• Sonuç bulunamadı

Hayvansal kompost ve biyogaz atıklarının toprak enzim aktivitesine etkisi

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Hayvansal kompost ve biyogaz atıklarının toprak enzim aktivitesine etkisi"

Copied!
56
0
0

Yükleniyor.... (view fulltext now)

Tam metin

(1)

HAYVANSAL KOMPOST VE BİYOGAZ ATIKLARININ TOPRAK

ENZİM AKTİVİTESİNE ETKİSİ Hanife ŞARTLAN

Yüksek Lisans Tezi

Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Anabilim Dalı Doç. Dr. Rasim KOÇYİĞİT

2013

(2)

T.C

GAZİOSMANPAŞA ÜNİVERSİTESİ

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

TOPRAK BİLİMİ VE BİTKİ BESLEME ANABİLİM DALI

YÜKSEK LİSANS TEZİ

HAYVANSAL KOMPOST VE BİYOGAZ ATIKLARININ

TOPRAK ENZİM AKTİVİTESİNE ETKİSİ

HANİFE ŞARTLAN

TOKAT

2013

(3)
(4)
(5)

i

Yüksek Lisans Tezi

HAYVANSAL KOMPOST VE BİYOGAZ ATIKLARININ TOPRAK ENZİM AKTİVİTESİNE ETKİSİ

Hanife ŞARTLAN Gaziosmanpaşa Üniversitesi

Fen Bilimleri Enstitüsü

Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Anabilim Dalı Danışman: Doç. Dr. Rasim KOÇYİĞİT

Hayvansal atıkların toprağa geri dönüşümünün sağlanması çevresel açıdan ve sürdürülebilir tarım açısından oldukça önemlidir. Bu çalışmanın amacı, aerobik (hayvansal kompost) ve anaerobik (biyogaz atığının) farklı dozlarının mısır ve yonca yetiştirilen topraklarda toprağın kimyasal ve biyolojik özellikleri üzerine olan etkisinin belirlenmesidir. Çalışmada hayvansal kompost denemesi Amasya Suluova’da ve biyogaz atık denemesi Tokat Taşlıçiftlik’te yürütülmüştür. Denemede hayvansal kompost ve biyogaz atığı 3 farklı dozda (2, 4 ve 6 ton/da) 3 tekerrürlü olarak uygulanmıştır. Toprak örnekleri hasat işleminin sonunda 0-15 ve 15-30 cm derinliklerden alınmıştır. Tüm toprak örneklerinde nem, pH, EC, organik madde, mikrobiyal biyokütle C ve N ve dehidrogenaz, fosfataz, β-glikozidaz gibi enzim aktiviteleri belirlenmiştir. Çalışma alanında toprak pH’sı 8 ila 8,5 arasında değişmiştir. Toprak EC değeri gübre doz uygulamasına paralel olarak artış göstermiştir. Toprak organik madde içeriği, hayvansal kompost uygulanan parsellerde derinliğe bağlı olarak değişirken, biyogaz atık uygulanan topraklarda bitki türü tarafından etkilenmiş ve en yüksek organik madde değerleri yonca denemesinde bulunmuştur. Mikrobiyal biyokütle C ve N farklı dozda uygulanan organik atıktan önemli derecede etkilenmiş ve en yüksek değerler yüksek dozda belirlenmiştir. Her iki denemede farklı dozlarda uygulanan organik atıkların β-glikozidaz ve fosfataz enzim aktivitesine etkisi önemli olurken dehidrogenaz enzim aktivitesine olan etkisi önemsiz bulunmuştur. Bitki türü ve derinliğin β-glikozidaz ve fosfataz enzim aktivitesine olan etkisi istatistiksel olarak önemli olmuştur. En yüksek enzim aktivitesi genellikle yonca denemesinde belirlenmiştir. Doz miktarındaki artışa paralel olarak β-glikozidaz ve fosfataz enzim aktivitesi artmış fakat yüksek dozlarda (4 ve 6 ton/da) bu farklılık azalmıştır.

2013, 44 Sayfa

Anahtar Kelimeler: Hayvansal Kompost, Biyogaz Atıkları, Toprak enzimleri, Fosfataz, β-Glikozidaz, Dehidrogenaz.

(6)

ii Master Thesis

THE EFFECTS OF ANIMAL COMPOST AND BIOGAS WASTES ON SOIL ENZYME ACTIVITY

Hanife ŞARTLAN Gaziosmanpaşa University

Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Soil Science and Plant Nutrition

Supervisor: Assoc. Prof. Rasim KOÇYİĞİT

The recycling of animal wastes is important for environmental quality and sustainable agriculture. The objective of this study is to determine the effects of aerobic and anaerobicaly digested animal wastes on soil chemical and biological propertied under corn and clover. In this study, aerobically digested animal waste (compost) study was conducted at Suluova, Amasya, and the anaerobicaly digested (biogas waste) study was conducted at Taşlıçiftlik, Tokat. The organic wastes were applied as three different dozes (2, 4, 6 ton/de) with three replications including control plot. Soil samples were taken from 0 – 15 and 15 – 30 cm depths after harvest. Soil moisture, pH, EC, organic matter, microbial biomass C and N, dehydrogenase, phosphatase, β-glycosides enzyme activity were determined in the samples. Soil pH ranged from 8 to 8.5. Soil EC increased with the increases of organic waste application. Soil organic matter content was variable through soil depth in the compost applied plots while organic matter content in biogas waste applied plots affected by type of plant and the highest organic matter was obtained at clover growing plots. Microbial biomass C and N were affected by the different dozes of organic wastes. The different dozes of both organic wastes had an important effect on phosphatase, β-glycosides enzyme activity, but had no effect on dehydrogenase enzyme activity. Plant type and depth had statistically significant effect on phosphatase, β-glycosides enzyme activity. The highest enzyme activity was generally measured at clover growing soils. The increasing dozes of organic wastes increased phosphatase, β-glycosides enzyme activity, but the differences was lower at the highest dozes (4 and 6 ton/ de).

2013, 44 pages

Key words: Animal Compost, Biogas Waste, Soil Enzymes, Phosphatase, β-Glucosidase, Dehydrogenase.

