ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ ORGANİK TOPRAK DÜZENLEYİCİLERİN TOPRAĞIN ENZİM AKTİVİTELERİ İLE BUĞDAY VERİM VE KALİTESİ ÜZERİNE ETKİLERİ Nihal TAMER TOPRAK BİLİMİ VE BİTKİ BESLEME ANABİLİM DALI ANKARA 2011 Her hakkı saklıdır
ÖZET Doktora Tezi ORGANİK TOPRAK DÜZENLEYİCİLERİN TOPRAĞIN ENZİM AKTİVİTELERİ İLE BUĞDAY VERİM VE KALİTESİ ÜZERİNE ETKİLERİ Nihal TAMER Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Toprak Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Ayten KARACA Bu araştırma; 2007-2008 ve 2008-2009 yetiştirme dönemlerinde Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Araştırma ve Uygulama Çiftliği nde yürütülmüştür. Bezostaja ekmeklik buğday çeşidi ile tesadüf parselleri deneme deseninde 11 uygulama konulu ve 4 tekerrürlü olarak yürütülen çalışmada; organik toprak düzenleyicilerin bazı toprak özelliklerine, topraktaki mikrobiyal canlılığın göstergesi olan C, N ve P döngülerinde yer alan enzim aktivitelerine ve buğdayın verim ve kalitesi üzerine etkilerini araştırmak ve birbirleriyle olan ilişkilerini karşılaştırmak amaçlanmıştır. Araştırmada; toprağın kimyasal parametreleri olarak; toplam azot (N), yarayışlı fosfor (P 2 O 5 ), ekstrakte edilebilir potasyum (K 2 O), organik madde (OM), organik karbon (OC), C/N, ph, EC, kireç, biyokimyasal parametreleri olarak; alkali fosfataz, beta glikozidaz ve üreaz enzim aktiviteleri ve buğday verim ve kalite parametreleri olarak; protein, gluten, verim, bintane ağırlığı, bitki boyu, başak uzunluğu, başakta tane sayısı, başakta tane ağırlığı incelenmiştir. İki yıl süreyle yürütülen çalışmada, incelenen tüm karakterler yönünden yıllar arası farklılık önemli bulunmuş ve yıllar ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Uygulama konuları kimyasal (KM) içerikli olanlar ve tek başına organik (TBO) içerikli olanlar şeklinde kendi içlerinde gruplandırılmış ve istatistik analiz yapılmıştır. Araştırma sonuçlarına göre yapılan varyans analizinde; her iki yılda da deneme topraklarında hem KM hem de TBO içerikli uygulamalarda belirlenen N, P 2 O 5, K 2 O, OM, OC, C/N, ph parametrelerinin zamana bağlı olarak azaldığı ve istatistiksel olarak önemli olduğu belirlenmiştir. KM ve TBO içerikli uygulamalarda yine her iki yılda uygulamalara bağlı değişimin önemli olduğu, N, P 2 O 5, K 2 O, OM, OC, C/N ve üreaz enzim aktivitesinin, kontrol, tek başına NP yada tek başına organik toprak düzenleyici içeren uygulamalara kıyasla, NP+organik toprak düzenleyici içeren BiyoSÜPERDAP, BiyoSÜPERDAP+yapraktan humik asit, tohum kaplama+dap+yapraktan humik asit ve DAP+yapraktan humik asit uygulamalarının daha iyi sonuçlar verdiği saptanmıştır. Alkali fosfataz ve beta glikozidaz enzim aktivitelerinin zaman interaksiyonlarının, üreaz enzim aktivitesinin ise zaman ve uygulama inretaksiyonlarının önemli olduğu tespit edilmiştir. Buğday verim ve kalite parametrelerinin, KM ve TBO içerikli uygulamalarda denemenin ikinci yılında birinci deneme yılına göre önemli bir artış gösterdiği ve istatistiksel olarak önemli olduğu saptanmıştır. İlk yılın kurak ikinci yılın ise daha yağışlı geçmesi bu artışın temel sebebi olarak görülmüştür. Denemenin ekonomik analizinde her iki yılda da Tohum kaplama+dap+ yapraktan humik asit ve DAP+yapraktan humik asit uygulamaları ekonomik olarak belirlenmiştir. Hem iyi sonuçlar vermiş olan hem de ekonomik olduğu belirlenmiş olan tohum kaplama+dap+yapraktan humik asit ve DAP+yapraktan humik asit uygulamalarının en avantajlı oldukları tespit edilmiştir. Eylül 2011, 199 sayfa Anahtar Kelimeler: Organik toprak düzenleyiciler, leonardit, toprak enzim aktivitesi, ekmeklik buğday, Triticum aestivum L., verim, verim öğeleri i
ABSTRACT Ph. D. Thesis EFFECT OF ORGANIC SOIL CONDITIONERS ON SOIL ENZYME ACTIVITIES AND YIELD AND QUALITY OF WHEAT Nihal TAMER Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Soil Supervisor: Prof. Dr. Ayten KARACA This research was carried out at the Ankara University, Faculty of Agriculture, Research and Application farm during 2007-2008 and 2008-2009 growing seasons. In the present study, the effects of organic soil conditioners on some soil parameters, soil enzyme activities and yield and quality of wheat were studied in a field experiment with four plot replications and 11 applications in completely randomized parcel design and bread wheat varieties were used. In this study variety of soil chemical characteristics such as total nitrogen (N), available phosphorus (P 2 O 5 ), extractable potassium (K 2 O), soil organic matter (SOM), organic carbon (OC), C/N ratio, ph, EC, lime content, and biochemical characteristics such as alkaline phosphatase, beta glukosidase and urease enzyme activities and plant yield and quality parameters such as protein content, gluten, yield, thousand grain weight, plant height, spike lenght, number of grain per spike, grain weight per spike of parameters of wheat yield and quality were studied. The results obtained from different parameters per year were significantly different therefore, result were evaluated separately in the basis of year. Applications including chemical treatments (CT), and single organic treatments (SOT) were grouped and evaluated separetely for statistical analysis. The results showed that CT and SOT gave similar trends and N, P 2 O 5, K 2 O, OM, OC, C/N, ph significantly decreased with time for both years. The applications BioSUPERDAP, BioSUPERDAP+foliar application of humic acid, K-humat coated seed+dap+foliar application of humic acid, DAP+foliar application of humic acid gave better results compared to control, single NP and single organic soil conditioner for N, P 2 O 5, K 2 O, OM, OC, C/N ratio and urease enzyme activity. These parameters analyzed for CT and SOT showed significant differences. Time interactions of alkaline phosphatase and beta glukosidase enzyme activities, and application x time interactions of urease enzyme activity were statistically found to be significant. Wheat yield and quality parameters for CT and SOT were evaluated for different years. In the second year, wheat yield and quality parameters showed a significant increase compared to the results of the first year which may be attributed to higher precipitation in the second year of the experiment. K-humat coated seed+dap+foliar application of humic acid and DAP+foliar application of humic acid indicated that these applications were better in terms of the results of their economic analysis and suggested as the most advantageous applications for a better wheat agriculture. September 2011, 199 pages Key Words: organic soil conditioners, leonardite, soil enzyme activity, bread wheat, Triticum aestivum L., yield, yield components ii
