Kısa rotasyonlu bitkilerle ağaçlandırma ile farklı kavak (Populus sp.) genotiplerinden toprak-üstü odunsu biyokütle üretimi
Above-ground woody biomass production and below-ground biomass production of different populus genotypes in a short rotation coppice plantation
Yazar: KÜBRA SÖNMEZOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. İBRAHİM İLKER ÖZYİĞİT ; PROF. DR. REINHART CEULEMANS
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Çalışma kapsamında; Nisan 2010'da Lochristi, Belçika'da geniş ölçekli kavak (Populus spp.) ve söğüt (Salix spp.) ağaçlarını kapsayan kısa rotasyonlu bitkilerin plantasyonu tarımsal arazi üzerinde yapıldı. Seçilmiş 12 farklı kavak genotipinin; yaprak alan analizi, yaprak alan, büyüme performansı, toprak-üstü biyokütle enerjisi üretimi, bunlara ilaveten Koster ve Skado genotiplerinde toprak-altı biyokütle enerjisi üretimi değerlendirildi. Büyüme ve biyokütle enerjisi üretim performanslardaki genotipik ve soy varyasyonları bulundu. Bu varyasyonlar ikinci büyüme yılının ikinci rotasyonunda gerçekleştirildi.
Çalışma sonucunda, Hees (8.0 m2 m-2), Skado (6.6 m2 m-2), Bakan (6.8 m2 m-2) genotiplerinin maksimum yaprak alan indeks değerine sahip olduğu; Robusta (4.75 m2 m-2) ve Wolterson (5.29 m2 m-2) genotiplerinin ise en düşük yaprak alan indeks değerlerine sahip olduğu gözlendi. Hees (738.9 m2 gün m-2), Bakan (883.3 m2 gün m-2) ve Skado (804.7 m2 gün m2) genotiplerinin en yüksek, Grimminge (488.3 m2 gün m-2) ve Oudenberg (466.6 m2 gün m-2) genotipleri en düşük yaprak alan durasyonu değerlerine sahip oldukları gözlendi. Elde edilen verilere göre; yıllık toprak-üstü biyokütle enerjisi üretimi performansı 6.7 ve 17.3 Mg ha-1 yıl-1 arasında seyretmektedir. Yıllık büyüme oranı yüksek olan genotipler aynı zamanda yüksek toprak-üstü biyokütle enerjisi üretimi göstermektedir. Robusta (6.7 Mg ha-1 yıl-1) ve Brandaris (7.5 Mg ha-1 yıl-1) genotipleri en düşük biyokütle enerjisi üretim performansı gösterirken, Skado (17.3 Mg ha-1 yıl-1), Hees (14.5 Mg ha-1 yıl-1) ve Vesten (14.0 Mg ha-1 yıl-1) genotipleri en yüksek biyokütle enerjisi üretim performansına sahiptir. Ortalama yıllık biyokütle enerjisi üretim performansı her ağaç başına 1.1 and 2.4 kg arasında seyretmektedir. Hees genotipi ağaç başına en yüksek enerji performansını gösterirken, Brandaris genotipi en düşük değerlere sahipti. Toprak-altı biyokütle üretimi Skado genotipi için 6.1 Mg ha 1 yıl-1 iken Koster için 4.9 Mg ha-1 yıl-1 olarak ölçülmüştür. Skado genotipi ortalama yıllık toprak-üstü biyokütle üretim performansı bakımından Koster'dan daha iyi bir kapasiteye sahiptir.
Çalışmada ayrıca, hibrit genotiplerin saf Populus nigra ırklarına göre üretim açısından daha yüksek bir performansa sahip oldukları gözlenmiştir. Çalışmada ayrıca, bireyler arasındaki genotipik ve soy farklılıklarının üretim performansı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Yüksek üretim kapasitesi T x M (P. trichocarpa x P. maximowiczii) genotipinde (14.5 Mg ha-1 yıl-1) tespit edilirken, en düşük performans N genotiplerinden (8.9 Mg ha-1 yıl-1) (P. nigra) elde edildi. 
Genotipler arasındaki yüksek üretim kapasitesi genellikle arazi ortamındaki optimal toprak ve su kondisyonlarına bağlı olarak artış göstermektedir. Bu çalışma kısa rotasyonlu kavak türlerinin yüksek toprak-üstü biyokütle enerjisi performanslarını göstermiştir. Çalışmadan elde edilen verilerin biyokütle enerjisi üretimi için yapılacak çalışmalara birer örnek teşkil edeceği düşünülmektedir.

Abstract:
In April 2010, a large-scale short-rotation coppice (SRC) plantation consisting of mainly poplar (Populus spp.) and willow (Salix spp.) was established on a former agricultural site (previously used as cropland and pasture) in Lochristi, Belgium. Leaf are index (LAI), leaf area duration (LAD), growth performance, annual above-ground biomass production of 12 selected poplar genotypes and below-ground production for two genotypes (Skado and Koster) were evaluated. Genotypic and parentage variations in growth and biomass production were found. These variations were pronounced in the second growth year of the second two-year rotation. 
Genotypes Hees (8.0 m2 m-2), Skado (6.6 m2 m-2), Bakan (6.8 m2 m-2) had the highest LAImax (maximum leaf area index) whereas Robusta (4.75 m2 m-2) and Wolterson (5.29 m2 m-2)  had the lowest LAImax values. Hees ( 738.9 m2 day m-2), Bakan (883.3 m2 day m-2), Skado (804.7 m2 day m-2) also had the highest LAD values. While Grimminge (488.3 m2 day m-2) and Oudenberg (466.6 m2 day m-2) had the lowest LAD values. Annual above-ground biomass production ranged between 6.7 and 17.3 Mg ha-1 year-1. Genotypes which had a high growth rate also displayed a high annual biomass production. Skado (17.3 Mg ha-1 year-1), Hees (14.5 Mg ha-1 year-1), Vesten (14.0 Mg ha-1 year-1) were the most productive genotypes whereas Robusta (6.7 Mg ha-1 year-1) and Brandaris (7.5 Mg ha-1 year-1) were the least productive genotypes. Mean annual above-ground biomass production per tree ranged between 1.1 and 2.4 kg per tree-1. Hees had the highest above-ground biomass per tree, whereas Brandaris had the lowest. Below-ground biomass production was 6.1 Mg ha 1 year-1 for genotype Skado and 4.9 Mg ha-1 year-1 for Koster. Skado (0.6 kg per tree-1) showed higher average annual above-ground biomass production than Koster (0.8 kg tree 1). Hybrid genotypes on average performed better than the pure Populus nigra genotypes. Genotypic and parentage effects on the annual above-ground biomass production were pronounced. High productivity was observed in T x M genotypes (14.5 Mg ha-1 year-1) (P. trichocarpa x P. maximowiczii) whereas N genotypes (8.9 Mg ha-1 year-1) (P. nigra) had the lowest. The high productivity observed amongst the majority of genotypes was largely attributed to optimal soil and water conditions at the site. The results of this study further demonstrate the high potential of poplar SRC for above-ground biomass production.