(7)

iii

Tüm çalışmalarım boyunca büyük bir sabırla her konuda bana kılavuzluk eden danışman hocam sayın Doç. Dr. Rasim KOÇYİĞİT’e, yine çalışmalarımız dahilinde tüm sorularımda bana yardımcı olan sayın Doç. Dr. Ali ÜNLÜKARA’ya, lisans ve yüksek lisans çalışmalarım boyunca benden maddi manevi her konuda desteklerini esirgemeyen ve her daim varlıklarını yanımda hissettiğim canım aileme, çalışmalarımın her aşamasında yanımda olan biricik arkadaşım Yüksek Ziraat Mühendisi F.Rüveyda ALKAN’a ve bu tez çalışmasını büyük bir sabırla ve özveriyle yürüten kendime en içten teşekkürlerimi sunmayı bir borç bilirim.

2011/73 proje numaralı tez çalışması Gaziosmanpaşa Üniversitesi bilimsel araştırma komisyonu tarafından desteklenmiştir.

Hanife ŞARTLAN Tokat, 2013

(8)

iv Sayfa No ÖZET……… i ABSTRACT……….... ii ÖNSÖZ..………... iii İÇİNDEKİLER……….. iv ŞEKİLLER DİZİNİ..………. vi ÇİZELGELER DİZİNİ..………...………... vii 1. GİRİŞ………...……… 1 2. KAYNAK ÖZETLERİ….………. 5 3. MATERYAL VE METOT………. 14 3.1. Materyal………...……….……….. 14 3.1. Arazinin Tanımı...………..………. 14 3.1.1. Amasya – Suluova...………..……….. 14

3.1.1.1. Coğrafi Konumu ve İklimi………...………..….. 14

3.1.1.2. Toprak Özellikleri……….……… 14

3.1.2. Tokat – Taşlıçiftlik…...….……….. 14

3.1.2.1. Coğrafi Konumu ve İklimi……….……….. 14

3.1.2.2. Toprak Özellikleri………….……… 15

3.2 . Metot………...………..……… 16

3.2.1. Deneme Deseni ve Toprak Örneklerinin Alınması…………..…… 16

3.2.2. Fiziksel ve Kimyasal Analizler…..……….. 17

3.2.3. Mikrobiyal Biyokütle C ve N Tayini………... 17

3.2.4. Enzim Aktivitesi Tayinleri…..………. 18

(9)

v

3.2.4.3. β-Glikozidaz Enzim Aktivitesi………...……….……….. 18

3.2.5. İstatistiksel Analizler……….… 19

4. ARAŞTIRMA SONUÇLARI VE TARTIŞMA………..……… 20

4.1. Suluova Hayvansal Kompost Denemesi………….………...………... 20

4.2. Taşlıçiftlik Biyogaz Atık Denemesi……….. 28

5. SONUÇ VE ÖNERİLER……....……… 37

KAYNAKLAR..……….. 38

(10)

vi

Şekil Sayfa No

(11)

vii

Çizelge Sayfa

Çizelge 4.1. Suluova hayvansal kompost uygulanan toprakların pH değerleri………... 20 Çizelge 4.2. Suluova hayvansal kompost uygulanan toprakların EC

değerleri………... 21 Çizelge 4.3. Suluova hayvansal kompost uygulanan toprakların organik

madde içerikleri………... 22 Çizelge 4.4. Suluova hayvansal kompost uygulanan toprakların

mikrobiyal karbon içerikleri……… 23 Çizelge 4.5. Suluova hayvansal kompost uygulanan toprakların

mikrobiyal biyokütle azot içerikleri……… 24 Çizelge 4.6. Suluova hayvansal kompost uygulanan topraklarda

dehidrogenaz enzim aktivitesi………. 25 Çizelge 4.7. Suluova hayvansal kompost uygulanan toprakların fosfataz

enzim aktivitesi………...……… 26 Çizelge 4.8. Suluova hayvansal kompost uygulanan toprakların

β-glikozidaz enzim aktivitesi………..……… 27 Çizelge 4.9. Taşlıçiftlik biyogaz atık uygulanan toprakların pH

değerleri... 28 Çizelge 4.10. Taşlıçiftlik biyogaz atığı uygulanan toprakların EC

değerleri………... 29 Çizelge 4.11. Taşlıçiftlik biyogaz atık uygulanan toprakların organik

madde içerikleri………... 30 Çizelge 4.12. Taşlıçiftlik biyogaz atık uygulanan toprakların mikrobiyal

karbon içerikleri………... 31 Çizelge 4.13. Taşlıçiftlik biyogaz atık uygulanan toprakların mikrobiyal

azot içerikleri………... 32

(12)

viii

Çizelge 4.15. Taşlıçiftlik biyogaz atık uygulanan toprakların fosfataz enzim aktivitesi……….………... 34 Çizelge 4.16. Taşlıçiftlik biyogaz atık uygulanan toprakların β-glikozidaz

(13)

1

1. GİRİŞ

Hayvansal atıklar eskiden beri toprağa uygulanan önemli bir besin kaynağıdır. Toprağın bitkilere sağlaması gereken birçok önemli besin elementi hayvansal gübrelerle teşkil edilmektedir. Tarımsal üretimin sürdürülebilirliğinin son yıllarda önemli bir hal alması ve hayvansal atıklar bu sürdürülebilirliğin sağlanması için önemli girdilerden biridir. Ancak bunun yanında çevreye bırakılan hayvansal atıklardan çıkan metan gazı küresel ısınmayı tetiklemektedir. Bu sebeple biyogaz üretimi için kurulan birçok tesiste hem metan gazı üretimi sağlanmakta hem de çıkan yan ürünler gübre olarak kullanılabilmektedir. Bu gübreler her ne kadar toprağa gerekli besin elementleri sağlamış olsalar da mikroorganizma faaliyetini de teşvik eder ve yönlendirirler. Ayrıca hayvansal atıkların ayrışma-parçalanma sırasında açığa çıkan ısı enerjisi ve organik maddede mikroorganizma faaliyetini aktifleştirmede rol oynamaktadır (Anonim, 2010). Topraktaki organizmaların gelişip çoğalabilmesi için organik besin kaynaklarına ihtiyaçları vardır. Bu materyaller organizmalar için optimum düzeyde gerekli besin elementlerini sağlayabilmekte ve organizmaların da bu materyali ayrıştırması ile toprağa besin elementleri ilave olmaktadır. Hayvansal atıklar toprağın organik madde, pH ve EC gibi kimyasal özellikleriyle etkilenmekte ve dolayısıyla topraktaki mikroorganizma faaliyetini de etkileyerek enzim aktivasyonunda da bazı değişiklikler meydana getirmektedir (Tok, 1993 ve Türker, 2008).

