KISINTILI SULAMA ALTINDA MISIR BİTKİSİNİN ÇEŞİT FARKLILIĞI * Genotypic Variability of Maize under Deficit Irrigation Harun KAMAN Tarımsal Yapılar ve Sulama Anabilim Dalı Cevat KIRDA Tarımsal Yapılar ve Sulama Anabilim Dalı ÖZET Bu araştırma, üç sulama konusu altında beş mısır çeşidinin verim tepkilerini belirlemek amacıyla yapılmıştır. Araştımada: (1) Tam sulama (TS), bitkinin gereksindiği su kısıntı yapılmaksızın uygulanan kontrol konusu; (2) Geleneksel kısıntılı sulama (KS), TS konusu su miktarının %65 inin bitki köklerinin her iki tarafına uygulandığı geleneksel kısıntılı sulama konusu ve (3) Yarı ıslatmalı sulama (YIS), TS konusu su miktarının %65 inin her sulamada ardışık olarak köklerin bir yarısını ıslatacak şekilde uygulanan sulama konusu olmak üzere üç sulama konusu ele alınmıştır. Su miktarları A-Sınıfı buharlaşma kabı kullanılarak hesaplanmış ve sulamalar haftada bir olacak şekilde planlanmıştır. Bitki materyali olarak (1) P.31.G.98 (Pioneer), (2) P.3394 (Pioneer), (3) Rx:9292 (May Agro), (4) Tector (Syngenta) ve (5) Tietar (Monsanto) mısır çeşitleri kullanılmıştır. Araştırma dört yinelemeli olarak bölünmüş parseller deneme deseninde kurulmuş ve sulama uygulamaları damla sulama yöntemiyle yapılmıştır. Araştırma Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi nde yürtülmüştür. Bitki kök bölgesi toprak su içeriği nötronmetre ile izlenmiştir. Sulama konuları ortalama dane verimleri TS>YIS>KS şeklinde sıralanmıştır. Yatişme mevsimi boyunca bitki boyu, kuru madde, kök dağılımı, yaprak su potansiyeli vb. gözlem ve ölçümler yapılmıştır. Mısır çeşitlerinin ortalama dane verimleri 3.93 ile 7.23 t ha -1 arasında önemli (P 0.05) farklılık göstermiştir. En yüksek dane verimi P.3394 çeşidinden elde edilmiştir. P.3394 çeşidini sırası ile P.31 G.98, Tieter ve Rx: 9292 çeşitleri izlemiştir. En düşük dane vermi ise Tector çeşidinde kaydedilmiştir. Anahtar Kelimeler: Yarı ıslatmalı sulama (YIS), dane verimi, kök dağılımı, çeşit farklılığı, mısır ABSTRACT Grain yield of five different cultivars of maize were assessed under three irrigation treatments: (1) Full irrigation (FI), meeting full plant water requirement, with no water deficit; (2) Conventional deficit irrigation (CDI) with 35% water deficit, compared to FI; (3) Partial root drying (PRD) practice which had the same level of water deficit (35%) as CDI but with one half of the plant-root zone alternately receiving water or remaining partially dry during irrigations. Irrigations were scheduled at weekly * Doktora Tezi-Ph.D.Thesis 110
intervals and irrigation water requirement for the FI was 100% Class-A pan evaporation. The maize cultivars tested were (1) P.31.G.98 (Pioneer), (2) P.3394 (Pioneer), (3) Rx: 9292 (May Agro), (4) Tector (Syngenta) and (5) Tietar (Monsanto). A split experimental design with four replicates was used to assess grain-yield responses of the maize cultivars using drip irrigation method. The experimental work was carried out in research fields at Cukurova University, Faculty of Agriculture, Adana in 2004. The plant-root zone soil water status was monitored using neutron water gauge. The ranking of grain-yield means over irrigation treatments was FI>PRD>CDI. The maize cultivars were compared based on grain