PATATES YETİŞTİRİCİLİĞİNDE DAMLA SULAMA VE 15 N TEKNİKLERİNİN KULLANILDIĞI FERTİGASYON ARAŞTIRMALARI M.B. HALİTLİGİL 1 H.ONARAN 2 N. MUNSUZ 3 H.KIŞLALI 1 A.AKIN 1 L.A.ÜNLENEN 2 G.ÇAYCI 3 C.KÜTÜK 3 N.KILIÇ 2 S.KEFİ 2 T.DİZİKISA 2 A.BARAN 3 1. GİRİŞ Niğde-Nevşehir yöresinde bulunan hafif bünyeli, geçirgenlikleri fazla ve su tutma kapasiteleri düşük topraklarında, çiftçi patates yetiştirirken sulama metodu olarak yağmurlamayı kullanmakta ve azotlu gübreyi yüksek dozlarda (yaklaşık 90 kg N/da), ya toprağa serpmekte veya sulama havuzlarında eritildikten sonra yağmurlama sistemiyle vermektedir. Bu yörede 1991-1994 yılları arasında çiftçi koşullarında; 15 N etiketli amonyum sülfat gübresi kullanarak, değişik azot dozlarını kapsayan tarla denemeleri Halitligil ve ark., 1996 tarafından yapılmıştır. Elde ettikleri sonuçlar, yüksek dozlarda azotlu gübre ve fazla miktarlarda su tatbik edildiğinde, patates bitkisinin azot ve su kullanma randımanlarının düştüğünün ve azotun 200 cm toprak derinliğinin altına yıkanarak taban sularını nitrat bakımından kirlettiğini ortaya koymuştur. Bitki kök bölgesinde azot ve su optimum seviyelerde tutulabilirse bitki bunları daha kolayca alabilecek ve daha randımanlı bir şekilde kullanabilecektir. Damla sulama-fertigasyon sisteminin bu koşulları sağlayabilecek yegane teknik olduğu birçok araştırıcı tarafından belirtilmiştir. (Gresler, 1977; Miller et. Al., 1981; Papadapoulos, 1988) Bu araştırmada, yukarıda belirtilen faydalarından dolayı, Niğde-Nevşehir yöresinde patates yetiştiriciliği yapılan hafif bünyeli topraklarda damla sulama-fertigasyon sisteminin denenerek patates bitkisinin veriminin arttırılması, azot ve su kullanma randımanlarının iyileştirilmesi ve böylece taban sularının nitrat bakımından kirlenmesinin önlenmesi amaçlanmıştır. 2. MATERYAL VE METOD Tarla denemeleri 1997, 1998, 1999 ve 2000 yıllarında biri Niğde Patates Araştırma Enstitüsü tarlasında olmak ve diğerleri (Gölcük 1997 yılında; Hasaköy ve Suvermez 1998-2000 yılları arasında) çiftçi tarlalarında olmak üzere üç değişik yörede kurulmuştur. Denemelerde N0, N1, N2, N3 ve Toprak muameleleri (sırasıyla 0, 30, 60, 90 kg N/da azot dozlarının damla 1 Türkiye Atom Enerjisi Kurumu, Ankara Nükleer Tarım ve Hayvancılık Araştırma Merkezi, Sary-Ankara 2 Tarım ve Köyişleri Bakanlığı, Niğde Patates Araştırma Enstitüsü, Niğde 3 Ankara Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Toprak İlmi Bölümü, Ankara 1
sulama-fertigasyon ile tatbiki ve 60 kg N/da azot dozunun toprağa tatbiki ve sonra damla sulama yapılması) incelenmiştir. Denemeler tesadüf blokları deneme desenine göre dört tekerrürlü olarak kurulmuşlardır. Denemlerde N gübresi amonyum sülfat ve patates çeşidi olarakta işleme sanayinde tercih edilen Agria kullanılmıştır. Patates 70 cm sıra arası ve 30 cm sıra üstü aralıklarında 4 sıra bir parsel olacak şekilde dikilmiştir. Parsel boyutları ekimde 2.8 m x 5.0 m = 14.0 m 2 ve hasatta 1.4 m x 5.0 m = 7.0 m 2 olmuştur. Her parselin her bir sırasında, 25 cm de bir damlalığı bulunan 13 mm iç ve 20 mm dış çapı olan ve 2 atu basınçta 4 litre/saat su damlatan plastik sulama lateral