Toprak mikroorganizmaları özellikle toprağa uygulanan hayvansal atıkların ayrışma ve parçalanmasında ve toprağa karışmasında önemli bir faktördür. Ancak mikroorganizma faaliyeti için de ortamdaki organik madde miktarı, ortamın pH ve EC’si, enzimlerin durumu gibi faktörler önemlidir. Topraktaki mikroorganizma faaliyetlerinin belirlenmesinde enzim aktivitelerinin tayini önemli bir parametredir. Hücrelerde oldukça önemli metabolik görevleri olan enzimler biyokimyasal reaksiyonları katalize eden protein yapısındaki moleküllerdir ve çeşitli amaçlarla kullanılmak üzere gündelik ve ekonomik hayata girmiştir (Tamer ve Karaca, 2006). Tabatabai (1994) enzimleri yapısında kalıcı bir değişim olmaksızın kimyasal reaksiyonların hızlanmasını sağlayan katalizörler olarak tanımlamaktadır. Enzimler, canlı hücrelerde üretilen özel proteinlerdir.

(14)

Toprakta meydana gelen biyokimyasal reaksiyonların büyük bir kısmı mikroorganizmalar tarafından gerçekleştirilmektedir. Toprakta bulunan ve büyük bir kısmı heterotrof olan mikroorganizmalar, salgıladıkları enzimler aracılığı ile yüksek polimer bileşikleri, mineralizasyon sonucu inorganik forma dönüştürmektedirler. Bu yolla organik maddenin yapısında bulunan selüloz, lignin, fosfat esterleri, protein ve nişasta gibi kompleks yapılı bileşikler mikroorganizmalar ya da bitkiler tarafından alınabilir forma dönüşmektedir (Hoffmann, 1986).

Mikroorganizma kaynaklı enzimler, bitkisel ve hayvansal kaynaklı enzimlere göre katalitik aktiviteleri çok yüksek enzimlerdir. Bu tür enzimlerin toprakta fazla miktarda bulunmaları gibi avantajları vardır. Enzim teknolojilerinin giderek gelişmesi, kullanım alanlarının çeşitliliği ve ekonomik değerlerinin çok yüksek olması nedeniyle enzimler ile ilgili yapılan çeşitli araştırmalar daha da önem kazanmaktadır. Yaşayan organizmalarda bütün biyokimyasal ve biyolojik olayları yapan enzim adı verilen protein karakterli moleküller bulunur. Enzimler hücre stoplazmasında, mitokondrilerde bulunmakta ve özellikle hücre çeşidine göre kromozomlar tayin etmektedir. Hayvansal ve bitkisel canlıların hücrelerinde organizmaya özgü çeşitli enzimler bulunmakta ve yaşamsal işlevleri için gerekli bütün kimyasal reaksiyonlar enzimler tarafından yürütülmektedir. Enzimler, organizmalardan elde edilen fakat faaliyet göstermeleri için organizmaya ihtiyaç duymayan yüksek moleküllü katalizörlerdir. Enzimlerin başlıca görevi, yüksek moleküllü organik maddeleri daha basit bir yapıya dönüştürmek yani hücreye geçebilecek ve neticede organizma tarafından yararlanılabilecek şekle sokmaktır. Enzimler katalizör olarak reaksiyonların daha hızlı gerçekleşmesini sağlar. Enzimler parçalanma yaptıkları gibi sentez de yapmaktadırlar. Parçalayabildikleri bileşikleri parçalanma ürünlerinden tekrar sentez de edebilirler. Sentez yapan enzimler özellikle metabolizma bakımından önem taşır. Toprakta tayin edilen enzimler, mikroorganizmaların kendi vücut sentezleri için ve organik maddeyi parçalamak üzere dışarı saldıkları ve büyük bir kısmı toprakta kolloidler tarafından adsorbe edilen, fakat faaliyetlerini şartlara göre sürdüren enzimlerdir (Bergstrom ve ark., 1998; Aon ve Colaneri, 2001).

(15)

Toprakların biyokimyasal aktivitesi, enzimler tarafından katalizlenen bir seri reaksiyonları kapsamaktadır. Bu reaksiyonlar canlı ve ölü organizmaların içerisinde olduğu gibi hücre dışı enzimler tarafından da yürütülebilir. Bu hücre dışı enzimler hücre içerisinde üretilerek ortama salınmakta ve yüksek moleküllü organik bileşikleri basit, yani hücreye geçebilecek şekle sokmaktadır.

Toprak verimliğini etkileyen dolaylı ve dolaysız birçok süreç, enzimatik yolla meydana gelen biyodegradasyon ve biyolojik sentez ile yakından ilgilidir. Toprakta hücre dışı enzimlerin (ekstra sellüler enzimler) pek çoğu toprakların kil ve humin maddeleri tarafından tutulmaktadır. Bu şekilde adsorbe edilen enzimler, aktivitelerini yitirmemekte ve çevresel etkenlere karşı dayanıklı duruma gelmektedir.

Mikroorganizmaların topraktaki faaliyetleri toprak pH’sı, nem, sıcaklık, besin elementlerinin varlığı, organik maddenin miktarı ve bileşimi gibi faktörlere göre değişiklik göstermektedir. Toprak verimliliğinin bir ölçüsü olarak kabul edilen biyolojik aktivite kesin olarak saptanamamakla birlikte bu konu hakkında fikir verebilecek bazı kriterler bulunmaktadır. Topraktaki mikroorganizmalar çıkardıkları enzimlerle çeşitli reaksiyonlara yön verdikleri için toprakta çeşitli enzim aktivite değerleri biyolojik aktivitenin ölçüsü olarak kullanılmaktadır (Çolak, 1988; Tok, 1993).

Toprak enzim aktiviteleri ile organik madde, tekstür ve pH gibi önemli toprak özelliklerinin ilişki içerisinde ve topraklara ilave edilen organik atıkların enzim aktivitesini artırdığı bilinmektedir. Toprak enzim aktivitesi toprak pH’si tarafından etkilenmektedir ve her enzim için aktivitelerinin maksimum olduğu pH değerleri vardır. Bu değerlerin üzerinde ve altında aktivite değerleri önemli şekilde azalmaktadır (Bhat, 2000). Sıcaklığın artırılması organik bileşiklerin ayrışması ve biyolojik olarak kullanılabilme açısından önemli etkiye sahiptir. Sıcaklığın artırılması organik bileşiklerin difüzyon katsayısının artmasını beraberinde getirmektedir (Niehaus, 1999). Topraktaki enzimlerin büyük bir kısmı, canlı toprak mikroorganizmalarının besin maddelerini parçalamak amacıyla dışarıya saldıkları ekto-enzimlerdir ve özellikle tarım topraklarında besin döngüsünde önemli görevler almaktadırlar (Tabatabai, 1994; Dick, 1997). Toprak enzim aktivitesi topraktan toprağa organik madde içeriğine, organizma çeşitliliği ve aktivitesine bağlı olarak değişmektedir (Stevenson, 1986).

