Buğday Tarımında Farklı Tekniklerinin Enerji Bilançosu Hasan Ali KARAAĞAÇ, Sait AYKANAT, Mehdi Ahmet COŞKUN, Murat ŞİMŞEK Doğu Akdeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü, Adana hakaraagac@hotmail.com Özet: Bu çalışmada, Çukurova Bölgesi nde buğday üretiminde düze ekim ve sırta ekim yöntemlerinin enerji bilançoları belirlenmiştir. Değerlendirmeler sonunda özgül enerji değeri düze ekim yönteminde 2.08 MJ/kg, sırta ekim yönteminde 2.61 MJ/kg olarak hesaplanmıştır. Enerji çıktı/girdi oranı dikkate alındığında enerji oranı düze ekimde 6.63, sırta ekimde 5.29 olarak elde edilmiştir. Buğday üretiminde toplam girdi enerjileri içerisinde kullanım oranı en yüksek olanın gübre enerjisi olduğu bulunmuştur. Anahtar kelimeler: Buğday, ekim yöntemleri, enerji bilançosu Energy Balance of Different Sowing Systems in Wheat Agriculture Absract: In this study, the energy balance of flat sowing and ridge sowing systems in wheat production were determined in Çukurova Region. At the end of the assessments, the specific energy value were calculated 2.08 MJ/kg in flat planting, 2.61 MJ/kg in ridge planting. To take account of energy output/input rate this rate was obtained 6,63 in flat planting, 5,29 in ridge planting. In wheat production, it was found that the highest energy usage proportion in total input energy is fertilizer energy. Key words: Wheat, sowing systems, energy balance Giriş Enerji analizi, birçok ekonomik ve teknik kapsamlı çalışmanın yerine getirilmesini gerektirmesine karşılık, temelde pazara sunulacak olan ürün veya hizmetin üretiminin, enerji kullanım etkinliği açısından mümkün olup olmadığını irdelemek amacıyla yapılır. Enerji analizinde üretim sisteminin daha çok mühendislik boyutu ön plana çıkar (Öztürk, 2011). İnsanoğlunun yaşam için ihtiyaç duyduğu besinlerin büyük kısmı bir tarımsal üretim olan bitkisel üretimden sağlanmaktadır. Artan dünya nüfusuna karşılık, her geçen gün biraz daha azalmakta olan tarım alanları üzerinde daha fazla nitelikli ve nicelikli üretim ihtiyacı, tarımsal üretim teknolojilerinden daha etkin bir şekilde faydalanılmasını zorunlu hale getirmektedir (Sessiz ve ark., 2006). Bu zorunluluktan doğan birim alandan daha fazla ürün elde etme isteği, alet-makina, kaliteli tohumluk, gübreleme, sulama ve ilaç gibi girdilerin yoğun olarak kullanılması sonucunu ortaya çıkarmıştır. Tüm bunların sonucu olarak birim alandan elde edilen ürün miktarında bir artış olmuştur. Genellikle birim alandan alınan ürün miktarı, verim artışı olarak nitelendirilmiştir. Oysa kullanılan girdi ve karşılığında elde edilen ürünün birlikte düşünülmesi, daha gerçekçi bir değerlendirme olacaktır. Yani, girdi-çıktı analizi yapılmalıdır. Tarımda enerji verimi diyebileceğimiz bu usule göre değerlendirme, tarımsal üretimde gerçek verimi göstermektedir (Torun ve ark., 2001). Tabatabaeefar ve ark. (2009), geleneksel uygulama, üç farklı koruyucu toprak işleme ve doğrudan ekimden oluşan beş farklı yöntemin 1 kg buğdayın üretilmesi için gerekli olan enerji tüketiminin belirlenmesi amacıyla yapmış oldukları araştırmada, en yüksek enerji tüketimini 11.78 MJ/kg ile geleneksel uygulamada elde ederken, en düşük enerji tüketimini 8.81 MJ/kg ile doğrudan ekim yönteminde elde etmişlerdir (Marakoğlu ve ark. 2010). Marakoğlu ve ark. (2010) tarafından yapılan nohut üretiminde farklı toprak işleme sistemlerinin enerji bilançosu çalışmasında geleneksel, azaltılmış toprak işleme, ekim öncesi 169