boruları sıra aralıklarına yerleştirilmiştir. Tatbik edilen su, lateral borulara gelmeden önce filtreden, su metresinden geçirilmiş ve daha sonra eritilmiş gübreyi su basıncıyla alan DOSATRON aleti vasıtasıyla sulanacak gerekli yerlere ulaştırılmıştır. Patates dikimleri her yıl genellikle Mayıs ortasında ve ilk sulamalar da Haziran ortasında boğaz doldurmadan hemen sonra yapılmıştır. Sulamalar 12 hafta devam etmiştir ve bunları ilk 7 sinde azotlu gübre uygulanmış, daha sonraki sulamalarda gübre verilmemiştir. Bütün denemelerde haftada bir yapılan sulama ile 50 mm su tatbik edilmiştir. 15 N etiketli (1997 de %2 15 N atom excess; diğer yıllarda % 1.634 15 N atom excess) amonyum sülfat gübresi her parselde oluşturulan, bir sıra üstünde üç bitkiyi kapsayan mikro parsellerde birinci yıl şırınga ile diğer yıllarda altı delik 100 ml lik plastik şişerde (fertigasyon ile aynı miktarlarda su ve gübre verilecek şekilde) uygulanmıştır. Her parselin diğer kısımlarında, damla sulama ile birlikte etiketsiz azotlu gübre gerekli miktarlarda uygulanmıştır. Toprak muamelesinde ise azotlu gübrenin toprak yüzeyine tatbiki ikiye bölünerek 1. ve 4. Sulamadan hemen önce yapılmıştır. Denemelerde 0-30, 30-60 ve 60-90 cm toprak derinliklerinde rutubet miktarları nötron prob ile belirlenmiştir ve evapotranspirasyon (ET, mm) ve su kullanma randımanı (SKR, kg/da.mm) Halitligil, et.al., 2000 e göre hesaplanmıştır. Son deneme yılında toprak rutubet ölçümleri yanında, iki değişik toprak derinliğinde (65 ve 85 cm) tansiyometreler kullanılarak, toprak içerisinde suyun hareketinin yönü belirlenmeye çalışılmış, böylece azotun su ile söz konusu derinliklere derinliğe yıkanıp yıkanmadığı araştırılmıştır. Bitki ve toprak örneklerinde % N analizleri semi-mikro Kjeldhal yöntemine göre Keltec sistemiyle ve % 15 N a.e. analizleride 2
Duımas kuru yakma yöntemine göre JASCO 150 emisyon spektrometresiyle yapılmıştır. (Halitligil, et. Al., 2002). Denemelerden elde edilen toplam ve pazarlanabilir verimler, toplam kuru madde miktarları, % N, bitkinin toplam N alımları, % Ngg ve % AKR değerleri için her yıl ve lokasyonda ayrı ayrı varyans analizleri, ayrıca tüm yıllar ve lokasyonlardan elde edilen verilerin istatiksel analizleri Yurtsever, 1984 e göre yapılmıştır. 3. SONUÇLAR Denemelerin yapıldığı yerlerdeki toprakların bünyesi genellikle kum ile siltli tın arasında olduklarından; su tutma kapasiteleri oldukça düşük, geçirgenlikleri çok yüksektir. Toprak reaksiyonları nötr veya hafif asidiktir. (ph =5.8-7.6). Topraklar çok düşük düzeyde kireç ve tuz ihtiva etmektedirler. Organik madde kapsamları düşüktür. Potasyum yönünden Gölcük deneme yeri hariç, diğer yerler oldukça zengindir. Fosfor bakımından, Enstitü ilk yıl deneme yeri hariç, diğer yerler yeterli bulunmuştur. a) 15 N etiketli gübre sonuçları Denemelerden elde edilmiş olan yıllara ve lokasyonlara göre ortalama patates verimleri, toplam kuru madde, bitkinin kaldırdığı toplam N, verilen gübreden bitkinin aldığı miktarları (%Ngg), azot kullanma randımanları (%AKR) ve % nişasta miktarları Tablo1 de verilmiştir. Azot dozunun arttırılması ile yıllar ve lokasyonlara