TEŞEKKÜR Bana bu konuda çalışma yapmamı sağlayan, her zaman yakın ilgi ve desteğini gördüğüm danışman hocam Sayın Prof. Dr. Ayten KARACA (Ankara Üniversitesi Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Anabilim Dalı) ya en içten teşekkürlerimi sunarım. Ayrıca, öneri ve ilgileriyle beni yönlendiren çok değerli hocalarım Sayın Prof. Dr. Sonay SÖZÜDOĞRU OK (Ankara Üniversitesi Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Anabilim Dalı) ve Sayın Prof. Dr. Saime ÜNVER İKİNCİKARAKAYA (Ankara Üniversitesi Tarla Bitkileri Anabilim Dalı) ya, doktora çalışmam süresince tezin yürütülmesinde maddi ve manevi katkılarından dolayı BİYOTAR ORGANİK TARIM ORMAN KİMYA SANAYİ ve TİC. A.Ş. ye, çalışma arkadaşlarıma, isimlerini burada sayamadığım ancak birçok konuda yardımlarını gördüğüm farklı kuruluşlardaki arkadaşlarıma ve meslektaşlarıma, her zaman sabır, anlayış ve yardımlarıyla beni destekleyen çok değerli aileme en içten duygularımla teşekkürü borç bilirim. Nihal TAMER Ankara, Eylül 2011 iii
İÇİNDEKİLER ÖZET. i ABSTRACT... ii TEŞEKKÜR.. iii KISALTMALAR.. vi ŞEKİLLER DİZİNİ.. vii ÇİZELGELER DİZİNİ xiv 1. GİRİŞ.. 1 2. KAYNAK ÖZETLERİ. 6 2.1 Buğday Verim ve Kalitesi Üzerine Yapılmış Çalışmalar 6 2.2 Organik Madde ve Enzimler Üzerine Yapılmış Çalışmalar... 17 3. MATERYAL VE YÖNTEM... 26 3.1 Deneme Alanı ve Özellikleri...... 26 3.1.1 Deneme alanı 26 3.1.2 İklim özellikleri 26 3.1.3 Organik toprak düzenleyiciler ve toprak özellikleri. 28 3.2 Materyal... 29 3.3 Yöntem. 30 3.3.1 Tarla denemelerinin kurulması, yürütülmesi ve örnekleme... 30 3.3.2 Toprak analiz yöntemleri 33 3.3.3 Mikrobiyolojik analiz yöntemleri 34 3.3.4 Organik toprak düzenleyicilerin analiz yöntemleri... 34 3.3.5 Buğdayda belirlenen bazı verim parametreleri 36 3.3.6 Değerlendirme ve istatistik analizleri. 37 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA.. 38 4.1 Toprak Verimlilik Parametrelerinin Değerlendirilmesi 38 4.1.1 Toplam azot... 38 4.1.2 Yarayışlı fosfor.. 47 4.1.3 Ekstrakte edilebilir potasyum... 54 4.1.4 Organik madde. 62 4.1.5 Organik karbon... 73 iv
4.1.6 Karbon azot oranı (C/N)... 81 4.1.7 ph.. 89 4.1.8 EC.. 95 4.1.9 Kireç... 101 4.2 Toprak Enzim Aktivitelerinin Değerlendirilmesi. 104 4.2.1 Alkali fosfataz enzim aktivitesi 104 4.2.2 Beta glikozidaz enzim aktivitesi... 112 4.2.3 Üreaz enzim aktivitesi.. 120 4.3 Buğday Verim ve Kalite Kriterlerinin Değerlendirilmesi... 127 4.3.1 Bitki boyu.. 127 4.3.2 Başak uzunluğu... 133 4.3.3 Başakta tane sayısı... 136 4.3.4 Başakta tane ağırlığı. 139 4.3.5 Bintane ağırlık... 144 4.3.6 Protein... 147 4.3.7 Gluten. 152 4.3.8 Verim. 156 4.4 Denemenin Ekonomik Analizi 160 4.4.1 Tarla denemesinin 2007-2008 (I.Yıl) yetiştirme dönemi 160 uygulamaların ekonomik analizleri. 4.4.2 Tarla denemesinin 2008-2009 (II.Yıl) yetiştirme dönemi 163 uygulamaların ekonomik analizleri..... 4.5. Özellikler Arasındaki İlişkiler (Korelasyon)... 166 5. SONUÇ.. 183 KAYNAKLAR.. 188 ÖZGEÇMİŞ.. 199 v
KISALTMALAR K.O. S.D. V.K. C/N Kareler Ortalaması Serbestlik Derecesi Varyasyon Kaynakları Karbon Azot Oranı vi
ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 4.1 Şekil 4.2 Şekil 4.3 Şekil 4.4 Şekil 4.5 Şekil 4.6 Şekil 4.7 Şekil 4.8 Şekil 4.9 Şekil 4.10 Şekil 4.11 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta toplam azot değerlerindeki değişimler (%). 41 Kimyasal içerikli uygulamaların uygulama faktörlerine bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta toplam azot değerlerindeki değişimler (%) 42 Kimyasal içerikli uygulama faktörlerinin II.yılda zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak toprak azotu değerlerindeki değişimler (%) 43 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta toplam azot değerlerindeki değişimler (%) 45 Organik içerikli uygulamaların uygulama faktörlerine bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta toplam azot değerlerindeki değişimler (%) 45 Organik içerikli uygulama faktörlerinin II.yılda zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak toprak azotu değerlerindeki değişimler (%) 46 Kimyasal içerikli uygulama faktörlerinin I.yılda zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak yarayışlı fosfor değerlerindeki değişimler (ppm) 49 Kimyasal içerikli uygulama faktörlerinin II.yılda zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak fosfor değerlerindeki değişimler (ppm) 50 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen yarayışlı fosfor değerlerindeki değişimler (ppm).. Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak II.yılda belirlenen yarayışlı fosfor değerleri (ppm). 53 Kimyasal içerikli uygulama faktörlerinin I.yılda zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak ekstrakte edilebilir potasyum değerlerindeki değişimler (ppm) 56 vii
Şekil 4.12 Şekil 4.13 Şekil 4.14 Şekil 4.15 Şekil 4.16 Şekil 4.17 Şekil 4.18 Şekil 4.19 Şekil 4.20 Şekil 4.21 Şekil 4.22 Şekil 4.23 Kimyasal içerikli uygulamaların uygulama faktörlerine bağlı olarak II.yılda belirlenen ekstrakte edilebilir potasyum değerlerindeki değişimler (ppm)... 58 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen ekstrakte edilebilir potasyum değerlerindeki değişimler (ppm) 59 Organik içerikli uygulamaların uygulama faktörlerine bağlı olarak II.yılda belirlenen ekstrakte edilebilir potasyum değerlerindeki değişimler (ppm) 61 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta organik madde değerlerindeki değişimler (%) 64 Kimyasal içerikli uygulamaların uygulama faktörlerine bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta organik madde değerlerindeki değişimler (%) 65 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak II.yılda belirlenen toprakta organik madde değerlerindeki değişimler (%) 67 Kimyasal içerikli uygulamaların uygulama faktörlerine bağlı olarak II.yılda belirlenen toprakta organik madde değerlerindeki değişimler (%) 67 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta organik madde değerlerindeki değişimler (%) 69 Organik içerikli uygulamaların uygulama faktörlerine bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta organik madde değerlerindeki değişimler (%) 70 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak II.yılda belirlenen toprakta organik madde değerlerindeki değişimler (%) 71 Organik içerikli uygulamaların uygulama faktörlerine bağlı olarak II.yılda belirlenen toprakta organik madde değerlerindeki değişimler (%) 72 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta organik karbon değerlerindeki değişimler (%) 75 viii
