patates yetiştiriciliğinde damla sulama ve 15n

PATATES YETİŞTİRİCİLİĞİNDE DAMLA SULAMA VE 15N
TEKNİKLERİNİN KULLANILDIĞI FERTİGASYON
ARAŞTIRMALARI
M.B. HALİTLİGİL1 H.ONARAN2 N. MUNSUZ3 H.KIŞLALI1
A.AKIN1 L.A.ÜNLENEN2 G.ÇAYCI3 C.KÜTÜK3 N.KILIÇ2
S.KEFİ2 T.DİZİKISA2 A.BARAN3
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; 15N 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
1
Türkiye Atom Enerjisi Kurumu, Ankara Nükleer Tarım ve Hayvancılık Araştırma Merkezi, Sary-Ankara
Tarım ve Köyişleri Bakanlığı, Niğde Patates Araştırma Enstitüsü, Niğde
3
Ankara Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Toprak İlmi Bölümü, Ankara
2
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 m2 ve
hasatta 1.4 m x 5.0 m = 7.0 m2 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 15N atom excess; diğer yıllarda %
15
1.634
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 % 15N 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) 15N 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 15N
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.31:175182,
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