göre ortalama toplam yumru ve pazarlanabilir yumru verimleri ve kuru madde miktarları önemli derecede artış göstermiştir. Aynı azot dozunda Fertigasyon ve Toprak uygulaması muameleleri mukayese edildiğinde (N2 Fertigasyon ile N2 Toprak uygulaması) pazarlanabilir yumru veriminde istatistiki bir fark bulunmamasına rağmen toplam yumru verimleri açısından Toprak muamelesi ile daha az verim alınmıştır. Yumrudaki ortalama nişasta ve kuru madde oranları azot dozunun artması ile azalmıştır. Azot dozunun arttırılması ile yıllar ve lokasyonlara göre ortalama N alımı, Ngg ve AKR değerleri istatiksel olarak önemli derecede arklılıklar göstermiştir. En yüksek N alımı ve Ngg değerleri, sırasıyla 43.61, 19.70 kg N/da, N3 muamelesinden elde edilmiştir. Aynı azot dozunda, Fertigasyon ve Toprak uygulaması muameleleri mukayese edildiğinde (N2 Fertigasyon ile N2 Toprak uygulaması), N alımı ve Ngg değerleri toprak uygulamasında önemli derecede düşük bulunmuştur. Azot dozunun artması ile beklendiği gibi % AKR değerlerinde önemli derecede düşüşler görülmüş, en yüksek değer (%32.03) N1 3
muamelesinden elde edilmiştir. Azot fertigasyonla verilmeyip toprağa tatbik edildiğinde ise bitkinin azot kullanma randımanı diğer uygulamalara göre en düşük bulunmuştur. b) Evapotranspirasyon ve Su Kullanma Randımanları ile ilgili sonuçlar : En yüksek ET değeri (791.2 mm) toprak uygulamasında, en yüksek SKR değeri (1.59 kg/da. mm) N1 uygulamasından elde edilmiştir. Gübre toprağa uygulandığında, fertigasyona kıyasla daha yüksek ET değeri, buna karşılık daha düşük SKR değeri elde edilmiştir (Şekil 1). Son yıl toprak rutubet ölçmeleri yanında iki değişik toprak derinliğinde (65 ve 85 cm) tansiyometreler kullanılarak toprak içerisinde suyun hareketinin yönü belirlenmeye çalışılmıştır. Elde edilen veriler Enstitü, Hasaköy ve Suvermez denemeleri için sırasıyla Tablo 27, 28 ve 29 da verilmiştir. Tablolardan da açıkça görüleceği gibi, 65-85 cm derinlikteki tansiyometre okumalarında çok az farklılıklar olduğu için, suyun aşağıya veya yukarıya doğru hareketinin hemen hemen hiç olmadığı açıkça görülmektedir. Aynı tablolardan görüleceği üzere sadece N3 dozundaki uygulamadan alınan 60-90 cm derinlikten toprak örneklerinde çok az miktarlarda bakiye azot tespit edilmiştir. Buda suyun hareketinin bu derinlikte çok az olduğuna bir işarettir. 4. TARTIŞMA Niğde-Nevşehir yöresinde 1997-2000 yılları arasında 4 ayrı lokasyonda yürütülen denemeler, patates yetiştiriciliğinde damla sulama-fertigasyon sistemi uygulandığı takdirde, suyun daha randımanlı kullanılabileceğini belirgin bir şekilde ortaya koymuştur. Zira daha evvel yapılmış olan denemelerde (Halitligil ve ark., 1996), yağmurlama sulama ile ortalama 4000 kg/da patates yumru verimini alabilmek için yaklaşık 1200 mm su tatbik edilmiştir. Halbuki aynı ortalama patates yumru verimi, damla sulama-fertigasyon sistemi ile sezon boyunca 600 mm su uygulaması ile elde edilmiştir. Bu da sudan kesin olarak en az %50 lik bir tasarruf sağlandığının bir delilidir. Damla sulama-fertigasyon sistemi ile, tatbik edilen azotun, toprağın daha alt katmanlara yıkanmasının da önlendiği