektedir. Bu nedenle işlemesiz tarım içerisinde yer alan kimyasal nadas, mevcut kara nadas yerine toprak üzerinde anız artıkları bırakarak su ve rüzgar erozyonuna karşı daha iyi bir toprak muhafazası sağlayacaktır. 3

5 Ayrıca toprak yüzeyinde kalan anız artıkları toprak organik maddesini arttırarak toprak granülasyonunu ve boşluk hacmini arttırarak toprağın su tutma kapasitesini ve iletkenliğini de etkileyecektir li yıllara kadar yarı kurak alanların tümünde yalnızca nadas-tahıl sistemi uygulanmakta iken sonraları mercimek, nohut, fiğ ve ayçiçeği buğday ile ekim nöbetine girmeye başlamıştır. Her yıl ekim sistemi diye adlandırdığımız bu sistemde nadasın yerini alacak ürünlerin kendinden sonra gelecek buğday veriminde önemli bir azalmaya neden olmadan çiftçiye ek bir gelir sağlanması amaçlanmıştır yılında Tarım Orman ve Köy işleri Bakanlığınca hazırlanan Nadas Alanlarının Daraltılması Projesi ile ülke çapında toplam ekim alanı içinde nadas alanları payının %33 den %22 ye, bu oranın Orta Anadolu Bölgesinde ise %44 den %30 a indirilmesi öngörülmüştür (NAD Araştırma ve Yayım Projesi Metni 1982). Bu kapsamda buğdaya göre daha az su tüketeceği ya da Nadas-Buğday ekim nöbetine oranla daha ekonomik sonuç verebileceği düşünülen kültür bitkilerinin nadasın yerini aldığı bazı ekim nöbeti dizileri araştırılmaya başlanmış ve bölge için en uygun ekim nöbetinin Baklagil- Buğday ekim nöbeti olduğu tespit edilmiştir (Çizelge 1.2) (Şekil 1.1) (Anonim 2001). Çizelge 1.2. NAD projesi kapsamında baklagillerin ve nohutun ekiliş ve üretim durumu Nadas (ha) Baklagil Ekiliş (ha) Baklagil Üretim (ton) Nohut Ekiliş (ha) Nohut Üretim (ton)

6 Şekil 1.1. Orta Anadolu Bölgesinde baklagillerin ekim alanı içindeki Payları %13 %21 %48 %18 Nohut Mercim ek Fiğ Diğer Bölgede halen yaygın olarak uygulanan baklagil-buğday ekim nöbeti sisteminde, özellikle baklagilden sonra toprağın sert ve kuru olması nedeniyle buğday için toprak hazırlığında büyük güçlükler yaşanmakta ve sürümle kesekli bir tohum yatağı hazırlanmaktadır. Yine baklagillerin ekim zamanı olan ilkbaharda toprak tavının yakalanamaması ekimde geç kalınmasına, ekimle toprakta sıkışmalar olmasına ve verimde önemli kayıplara neden olmaktadır. Ancak bölgede uygulanan geleneksel baklagilbuğday sistemine alternatif olan anıza direkt ekim (doğrudan ekim) de sürüm yerine her iki üründe de doğrudan ekim mibzeri kullanıldığından geleneksel sistemde yaşanan sıkıntıların büyük ölçüde ortadan kaldırılacağı umulmaktadır. Aynı zamanda günümüz çiftçisinin en çok şikayet ettiği yüksek akaryakıt girdisi de böylelikle azaltılabilecektir. Araştırmacılarca önerilmemesine karşın farklı ekonomik ve sosyal sebeplerle özellikle son yıllarda yaygınlaşan her yıl tahılın uygulandığı ekim nöbeti sisteminde ise en büyük problemlerden birinin nemin yetersizliğinden dolayı sürümle birlikte toprakta iri kesekler oluşturarak iyi bir tohum yatağı hazırlığına imkan vermemesi, bir diğerinin ise ekim yapılabilmesi için anızın yakılmasıdır. Bölge çiftçisi özellikle iyi bir sürüm ve uygun bir tohum yatağı hazırlığı için anızı yakmaktadır. Anızın yakılmasının kanunlarca yasaklanması nedeniyle son yıllarda anızı parçalayarak iyi bir tohum yatağı hazırlamaya olanak veren rototiller adlı alet yaygın olarak çiftçiler tarafından kullanılmaya başlanmıştır. 5

7 Özellikle İç Anadolu bölgesinde anızın, toprak ve su koruma önlemlerine olumlu etkileri yanında, her yıl sürümlerle topraktaki organik madde sürekli olarak azalmaktadır. Organik madde miktarının azalmasının önüne geçilmesi ve hatta arttırılması yönünden toprak işlemesiz ekim sisteminin etkisi yapılan araştırmalarca kanıtlanmıştır. Bütün bunların dışında anız, bölgede küçük baş hayvancılığın kaba yem ihtiyacının bir kısmını karşıladığı da ortadadır. Sonuç olarak, Orta Anadolu Bölgesinde halen yaygın olarak kullanılan Nadas-Buğday, Baklagil-Buğday ve Buğday-Buğday gibi farklı ekim nöbeti sistemlerinde ekimden önce yapılan tohum yatağı hazırlığında sürümün en aza indirilmesi ve anıza doğrudan ekim yapılması planlanmaktadır. Böylece bölgede mevcut ekim nöbetlerinde yapılan sürümlerden kaynaklanan su ve rüzgar erozyonuna karşı toprak muhafazasının daha iyi sağlanacağı düşünülmektedir. Ayrıca nemin kısıtlayıcı bir faktör olarak öne çıktığı bölgede fazla toprak işlemelerden kaynaklanan su kaybı azaltılacaktır. Bu araştırmanın sonucunda; farklı ekim nöbeti sistemlerinde doğrudan ekim yönteminin de yer aldığı değişik uygulamaların, toprağın bazı fiziksel özelliklerine etkilerinin belirlenmesi ve günümüzde çiftçinin en çok şikayet ettiği akaryakıt girdisinin azaltılması amaçlanmaktadır. Araştırma sonuçlandığında en ekonomik ekim sistemi ortaya konulacaktır. 6

