Orta Kızılırmak ve Delice havzasındaki tarımsal kirleticilerin kızılırmak nehir suyu kirliliğine etkisi
The effect of agricultural pollutants on Kızılırmak river water pollution in the Middle Kızılırmak and Delice basin
Yazar: İSMAİL GİZLENCİ
Danışman: DOÇ. DR. SERVET TEKİN
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Çalışma 2020, 2021 ve 2022 yıllarında Orta Kızılırmak havzası ve Delice alt havzaları üzerinde geniş tarım alanlarının bulunduğu, şehirleşme ve endüstrinin artış gösterdiği 3 farklı bölgede yürütülmüştür. 1. bölge Orta Kızılırmak havzasının yukarı bölgesini (Yamula, Köseler, Bünyan, Çördüklü, Köprübaşı, Bahçecik, Uzunyol, Büyükpotuklu, Tahtaköprü), 2. Bölge Orta Kızılırmak havzasının orta bölgesini (Avanos, Güzler) ve 3. Bölge ise Delice alt havzası bölgesini (Şefaatli Karasu, Tekkeyenicesi, Delice) kapsamaktadır. Bölgedeki yüzey sularının kimyasal analizlerini ( Sodyum (Na), Potasyum (K), Kalsiyum (Ca), Magnezyum (Mg), Karbonat (CO3), Bikarbonat (HCO3), Klor (Cl), Sülfat (SO4), Amonyum (NH4), Nitrat (NO3), toplam fosfor (P), toplam azot (N), pH, elektriksel iletkenlik (ECw)) belirlemek amacıyla yılın 4 farklı dönemlerinde (1. dönem: Nisan, 2. dönem: Haziran, 3. dönem: Ağustos, 4. dönem: Ekim) toplam 14 noktadan su örnekleri alınmıştır. Çalışmada tarımsal faaliyetlerin ve iklimsel faktörlerin Orta Kızılırmak havzası ve Delice alt havzalarındaki su kaynaklarına etkileri belirlenmiştir. Çalışmanın yürütüldüğü bölgeler arasında, yağış ve sıcaklık klimatolojisi nedeniyle bazı belirgin farklılıklar belirlenmiştir. Bölge sıcaklıkların yıllık ortalamadan yüksek olduğu (pozitif anomali) değerleri çalışma yılları arasında değişkenlik göstermiştir. Çalışmada, Lang indeks iklim sınıflandırmasına göre 1. Bölge kurak nemli (KN) ve yarı kurak (YK), 2. ve 3. Bölgeler ise kurak (K) ve yarı kırak (YK) iklim sınıfında yer almıştır. Çalışma bölgelerinde en yaygın kullanılan kimyasal gübre çeşitlerinin Üre, Amonyum Nitrat, TSP (Triple Süper Fosfat) ve DAP (Diamonyum Fosfat) gübreleri olduğu ve bölge çiftçilerinin gübre kullanımında ve atacağı gübreye karar vermede genellikle kendi tecrübelerinden yararlandığı görülmüştür. Elde edilen sonuçlara göre araştırma yapılan bölgelerde gübrelemelerin toprak analizi yapılmadan toprağa rastgele miktarlarda uygulamak şeklinde olduğu ve aşırı gübreleme ile bölge çiftçilerinin havzadaki su kaynaklarının kirlenmesini arttırdığı belirlenmiştir. Çalışma bölgesi Yamula'da 251.01 t/ha/3yıl azot, 357.22 t/ha/3yıl fosfor, 425.94 t/ha/3yıl potasyum, Köseler'de 4.00 t/ha/3yıl azot, 7.06 t/ha/3yıl fosfor, 7.38 t/ha/3yıl potasyum, Bünyan'da 9.71 t/ha/3yıl azot, 16.02 t/ha/3yıl fosfor, 17.06 t/ha/3yıl potasyum, Çördüklü'de 28.93 t/ha/3yıl azot, 56.70 t/ha/3yıl fosfor, 56.48 t/ha/3yıl potasyum, Köprübaşı'da 23.97 t/ha/3yıl azot, 26.40 t/ha/3yıl fosfor, 29.38 t/ha/3yıl potasyum, Bahçecik'de 213.02 t/ha/3yıl azot, 287.95 t/ha/3yıl fosfor, 248.86 t/ha/3yıl potasyum, Uzunyol'da 12.22 t/ha/3yıl azot, 17.98 t/ha/3yıl fosfor, 20.74 t/ha/3yıl potasyum, Büyükpotuklu'da 43.47 t/ha/3yıl azot, 61.32 t/ha/3yıl fosfor, 64.02 t/ha/3yıl potasyum, Tahtaköprü'de 5.26 t/ha/3yıl azot, 8.48 t/ha/3yıl fosfor, 7.42 t/ha/3yıl potasyum, Avanos'da 9.2 t/ha/3yıl azot, 15.37 t/ha/3yıl fosfor, 14.76 t/ha/3yıl potasyum, Güzler'de 7.95 t/ha/3yıl azot, 14.34 t/ha/3yıl fosfor, 13.46 t/ha/3yıl potasyum, Şefaatli Karasu'da 34.80 t/ha/3yıl azot, 44.01 t/ha/3yıl fosfor, 54.93 t/ha/3yıl potasyum, Tekkeyenicesi'nde 4.16 t/ha/3yıl azot, 6.15 t/ha/3yıl fosfor, 5.95 t/ha/3yıl potasyum ve Delice'de 61.80 t/ha/3yıl azot, 167.43 t/ha/3yıl fosfor, 171.31 t/ha/3yıl potasyum gübrelerini çiftçiler tarım alanlarına fazladan uygulamışlardır. Çalışmanın 1. bölgesine ait suların katyonların ve anyonların baskınlık sırası büyükten