açık bir şekilde saptanmıştır. Uygulanan en yüksek azot dozunda (90 kg N/da) damla sulama-fertigasyon ile verilen gübrenin %21.9 unun bitki tarafından alındığı, %37.04 ünün 0-60 cm de, %1.0 ının 60-90 cm de bakiye olarak kaldığı ve %38.81 nin kaybolduğu belirlenmiştir. Buna karşın Halitligil ve ark., 1996 bildirdiğine göre yağmurlama ile yapılan denemelerde verilen gübrenin %20.8 inin bitki tarafından alındığı 0-60 cm toprak derinliğinde %14.9 unun, 60-80 cm toprak derinliğinde 4
%25 inin, 80-200 cm toprak derinliğinde ise %20.9 unun bakiye olarak kaldığı ve %18.4 ünün kayba uğradığı (volatilizasyon, denitrifikasyon, vs.) saptanmıştır. İki derinlikte (65 ve 85 cm) yerleştirilen tansiyoniklerden, değişik tarihlerde ve lokasyonlarda (Enstitü, Hasaköy, Suvermez) elde edilen okuma değerleri, sırasıyla Tablo 27, 28 ve 29 da verilmiştir. Bu tablolardan görüleceği üzere, iki derinlikte yerleştirilmiş olan tansiyonik okumalarında çok az farklar bulunmaktadır ve bu durum bütün azot dozları için de geçerlidir. Genel olarak bu durum suyun 65-85 cm derinliğinde aşağı veya yukarı hareketinin olmadığını göstermektedir. Damla sulama-fertigasyon sisteminde tatbik edilen su ve azot bu koşullarda aşağıya doğru yıkanmamıştır. Bu sonuçların ışığı altında; %30 lara yaklaşan azot kaybının nedenlerinin, lokasyonlar arasındaki farklılıkların belirlenmesi (toprakların kil kapsamları, yağış farklılıkları gibi), sulama zamanlarının planlamasına yönelik çalışmaların yapılması ve gelecekte bu tip araştırmaların yürütülmesi faydalı olacaktır. 5
5. PROJE SONUCU BAKANLIĞA ÖZET SUNU Niğde-Nevşehir yöresinde 1997-2000 yılları arasında 4 ayrı lokasyonda nükleer tekniklerle (azot kullanma randımanlarının 15 N etiketli gübre ile ve bitkilerin su kullanma randımanlarının nötron prob ile) yürütülen denemeler, patates yetiştiriciliğinde damla sulamafertigasyon sistemi uygulandığı takdirde suyun daha randımanlı kullanılabileceğini belirgin bir şekilde ortaya koymuştur. Daha evvel 1992-1996 yılları arasında yine nükleer tekniklerin kullanıldığı denemelerde, yağmurlama sulama ile ortalama 4000 kg/da patates yumru verimi alabilmek için yaklaşık 1200 mm su tatbik edilmiştir. Halbuki aynı ortalama patates yumru verimi, damla sulama-fertigasyon sisteminde sezon boyunca 600 mm su uygulaması ile elde edilmiştir. Bu da sudan kesin olarak en az %50 lik bir tasarruf sağlandığının bir delilidir. Damla sulama-fertigasyon sistemi ile, ayrıca, tatbik edilen azotun toprağın daha alt katmanlara yıkanmasının da açık bir şekilde önlendiği saptanmıştır. Uygulanan en yüksek azot dozunda (90 kg N/da), damla sulama-fertigasyon ile verilen gübrenin %22 sinin bitki tarafından alındığı, %37 sinin 0-60 cm de, %1 nin 60-90 cm de bakiye olarak kaldığı ve %40 ının kaybolduğu belirlenmiştir. Buna karşın, yörede daha evvel yine nükleer tekniklerin kullanıldığı yağmurlama sulama sistemiyle yapılan denemelerde; verilen gübrenin %21 inin bitki tarafından alındığı, 0-60 cm toprak derinliğinde verilen gübrenin %15 inin, 60-80 cm toprak derinliğinde ise %25 inin, 80-200 cm toprak derinliğinde %21 inin bakiye olarak kaldığı ve %18 inin kayba