Fıstık atıklarından elde edilen biyoçarın farklı tekstüre sahip topraklarda besin elementi yıkanmasına ve bitki gelişimine etkisi
Effect of biochair obtained from pictacia wastes on nutrient washing and plant development in different textures soils
Yazar: KÜBRA POLAT
Danışman: DOÇ. DR. MESUT BUDAK ; DOÇ. DR. HARUN BEKTAŞ
Siirt Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Bitki büyüme = Plant growth ; Bitki gelişimi = Plant development ; Biyoçar = Biochair ; Fıstık = Peanut ; Tarımsal atıklar = Agricultural wastes

Özet:
Organik atıkların piroliz edilmesi ile elde edilen biyoçarın tarıma, çevreye ve iklime sağladığı potansiyel faydaları son zamanlarda araştırmaya haiz bir konu olmuştur. Bu tez çalışmasında, Güneydoğu Anadolu Bölgesi'nde önemli bir ekim alanı ve atık kapasitesine sahip olan fıstık yetiştiriciliğinden elde edilen atıkların pirolizi ile toprak ve bitki gelişimine etkileri incelenmiştir. Fıstık atıklarından biyoçar elde edilmiş ve iki farklı tekstüre (kumlu ve killi) sahip topraklara farklı dozlarda uygulanmıştır. Biyoçarın, nitrat yıkanmasına, toprakların bazı kimyasal (organik madde (OM), yarayışlı fosfor (P), katyon değişim kapasitesi (KDK), toprak reaksiyonu (pH) ve elektriksel iletkenlik (EC)) özelliklerine ve buğday toprak üstü ve toprak altı aksamlarının (kök yaş ağırlığı, kök kuru ağırlığı, gövde yaş ağırlığı, gövde kuru ağırlığı, gövde/kök yaş ağırlığı, gövde/kök kuru ağırlığı, bitki boyu, yaprak boyu, yaprak eni, yaprak alanı, gövde çapı, toplam kök uzunluğu (TRL), ortalama toplam kök uzunluğu (Ortalama TRL) ve ana kök uzunluğu (TapRL) ve kök hacmi) gelişimine etkisi incelenmiştir. Bu bağlamda kumlu tın ve killi tekstüre sahip 2 farklı toprakta ekmeklik buğday olan Bezostaja 1 çeşidi yetiştirilip, 5 farklı biyoçar (% 0, %0.5, %1, %2, %4) ve 3 (% 0, %50 ve %100) gübre dozu uygulanmıştır. 3 tekerrürlü olarak yapılan deneme sonucunda biyoçar dozu arttıkça toprakların OM içeriğinin her iki tekstürde de önemli düzeyde arttığı ve bu artışın en yüksek killi toprakta %4'lük biyoçar dozunda olduğu görülmüştür. Ayrıca hem biyoçar hem de gübre dozlarının toprakta azot ve fosfor içeriğini önemli düzeyde arttırdığı görülmüştür. Kumlu toprakta sıfır gübre uygulamasında %4'lük biyoçar uygulamasının %0 biyoçar dozuna göre azot içeriğini yaklaşık %100 oranında arttırdığı tespit edilmiştir. Biyoçarın toprak pH'sına olan etkisinin sıfır gübre dozlarında her iki toprakta daha net görüldüğü ve biyoçar dozunun artması ile toprak pH'sınında artış gösterdiği gözlemlenmiştir. Farklı doz gübre ile farklı doz biyoçarın toprağın EC'sine olan etkisi incelendiğinde % 0 biyoçar dozunda uygulanan gübre dozlarının EC değerlerini arttırdığı görülmüştür. 3 farklı sulama sonrası atık suda nitrat içeriği incelenmiş ve gübre dozu arttıkça yıkanan nitrat miktarının arttığı, biyoçar dozlarının ilk sulamada nitrat yıkanmasına çok etki etmediği, ikinci sulama ile uygulanan Üre gübresinden sonra nitrat yıkanmasını azalttığı tespit edilmiştir. Biyoçar ve gübre uygulamalarının bitki kök ve gövde gelişimine etkileri incelendiğinde, en yüksek kök hacminin %2 biyoçar, kök yaş ağırlığının %2-4 biyoçar uygulamalarında elde edilmiştir. Bitki boyuna en belirgin etki kumlu topraklarda %1-4 arası biyoçar uygulamalarında görülmüştür. Gövde çapı, gövde yaş ve kuru ağırlıkları, yaprak boyu ve eni biyoçar uygulamalarında kontrol uygulamalarına göre anlamlı düzeyde artmıştır. Toplam kök uzunluğu hem killi topraklarda hem de kumlu topraklarda %2 ve 4 biyoçar uygulamalarında daha iyi sonuç vermiştir. Ekmeklik buğdayda gübre ve biyoçar uygulamalarının toprak özellikleri ve bitki gelişimine etkilerinin incelendiği tez çalışmasında tüm biyoçar dozları etkili bulunmuşken, farklı bitki özelliklerinde farklı dozların etkili olduğu gözlemlenmiştir. Biyoçar uygulamalarının bitki gelişimi ve toprak özelliklerinin iyileştirilmesinde iyi bir toprak düzenleyici olabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