8 2. KAYNAK ÖZETLERİ Ekim Nöbeti Çalışmaları Üzerine Yapılan Araştırma Özetleri Clement (1961) üst üste buğday ekimi ile yemlik baklagil-buğday ekim nöbeti sisteminin uygulandığı bir denemede, baklagil-buğday ekim nöbeti sisteminde toprakta yarayışlı su kapasitesinin ve toprağın infiltrasyon gücünün arttığını bildirmiştir. Tosun vd.(1981) üst üste buğday yetiştirilen tarlalardaki buğday kök kalıntıları toprağın C/N oranını yükselttiğini ve toprakta toksik maddeleri artırarak toprak verimliliğini azalttığını, baklagillerde ise C/N oranının 17 nin altına düşürülerek organik maddenin kısa sürede parçalanması sağlanarak toprak verimliliğinin artırıldığını belirtilmiştir. Güler vd. (1981) Orta Anadolu Bölgesi koşullarında yürüttükleri bir çalışmada, nadas-tahıl ve her yıl ekim sisteminde buğday ekim öncesi yapılan toprak nemi ölçümlerinde 120 cm lik toprak profilindeki toprak neminin nadasta, solma noktasının 12 cm üstünde, her yıl ekim siteminde ise solma noktasının 96 mm altında bulunduğunu saptamışlardır. Bitkinin yararlanabileceği su miktarı gerçekte solma noktasının üzerindeki su olduğundan (Munsuz 1982) nadas uygulanan tarlalarda ekim sonrası düşen yağış hemen bitkinin gelişimine sunulurken, her yıl ekim sisteminde öncelikle topraktaki nem düzeyini solma noktasının üzerine çıkarmada kullanacak daha sonra bitkinin gelişmesi için harcayacaktır. Suriye de yapılan bir başka rotasyon çalışmasında yine tahıl-tahıl, nadastahıl, fiğ-tahıl ve mercimek-tahıl ekim nöbeti sistemlerinde, tahıl gübreli ve gübresiz koşullarda yetiştirilmiştir. Tüm ekim nöbeti sistemlerinde gübreleme ile daha çok verim alındığı, ancak sistemlere bakıldığında en iyi arpa veriminin nadastan alındığını, bunu sırasıyla fiğ ve mercimek sonrası arpanın izlediğini, en düşük verimin ise tahıl-tahıl ekim nöbeti sisteminden alındığı bildirilmektedir (Anonim 1982). 7

9 Ankara Topraksu Araştırma Enstitüsünde yürütülen bir çalışmada, kuru koşullarda üst üste ekim ve nadas-buğday ekiminde farklı azot dozları uygulaması ile elde edilen verimler karşılaştırılmış ve nadastan elde edilen buğday veriminin anıza ekilen buğday veriminden 100 kg/da daha fazla olduğu bildirilmiştir (Aydeniz ve Dinçer 1983). Suriye-Tel Hadya da yapılan bir rotasyon çalışmasında, nadas-buğday ve buğday-buğday ekim nöbetleri yanında mercimek-buğday, bakla-buğday, yemlik baklagil-buğday ekim nöbeti sistemlerinde buğdayda; kardeşlenme, başaklanma, tane doldurma ve hasatta kuru madde miktarı ve verim incelenmiştir. Kuru madde miktarının bütün dönemlerde en düşük olduğu sistemin buğday-buğday ekim nöbeti sistemi olduğu, baklagillerin ise nadastan da üstünlük gösterdikleri belirlenmiştir. Ayrıca alınan buğday verimleri de buna paralellik göstermekte, üst üste ekimde 150 kg/da dolayında alınan verimin nadasta 200 kg/da, baklagillerde 250 kg/da ulaştığı ifade edilmektedir (Anonim 1984). Orta Anadolu bölgesi koşullarında yürütülen başka bir çalışmada (Meyveci ve Munsuz 1988) Buğday ekim zamanı en fazla nemin nadasta toplandığı bunu sırasıyla Macar fiği, kışlık mercimek, kimyon, yazlık mercimek, nohut un izlediği ve en az nemin ise arpa, aspir, ayçiçeğinde bulunduğunu, amonyum ve nitrat azotu bakımından incelendiğinde ise, buğday ekim zamanına kadar nadasta ve kışlık baklagil parsellerinde hemen hemen aynı düzeyde inorganik azot biriktiğini belirtmiştir. Yine aynı araştırmada yazlık mercimek ve nohut un, profilde fazla miktarda inorganik azot bırakmasına rağmen daha fazla su tükettiği ve hasat zamanı kuru olan toprağın kötü işlenmesi nedeniyle, buğday veriminde düşüşe neden olduğu belirtilmiştir Toprak İşlemenin Toprağın Bazı Fiziksel Özellikleri Üzerine Etkileri Konusunda Yapılan Araştırma Özetleri Musgrave ve Free (1936) nın toprak işleme ile elde edilen gözenekliliğin infiltrasyona etkisini ortaya koymak amacıyla yürüttükleri bir çalışmada; işlenmemiş, 10 ve 15 cm derinlikte işlenmiş parsellerde kuru ve ıslak koşullarda infiltrasyon ölçümleri yapmışlardır. 10 cm derinlikte işlemeyle işlenmemişe oranla % 5 düzeyinde, 15 cm işlemeyle diğer iki uygulamaya oranla sağlanan infiltrasyon artışı % 1 düzeyinde anlamlı bulunmuştur. 8

10 Toprak özelliğine bağlı olmakla birlikte, işleme derinliği ile oluşan gözenekliliğin özellikle başlangıç infiltrasyonunu çok etkilediği vurgulanmaktadır Army vd. (1961) siltli tınlı toprakta yürüttükleri bir araştırmada kimyasal nadas, kazayağı ve diskleme işlemlerini karşılaştırarak, kimyasal nadasın toprakta su biriktirme yönünden en uygun olduğunu, yüzeydeki bitki artıklarının yüzeyin kurumasını önlemesine karşın, derinlerde bu etkinin azaldığını tespit etmişlerdir. Burwell vd. (1963) sürümle toprakların hem fiziksel özelliklerinin hem de su tutma kapasitelerinin değiştiğini, toplam porozite ve yüzey pürüzlülüğünün belirli bir toprakta ve çeşitli topraklar arasında toprak işleme yöntemlerine göre önemli ayrılıklar gösterdiğini belirtmişlerdir. Mannering vd. (1966) toprak işleme yöntemlerinin infiltrasyon ve toprak kaybı üzerine etkilerini araştırmak amacıyla, mısır tarımında geleneksel sürüm ile en az sürümün farklı uygulamalarını karşılaştırmışlardır. Üç yıllık araştırma sonucunda, en az sürümle sağlanan ortalama infiltrasyon, geleneksel sürümden %37 daha fazla, toprak kaybı ise %35 den daha az bulunmuştur. Zaikina ve Kostayakow (1968) toprak işleme derinliğinin artması ile infiltrasyon oranının ve gözenekliliğin büyük ölçüde arttığını, toprak hacım ağırlığının ise azaldığını belirtmişlerdir. Burwell ve Larson (1969) toprak işlemenin yüzey pürüzlülüğü ve toplam poroziteye ve dolayısıyla infiltrasyona etkisini araştırmak amacıyla bazı toprak işleme yöntemlerini karşılaştırmışlardır. Pullukla sürümde en yüksek yüzey pürüzlülüğü ve toplam porozite değerleri elde edilirken, işlenmemiş parsellerde en düşük sonuçlar elde edilmiştir. Kültivatör yüzey pürüzlülüğü artışında, freze porozite arttırma yönünden ikinci sırayı almışlardır. Pulluk parsellerinden elde edilen eklemeli infiltrasyon değerlerinin diğer uygulama parsellerine göre önemli derecede yüksek bulunduğunu bildirmişlerdir. 9

