Strüktürel kabuk oluşmuş toprakta mısır kökenli biyokütle uygulamalarının toprak mikrobiyel çeşitliliği üzerine etkileri
Effects of corn origin biomass applications on soil microbial diversity in structural crusted soil
Yazar: SEHER KIZICI
Danışman: PROF. DR. OĞUZ CAN TURGAY
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Toprak sağlığı sorunlarının temelinde, fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerin bozulması yatmaktadır ve özellikle düşük toprak agregat stabilitesi, yetersiz organik madde seviyesine bağlı olarak kaymak tabakası oluşumu büyük problemler arasındadır. Tarımsal faaliyetler sırasında ortaya çıkan bitkisel atıkların toprağa organik materyal olarak yeniden kazandırılması hem sürdürülebilir tarımın sağlanması hem de bahsedilen problemlere çözüm olması açısından kritik öneme sahiptir. Bu nedenle tez çalışmasında, Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Sarıcalar Araştırma ve Uygulama çiftliğinde yer alan kil ve kireç içeriği yüksek, zayıf strüktürlü ve kaymak tabakası problemi olan toprağa mısır kökenli çeşitli organik materyaller uygulanmıştır. Mısır ekimi yapılan tarla denemesine, (YA) mısır yeşil aksamı, (A) mısır anızı ve (KO) mısır anızı kompostu, ayrı ayrı 2 ve 4 ton/da dozlarında kullanılmıştır. Uygulamaların toprak fiziko-kimyasal özellikleri ve bakteriyel çeşitlilik üzerindeki etkileri incelenmiştir. Organik materyallerin bakteriyel komünite yapısı üzerine etkisi, NGS analizi ile belirlenmiştir.
Genel olarak, anız uygulamaları toprakta organik madde, azot ve fosfor içeriğini önemli derecede arttırmıştır. Yeşil aksam uygulamaları ise toprağın kireç miktarını arttırmış, fakat organik madde miktarında önemli bir değişikliğe neden olmamıştır. Tüm organik materyal uygulamaları kontrole göre topraktaki agregat stabilitesini iyileştirmiştir. Bakteriyel komünite yapısı anız ve yeşil aksam uygulamaları diğer uygulamalara kıyasla değiştirmiştir. Alfa çeşitlilik analizinde, anızın 2 ton/da uygulamasının en yüksek ve dengeli bakteriyel çeşitliliğe sahip olduğu tespit edilmiştir. Tüm uygulamalarda öne çıkan bakteriyel şubeler Actinobacteriota, Proteobacteria ve Chloroflexi'dir. Toprağın fizikokimyasal özelliklerinin, özellikle pH, organik madde ve agregat stabilitesi, bakteriyel komünite yapısını şekillendirmede önemli olduğu bulunmuştur. Sonuç olarak bu tez çalışmasında, doğrudan anız uygulamasının, kimyasal gübrelemeye göre, toprağın fiziko-kimyasal ve biyolojik özelliklerini iyileştirdiği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
The basis of soil health problems lies in the deterioration of physical, chemical and biological properties, and especially low soil aggregate stability and formation of physical crust due to insufficient organic matter levels are among the major problems. The recycling of plant waste generated during agricultural activities into the soil as organic material is critically important both for ensuring sustainable agriculture and for solving the mentioned problems. For this reason, in the thesis study, various corn-based organic materials were applied to the soil with high clay and lime content, weak structure and physical crust problem in the Selcuk University Faculty of Agriculture- Saricalar Research and Application Farm. In the field trial where corn was planted, (YA) corn green manure, (A) corn residue and (KO) corn residue compost were used separately at doses of 2 and 4 tons/da. The effects of the applications on soil physico-chemical properties and bacterial diversity were examined. The effect of organic materials on bacterial community structure was analyzed by high-throughput sequencing.
Generally, residue applications have significantly increased the content of organic matter, nitrogen, and phosphorus in the soil. Green manure, on the other hand, have increased the lime content of the soil but have not sufficiently increased the amount of organic matter. All organic treatments have improved soil aggregate stability compared to the control. The bacterial community structure has changed with residue and green manure compared to other treatments. In alpha diversity analysis, it was found that the application of residue at 2 tons/da had the highest bacterial diversity. The dominant bacterial phyla in all applications are Actinobacteriota, Proteobacteria, and Chloroflexi. It has been found that the physicochemical properties of the soil, especially pH, organic matter, and aggregate stability, play a significant role in shaping the bacterial community structure. In conclusion, this thesis determines that direct application of crop residues improves the physicochemical and biological properties of the soil compared to chemical fertilization.