(16)

Topraktaki enzimlerin yeterince anlaşılması, bunların toprağın biyolojik aktivitesi ile olan ilişkisi ve tarımsal uygulamalara karşı göstermiş olduğu hızlı reaksiyon, tarımsal uygulamaların kısa sürede olan etkisini ölçmede önemli bir kriter yapmıştır (Dick, 1997; Bandick ve Dick, 1999).

Toprak mikrobiyal aktivitesi toprak solunumunun yanında toprak enzim aktivitesini de kapsar örneğin fosfatas, üreas vb. Toprak enzim aktivitelerinin dayandığı temel prensip, belirli bir enzim miktarının tayini olmayıp, o enzim çeşidinin göstermiş olduğu aktivitenin ölçülmesi yoluyla, enzim miktarı hakkında dolaylı bir bilgi edinilmesine dayanmaktadır. Toprak enzim aktivitesi yolu ile toprağın biyolojik özellikleri ve verimliliği daha iyi bir şekilde incelenebilmektedir (Kara, 1997; Tok, 1993).

Bu çalışmanın amacı, aerobik (hayvansal kompost) ve anaerobik (biyogaz atığının) farklı dozlarının mısır ve yonca yetiştirilen topraklarda toprağın kimyasal ve biyolojik özellikleri üzerine olan etkisinin belirlenmesidir. Çalışmada hayvansal kompost denemesi Amasya Suluova’da ve biyogaz atık denemesi Tokat Taşlıçiftlik’te yürütülmüştür. Denemede hayvansal kompost ve biyogaz atığı 3 farklı dozda (2, 4 ve 6 ton/da) uygulanmıştır.

(17)

2. KAYNAK ÖZETLERİ

Hayvansal atıklar için çevresel açıdan kabul edilebilir bertaraf yöntemleri büyük ölçekte biyokütle-enerji dönüşüm sistemi olarak dikkate alındığında bu atıklardan enerji elde edilmesi ve ayrıca yan ürün şeklinde besin değeri olan gübre elde edilmesi de mümkün olmaktadır. Hayvan atıklarının biyolojik proseslere uygunluğu açısından önemli faktörlerden biri biyolojik olarak çözünürlüktür. Biyolojik çözünürlüğün artmasıyla havasız çürütme sürecinde üretilen gaz miktarlarında da %50’ye varan artışlar elde edilebilmiştir. Bu nedenle hayvan atıklarının uygun koşullar ve oranlar çerçevesinde endüstriyel organik atıklar ile karıştırılarak havasız çürütme prosesi uygulanmasında daha verimli sonuçlar alınmaktadır (Velioğlu ve ark., 1985).

Havasız koşullarda çürütme prosesi sırasında mikroorganizmalar ile karışık halde bulunan atık, metan ve karbondioksite dönüştürülür. Bu dönüşüm sırasında yalnızca atıktan elde edilen enerjinin %10-12’si yeni hücrelerin üretiminde kullanılmakta olup, biyolojik olarak çözünebilen organik maddelerin %85-90’i metan ve diğer son ürünlere dönüştürülür (McCarty, 1964).

Hayvan gübresi, çözünmemiş ve çözünmüş organik maddeler, polisakkaritler, lipid ve proteinler, uçucu yağ asitleri ve çevresel açıdan önemli inorganik bileşiklerden oluşmaktadır. Dolayısıyla, hayvan gübresi kompleks yapıda bir substrat olarak nitelendirilmektedir (Garcia-Ochoa ve ark., 1999).

Genelde biyogaz üretimi atığın içerdiği uçucu katı madde miktarı ile orantılıdır veya yaklaşık olarak biyogaz üretiminin toplam katı madde (kuru ağırlık) miktarı ile de orantılı olduğu düşünülebilir. Yaklaşık 1 ton toplam katı madde içeren hayvan gübresinden 200 m3 metan içeren biyogaz üretilebilmektedir. 1 m3 metanın enerji içeriğinin yaklaşık 10 kW/h olduğu kabulü ile 1 ton katı madde içeren gübrenin enerji eşdeğeri yaklaşık 2000 kW/h olmaktadır (Dagnall ve ark., 2000).

(18)

Kompostun bitki hastalıklarının kontrolü konusunda da önemli etkisi vardır. Kompostlama sırasındaki sıcaklığın tavsiye edilen değerlerde tutulması patojenleri yok eder. Ayrıca kompostun stabil durumda olması da ekimin verimli olmasında önemli bir etkendir. Birçok bitki patojenleri (phytophthora, pythium, rhizoctonia) kompost kullanımı sayesinde yok olur (Anonim, 2001).

Genellikle toprak enzim aktivitesindeki artış, toprak organik madde kapsamındaki artışla paralellik göstermektedir. Bu husus toprak biyotasının, popülasyon dinamikleriyle bağlantılı olmasının bir sonucudur (Speir, 1977). Organik uygulamalar yoluyla direkt olarak desteklenen enzimler, toprak enzimlerini de etkileyebilmektedir. Bu enzimlerin birçoğu, toprak ekosisteminin kimyasal stabilitesine katkıda bulunan dayanıklı organik moleküllerinin oluşmasında önemli rol üstlenirler ve toprağın verimliliği konusunda bilgi sahibi olmamızı sağlarlar.

Emmerling ve ark. (2000), Lusatian kömür madencilik bölgesinde, organik atık uygulamasının, maden topraklarının mikrobiyal ve enzim aktiviteleri üzerine yaptığı etkiyi saptamışlardır. Toprak işlemeden önce 30 cm derinliğe değişik miktarlarda arıtma çamuru, kömür çamuru, kompostlanmış arıtma çamuru ve kompost uygulamışlardır. Organik materyallerin uygulanmasından sonra ilk iki yılda, özellikle kumlu materyallerde mikrobiyal özelliklerin çok düşük düzeyde olduğunu bulmuşlardır. Ancak mikrobiyal solunumda önemli bir artış belirlemişlerdir. Arıtma çamurunun, kompostun ve kömür çamur karışımının artan oranlarda uygulanmasının invertaz ve alkali fosfataz gibi enzim aktivitelerini ve solunumu artırdığı belirlenmiştir. Bu durum toprakların organik madde, besin içeriğindeki artış, su ve besin tutma kapasitesi gibi toprağın fiziksel özelliklerinin gelişmesiyle açıklanmıştır. Ek olarak, kömür bileşenlerinin toprak mikroorganizmaları tarafından mineralize olabileceği tahmin edilmiştir. Kompost edilmiş arıtma çamurunun etkisi kompostlanmamış arıtma çamuru ile kıyaslandığında oldukça düşük sonuçlar bulunmuştur. Bunun, organik maddenin parçalanmasından ve toprak mikroorganizmaları için sağlanan enerji ve besinin azalmasından kaynaklandığı düşünülmüştür.

