Antalya yöresinde çim bitkisi kıyas bitki su tüketimini veren bazı amprik eşitliklerin tarla ve mini lizimetre koşullarında kalibrasyonu üzerinde bir araştırma
A Reserach on calibration of some amprical equations for grass reference evapotranspiration under field and small lysimeter conditions in Antalya region
Yazar: KÖKSAL AYDINŞAKİR
Danışman: PROF. DR. RUHİ BAŞTUĞ
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2001
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Bitki su tüketimi = Plant water consumption ; Lizimetreler = Lysimeters ; Çim = Turf

Özet:
ÖZET ANTALYA YÖRESİNDE ÇİM BİTKİSİ KIYAS BİTKİ SU TÜKETİMİNİ VEREN BAZI AMPRİK EŞİTLİKLERİN TARLA VE MİNİ LİZİMETRE KOŞULLARINDA KALİBRASYONU ÜZERİNDE BİR ARAŞTIRMA Koksal AYDINŞAKİR Yüksek Lisans Tezi, Tarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Ruhi BAŞTUĞ Haziran 2001, 96 sayfa Antalya yöresinde çim bitkisi kıyas bitki su tüketimini veren bazı amprik eşitliklerin tarla ve mini lizimetre koşullarında kalibrasyonunun amaçlandığı bu çalışmada; deneme süresince elde edilen gerçek su tüketim değerleri kıyas bitki su tüketimi eşitlikleriyle hesaplanan değerlerle karşılaştırılarak en iyi tahmin yönteminin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada, iklimsel verilerden yarar lanılarak çim bitkisi kıyas bitki su tüketimi hesaplanmasında Blaney-Criddle, Radyasyon, A Sınıfı Buharlaşma Kabı ve Penman yöntemlerinin FAO (Birleşmiş Milletler Gıda örgütü) uyarlaması ile Penman-Monteith yöntemi kullanılmıştır. Çalışma, tarla koşullarında 18x60 m boyutlu bir parselde, mini lizimetre koşullarında ise 20 cm çaplı ve 40 cm yüksekliğindeki üç lizimetre saksısında yürütülmüştür. Kıyas bitki su tüketimini hesaplamada kullanılan iklimsel veriler deneme alanında oluşturulan gözlem parkından ve Antalya Meteoroloji İstasyonundan elde edilmiştir. Deneme parseli yağmurlama sulama yöntemi ile, lizimetre saksıları ise süzgeçli sulama kabıyla ölçülü olarak sulanmıştır. Deneme süresince tarla koşullarında topraktaki nem değişimi gravimetrik yöntem ve tansiyometrelerle üç tekerrürlü olarak, mini lizimetre koşullarında ise Tensior 5 tansiyometre ile sadece bir saksıda izlenmiştir. Deneme süresince hem tarla hem de lizimetre koşullarında toprak nemi, tarla kapasitesi civarında tutulmuştur.Araştırma süresince toplam 9 kez biçim işlemi yapılmıştır. Tarla ve lizimetre koşullarında çim bitkisinin boyu 10-12 cm'ye ulaştığında tarla koşullarında çim biçme makinesi, lizimetre koşullarında ise çim biçme makası ile biçim işlemi yapılmıştır. Biçim işleminden sonra çim bitkisinin boyu 4-5 cm'ye getirilmiştir. Deneme parselinde, deneme süresince aylara göre değişmekle birlikte ortalama 3 gün aralıklarla 53 sulama yapılmış ve toplam 1405 mm sulama suyu uygulanmıştır. Lizimetre saksılarına ise ortalama 4-5 gün ara ile toplam 30 sulama yapılarak 1635.6 mm sulama suyu uygulanmıştır. Tarla ve lizimetre koşullarında deneme süresince toplam, aylık, 10 günlük ve günlük gerçek su tüketimleri ile iklimsel verilerden yararlanılarak hesaplanan kıyas bitki su tüketim değerleri farklılıklar göstermiştir. Tarla koşullarında 10 günlük periyotlar için günlük ortalama su tüketimleri 8.5-12.0 mm/gün arasında, lizimetre koşullarında 9.2-14.4 mm/gün arasında değişmiştir. Farklı yöntemlerle hesaplanan kıyas bitki su tüketimleri ise 4.4-1 1.4 mm/gün arasında değişmiştir. Deneme süresince tarla ve lizimetre koşullarında elde edilen gerçek su tüketimleri ile farklı yöntemlerle hesaplanan kıyas bitki su tüketimleri arasındaki ilişki istatistiksel bir yaklaşımla incelenmiş ve regresyon denklemleri elde edilmiştir. Tarla ve lizimetre koşullarındaki gerçek su tüketimini en iyi temsil eden çim kıyas bitki su tüketimi hesaplama yönteminin seçiminde hata kareler ortalaması (RMS) en düşük, korelasyon katsayısı (r2) en yüksek ve