Şekil 4.24 Şekil 4.25 Şekil 4.26 Şekil 4.27 Şekil 4.28 Şekil 4.29 Şekil 4.30 Şekil 4.31 Şekil 4.32 Şekil 4.33 Şekil 4.34 Şekil 4.35 Kimyasal içerikli uygulamaların uygulama faktörlerine bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta organik karbon değerlerindeki değişimler (%) 76 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak II.yılda belirlenen toprakta organik karbon değerlerindeki değişimler (%) 77 Kimyasal içerikli uygulamaların uygulama faktörlerine bağlı olarak II.yılda belirlenen toprakta organik karbon değerlerindeki değişimler (%) 77 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta organik karbon değerlerindeki değişimler (%) 79 Organik içerikli uygulamaların uygulama faktörlerine bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta organik karbon değerlerindeki değişimler (%) 80 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak II.yılda belirlenen toprakta organik karbon değerlerindeki değişimler (%) 81 Kimyasal içerikli uygulamaların uygulama faktörlerine bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta karbon azot oranı (C/N) değerlerindeki değişimler... 84 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak II.yılda belirlenen toprakta karbon azot oranı (C/N) değerlerindeki değişimler.. 85 Kimyasal içerikli uygulamaların uygulama faktörlerine bağlı olarak II. yılda belirlenen toprakta karbon azot oranı (C/N) değerlerindeki değişimler... 85 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta karbon azot oranı (C/N) değerlerindeki değişimler... 87 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak II.yılda belirlenen toprakta karbon azot oranı (C/N) değerlerindeki değişimler.. 88 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak II.yılda belirlenen toprakta ph değerlerindeki değişimler. 91 ix
Şekil 4.36 Şekil 4.37 Şekil 4.38 Şekil 4.39 Şekil 4.40 Şekil 4.41 Şekil 4.42 Şekil 4.43 Şekil 4.44 Şekil 4.45 Şekil 4.46 Şekil 4.47 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta ph değerlerindeki değişimler. 93 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak II.yılda belirlenen toprakta ph değerlerindeki değişimler.. 94 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta EC değerlerindeki değişimler (ds/m). 97 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak II.yılda belirlenen toprakta EC değerlerindeki değişimler (ds/m). 98 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta EC değerlerindeki değişimler (ds/m). 100 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak II.yılda belirlenen toprakta EC değerlerindeki değişimler (ds/m).. 101 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta alkali fosfataz enzim aktivitesi değerlerindeki değişimler (mg pnp g -1 toprak). 107 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak II.yılda belirlenen toprakta alkali fosfataz enzim aktivitesi değerlerindeki değişimler (mg pnp g -1 toprak). 108 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta alkali fosfataz enzim aktivitesi değerlerindeki değişimler (mg pnp g -1 toprak). 110 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak II.yılda belirlenen toprakta alkali fosfataz enzim aktivitesi değerlerindeki değişimler (mg pnp g -1 toprak). 111 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta beta glikozidaz enzim aktivitesi değerlerindeki değişimler (mg pnp g -1 toprak). 115 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak II.yılda belirlenen toprakta beta glikozidaz enzim aktivitesi değerlerindeki değişimler (mg pnp g -1 toprak). 116 x
Şekil 4.48 Şekil 4.49 Şekil 4.50 Şekil 4.51 Şekil 4.52 Şekil 4.53 Şekil 4.54 Şekil 4.55 Şekil 4.56 Şekil 4.57 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta beta glikozidaz enzim aktivitesi değerlerindeki değişimler (mg pnp g -1 toprak).. 118 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta beta glikozidaz enzim aktivitesi değerlerindeki değişimler (mg pnp g -1 toprak). 119 Kimyasal içerikli uygulama faktörlerinin I.yılda zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak Üreaz enzim aktivite değerlerindeki değişimler (mg NH4-N/100 g toprak) 122 Kimyasal içerikli uygulama faktörlerinin II.yılda zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak Üreaz enzim aktivite değerlerindeki değişimler (mg NH4-N/100 g toprak) 123 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta üreaz enzim aktivite değerlerindeki değişimler (mg NH4-N/100 g toprak) 125 Organik içerikli uygulamaların uygulama faktörlerine bağlı olarak II.yılda belirlenen toprakta üreaz enzim aktivite değerlerindeki değişimler (mg NH4-N/100 g toprak) 126 Kimyasal içerikli uygulama faktörlerinin I.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak buğdayda bitki boyu değerlerindeki değişimler (cm).. 128 Kimyasal içerikli uygulama faktörlerinin II.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak buğdayda bitki boyu değerlerindeki değişimler (cm)... 130 Organik içerikli uygulama faktörlerinin I.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak buğdayda bitki boyu değerlerindeki değişimler (cm).. 131 Organik içerikli uygulama faktörlerinin II.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak buğdayda bitki boyu değerlerindeki değişimler (cm).. 132 xi
Şekil 4.58 Şekil 4.59 Şekil 4.60 Şekil 4.61 Şekil 4.62 Şekil 4.63 Şekil 4.64 Şekil 4.65 Şekil 4.66 Şekil 4.67 Kimyasal içerikli uygulama faktörlerinin II.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak buğdayda başak uzunluğu değerlerindeki değişimler (cm).. 134 Kimyasal içerikli uygulama faktörlerinin I.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak buğdayda başakta tane sayısı değerlerindeki değişimler (adet) 136 Kimyasal içerikli uygulama faktörlerinin II.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak buğdayda başakta tane sayısı değerlerindeki değişimler (adet) 137 Organik içerikli uygulama faktörlerinin II.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak buğdayda başakta tane sayısı değerlerindeki değişimler (adet) 139 Kimyasal içerikli uygulama faktörlerinin I.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak başakta tane ağırlığına değerlerindeki değişimler (g). 141 Kimyasal içerikli uygulama faktörlerinin II.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak buğdayda başakta tane ağırlığı değerlerindeki değişimler (g). 142 Organik içerikli uygulama faktörlerinin II.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak buğdayda başakta tane ağırlığı değerlerindeki değişimler (g). 143 Kimyasal içerikli uygulama faktörlerinin I.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak buğdayda bin tane ağırlığı değerlerindeki değişimler (g). 145 Kimyasal içerikli uygulama faktörlerinin I.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak buğdayda protein değerlerindeki değişimler (%) 149 Kimyasal içerikli uygulama faktörlerinin II.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak buğdayda protein değerlerindeki değişimler (%) 150 xii