(19)

Laic ve ark. (2002), toprakta C, N, P ve S döngüleri ile ilişkili olan toprak enzim aktiviteleri üzerine çeşitli gübre materyallerinin etkilerini araştırmışlardır. Pirinç – mısır rotasyon ürün sistemi ile ilgili denemede organik gübreler tek başlarına ve azot ile kompoze edilerek verilmiştir. Her bir parselden toprak örneklemesi yapılmış ve C, N, P ve S döngülerinin gerçekleştiği sekiz farklı önemli toprak enzim aktivitesi (β- glukozidaz, L- asparginaz, üreaz, amidaz, asit fosfataz, fosdodiesteraz, aryl- sülfataz ve dehidrogenaz) ölçülmüştür. 1998–2001 yıllarında mısır ve pirinç ürün gelişim dönemi boyunca amonyum-N, nitrat-N, toplam inorganik N, toplam N, organik C, inorganik P, yarayışlı P ve pH ölçülmüştür. Kompost + 1/3 kimyasal N ve kompost + 2/3 kimyasal N içeren gübreleme yöntemlerinde sekiz toprak enzim aktivitesinin en yüksek değerleri verdiğini ve bu değerlerin kontrol ve diğer gübre uygulamalarından nispeten daha yüksek olduğunu göstermiştir. Ayrıca sekiz ayrı enzim aktivitesinin kendi arasında ve bu enzimler ile organik C, toplam ve yarayışlı N arasında önemli korelasyonlar bulunmuştur.

Liu ve ark. (2002), Taiwan’da kurdukları bir denemede mısır-pirinç rotasyon ürün sistemi altında farklı ekosistemlerde toprak enzim aktivitelerindeki değişimleri gözlemişlerdir. Organik gübreleri ve azotu tek başlarına ve kompoze ederek vermişlerdir. C, N, P ve S döngüleri ile ilişkili olan β-glukozidaz, L-asparginaz, üreaz, amidaz, asit fosfataz, fosfomonoesteraz, aryl-sülfataz ve dehidrogenaz enzimlerini kapsayan sekiz enzim aktivitesi belirlenmiştir. Ayrıca hacim ağırlığı, porozite, toprak organik C’u, pH, yarayışlı P, değişebilir K, nitrat-N, toprak agregat stabilitesi, toplam N ve mineralize olabilen N’un yer aldığı 10 ayrı indikatör belirlenmiştir. Tarım toprağının kalite indeksinin mısır ürünü ile önemli derecede korelasyon verdiğini (P<0,05) göstermiştir. Ayrıca tarım toprağının kalitesinin değerlendirilmesinde indikatör olarak toprak enzim aktivitelerinin kullanılmasının uygun olduğu belirlenmiştir.

Jimenez ve ark. (2007), laboratuar koşulları altında yaptıkları çalışmada kireçtaşı ocaklarından gelen TDS (kurutulmuş kanalizasyon atığı), DS (sulandırılmış kanalizasyon atığı) ve CDS (kompostlanmış kanalizasyon atığı) üzerinde β-glukozidaz aktiviteleri, toplam karbonhidrat (TCH) ve ekstrakte edilebilir karbonhidrat içeriği (ECH), mikrobiyal biyokütle C ve toprak solunumuna etkilerini değerlendirmişlerdir. Bu materyaller iki doz halinde killi ve kumlu topraklara uygulanmıştır. Tüm topraklarda

(20)

uygulanan atık çamurun miktarına bağlı olarak parametrelerde artış gözlemlenmiştir. TCH ve ECH atık çamurları en büyük önemlilik derecesine sahip parametreler olmuştur. Üç çamur tipinin toprak üzerine olan uzun süreli etkileri solunum, mikrobiyal biyokütle C ve β-glukozidaz aktivitesi üzerinden ölçülebilir bulunmuştur.

Michael ve ark. (2005), mikroorganizma popülasyonu orman topraklarının besin maddesi, sürdürülebilirlik ve verimliliği için oldukça önemlidir. Organik maddenin biyokimyasal transformasyonunu sağlayan mikroorganizmalar ağaçlar ve diğer bitkiler için gerekli olan besin maddelerinin çoğunu karşılarlar. Bu organizma hareketleriyle toprakta mineralizasyon ve immobilizasyon süreçleri hızlanır ve büyük çoğunluğu bitkiler için gerekli olan besin maddesi miktarı azalır (Diaz-Ravina ve ark. 1993; Gallardo ve Schlesinger, 1994; Zak ve ark. 1990).

Lizarazo ve ark. (2005), Aridisollere humik asit uygulamasının dehidrogenaz, alkalin fosfataz aktivitesi ve amonyum (NH4+), nitrit (NO2-) ve nitrat (NO3-) konsantrasyonları

üzerine olan etkisi araştırılmıştır. Yüksek N içeriğiyle, yüksek enzim aktivitesi ve amonyum, nitrit ve nitratın yüksek seviyeleri görülmüştür. Humik asitler en yüksek dehidrogenaz aktivitesine yol açmış, oysaki alkalin fosfataz aktivitesi yüksek düzeyde olmamıştır. Turba kökenli humik asitler toprağın enzim aktivitesini ya da inorganik N konsantrasyonunu artırmamıştır.