yield data. The yield data was complemented with seasonal measurements of plant height, biomass, root distribution, leaf water potential and the like. The grain yield, which changed within the range of 3.93 to 7.23 t ha -1, showed highly significant (P 0.05) genotypic variability. The highest yield was obtained with cultivar P.3394, which was followed by P.31 G.98, Tieter and Rx: 9292. The lowest yield was recorded Tector. Key Words: Partial root zone drying (PRD), grain yield, root distribution, genotypic variability, maize Giriş Tarımda birim alandan daha fazla verim almak ve sulama randımanının artırılmasıyla ilgili çalışmalar, su tasarrufu ve dünya nüfusunun besin gereksinmesinin karşılanması bakımından önemlidir. Bu bağlamda farklı sulama teknolojilerine ilişkin gelişmeler günümüzde büyük önem kazanmıştır. Yeni geliştirilmekte olan yarı ıslatmalı sulama uygulamasıyla, geleneksel sulamalarda uygulanan su miktarı belirli bir oranda azaltılarak bitki köklerinin yarısı ıslatılmakta ve takip eden sulamalarda ise diğer yarısına su verilmektedir. Bu durum, ksilem elementleri içinde absisik asit konsantrasyonunu artırarak stomaların kapanmasını tetiklemektedir (Stoll ve ark., 2000). Wilkinson ve Davies (1997) de kök çevresindeki su potansiyelinin değişimi ile birlikte ksilem suyu ph sının artması ve diğer nedenlerin yapraklarda stoma açıklığının kontrolünde etkili olduğu ifade etmektedirler. Böylece suyun kıt ve pahalı olduğu bölgelerde geleneksel kısıntılı sulamaya benzer şekilde daha az su uygulayarak, mevcut su kaynaklarından en etkin şekilde yararlanılabilecektir (Kang ve ark., 1998). Bazı araştırma sonuçları, yarı ıslatmalı sulama uygulaması altında su kullanım randımanı artışını göstermektedir (Kırda ve ark., 2004-2005; Dorji ve ark., 2005). Diğer yandan günümüz koşullarında tarımsal üretimin artırılması, ekim alanlarının genişletilmesiyle olası değildir. Yeni melezlerin genetik potansiyelleri uygun sulama ve gübreleme teknikleriyle birleştirildiğinde yüksek verim değerlerine ulaşılabilmektedir (Gözübenli ve ark., 2001). Mısır bitkisine ait çeşitlerin, agronomik 111
özelliklerinin önemli farklılıklar gösterdiği ifade edilmiştir (Cesurer ve ark., 1999; Uslu ve Karaaltın, 1999). Yüksek verim elde etmek diğer kültürel önlemlerin yanı sıra, iyi bir sulama programı altında yöreye uygun çeşidin belirlenmesine bağlı olacaktır. Bu bağlamda araştırmada; Çukurova koşullarında yetiştirilen beş mısır çeşidinin geleneksel kısıntılı (KS) ve yarı ıslatmalı sulama (YIS) uygulamaları altında olası verim tepkilerinin irdelenmesi amaçlanmıştır. Materyal ve Metot Materyal Araştırma, Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi, Tarımsal Yapılar ve Sulama Bölümü deneme alanında 2004 yılında yürütülmüştür. Araştırma alanı 36º 59 N enlemi ve 35º 18 E boylamındadır. Araştırma alanının denizden yüksekliği ise 20 m dir. Araştırma alanı toprakları Mutlu serisi içinde yer alıp, topografyası düz ve düze yakındır. Topraklar kireç bakımından orta derecede zengin ve hakim rengi koyu kırmızımsı kahverengidir. Toprak profili, yüksek oranda şişme özelliği taşıyan kil içermektedir. Araştırma için sulama suyu, Ç.