Tarımsal üretimde yabancı otun alternatif mücadelesinde sıcak köpük uygulamaları üzerine bir araştırma
A research study on hot foam applications as an alternative weed control in agricultural production
Yazar: FERHAT KÜP
Danışman: PROF. DR. RAMAZAN SAĞLAM
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarım Makineleri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Tarımsal mücadelede, etkinliğinin kısa sürede görülmesi, kolay olması ve geniş alanlarda uygulanabilir olması gibi sebeplerle en fazla kullanılan yöntem kimyasal mücadele yöntemidir. Fakat kimyasal mücadele yönteminin uzun dönemde çevresel birçok zararları bulunmaktadır. Kullanılan ilaçlar faydalı organizmalara zarar vermekte, toprağa, bitkilere, yer altı sularına karışmakta ve hatta bu bitkileri yiyen hayvanlara oradan insanlara geçmektedir. Sayılan bu sebeplerden dolayı son yıllarda sürdürülebilir tarım, organik tarım uygulamaları önem kazanmakta ve giderek artmaktadır. Sürdürülebilir tarım genel anlamda, toprak ve su kaynaklarını kimyasal maddelerle kirletmeden, enerji tüketimini en aza indirerek, biyolojik varlıkların yaşam alanını daraltmadan, çevreyle ilgili koşullar gözetilerek, topraktan kaldırılan bitki artıklarının organik madde olarak tekrar toprağa geri dönüşümü sağlanarak gerçekleştirilen tarımsal üretim yöntemi olarak tanımlanabilir (Süzer, 2005).
Günümüzde tarımsal üretim, kimyasal mücadelede en az ilaç kullanılarak veya alternatif mücadele yöntemleriyle yapılmaya çalışılmaktadır. Biyolojik/Ekolojik tarım (Biological/Ecological Farming), ürün zararlılarını kontrol etmek için üreticinin kullanılan kimyasalların en düşük düzeyde sağlamaya çalıştığı bir tarımsal üretim yöntemidir (Pesek, 1983). Kimyasal mücadele dışındaki tüm yöntemleri alternatif mücadele olarak tanımlayabiliriz. Günümüzde kullanılan alternatif mücadelelere, zararlıları yiyen faydalı organizmaları, alevle yakma yöntemini, lazerle yok etme yöntemini, mikrodalga ile yok etme yöntemini vb. örnek olarak verebiliriz.
Çalışmamızda yabancı otları sıcak köpükle yok etme yöntemi kullanılmıştır. Yapılan yurt içi ve yurt dışı literatür taramalarında bu konuda herhangi bir çalışma bulunamamıştır. Bundan dolayı sistemin tasarlanması ve uygulanması işlemleri çok uzun çalışmalar sonucunda gerçekleştirilmiştir. İlk olması sebebiyle tasarlanan makina bir prototip?dir. Dijital göstergeli köpük ısıtma cihazı olarak tanımladığımız sistem için köpüğün içinden geçeceği 12 mm iç çapındaki siyah boru kullanılmıştır. Özel siparişle hazırlanan 2500 watt?lık seramik rezistans, boru üzerine giydirilmiştir. Elektrik ve ısı yalıtımının rezistans üzerinde sağlanabilmesi için uygun bir malzeme belirlenmesine yönelik çalışmalar yapılmış ve bu çalışmalar sonucunda bunu sağlayabilecek en iyi malzemenin teflon olduğu tespit edilmiştir. Fakat teflon hem ekonomik olmaması ve üreticilerin en az 400-500 sayıdaki siparişleri kabul ettiği görüldü. Bunun üzerine hem ısı hem de elektrik yalıtımını sağlayabilecek gaz beton alınarak torna makinesinde işlenerek uygun çap ve boyutlara getirilerek sisteme monte edilmiştir. Gaz betonun üzerine yine elektrik ve ısı yalıtımını sağlaması için taş yünü giydirilmiştir.  En üst kısım ise sistemin zarar görmemesi için alüminyum boru ile kapatılmıştır. Sistemin elektrik kontrolü dijital göstergeli termometre ile sağlanmıştır. Gösterge için ayrı bir pano yapılmıştır. Sıcaklık kontrolü termokupl ile boru üzerinden alınmıştır. Ayrıca devre üzerine start/stop butonları eklenmiştir. Hazırlanan entegre sistem için traktör askı sistemine bağlı şekilde bir araba tasarlanmış ve sistem bunun üzerine konulmuştur.