yabancı ot kontrollü ve kontrolsüz doğrudan ekim uygulamaları araştırılmıştır. Nohut üretiminde, toplam girdi enerjileri içerisinde kullanım oranı en yüksek olanın gübre enerjisi olduğu, bunu sırasıyla tohum, yakıt-yağ ve makine enerjisinin izlediği belirtilmiştir. Öztürk (2011) ün bildirdiğine göre buğday üretiminde, Ören ve Öztürk (2006) tarafından Güneydoğu Anadolu Bölgesi nde yapılan bir çalışmada enerji oranı 2.21, özgül enerji değeri 7.18 MJ/kg, enerji üretkenliği 0.14 kg/mj, Çanakçı ve ark. (2004) tarafından Antalya yöresinde yapılan çalışmada ise enerji oranı 2.8, özgül enerji değeri 5.24 MJ/kg olarak bulunmuştur. Bu çalışmada, buğday üretiminde düze ekim ve sırta ekim yöntemlerinin enerji bilançosu saptanmaya çalışılmıştır. Materyal ve Yöntem Bu çalışma 2009-2010 yılında Adana ili Doğu Akdeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Hacıali İşletmesi nde yürütülmüştür. Deneme yapılan toprağın bünyesi killi tınlıdır. Denemede buğday tohumu olarak Adana 99 çeşidi kullanılmıştır. Denemede 73 kw gücünde traktör kullanılmıştır. Denemede kullanılan alet ve makinalara ait teknik özellikler çizelge 1 de verilmiştir. Deneme tesadüf bolaklarında 3 tekkerrürlü olarak kurulmuş ve denemede 2 farklı yöntem uygulanmıştır. 1- : Goble (2 kez)+ (Hububat ekim makinesiyle). 2- : Goble (2 kez)+ (sırta buğday ekim makinesiyle). Denemenin düze ekiminde buğday, 20 kg/da normunda, daimi sırta ekiminde ise yine 20 kg/da normunda sırtlara 3 sıra halinde tohum ekilmiştir. le birlikte 15 kg/da DAP gübresi verilmiştir. Buğday bitkilerinin kardeşlenme sonu sapa kalkma dönemi arasında 36 kg/da üre formunda üst gübreleme yapılmıştır. Şubat ayında yabancı otlar için herbisit uygulanmış ve haziran ayında hasat edilmiştir. Buğdayın yetişme döneminde herhangi bir sulama işlemi yapılmamıştır. Enerji Girdilerinin Hesaplanması: Çalışmada öncelikle buğday üretiminde kullanılan girdilerin (tohum, kimyasal ilaç, gübre, yakıt, yağ, insan gücü, makine gücü) miktarları bulunmuştur. Girdi miktarları hektara hesaplanmış ve daha sonra bu girdi verileri enerji eşdeğeri katsayısı ile çarpılmıştır. Enerji eşdeğeri katsayılarının belirlenmesinde daha önce yapılan araştırmalardan faydalanılmıştır. Bu kaynaklar Çizelge 2 de gösterilmiştir. İnsan iş gücü hesaplamasında ekim, ilaçlama, gübreleme ve hasat işlemlerinde bir sürücü+bir yardımcı, traktörle yapılan diğer işlerde sadece bir sürücü kullanılmıştır. Makine Enerji Girdisi: Makine enerji girdisi aşağıda verilmiş olan formülle hesaplanmıştır (Yaldız ve ark., 1990). W x E (1) ME T x EFC Eşitlikte; ME : Makine enerji girdisi, W : Aletin ağırlığı (kg), E : Tarım makinasının veya aletinin üretim enerjisi (MJ/kg), T : Aletin ekonomik ömrü (h), EFC : Efektif alan kapasitesi (ha/h) dir. Enerji Çıktılarının Hesaplanması: Buğday hasadı sonrası birim alan başına elde edilen enerji çıktısı aşağıdaki formülle elde edilmiştir (Öztürk, 2011). TEÇ=(AÜV x Eaü ) + (YÜV x Eyü) (2) 170