Ü. Ziraat Fakültesi Döner Sermaye İşletmesi Araştırma ve Uygulama Çiftliğinden geçen Kuzey Yüreğir Sulama Birliğine ait YS1 ana sulama kanalından sağlanmıştır. Araştırmada 5 farklı mısır çeşidi kullanılmıştır: (1) P.31.G.98 (pioneer), (2) P.3394 (pioneer), (3) Rx:9292 (may agro), (4) Tector (syngenta), (5) Tietar (monsanto). Metot Deneme konuları bölünmüş parseller deneme deseninde 4 yinelemeli olarak yerleştirilmiştir. Her bir konu 8 m uzunluğunda ve 4.9 m eninde 7 sıradan oluşmuştur. Araştırmada 3 sulama konusu ele alınmıştır: (1) TS (tam sulama); A Sınıfı buharlaşma kabına göre hesaplanan, bitkinin gereksindiği sudan kısıntı yapılmaksızın uygulanan kontrol konusu, (2) KS (geleneksel kısıntılı sulama); Kontrol konusu olan tam sulama konusuna uygulanan su miktarının %65 inin bitki köklerinin her iki tarafına uygulandığı geleneksel kısıntılı sulama konusu, (3) YIS (yarı ıslatmalı sulama); Tam sulama konusuna uygulanan su miktarının %65 inin her sulamada ardışık olarak köklerin bir yarısını ıslatacak şekilde uygulanan sulama konusu. Ekim işlemi sıra arası 70 cm ve sıra üzeri 18 cm olacak şekilde 24 Haziran 2004 tarihinde gerçekleştirilmiştir. Damla sulama yöntemiyle parsellere uygulanan su miktarları, A Sınıfı buharlaşma kabından alınan buharlaşma ölçümleri kullanılarak hesaplanmıştır. Haftada bir sulama yapılarak yetişme mevsimi boyunca toplam 9 kez sulama uygulaması gerçekleştirilmiştir. Araştırmada kullanılan gübre oranları yöredeki çiftçi uygulamalarına benzer bir şekilde belirlenmiştir. Dekara saf olarak toplam 30 kg N (azot), 13 kg P (fosfor) ve 11 kg K (potasyum) gübresi uygulanmıştır. Yöredeki 112
çiftçilerin de en büyük sorunlarından biri haline gelen kurt ile yoğun bir ilaçla mücadele yaşanmıştır. Yetişme mevsimi boyunca sulama öncesi ve sonrası toprak su içeriği gözlemleri nötronmetre ile yapılmıştır. Hasat işlemi 1 Kasım 2004 tarihinde yapılmış ve mısır dane verimleri kaydedilmiştir. Hasat sırasında her bir konudan 0-15, 15-30, 30-45 ve 45-60 cm derinliklerde ve tam bitki kök merkezinin olduğu yerlerden silindirler yardımıyla bozulmamış bitki kök örnekleri alınmıştır. Daha sonra silindirler içerisindeki bitki kökleri toprak ve diğer yabancı maddelerden ayrıştırılmış ve yaş ağırlıkları tartılmıştır. Böylece hasatta bitki kök dağılımlarıyla birlikte üç sulama uygulaması altında beş mısır çeşidinin verim tepkileri ortaya konulmuştur. Araştırma Bulguları ve Tartışma Dane verimi yönünden TS, KS ve YIS konuları ile araştırmaya alınan beş mısır çeşidi arasındaki ilişki önemli bulunmuştur. Sulama konuları arasında dane verimleri 0.05 önem düzeyinde farklılık göstermiş ve TS>YIS>KS şeklinde sıralanmıştır (Çizelge 1). Özellikle aynı miktarda sulama suyu uygulanmasına karşın YIS konusu ile KS konusu altında verimlerde istatistiki olarak fark ortaya çıkmıştır. Kang ve ark. (2000) tarafından yapılan bir araştırmada TS ve YIS konuları altında verim sonuçları istatistiki anlamda farklılık göstermezken, Kırda ve ark. (2004) tarafından yapılan bir başka araştırmada ise TS ve YIS konuları altında mısır verimleri arasındaki fark anlamlı bulunmuştur. Ancak anılan araştırmalar tek bir çeşit üzerinde yapılmıştır. Yürütülen bu çalışmada ise, mısır çeşitleri arasındaki verim değerleri 0.05 önem düzeyinde anlamlı ve 3.93 ile 7.23 t ha -1 arasında değişim göstermiştir (Çizelge 1). En yüksek verim