Uygulamalar pamuk tarlasında çıkan yabancı otlar için ve saksıda yetiştirilen bitkiler için ayrı ayrı yapılmıştır. İlk olarak yaklaşık 2 dekarlık alan belirlenerek pamuk ekimi yapılmıştır. Arazi güvenlik şeridi kullanılarak kontrol, çapalama, ilaçlama ve sıcak köpük uygulamalarının her birinden 5 tekerrür olacak şekilde 100m2?lik parsellere bölünmüştür. Pamuk tarlasında yoğun olarak bulunan meyan otu ve köpek dişi ayrığı üzerinde çalışmalar yapılmış, uygulamalar sonucundaki pamuk verimi ve m2?ye düşen yabancı ot sayıları belirlenmiştir.
Pamuk tarlasında çapalama sonucunda ortalama 1 m2?lik alana düşen meyan otu sayısı 0.55, köpek dişi ayrığı sayısı ise 0.36, ilaçlama işlemi sonucunda 1 m2? lik alana düşen ortalama meyan otu sayısı 1.55, köpek dişi ayrığı sayısı ise ortalama 0.44, sıcak köpük uygulamaları sonucunda 1 m2? lik alana düşen ortalama meyan otu sayısı 1.72, köpek dişi ayrığı sayısı ise ortalama 0.36 ve kontrol işlemi sonucunda 1 m2? lik alana düşen ortalama meyan otu sayısı 9.8, köpek dişi ayrığı sayısı ise ortalama 7.4 olarak bulunmuştur. Elde edilen değerler %?de yabancı ot yok etme oranı ile karşılaştırılmıştır. %?de oranların bulunmasında kriter olarak kontrolden elde edilen değerler alınmıştır. Çapalama yapılan alanlardaki meyan otu yok edilme oranı % 94.3, ilaçlama yapılan alanlardaki meyan otu yok edilme oranı % 84.1, sıcak köpük uygulaması yapılan alanlardaki yok edilme oranı ise % 82.5 olarak bulunmuştur. Sonuç olarak meyan otu yok edilme oranlarında çapalama en iyi, ikinci ilaçlama ve sonuncu sıcak köpük uygulaması olmaktadır. Ayrıca ilaçlama ve sıcak köpük uygulamalarındaki meyan otu yok etme oranlarının birbirine yakın olması, sıcak köpük uygulamasının alternatif bir mücadele olarak uygulanabilir olduğunu göstermektedir. Çapalama yapılan alanlardaki köpek dişi ayrığı yok edilme oranı % 95.1, ilaçlama yapılan alanlardaki köpek dişi ayrığı yok edilme oranı % 94.05, sıcak köpük uygulaması yapılan alanlardaki köpek dişi ayrığı yok edilme oranı ise % 95.1 olarak bulunmuştur. Sonuç olarak meyan otu yok edilme oranlarında çapalama en iyi, ikinci ilaçlama ve sonuncu sıcak köpük uygulaması olmaktadır. Ayrıca ilaçlama ve sıcak köpük uygulamalarındaki köpek dişi ayrığı yok etme oranlarının birbirine yakın olması, sıcak köpük uygulamasının alternatif bir mücadele olarak uygulanabilir olduğunu göstermektedir.
Meyan otu için varyans analizi yapılmış ve Fh>Fc olduğundan ortalamaların birbirinden farklı olduğu belirlenmiştir. Bunun sonucundan hangi uygulamalar arasında ne derece bir farklılık olduğunu belirleyebilmek için LSD çoklu karşılaştırma testi uygulanmıştır. 
