Otomatik kontrollü kompost reaktörleri ile çeltik kavuzu kompostu yapımı ve kompostun kil bünyeli toprakların bazı özelliklerine etkisi
Composting of rice husk with automated controlled compost reactors and the effect of compost on some properties of clay textured soils
Yazar: ÇAĞRI KINIK
Danışman: PROF. DR. YASEMİN KAVDIR
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu çalışmanın amacı, Trakya bölgesinde yoğun olarak yapılan çeltik tarımından geriye kalan çeltik kavuzlarının, tavuk gübresi ile beraber otomatik kontrollü kompost reaktörlerinde üretilmesi ve çıkan ürünün bazı kalite parametrelerinin belirlenerek kil bünyeli toprakların fiziksel özelliklerine olan etkilerinin araştırılmasıdır. Dünyada 75'ten fazla ülke çeltik üretimi yapmaktadır. Çeltik üretiminden ortaya çıkan çeltik kavuzları miktarı yaklaşık olarak 116 milyon ton/yıl ağırlığındadır. Çeltik kavuzu kompostlanarak tarımsal üretim için potansiyel bir kaynak olabilir. Denemede kullanılan çeltik kavuzu Edirne'nin İpsala ilçesi çeltik işleme fabrikasından temin edilmiştir. Çeltik kavuzu belirli oranlarda tavuk gübresi ile karıştırıldıktan sonra kompostlar sıcaklıkları ve havalandırması otomatik olarak kontrol edilen kapalı sistem kompost reaktöründe üç paralelli olarak hazırlanmıştır. Kompost reaktörü hacmi 100 lt olan paslanmaz çelikten silindirik formda olup, kompost sıcaklığının ölçülmesi K tipi ısıl çift ile gerçekleştirilmiştir. Her bir reaktör üzerinde üç adet ısıl çift olmak üzere sistemde toplam 45 adet ısıl çift bulunmaktadır. Ölçülen sıcaklıklar kompostlama işleminin takibinde ve kontrolü amaçlı olarak PLC de TC modülüne bağlanmıştır. Kompost ve ortam sıcaklığı saat başı ölçülüp kaydedilmiştir. Kompostlar her hafta yaklaşık %50 nem içerinceye kadar ıslatılarak karıştırılmıştır.  Kompostlama işlemi tamamlandıktan sonra kompostlarda pH, EC, % nem, toplam azot ve toplam karbon analizleri yapılmıştır. Başlangıçta C/N oranı 73,58 olan çeltik kavuzu, 46 gün reaktörlerde kompostlandıktan sonra C/N oranı 46 değerine düşmüştür. Kompostlar çıkarılıp dinlendirilmiş ve sonra tekrar reaktörlere doldurulmuştur. Başlangıçta 41 olan C/N oranı 299 gün sonunda 33 değerinde sabitlenmiştir. Kompostlama işlemi materyalin başlangıç C/N oranının yüksekliği nedeni ile uzun sürmüştür. Kompostların pH değeri ortalama 7,2 ve EC değeri ortalama 3,4 mS/cm olup, kompost kriterlerine uygundur. Elde edilen kompostlar kil bünyeli topraklarla ağırlıkça %3, %6 ve %9 oranında karıştırılıp 6 ay süresince sabit nem düzeyinde inkübe edilmişlerdir. İnkübasyon sonucunda toprak agregat stabilitesi kontrole oranla %3 dozunda %1,52 artmış, %6 ve %9 dozunda ise sırasıyla %4,6 ve %11,35 azalmıştır. Toprağın pH değeri ise kontrole kıyasla %3, %6 ve %9 dozlarında sırasıyla % 0,21, 0,21 ve 0,41 azalmış, EC değeri kontrole kıyasla tüm dozlarda artmıştır. Sonuç olarak çeltik kavuzu kompostunun %6'lık ve %9'luk dozunun kil bünyeli toprakların agregat stabilitesini düşürdüğünü, EC değerini yükselttiği ve pH değerini arttırdığı sonuçlarına varılmış, %3'lük dozunun ise kil bünyeli toprakların agregat stabilitesini yükselttiği, EC ve pH değerlerini ise önemsiz bir miktar arttırdığı sonuçları elde edilmiş, üretim ve uygulama kolaylığı bakımından %6 ve %9'luk dozlara kıyasla %3'lük dozun kil bünyeli topraklara uygulanmasında olumlu sonuçlar elde edilmiştir.

Abstract:
The aim of this study was to produce rice husks compost from intensive rice cultivation in Thrace region with chicken manure in automatic controlled compost reactors and to determine some quality parameters of the product and to investigate its effects on the physical properties of clay textured soils. More than 75 countries in the world produce rice. Approximately 116 million tons of rice husks are produced from rice production annually. Rice compost can be a potential resource for agricultural production by composting. The rice husk used in the experiment was obtained from the rice processing factory in Ipsala district of Edirne province. Rice husk was mixed with chicken manure in certain proportions and composted in the composting units at ÇOMÜ.  The composts were prepared in in a closed system compost reactor with automatically controlled temperature and aeration and replicated three times. The compost reactor was cylindrical stainless steel with a volume of 100 liters and the compost temperature was measured with a K-type thermocouple. There are three thermocouples on each reactor, total 45 thermocouples in the system. The measured temperatures were connected to the TC module in the PLC for monitoring and controlling the composting process. Compost and ambient temperatures were measured and recorded hourly. The composts were moisturized and mixed every week until they contained approximately 50% moisture.  After the composting process was completed, the composts were analyzed for pH, electrical conductivity (EC), % moisture, total nitrogen and total carbon. The initial C/N ratio of rice husk was 73 and after 46 days in the compost reactors, the C/N ratio decreased to 46. The composts were removed and rested and then re-filled into the reactors. The C/N ratio, which was initially 41, stabilized at 33 after 299 days. The composting process took a long time due to the high initial C/N ratio of the material. The average pH value of the composts was 7.2 and the average EC value was 3.4 mS/cm, which complied with the compost criteria. The composts were mixed with clay textured soils at 3, 6 and 9% by weight and incubated at constant moisture level for 6 months. As a result of incubation, soil aggregate stability increased by 1,52% at 3% dose and decreased by 4,6% and 11,35% at 6% and 9% doses, respectively. The pH value of the soil decreased by 0,21, 0,21 and 0,41% at 3%, 6%, and 9% doses, respectively, while the EC values increased at all doses respectively, compared to the control. As a result, it was concluded that 6% and 9% doses of rice husk compost decreased the aggregate stability, increased the EC value, and increased the pH value of clay textured soils, while 3% dose increased the aggregate stability of clay textured soils and increased the EC and pH values insignificantly. In terms of production and ease of application, positive results were obtained in the application of 3% dose to clay textured soils compared to 6% and 9% doses.