Burada; TEÇ AÜV YÜV Eaü Eyü : Toplam enerji çıktısı, : Ana ürün verimi (kg/ha), : Yan ürün verimi (kg/ha), : Ana ürünün enerji eşdeğeri (MJ/kg) : Yan ürünün enerji eşdeğeridir (MJ/kg). Enerji Etkinliğinin Belirlenmesi: Buğday üretiminde enerji etkinliğinin belirlenmesi için Çizelge 3 de verilen göstergelerden yararlanılmıştır (Eren, 2011). Çizelge 1. Denemede kullanılan tarım alet ve makinaların teknik özellikleri Makine Adı İş Genişliği (cm) İş Derinliği (cm) Ortalama Çalışma Hızı (km/saat) Ağırlık (kg) Diskli Tırmık (Goble) 434 10-15 8 2400 Hububat mak 300 3-5 8 950 mak 280 3-5 5 1070 Sant.Gübre Dağ. mak 1600-7 240 Pülverizatör 1800-7 350 Biçerdöver 420-5 10500 Çizelge 2. Tarımsal üretimde girdi ve çıktıların enerji eşdeğerleri Girdi Enerji eşdeğeri (MJ/birim) Kaynaklar İnsan İşgücü (h) 2.3 Makine Üretim Enerjisi (kg) Traktör Toprak İşleme Aletleri Yakıt (L) Dizel Yağ Kimyasal Gübreler (kg) Azot (N) Fosfor (P) 158.3 121.3 47.8 42.5 60.6 11.1 Öztürk, 2011, Öztürk, 2011, Kimyasallar (kg) Herbisit 238 Öztürk, 2011; Ören ve Öztürk, 2006 Tohum (kg) Buğday 15 Öztürk, 2011; Ecolvent I.I, (2004) Çıktı (kg) Tane Buğday Sapı 14.7 12.5 Mani ve ark., 2007 Öztürk, 2011; Ören ve Öztürk, 2006 Çizelge 3. Enerji etkinliği göstergeleri Parametreler Enerji Oranı Özgül Enerji (MJ/kg) Enerji Üretkenliği (kg/mj) Net Enerji Üretimi Tanım Enerji Çıktısı/Enerji Girdisi Toplam Enerji Girdisi/Hasat Edilen Toplam Ürün Miktarı Hasat Edilen Toplam Ürün Miktarı/Toplam Enerji Girdisi Toplam Enerji çıktısı Toplam Enerji Girdisi Araştırma Bulguları Buğday üretiminde toplam enerji girdisi ve toplam enerji çıktısı Çizelge 4 de gösterilmiştir. Çalışmada, buğdayın düze ekim yönteminde toplam enerji girdisi, sırta ekimin toplam enerji girdisine nazaran biraz daha düşük bulunmuştur. Buğday üretiminin hem düze ekim, hem de sırta ekim yönteminde toplam enerji girdileri içerisinde en büyük oranın gübre enerjisi olduğu, bunu sırasıyla tohum enerjisi girdisi ve yakıt yağ enerjisi girdisinin takip ettiği 171
görülmüştür. Enerji çıktı/girdi oranı göz önüne alındığında en yüksek oran 6.63 ile düze ekim yönteminde elde edilirken, bu oran sırta ekimde %20.02 azalış ile 5.29 olarak bulunmuştur. 1 kg buğdayın üretilmesi için gerekli olan enerji değeri düze ekim yönteminde 2.08 MJ/kg iken sırta ekimde 2.61 MJ/kg olarak bulunmuştur. Net enerji verimi düze ekim yönteminde 103554.80 MJ iken, sırta ekim yönteminde 79283.09 MJ olarak elde edilmiştir. Çizelge 4. Buğdayın farklı üretimi için enerji çıktı/girdi ilişkisi 1 ha için kullanılan miktar Toplam Enerji Girdisi Toplam Enerji Girdisine Oranı (%) A- Girdi İnsan İşgücü (h) 4.12 5.06 9.48 11,64 Toprak Hazırlama İşlemleri 0.56 0.56 1.29 1.29 ve Diğer İşlemler 2.22 3.16 5.11 7.27 0.05 0.06 Hasat 1.34 1.34 3.08 3.08 Makine (h) 4.01 4.95 436.98 437.31 Traktör 1.67 2.14 72.15 72.15 Toprak Hazırlama İşlemleri 0.56 0.56 22.70 22.70 2.38 2.36 ve Diğer İşlemler 1.11 1.58 90.13 90.45 Hasat 0.67 0.67 252.00 252.00 Yakıt- Yağ (l) 51.05 46.87 2428.46 2527.88 Toprak Hazırlama İşlemleri 21.95 21.95 1043.96 1043.96 ve Diğer İşlemler 13.43 15.52 638.81 738.23 13.21 13.68 Hasat 15.68 15.68 745.69 745.69 Kimyasal Gübreler (kg) 261.60 261.60 12437.46 12437.46 Fosfor (P) 69.00 69.00 765.90 765.90 67.62 67.25 Azot (N) 192.60 192.60 11671.56 11671.56 Kimyasallar (kg) 0,34 0,34 79.73 79.73 Herbisit 0,34 0,34 79.73 79.73 0.43 0.43 Tohum (kg) 200.00 200.00 3000.00 3000.00 16.31 16.22 Sulama (m 3 ) - - - - - - Toplam Enerji Girdisi 18392.10 18494.01 100.00 100.00 B- Çıktı Toplam Enerji Çıktısı Dane 5277 4143 77571.9 60902.1 Sap 3550 2950 44375 36875 Toplam Enerji Çıktısı 121946.9 97777.1 Parametreler Enerji Oranı 6.63 5.29 Özgül Enerji (MJ/kg) 2.08 2.61 Enerji Üretkenliği (kg/mj) 0.48 0.38 Net Enerji Verimi (MJ) 103554.80 79283.09 Buğday üretiminde farklı ekim tekniklerinin gerçekleştirilmesi sonucunda ortaya çıkan maliyet ve kazanç gösterge değerleri Çizelge 5 de verilmiştir. Çizelge 5 incelendiğinde hektar başına en yüksek toplam gelir, en düşük üretim maliyeti, en yüksek verim, en düşük birim maliyet, en yüksek net kazanç ve en yüksek fayda/maliyet oranı buğdayın düze ekim yönteminde gerçekleşmiştir. 172