mevsimlik bitki su tüketimini karşılama yüzdesi (%Et) 100'e en yakın olan yöntemin en uygun olduğu kabul edilmiştir. Buna göre tarla koşullarını en iyi temsil eden eşitliğin A Sınıfı Buharlaşma Kabı yöntemi olduğu belirlenmiştir. Söz konusu eşitliğin hata kareler ortalaması (RMS) 1.96, korelasyon katsayısı (r2) 0.679 ve mevsimlik su tüketimini karşılama yüzdesi (%Et) 86.35 olarak hesaplanmıştır. Bu analizlerin sonucunda Antalya koşullarında kullanılabilecek en uygun ilişki denklemi ET = O.OOlETo2 + 0.41ETo + 6.28 olarak belirlenmiştir. Araştırmada tarla koşullarında elde edilen gerçek su tüketim değerlerine ikinci en yakın değeri Penman yönteminin verdiği saptanmıştır (RMS=1.97, r*= 0.446, %Et= 84.32). Tarla koşullarında buyöntemleri sırasıyla Blaney-Criddle, Radyasyon ve Penman-Monteith yöntemleri izlemiştir. Lizimetre koşullarında elde edilen gerçek su tüketim değerleri ile ampirik eşitliklerle elde edilen su tüketim değerleri arasındaki ilişkinin istatistiksel analizleri sonucunda tarla koşullarında olduğu gibi en güvenilir yöntemin A Sınıfı Buharlaşma Kabı yöntemi olduğu belirlenmiştir. Söz konusu yöntemde hata kareler ortalaması (RMS) 2.1, korelasyon katsayısı (r2) 0.707 ve mevsimlik bitki su tüketimini karşılama yüzdesi (%Et) 84.79 olarak hesaplanmıştır. Kullanılması önerilen eşitlik ise ET= 0.0775ETo2 - 0.69ETo + 10.2 olarak belirlenmiştir. Ampirik eşitlikler içerisinde en iyi sonucu veren ikinci eşitlik Penman yöntemi olmuştur (RMS=2.2, r2= 0.366, %Et=82.78). Bu yöntemleri sırasıyla Blaney-Criddle, Radyasyon ve Penman-Monteith yöntemleri izlemiştir. Ayrıca çalışmada tarla ve lizimetre koşullarında elde edilen çim bitkisi su tüketimi değerleri arasındaki ilişki istatistiksel açıdan incelenmiş, oldukça düşük (0.33) korelasyon katsayısı nedeniyle mini lizimetrelerin tarla koşullarım çok iyi temsil etmediği sonucuna varılmıştır. Araştırma sonuçlarına göre, Antalya koşullarında çim kıyas bitki su tüketimini veren ampirik eşitlikler içerisinde A Sınıfi Buharlaşma Kabı yöntemi yöre için en uygun yöntem olarak önerilebilir. Bu yöntemi sırasıyla Penman, Blaney-Criddle, Radyasyon ve Penman-Monteith yöntemleri izlemektedir. Öte yandan mini lizimetrelerin tarla koşullarım temsil etmediği de söylenebilir. ANAHTAR KELİMELER: Çim, mini lizimetre, bitki su tüketimi, kıyas bitki su tüketim eşitlikleri. JÜRİ: Prof. Dr. Ruhi BAŞTUĞ Prof. Dr. Feridun HAKGÖREN Doç. Dr. Sadık ÇAKMAKÇI 111

Abstract:
ABSTRACT A RESEARCH ON CALIBRATION OF SOME AMPRICAL EQUATIONS FOR GRASS REFERENCE EVAPOTRANSPIRATION UNDER FIELD AND SMALL LYSIMETER CONDITIONS IN ANTALYA REGION Koksal AYDINŞAKİR M. Sc. Farm Structures and Irrigation Department Supervisor: Prof. Dr. Ruhi BAŞTU? June 2001, 96 Pages In this study, it was aimed at calibrating some amprieal equations of grass reference evapotranspiration under field and lysimeter conditions in Antalya region. To achieve the purpose, actual evapotranspiration values have been measured and compared to calculated reference evapotranspiration values to find the best method for estimating evapotranspiration. In the study, Penman-Monteith and FAO versions of Blaney- Criddle, Radiation, Class A Pan and Penman equations were used in order to compute grass reference evapotranspiration utilizing climatic data. The study was carried out an experimental plot size of 1 8 x 60 m has been set up to measure actual grass reference evapotranspiration under field conditions and in three containers, as lysimeter, having 20 cm of diameter and 40 cm of height. The climatic data used to compute reference evapotranspiration were obtained from climatic station which was located near the experimental plot and Antalya Meteorology Agency. The experimental plot was irrigated by sprinkler irrigation, while the containers were irrigated by a measured cup. During