11 Ertuğrul ve Hakgören (1973) değişik sürüm derinliklerinin infiltrasyona etkilerini incelemek amacıyla sürülmemiş, 10, 20 ve 30 cm derinlikte sürülmüş parsellerde infiltrasyon ölçümleri yapmışlar. İşleme derinliğinin artması ile infiltrasyon hızında artışlar sağladığı, en yüksek infiltrasyon hızının 30 cm derinlikte sürümle ortaya çıktığı belirtmişlerdir. Tosun (1974) anız bozma başta olmak üzere tüm sürümlerin toprağı alttan yırtarak işleyen kırlangıç kuyruğu ile yüzlek yapılmasının toprak yüzeyinde daha çok anız bırakacağını ve böylece toprak taşınmasının önleneceğini, yabancı otlarla daha iyi savaşım yapılabileceğini ve sonuçta daha yüksek verim alınacağını savunmaktadır. Araştırıcıya göre, soklu pulluk gibi toprağı devirerek işleyen ve toprak yüzeyini çıplak bırakan araçlar, su ve rüzgar yoluyla toprak taşınmasını önemli derecede hızlveırdığını ifade etmektedir. Papendick ve Campbell (1974) anızlı malçın, evaporasyonun ilk evresinde evaporatif kayıpların önlenmesinde etkili olduğunu, ancak uzun süreli kuru dönemler için, çok büyük miktarlarda bitki artığı gerektiğini belirterek, uzun ve az yağışlı yaz döneminin egemen olduğu nadas alanlarında bu miktarların sağlanamadığını, bunun sonucu olarak da depolanan su miktarının çıplak topraktan farksız olduğunu bildirmektedirler. Fenster (1974) ABD Great Plains bölgesinde uygulanan anızlı nadas yönteminin su biriktirme, rüzgar ve su erozyonunu engellemede etkili olmakla birlikte, en önemli sorunun yabancı ot ve özellikle kır bromu ( B.tectorum ) olarak ortaya çıktığını belirtmiştir. Doğan vd. (1977) Ankara da beş yıl süreyle yürüttükleri bir çalışmada, anız bozma aracı olarak kulağı küçültülmüş pulluk ile soklu pulluğun, nem birikimi ve verim açısından en uygun toprak işleme araçları olduklarını belirtmişlerdir. Orta Anadolu Bölge Zirai Araştırma Enstitüsü nün yapmış olduğu uzun yıllık çalışmalar sonunda pullukla anız bozmanın diğer toprak işleme araçlarına göre verimde önemli bir artış sağladığı, bu durumunda pullukla sürümde toprak işleme derinliğindeki toplam gözenekliliği ve yüzey 10

12 pürüzlülüğünü dolayısıyla infiltrasyon oranını arttırdığı belirtilmiştir (Anonim1977, 1978). Nadas toprak işlemesinde zaman, derinlik ve yöntemlerin toprağın rutubet ve sıcaklık değişimine etkileri konusunda yapılan bir çalışmada (Ünver 1978), toprak işleme zaman ve derinliğinin toprakta nem birikimi yönünden işleme yönteminden daha önemli olduğunu, ilkbaharda ilk tavda yarı devirerek ve derin işlenmiş (18-20 cm) parsellerin en yüksek (%25.27), yoğun yağışları izleyen tav da yarı devirerek ve yüzlek işlenmiş (11-13 cm) parsellerin en düşük (%14.38) su biriktirme etkinliğine sahip olduğunu bildirmektedir. Kuru koşullarda yürütülen bir araştırmada ise, toprak işleme yöntem ve derinliklerinin işleme derinliğindeki toprak porozitesi, yüzey pürüzlülüğü, infiltrasyon ve buğday verimlerine etkileri incelenmiş, soklu pullukla işlemenin sağladığı toplam su girişi ve infiltrasyon hızı, yüzey pürüzlülüğü, toplam porozite ve verim açısından alttan işleme (kırlangıç kuyruğu) yöntemine üstünlüğü ortaya konulmuştur. Aynı zamanda derin işlemenin gerek eklemeli infiltrasyon gerekse infiltrasyon hızı üzerinde yüzlek işlemeye göre daha etkili olduğu bildirilmiştir (Karaca ve Munsuz 1980). Yaz toprak işleme derinliklerinin ve kullanılan araçların toprakta nem ve sıcaklık değişimine etkilerinin belirlendiği bir başka çalışmada (Pala 1982) ise, yaz toprak işlemesi uygulanmayan parseller % 9.3 nadas etkinliği ile en düşük değeri verirken, 9 cm derinlikte işleme % 23.6 nadas etkinliği ile toprakta en fazla nem sağlayan değişken olmuştur. Yine aynı çalışmada buğday verimi yönünden de işleme derinlikleri ile toprakta sağlanan nem değerlerine paralel bir durum görüldüğü, toprak işleme araçları arasında ise gerek toprakta nem biriktirme gerekse buğday verimi yönünden bir farklılık bulunmadığı belirtilmiştir. Chia (1982a) ABD kuzeybatı Pasifik bölgesinde kışlık buğday-yazlık arpa ve yazlık buğday-yazlık arpa ekim nöbetinde yazlık arpa için Sonbaharda soklu pulluk+ilkbaharda diskaro, sonbaharda çizel+ilkbaharda diskaro ve toprak işlemesiz anıza ekim yöntemleri ile tohum yatağı hazırlığı yapılan çalışmada tane verimi açısından bir farklılık bulunmadığını ve bu nedenle erozyon sorunu olan yörelerde yabancı ot kontrolü yapılması koşulu ile 11

13 toprak işlemesiz anıza ekim yönteminin yazlık arpa için önerilebileceğini belirtmektedir. Aynı bölgede kışlık buğday-yazlık buğday ve yazlık buğday-yazlık buğday ekim nöbetinde (Chia 1982b) aynı yöntemlerle yürüttüğü araştırmasında tane veriminin sonbaharda soklu pulluk+ilkbaharda diskaro uygulaması ile önemli oranda düştüğünü, diğer iki uygulamalar arasında verim bakımından bir farklılık olmadığını bildirmektedir. Dört ayrı toprak işleme sisteminin suya dayanıklı agregatların miktarı üzerindeki etkilerinin araştırıldığı bir çalışmada (Özkan vd ), 0-10 cm derinlikteki agregat miktarları kırlangıç kuyruğunda % 48,8, kazayağında % 43,1, kulağı küçültülmüş pullukta % 40,6 soklu pullukta ise % 25,7 olmuştur cm derinlikte ise bu değerler sıra ile % 48,2- % 40,3-% 44,2 ve % 51,1 bulunmuştur. Suya dayanıklı yüzde agregat miktarı ile buğday verimleri arasında önemli bir ilişki saptanmamıştır. Orta Anadolu Bölgesi koşullarında, nadas-buğday ekim nöbeti sisteminde nadas toprak işleme yöntemleri olarak, anızlı malç, modifiye edilmiş anızlı malç, toprak malçı ve modifiye edilmiş toprak malçı yöntemleri 6 yıl süreyle denenmiş ve yöntemlerin, toprakta nem birikimi, infiltrasyon oranı, buğdaygil yabancı ot yoğunluğu ve buğdayda tane verimine etkileri incelenmiştir. En yüksek infiltrasyon oranını sağlayan, en fazla nemi biriktiren, en düşük buğdaygil yabancı ot yoğunluğu oluşturan ve en fazla verim sağlayan yöntem; anız bozma işleminin soklu pulluk, izleyen işlemlerin kazayağı+tırmık takımı ile yapıldığı toprak malçı yöntemi olmuştur. Bu yöntemi modifiye edilmiş toprak malçı ve modifiye edilmiş anızlı malç izlemiş, en son sırada ise anızlı malç yöntemi yer almıştır (Karaca vd. 1987) Aynı çalışmada, ilk sürüm öncesi işleme derinliğinden (0-10 ve cm) alınan toprak örneklerinde suya dayanıklı agregatların oranına bakılmış, anızlı malç sisteminde 0-10 cm derinlikteki suya dayanıklı agregatların oranı toprak malçından daha fazla olurken, cm derinlikte tam aksine toprak malçında daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Avcı ve Ataman (1989) Orta Anadolu kuru koşullarında yürüttükleri bir araştırmada, mercimek toprak hazırlığı ve buğday toprak hazırlığı için farklı 12