Çizelge 5. Buğday üretimi için maliyetleri ve kazançları Kalemler Toplam gelir (TL/ha) 3044.57 2361.79 Üretim maliyeti (TL/ha) 2581.70 2602.90 Verim (kg/ha) 5277.00 4143.00 Birim maliyet (TL/kg) 0.470 0.616 Net Kazanç (TL/ha) 462.87-241.11 Fayda/Maliyet Oranı 1.18 0.91 Tartışma ve Sonuç Sonuç olarak şu değerlendirmeleri yapabiliriz. 1 kg buğdayın üretilmesi için gerekli olan enerji değeri düze ekim yönteminde 2.08 MJ/kg iken, buğdayın sırta ekim yönteminde bu değer düze ekime göre %25 artışla 2.61 MJ/kg olarak saptanmıştır. Enerji çıktı/girdi oranı düze ekim yönteminde 6.63 olarak elde edilirken, bu oran sırta ekim yönteminde 5.29 olarak elde edilmiştir. Fayda/maliyet oranı düze ekim yönteminde 1.18 olarak elde edilirken, sırta ekim yönteminde 0.91 olarak elde edilmiştir. Bu veriler dikkate alındığında, enerji ve net gelir bakımından buğday yetiştiriciliği için, Çukurova da buğday üretiminde düze ekim uygulamasının sırta ekim uygulamasına göre daha karlı bir üretim tekniği olduğu söylenebilir. Literatür Listesi Barut, Z.B., C., Ertekin, H.A., Karaağaç, 2011. Tillage Effects on Energy Use for Corn Silage in Mediterranean Coastal of Turkey. Magazine of Energy. Volume 36, Issue 9, s: 5466-5475 Çanakçı, M., M., Topakçı, İ., Akıncı, A., Özmerzi, 2005. Energy Use Pattern of Some Field Crops and Vegetable Production: Case Study for Antalya Region, Turkey. Energy Convers Manage 46:655-66 Eren, Ö., 2011. Çukurova Bölgesinde Tatlı Sorgum (Sorghum Bıcolor (L.) Moench) üretiminde Yaşam Döngüsü Enerji Ve Çevresel Etki Analizi. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarım Makinaları Ana Bilim Dalı Doktora Tezi. Adana 2011. Ecolvent, I.I., Simapro Database Swiss Centre for Life Cycle Inventories. http://www.ecoinvent.org/(december 22,2009). Mani, I., P., Kumar, J. S., Panwar, K., Kant, 2007. Variation in Energy Consumption in Production of Wheat-Maize with Varying Altitudes in Hill Regions of Himachal Prades, India. Energy 32, 2336-2339. Marakoğlu, T., O., ÖZBEK, K., ÇARMAN, 2010. Nohut Üretiminde Farklı Toprak İşleme Sistemlerinin Enerji Bilançosu. Tarım Makinaları Bilim Dergisi. Cilt 6, Sayı 4, s:229-235. Ören, M.N., H.H., Öztürk,2006. An Input-Output Energy Analysis in Field Crop Production in Southeastern Anatolia Region of Turkey. Journal of Sustainable Agriculture, 29(1): 125-136. Öztürk, H. H., 2011. Bitkisel Üretimde Enerji Yönetimi. Hasad yayıncılık. 2011. Torun, M., G., Ergüneş, E., Özgez, 2001. Gökhöyük Tarım İşletmesinde Bitkisel Üretimde Tarımsal Mekanizasyon Özelliklerinin ve Enerji Bilançosunun Belirlenmesi. Tarımsal Mekanizasyon 20. Ulusal Kongresi 13-15 Eylül 2001 Şanlıurfa. Sessiz, A., M. M., Turgut, F. G., Pekitkan, R., Esgici, 2006. Diyarbakır İlindeki Tarım İşletmelerinin Tarımsal Yapı ve Mekanizasyon Özellikleri. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi, Cilt 2, İzmir. Tabatabaeefar, A., H., Emamzadeh, M., G., Varnamkhasti, R., Rahimizadeh and M., Karimi, 2009. Comparison of Energy of Tillage Systems in Wheat Production. Energy, 34, 41-45. Yaldız, O., H. H. Öztürk, Y. Zeren, A. Başçetinçelik, 1990. Türkiye Tarla Bitkileri Üretiminde Enerji Kullanımı. Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 3 (1-2), 51-62. Antalya 173