Baldrian ve Stursova (2011) toprak özellikleri ve yönetiminin, toprak enzim aktivitesi ve organik maddenin transformasyonu üzerine olan etkileri araştırılmış. Toprağın organik maddesinin ekstraselülar enzimler aracılığıyla ayrıştığı ve orman topraklarında yalnızca önemli olan pH ve humik bileşiklerinin içerikleriyken, orman ve mera topraklarında organik madde içeriği enzim aktivitesi üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Mn-peroksidaz ve β-glikosidaz enzim aktivitesi hariç sürüm yapılan topraklarda tüm enzimlerin spesifik aktiviteleri meralardakine benzemektedir. Orman toprakları ve meralarda muhtemelen enzim aktivitesini düzenleyen etkenler farklıdır, yani bu değişkenlik her bir enzimin karakteristik özelliğine ve enzimin değişkenliğine bağlıdır. Dadenko ve ark. (2009) Toprak örneklerini depolamanın enzimatik aktiviteye etkisi konusunda Güney Rusya’nın ana topraklarında bir çalışma yapılmış. Depolama esnasında, enzimatik aktivitedeki değişimlerin doğrusal olmayan bir özelliğe sahip

(21)

olduğunu bulmuşlar. Maksimum değişimler başlangıç periyodundan 12. haftaya kadar gözlemlenmiş. Sonra, çalışılan enzimlerin birçoğunun aktivitelerinde yavaş yavaş azalış ortaya çıkmıştır. Toprak örneklerinin depolanması esnasında enzimatik aktivite önemli değişimlere maruz kalmıştır.

Gang ve ark. (2009) Çin’deki Qinling dağlarında, mikroorganizmaların toplam miktarı ve onların besin maddeleri ile ilişkileri, toprağın enzim aktiviteleri konusunda çalışılmış ve toprak aktinomisetlerinin toplam miktarı, toprağın toplam N’u, alınabilir N, O.M. ve pH arasındaki korelasyon önemli ya da hayli önemli bulunmuştur. Toprağın enzim aktivitesiyle doğrudan bir ilişki olduğu ortaya konmuştur.

Dick ve ark. (1988); Voets ve ark. (1974); Martens ve ark. (1992); Jordan ve ark. (1995) organik artıklarla iyileştirilmiş topraklardaki aktivite artışının, organik kaynaklardan enzimlerin direkt eklenmesinin yanında mikrobiyal aktivitenin teşviki nedeniyle olabileceğini vurgulamışlardır.

Rejsek (1988) toprakta fosfataz aktivitesini etkileyen faktörlerin toprak nemi, sıcaklık, toprak strüktürü, pH, organik ve kolloid madde içeriği, bitki örtüsü, organik madde miktarı ve inhibitör-aktivatörlerin varlığı olduğunu belirtmiştir.

Okur ve Çengel (1995) bazı organik materyallerin alüviyal toprakta mikrobiyolojik yönden yararlılık derecelerini saptamak amacıyla çalışma yapmışlardır. Bunun için, Tariş zeytinyağı ve üzüm tesislerinin atık maddelerinden prina, karasu ve cibre ile çöp fabrikası ürünü olan çöp gübresinin toprak solunumu, proteaz ve β-glukozidaz enzim aktivitelerini belirlemişlerdir. Araştırma sonuçlarına göre, denemiş oldukları 4 farklı organik atık maddeden cibrenin topraklarda yüksek ve uzun süreli mikrobiyal ve enzim aktivitesine sebep olduğunu ve bu atık maddenin tarım topraklarında organik madde olarak değerlendirilebileceğini belirtmişlerdir.

Cox ve ark. (2001) restore edilmiş toprakların kalitesine farklı kompostların etkisini araştırmışlar ve çalışmalarını iki gruba ayırmışlardır. 1. çalışmada, kontrol ve kompostun farklı iki oranını uygulamışlardır. 2. çalışmada kontrol, inorganik azotun üç farklı oranı, saman atığı, kömür külü uygulamışlardır. 1992’den 1997’e kadar toprağın fiziksel, kimyasal biyolojik özelliklerini ölçmüşlerdir. Yazlık arpa, bezelye ve kışlık buğdayın mahsul miktarını 1995 ile 1998 yılları arasında saptamışlardır. 1. çalışmada

(22)

kompost+ N ürün miktarını ve toprak pH’sını arttırmıştır. 2. çalışmada N uygulanmayan kompost toprağın toplam C’nu artırmıştır ve kompostun yüksek C:N oranının etkileşiminden iki yıl sonra N immobilize olmaya devam etmiştir. Toprağın toplam N’i, alınabilir P ve K’sı kompost uygulamasıyla artmıştır. Kompost toprağın hacim ağırlığını azaltırken, agregat yapısını ve infiltrasyonunu artırmıştır. Sonuçlar, fosfataz aktivitesini azda olsa engellediğini ve arpa ve bezelyeden alınan ürün miktarının ıslah uygulamalarından etkilendiğini göstermiştir. 1998’de ıslah uygulamasından üç yıl sonra kışlık buğday verimini kompost uygulaması diğer uygulamalara nazaran önemli derecede arttırmıştır. Sonuçta, kompostun ürün kazancını ve toprak kalitesini geliştirme de oldukça yararlı olduğunu belirtmişlerdir.

Kanchikerimath ve Singh (2001)’e göre mikrobiyal biyokütle C ve alkali fosfataz aktivitesi hayvansal atık ilave edilmiş topraklarda kimyasal gübre uygulanmış topraklara göre artış göstermiştir. Atıkların uygulanmasıyla besin maddesi, organik madde içeriği ve mikrobiyal aktivite artmaktadır. Toprak verimliliğinde ve besin döngüsünde toprak organik madde içeriği ve mikrobiyal aktivite bir göstergedir.

Arcak ve Haktanır (1994) farklı vejetasyon uygulaması altındaki toprak örneklerinde (elma, çam, yonca, buğday ve nadas) üç farklı derinlikte (0-5, 5-15 ve 15-30 cm) alkali ve asit fosfataz enzim aktivitelerini araştırmışlardır. Araştırıcılar, her iki aktivitenin de yüksek değerlerine yonca yetiştirilen parsellerde, en düşük aktivite değerine ise buğday parselinden alınan örneklerde 0-5 cm derinlikte saptamışlardır. Derinliğe bağlı olarak alkali fosfataz aktivitelerinde artış dikkat çekmiştir. Yonca ve nadas parsellerinden alınan örneklerde aktiviteler derinliğe bağlı olarak azalırken, elma, çamlık ve buğday parsellerinden alınan örneklerde dağılım tam tersi olmuştur. Araştırıcılar, yonca ve nadas alanlarında daha yüksek alkali fosfataz aktivitesinin saptanmasını bu iki parselin 0-5 cm derinliklerde organik maddenin biraz daha yüksek oranda bulunması nedeniyle olduğunu ve enzim aktivitelerinin, toprak derinliğine ve bitki desenine bağlı olarak farklılık gösterdiğini açıklamışlardır.

