Doğu Anadolu ekolojik koşullarında biyoenerji tarımı ve yaşam döngüsü değerlendirmesi; sorgum & sudan otu melezi ve dallı darı örneği
Evaluation of bioenergy farming and life cycle assessment in Eastern Anatolian ecological conditions; case study of sorghum sudan grass hybrid and switchgrass
Yazar: HALİT TUTAR
Danışman: PROF. DR. KAĞAN KÖKTEN ; DOÇ. DR. ÖMER EREN
Bingöl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Enerji = Energy ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu araştırma, sorgum & sudan otu melezi ve dallı darı bitki türlerinin Doğu Anadolu Bölgesi ekolojik koşullarında biyoenerji bitkisi olarak yetiştirilme potansiyelleri ve yaşam döngüsü değerlendirmesi (YDD) amacıyla 2019 ve 2020 yıllarında Bingöl'de yürütülmüştür.
Araştırmada; Tohumluk Tescil ve Sertifikasyon Müdürlüğü, Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi ve özel kuruluşlardan temin edilen 10 farklı sorgum & sudan otu melezi ile 5 farklı dallı darı çeşidi, tesadüf blokları deneme deseninde incelenmiştir. Her iki türün üretimindeki çevresel etkiler, yaşam döngüsü değerlendirme yöntemine göre saptanmıştır. Çevresel etki kategorileri CML-IA Baseline modeline göre SimaPro 8.0.5.13 Analyst programı ile değerlendirilmiştir.
Dallı darı türünde; bitki boyu 157,3-200,1 cm, biyokütle verimi 845-1756 kg/da, ısıl değer 17,02-17,99 MJ/kg arasında değişim göstermiştir. C, H, N, S, O2 içerikleri sırasıyla %42,66-45,21, %5,55-5,92, %0,71-1,11, %0,019-0,025 ve %47,83-51,06 olarak tespit edilmiştir. Biyoetanol verimi ise 147,2-409,7 l/da arasında bulunmuştur. Sorgum & sudan otu melezi türünde; bitki boyu 219,5-282,8 cm, biyokütle verimi 3527-5954 kg/da, sap özsuyu verimi 1054,9-2139,3 l/da, ısıl değer 17,12-17,75 MJ/kg arasında saptanmıştır. C, H, N, S, O2 içerikleri sırasıyla %41,54-43,52, %5,72-6,01, %0,50-0,91, %0,013-0,016 ve %49,67-51,63 olarak tespit edilmiştir. Biyoetanol verimi ise 77,9-150,5 l/da arasında bulunmuştur.
Küresel ısınma değeri; dallı darı ve sorgum & sudan otu melezi için sırası ile tarımsal yaşam döngüsü değerlendirmesine göre 0,240 kg CO2-eş/kgbiyokütle ve 0,195 kg CO2-eş/kgbiyokütle olarak hesaplanmıştır. Yaşam döngüsü etki değerlendirmesine göre, her iki biyokütle üretiminin deniz canlıları ekotoksitesini olumsuz yönde etkiledikleri saptanmıştır. Her iki bitki türünün biyokütle üretimi amacıyla tarımında sulama uygulamalarının çevresel etkileri arttırdığı belirlenmiştir.

Abstract:
This research was carried out in Bingöl in 2019 and 2020 for the purpose of life cycle assessment (LCA) and cultivation potential of sorghum & sudangrass hybrid and switchgrass plant species as a bioenergy plant in ecological conditions of the Eastern Anatolia Region.
In the study, 10 different sorghum & sudan grass hybrids and 5 different switchgrass cultivars that supplied by the Republic of Turkey Ministry of Agriculture and Forestry Variety Registration and seed Certification Center, Selçuk University Faculty of Agriculture and private institutions were examined in a randomized block design. Environmental effects in the production of both species were determined according to the life cycle assessment method. Environmental impact categories were evaluated with SimaPro 8.0.5.13 Analyst program according to the CML-IA Baseline model.
In switchgrass type, plant height, biomass yield, and heating value varied between 157.3-200.1 cm, 845-1756 kg/da and 17.02-17.99 MJ/kg, respectıvely. C, H, N, S, O2 contents have been identified as 42.66%-45.21%, 5.55%-5.92%, 0.71-1.11%, 0.019-0.025%, and 47.83-51.06%, respectively. The bioethanol yield was found to be between 147.2 and 409.7 l/da. In sorghum & sudan grass hybrid type, plant height was 219.5-282.8 cm, biomass yield was between 3527-5954 kg/da, stem juice yield was between 1054.9-2139.3 l/da and heating value was between 17.12-17.75 MJ/kg. C, H, N, S, O2 contents have been identified as 41.54%-43.52%, 5.72%-6.01%, 0.50-0.91%, 0.013-0.016% and 49.67-51.63%, respectively. Bioethanol yield was found between 77.9-150.5 l/da.
Global warming value, according to the agricultural life cycle assessment for switchgrass and sorghum & sudan grass hybrid was 0.240 kg CO2-eq/kgbiomass, and 0.195 kg CO2-eq/kgbiomass, respectively. According to the life cycle impact assessment, it was determined that both biomass production negatively affected on marine aquatic ecotoxicity. It has been determined that irrigation implementation in farming of both plant species for the purpose of biomass production increase environmental impacts.