14 yöntemler verim, çıkış ve bazı fiziksel toprak özellikleri bakımından incelenmiş ve yöntemler ele alınan parametreler açısından yıllara bağlı olarak değişiklik göstermiştir. Yöntemler arasında yalnızca havalanma porozitesinde her yıl farklılık saptanmış, sonbaharda soklu pulluk sürümü, ilkbahar ölçümünde anızlı parsellerden daha düşük hacim ağırlığı, yüksek porozite ve hidrolik iletkenlik sağlamıştır. Sürüm katında mercimek toprak hazırlığı yöntemleri arasında hacim ağırlığı, toplam ve havalanma porozitesi yönünden farklılıklar ortaya çıktığını ifade etmektedirler. Vyn vd. (1991) toprak işlemenin ve ürün sırasının kışlık buğday gelişimi ve verimi üzerine etkisini araştırdıkları üç yıllık tarla denemelerinde, geleneksel, minimum ve sıfır toprak işleme sistemlerinde buğday-buğdaybuğday, soya-buğday-buğday, mısır-arpa-buğday, mısır-soya-buğday ve yulaf-yulaf-buğday ekim nöbeti sistemleri denenmiştir. Buğdayın bir başka ürünü izlediği ekime göre buğdayın buğdayı izlediği ekimde bitki populasyonu ve başak sayısı az ve başağın ortaya çıkışı geç olmaktadır. Tane verimi buğdayı diğer ürünlerin izlediği ekim nöbetinde, buğdayın buğdayı takip ettiği ekime göre %20 daha fazla olmuştur. Azaltılmış toprak işleme uygulamaları başağın ortaya çıkışını geciktirmekle birlikte verimde önemli bir farklılık yaratmamıştır. Bu çalışma sonucunda üst üste buğday ekimi yerine, buğdayın bir başka ürün ile ekim nöbetine girmesinin, aynı zamanda bu çalışmada yer alan iklim ve toprak şartlarında muhafazaya yönelik toprak işleme yöntemlerinin (Minimum ve sıfır ) uygun olacağı belirtilmiştir. Layton vd. (1993) nin toprak agregatı üzerine etkileri olan özellikle toprak işleme, anız artığı ve ürün ile kış etkilerini araştırdıkları çalışmalarında, buğday-yem bitkisi-nadas ekim nöbeti sisteminde anızın yakıldığı temiz toprak işleme (GTİ), anızlı malç ve sıfır toprak işleme nin yer aldığı üç farklı toprak işleme sistemi ele alınmış. Kış dönemi boyunca uygulamalara bağlı olarak toprak yüzeyleri anız artıkları ve ürün ile kaplı bırakılmış ve yıllarında kıştan önce ve sonra topraklarda agregat stabilitesi ve agregat büyüklük dağılımı (geometrik çap ortalaması) ölçülmüş. Sıfır toprak işlemeden genellikle farklı olan anızlı malç ile geleneksel toprak işleme arasındaki fark küçük olurken, agregasyondaki esas büyük değişiklik yağışın fazla olduğu yılda ( ) ortaya çıkmıştır. Düşük anız artığı ile kaplı parsellerdeki agregat stabilitesi, yüksek anız artığı ile kaplı parsellerdeki agregat stabilitesine göre daha düşük bulunmuştur. Genellikle toprak işleme sistemlerinin agregasyondaki 13

15 farklılıkları kuru geçen kışlarda muhafaza edilirken, yağışlı kışlarda agregasyon farklılığı azalmış. Mart 89 da sıfır toprak işleme parselindeki toprak agregatları daha küçük, daha az yoğun ve daha az stabil olduğu tespit edilmiştir. Uzun süreli toprak işleme pratiklerinin toprak geçirgenliği üzerine dolayısıyla bitki gelişimi üzerine etkili olabileceğini belirten araştırmacılar (Azooz ve Arshad 1996), yürütmüş oldukları uzun süreli sıfır toprak işleme (STİ) ve geleneksel toprak işleme (GTİ) sistemlerinin toprak infiltrasyonu ve hidrolik geçirgenlik üzerine etkisini kumlu tınlı ve siltli tınlı olmak üzere farklı iki toprakta incelemişler. İnfiltrasyon oranının (i) her iki toprak grubu için de STİ ye göre GTİ sisteminde istatistiksel anlamda düşük bulunduğunu belirtmişlerdir. Başlangıç toprak nem durumu (kurudan tarla kapasitesine kadar değişen aralıkta) dikkate alındığında ise, STİ sistemi ile GTİ sistemi arasındaki değişim siltli killi topraklarda cm h -1 aralığında değişirken, kumlu tınlı topraklarda bu değişim cm h -1 arasında olmuştur. Yine aynı çalışmada topraktaki toplam mikro porların (<14µm) hacmi STİ sisteminde GTİ ye göre istatistiksel olarak anlamlı bulunurken, toplam makro porların (>14µm) hacmi bakımından sistemler arasında önemli bir faklılık bulunmamıştır. Moreno vd. (1997) yılları arasında kumlu killi tınlı topraklarda yürüttükleri çalışmalarında, geleneksel toprak işleme (soklu pulluk) ve muhafazaya yönelik toprak işleme (soklu pulluğun yer almadığı ve işlemlerin azaltıldığı) yöntemlerinin buğday-ayçiçeği ekim nöbeti sisteminde toprak fiziksel özellikleri, toprak suyunun artışı ve azalışı ile ürün gelişimleri ve verimleri üzerine etkisini araştırmışlar. Her iki uygulamada da düzenli olarak hacim ağırlığı, infiltrasyon oranı ve hidrolik geçirgenlik ölçmüş ve 0-20 cm lik toprak derinliğindeki hacim ağırlığı özellikle toprak işleme uygulamalarından sonra muhafazaya yönelik uygulamada geleneksel uygulamaya göre önemli oranda (% arasında) yüksek bulunmuş, ancak üç yıllık sürekli toprak işleme uygulamaları sonunda toprak hacim ağırlığı tekrar artmamış. İnfiltrasyon oranı ise geleneksel uygulamada muhafazaya yönelik uygulamadan önemli oranda yüksek bulunmuştur (yaklaşık % 35). Yine üç yıllık toprak işleme uygulamaları sonunda toprak yüzey katmanındaki 0 mm basınçta hidrolik geçirgenlik muhafazaya yönelik uygulamada 124 mm h - olurken, geleneksel uygulamada 66 mm h - olmuştur. Özellikle yağışın az olduğu yıllarda muhafazaya yönelik toprak işleme uygulamalarının geleneksel toprak 14

