İkinci ürün silajlık mısır üretiminde İSKİ atık su arıtma çamuru kullanımının toprak özellikleri, bitki gelişimi ve su kullanımına etkisi
Impact of treated İSKİ domestic wastewater residue on soil properties growth and water use efficiency of second crop silage corn
Yazar: ERHAN GEZER
Danışman: PROF. DR. AHMET NEDİM YÜKSEL
Namık Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Ekonomi = Economy ; Erozyon = Erosion ; Su tutma kapasitesi = Water holding capacity ; Çevre = Environment

Özet:
Çalışma, ikinci ürün silajlık mısır yetiştiriciliğinde farklı dozlarda uygulanacak İstanbul Su ve Kanalizasyon İdaresi (İSKİ) atıksu arıtma çamuru ve farklı düzeylerdeki sulama suyu uygulamalarının verim, toprağın fiziksel ve kimyasal yapısı üzerinde meydana gelen değişimleri, verim öğeleri, su ? üretim fonksiyonları ve ekonomik faktörleri üzerine olan etkilerini belirlemek amacıyla yürütülmüştür. Atıksu arıtma çamuru olarak hektara 0 (D0), 20 (D1), 40 (D2), 80 (D3) ton atıksu arıtma çamuru gelecek şekilde ve ticari gübre uygulanan konu (D4) olmak üzere toplamda 5 konu, sulama düzeyi olarakta su ihtiyacının %0 (S0), %33 (S1), %66 (S2) ve %100 (S3) ünün karşılandığı 4 konu dikkate alınmıştır. Araştırma tesadüf bloklarında bölünmüş parseller deneme desenine göre 3 tekerrürlü olarak gübre ve sulama uygulamalarının kombinasyonlarını içeren 60 parselden (5x4x3=60) oluşmuştur.Kullanılan atıksu arıtma çamuru üzerinde ağır metal yönünden kurşun, kadmiyum, krom, bakır, nikel ve çinko değerlerine bakılmış ve yapılan analizler sonucunda elde edilen değerler sırasıyla 61.88 mg/kg, 0 mg/kg, 456.6 mg/kg, 28.28 mg/kg, 101.9 mg/kg ve 39.97 mg/kg olarak belirlenmiştir. Ölçülen değerler doğrultusunda atıksu arıtma çamuru ağır metal içerikleri toprak kirliliği kontrol yönetmeliğinde (Anonim 2005) izin verilen değerlerin altında bulunmuş ve tarım alanlarında kullanılmasının sakıncalı olmayacağı sonucuna varılmıştır.Araştırma sonucunda, mevsimlik bitki su tüketimi değerleri 2009 yılı için D0 konusunda 516.97-219.59 mm, D1 konusunda 467.78-235.89 mm, D2 konusunda 473.34-254.35 mm, D3 konusunda 472.80-236.44 mm, D4 konusunda 473.98-271.98 mm, 2010 yılı için D0 konusunda 553.78-252.33 mm, D1 konusunda 506.65-246.21 mm, D2 konusunda 559.43-244.98 mm, D3 konusunda 513.27-251.41 mm, D4 konusunda 451.26-236.83 mm arasında değişmiştir. En yüksek yeşil ot verimi her iki yılda da D3 ve D4 konuları için sırasıyla 7748.7-7453 kg/da ve 7593.3- 7684.5 kg/da ile büyüme mevsimi boyunca sulama suyu ihtiyacının tam olarak karşılandığı parsellerden elde edilmiştir.Araştırmanın yürütüldüğü yıla ait mısır bitkisinin mevsimlik su verim ilişkisi faktörü (ky) , yıllara göre sırasıyla D0 konusu için 1.38 ve 1.47, D1 konusu için 1.41 ve 1.39, D2 konusu için 1.43 ve 1.40, D3 konusu için 1.37 ve 1.39, D4 konusu için 1.46 ve 1.28 olarak bulunmuştur. Bu değerler genel olarak mısır bitkisinin topraktaki nem eksikliğine oldukça duyarlı olduğunu göstermektedir.En yüksek Gayrisafi Üretim Değeri (GSÜD) 2009 yılı için D3 ve D4 çalışmalarında sırasıyla D3S1 parsellerinde 1579.7 TL ve D4S1 parsellerinde 1548.6 TL qolarak, 2010 yılı için D4 ve D3 çalışmalarında sırasıyla D4S1 parsellerinde 1566.9 TL ve D3S1 parsellerinde 1520.6 TL olarak elde edilmiştir. Net karlar incelendiğinde 2009 yılı için yine D3 ve D4'de sırasıyla D3S1 parsellerinde 1169.5 TL ve D4S1 parsellerinde 1248.1 TL olarak, 2010 yılı için D4 ve D3 çalışmalarında sırasıyla D4S1 parsellerinde 1265.52 TL ve D3S1 parsellerinde 1265.15 TL olarak belirlenmiştir. Burada arıtma çamuru veya gübre uygulandığında besin maddesi ve sulamanın verim üzerinde doğrudan etkili olduğu görülmektedir. Susuz ve gübresiz durumda verim, GSÜD ve net kar çok düşük düzeylerdedir. Bu durumda Trakya koşullarında ikinci ürün silajlık mısır üretiminde gübre ve su kısıtına gidilmesi uygun görülmemektedir.Atıksu arıtma çamuru uygulamaları toprakların su tutma kapasitelerini % 67 ve infiltrasyon değerlerini % 50 oranlarına kadar arttırmıştır. Üniversal denklem kullanılarak yapılan hesaplamalar sonucunda, atıksu arıtma çamuru kullanımının topraklarda erozyonu %18 oranında azalttığı ortaya konmuştur. İki yıllık deneme sonucunda toprak içerisindeki organik madde miktarının artmasına bağlı olarak toprağın su tutma kapasitesinde de artışlar meydana gelmiştir.Sonuç olarak D3 (80 ton/ha) konusu toprağın organik madde miktarını arttırması, gerekli bitki besin elementlerine sahip olması, toprakta ağır metal sorunu oluşturmaması ve ekonomik açıdan yeterli net karlılığa sahip olması nedeniyle kullanıma uygun olduğu düşünülmektedir. Ancak sağlık açısından gerekli tedbirler alınmalıdır.

Abstract:
The objectives of this research were to investigate the impact of Istanbul Metropolitan City Manucipal (ISKI) treated waste water residue application in different doses on the soil physical and chemical properties, yield components and water-production relationship of silage corn as a second crop and economical aspects. With these aims, four residue doses, 0 (D0) , 20 (D1), 40 (D2) and 80 (D3) tons per ha in addition to one commercial chemical fertiliser treatment (D4) and four irrigation treatments in which 0% (S0) , 33% (S1), 66% (S2) and 100% (S3) of irrigation requirements were incorporated. The research was arranged according to the randomised plot design with totally 60 plots, including the combination of residue and irrigation treatments with 3 replications (i.e, 5x4x3=60).The residue was analyzed for heavy metal contents, namely, Lead, Cd, Cr, Cu, Ni and Zn were found to be 61.88 mg/kg, 0 mg/kg, 456.6 mg/kg, 28.28 mg/kg, 101.9 mg/kg and 39.97 mg/kg, respectively which could be suggested for agricultural use without any problem since its heavy metal content were suitable according to the Soil Pollution Prevention Directives (Anomous 2005).The seasonal water consumption values for D0, D1, D2, D4 and D4 were between 516.97 and 219.59 mm, 467.78 and 235.89 mm, 473.34 and 254.35 mm, 472.80 and 236.44 mm and 473.98 and 271.98 mm, respectively. The highest fersh fodder yield was obtained form D3S3 and D4S3 treatments with 7748.7 -7453 kg da-1 and 7593.3 ? 7684.5 kg da-1 values.Seasonal water-yield relation factor (ky) for the research year was obtained as 1.38 and 1.47, 1.41 and 1.39, 1.43 and 1.40, 1.37 and 1.39, 1.46 and 1.28, respectively for D0, D1, D2, D3and D4 treatments, which revealed that silage corn was quite sensitive to soil water deficit.The highest Gross Production Values were obtained for D3 and D4 trials and specifically D3S1 ve D4S1 plots wit values of 1579.7 TL and 1548.6 TL for the year 2009 and 1520.6 TL and 1566.9 TL fort he year 2010, respectively. Similarly, the same plots produced the highest net income. The net income for D3S1 and D4S1 were 1169.5 TL and 1248.1 TL for he year 2009 and 1265.15 TL and 1265.52 TL, respectively. The results proved that both, residue (also chemical fertilsers) and water application were vital for this crop. The net income with no irrigation and no fertilizers were recorded quite small. Therefore, deficit irrigation and fertilization is not suggested for silage corn production as second crop under Trakya Region conditions.Residue application increased the soil water holding and infiltration capacity up to 67% and 50%, respectively. Universal Equation was employed to compute soil loss. The calculations showed that residue use may decrease the soil loss up to 18% under the regional climatical and soil conditions throuh improved soil physical properties after residiue application.As a result, treatment D3 (80 tons/ha) is suggested for Trakya soils due to its high organic matter content, rich plant nutrition elements, economic value when compared with the commercial fertilisers and causing no heavy metal problems. However care should be taken in terms of health when using.