the study, the water content in the soil profile was monitored gravimetrically and by tensiometers in three replications, while it was only IVmonitored in one container by Tensior 5 tensiometer in lysimeter. The soil water content was kept around field capacity both field and lysimeters. During the experiment, the grass was cut 9 times in total by a mower under field condition and by scissors in lysimeter when its height reached 10-12 cm. The height of grass was 4-5 cm after the cut. Seasonally, 1405 mm irrigation water has been applied with 53 irrigation events. The irrigation interval was aproximetely 3 days, althought it changed from month to month. Seasonal irrigation water that has been applied to the containers were 1635.6 mm. The irrigation interval in the containers were 3-4 days. The number of irrigations for lysimeter were 30. Seasonal, monthly, 10-day and daily actual evapotranspiration under field and lysimeter conditions were differed from based on climatic data. The daily average evapotranspiration in 10 day period ranged between 8.5 and 12.0 mm/day unfder field conditions, while it ranged between 9.2 and 14.4 mm/day under lysimeter conditions. The reference evapotranspiration calculated by the equations based on climatic data ranged between 4.4 and 1 1.4 mm/day. The actual evapotranspiration under field and lysimeter conditions during the study and the reference evapotranspiration obtained from the different equations were evaluated by a statistical approach and regression equations were obtained. The equation which had the lowest root mean squares, the highest correlation coefficient and the highest ratio of reference evapotranspiration to actual evapotranspiration was considered the best equation for representing actual evapotranspiration under field and lysimeter conditions. According to the above mentioned criteria, Class A Pan was chosen the best equation for representing field conditions. The values for above mentioned statistics for Class A Pan were found as follows: Root Mean Square Error (RMS) 1.96; corelation coefficient (r2) 0.679 and the ratio of evapotranspiration for Class A Pan to actual evapotranspiration (%Et) % 86. After the statistical analysis, the functional dependency of actual evapotranspiration on evapotranspiration measured byClass A Pan for Antalya region was found to be as ET = O.OOlETo2 + 0.41ETo + 6.28. Penman method also gave similar results (RMS=1.97, r2=0.446 and %Et=84). This is followed by Blaney-Criddle, Radiation and Penman-Monteith under field conditions. The most reliable method found as a result of statistical analysis under lysimeter condition for representing actual evapotranspiration was Class A Pan, as in the case of field conditions. In this method, the RMS, r2 and %Et were found to be 2.1, 0.709 and %84.79, respectively. The equation suggested to use was as ET =0.0775ETo2 - 0.69ETo + 10.2. The second equation which gave good results was the Penman method (RMS=2.2, 1^=0.366 and %Et=87.78). This is followed by Blaney-Criddle, Radiation and Penman-Monteith. Additionally, the actual evapotranspiration values obtained from lysimeters and field were plotted in the same graph and analyzed statistically. It was concluded that, based on t-test results, small lysimeters were not able to represent field conditions. According to the results, Class A Pan method can be suggested for calculating grass reference evapotranspiration in Antalya region. This is followed by Penman, Blaney- Criddle, Radiation and Penman-Monteith. Also, it can be suggested that, small lysimeters should not be used under field conditions. KEYWORDS: Grass, small lysimeter, evapotranspiration, reference evapotranspiration equations. COMMITTEE: Prof. Dr. Ruhi BAŞTU? Prof. Dr. Feridun HAKGÖREN AssocProf. Dr. Sadık ÇAKMAKÇI VI