İlaçlama ve sıcak köpük uygulaması arasındaki ortalama fark (OF)  ve LSD sonuçları karşılaştırıldığında, 0.32>0.272 yani OF>LSD olduğundan önemli olarak kabul edilmektedir. Fakat diğer uygulamalar arasındaki fark göz önüne alındığında ve her iki değerin birbirine çok yakın olmasından dolayı AZ ÖNEMLİ olarak kabul ediyoruz. Bu farkların birbirine çok yakın olması sıcak köpük uygulamalarının ilaçlamaya alternatif olabileceğini göstermektedir.
İlaçlama ve Çapadan elde edilen değerler karşılaştırıldığında, 0.85>0.272 yani OF>LSD olduğundan önemli olarak kabul edilmektedir. Bu değeri ÖNEMLİ olarak kabul ediyoruz. Aradaki farkın artmasının sebebi çapalamanın en etkin mücadele olmasındandır.
Kontrol ve Çapadan elde edilen değerler karşılaştırıldığında, 1.17>0.272 yani OF>LSD olduğundan önemli olarak kabul edilmektedir. Diğer uygulamalar arasındaki fark göz önüne alındığında bu değeri ÇOK ÖNEMLİ olarak kabul ediyoruz. Bunun en önemli sebebi çapalamanın en etkin mücadele yöntemi olmasına karşı kontrolde herhangi bir mücadele, yabancı otu yok etme işleminin yapılmamasıdır.
Köpek dişi ayrığı için yapılan varyans analizi sonucunda elde edilen Fh değeri (1.662338) tablodan elde edilen Fc değerinden (6.93) küçük olduğundan ortalamaların birbirinden farksız olduğu belirlenmiştir. Bunun sebebi köpek dişi ayrığının otsu bir bitki olması, kök derinliğinin azlığı ve hızlı büyümemesi olarak söylenebilinir.
Pamuk alanında yapılan uygulamaların pamuk verimine olan etkisi incelendiğinde, 1m2?lik alana düşen kg cinsinden pamuk ağırlığında çapalama 0.4 kg ile en fazla, ilaçlama 0.36 ile ikinci, sıcak köpük 0.35 kg ile üçüncü ve kontrol 0.092 kg ile sonuncudur. Çapalama en etkin yabancı ot mücadelesi olduğundan dolayı, çapalama yapılan alanlardaki ortalama pamuk ağırlığı en yüksek olarak bulunmuştur. İlaçlama ve sıcak köpük uygulamamalarındaki pamuk ağırlıkları birbirine çok yakın olması sıcak köpüğün ilaçlamaya alternatif olabileceğini göstermektedir. Kontrol yapılan alanlarda yabancı ot yoğunluğu çok yüksek olduğundan dolayı pamuk verimi çok düşük çıkmıştır.
Yaban yulaf, yonca ve çim bitkilerinin her birinden 3 kontrol, 3 sıcak köpük uygulaması olacak şekilde saksı içinde ekimi yapılmıştır. Sıcak köpük uygulamaları bitkilerin yetişme dönemine göre 3 defa yapılmıştır. Sonuç olarak her bitki için elde edilen değerler ayrı ayrı incelenmiştir. 
Çim bitkisi için sıcak köpük uygulamaları sonucunda ortalama bir saksıda çıkabilecek tane sayısı 46, ortalama boy 67.8 mm, ortalama 15 adet ağırlığı ise 1.3 gram olarak bulunmuştur. Kontrol uygulamaları sonucunda ise ortalama bir saksıda çıkabilecek tane sayısı 209, ortalama boy 122.8 mm, ortalama 15 adet ağırlığı ise 4 gram olarak bulunmuştur. Elde edilen sonuçlar % oran hesabıyla karşılaştırılmıştır. Sıcak köpük uygulamaları sonucunda tane sayısında % 78?lik bir azalma, boyda % 45?lik bir azalma ve ağırlıkta ise % 68?lik bir azalma meydana gelmiştir. Sıcak köpük uygulamaları sonucunda ortaya çıkan bu değerler uygulamanın başarılı olduğunu göstermektedir.