16 işleme uygulamalarına göre toprakta daha fazla su depoladığını bildirmişlerdir. Aynı çalışmada alınan ürün gelişimleri ve verimleri ile ilgili ölçümler ise ilk yıldaki ayçiçeği bitkisinin bitki boyu, yaprak yüzey alan indeksi ve kök yoğunluğu geleneksel uygulamada muhafazaya yönelik uygulamadan önemli oranda yüksek iken, dane verimi, muhafazaya yönelik uygulamada gelenekselden bir parça daha yüksek bulunmuştur. Ancak ikinci yıldaki ayçiçeğinin gerek bitki boyu, yaprak yüzey alan indeksi, kök yoğunluğu, gerekse dane verimi muhafazaya yönelik toprak işleme uygulamalarında (1521 kg ha 1 ) geleneksel toprak işleme uygulamalarından (473 kg ha 1 ) önemli ölçüde yüksek bulunmuştur. Buğday da ise; buğday gelişme sezonu boyunca bitki boyu ve kök yoğunluğu geleneksel uygulamada daha yüksek olurken, dane verimi muhafazaya yönelik uygulamada fazla olmuştur. Mielke ve Wilhelm (1998) Batı Nebraska da nadas-buğday ekim sisteminin uygulandığı iki farklı toprakta toprak işlemeden kaynaklanan toprak fiziksel özelliklerini karşılaştırdıkları çalışmalarında; toprak işlemenin, toprağın fiziksel özellikleri üzerine etkilerinin toprak tipine ve işleme derinliğine bağlı olduğunu belirtmişler. Toprak işleme derinliği artıkça toprak fiziksel özelliklerinden sadece birkaç özellik değişim gösteriyor. Örneğin, daha önce işlenmiş siltli tınlı tekstüre sahip toprakta hacim ağırlığı, hidrolik geçirgenlik, hava-su geçirgenlik oranı ve toplam porozite 0-76 mm lik tabakada farklılıklar göstermişken, mm derinlikte sadece hidrolik geçirgenlik değişiklik göstermiş. Benzer fiziksel özellikler tınlı tekstüre sahip toprakta da yine 0-76 mm lik derinlikte farklılık gösterirken, diğer özellikler mm lik tabakada ortaya çıkmış mm lik tabakada ise farlılıklar çok daha az olmuştur. Elliott ve Efetha (1999) eğimi %6-30 olan engebeli bir arazide toprak işleme ve ürün yetiştirme sistemlerinin toprak organik maddesi, toprak strüktürü ve infiltrasyonu üzerine etkisini araştırdıkları çalışmalarında, on bir yıl boyunca sıfır toprak işleme yöntemi ile sürekli ekim yapılan (Baklagiller-yağlı bitkiler) bir tarla, geleneksel toprak işleme yöntemi ile (Buğday-nadas) ekilen başka bir tarla ile karşılaştırılmış. Toprak örnekleri her iki tarladan engebeli arazideki pozisyonuna göre alınmıştır. Sonuç olarak sıfır toprak işlemenin yapıldığı parsellerde toprak organik maddesi, agregat büyüklüğü ve agregat stabilitesi geleneksel toprak işleme 15

17 parsellerine göre önemli ölçüde büyük bulunmuştur. İnfiltrasyon oranları sıfır toprak işleme ve geleneksel toprak işleme parsellerinde sırasıyla 74 ve 52 mm h -1 olmuştur. Uygulamalar arasındaki fark daha çok dağ yamaçlarında ortaya çıkmış. Geleneksel toprak işleme yönteminin uygulandığı parsellerde infiltrasyon oranı ile başlangıç nemi, agregat stabilitesi ve hacim yoğunluğu arasında korelasyon bulunurken, sıfır toprak işlemenin yapıldığı parsellerde korelasyon sadece infiltrasyon oranı ile hacim yoğunluğunda bulunmuştur. Arshad vd. (1999) kuzeybatı Kanada da uzun süreli geleneksel toprak işleme ve sıfır toprak işleme sistemlerini karşılaştırdıkları çalışmalarında por büyüklük sınıflarını daha fazla küçük porlar ve daha az büyük porlar olarak dağılımı yoluyla hacim ağırlığını önemli ölçüde değiştirmeden sıfır toprak işlemede toprağın su tutmasının geleneksel toprak işlemeden daha fazla olduğunu bildirmişlerdir. Yine aynı çalışmada toprak organik C nun sıfır toprak işlemede geleneksel toprak işlemeye göre fazla olduğu, suya dayanıklı agregatların geleneksel toprak işleme ile karşılaştırıldığında sıfır toprak işlemede daha gelişmiş olduğunu, bunun sebebinin de sıfır toprak işlemede makroagregatlar içerisinde daha fazla miktarda bulunan organik C nun ayrışarak agregatların daha dayanıklı olmasına yardımcı olduğunu belirtmişlerdir. McGarry vd. (2000) ün geleneksel ve sıfır toprak işleme sistemlerini karşılaştırdıkları 8 yıllık çalışmaları sonucunda çapı mm olan porlar sıfır toprak işleme sisteminde fazla iken, çapı 1.5 mm den küçük porlar geleneksel toprak işleme uygulamalarında fazla bulunmuştur. Schillinger vd. (2001) un siltli tınlı bir toprakta altı yıl boyunca yürüttükleri çalışmalarında geleneksel (toprak işleme), minimum (kimyasal+toprak işleme) ve gecikmiş minimum (kimyasal+gecikmiş toprak işleme) uygulamalarının nadas-buğday ekim nöbeti sisteminde toprakta su depolama, anız artığını tutma, toprak yüzey ve yüzey altı kesekliliğine, ve ürün verimlerine etkisini araştırmışlardır. Yılların ortalaması alındığında toprak işleme sistemlerinin toprakta su depolama etkinliği kışın geleneksel toprak işleme sisteminde % 51, minimum toprak işleme sisteminde % 54, ve gecikmiş minimum toprak işlemede % 57 olduğu, nadas işlemi sonrası ise sırasıyla % 24, % 26 ve % 26 düzeyinde olduğu saptanmıştır. Ayrıca sistemler arasında gerek ekim zamanı ekim derinliğindeki nem içeriği, 16

