Sıvı hayvan gübresi ile zenginleştirilmiş biyoçarların ekmeklik buğdayın gelişimi, besin elementi alımı ve toprak kalitesine etkileri

Tarımsal atıkların pirolizi ile elde edilen biyoçar vasıtasıyla sıvı hayvan gübresi içerisindeki besin elementlerinin tutulması ve toprağa katkı maddesi olarak uygulanması hem sıvı hayvan gübresinden hem de bitkisel atıklardan kaynaklanan sorunların çözümüne katkı verecek bir uygulamadır. Zenginleştirilmiş biyoçarın toprağa uygulanması, bir yandan toprağa besin elementi takviyesi yaparken diğer yandan toprağın fonksiyon göstermesinde etkili olan birçok toprak özelliğinin de iyileşmesini sağlayacaktır. Toprağın fonksiyon gösterme yeteneğinin uzun süreli geliştirilmesi ve karbon bağlama yeteneğinin artması, tarımsal üretimin sürdürülebilirliğinin sağlanması adına oldukça önemlidir. Tez çalışmasının amacı, iki farklı tekstüre sahip toprağa sıvı hayvan gübresi ile zenginleştirilmiş farklı biyoçar çeşitlerinin buğday bitkisinin gelişimine ve toprağın fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerine olan etkilerinin belirlenmesidir. Bu kapsamda, çalışmanın ana materyalini mısır koçanı, fasulye hasat atığı ve çeltik kavuzundan oluşan 3 farklı tarımsal bitki atığı oluşturmaktadır. Biyoçar yapımında kullanılan bu materyallerin seçiminde, biyoçar haldeki spesifik yüzey alanları ve katyon değişim kapasiteleri ile ham madde olarak kolay elde edilebilirlik gibi özellikleri dikkate alınmıştır. Biyoçarın toprak özellikleri üzerine etkilerinin belirgin bir şekilde anlaşılabilmesi için sera denemelerinde tınlı ve kumlu tınlı topraklar kullanılmış ve denemeler iki yetiştirme dönemini kapsamıştır. Uygulamalar üç tekerrürlü, bölünen bölünmüş tesadüf parselleri deneme deseninde üç biyoçar çeşidi (BÇ), beş biyoçar dozu (BD) (0, %0.5, %1.0, %2.0 ve %3.0) ve beş gübre düzeyinin (GD) (sıvı hayvan gübresi (SHG), SHG + bitki gereksinimin %25'i kadar N ve P (NP), SHG+%50NP, SHG+%100NP ve %100NP) faktöriyel bileşiminden oluşmuştur. Biyoçar çeşitlerinin tamamı ya besin elementlerince zengin SHG ile doyurulmuş veya yalın halde uygulanmıştır. Biyoçar uygulanmayan topraklar ise kontrol olarak adlandırılmıştır. Gübre uygulamaları her yetiştirme dönemi başında yapılmış, ancak biyoçarlar sadece denemenin ilk kurulumunda toprak ile karıştırılmıştır. Denemelerde kışlık ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) çeşidi olan Bezostaja kullanılmış ve her deneme sonunda kuru madde (KM) verimi ile birlikte alınan bitki örneklerinin analizi ile bitkilerin demir (Fe), çinko (Zn), fosfor (P), potasyum (K) ve azot (N) elementlerini alım düzeyleri belirlenmiştir. Ayrıca her dönem sonunda alınan toprak örneklerinde toprağın fonksiyon göstermesinde etkili olan bir kısım fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikler de belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, biyoçarın buğdayın KM verimi üzerine etkisi iki ayrı toprakta yetiştirme dönemleri arasında önemli düzeyde farklılık göstermiştir. İlk dönem, her iki toprakta da en yüksek KM elde edilen biyoçar dozları BD3 (Kömeç 196 mg bitki-1 ve Dökmetepe 285 mg bitki-1) ve BD4 olurken BD1 uygulaması en düşük KM üretimine neden olmuştur. KM verimi BD3'e kadar artış göstermiş, BD4 dozunda hemen hemen sabitlenmiş ancak daha yüksek dozda her iki toprakta da düşüşe neden olmuştur. BD5 uygulaması ile birlikte KM verimindeki azalma BD4'e kıyasla Kömeç toprağında %1.3 ve Dökmetepe toprağında ise %4.7 oranında olmuştur. Kömeç toprağında BD1, BD2 ve BD3 uygulamalarında KM verimi önemli oranda değişmemiş, ancak bu noktadan sonra artan biyoçar dozlarında KM verimi önemli oranda azalma göstermiştir. Dökmetepe toprağında ise istatistiksel olarak önemli bir farklılık oluşmamakla birlikte en düşük KM verimi (148 mg bitki-1) BD5 uygulamasında elde edilirken en yüksek KM verimi (148 mg bitki-1) BD2 uygulamasında bulunmuştur. Toprak tipi, BÇ, BD ve GD toprakların su tutma yetenekleri ve toplam gözenekliliği üzerine önemli düzeyde etki yapmıştır. Her iki toprak tipinde de artan biyoçar dozlarında toplam gözeneklilik kontrole kıyasla daha yüksek olmuştur. Biyoçar çeşitlerinin üçü de iki ayrı toprakta da yarayışlı su içeriğinin artışına neden olmuştur. Ancak bu artışın etkisi tınlı toprakta çok daha belirgin olmuştur. İlk dönem, %2.0 ve %3.0 biyoçar dozlarının kontrole kıyasla su tutma yetenekleri karşılaştırıldığında artış oranın kumlu tın toprakta tınlı toprağa göre daha fazla olduğu görülmektedir. Sonuçlar denemede kullanılan her üç biyoçar çeşidinin de hem kumlu tın hem de tınlı tekstüre sahip toprakların yarayışlı su içeriklerinin iyileştirilmesinde kullanılabileceğini ortaya koymuştur. Biyoçar ilavesi ile β-glikosidaz enzim aktivitesi düşmüştür, ancak aktivitedeki düşüş kumlu-tın toprakta tınlı toprağa kıyasla daha yüksek olmuştur. β-glikosidaz aktivitesi üzerine olumsuz etki, %3.0 biyoçar dozunda daha düşük biyoçar dozlarına kıyasla yüksek olmuştur. Sıvı hayvan gübresi ile zenginleştirilmiş hayvan gübresinin yanında gübre ilavesi β-glikosidaz aktivitesi üzerine önemli düzeyde etki etmiş ve β-glikosidaz aktivitesi gübre ilavesinin miktarının artması ile artış göstermiştir. β-glikosidaz enzim aktivitesinin organik maddenin parçalanmasındaki önemi dikkate alındığında, toprağa biyoçar ilavesinin toprak organik maddesinin arttırılmasının sürdürülebilir bir yolu olduğu düşünülebilir. Elde edilen bulgular, maliyeti yüksek olmakla birlikte uzun süreli etkisinden dolayı biyoçarın tarım arazilerinin verimliliğinin sürdürülebilirliği adına önemli bir katkı maddesi olarak kullanılabileceğini göstermiştir.