Örtüaltında yaygın olarak yetiştirilen bitkilerin su tüketimlerinin enerji dengesi yöntemi ile belirlenmesi
Evapotranspiration of crops widely grown in greenhouses using the energy balance method
Yazar: CİHAN KARACA
Danışman: PROF. DR. DURSUN BÜYÜKTAŞ
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Meteoroloji = Meteorology ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu çalışmada Akdeniz Bölgesinde düşük teknolojiye sahip polietilen kaplı seralarda üretim ve ticari potansiyeli en yüksek olan domates, patlıcan, biber ve hıyar bitkilerinin bitki su tüketimlerinin (ET) enerji dengesi yöntemiyle tahmin edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla enerji dengesi eşitliğinin en önemli parametresi olan aerodinamik direnç değeri literatürde önerilen farklı yöntemlerle hesaplanmasının yanında sera içi rüzgar hızı, bitki boyu ve taç örtüsü-hava sıcaklığı farkına dayalı olarak geliştirilen yeni model ile tahmin edilerek belirlenmiştir. Farklı yöntemlerle belirlenen aerodinamik direnç değerlerinin enerji dengesi eşitliğinde kullanılmasıyla tahmin edilen ET değerleri, lizimetrelerden doğrudan ölçülen ET değerleri ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar literatürde önerilen aerodinamik direnç eşitliklerinin kullanılmasıyla tahmin edilen ET değerlerinin düşük teknolojiye sahip Akdeniz tipi PE seralarda ölçülen değerlerle uyumlu olmadığını göstermiştir. Bu çalışmada geliştirilen aerodinamik dirence ilişkin yaklaşım kullanılarak elde edilen ET değerleri ile gerçek ET değerleri karşılaştırıldığında domates bitkisinde R2, 0.96; RMSE, 12.11; RE, 0.15; MBE, -3.19; dw, 0.99 patlıcan bitkisinde R2, 0.95; RMSE, 12.09; RE, 0.19; MBE, -5.04; dw, 0.98 biber bitkisinde R2, 0.93; RMSE, 10.90, RE, 0.20, MBE, -4.95; dw, 0.97 ve hıyar bitkisinde R2, 0.94; RMSE, 13.25; RE, 0.20; MBE, -4.95; dw, 0.97 performans kriterleri elde edilerek çok kuvvetli ilişki belirlenmiştir. Elde edilen yöntemin çiftçi koşullarında uygulanmasını kolaylaştırmak amacıyla, enerji dengesi eşitliğinin net radyasyon (Rn) ve toprak ısı akısı (G) parametrelerinin tahmini ve ihmal edilmesini içeren çeşitli senaryolara dayalı olarak ET değerleri belirlenmiş ve ölçülen değerlerle karşılaştırılmıştır. Akdeniz tipi sera koşullarında yürütülen bu çalışmada elde edilen sonuçlar sera içi bitki su kullanımının optimizasyonu, sulama otomasyonu ve bununla ilgili bilgisayar yazılımlarına entegre edilerek kullanılabileceği gibi daha sonra yürütülecek çalışmalara da temel oluşturacaktır.

Abstract:
In this study, it was aimed to estimate the evapotranspiration (ET) of tomato, eggplant, pepper and cucumber plants that have the highest production and commercial potential in low-tech polyethylene (PE) greenhouses in the Mediterranean Region by energy balance method. For this purpose, aerodynamic resistance value, which is the most important parameter of the energy balance equation, was calculated by different methods proposed in the literature and estimated by the new model developed based wind speed, plant height, and on the difference of crop canopy-air temperature. The ET values estimated by using aerodynamic resistance values determined by different methods in the energy balance equation were compared with the ET values measured directly from the lysimeters. The obtained results showed that the ET values predicted by using the aerodynamic resistance equations suggested in the literature are not compatible with the values measured in low-tech Mediterranean type PE greenhouses. When the ET values obtained by using the approach related to aerodynamic resistance developed in this study were compared with the actual ET values, in tomato plant R2, 0.96; RMSE, 12.11; RE, 0.15; MBE, -3.19; dw, 0.99; in eggplant plant R2, 0.95; RMSE, 12.09; RE, 0.19; MBE,  5.04; dw, 0.98; in pepper plant R2, 0.93; RMSE, 10.90; RE, 0.20; MBE, -4.95; dw, 0.97 and in cucumber plant R2, 0.94; RMSE, 13.25; RE, 0.20; MBE, -4.95; dw, 0.97 performance criteria were obtained and very strong relationship was determined. In order to facilitate the application of the obtained method under farmer conditions, ET values were determined based on various scenarios including estimating and neglecting net radiation (Rn) and soil heat flux (G) parameters of energy balance equation and compared with measured values. The results obtained in this study conducted in Mediterranean greenhouse conditions can be used in the optimization of plant water use in greenhouse, irrigation automation, and related computer software, as well as the basis for future studies.