18 gerekse ürün verimleri arasında fark bulunmamakla birlikte uzun süreli minimum ve gecikmiş minimum toprak işleme pratiklerinin nadas boyunca yüzeydeki anız artığını ve kesekliliği önemli oranda artırarak geleneksel sisteme oranla erozyon kontrolünü daha iyi yapabildiklerini tespit etmişlerdir. Tan vd. (2002) uzun süreli geleneksel toprak işleme ve sıfır toprak işleme sisteminin toprak ve su kalitesi üzerine etkilerinin incelendiği uzun süreli ( ) çalışmalarında sıfır toprak işleme yönteminin uygulandığı tarlanın geleneksel toprak işleme yönteminin uygulandığı tarlaya göre %48 daha fazla drenaja sahip bulunduğunu, bununda sıfır toprak işleme yönteminde makroporlardaki sürekli artıştan kaynaklandığını belirtmişlerdir. Yine uzun süreli sıfır toprak işleme sonucunda geleneksel toprak işlemeye göre suya dayanıklı agregat miktarında da gelişmenin olduğu belirtilmiştir. Hernanz vd. (2002) ün buğday-fiğ ve buğday-buğday ekim nöbetlerinde ele aldıkları üç farklı toprak işleme sistemlerinin (geleneksel toprak işleme, azaltılmış toprak işleme ve sıfır toprak işleme) ürün verimleri üzerine etkilerini araştırdıkları çalışmalarında, toprak işleme yöntemleri ile her iki ekim nöbetindeki ürün verimleri arasında istatistiksel bir farklılık bulunmadığını, verimleri çevresel şartların sınırlandırdığını özelliklede ürün gelişim sezonundaki yağmurun miktarı ve dağılımı tarafından kontrol edildiğini belirtmişlerdir. Avcı vd. (2003) Orta Anadolu kuru şartlarında dört yıl çakılı olarak yürüttükleri geleneksel sisteme alternatif olarak sıfır toprak işleme çalışmalarında; kimyasal nadasta yabancı ot mücadelesi zamanında ve uygun ilaçlarla yapıldığı takdirde kimyasal nadasın geleneksel kara nadasa alternatif olacağı ve özellikle sürüm maliyetinde yarıdan fazla bir tasarrufa yol açacağını, nohut-buğday sisteminde buğday açısından bir problemin olmamakla birlikte nohutta yabancı ot mücadelesi için uygun ilacın seçiminin büyük önem taşıdığı, dolayısıyla sıfır toprak işleme sistemi için bu yönde araştırmalara ihtiyaç duyulduğu, genel olarak her yıl buğday ekim sisteminin brom yoğunluğunu artıran bir uygulama olduğu, sıfır işlemenin bu yoğunluğu daha da artırıcı bir rol oynadığı, buna karşın sıfır işleme su kullanımı, maliyet açısından çok ekonomik olmakta ve erozyonla mücadele ile sürdürülebilirlik açısından da büyük önem arz ettiği bildirilmektedir. 17

19 2. 3. Toprak işlemesiz Tarım Tekniğinin Tarihçesi, Avantajları ve Dezavantajları Anıza doğrudan ekim tekniği ilk kez ABD de 1960 lı yılların başında söz konusu edilmeye başlamakla birlikte, özellikle 1950 lerin başında 2,4 D ve bununla ilgili organik Phenoxy herbisitlerin keşfi araştırmaların başlangıcını oluşturmuştur. Bugün Dünya da bir çok ülke geleneksel toprak işlemeli tarım tekniğinden, azaltılmış toprak işlemeli ve toprak işlemesiz tarım tekniğine doğru bir yönelime girmişlerdir. Bunun başlıca sebepleri; toprak ve su korunmasına önem verilmesi, düşük üretim masraflarına yönelim, üretimde etkinliğin (zaman ve işgücü) arttırılmasıdır (Anonymous 1983) Toprak muhafazası Geleneksel toprak işlemeyle karşılaştırıldığında sıfır ve minimum toprak işlemenin, rüzgar ve su erozyonu ile toprak kaybını önleyen, toprak nemini korumayı amaçlayan bir işleme tekniği olduğu, özellikle de toprak yüzeyinde kalan organik artıkların toprak muhafazası yönünden büyük öneme sahip olduğu belirtilmiştir. Bu konuda Purdue Üniversitesi nde yapılan bir araştırmanın bulguları çizelge 2.1 de verilmiştir (Anonymous 1983, Zeren 1985). Çizelge 2.1. Tarla yüzeyinde bitki artığı-toprak kaybı ilişkisi Bitki artığı Ton/ha Yüzey akışı % İnfiltrasyon % Toprak kaybı Ton/ha Bir başka araştırmada ise farklı toprak işleme aletlerinin organik maddeyi hangi oranda toprak yüzeyinde koruduğu tespit edilmeye çalışılmış, sıfır toprak işlemede kullanılan anıza direkt ekim mibzerinin, geleneksel sistemde kullanılan diğer aletlere oranla organik maddeyi toprak yüzeyinde 18

20 en fazla tutmayı sağladığı tespit edilmiştir (Çizelge 2.2) (Anonymous 1983, Zeren 1985) Çizelge 2.2. Farklı işleme aletleri ile bitki artıklarının toprakta tutulma ilişkisi Toprak işleme aletleri Bitki artıklarının toprakta tutulma (%) si Kulaklı pulluk ( cm iş derinliği) 30 Kulaklı pulluk (20 cm iş derinliği) 10 Diskli anız pulluğu 50 Tveem veya ofset diskaro 50 Diskli pulluk 40 Tarla kültüvatörü 80 Çizel 75 Ot yolucu 85 Anıza ekim mibzeri 90 Nebraska Üniversitesinin bu konuya yönelik yürüttüğü bir çalışmada dört temel toprak işleme yöntemi ele alınmış ve bunların hangi ölçüde yüzey toprağı kaybına neden olduğu araştırılmış ve bulgular çizelge 2.3 de verilmiştir (Anonymous 1983, Zeren 1985). Çizelge 2.3. Dört farklı toprak işleme sistemine bağlı olarak tahmini toprak kayıpları Toprak işleme sistemi Tahmin edilen kayıp Ton/ha/yıl Geleneksel toprak işleme Azaltılmış toprak işleme I Azaltılmış toprak işleme II 5.00 Sıfır toprak işleme Enerji tasarrufu Özellikle sınırlı finansal kaynaklara sahip küçük işletmelerde toprak işlemesiz tarımın geleneksel toprak işlemeye üstünlüğünün yakıt tüketimi 19

21 olduğu bildirilmekte, tarımda kullanılan enerjinin büyük bir kısmını ise traktör yakıtının oluşturduğu, toprak işlemesiz tarımın çiftçilerin traktörleri ile yapacağı uygulamaları azaltarak yakıttan tasarruf sağladığı şeklinde açıklanmaktadır. ABD de Dört farklı toprak işleme yöntemi için akaryakıt gereksinimlerinin karşılaştırıldığı bir çalışmada elde edilen sonuçlar çizelge 2.4 de verilmiştir (Anonymous 1983, Zeren 1985). Çizelge Dört farklı toprak işleme yöntemleri için akaryakıt gereksiniminin karşılaştırılması Toprak işleme sistemleri Yakıt gereksinimi Litre/ha/ Geleneksel toprak işleme Azaltılmış toprak işleme I Azaltılmış toprak işleme II Sıfır toprak işleme Zaman ve işgücü tasarrufu Geleneksel tarımdan toprak işlemesiz tarıma geçişte çiftçi için sağlanan faydalardan en önemlisinin özellikle küçük aile işletmelerinde sınırlı olan işgücünden ve zamandan tasarruf olduğu belirtilmektedir. Toprak işlemesiz tarımda sürümü ortadan kaldırmak demek her bir sürüm işlemi için gerekli olan zamanı da ortadan kaldırmak demektir. Bu konuda yapılan çalışmalarda toprak işlemesiz tarımın zamanı ve işgücünü geleneksel toprak işlemeye göre %50-60 oranında azalttığı saptanmıştır. ABD de dört farklı toprak işleme yöntemi için işgücü gereksinimlerinin karşılaştırıldığı bir çalışmada elde olunan sonuçlar çizelge 2.5 de verilmiştir (Anonymous 1983, Zeren 1985). 20