Garcia ve ark. (1994) toprak enzim aktivitelerinin İspanya’nın kurak bölgesinde daha nemli bölgelerine göre daha düşük olduğunu ve ayrıca dehidrogenaz, proteaz, fosfataz ve β-glukozidaz aktivitelerinin toplam organik C’ye göre toprak degradasyonunun daha iyi indikatörleri olduğunu belirtmişlerdir. Güneybatı Hindistan’da, çatlama ya da yanma

(23)

yoluyla degrade olmuş topraklarda, doğal orman topraklarına göre dehidrogenaz, fosfataz ve üreaz aktiviteleri sürekli olarak daha düşük bulunmuştur. Jha ve ark. (1992). Her iki çalışmada da, enzim aktiviteleri, mikrobiyal biyokütle C veya mikrobiyal populasyon gibi diğer mikrobiyolojik ölçümlerle ilişkili çıkmıştır.

Mondini ve ark. (2004) kompostlamanın enzimatik aktiviteye olan etkisini incelemişlerdir. Üç adet kompost (pamuk atığı, bahçe atığı ve ikisinin karışımı) kullanılmıştır. Mikrobiyal biyomas C (BC) ve enzim aktivitesini (ß-glikozidaz, aryl-sülfataz ve alkali fosfataz) hemen analiz etmişlerdir. Hava kuru hale getirilen örneklerde ekstrakte edilebilir C (CE), hümik asit benzeri C (CH), çözünmemiş C (DOC), toplam N (Ntot), organik C (CORG) analizleri yapmışlardır. 149 gün periyodu boyunca BC azalmıştır. Buna rağmen enzim aktivitelerinden ß-glikozidaz ve alkali fosfataz 50. günde, aryl-sülfataz ve asit fosfataz ise 90. günde sabit kalmıştır. Enzim aktivitesi her zaman hava kuru koşullarda azalış göstermiştir. Bu azalış ß-glikozidaz için % 40-80, aryl-sülfataz için % 10-50, asit fosfataz için % 10-70, alkali fosfataz için % 50-90 oranında olmuştur. Enzim aktivitesi hava kuru durumda ve nemli durumdayken aynı özelliği göstermiştir. Sadece bu 4 enzim de başlangıçta ve bitişte % 47-66’lık fark dikkati çekmiştir. Kuru hava koşullarında ki enzim aktivitesi ve hümik asit benzeri maddelerin içeriği benzer özellik göstermiştir. Dikkat çeken yükseliş ilk 90 günlük periyot içerisinde gerçekleşmiştir. Bu periyottan sonra bir değişiklik olmamıştır.

Graham ve Haynes (2005) şeker kamışı yetiştirilen toprağa uygulanan gübrenin organik madde birikimi toprak mikrobiyal ve enzim aktivitesine olan uzun süreli etkisini belirlemiştir. Güney Afrika, Edgecombe Dağlarında bulunan şeker kamışı deneme alanları uzun süreli (60 yıl) olarak incelenmiştir. Ürün artıklarının gübre kullanımıyla birlikte mikrobiyal komünitenin büyüklük ve aktivitesini artırdığı analiz edildi ve bu etki 30 cm derinlikte gerçekleşti.

Bell ve ark. (2010) azot ilavesi ve toprak sıcaklığına bağlı olarak mikrobiyal biyokütle ve ekstraselülar enzim aktivitesinin mevsimsel değişimini incelemiştir. Yıl boyunca ısınmayla beraber mikrobiyal biyokütle C artmış ancak bununla birlikte sadece yaza doğru N ilavesiyle mikrobiyal N miktarı artış göstermiştir. Isınmayla beraber mikrobiyal biyokütle artışına rağmen fosfat enzimi sadece ısınma tepkimelerinde önemli bir farklılık olarak görüldü.

(24)

Martinez ve ark. (2011) yarı kurak koşullarda kumlu toprakta kuru tarım sistemlerinin mikrobiyal biyokütle ve enzim aktivitelerine etkisini araştırmış. Kuru tarım sistemleri vasıtasıyla zarar görmüş olan, mikrobiyal biyokütle C ve N ve C, P, N ve S döngülerini içeren enzim aktiviteleri gibi toprağın kalite indikatörlerini, konvansiyonel ve işlemesiz tarım uygulamalarında 5 yıl boyunca incelenmiştir. Sürüm siteminin mikrobiyal biyokütle, enzim aktivitesi, P ve S döngüsünü etkilemediği belirlenmiş. Mikrobiyal biyokütle ve enzim aktivitesinin kuru tarım siteminden etkilendiği özelliklede kışlık örtü bitkisi yetiştirilen ve yüksek biyokütle üreten pamuk alanlarında ortaya çıkmıştır. Bu durum organik madde miktarında, besin döngülerinde ve C depolanmasında önemli değişime yol açmıştır.

Tao ve ark. (2009) mısır kalıntılarının bulunduğu pirinç-buğday rotasyonunda toprak hidrolaz ve dehidrogenaz aktiviteleri üzerine yersolucanlarının etkilerini araştırdı. Bu sonuçlar yersolucanlarının varlığı organik atık uygulamalarının metoduna bağlı olarak toprak enzim aktivitelerini kuvvetli bir şekilde etkilemektedir. Toprak enzim aktivitesini kontrol ederek enzim aktivitelerini yükseltmiştir.

Ferreiro ve ark. (2011) atık çamur ve atık çamur içerisine biyoçar uygulamasının toprakların biyokimyasal ve enzim aktivitelerine etkisini içelemiştir. Toprak kalite indikatörleri olarak toprak biyokimyasal özelliklerinin kullanımında ilginç bir değişimin olması onların toprak yönetimindeki değişiklikler için hassas olduğunun göstergesidir. Mikrobiyal biyokütle C, toprak solunumu, net N mineralizasyon ve birkaç enzim aktiviteleri (dehidrogenaz, β-glikozidaz, fosfomonoesteraz ve arilsülfataz) gözlemlendi. Biyoçar dozundaki yüksek artış oranları enzim aktivitesinin düşmesine neden olmuştur. Sardans ve Penuelas (2010) Akdeniz orman topraklarında 6 yıl kuraklıktan sonra enzim aktivitesini incelemiştir. Toprak, yapraklar ve yaprak döküntülerinde C ve N stoklarındaki değişimler ve toprak üreaz, proteaz ve β-glikozidaz aktivitelerinin kurak koşullarda değişimini araştırmıştır. Toprakların kurak dönemlerde etkisinde enzim aktivitelerindeki indirgenme enzim substratının kalitesindeki değişiklikler ve başlıca toprak suyundaki azalışa bağlıdır.