P.3394 (pioneer) çeşidinde görülmüştür. Daha sonra sıralama P.31.G.98 (pioneer), tietar (monsanto) ve Rx:9292 (may agro) şeklinde olurken, en düşük verim tector (syngenta) çeşidinden elde edilmiştir. Cesurer ve ark. (1999) ve Gözübenli ve ark. (2001) yaptıkları çalışmalarda da mısır çeşitlerinin, ilk koçan yüksekliği, bitki boyu, bitkide koçan sayısı ve sap kalınlığı gibi parametrelerindeki farklıklıklarla birlikte dane verim değerlerinde de önemli farklıklıkların meydana geldiğini ifade etmişlerdir. TS, KS ve YIS konuları altında Rx:9292 (may agro) çeşidinin dane verimleri arasında istatistiki bir fark ortaya çıkmamıştır. Ancak KS ve YIS konuları aynı miktarlarda sulama suyuna sahip olmasına karşın, sulamalarda bitki köklerinin bir yarısının ıslak diğer yarısının kuru bırakıldığı YIS konusu altında, P.3394 (pioneer), tector (syngenta) ve tietar (monsanto) çeşitlerinde daha yüksek verim değerleri meydana gelmiştir. Bununla birlikte P.3394 (pioneer) ve tector (syngenta) çeşitlerinde, YIS konusunda TS konusuna oranla verim düşmesi 0.05 önem düzeyinde istatistiki olarak bir fark 113
göstermemiştir. Buna karşın TS, YIS ve KS konuları altında en yüksek verim değerlerinin alındığı P.3394 (pioneer) çeşidinin mevsimlik toprak su içeriği durumu Şekil 1 de örnek olarak verilmiştir. Beklenildiği gibi TS konusu altında kök bölgesi toprak su içeriği en yüksek değere sahiptir. YIS konusunun ıslak ve kuru taraflarındaki toprak su içeriği değerleri KS konusuna oranla daha yüksek gerçekleşmiştir. Toprak su içeriği ile ilgli benzer sonuçlar Doji ve ark. (2005) tarafından yapılan araştırmada da ortaya konulmuştur. Çizelge 1. Üç sulama konusu ve beş mısır çeşidinin dane verimleri (t ha -1 ) 1 Sulama Konuları Çeşit TS YIS KS Çeşitler LSD 0.05 Ortalaması P.31.G.98 B7.44a B5.69b AB5.11b 0.6220 B6.08 P.3394 AB8.62a A7.41a A5.67b 1.2384 A7.23 Rx:9292 C4.31 B4.80 BC3.56 Ö.D. C4.22 TECTOR C5.35a B4.67a D1.78b 1.7082 C3.93 TIETAR A9.12a B5.63b CD2.99c 1.4946 B5.91 LSD 0.05 1.1951 1.4365 1.5680-1.0861 Sulama Ortalaması 6.97a 5.64b 3.82c 0.7636-1 Farklı harflerle verilen satır ve sütunlardaki veriler %5 düzeyinde LSD testine göre birbirinden önmeli derecede farklıdır (sütun içinde büyük harfler çeşit, satır içinde küçük harfler sulama konuları için kullanılmıştır). Ö.D.: Önemli Değil 114
Toprak su içeriği (mm 120cm -1 ) Ç.Ü Fen Bilimleri Enstitüsü Yıl:2008 Cilt:18-3 450 350 250 150 20 30 40 50 60 70 80 90 Ekimden sonraki gün FI CDI PRD wet PRD dry TS KS YIS ıslak YIS kuru Şekil 1. P.3394 mısır çeşidinin üç sulama konusu altında bitki kök bölgesi toprak su içeriği değişimi (2004) Araştırmaya alınan beş mısır çeşidinin kök gelişimleri incelendiğinde, özellikle toprak yüzeyinden itibaren 30-40 cm derinliklere inildikçe farklılıklar meydana gelmiştir (Şekil 2). TS konusu için P.3394 (pioneer) çeşidi en yüksek kök gelişmine sahip olmuş ve sonra tector (syngenta) çeşidi gelmiştir. Geriye kalan diğer üç çeşitte ise kök gelişimleri benzer bir tavır sergilemiştir. KS konusu altında da mısır çeşitlerinin kök gelişimlerinde farklılıklar meydana gelmiştir. YIS konusu altında ise tector (syngenta) mısır çeşidinin kök gelişimi en yüksek olurken, diğer mısır çeşitleri daha az bir kök gelişimine sahip olmuşlardır. KS ve YIS konuları aynı miktarlarda sulama suyuna sahip olmasına karşın, sulamalarda bitki köklerinin bir yarısının ıslak diğer yarısının kuru bırakıldığı YIS konusu altında tector (syngenta) çeşidi daha iyi bir kök gelişimi göstermesiyle birlikte daha yüksek bir verim değeri ortaya koymuştur. 115
