Yüksek tuzlu ve tuzsuz topraklarda farklı azot kaynağı uygulamalarının azot kayıplarına etkisinin belirlenmesi
Determination of the effects of different nitrogen sources on nitrogen losses in high saline and non-saline soils
Yazar: EMRAH RAMAZANOĞLU
Danışman: PROF. DR. MEHMET ALİ ÇULLU
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Azot = Nitrogen ; Tuzlu toprak = Saline soil

Özet:
İklim değişikliği ve uygun olmayan arazi yönetim uygulamaları nedeniyle,özellikle kurak ve yarı
kurak bölgelerde toprak tuzluluğu tarımsal üretimin sürdürülebilirliğini tehdit etmektedir. Bu tehdit, topraktaki azot kayıplarını artırarak verimliliği olumsuz yönde etkileyebilir. Bu çalışmanın amacı, tarımsal üretim potansiyeli yüksek olan Harran Ovasında, yer yer görülen toprak tuzluluğunun azotlu gübre uygulamaları sonrası azot kayıplarına etkisini incelemektir. İnkübasyon denemesi, arazi
koşullarında alınan toprak örneklerinde robotik sürekli akış toprak inkübasyon sistemi kullanılarak üç tekerrürlü olarak yürütülmüştür. Çalışmada, Harran ovasından alınan aşırı tuzlu (35.80 dS m-1) ve
tuzsuz (1.15 dS m-1) iki zıt toprak tipi karşılaştırılmıştır. Azotlu gübre kaynağı olarak mineral
gübrelerden üre ve amonyum sülfat, organik gübre olarak biyogaz atığı kullanılmıştır. İki zıt toprakta, su dolu gözenek hacmi %75 seviyelerine getirilmiş ve dekara 15 kg N olacak şekilde azotlu
gübreleme yapılmıştır. İnkübasyon denemesi sonucunda, toprak amonyum içeriği üzerine azotlu gübre
uygulamaları ve toprak tipinin etkisi önemli bulunmuştur (P<0.01). Toprak nitrat içeriği üzerine gübre uygulaması ve toprak tipinin etkisi P<0.01 düzeyinde ve gübre x toprak tipi interaksiyonu da P<0.05 düzeyinde önemli olmuştur. Nitroz oksit (N2O) emisyonları üzerine gübre uygulamalarının etkisi P<0.01 düzeyinde önemli bulunmuştur. Tuzlu topraklarda en yüksek kümülatif N2O emisyon oranı
amonyum sülfat uygulamasında (5.11 kg N ha-1), en düşük N2O emisyon oranı ise biyogaz atığında
(4.70 kg N ha-1) ölçülmüştür. Tuzsuz topraklarda ise en yüksek N2O emisyonları biyogaz atığı (7.26
kg N ha-1) uygulamasında, en düşük N2O emisyon oranı ise amonyum sülfat (6.10 kg N ha-1)
uygulamasında ölçülmüştür. Karbondioksit (CO2) emisyonları üzerine gübre ve toprak tipinin etkisi
P<0.01 düzeyinde önemli bulunmuştur. Tuzlu topraklarda en yüksek kümülatif CO2 emisyon oranı,
biyogaz atığı uygulamasında (751.25 kg C ha-1), en düşük CO2 emisyonu ise amonyum sülfat uygulamasında (536.60 kg C ha-1) ölçülmüştür. Tuzsuz topraklarda ise tuzlu toprağa benzer şekilde en
yüksek CO2 emisyonları yine biyogaz atığı (853.71 kg C ha-1) uygulamasında ölçülürken, en düşük
CO2 emisyon oranları ise amonyum sülfat (549.12 kg C ha-1) uygulamasında ölçülmüştür. Nitrat
redüktaz enzim aktivitesi tuzsuz topraklara kıyasla tuzlu topraklarda büyük oranda inhibe olmuştur.
Gübre uygulamaları, nitrat redüktaz enzim aktivitesi üzerine etkisi P<0.01 düzeyinde önemli
bulunmuştur. Toprak tuzluluğu üreaz enzim aktivitesini önemli oranda inhibe etmiştir. Tuzlu toprakta
üre uygulamasında üreaz enzim aktivitesi, tuzsuz topraklara kıyasla %70 oranında daha düşük
olmuştur. Toprak nitrat içeriği, N2O ve CO2 emisyonları sonuçları, üre gübresinin hem tuzlu hem de
tuzsuz topraklarda önerilebilir azotlu gübre tipi olduğunu ortaya koymaktadır. Tuzlu topraklarda
amonyum bazlı gübre olan amonyum sülfatın toprakta yüksek miktarlarda amonyum birikimine ve
yüksek oranlarda azotlu gaz kaybına (N2O) neden olamasında dolayı kullanımı önerilmemektedir.

Abstract:
Due to climate change and improper land management practices, soil salinity poses a threat to the
sustainability of agricultural production, especially in arid and semi-arid regions. This threat can
negatively impact productivity by increasing nitrogen losses in the soil. The aim of this study is to examine the effect of soil salinity on nitrogen losses following nitrogen fertilization in the Harran Plain, an area with high agricultural production potential. The incubation experiment was conducted on soil samples taken under field conditions using a robotic continuous flow soil incubation system with three replications. The study compared two contrasting soil types from the Harran Plain: highly saline (35.80 dS m⁻¹) and non-saline (1.15 dS m⁻¹). As sources of nitrogen fertilizer, mineral fertilizers (urea and ammonium sulfate) and organic fertilizer (biogas waste) were used. In both soil types, the water-filled pore space was adjusted to 75%, and nitrogen fertilization was applied at a rate of 15 kg N per decare. The results of the incubation experiment showed that the effect of nitrogen fertilization and soil type on soil ammonium content was significant (P<0.01). The effect of fertilizer application and soil type on soil nitrate content was significant at P<0.01, and the fertilizer x soil type interaction was also significant at P<0.05. The effect of fertilizer applications on nitrous oxide (N₂O) emissions was significant at P<0.01. In saline soils, the highest cumulative N₂O emission rate was measured with ammonium sulfate application (5.11 kg N ha⁻¹), and the lowest N₂O emission rate was measured with biogas waste (4.70 kg N ha⁻¹). In non-saline soils, the highest N₂O emissions were measured with biogas waste (7.26 kg N ha⁻¹), and the lowest N₂O emission rate was measured with ammonium sulfate (6.10 kg N ha⁻¹). The effect of fertilizer and soil type on carbon dioxide (CO₂) emissions was significant at P<0.01. In saline soils, the highest cumulative CO₂ emission rate was measured with biogas waste application (751.25 kg C ha⁻¹), and the lowest CO₂ emission was measured with ammonium sulfate application (536.60 kg C ha⁻¹). In non-saline soils, similar to saline soils, the highest CO₂ emissions were again measured with biogas waste (853.71 kg C ha⁻¹), and the lowest CO₂ emission rate was measured with ammonium sulfate (549.12 kg C ha⁻¹). Nitrate reductase enzyme activity was significantly inhibited in saline soils compared to non-saline soils. Fertilizer applications had a significant effect on nitrate reductase enzyme activity at P<0.01. Soil salinity significantly inhibited urease enzyme activity. In saline soils, urease enzyme activity was 70% lower in the urea application compared to non-saline soils. The results for soil nitrate content, N₂O, and CO₂ emissions indicate that urea is a recommendable nitrogen fertilizer type for both saline and non-saline soils. The
use of ammonium sulfate, an ammonium-based fertilizer, is not recommended in saline soils due to
the high accumulation of ammonium and the high rates of nitrogen gas loss (N₂O) it causes.