Şekil 4.68 Şekil 4.69 Şekil 4.70 Şekil 4.71 Şekil 4.72 Şekil 4.73 Şekil 4.74 Organik içerikli uygulama faktörlerinin I.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak buğdayda protein değerlerindeki değişimler (%) 151 Kimyasal içerikli uygulama faktörlerinin I.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak buğdayda gluten değerlerindeki değişimler (%) 153 Kimyasal içerikli uygulama faktörlerinin II.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak buğdayda gluten değerlerindeki değişimler (%) 154 Organik içerikli uygulama faktörlerinin I.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak buğdayda gluten değerlerindeki değişimler (%) 155 Kimyasal içerikli uygulama faktörlerinin I.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak buğday verimi değerlerindeki değişimler (kg da -1 ) 157 Kimyasal içerikli uygulama faktörlerinin II.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak buğdayda verim değerlerindeki değişimler (kg da -1 ) 158 Organik içerikli uygulama faktörlerinin I.yılda uygulama faktörlerine bağlı olarak buğdayda verim değerlerindeki değişimler (kg da -1 )... 159 xiii
ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 3.1 Deneme yerine ait 2007-2008 ve 2008-2009 yetiştirme dönemleri ile uzun yıllar (23 yıl) aylık toplam yağış, ortalama sıcaklık ve nispi nem değerleri... 27 Çizelge 3.2 Deneme yerine ait toprak analiz sonuçları... 28 Çizelge 3.3 Leonardit, K-Humat ve BiyoSÜPERDAP materyallerine ait bazı özellikler. 28 Çizelge 3.4 Leonardit, K-Humat ve BiyoSÜPERDAP ın bazı bitki besin maddesi ve ağır metal kapsamları (toplam)... 29 Çizelge 3.5 Bezostaja 1 ekmeklik buğday çeşidinin bazı Çizelge 4.1 Çizelge 4.2 Çizelge 4.3 Çizelge 4.4 Çizelge 4.5 Çizelge 4.6 Çizelge 4.7 Çizelge 4.8 Çizelge 4.9 özellikleri 29 Kimyasal içerikli olanlar ve tek başına organik içerikli olanlar şeklinde uygulamaların gruplandırılması... 38 Farklı uygulama faktörlerinin, zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak ürün dönemi süresince belirlenen toprak azotu değerleri (%)... 39 Kimyasal içerikli uygulamalarda toprak azotuna ilişkin varyans analizi sonuçları. 40 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta toplam azot değerleri (%) 41 Kimyasal içerikli uygulamalarda uygulama faktörlerine bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta toplam azot değerleri (%).. 41 Tek başına organik içerikli uygulamalarda toprak azotuna ilişkin varyans analizi sonuçları 44 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta toplam azot değerleri (%) 44 Organik içerikli uygulamalarda uygulama faktörlerine bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta toplam azot değerleri (%).. 45 Farklı uygulama faktörlerinin, zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak ürün dönemi süresince belirlenen toprakta yarayışlı fosfor değerleri (ppm)... 48 xiv
Çizelge 4.10 Çizelge 4.11 Çizelge 4.12 Çizelge 4.13 Çizelge 4.14 Çizelge 4.15 Çizelge 4.16 Çizelge 4.17 Çizelge 4.18 Çizelge 4.19 Çizelge 4.20 Çizelge 4.21 Çizelge 4.22 Kimyasal içerikli uygulamalarda toprakta yarayışlı fosfora ilişkin varyans analizi sonuçları. 49 Tek başına organik içerikli uygulamalarda toprakta yarayışlı fosfora ilişkin varyans analizi sonuçları. 51 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I. ve II. yılda belirlenen yarayışlı fosfor değerleri (ppm) 52 Farklı uygulama faktörlerinin, zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak ürün dönemi süresince belirlenen toprakta ekstrakte edilebilir potasyum değerleri (ppm)... 55 Kimyasal içerikli uygulamalarda toprakta ekstrakte edilebilir potasyuma ilişkin varyans analizi sonuçları... 56 Kimyasal içerikli uygulamalarda uygulama faktörlerine bağlı olarak II.yılda belirlenen toprakta ekstrakte edilebilir potasyum değerleri (ppm)... 57 Tek başına organik içerikli uygulamalarda toprakta ekstrakte edilebilir potasyum ilişkin varyans analizi sonuçları. 59 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen ekstrakte edilebilir potasyum değerleri (ppm)... 59 Organik içerikli uygulamalarda uygulama faktörlerine bağlı olarak II.yılda belirlenen toprakta ekstrakte edilebilir potasyum değerleri (ppm)... 60 Farklı uygulama faktörlerinin, zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak ürün dönemi süresince belirlenen toprak organik madde değerleri (%)... 63 Kimyasal içerikli uygulamalarda toprak organik maddesine ilişkin varyans analizi sonuçları. 64 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I. ve II. yılda belirlenen toprakta organik madde değerleri (%).. 64 Kimyasal içerikli uygulamalarda uygulama faktörlerine bağlı olarak I. ve II. yılda belirlenen toprakta organik madde değerleri (%).. 65 xv
Çizelge 4.23 Çizelge 4.24 Çizelge 4.25 Çizelge 4.26 Çizelge 4.27 Çizelge 4.28 Çizelge 4.29 Çizelge 4.30 Çizelge 4.31 Çizelge 4.32 Çizelge 4.33 Çizelge 4.34 Çizelge 4.35 Tek başına organik içerikli uygulamalarda toprak organik maddesine ilişkin varyans analizi sonuçları... 68 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I. ve II. yılda belirlenen toprakta organik madde değerleri (%).. 69 Organik içerikli uygulamalarda uygulama faktörlerine bağlı olarak I. ve II.yılda belirlenen toprakta organik madde değerleri (%).. 70 Farklı uygulama faktörlerinin, zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak ürün dönemi süresince belirlenen toprakta organik karbon değerleri (%)... 73 Kimyasal içerikli uygulamalarda toprakta organik karbona ilişkin varyans analizi sonuçları. 74 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I. ve II. yılda belirlenen toprakta organik karbon değerleri (%). 75 Kimyasal içerikli uygulamalarda uygulama faktörlerine bağlı olarak I. ve II.yılda belirlenen toprakta organik karbon değerleri (%).. 75 Tek başına organik içerikli uygulamalarda toprakta organik karbona ilişkin varyans analizi sonuçları... 78 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I. ve II. yılda belirlenen toprakta organik karbon değerleri (%). 79 Organik içerikli uygulamalarda uygulama faktörlerine bağlı olarak I. yılda belirlenen toprakta organik karbon değerleri (%).. 80 Farklı uygulama faktörlerinin, zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak ürün dönemi süresince belirlenen toprakta karbon azot oranı (C/N) değerleri.. 82 Kimyasal içerikli uygulamalarda toprakta karbon azot oranına (C/N) ilişkin varyans analizi sonuçları... 83 Kimyasal içerikli uygulamalarda uygulama faktörlerine bağlı olarak I. ve II. yılda belirlenen toprakta karbon azot oranı (C/N) değerleri. 83 xvi