22 Çizelge 2.5. Farklı toprak işleme yöntemi için işgücü gereksinimi Toprak işleme sistemleri İşgücü gereksinimi (İşçi/saat/Ha) Geleneksel toprak işleme 3.03 Azaltılmış toprak işleme I 2.63 Azaltılmış toprak işleme 1.83 Sıfır toprak işleme Toprak işlemesiz tarımın ikincil faydaları Toprak işlemesiz tarım tekniğinde; traktör, anıza direkt ekim mibzeri ve pülverizatör den başka bir ekipmana ihtiyaç duyulmaması nedeniyle üretim masrafları azalacağından, daha önce üzerinde tarım yapılamayan alanların (eğimli ve yüzlek) değerlendirilebilmesi, ekimi öne alarak ikinci ürün ekim alanlarının genişlemesine imkan vermesi, toprak alt üst edilmeden bırakıldığından, toprak yüzeyindeki bitki artıkları toprağı direkt güneş ışığından koruyarak buharlaşmayı azaltıp aynı zamanda kar ve yağmur suyunu da tutarak toprakta daha fazla nem birikimini sağlaması, çok sayıda ekipman kullanılmaması dolayısıyla toprak sıkışıklığının olmaması, geleneksel sisteme alternatif olan toprak işlemesiz tarım tekniğinin ikincil faydaları olarak belirtilmektedir (Anonymous 1983) Toprak işlemesiz tarımı sınırlayan faktörler Toprak işlemesiz tarım tekniğinin zor ve daha fazla yönetim bilgisi gerektirmesi, ağır ve drenajı iyi olmayan alanlarda uygulama imkanının zor olması, daha çok kimyasal kullanılması nedeniyle maliyetin artacağı ve çevre kirliliği yaratacağı endişesi, verimin geleneksel sisteme göre düşük olacağı vs. toprak işlemesiz tarımı sınırlayan faktörler olarak belirtilmiştir. Ancak; toprak işlemesiz tarım tekniğini uygulamak isteyen işletme sahibinin, ilk aşamada arazisinin sadece % 25 inde bu tekniği uygulayarak bilgi sahibi olabileceği, drenaj problemi olan alanlarda başlangıçta bu tekniğin sorunları olsa da zamanla toprakta organik madde miktarı arttırılıp, toprak strüktürünün iyileştirilmesi sağlanarak problemin giderilebileceği, toprak işlemesiz tarım tekniğinde işleme masraflarından yapılacak ekonomik kazancın artı herbisit kullanımının getireceği ek maliyetten çok daha fazla olacağı, özellikle son yıllarda geliştirilen herbisitlerin toprakta kalıcılığının sınırlı olması sebebiyle çevre kirliliği yaratmayacağı, bu 21

23 tekniğin uygulanması ile ilk yıllarda belirli oranlarda verim kayıplarına rastlanmakla birlikte, yüksek verimin bütün tarım sistemleri için geçerli olan işletmenin yönetim biçimi ile çok yakından ilişkili olduğu şeklinde getirilen açıklamalarla toprak işlemesiz tarımı sınırlayan faktörlerin aşılabileceği belirtilmiştir (Anonymous 1983). ABD-Ohio tarım araştırma ve gelişme merkezinin farklı toprak işlemelerin mısır ve soya verimi üzerine yapmış oldukları araştırma sonuçları çizelge 2.6 da verilmiştir (Anonymous 1983). Çizelge 2.6. Farklı toprak işlemelerin mısır ve soya verimi üzerine etkisi Toprak işleme Mısır verimi (kg/ha) Soya verimi (kg/ha) yöntemleri GTİ+Çapalama GTİ ATİ+Çapalama ATİ MYTİ+Çapalama MYTİ STİ GTİ-Geleneksel toprak işleme ATİ-Azaltılmış toprak işleme MYTİ-Muhafazaya yönelik toprak işleme STİ-Sıfır toprak işleme 22

24 3. MATERYAL ve YÖNTEM Materyal Deneme yerinin konumu Deneme alanı, Ankara Haymana karayolu üzerinde, İkizce köyü yakınındaki Ankara Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Araştırma ve Uygulama çiftliği arazisindedir. Çiftlik Ankara ya 45 km uzaklıkta olup, denizden yüksekliği 1055 m, enlemi '' kuzey ve boylamı '' doğudur Deneme yerinin iklim özellikleri Deneme alanının son 13 yıllık ortalama aylık yağışları Çizelge 3.1 de verilmektedir (Anonim 2004). Çizelgeden de görüldüğü gibi en yağışlı aylar sırası ile Mart, Nisan, Mayıs, ve Aralık olurken, en kurak aylar ise sırası ile Temmuz, Ağustos, ve Eylül olmuştur. Çizelge 3.1. Deneme yeri uzun yıllık ortalama aylık yağışları (mm) ( ) AYLAR AYLIK ORTALAMA YAĞIŞ (mm) OCAK 31.1 ŞUBAT 35.6 MART 43.7 NİSAN 54.5 MAYIS 47.0 HAZİRAN 23.4 TEMMUZ 16.8 AĞUSTOS 17.3 EYLÜL 20.2 EKİM 26.7 KASIM 35.5 ARALIK 56.2 TOPLAM

25 Denemenin kurulduğu yıllarına ait aylık toplam yağışlar ise Çizelge 3.2 de ayrıca verilmiştir. Çizelge 3.2.Denemenin kurulduğu yıllara ait aylık toplam yağışları (mm) AYLAR AYLIK ORTALAMA YAĞIŞ (mm) EKİM KASIM ARALIK OCAK ŞUBAT MART NİSAN MAYIS HAZİRAN TEMMUZ AĞUSTOS EYLÜL TOPLAM Deneme yerinin son 13 yıllık aylık sıcaklık ortalamaları ise Çizelge 3.3 de verilmektedir (Anonim 2004). En sıcak ay C ile Temmuz, en soğuk ay ise C ile Ocak ayı olmuştur. 24

26 Çizelge 3.3. Deneme yeri uzun yıllık ortalama aylık sıcaklıkları ( 0 C) ( ) AYLAR AYLIK ORTALAMA SICAKLIK ( O C) OCAK -1.7 ŞUBAT -0.6 MART 3.8 NİSAN 9.0 MAYIS 13.9 HAZİRAN 18.2 TEMMUZ 21.7 AĞUSTOS 21.1 EYLÜL 16.8 EKİM 12.2 KASIM 5.3 ARALIK 0.6 Denemenin kurulduğu yıllarına ait aylık ortalama sıcaklıklar ise Çizelge 3.4 de verilmiştir. Çizelge 3.4.Denemenin kurulduğu yıllara ait aylık ortalama sıcaklıkları ( 0 C) AYLAR AYLIK ORTALAMA SICAKLIK ( O C) EKİM KASIM ARALIK OCAK ŞUBAT MART NİSAN MAYIS HAZİRAN TEMMUZ AĞUSTOS EYLÜL ORTALAMA

