Biyoreaktör kompostlama teknolojisi ile üretilen tavuk gübresi kompostlarının mısır topraklarının karbon ve azot mineralizasyonu üzerine etkileri
The effects of chicken manure composts produced by in-vessel composting technology on carbon and nitrogen mineralization of maize soils
Yazar: ŞAHESTE ELİF ÇOKAN
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN HÜSNÜ KAYIKÇIOĞLU
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı / Toprak Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Artan nüfusla birlikte tarımsal üretimdeki artış, tarım arazileri üzerinde önemli bir baskı oluşturmaktadır. Türkiye'de toprakların organik madde içeriği zaten düşük seviyedeyken, yoğun işleme uygulamaları bu miktarın gün geçtikçe daha da azalmasına neden olmaktadır. Sürdürülebilir tarımın devam ettirilebilmesi için, topraklardan eksilen organik maddenin yeniden kazandırılması zorunludur. Topraklara organik madde eklemenin bir yolu, çevresel sorunlara yol açan atıkların kompost haline getirilerek toprağa geri kazandırılmasıdır. Bu tür atıklardan biri, artan talebi karşılamak amacıyla üretimi artan tavukların sindirim sistemi atıklarıdır. Tavuk gübresinin patojen riski ve koku problemleri nedeniyle, bu atıkların kompostlanarak topraklarda kullanılması tavsiye edilmektedir. Kompostlaştırma sürecinde kompost zenginleştiriciler de eklenebilir. Bu zenginleştiriciler, mikrobiyal aktiviteyi desteklemeleri nedeniyle kompostun olgunlaşma süresini kısaltmakta, stabiliteyi artırmakta ve elde edilen kompostun kalitesini yükseltmektedir.
Bu tez çalışması, kompostun toprak kalitesinin biyolojik göstergelerinden biri olan karbon mineralizasyonu ile topraktaki organik azotun bitkilerin alabileceği inorganik forma dönüşüm süreci olan azot mineralizasyonu üzerindeki etkilerini incelemek amacıyla 2022 yılında Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bölümü'nde sera koşullarında gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, Ege Bölgesi'nde yoğun atık oluşturan tavuk gübresi ve zeytin budama atıklarının, klinoptilolit, bakteriyel-fungal inokülant, zeytin budama atığı biyokömürü ile zenginleştirilmesi ve 18 saat boyunca biyoreaktörde termal stabilizasyon sağlanarak kompostlaştırılmasıyla elde edilen 3 farklı kompost ve ticari tavuk gübresi kompostu (20 t ha-1 oranında) kullanılmıştır. Deneme, sera koşullarında 5 farklı uygulama (Kontrol, Reçete 1, Reçete 2, Reçete 3, Ticari Tavuk Gübresi) ve 4 tekerrür olacak şekilde, 20 saksı ile tesadüf parselleri deneme desenine göre yürütülmüştür. Deneme bitkisi olarak mısır (Zea mays var. Ada 523) tercih edilmiştir. Sulama, saksı topraklarının tarla kapasitesinin %100'ü olacak şekilde gerçekleştirilmiştir. Denemenin 15. gününde ve hasat sırasında toprak örnekleri alınarak toprak solunumu (BSR), potansiyel N mineralizasyonu (Nmin.) ve dehidrogenaz enzim aktivitesi (DHG) analizleri yapılmış ve bitki biyokütle verimi incelenmiştir. Elde edilen bulgularımıza göre R3, kontrol saksılarına göre BSR değerini %189, DHG'yi ise %358 ile en fazla artıran uygulama olmuştur (p<0.05). Nmin. parametresi ise %257 ile en fazla R1 uygulaması ile artış göstermiştir (p<0.05). Verim olarak nitelendirilen bitki biyokütlesini en çok artıran uygulama ise % 96 ile R2 olmuştur (p<0.05). Korelasyon analizi sonuçlarına göre toprak solunumu, N mineralizasyonu ve dehidrogenaz aktiviteleri arasında %1 düzeyinde önemli pozitif korelasyon bulunurken, bitki boyu ile toprak solunumu arasında yine %1 düzeyinde, dehidrogenaz ve N mineralizasyonu arasında ise %5 düzeyinde önemli negatif korelasyon tespit edilmiştir. Sürdürülebilir gıda üretimi ve organik atıklardan yenilikçi kompost teknolojisiyle kompost üretimi birlikte ele alındığında, klinoptilolit içerikli kompostun (R2) önerilmesinin uygun olduğu değerlendirilmektedir.

Abstract:
The increasing demand for agricultural production due to the growing population is placing significant pressure on agricultural lands. In Turkey, the organic matter content of soils is already low, and intensive cultivation practices are causing this amount to decrease further over time. To sustain agricultural productivity, it is essential to replenish the organic matter that is being lost from the soil. One effective way to add organic matter back into the soil is by composting waste materials, which otherwise pose environmental challenges, and returning them to the land. One such waste is the digestive system byproducts of chickens, whose production has increased to meet rising demand. Due to the pathogen risks and odor problems associated with chicken manure, it is recommended that these wastes be composted before being applied to soils. During the composting process, compost enhancers can also be added. These enhancers support microbial activity, thereby shortening the compost maturation time, increasing stability, and improving the This thesis was conducted in 2022 under greenhouse conditions at the Department of Soil Science and Plant Nutrition, Faculty of Agriculture, Ege University, to examine the effects of compost on soil quality indicators, particularly carbon mineralization, and the nitrogen mineralization process, which converts organic nitrogen into a form that plants can absorb. The study utilized three different composts and commercial chicken manure (at a rate of 20 t ha-1), derived from chicken manure and olive pruning wastes, both of which are abundant in the Ege Region. These wastes were enriched with clinoptilolite, bacterial-fungal inoculants, and olive pruning biochar and composted through thermal stabilization in a bioreactor for 18 hours. The experiment was designed as a randomized complete block design with five treatments (Control, Recipe 1, Recipe 2, Recipe 3, and Commercial Chicken Manure) and four replications, making up a total of 20 pots. Maize (Zea mays var. Ada 523) was chosen as the test plant, and irrigation was maintained at 100% of the field capacity of the pot soils. Soil samples were collected on the 15th day of the experiment and at harvest to analyze soil respiration (BSR), potential nitrogen mineralization (Nmin.), and dehydrogenase enzyme activity (DHG), as well as to evaluate plant biomass as a yield. According to our findings, R3 was the application that increased BSR value the most by 189% and DHG by 358% compared to control pots (p<0.05). Nmin. increased the most with R1 treatment by 257% (p<0.05). The treatment that increased plant biomass, which is defined as yield, the most was R2 by 96% (p<0.05). According to the correlation analysis results, while a significant positive correlation of 1% was found between soil respiration, N mineralization and dehydrogenase activities, a significant negative correlation of 1% was found between plant height and soil respiration, and a significant negative correlation of 5% was found between dehydrogenase and N mineralization.Sustainable food production, along with the production of compost from organic waste using innovative composting technology, is evaluated, leading to the conclusion that the recommendation of clinoptilolite-containing compost (R2) is appropriate.