Çizelge 4.36 Çizelge 4.37 Çizelge 4.38 Çizelge 4.39 Çizelge 4.40 Çizelge 4.41 Çizelge 4.42 Çizelge 4.43 Çizelge 4.44 Çizelge 4.45 Çizelge 4.46 Çizelge 4.47 Çizelge 4.48 Çizelge 4.49 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak II.yılda belirlenen toprakta karbon azot oranı (C/N) değerleri.. 85 Tek başına organik içerikli uygulamalarda toprakta karbon azot oranına (C/N) ilişkin varyans analizi sonuçları. 86 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta karbon azot oranı (C/N) değerleri... 87 Farklı uygulama faktörlerinin, zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak ürün dönemi süresince belirlenen toprak ph değerleri.. 90 Kimyasal içerikli uygulamalarda toprak ph sına ilişkin varyans analizi sonuçları.. 90 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak II. yılda belirlenen toprakta ph değerleri. 91 Tek başına organik içerikli uygulamalarda toprak ph sına ilişkin varyans analizi sonuçları 92 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I. ve II. yılda belirlenen toprakta ph değerleri 93 Farklı uygulama faktörlerinin, zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak ürün dönemi süresince belirlenen toprak EC değerleri (ds/m). 95 Kimyasal içerikli uygulamalarda toprak EC sine ilişkin varyans analizi sonuçları.. 96 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I. ve II. yılda belirlenen toprakta EC değerleri (ds/m)... 97 Tek başına organik içerikli uygulamalarda toprak EC sine ilişkin varyans analizi sonuçları 99 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I. ve II. yılda belirlenen toprakta EC değerleri (ds/m)... 99 Farklı uygulama faktörlerinin, zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak ürün dönemi süresince belirlenen toprakta kireç değerleri (%).. 102 xvii
Çizelge 4.50 Çizelge 4.51 Çizelge 4.52 Çizelge 4.53 Çizelge 4.54 Çizelge 4.55 Çizelge 4.56 Çizelge 4.57 Çizelge 4.58 Çizelge 4.59 Çizelge 4.60 Çizelge 4.61 Kimyasal içerikli uygulamalarda toprak kirecine ilişkin varyans analizi sonuçları. 102 Tek başına organik içerikli uygulamalarda toprak kirecine ilişkin varyans analizi sonuçları 103 Farklı uygulama faktörlerinin, zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak ürün dönemi süresince belirlenen toprakta Alkali fosfataz enzim aktivite değerleri (mg pnp g -1 toprak)... 105 Kimyasal içerikli uygulamalarda toprakta alkali fosfataz enzim aktivitesine ilişkin varyans analizi sonuçları.. 106 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I. ve II. yılda belirlenen toprakta alkali fosfataz enzim aktivitesi değerleri (mg pnp g -1 toprak) 106 Tek başına organik içerikli uygulamalarda toprakta alkali fosfataz enzim aktivitesine ilişkin varyans analizi sonuçları. 109 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I. ve II. yılda belirlenen toprakta alkali fosfataz enzim aktivitesi değerleri (mg pnp g -1 toprak) 110 Farklı uygulama faktörlerinin, zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak ürün dönemi süresince belirlenen toprakta Beta glikozidaz enzim aktivite değerleri (mg pnp g -1 toprak)... 113 Kimyasal içerikli uygulamalarda toprakta beta glikozidaz enzim aktivitesine ilişkin varyans analizi sonuçları.. 114 Kimyasal içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I. ve II. yılda belirlenen toprakta beta glikozidaz enzim aktivitesi değerleri (mg pnp g -1 toprak) 114 Tek başına organik içerikli uygulamalarda toprakta beta glikozidaz enzim aktivitesine ilişkin varyans analizi sonuçları. 117 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I. ve II. yılda belirlenen toprakta beta glikozidaz enzim aktivitesi değerleri (mg pnp g -1 toprak) 118 xviii
Çizelge 4.62 Farklı uygulama faktörlerinin, zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak ürün dönemi süresince belirlenen toprakta Üreaz enzim aktivite değerleri (mg NH4-N/100 g toprak)... 121 Çizelge 4.63 Kimyasal içerikli uygulamalarda toprakta üreaz enzim aktivitesine ilişkin varyans analizi sonuçları.. 122 Çizelge 4.64 Tek başına organik içerikli uygulamalarda toprakta üreaz enzim aktivitesine ilişkin varyans analizi sonuçları. 124 Çizelge 4.65 Organik içerikli uygulamaların zamana bağlı olarak I.yılda belirlenen toprakta üreaz enzim aktivite değerleri (mg NH4- N/100 g toprak).. 125 Çizelge 4.66 Organik içerikli uygulamalarda uygulama faktörlerine bağlı olarak II. yılda belirlenen toprakta üreaz enzim aktivite değerleri (mg NH4-N/100 g toprak).. 126 Çizelge 4.67 Farklı uygulama faktörlerinin, zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak ürün döneminde belirlenen Bitki boyu (cm), Başak uzunluğu (cm), Başakta tane sayısı (adet) değerleri.. 129 Çizelge 4.68 Kimyasal içerikli uygulamalarda buğdayda bitki boyuna ilişkin varyans analizi sonuçları 130 Çizelge 4.69 Tek başına organik içerikli uygulamalarda buğdayda bitki boyuna ilişkin varyans analizi sonuçları 131 Çizelge 4.70 Kimyasal içerikli uygulamalarda buğdayda başak uzunluğuna ilişkin varyans analizi sonuçları. 133 Çizelge 4.71 Tek başına organik içerikli uygulamalarda buğdayda başak uzunluğuna ilişkin varyans analizi sonuçları.. 135 Çizelge 4.72 Kimyasal içerikli uygulamalarda buğdayda başakta tane sayısına ilişkin varyans analizi sonuçları. 136 Çizelge 4.73 Tek başına organik içerikli uygulamalarda buğdayda başakta tane sayısına ilişkin varyans analizi sonuçları 138 Çizelge 4.74 Farklı uygulama faktörlerinin, zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak ürün döneminde belirlenen başakta tane ağırlığı (g) ve bin tane ağırlığı (g) değerleri. 140 xix