küçüğe doğru; Yamula için Ca > Mg > Na > K – Cl > SO4 > HCO3 > CO3 şeklinde, Köseler için Ca > Mg > Na> K - HCO3 > SO4 >Cl > CO3, Bünyan için Ca > Mg > Na >K - HCO3 > SO4 > Cl >CO3, Çördüklü için Ca > Mg >Na >K - HCO3 > SO4 >Cl > CO3, Köprübaşı için Ca > Mg > Na > K - HCO3 > SO4 > Cl > CO3, Bahçecik için Ca > Mg > Na > K - HCO3 > Cl > SO4 > CO3, Uzunyol için Ca > Mg > Na > K - HCO3 > Cl > SO4 > CO3, Büyükpotuklu için Ca > Mg > Na > K - HCO3 > SO4 > Cl > CO3, Tahtaköprü için Ca > Mg > Na > K - HCO3 > SO4 > Cl > CO3, şeklindedir. Bu sıralamaya göre baskın tuz çeşidi; Yamula için kalsiyum klorür (CaCl2), Köseler, Bünyan, Çördüklü, Köprübaşı, Bahçecik, Uzunyol, Büyükpotuklu ve Tahtaköprü için kalsiyum bikarbonat (CaHCO3)'tır. Çalışmanın 2. bölgesine ait suların sırasıyla katyonların ve anyonların baskınlık sırası büyükten küçüğe doğru Avanos için Na >Ca > Mg >K – Cl >SO4 > HCO3 > CO3 şeklinde, baskın tuz çeşidi sodyum klorür (NaCl), Güzler için Ca > Na > Mg > K - HCO3 > Cl > SO4 > CO3 şeklinde, baskın tuz çeşidi kalsiyum bikarbonat (CaHCO3)'tır. Çalışmanın 3. bölgesine ait suların katyonların ve anyonların baskınlık sırası büyükten küçüğe doğru; Şefaatli için Ca > Na > Mg > K - HCO3 > SO4 > Cl > CO3 şeklinde, Tekkeyenicesi için Ca > Mg > Na > K - HCO3 > SO4 > Cl > CO3 ve Delice için Na > Ca> Mg >K – Cl > SO4 > HCO3 > CO3 şeklindedir. Bu sıralamaya göre baskın tuz çeşidi ise; Şefaatli ve Tekkeyenicesi için kalsiyum bikarbonat (CaHCO3) ve Delice için sodyum klorür (NaCl) olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak, tarımsal üretimde etkin rol oynayan gübre kullanımının su kaynaklarına olası etkilerini azaltmak için kimyasal gübrelerden daha fazla organik gübre kullanılması ve bilinçli olarak zirai tarım uygulamaların yapılabilmesi için çiftçilere uygun koşullarda eğitimler verilmesi önerilebilir.

Abstract:
The study was conducted in three different regions where extensive agricultural areas, urbanization and industrial growth were observed in the Middle Kızılırmak basin and the Delice sub-basin in 2020, 2021 and 2022. The first region included the upper part of the Middle Kızılırmak basin (Yamula, Köseler, Bünyan, Çördüklü, Köprübaşı, Bahçecik, Uzunyol, Büyükpotuklu, Tahtaköprü), the second region comprised the middle part of the Middle Kızılırmak Basin (Avanos, Güzler), and the third region comprised the Delice sub-Basin area (Şefaatli Karasu, Tekkeyenicesi, Delice). Water samples were collected from a total of 14 sampling points in four different periods (1st period: April, 2nd period: June, 3rd period: August, 4th period: October) of the year to determine the chemical analyzes sodium (Na), potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), carbonate (CO3), bicarbonate (HCO3), chlorine (Cl), sulphate (SO4), ammonium (NH4), nitrate (NO3), total phosphorus (P), total nitrogen (N), pH, electrical conductivity (ECw)) of surface waters in the region. The study aimed to determine the effects of agricultural activities and climatic factors on water sources in the Middle Kızılırmak basin and the Delice sub-basin. Significant differences were found between the regions in which the study was carried out, due to climatological variations in precipitation and temperature. The annual average temperatures in the regions showed variability with positive anomalies between the study years. According to the Lang index climate classification, the first region was classified as arid-humid (KN) and semi-arid, while the second and third regions were classified as arid (K) and semi-arid (YK). It was found that the most commonly used chemical fertilizer types in the study areas are urea, ammonium nitrate, TSP (triple super phosphate) and DAP (diammonium phosphate), and farmers in the region generally