Yabani yulaf için, sıcak köpük uygulamaları sonucunda bir saksıda çıkacak ortalama tane sayısı 2 olarak bulunmuştur. Kontrol uygulaması sonucunda ise bir saksıda çıkabilecek tane sayısı 18 olarak bulunmuştur. Elde edilen sonuçlar % oran hesabıyla karşılaştırılmıştır. Sıcak köpük uygulamaları sonucunda tane sayısında % 89?luk bir azalma meydana gelmiştir.
Yabani yonca bitkisi için, sıcak köpük uygulamaları sonucunda bir saksıda çıkacak ortalama tane sayısı 4 olarak bulunmuştur. Kontrol uygulaması sonucunda ise bir saksıda çıkabilecek tane sayısı 52 olarak bulunmuştur. Elde edilen sonuçlar % oran hesabıyla karşılaştırılmıştır. Sıcak köpük uygulamaları sonucunda tane sayısında % 92?lik bir azalma meydana gelmiştir. Bu sonuç sistemin başarılı olduğunu göstermektedir.

ANAHTAR KELİMELER: Sıcak köpük, Pamuk, Yabancı ot, Alternatif mücadele

Abstract:
Chemical control is the most commonly used method in the agricultural control because of its quick results, convenience and large area of applicability. However, chemical control method causes several environmental damages in the long term. The chemicals harm helpful organisms, permeate through earth, plants, ground water, and even they are transmitted to humans through animals who feed on these plants. Due to these reasons, the importance of sustainable agriculture, organic farming applications have been gradually gaining importance and increasing in recent years. Sustainable agriculture can be generally described as an agricultural production method without polluting earth and water sources, minimizing the energy consumption, limiting the living space of biological species, by protecting the environmental conditions and recycling the herbal residues back into soil as organic material. (Suzer, 2005)
Today it is sought to minimize the use of chemicals in the control and replace them with alternative control methods in the agricultural production. Biological/Ecological farming is an agricultural production method used by the producers who try to minimize the use of the chemicals to control the anticrop agents (Pesek 1983). We can describe all other methods as alternative methods other than the chemical control. We can give the helpful organisms eating the anticrop agents, flaming, laser treatment, microwave treatment, etc. as methods used for weed control today.
Our study used the hot foam application to exterminate the weeds. No research has been found on this subject in the national and foreign literature. Therefore, it took long hours of work to design and implement the system. Therefore, being the first, the machine which was designed is a prototype. For the system, digital display foam heating device as we call it, a black pipe with inner diameter of 12 mm was used through which the foam will pass. A 2,500 Watt ceramic resistance which was ordered specially was girded around the pipe. It was researched what best to use to provide electrical and heat insulation. As a result, Teflon was determined to be the best material for the insulation. However, Teflon was not economical, and producers were found to be accepting orders for a minimum number of 400-600. Upon this, gas concrete which could also provide both heat and electrical insulation was turned on the lathe machine to obtain the desired diameter and size, and was installed on the system. To provide the electrical and heat insulation again, rock wool was girded around the system. The outside of the system was closed by aluminum pipe to protect the system from damages. The electrical control of the system was achieved through the digital display thermometer. A separate panel was made for the display. The heat control was obtained through the pipe with thermocouple. In addition, On/Off buttons were installed on the circuit. The final integrated system was designed to be attached to a tractor?s hanging system and was mounted on it.
Applications were conducted separately for the cotton field and plants growing in the pot. First, Wild oat, wild clover and english ryegrass were planted in the pots to conduct three control and three hot foam applications on each. Hot foam application was conducted three times according to the plant?s growth periods. The resultant values obtained for each plant was separately studied.