Çizelge 4.75 Kimyasal içerikli uygulamalarda buğdayda başakta tane ağırlığına ilişkin varyans analizi sonuçları. 141 Çizelge 4.76 Tek başına organik içerikli uygulamalarda buğdayda başakta tane ağırlığına ilişkin varyans analizi sonuçları 143 Çizelge 4.77 Kimyasal içerikli uygulamalarda buğdayda bintane ağırlığına ilişkin varyans analizi sonuçları. 144 Çizelge 4.78 Tek başına organik içerikli uygulamalarda buğdayda bintane ağırlığına ilişkin varyans analizi sonuçları. 146 Çizelge 4.79 Farklı uygulama faktörlerinin, zamana ve uygulama faktörlerine bağlı olarak ürün döneminde belirlenen buğdayda protein (%), Gluten (%) ve Verim (kg da -1 ) değerleri... 148 Çizelge 4.80 Kimyasal içerikli uygulamalarda buğdayda proteine ilişkin varyans analizi sonuçları 149 Çizelge 4.81 Tek başına organik içerikli uygulamalarda buğdayda proteine ilişkin varyans analizi sonuçları. 151 Çizelge 4.82 Kimyasal içerikli uygulamalarda buğdayda glutene ilişkin varyans analizi sonuçları 153 Çizelge 4.83 Tek başına organik içerikli uygulamalarda buğdayda glutene ilişkin varyans analizi sonuçları. 154 Çizelge 4.84 Kimyasal içerikli uygulamalarda buğday verimine ilişkin varyans analiz sonuçları. 156 Çizelge 4.85 Tek başına organik içerikli uygulamalarda buğday verimine ilişkin varyans analiz sonuçları.. 158 Çizelge 4.86 Tarla denemesinin 2007-2008 (I.yıl) ve 2008-2009 (II.yıl) ürün dönemi uygulamalarının verim ortalamaları (kg da -1 )... 160 Çizelge 4.87 Uygulamaların (2007-2008) I.yıl kısmi bütçelemesi. 161 Çizelge 4.88 Uygulamaların (2007-2008) I.yıl marjinal analiz tablosu.. 162 Çizelge 4.89 Uygulamaların (2008-2009) II.yıl kısmi bütçelemesi 164 Çizelge 4.90 Uygulamaların (2008-2009) II.yıl marjinal analiz tablosu. 165 Çizelge 4.91 Tarla denemelerinin 2007-2008 yetiştirme dönemi kimyasal içerikli uygulamalarda 1.ay toprak özellikleri arasındaki korelasyon katsayıları. 168 xx
Çizelge 4.92 Çizelge 4.93 Çizelge 4.94 Çizelge 4.95 Çizelge 4.96 Çizelge 4.97 Çizelge 4.98 Çizelge 4.99 Çizelge 4.100 Çizelge 4.101 Tarla denemelerinin 2007-2008 yetiştirme dönemi kimyasal içerikli uygulamalarda hasat dönemi toprak özellikleri arasındaki korelasyon katsayıları. 169 Tarla denemelerinin 2008-2009 yetiştirme dönemi kimyasal içerikli uygulamalarda 1.ay toprak özellikleri arasındaki korelasyon katsayıları. 170 Tarla denemelerinin 2008-2009 yetiştirme dönemi kimyasal içerikli uygulamalarda hasat toprak özellikleri arasındaki korelasyon katsayıları. 171 Tarla denemelerinin 2007-2008 yetiştirme dönemi kimyasal içerikli uygulamalarda 5.ay toprak özellikleri arasındaki korelasyon katsayıları. 172 Tarla denemelerinin 2008-2009 yetiştirme dönemi kimyasal içerikli uygulamalarda 5.ay toprak özellikleri arasındaki korelasyon katsayıları. 172 Tarla denemelerinin 2007-2008 yetiştirme dönemi tek başına organik içerikli uygulamalarda 1.ay toprak özellikleri arasındaki korelasyon katsayıları. 174 Tarla denemelerinin 2007-2008 yetiştirme dönemi tek başına organik içerikli uygulamalarda hasat dönemi toprak özellikleri arasındaki korelasyon katsayıları... 175 Tarla denemelerinin 2008-2009 yetiştirme dönemi tek başına organik içerikli uygulamalarda 1.ay toprak özellikleri arasındaki korelasyon katsayıları. 176 Tarla denemelerinin 2008-2009 yetiştirme dönemi tek başına organik içerikli uygulamalarda hasat toprak özellikleri arasındaki korelasyon katsayıları. 177 Tarla denemelerinin 2007-2008 yetiştirme dönemi tek başına organik içerikli uygulamalarda 5.ay toprak özellikleri arasındaki korelasyon katsayıları. 178 xxi
Çizelge 4.102 Tarla denemelerinin 2008-2009 yetiştirme dönemi tek başına organik içerikli uygulamalarda 5.ay toprak özellikleri arasındaki korelasyon katsayıları. 178 Çizelge 4.103 Tarla denemelerinin 2007-2008 yetiştirme dönemi kimyasal içerikli uygulamalarda buğday verim ve kalite parametreleri arasındaki korelasyon katsayıları... 181 Çizelge 4.104 Tarla denemelerinin 2008-2009 yetiştirme dönemi kimyasal içerikli uygulamalarda buğday verim ve kalite parametreleri arasındaki korelasyon katsayıları.. 181 Çizelge 4.105 Tarla denemelerinin 2007-2008 yetiştirme dönemi tek başına organik içerikli uygulamalarda buğday verim ve kalite parametreleri arasındaki korelasyon katsayıları 182 Çizelge 4.106 Tarla denemelerinin 2008-2009 yetiştirme dönemi tek başına organik içerikli uygulamalarda buğday verim ve kalite parametreleri arasındaki korelasyon katsayıları. 182 xxii
1. GİRİŞ Tarımla uğraşmanın hedefi toprak üzerinde bitki yetiştirmek ve bu bitkilerden en fazla verimi ve kaliteyi elde etmektir. Bitki gelişimi ve verimi üzerine etki eden birçok faktör vardır. Ancak bu faktörler içinde toprağın fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri uygun olmadığı takdirde yüksek verim sağlamaya imkan yoktur. Toprağın bu özelliklerine organik maddenin büyük oranda etkisi vardır ve bu etki olumlu yöndedir. Toprağın organik madde içeriği bitki verim ve kalitesini etkileyen en önemli toprak özelliklerinden birisi olup, bitki besin maddeleri özellikle azot, fosfor ve kükürt için kaynak ve depo, toprak organizmaları için de enerji kaynağı görevi görür. Türkiye topraklarının organik madde içeriğinin ise verimi sınırlayacak düzeyde olduğu bilinen bir gerçektir. Organik madde kaynakları olan linyit, leonardit ve gidya (gyttja) gibi materyallerin, toprağın özellikleri üzerine olumlu etkiler yaptığı, su tutma kapasitesi, hidrolik geçirgenlik, havalanma kapasitesi, agregat stabilitesi gibi fiziksel özellikler üzerine; katyon değişim kapasitesi, organik madde miktarı, toprakta mevcut olan bitki besin elementlerinin yarayışlı forma dönüşmesi, ph dengesinin sağlanması, bitki verimi, kök gelişimi vb diğer toprak ve bitki özellikleri üzerinde olumlu etkiler yaptığı birçok bilim adamı tarafından yapılan çalışmalarla ortaya konulmuştur. (Anonymous 1973, Ülgen ve Dıgdıgoğlu 1975, Peker 1978, Akyıldız 1979, Munsuz ve Akyıldız 1979, Kaya 1982, Loomis ve Durst 1991, Erol 1992, Şipal 1994, Yazıcı 2001). Toprağa ilave edilen organik gübreler mikrobiyolojik faaliyet sonucu ayrışarak toprakta devamlı olarak kalabilecek olan hümik asitleri meydana getirir. Dünya da yapılan pek çok araştırmaya göre hümik asitler gübrelerin etkilerini son derece artırmaktadır. Hümik asit ve türevlerinin bitki zar geçirgenliğini arttırdığı ve çözünmesi zor halde bulunan besin maddelerini erir hale geçirip bitkiler tarafından kullanılmaya hazır hale getirdiği belirlenmiştir. Topraktaki yararlı mikroorganizmaların faaliyetlerini ve bitkilerin hastalık ve zararlılara karşı direncini arttırmaktadır. 1
