Farklı yöntemlerle değişen seviyelerde arıtılmış atık su uygulamalarının silajlık mısırda su kullanımı, bitki ve toprak özelliklerine etkisi
Effects of different irrigation methods and different levels of treated wastewater applications on water use, crop and soil properties on silage maize
Yazar: TALİP ÇAKMAKCI
Danışman: PROF. DR. ÜSTÜN ŞAHİN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Silajlık mısırda, farklı sulama yöntemleri ve sulama seviyeleriyle arıtılmış atık su uygulamalarının verim, kalite, su-verim ilişkisi ile bitki ve toprak özellikleri üzerine olan etkilerini belirlemek amacıyla 2015 ve 2016 yıllarında Van koşullarında yürütülen bu araştırmada, sulama yöntemlerini yüzey altı damla sulama (YA), yüzey üstü damla sulama (YÜ) ve geleneksel karık sulama (GS), sulama seviyelerini ise tam sulama (% 100; K0), % 33 kısıt (K1) ve % 67 (K2) kısıt uygulamaları oluşturmuştur. Arıtılmış atık su azot ve fosfor içerikleri dışında diğer özellikler açısından Ulusal Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliği'ne göre sorun yaratmayan su sınıfında yer almıştır.
Sulama suyu en az YA, en fazla ise GS yönteminde uygulanmıştır. YA yönteminde YÜ ve GS yöntemlerine kıyasla sırasıyla % 21 ve % 49 sulama suyu tasarrufu sağlanmıştır. Bitki su tüketimi de en düşük YA yönteminin % 67 kısıt konusunda (260,1 mm), en yüksek ise GS yönteminin tam sulanan konusunda (639,8 mm) belirlenmiştir. Silajlık ot ve kuru madde verimi arıtılmış atık su uygulamalarında temiz suya kıyasla daha yüksek belirlenmiş, su kısıtıyla verimler düşmüştür. Arıtılmış atık su uygulamalarıyla silajlık mısırın protein oranı artmış, ADF ve NDF oranı ise azalmıştır. Bitki ve toprakta arıtılmış atık su uygulamalarıyla element içeriklerinde artışlar, su kısıtıyla düşüşler gözlenmiştir. SPAD, yaprak alan indeksi, yaprak oransal su içeriği ve membran zararlanma indeksi arıtılmış atık su uygulamalarında daha yüksek belirlenmiştir. Arıtılmış atık su uygulanan toprakların deneme öncesi değerlere göre pH, CaCO3 ve hacim ağırlıkları düşmüş, EC, organik madde, makro, mikro ve iz elementler, katyon değişim kapasitesi, tarla kapasitesi, devamlı solma noktası, agregat stabilitesi ve porozite değerleri ise artmıştır.
Su ve sulama suyu kullanım etkinlikleri en yüksek arıtılmış atık suyla tam sulanan uygulamalarda belirlenmiş, bu değerler YA yönteminde sırasıyla 21,48 kg/m3 ve 22,43 kg/m3, YÜ yönteminde 16,94 kg/m3 ve 17,85 kg/m3 ve GS yönteminde 10,87 kg/m3 ve 10,22 kg/m3 olmuştur. Su - verim arasındaki doğrusal değişimler önemli olurken, verim tepki faktörü (ky) değerleri YA sulama yönteminde arıtılmış atık su ve temiz su uygulamalarında sırasıyla 1,77 ve 1,70; YÜ sulama yönteminde 1,47 ve 1,43; GS yönteminde ise 1,23 ve 1,19 olarak belirlenmiştir. Arıtılmış atık su uygulamaları özellikle YA yönteminde bitkinin fiziksel, fizyolojik özellikleri ve kalitesinde; toprağın fiziksel, kimyasal ve hidrolik özelliklerinde olumlu gelişmeler sağlamıştır. Arıtılmış atık suyla sulama koşullarında yüzey üstü damla sulama yöntemi en ekonomik silajlık mısır üretimi sağlamıştır.

Abstract:
In this study, which is carried out under the conditions of Van in 2015 and 2016, in order to determine the effects of different levels of treated wastewater applications with different irrigation methods on yield, quality, water-yield relation, plant and soil properties, irrigation methods formed subsurface drip irrigation (SSDI), surface drip irrigation (SDI) and traditional furrow irrigation (TFI), irrigation levels were % 100 full; K0, deficit 33 % (K1) and 67 % (K2) deficit irrigation. The treated waste water is classified in terms of its properties (except for N and P contents) as non-hazardous water class according to the National Water Pollution Control Regulation.
Irrigation water was applied at least to SSDI and the maximum was applied to TFI method. In the compared to SDI and TFI methods SSDI method, irrigation water savings were achieved by 21% and 49%, respectively. Plant water consumption was also determined as 67 % of the lowest SSDI method (260,1 mm), and the highest as in the full irrigated (639,8 mm) of TFI method. Silage maize yield and dry matter content were higher in the treated wastewater applications compared to fresh water and were decreased with water deficits. Treated wastewater applications increased the protein ratio of the silage maize and the acid and neutral detergent fiber ratio decreased. Nutrient element content increased on treated waste water application and decreased by deficit irrigation in plant and soil. SPAD, leaf area index, leaf relative water content and membrane damage index were higher in treated wastewater applications. Compared to pre-test values the pH, CaCO3 and bulk density of the treated wastewater applied soil decreased, while EC, organic matter, macro, micro and trace elements, cation exchange capacity, field capacity, permanent wilting point, aggregate stability and porosity values, increased.
Water and irrigation water use efficiency were determined with the highest treated wastewater in full irrigation applications and the values in the SSDI, SDI and TFI method were as follows; 48 kg m-3 and 22,43 kg m-3 in SSDI method; 16,94 kg m-3 and 17,85 kg m-3 in SDI methods and 10,87 kg m-3 and 10,22 kg m-3 in TFI method. While the linear changes between water and yield were yield response factor (ky) values significant, in treated wastewater and fresh water applications were found to be 1.77 and 1.70, respectively in SSDI method; 1.47 and 1.43, respectively in SDI method and finally 1.23 and 1.19, respectively in TFI method. Treated wastewater applications have improved the physical, physiological characteristics and quality of the plant; physical, chemical and hydraulic properties of soil especially in the SSDI method. The most economical production of silage maize was obtained from the SDI method in the irrigation conditions with treated wastewater.