Derinlik (cm) Ç.Ü Fen Bilimleri Enstitüsü Yıl:2008 Cilt:18-3 Kök dağılımı (g cm -3 ) 10 3-5 5 15 25 35 0 20 40 TS 60 800 20 40 KS 60 800 20 40 YIS 60 80 P.31.G.98 P.3394 Rx:9292 TECTOR Şekil 2. Hasatta beş mısır çeşidinin üç sulama konusu altında kök dağılımı (2004) 116
Sonuçlar Özellikle suyun kıt ve pahalı olduğu yerlerde sulama suyundan kısıntıya gidilmesi bir zorunluluk olacaktır. Bu koşullar altında araştırma, KS ve YIS konularının aynı miktarlarda sulama suyuna sahip olmasına karşın sulamalarda bitki köklerinin bir yarısının ıslak diğer yarısının kuru bırakıldığı YIS konusu, TS konusundan düşük olmakla birlikte KS konusundan daha yüksek bir verim değerini ortaya koymuştur. Bununla birlikte YIS konusu altındaki tector (syngenta) mısır çeşidi, KS konusuna oranla yüksek bir kök gelişimi ile daha yüksek bir verim değerine sahip olmuştur. Kaynaklar CESURER, L., ÇÖLKESEN, M., ÇİÇEK, A., 1999. Determination of agronomic characters of second crop season hybrid corn (Zea mays L.) varieties in Kahramanmaraş condition. Türkiye 3. Tarla Bitkileri Kongresi, 15-18 Kasım, Adana, (sunulu bildiri), Cilt I, Genel ve Tahıllar, s. 281-286. DORJI, K., BEHBOUDIAN, M.H., ZEGBE-DOMINGUEZ, J.A., 2005. Water relations, growth, yield, and fruit quality of hot pepper under deficit irrigation and partial rootzone drying. Scientia Horticulture, 104: 137-149. GÖZÜBENLI, H., KONUŞKAN, Ö., ŞENER, O., 2001. Grain yield and yield-related characters of some maize (Zea mays L.) genotypes grown as second-crop in Hatay ecological conditions. Türkiye 4. Tarla Bitkileri Kongresi, 17-21 Eylül, Tekirdağ, s. 201-205. KANG, S., LIANG, Z., HU, W., ZHANG, J., 1998. Water use efficiency of controlled alternate irrigation on root-divided maize plants. Agricultural Water Management, 38: 69-76. KIRDA, C., CETIN, M., DASGAN, Y., TOPCU, S., KAMAN, H., EKICI, B., DERICI, M.R., OZGUVEN, A.I., 2004. Yield response of greenhouse grown tomato to partial root drying and conventional deficit irrigation. Agricultural Water Management, 69: 191 201. KIRDA, C., TOPCU, S., KAMAN, H., ULGER, A.C., YAZICI, A., CETIN, M., DERICI, M.R., 2005. Grain yield response and N-fertiliser recovery of maize under deficit irrigation. Field Crops Research, 93: 132-141. STOLL, M., LOVEYS, B., DRY, P., 2000. Hormonal changes induced by partial rootzone drying of irrigated grapevine. Journal of Experimental Botany, 51 (350): 1627-1634. USLU, Ö.S., KARAALTIN, S., 1999. Effect of different levels of nitrogen on physiological growth, yield component and yield of second crop maize (Zea mays L.) under Kahramanmaraş condition. Türkiye 3. Tarla Bitkileri Kongresi, 15-18 Kasım, Adana, (poster bildiri). Cilt I, Genel ve Tahıllar, s. 434-439. 117
WILKINSON, S., DAVIES, W.J., 1997. Xylem sap ph increase: a drought signal received at the apoplastic face of the guard cell that involves the suppression of saturable abscisic acid uptake by the epidermal symplast. Plant Physiol., 113: 559-573. 118