The potential benefits of biochar obtained by the pyrolysis of organic wastes to agriculture, environment, and climate have been a subject of research recently. In this thesis, pyrolysis of the wastes obtained from pistachio cultivation, which has an important cultivation area and waste capacity in the Southeastern Anatolia Region, and its effects on soil and plant growth were investigated. Biochar was obtained from pistachio waste and different doses were applied to soils with two different textures (sandy and clayey). The effects of biochar on nitrate leaching, some chemical properties (organic matter (OM), available phosphorus (P), cation exchange capacity (KDK), soil reaction (pH), and electrical conductivity (EC)) of soils, and the development of above-ground and underground components of wheat (root fresh weight, root dry weight, stem fresh weight, stem dry weight, stem/root fresh weight, stem/root dry weight, plant height, leaf height, leaf width, leaf area, stem diameter, total root length (TRL), mean total root length (Mean TRL) and main root length (TapRL) and root volume) were investigated. In this context, bread wheat variety Bezostaja 1 was grown in 2 different soils with sandy loam and clay texture, and 5 different biochar (0, 0.5%, 1%, 2%, 4%) and 3 different fertilizer doses (0, 50% and 100%) were applied. As a result of the experiment with 3 replications, it was observed that as the dose of biochar increased, the OM content of the soils increased significantly in both textures, and this increase was observed at the highest dose of 4% biochar in clayey soils. In addition, it was observed that both biochar and fertilizer doses significantly increased the nitrogen and phosphorus content of the soil. It was determined that 4% biochar application in zero fertilizer application in sandy soil increased the nitrogen content by approximately 100% compared to 0% biochar dose. It was observed that the effect of biochar on soil pH was seen more clearly in both soils at zero fertilizer doses, and the soil pH increased with the increase in biochar dose. When the effect of different doses of fertilizer and different doses of biochar on the EC of the soil was examined, it was seen that the fertilizer doses applied at 0% biochar dose increased the EC values. The nitrate content of the wastewater after 3 different irrigations was examined and it was determined that as the fertilizer dose increased, the amount of nitrate washed increased, the biochar doses did not affect the nitrate washing in the first irrigation, and it decreased the nitrate washing off after the urea fertilizer applied with the second irrigation. When the effects of biochar and fertilizer applications on plant root and shoot development were examined, the highest root volume was obtained with 2% biochar and root fresh weight on 2-4% biochar applications. The most significant effect on plant height was observed in 1-4% biochar applications in sandy soils. Shoot diameter, shoot and root dry weights, leaf length, and width increased significantly in biochar applications compared to the control. Total root length was the highest in both clay soils and 2% and 4% biochar applications. In the thesis study examining the effects of fertilizer and biochar applications on soil properties and plant growth in bread wheat, it was observed that while all biochar doses were found to be effective, different doses were found to be effective on different plant properties. It is thought that biochar applications can be a good soil conditioner in improving plant growth and soil properties