Toprak altı damla sulama sisteminde farklı lateral derinliklerinin sorgum bitkisinin gelişmesi ile biyoetanol verimine etkilerinin belirlenmesi ve hydrus/2D modeliyle toprak profilindeki nem dağılımının simülasyonu
Determination of the effects of different lateral depth in subsurface drip irrigation system on bioethanol production together with growth of sorghum plant and simulation of moisture distribution in the soil profile with hydrus/2D model
Yazar: BEGÜM POLAT
Danışman: PROF. DR. DURSUN BÜYÜKTAŞ
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Damla sulama = Drip irrigation ; Sorgum = Sorghum ; Sulama = Irrigation ; Toprak altı = Subsoil

Özet:
Bu çalışmada, toprak altı damla sulama yönteminde farklı lateral derinlikleri ve sulama suyu düzeylerinin sorgum bitkisinin verim ve bitki gelişim parametrelerine olan etkilerinin değerlendirilmesini ve HYDRUS/2D modeli yardımı ile en uygun lateral derinliğinin ve sulama suyu miktarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Araştırma 2020-2021 yılları arasında Antalya bölgesinde tesadüf bloklarında bölünmüş parseller deneme desenine göre üç yinelemeli olarak yürütülmüştür. Deneme konuları olarak, yığışımlı kıyas bitki su tüketimi 25±5 mm'ye ulaştığında, söz konusu miktarın %100'ünün, % 66'sının ve %33'ünün sulama suyu olarak uygulandığı üç farklı sulama suyu düzeyi (sırasıyla S100, S66, S33) ve laterallerin 25 cm ve 50 cm olmak üzere iki farklı derinliğe yerleştirildiği (sırasıyla D25 ve D50) lateral derinliği kombinasyonları kullanılmıştır. Her iki yetiştirme mevsiminde de lateral derinliğinin, lateral derinliği ve sulama seviyesinin interaksiyonunun biyoetanol verim değerlerini etkilemediği belirlenmiştir. Buna karşın, farklı sulama seviyelerinin ortalama biyoetanol verim değerleri arasında istatistiksel olarak farklılık (p<0.01) belirlenmiştir. Uygulanan sulama seviyesi azaldıkça biyoetanol veriminin azaldığı sonucuna ulaşılmıştır. Her iki yetiştirme mevsiminin sonunda en yüksek biyoetanol verimi S100 konusunda belirlenirken, ikinci yetiştirme döneminde S66 ve S100 konuları arasında farklılık saptanmamıştır. Genel olarak her iki yetiştirme mevsiminde lateral derinliğinin, lateral derinliği ve sulama suyu seviyesinin interaksiyonunun sorgum bitkisinin gelişim parametrelerini etkilemediği belirlense de 50 cm lateral derinliğinde bitki gelişim parametrelerinin daha iyi olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Bu çalışmada HYDRUS/2D programı kullanarak tahmin edilen ve ölçülen toprak su içeriği için belirlenen R2 değerleri, 0.49-0.92, RMSE değerleri 16.76-70.50 mm ve MAE değerleri 16.18-66.36 mm arasında değişmiştir. Elde edilen sonuçlar HYDRUS/2D programının toprak su içeriğini tahmin etmek için başarılı bir model olduğunu göstermiştir. Hazırlanan senaryolarda en uygun ıslatma deseni ve dönem boyunca simüle edilen toprak su içeriği değişimi 40 cm lateral derinliğinde S66 konusundan, aynı hat üzerinde iki farklı lateral derinliği (25 ve 50 cm) kullanılarak oluşturulan konfigürasyonlarda aynı derinliklerde, sulama suyu miktarının eşit bölüştürülerek uygulandığı S100 konusundan elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, it was aimed to evaluate the effects of different lateral depths and irrigation water levels on the yield and plant growth parameters of the sorghum plant in the subsurface drip irrigation method and to determine the most appropriate lateral depth and amount of irrigation water in subsurface drip irrigation on the sorghum plant with the HYDRUS/2D model. The experiment was carried out in three replications in a randomized block trial design between 2020-2021 in Antalya. In irrigation treatments, three different irrigation water levels (S100, S66, S33, respectively) in which 100%, 66% and 33% of the amount were applied as irrigation water, when the cumulative reference crop evapotranspiration reached 25±5 mm and lateral depth combinations in which the laterals were placed at two different depths, 25 cm and 50 cm (D25 and D50, respectively) were used. It was determined that lateral depth and, the interaction of lateral depth and irrigation level did not affect the bioethanol yield values in both growing seasons. On the other hand, a statistical difference (p<0.01) was determined between the average bioethanol yield values of different irrigation levels. It was concluded that the bioethanol yield decreased as the applied irrigation level decreased. While the highest bioethanol yield was determined in S100 at the end of both growing seasons, no difference was found between S66 and S100 subjects in the second growing season. In general, although it was determined that lateral depth, the interaction of lateral depth and irrigation water level did not affect the growth parameters of sorghum plant in both growing seasons, it was concluded that plant growth parameters were better at 50 cm lateral depth. The R2 values determined for the estimated and measured soil water content using the HYDRUS/2D model ranged from 0.49-0.92, RMSE values between 16.76-70.50 mm and MAE values between 16.18-66.36 mm. Obtained results showed that HYDRUS/2D program is a successful model for estimating soil water content. In the scenarios prepared, the most suitable wetting pattern and the change in soil water content during the period were obtained from the S66 topic at 40 cm lateral depth and from the S100 topic at configurations using two different lateral depths (25 and 50 cm) where the irrigation water amount was applied equally.