benefit from their own experience in using fertilizers and deciding which fertilizer to use. According to the results, it was found that in the regions studied, the soil was fertilized indiscriminately without conducting a soil analysis and that farmers in the region contribute to soil pollution. In the study, it was determined that the farmers of the region applied excessive fertilizer to the lands(etc., 251.01 t/ha/3year nitrogen, 357.22 t/ha/3year phosphorus, 425.94 t/ha/3year potassium in the Yamula, 4.00 t/ha/3year nitrogen, 7.06 t/ha/3year phosphorus, 7.38 t/ha/3year potassium in the Köseler, 9.71 t/ha/3year nitrogen, 16.02 t/ha/3year phosphorus, 17.06 t/ha/3year potassium in the Bünyan, 28.93 t/ha/3year nitrogen, 56.70 t/ha/3year phosphorus, 56.48 t/ha/3year potassium in the Çördüklü, 23.97 t/ha/3year nitrogen, 26.40 t/ha/3year phosphorus, 29.38 t/ha/3year potassium in the Köprübaşı, 213.02 t/ha/3year nitrogen, 287.95 t/ha/3year phosphorus, 248.86 t/ha/3year potassium in the Bahçecik, 12.22 t/ha/3year nitrogen, 17.98 t/ha/3year phosphorus, 20.74 t/ha/3year potassium in the Uzunyol, 43.47 t/ha/3year nitrogen, 61.32 t/ha/3year phosphorus, 64.02 t/ha/3year potassium in the Büyükpotuklu, 5.26 t/ha/3year nitrogen, 8.48 t/ha/3year phosphorus, 7.42 t/ha/3year potassium in the Tahtaköprü, 9.2 t/ha/3year nitrogen, 15.37 t/ha/3year phosphorus, 14.76 t/ha/3year potassium in the Avanos, 7.95 t/ha/3year nitrogen, 14.34 t/ha/3year phosphorus, 13.46 t/ha/3year potassium in the Güzler, 34.80 t/ha/3year nitrogen, 44.01 t/ha/3year phosphorus, 54.93 t/ha/3year potassium in the Şefaatli Karasu, 4.16 t/ha/3year nitrogen, 6.15 t/ha/3year phosphorus, 5.95 t/ha/3year potassium in the Tekkeyenicesi and 61.80 t/ha/3year nitrogen, 167.43 t/ha/3year phosphorus, 171.31 t/ha/3year potassium in the Delice). The dominance order of cations and anions in the waters of the 1st region was determined as follows, from high to low: for Yamula - Ca > Mg > Na > K – Cl > SO4 > HCO3 > CO3, for Köseler - Ca > Mg > Na > K - HCO3 > SO4 > Cl > CO3, for Bünyan - Ca > Mg > Na > K - HCO3 > SO4 > Cl > CO3, for Çördüklü - Ca > Mg > Na > K - HCO3 > SO4 > Cl > CO3, for Köprübaşı - Ca > Mg > Na > K - HCO3 > SO4 > Cl > CO3, for Bahçecik - Ca > Mg > Na > K - HCO3 > Cl > SO4 > CO3, for Uzunyol - Ca > Mg > Na > K - HCO3 > Cl > SO4 > CO3, for Büyükpotuklu - Ca > Mg > Na > K - HCO3 > SO4 > Cl > CO3, for Tahtaköprü - Ca > Mg > Na > K - HCO3 > SO4 > Cl > CO3. Accordingly, the dominant salt types were calcium chloride (CaCl2) for Yamula and calcium bicarbonate (CaHCO3) for Köseler, Bünyan, Çördüklü, Köprübaşı, Bahçecik, Uzunyol, Büyükpotuklu, and Tahtaköprü. In the 2nd region, the dominance order of cations and anions in waters was, for Avanos - Na > Ca > Mg > K – Cl > SO4 > HCO3 > CO3, with sodium chloride (NaCl) as the dominant salt type, and for Güzler - Ca > Na > Mg > K - HCO3 > Cl > SO4 > CO3, with calcium bicarbonate (CaHCO3) as the dominant salt type. In the 3rd region, the dominance order of cations and anions in waters was, for Şefaatli - Ca > Na > Mg > K - HCO3 > SO4 > Cl > CO3, for Tekkeyenicesi - Ca > Mg > Na > K - HCO3 > SO4 > Cl > CO3, and for Delice - Na > Ca > Mg > K – Cl > SO4 > HCO3 > CO3. The dominant salt types were calcium bicarbonate (CaHCO3) for Şefaatli and Tekkeyenicesi, and sodium chloride (NaCl) for Delice. To mitigate the potential impact of fertilizer use on water sources that are critical to agricultural production, it is recommended to increase the use of organic fertilizers over chemical fertilizers. In addition, educating farmers under appropriate conditions so that they can make informed decisions about agricultural practices can contribute to sustainable agriculture and minimize the pollution of water sources in the region.