Kısıtlı sulama altında toprak mikroorganizmalarının sürdürülebilir yönetimi üzerinde solucan gübresi ve biyokömürün etkisi üzerine bir sera çalışması
A greenhouse study on the effect of vermicompost and biochar on thesustainable management of soil microorganisms under deficit irrigation
Yazar: GOLNAR MATIN
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN HÜSNÜ KAYIKÇIOĞLU
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Sürdürülebilir Tarım Gıda Sistemleri Ana Bilim Dalı /  Sürdürülebilir Tarım Gıda Sistemleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology ; Ziraat = Agriculture ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Biyogübre = Biofertilizer ; Solucan gübresi = Vermicompost

Özet:
Günümüzde iklim değişikliği ve yarattığı negatif etkileri ciddi bir şekilde hissedilirken sebepleri ve muhtemel önlemler bir çok araştırmaya konu olmuştur. Toprak organik karbon içeriği, toprak kalitesini ve ürün verimliliğini artırabilirken küresel ısınmayı kontrol altına alabilir. Ancak, tarımsal ekosistemlerdeki organik karbon deposu, toprak işleme ve yönetimine bağlı olarak bir karbon havuzu veya bir emisyon kaynağı olarak işlev görebilmektedir. Bu nedenle, tarımsal sistemlerin sürdürülebilirliğini sağlamak için, arazi yönetiminin bitkisel üretim ve karbon tutulumu üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesi esastır. Diğer taraftan küresel ısınma sonucu olan su kıtlığı en büyük su tüketen sanayilerin başında gelen tarımı ve dolayısıyla yeterli gıda üretimi için tehdit oluşturmaktadır. Bu nedenle araştırmslarda su tüketimini minimuma indirerek verimli üretim yapmayı hedeflemek gelecek için yüksek değere sahiptir. 
Bu çalışmada vermikompost ve biyokömür olarak iki farklı organik Toprak düzenleyici kullanarak tam ve iki aşamalı sınırlı sulama koşulları altında domates bitkileri yetiştirilmiştir. Alınan Toprak örneklerinde uygulanan yöntemin toprak mikro organizmaları üzerinde yarattığı etkiyi incelemek adına toprak solunumu (BSR) ve dehidrogenaz (DHG) enzimi ölçülmüştür. 
Elde edilen bulgulara dayanarak sulama rejimi ve ekim uygulamasının toprak solunumu değeri üzerinde önemli bir etkisi tespit edilmemştir. Ekilmemiş topraklarda tam sulama koşulları altında ekolojik toprak düzenleyici uygulamaları ile kontrol bölgeye göre herhangi bir fark tespit edilememiştir. Ekili olmayan parsellerde dehidrogenaz aktivitesinin (14.35 μg triphenylformazan (TPF). g-1) ekili parsellere kıyasen (12.52 μg TPF. g-1) yüksek olması domates yetiştiriciliğinde topraktaki mikroorganizmaların kültürel işlemlere daha az maruz kaldığını ve popülasyonlarının artmasına destek olduğunu açıklayabilmektedir. Ekilmemiş topraklarda tam sulama ve ksıtlı 1 uygulamasında biyokömür ilavesiyle sırasıyla 14.08 ve 17.58 μg TPF. g-1 düzeyinde DHG aktivitesi elde edilirken, bu, tam sulama uygulamasında kontrol parselinde, kısıtlı 1 uygulamasında ise solucan gübresi uygulamasından elde edilmiştir. Biyokömür uygulaması kısıtlı 2 uygulamasında diğer iki uygulamaya göre önemli bir fark yaratmış olup 34.91 μg TPF. g-1 (P<0,05) aktiviteye neden olmuştur. Bu sonuçlar, biyokömür yüksek gözenekli yapıya sahip olduğu için sınırlı nem seviyelerinde bile mikroorganizmaların sürdürülebilir şekilde var olmalarına olanak sağladığını ortaya koymuştur. Sonuç olarak, 10 t. ha-1 düzeyinde uygulanan vermikompost ve biyokömürün sınırlı sulama koşullarında topraktaki mikrobiyal aktiviteyi destekleyebildiği, toprak neminin %15'e düşürülmesi durumunda ise biyokömür uygulamasının daha fazla katkı sağladığı tespit edilmiştir.

Abstract:
Nowadays while climate change and its negative effects are being felt seriously today, its causes and possible precautions have been the subject of many studies. Soil organic carbon content can improve crop productivity and soil profile quality while controlling global warming. However, organic carbon storage in agricultural ecosystems can act as an emission source of carbon depending on land management and soil cultivation methods. Therefore, evaluating the effects of land management on both carbon emissions and quality product production is important to ensure the sustainability of agricultural systems. On the other hand, water scarcity resulting from global warming poses a threat to agriculture (as a one of the largest water-consuming industries), and therefore to adequate food production. Therefore, aiming to minimize water consumption and achieve efficient production in research are so valuable for the future.
In this study, tomato plants were grown under 3 different irrigation regimes as full irrigation and two-stage limited irrigation using vermicompost and biochar as organic soil amendments. In order to examine the effect of the applied method on soil microorganisms, soil respiration (BSR) and dehydrogenase (DHG) enzyme were measured in the soil samples. Based on the results, no significant effect of irrigation regime and planting practice on soil respiration value was detected. Compared to the control, no difference could be detected with ecological fertilizers applications in unplanted soils under full irrigation conditions. The fact that dehydrogenase activity was higher in non-cultivated plots (14.35 μg triphenylformazan (TPF). g-1) compared to cultivated plots (12.52 μg TPF. g-1) may explain that microorganisms in the soil are less exposed to cultural processes in tomato cultivation and this supports the increase of their populations. In the Full irrigation and Deficit 1 treatments applied to unplanted soils, dehydrogenase (DHG) activity levels of 14.08 and 17.58 μg TPF g⁻¹, respectively, were observed with the addition of biochar. These values were followed by the control plot in the Full irrigation treatment and the vermicompost application in the Deficit 1 treatment. In the Deficit 2 treatment, biochar application significantly enhanced DHG activity compared to the other treatments, resulting in an activity level of 34.91 μg TPF g⁻¹ (P<0.05). These results revealed that biochar can allow microorganisms to exist sustainably even at limited moisture levels because of its highly porous structure. In conclusion, it can be asserted that applying vermicompost and biochar at a rate of 10 t ha⁻¹ can enhance microbial activity in the soil under conditions of limited irrigation, with biochar proving particularly beneficial when soil moisture levels drop to 15%.