As a result of the hot foam application on the english ryegrass, the average number of weeds was 46, the average height was 67.8 mm, and the average weight for 15 weeds was 1.3 grams. As a result of the control application, the average number of weeds in a pot was 209, the average height 122.8 mm, the average weight for 15 each was 4 grams. The values were compared using percentage calculation. There was a 78% decrease in the number of weeds, and a 45% decrease in their height and 68% decrease in their weight in the hot foam application. The values obtained as a result of the hot foam application indicates that the application is successful. 
For the wild oat, the average number of weeds that would grow in a pot after the hot foam application was found to be 2. The number of weeds that would grow in a pot after the control application was found to be 18. These results were compared using the percentage calculation. An 89% decrease occurred in the number of the seeds after the hot foam applications.
For the wild clover, the average number of weeds that would grow in a pot after hot foam application was found to be 4 versus 52 after the control application. They were compared using percentage calculation A 92% decrease occurred in the number of weeds after the hot foam applications, which proves that the system is successful.
On the second stage, cotton was planted on a two-decare field. The field was divided into 100 m2 parcels using security strip, on each of which control, hoeing, spraying and hot foam application were separately repeated five times. Licorice and couch grass which were detected densely on the cotton field were analyzed. The cotton productivity and number of weeds per m2 were identified at the end of the applications.	After hoeing in the cotton field, the number of licorice and couch grass per average 1m2 were respectively 0.55 and 0.36; after spraying, 1.55 and 0.44; after hot foam application, 1.72 and 0.36; and after control, 9.8 and 7.4.
The resultant percentages were compared with the weed extermination ratio. Values obtained through the control method were taken as the criteria to calculate the percentages. The licorice extermination ratio after hoeing was 94.3%, after spraying 84.1%, and after hot foam application 82.5%. As a result the hoeing has the best licorice extermination ratio, spraying the second best and hot foam application the third best. Also, the proximity of the extermination ratios of spraying and hot foam application indicates that hot foam application is an alternative method for weed control.
The couch grass extermination ratio after hoeing was 95%, 94.05% after spraying, and 95.1% after hot foam application. As a result the hoeing has the best ratio for couch grassextermination, spraying the second best, hot foam application the third best. Also, the proximity of the ratios of spraying and hot foam application indicates that hot foam application is an alternative method for weed control.
 A variance analysis was conducted for the licorice and since Fh>Fc, the averages were found to be different from each other. LSD multiple comparison test was conducted to determine the variance between the applications.
The average variance between the spraying and hot foam application (AV) and LSD results was 0.32>0.272, so since AV>LSD, it is considered significant.  However, considering the variance between the other applications, we accept as LESS SIGNIFICANT due to proximity of the two values, which also indicates that hot foam application is an alternative to spraying.
When the values for spraying and hoeing were compared, it was 0.85>0.272, so since AV>LSD, it is considered significant. We accept this value as SIGNIFICANT. The reason for this significant difference is because hoeing is the most effectual weed control method.
When the values of control and hoeing were compared, it was 1.17>0.272, so since AV>LSD, it is accepted as significant. When the variance between the other applications is considered, we accept this value as VERY SIGNIFICANT. The most important reason for this is because there is no weed control, extermination in the control while hoeing is the most effectual control method.
Because the Fh value (1.662338) obtained from the variance analysis conducted for the couch grassis smaller than the Fc value (6.93) on the table, the averages were found to be no different than each other. The reason for this can be because the couch grassis a welwitschia, that its root depth is low and that it doesn?t grow quickly.
When the impact of the applications on the cotton productivity is analyzed, hoeing with 0,4 kg weight of cotton per 1m2 is the highest, spraying is the second with 0.36 kg, hot foam is the third with 0.035 kg, and control is the last with 0.092 kg. Since hoeing is the most effectual control method, the average cotton weight on the lands which were hoed was found to be the highest. The proximity of the weights in spraying and hot foam indicates that hot foam can be an alternative to spraying. The cotton productivity was very low on the land where control was applied because the weed was very dense on the field.

KEYWORDS: Hot Foam, Cotton, Weed, Alternative Control