uğradığı (volatilizasyon, denitrifikasyon, vs.) saptanmıştır. Damla sulama-fertigasyon sisteminde tatbik edilen su ve azotun toprak profilinde 65-85 cm derinliğinde aşağıya doğru hareket edip yıkanmadığını, bu iki derinliklerde yerleştirilen tansiyoniklerden değişik tarihlerde ve lokasyonlarda elde edilen okuma değerleri de açık bir şekilde göstermiştir. Niğde-Nevşehir yöresinde TAEK, Tarım Bakanlığı, Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi işbirliği ile yürütülmüş olan bu araştırmalardan elde edilen sonuçlar doğrultusunda, damla sulamafertigasyon sisteminin patates yetiştiriciliğinde kullanıldığı takdirde; 1) Uygulanan azotlu gübrenin kullanma randımanın artacağı, 2) Bitki su tüketiminin 1200 mm den 600 mm ye düşmesi nedeni ile %50 dolayında sudan tasarruf sağlanacağı, bu durumun yöre çiftçisinin giderlerinde azalmaya neden olacağı, böylelikle ekonomik yönden çiftçiye katkı sağlanacağı, 6
3) Gübre azotunun maksimum 90 cm ye kadar yıkandığı ve bundan dolayı, toprak ile yer altı sularının azot bakımından kirlenmesinin kesinlikle önleneceği, 4) Tüm bunlara ek olarak gerek gübre kullanımı, gerekse su kullanımında elde edilen tasarruf ile çiftçiye ekonomik yönden de önemli bir yararın sağlanmış olacağı belirlenmiştir. Bu sonuçların ışığı altında % 40 lara yaklaşan azot kaybının nedenlerinin, sulama zamanlarını planlamasının ve lokasyonlar arasındaki verim farklılıklarının (toprakların kil kapsamları, yağış farklılıkları gibi) yapılacak araştırmalarla incelenmesi gerekmektedir. Gelecekte bu tip araştırmaların yapılması ve yürütülmesinde, ilgili kuruluşlara gerekli desteğin sağlanması ve çiftçiler ile arasındaki bağlantının kuvvetlendirilmesi önemlidir. Bu nedenle bakanlık tarafından söz konusu kuruluşlara ve yöre çiftçisine, damla sulamafertigasyon sistemini patates tarımında kullanabilmesi için gerekli parasal desteğin ivedilikle sağlanması konusu önem arzetmektedir. KAYNAKLAR Bresler, E., (1977). Trickle-Drip İrrigation. Principles and Application to soil Water Management. Advances in Agronomy, 29 : 343-393 Halitligil, M.B., İlbey, A., ve Akın, A. (1996). Kumlu toprakta Patates Bitkisine Uygulanan Etiketli Amonyum Sülfat Gübresinin Azot Döngüsü. IV. Ulusal Nükleer Tarım ve Hayvancılık Kongresi 25-27 Eylül 1996 Uludağ Üniversitesi, BURSA Pp:13-19 Halitligil M.B., Akın, A., Bilgin, N., Deniz, Y., Öğretir, K., Altınel, B., and Işık. Y. (2000). Effect of Nitrogen Fertilization on Yield and Nitrogen and Water use Efficiencies of Winter Wheat (Durum and Bread) varieties Grown under Conditions Found in Central Anatolia. Biology and Fertility of Soils. Volume.31:175-182, Miller, R. J., Rolston, D.E., Rauschkolb, R.S., and Wolfe, D.E. (1981) Labelled Nitrogen UPTAGE BY Drip-Irrigated Tomatoes. Agronomy J. 73:265-270,. Papodopouloes, I., (1988) Nitrogen Fertigation of Trickle-Irrigated Potato. Fertilizer Research. 16:157-167,. Yurtsever, N. (1984) Deneysel İstatistik Metodları. Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü, Toprak ve Gübre Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Yayınları. Genel Yayın No: 121, Teknik yayın no : 56, Ankara 7