Toprak enzim aktiviteleri, toprak mikroorganizmalarının organik bileşikleri, bitkiler veya diğer organizmalar açısından elverişli formlara dönüştürmek amacıyla sentezlediği hücre içi veya dışı salgılarıdır. Türkiye de toprak mikrobiyolojisi ile ilgili yapılmıs araştırmalar sınırlıdır. Genellikle topraktaki mikrobiyolojik parametreler arasındaki ilişkilerin fiziksel ve kimyasal boyutları araştırılmıstır (Ahrens ve Saatçi 1985). Buna karsın toprağın mikrobiyolojik parametreleri ile bitkisel ürün arasındaki ilişkiler çok fazla araştırılmamıstır (Tosun 1987). Enzimlerin miktar ve çeşitleri toprakta kalan hasat artıklarının nitelik ve miktarları ile verilen organik ve inorganik gübrelerin çeşit ve miktarlarına, çevre şartlarına, toprak reaksiyonuna, ekim nöbetine ve toprağın işlenmesine bağlıdır. Toprak ph'sının düşmesi, uygun zirai işlemlerin yapılmaması ve toprağın zamanında ekime hazırlanmamasının topraktaki enzim seviyesini düşürdüğü saptanmıştır. C, N, P döngülerinde görev alan enzim aktiviteleri çevresel faktörlerin toprak organizmaları üzerine etkilerinin anlaşılması, doğal koşullar veya insan aktivitelerine maruz topraklarda C, N, P gibi temel besin maddeleri döngülerinin izlenmesi ve yine insan aktivitelerinin toprak ekosistemi üzerindeki etkilerinin izlenmesi gibi konularda sıklıkla başvurulan parametrelerdir (Joergensen vd. 1994). Bir ürünün verimliliği birçok faktör tarafından etkilenmektedir. Kimyasal gübreler bu faktörler içerisinde en önemlisi olup, bir taraftan üründe yüksek verim ve üretim artışı gibi olumlu sonuçlar yaratırken, diğer taraftanda toprakların fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerini bozmuş ve özellikle de organik madde seviyesinin %1 in altına düşmesine neden olmuştur (Uyanöz vd. 2004). Son yıllarda dünya nüfusunun atışına paralel olarak kimyasal gübre tüketimindeki artışlar çok önemli boyutlara ulaşmıştır. Kimyasal gübrelerin dengesiz kullanımının insan ve çevre üzerinde yaratmış olduğu olumsuzluklar nedeniyle; sürdürülebilir tarım sistemi için yoğun tarım alanlarında organik gübrelerin kullanımını düşünmemize neden olmuştur (Channabasana vd. 2008). Bu nedenle insan ve çevre sağlığını korumak, toprakların sürdürülebilirliğini sağlamak, toprağın organik madde seviyesini yükseltmek, ürünün potansiyel verimini arttırmak için alternatif üretim sisemleri geliştirilmeye çalışılmıştır. (Beşirli vd. 2001, Bettiol vd. 2004). 2
Bitki besin maddelerinin mineral gübre olarak toprağa verilmesi sonucu toprak özelliklerine, uygulama dozuna ve yöntemine, yağış miktarına ve sulama yöntemine bağlı olarak topraklarda tutulmakta veya bitkinin kılcal kök bölgesinden uzaklaşarak yıkanma sonucu taban suyuna karışmakta ve azda olsa çevre kirlenmesine neden olmaktadır. Organik materyallerin toprak verimliliği üzerine olan olumlu etkilerinden yararlanılarak mineral gübre+organik madde şeklinde üretilen organomineral gübreler, bir yandan yıkanma ile besin maddesi kaybını azaltırken diğer yandan toprağın verimlilik öğelerini düzelterek kullanılan mineral gübrelerin etkinliğini arttırdığı bilinmektedir. Bitki beslenmesi bakımından organomineral gübre kullanımı; bitkilerin dengeli bir şekilde beslenmesine, toprak özelliklerine ve kullanılan gübrelerin gübre oranlarına da (N:P 2 O 5 :K 2 O) bağlıdır (Çolakoğlu 2004). Organik gübre taze halde toprağa verilirse yüksek olan (C/N) karbon/azot oranından dolayı bitki yararlanamaz. C/N her durumda 30'un altında olmalıdır. Aksi halde toprakta kök/bakteri rekabeti oluşur. Dünyada oldugu gibi ülkemizde de üretimi yaygın bir şekilde yapılan buğday bitkisi çok farklı iklim ve toprak koşullarında yetiştirilmektedir. Gerek ekiliş alanı, gerekse üretim itibariyle buğday ülke tarımında önemli bir yer tutmasına rağmen, ülkemizin buğday verimi Dünya ortalamasının altındadır (Yürür 1994). Dünyada 2008 yılında 224 milyon hektarlık bir alanda 690 milyon ton buğday üretimi gerçekleşmiştir. Ülkemizde ise aynı yıl yaklaşık 7.6 milyon hektarlık bir alanda 17.8 milyon ton buğday üretilmiştir. Toplam tahıl üretimimizde en büyük paya sahip buğdayda 2006 yılında yaklaşık 20 milyon ton olan üretim, 2007 yılında %13.9 luk düşüş ile 17.2 milyon ton olarak gerçekleşmiştir (Anonymous 2009). Tahıllarda verim, birim alandaki bitki sayısı x bitkideki başak sayısı x başaktaki tane sayısı x bin tane ağırlığı olarak formüle edilmektedir (Tosun ve Yurtman 1973, Genç 1978 ve Kün 1996). Bu unsurları yükselterek verimi artırmak olası gibi görünse de, bu artış söz konusu özelliklerin belirli sınırlara kadar olan değerleri için geçerlidir. Çünkü, bunlardan birinde görülen artış, diğerlerinden biri yada birkaçında azalmalara yol açmaktadır. Bu özellikler yanında birim alan veriminin artırılmasında, başaklanma ve 3
olgunlaşma gün sayısı, başak uzunluğu, bitki boyu gibi bazı morfolojik özellikler de dikkate alınmaktadır (Bilgin ve Korkut 2005). Farklı organik ve mineral azot gübrelemesi buğday danesindeki protein ve aminoasit miktarlarının önemli düzeyde değişmesine neden olmaktadır. Artan mineral azot gübresinin protein miktarını sürekli olarak arttırdığı, mineral azotun organik gübrelerle kombinasyon halinde verilmesinin tanede protein miktarını daha da arttırdığı, ancak bu durumun buğday danesindeki esansiyal aminoasit miktarının azalmasına ve böylece buğday tanesinin biyolojik değerinin düşmesine neden olduğunu belirlenmiştir (Özcan vd. 2004). Tanede protein miktarının belirlenmesinde çeşitlerin genetik özellikleri önemli bir etkiye sahip olmasına rağmen çevre koşullarından ve buna bağlı olarak yıllar arası iklim farklılıklarından önemli ölçüde etkilenebilmektedir. Genelde iklim farklılıkları çeşit etkisini örtebilmektedir (Eichhorn 1986, Fischbeck vd. 1999). Buğdayın ekmek olma kalitesinin kalıtımını inceleyen Zanetti vd. (2001) protein oranını ve bin tane ağırlıgını önemli kalite kriterleri olarak ele almışlardır. Buğdayda protein oranı yanında, proteinin kalitesi de önemli bir kalite kriteridir. Buğday proteinin kalitesinin belirlenmesinde kullanılan önemli yöntemlerden biri de sedimantasyon değeridir (Zeleny 1947). Sedimantasyon değeri ise gluten miktarı ve kalitesini ortaya koymaktadır. Bintane ağırlıgı tahıllarda tane verimini etkileyen önemli özelliklerden biridir (Tosun ve Yurtman 1973, Gençtan ve Sağlam 1987, Korkut vd. 1993). Poehlman (1987), tane ağırlığının çevreden etkilenmekle birlikte çeşit özelliği olabileceğini de bildirmiştir. Buğdayda fizikokimyasal kalite özelliklerinden olan gluten, proteinlerden (gliadin ve glutenin) su alarak şişmek suretiyle elastik bir madde olan hamurun iskeletini meydana getirir. Gluten tahıllar içerisinde sadece buğdaydan elde edilebilir ve önemli bir kalite kriteridir. Bu durumda sadece gluten miktarını belirlemek yeterli olmayıp, glutenin kalitesi hakkında bilgi veren gluten indeks değerinin de belirlenmesi gerekir. Buğdaylarda gluten ve gluten indeksi çeşide, ekolojik şartlara ve tane olum devresindeki hava şartlarına bağlı olarak değişmekte ve unda gluten miktarının % 27 den, gluten indeksinin de % 60 dan daha yüksek olması gerekmektedir (Köksal vd. 2000). 4