27 Nispi nem ise yaz aylarında % 60-65, kış aylarında ise % arasında değişmektedir (Anonim 2004) Deneme alanının toprak özellikleri Deneme, Kahverengi Büyük Toprak Gurubuna giren Aridisol ordosundan Typic Calciorthid alt grubu (Gökmen 1992) % eğimli, toplam 5 da lık bir alanda kurulmuştur. Deneme alanı toprak özellikleri çizelge 3.5 de verilmiştir. Çizelge 3.5. Deneme alanı toprağının bazı özellikleri Toprak Özellikleri Toprak Derinliği (cm) ph (25 0 C) EC 25 C (mmhos/cm) Kireç (%) Organik Madde (%) Tarla Kapasitesi (1/3 atm) (%) Solma Noktası (15 atm) (%) Hacim Ağırlığı (g/cm 3 ) Özgül Ağırlık % Kum %Silt %Kil Bünye Sınıfı C C C NH 4 -N (ppm) NO 3 -N (ppm) Yarayışlı P 2 O 5 (kg/da) Denemede kullanılan bitki materyali Buğday (Gün-91); Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü (TARM) tarafından tescil ettirilmiş, ekmeklik kalitesi yüksek, orta boylu, kardeşlenmesi yüksek ve uygun şartlarda dekara 750 kg verim verebilen bir çeşittir. 26

28 Nohut (Gökçe) ; Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü (TARM) tarafından tescil ettirilen, cm boylanabilen, antraknoza orta dayanıklı, uygun koşullarda dekara kg verim verebilen bir çeşittir Yöntem Toprak reaksiyonu (ph); Saturasyon ekstraktında cam elektrotlu ph metre ile ölçülmüştür (Richards 1964). Elektriksel iletkenlik (EC 25 0 C ); Saturasyon ekstraktında kondüktivimetre aleti yardımı ile ölçülmüştür (Richards 1964). Bünye (Tekstür); Hidrometre yöntemi ile saptanmıştır (Bouyoucus 1951). Tarla kapasitesi 1/3 atmosfer, Solma noktası ise 15 atmosfer basınç altında çalışabilen seramik levhalar kullanılarak belirlenmiştir (Richards 1948). Organik madde; Jackson tarafından modifiye edilmiş Walkley-Black yaş yakma yöntemi ile saptanmıştır (Jackson 1969). Kireç (CaCO 3 ); Scheibler kalsimetresi ile bulunmuştur (Çağlar 1949). Yarayışlı fosfor; Olsen bikarbonat yöntemine göre bulunmuştur (Olsen 1954) Amonyum azotu ve nitrat azotu; Topraktaki serbest ve değişebilir amonyum iyonları ile nitrat halindeki inorganik azotun belirlenmesinde, destilasyon yoluyla analiz etme yöntemlerinden Mağnezyum Oksit + Devarda alaşım metodu uygulanmıştır (MBA-Chibogu vd. 1975, Başkaya 1980, Usta 1983). Özgül ağırlık; piknometre yöntemi ile saptanmıştır (Richards 1964). Kuru hacim ağırlığı; çakma silindirlerle alınan bozulmamış toprak örneklerinden hesaplanmıştır (Richards 1964). Suya dayanıklı agregat % si; ıslak eleme yöntemi ile belirlenmiştir (Kemper 1965). 27

29 Toplam porozite ve Havalanma porozitesi; toplam porozite, hacim ağırlığı ve özgül ağırlık değerlerinden yararlanılarak hesaplanmıştır (Munsuz 1982), Havalanma porozitesi ise, 50 cm lik (1.7 pf) bir tansiyonda bozulmamış toprak örneğinde tutulan su miktarının kum havuzunda bulunması ile belirlenmiştir (Black 1965). İnfiltrasyon hızı ve eklemeli infiltrasyon değerleri; çift silindirli infiltrometre yöntemi ile (Bouwer 1986) a göre belirlenmiştir. İnfiltrasyon ölçümlerinde çift silindirli sabit su düzeyli infiltrometreler kullanılmıştır. Toprağın yaklaşık 10 cm derinliğine çakılan silindirler (çapı 57 cm olan dış silindir ve çapı 32 cm olan iç silindir) içerisinde 15 cm su göllendirilmiştir. İnfiltrasyon ölçümlerinin sonuna kadar silindirler içerisindeki su seviyelerinin eşit olmasına dikkat edilmiştir. Suyun silindirlere konulmasıyla birlikte infiltrasyon ölçümü başlatılmış, 1, 2, 3, 4 ve 5 er dakikalık aralıklarla toprağa infiltre olan toplam su kalınlıkları ölçülmüştür. Beş dakikalık okumalara infiltrasyon hızı sabitlenene kadar devam edilmiştir. Ölçülen infiltrasyon değerleri Kostiakov tarafından geliştirilen aşağıdaki eşitlikte kullanılarak İnfiltrasyon oranı (i), hesaplanmıştır (m s -1 ). i=a.t -b burada; t = infiltrasyonun başlamasından sonraki zaman a ve b = toprak özelliklerinin fonksiyonu olan sabit değer Eklemeli infiltrasyon ise yine Kostiakov tarafından geliştirilen aşağıdaki eşitlik kullanılarak hesaplanmıştır (m). burada; t = infiltrasyon zamanı I=c.t c ve = toprak özelliklerinin fonksiyonu olan sabit değer Yukarıdaki her iki eşitlikte lineer bir eşitliğe (Y = A + Bx) çevrilerek aşağıdaki şekle dönüştürüldü. log i = log a b log t log I = log c + log t 28

30 buradan; bilinmeyen parametreler (a, b, c ve ) lineer regresyon yardımı ile bulunmuştur. Daha sonra ölçülen infiltrasyon değerlerine kostiakov un yukarıdaki eşitlikleri uygulanarak ilk yarım saat, birinci, ikinci, üçüncü ve dördüncü saat ortalama infiltrasyon hızları ve eklemeli infiltrasyon değeri hesaplanıp, istatistik değerlendirme yapılmıştır. Ayrıca eklemeli infiltrasyon ve infiltrasyon hızı eğrileri çizilmiştir Denemenin Düzenlenmesi Deneme konuları Nadas-Tahıl Ekim Nöbetinde, geleneksel nadas-geleneksel buğday; kimyasal nadas-direkt buğday, Baklagil-Tahıl Ekim Nöbetinde, geleneksel nohut-geleneksel buğday; direkt nohut direkt buğday, Tahıl-Tahıl Ekim Nöbetinde, anızlı rototiller+ekim-anızlı direkt ekim; anız yakılı rototiller+ekim-anız yakılı direkt ekim alt parsellerinde oluşmaktadır Deneme deseni Deneme tesadüf bloklarında bölünen bölünmüş parseller deneme deseninde, 3 tekerrürlü olarak kurulmuştur. Ana parseller ekim nöbetleri, alt parseller sistemler ve alt alt parsellerde sistemlerdeki farklı uygulamaları oluşturmaktadır. Parsel boyutları: Ekimde: 5m x 15m =75m 2 Hasatta: Buğday için; 1.2m x 15m =18m 2 Nohut (direkt ekimde) için; 2.8m x 15m =42m 2 Nohut (serpme ekimde) için; 3m x 15m =45m 2 29