Farklı sulama stratejileri ile atık su uygulamalarının Bingöl koşullarında domates bitkisinin verim ve kalitesi ile toprak özelliklerine etkisi
Effect of different irrigation strategies and waste water application over yield and quality of tomato plant and soil properties in Bingol condition
Yazar: AZİZE DOĞAN DEMİR
Danışman: PROF. DR. ÜSTÜN ŞAHİN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Atık su = Waste water ; Sanayi domatesi = Processing tomato ; Yarı ıslatmalı sulama = Partial root drying

Özet:
Bu çalışma, Bingöl koşullarında arıtılmış atık suların temiz suyla kıyaslanarak tarımsal sulama açısından yeniden kullanım olanaklarının incelenmesi amacıyla 2013-2014 yılları arasında yürütülmüştür. Çalışmada, iki farklı su kaynağından alınan sular damla sulama ile domates bitkisine uygulanmıştır. Bingöl Atık Su Arıtma Tesisinden alınmış arıtılmış atık su ve Gayt barajından açık sulama kanalına bırakılan sulama suyu olmak üzere iki farklı kalitede su kullanılmıştır. Sulama uygulamaları %100 (tam sulama), %75 D ve %50 D (kısıntılı sulama-D), %75 PRD ve %50 PRD (kısmi kök kuruluğu-PRD) olmak üzere 5 farklı şekilde gerçekleştirilmiştir. Denemede kullanılan sular, Su kirliliği Kontrolü Teknik Usuller Tebliği'nde verilen sulama suyu kriterlerine göre değerlendirilmiş ve tarımsal sulamada kullanılabilirliği incelenmiştir. Deneme alanı topraklarının kimyasal analiz sonuçları deneme öncesi değerlere göre tartışılmış ve Toprak Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği'ndeki sınır değerlere uygun olup olmadığı araştırılmıştır. Ayrıca arıtılmış atık suyun toprakların birçok fiziksel ve hidrolik özellikleri üzerine ve toprakta ağır metal birikimine etkisi de incelenmiştir. Domates bitkisinde ise büyüme, verim ve kalite parametreleri ile su tüketimi ve su kullanım etkinliği incelenmiş olup, bitkide ağır metal birikimleri de değerlendirilmiştir.

Denemede kullanılan suların pH, EC, SAR, AKM, KOİ, BOİ5, toplam P değerleri sulama suyu kriterlerine göre sulamada kullanılmasına izin verilebilir özellikte olduğu saptanmıştır. Ancak, toplam azot ve fekal koliform arıtılmış atık suda ihtiyatla kullanılması gereken sular sınıfında belirlenmiştir. Arıtılmış atık su ile sulanan parsellerde organik madde, tuzluluk, makro ve mikro element değerleri ve ağır metal miktarları temiz su ile sulanan parsellere göre daha yüksek olurken, pH ve CaCO3 değerlerinde ise düşüşler gözlenmiştir. Arıtılmış atık su ile sulanan parsellerde infiltrasyon hızlarında azalış, agregat stabilitelerinde ise artışlar tespit edilmiştir. Domates bitkisinin en düşük su tüketimi 407,2 mm ile %50 D arıtılmış atık su uygulamasında, en yüksek ise 678 mm ile %100 temiz su uygulamasında belirlenmiştir. Genel olarak arıtılmış atık su uygulamalarında daha düşük bitki su tüketimi değerleri belirlenmiştir. Yine iki yıllık ortalama değerlere göre istatistiksel olarak en yüksek sulama suyu kullanım etkinliği (IWUE) 15 kg/m3 ile %50 PRD uygulamasında, su kullanım etkinliği (WUE) değeri ise 12,3 kg/m3 ile %50 D uygulamalarında belirlenmiştir. Arıtılmış atık su uygulamalarında verim artışı daha fazla olmuştur. %100 arıtılmış atık su uygulaması kontrol uygulaması olan %100 temiz suya göre verimi %2,8 artırmıştır. Uygulamalar arasında verim sıralaması her iki su kalitesi içinde %100, %75 PRD, %75 D, %50 PRD ve %50 D şeklinde olmuştur. Bitki boyu, gövde çapı ve yaprak sayısı parametreleri arıtılmış atık suyla sulanmış bitkilerde daha fazla saptanmıştır. Meyve büyüklüğü ve meyve eti sertliği arasında ters orantılı bir ilişki belirlenmiştir. Bitki besin elementleri ve ağır metal miktarları da arıtılmış atık su ile sulanmış bitkilerde temiz su ile sulananlara göre daha fazla olmuştur. Ayrıca, tam sulanan uygulamalarda değerlerin PRD ve D uygulamalarına göre daha fazla olduğu görülmüştür. PRD ve D uygulamalarında ise değerler benzerlik göstermiştir.

Abstract:
This study was conducted to examine of reusing of treated wastewater for agricultural irrigation by comparing with clean water in Bingol condition in between the years 2013-2014. In this study, two different water sources were used to irrigate tomato plants trough drip irrigation. One of the water sources was wastewater taken from the Bingol Effluent Treatment Plant, and the other water source was the iriigation water taken from the Gayt dam. Irrigation practices including 100% (full irrigation), 75% D and 50% D (deficit irrigation-D) 75% PRD and 50% PRD (partial root zone- PRD) were applicated in 5 different ways.  Irrigation water used in the study was evaluated according to the criteria given by the Water Pollution Control Technical Procedures to determine if they were within suitable for agricultural irrigation. Chemical analysis was conducted on the soil samples taken from trial area before the experiments to find out if they were the limits according to the Soil Pollution Control Regulation. In addition, effects of the treated wastewater on some physical and hydrolic properties of soil and accumulation of heavy metals in the soil were investigated. Growth,  yield and quality parameters, evapotranspiration, water use efficiency and heavy metal accumulation were evaluated in tomato plants.

EC, pH, SAR, AKM, KOİ, BOİ5 and total P values of the water indicated that they were permissible in irrigation water use according to irrigation water quality criteria. However the wastewater should be used with caution due to high nitrogen and fecal coliform levels. In fields irrigated with treated wastewater organic matter, salinity, porosity, macro and micro elements and heavy metal contents values were higher than the field irrigated with clean water. But it was observed that pH and CaCO3 values were decreased. It was determined that infiltration rate was decreased in treated wastewater irrigated plots but aggregate stability was increased. In tomato plant was lowest water consumption  (407,2 mm) was determined in 50% D treated wastewater application and the highest water consumption (678 mm) was determined in 100% clean water application according to average of two years. Generally it was determined that that is determined water consumption were lower in treated wastewater applications. Again, the highest irrigation water use efficiency (IWUE) was statistically obtained 15 kg/m3 from 50% PRD application while the highest water use efficiency (WUE) value was obtained 12,3 kg/m3 from the 50% D application according to the average of two years. Yield increase was more in treated wastewater applications than in clean water applicaions. 100% treated wastewater application increased the yield by 2,8% compared to the control (100% clean water application). For both water qualities, 100% application gave the best yield and this application was followed by 75% PRD, 75% D, 50% PRD, and 50% D. It was determined that plant height, stem diameter and number of leaves values were higher in the plants irrigated with treated wastewater than in clean water. Inversely proportional relationship was determined between fruit size and fruit firmness. It was determined that plant nutrients and amount of heavy metals were higher in the plants irrigated with treated wastewater than in clean water. It has also shown that 100% application values in terms of parameters above were higher than PRD and D applications. The PRD and D application values were similar.