Biyoçar ve mikoriza uygulamalarının mısır bitkisinde dane verimi ve besin element alımına etkisi
Effect of biochar and mycorrhiza applications on maize (Zea mays L.) yield and nutrient element uptake
Yazar: BERNA DEMİRKOL
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM ORTAŞ
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Tarım toprakları = Agricultural soils ; Tarımsal verimlilik = Agricultural productivity

Özet:
Bu araştırmanın amacı; biyoçar doz uygulamaları ve mikoriza aşılamasının mısır bitkisi vejetasyonu altında verim ve  kalite unsurlarına olan etkilerini araştırmak bitki ve toprağa karbon bağlama etkilerini belirlemektir. Ayrıca tarla koşullarında zamana bağlı olarak biyoçarın ayrışma hızını belirlemek laboratuvar inkübasyon denemeleri ile toprak solunumu ile toprakta karbondioksit çıkışını belirlemek. 
Deneme Çukurova Üniversitesi, Araştırma ve Uygulama Alanında bölünmüş parseller deneme desenine göre kurulmuştur. Araştırmada dört farklı biyoçar dozu (Kontrol %0, %1, %2, %4) mikorizalı (+M) ve mikorizasız  (-M) şekilde uygulanmıştır. Denemede karışık mikoriza türleri kullanılmıştır. Denemede mineral gübre olarak 360 kg ha-1 N ve 50 kg P2O5 ha-1 olacak şekilde kullanılmıştır. Denemede P2105 mısır (Zea Maize L.) çeşidi kullanılmıştır. Hasat ile birlikte farklı bitki aksamları (kök, kök üstü aksam ve koçan) ve rizosfer (R) ve rizosfer olmayan (NR) 0-15cm ve 15-30cm derinliklerinde toprak örnekleri alınmıştır.  Bitki aksamlarının C, N, P, K, Ca, Mg, Zn, Cu, Mn ve Fe konsantrasyonları ve toplam besin elementi analizleri yapıldı. Bitki kök uzunluğu, hacmi, çapı, alanı yanı sıra, toprak organik karbon (OC) konsantrasyonu ve içeriği ile mikoriza kök infeksiyonu ve spor sayımı analizleri gerçekleştirilmiştir.
2020 yılında, mikorizasız uygulamalara kıyasla, mikoriza uygulaması yapılan parsellerde ortalama % 4.1 artış ile toplamda hektara 480 kg, 2021 yılında ise ortalama %8.1 artış ile toplamda hektara 1321 kg daha yüksek verim elde edilmiştir. Araştırma bulguları, biyoçar ve mikoriza uygulamalarının bitki makro ve mikro element içeriğini, verimini ve topraktan atmosfere CO2 salımı, TC, OC, TN içeriğini arttırdığını göstermektedir. Ancak mikoriza aşılması verim artışı sağladığı için toplamda daha fazla karbon tutmuştur. Sonuç olarak mikorizasız uygulamalarda 20 ton biyoçar ha-1, mikorizalı uygulamalarında ise 10 ton biyoçar ha-1 uygulamasının bitki ve toprak verileri üzerinde olumlu yönde etki yaratmıştır. Uzun erimli olarak 10 ton ha-1 biyoçar uygulaması ve mikoriza aşılması çiftçi koşullarında önerilebilir.

Abstract:
The aim of this research was to investigate the effects of biochar dose applications and mycorrhiza inoculation on yield and quality factors of maize plant to determine the effects of carbon fixation on plant and increase soil organic Carbon pool. In addition, to determine the decomposition rate of biochar depending on time under field conditions and to determine the carbon dioxide flux in the field and soil respiration under laboratory incubation conditions.
The experiment was established in Çukurova University, Research and Application Area according to split plots experimental design during 2020 and 2021. Four different biochar doses (Control 0%, 1%, 2%, 4%) were applied with (+M) and without (-M) mycorrhizae. Mixed mycorrhiza species were used in the experiment. In the experiment, 360 kg N ha-1 and 50 kg P2O5 ha-1 were used as mineral fertilizers. P2105 maize (Zea maize L.) variety was used in the experiment. At harvest, soil samples were taken at 0-15cm and 15-30 cm depths of rhizosphere and non-rhizosphere soil and plant roots were taken. Plant parts were analyzed for C, N, P, K, Ca, Mg, Zn, Cu, Mn and Fe concentrations and total uptake. Plant root length, volume, diameter and area as well as soil organic carbon (OC) concentration and organic carbon content, mycorrhizal root infection and number of mycorrhizae spore were analyzed.
Compared to non-inoculated plots, in 2020, mycorrhizae inoculated plot produced 480 kg ha-1 more yield an average increase of 4.1% and 1321 kg ha-1 more yield an average increase of 8.1% in 2021. Research results indicate that the application of biochar and mycorrhiza enhanced the content of macro and micro elements in plants, yield, and CO2 emissions from the soil to the atmosphere, as well as the content of TC, OC, and TN. Mycorrhiza, on the other hand, significantly raised yields and overall sequestered more carbon. Soil and plant data were positively impacted by the application of 20 tons of biochar ha-1 in non-mycorrhizae treatments and 10 tons in mycorrhizae treatments. Long-term recommendations for farmers may include mycorrhiza inoculation and 10 tons of biochar ha-1.