Tüm dünyada son yıllarda yaşanan iklimdeki ekstrem değişimler nedeniyle tarımsal üretimde önemli dalgalanmalar görülmüştür. Bilindiği gibi, 2007-2008 yetiştirme döneminde Türkiye genelinde kuraklıktan dolayı kayıplar yaşanırken, 2008-2009 yetiştirme yılında bölgesel kuraklık, sel ve taşkınlar ile dolu zararları yaşanmıştır. 2008-2009 yetiştirme yılı sonunda, serin iklim tahıllarında ülkemizin birçok bölgesinde önceki yıla göre verim artışları gerçekleşmiştir. Ancak, sanayici açısından kalitede büyük bir düşüş sorunu ortaya çıkmıştır. Orta Anadolu Bölgesinde kuru koşullar için tescil edilmiş birçok ekmeklik buğday çeşidinin yanı sıra en çok tohumluk üretimi yapılan ve geniş ekiliş alanına sahip iki çeşit; Bezostaja 1 ve Gerek 79 ekmeklik buğday çeşitleridir. Bezostaja 1 ekmeklik buğday çeşidi bölgede hem sulu hem kuru koşullarda yetiştirilmekte olup, Gerek 79 çeşidi ise ağırlıklı olarak kuru koşullarda yetiştirilmektedir (Aktaş 2010). Bu araştırmada farklı humin madde tabiatında olan çeşitli organik materyallerin biyolojik toprak özellikleri üzerindeki etkileri üreaz (N döngüsü), alkali fosfataz (P döngüsü) ve beta glikozidaz (C döngüsü) enzim aktivite parametreleri kullanılarak tarla koşullarında değerlendirilmiştir. Organik madde kaynakları olan bazı organik toprak düzenleyicilerin bazı toprak özelliklerine, topraktaki mikrobiyal canlılığın göstergesi olan C, N ve P döngülerinde yer alan enzim aktivitelerine ve buğdayın verim ve kalitesi üzerine etkilerini araştırmak ve birbirleriyle olan ilişkilerini karşılaştırmak amaçlanmıştır. 5
2. KAYNAK ÖZETLERİ Organik toprak düzenleyicilerin, kimyasal gübrelerin buğday verim ve kalitesine ve toprak enzimlerine etkileri üzerine birçok araştırma yapılmıştır. Dünyada ve ülkemizde yapılan bazı çalışmalara ait özet bilgiler tarih sırasına göre aşağıda verilmiştir. 2.1 Buğday Verim ve Kalitesi Üzerine Yapılmış Çalışmalar Efimov ve Vertii (1971), Bezostaja-1 çeşidine NPK gübre kombinasyonlarını farklı zamanlarda uygulayarak tane proteinine etkilerini incelemişlerdir. Gübre uygulamalarıyla tane veriminin 422 kg da -1 dan 475 kg da -1 a, protein oranının ise % 13.7 den %15.2 ye yükseldiğini saptamışlardır. Dubertz ve Bole (1973), üç ekmeklik buğday çeşidine farklı azotlu gübreleme ve sulamaların verim ve verim öğeleri ile tane proteinine etkilerini belirlemek amacıyla yaptıkları çalışmada, azot miktarlarının kardeşlenmeyi artırarak tane verimini yükselttiğini belirlemişlerdir. Çeşitlerin tümünde azot artışına paralel olarak protein oranının artmasına neden olduğunu belirterek, sulama ve azotlu gübrelemenin birlikte uygulanmasının protein oranında azalmalara neden olduğunu saptamışlardır. Christiansen ve Meints (1982), kışlık ekmeklik buğdayda farklı azot dozlarının tane verimi, verim öğeleri ve kalite özellikleri üzerine etkilerini belirlemek amacıyla yürüttükleri araştırmada, artan azot miktarının tanedeki ham protein oranını, sap verimini, bin tane ağırlığını, tane ve saptaki azot oranlarını artırdığını, azot uygulanmayan parsellerden 233 kg da -1 tane verimi elde edilirken, dekara 10 kg saf azotun, amonyum nitrat formunda uygulandığı parsellerden 354-359 kg da -1, üre formunda uyguladığı parsellerden ise 362-379 kg da -1 tane verimi elde ettiklerini bildirmişlerdir. Goos vd (1982), ABD nin Colorado eyaletinde 1972-1980 yılları arasında kışlık ekmeklik buğdayda tane protein oranını dikkate alarak yürüttükleri çalışmada, farklı lokasyonlarda buğdaya 0-10.1 kg da -1 N arasında 4 farklı azot dozu uygulamışlardır. 6
Deneme sonuçlarına göre, tane verimi 73-400 kg da -1, protein oranı ise %7.5-18.4 arasında oldukça geniş sınırlar içinde değişmiştir. Araştırıcılar, artan azot dozlarının normal olarak tane verimi ve protein oranını artırdığını, ancak bazı lokasyonlarda tane veriminin belirli bir azot dozundan sonra azaldığını belirtmişlerdir. Tane veriminin protein oranı ile olan olumlu ilişkisinin, protein oranı değerleri %11.0-12.0 arasında olduğu zaman görüldüğünü bildirmişlerdir. Katkat vd. (1987), Cumhuriyet 75 ekmeklik buğday çeşidinin azotlu ve fosforlu gübre isteğini belirlemek amacıyla iki yıl süreyle (1985 86) Bursa iklim koşullarında yürüttükleri çalışmada; azot uygulamalarının her iki yılda da tane verimi, bitki boyu, başak boyu, başakçık sayısı ve başaktaki tane sayısına etkili olduğu, bin tane ağırlığının sadece ilk yıl azotlu gübreden etkilendiği ve benzer iklim ve toprak koşullarına sahip alanlarda Cumhuriyet 75 ekmeklik buğday çeşidinin yetiştiriciliğinde fosforlu gübre uygulamasına genelde gerek olmadığı ve azotun ise 12 kg da -1 dozunda yeterli olduğunu bildirmişlerdir. Kün (1988), buğdayın döllenmesinden sonra havanın yağışlı, serin ve nemli geçtiği çevre koşullarında camsılık ve protein oranında azalma olduğunu, buna karşın vejetatif gelişme döneminde yağış fazla olursa ve generatif gelişme dönemi sıcak ve kurak geçerse bu kriterlerde artma olduğunu belirtmiştir. Yağbasanlar vd (1990a), 1983 ve 1984 yıllarında Çukurova koşullarında 12 ticari ekmeklik çeşit ve 2 ticari makarnalık buğday çeşidi ile yürüttükleri çalışmada; Çukurova Bölgesi nde, başaklanmadan sonra özellikle Mayıs ayında meydana gelen hızlı sıcaklık artışının çeşitlerin yaklaşık aynı tarihte olgunlaşmasına neden olduğunu, bu sebeple başaklanma-erme süresi uzun çeşitler üzerinde durulması gerektiğini belirtmişlerdir. Araştırıcılar, denemenin ikinci yılında yetersiz yağıştan dolayı başakta tane, bin tane ve hektolitre ağırlığının düştüğünü, başaklanmayı izleyen günlerde yetersiz yağış ve aşırı sıcaklığın meydana geldiği yıllarda tane dolum döneminin kısa sürmesi nedeniyle tane veriminde önemli azalışlar tespit ettiklerini belirtmişlerdir. Yağbasanlar vd (1990b), Çukurova koşullarında 1986-1988 yılları arasında yürüttükleri çalışmada; ekmeklik buğdaylarda bitki boyunun genotip yanında, çevre koşullarında da 7