DeForest (2009) zaman, depolama sıcaklığı ve subsrat yaşının asit orman toprağında potansiyel enzim aktivitesine etkisine bakmışlar. Depolama sıcaklığının enzim

(25)

aktivitesine etkisinin önemsiz olduğunu bulmuşlardır. Bekleme süresinin etkisi en az glikozidaz, kisilodiaz ve peroksidaz aktivitesinde belirlenmiştir. glikozidaz, β-kisilodiaz ve peroksidaz aktivitesinin depolama ve kullanılan metotlara duyarsız olduğunu tespit etmiştir.

Tan ve ark. (2007) orman toprağında sıkışmanın ve orman altı döküntülerin uzaklaştırılmasının mikrobiyal biyokütle ve enzim aktivitesini azatlığını belirlemiştir. Mikrobiyal biyokütle ve enzim aktivitesinin orman toprağında sıkışmaya ve döküntülerin uzaklaştırılmasına duyarlı olduğunu belirlemiş ve orman toprağında N ve P döngülerini ve verimliliğini olumsuz yönde etkilediğini tespit etmişlerdir.

Saiya-Cork ve ark. (2002) orman toprağında uzun süreli azot depolanmasının eksraselülar enzim aktivitesine etkisini belirlemiş. Üreaz, asid fosfataz ve glikozidaz enzim aktivitesinin toprak ve bitki döküntülerinde artığı belirlenmiş ve fenol oksidaz aktivitesinin toprakta % 40 azaldığı fakat bitki döküntülerinde % 60 artığını bulmuşlardır. Toprakta N birikiminin bitki döküntülerinde ayrışmayı hızlandırdığı fakat toprak organik maddesinde ayrışmayı yavaşlatmıştır.

Lai ve ark. (1998) kanalizasyon atık çamuru ve kömür külü karışımının kumlu toprakta enzim aktivitesine etkisine bakmışlar. Kanalizasyon atığına farklı oranlarda ilave edilen külün miktarındaki artışa paralel olarak dehidrogenaz enzim aktivitesinin azaldığını ve en yüksek aktivitenin % 5 kül karışımında ölçüldüğü belirlenmiştir. En yüksek fosfataz enzim aktivitesinin % 5 kül karışımında tespit edilmiştir. Bu çalışma aynı zamanda % 10 kül karışımının mikroorganizmaları, N ve P döngülerini olumlu yönde etkilediğini ve ağır metallerin çözünürlüğünü azatlığını ortaya koymuştur.

(26)

3. MATERYAL VE METOD

3.1. Materyal

3.1. Arazinin Tanımı

Denemelerimiz Amasya - Suluova’ da hayvansal kompost ve Tokat - Taşlıçiftlik’ te biyogaz atık denemeleri olmak üzere iki farklı lokasyonda yürütülmüştür.

3.1.1. Amasya - Suluova

3.1.1.1. Coğrafi Konumu ve İklimi

Orta Karadeniz Bölgesi'nin iç kısmında yer alan Suluova, Amasya'nın batısında yer alır ve denizden yüksekliği 510 metre' dir. Üç tarafı dağlarla çevrili olan ilçenin en yüksek dağı 2064 metredir. Batısında Merzifon Ovası yer almakta olup, Tersakan ilçenin en önemli akarsuyudur. Kaynağını Lâdik gölü oluşturan bu akarsu Suluova’dan geçerek Amasya’da Yeşilırmak ile birleşir. Yıllık ortalama sıcaklık 12,8 °C olup, en düşük ortalama sıcaklık, Ocak ayında 2,5 °C, en yüksek ortalama sıcaklık ise Ağustos ayında 22,6 °C dir. Yıllık ortalama 372,4 mm yağış alan ilçeye en fazla yağış Nisan ve en düşük yağış Ağustos aylarında düşmektedir.

3.1.1.2. Toprak Özellikleri

En geniş yayılım alanına sahip olan topraklar kahverengi topraklar olarak görülmektedir. Kahverengi topraklar orman tahribinin yüksek olduğu ve eğime bağlı olarak erozyonun en şiddetli olarak görüldüğü topraklardır. İkinci derecede yaygın olan toprak alüviyal topraklar olup İlçe merkezinin güneyine doğru genişleyen ve doğuya doğru Tersakan Çayı vadisi boyunca uzanan topraklardır (Erentöz, 1962).

3.1.2. Tokat – Taşlıçiftlik

3.1.2.1. Coğrafi Konumu ve İklimi

Çalışma alanı, Tokat kent merkezinden yaklaşık 7-8 km uzağında ve batısında bulunan Gaziosmanpaşa Üniversitesi Taşlıçiftlik kampüsü alanıdır (Şekil 3.1.). Tokat ili, Orta

(27)

Karadeniz bölgesi ile İç Anadolu bölgesi arasında geçiş iklimine sahip deniz seviyesinden ortalama yüksekliği 650 m’ dir.

Şekil 3.1. Çalışma alanı Tokat kent merkezinden yaklaşık 8 km uzakta ve kent merkezinin batısında bulunmaktadır

3.1.2.2. Toprak Özellikleri

Tokat ilinin bir geçit bölgesi olduğu göz önüne alındığında değişik topoğrafyası, iklim ve jeolojik yapı farklılıkları ile vejetasyondaki çeşitlilik, değişik özelliklere sahip toprakların oluşumuna neden olmuştur (Durak, 1986). İl topraklarının 59 508 ha’ı alüviyal topraklar, 228 ha’ı hidromorfik topraklar, 32 439 ha’ı kolivyal topraklar, 38 ha’ı kırmızı-sarı podzolik topraklar, 4 615 ha’ı gri-kahverengi podzolik topraklar, 617 269 ha’ı kahverengi orman toprakları, 125 869 ha’ı kireçsiz kahverengi orman toprakları 81 625 ha’ı kestane rengi topraklar ve 10 329 ha’ı kahverengi topraklardan oluşmaktadır (Anonim, 1997).

İlde taban arazilerinin çoğunluğunda tarım yapılmakta olup, akarsu yakınlarında ve çukur alanlarda depolanan materyaller üzerinde oluşan topraklarda taban suyunun yüksek olması nedeniyle çayır bitkileri gelişme göstermemiştir. Taban arazilerde oluşmuş topraklar genellikle kuvarternere ait olup, akarsular tarafından taşınıp depolanan genç materyaller üzerinde oluşmuş alüviyal topraklardır. Taban araziler

(28)

Yeşilırmak, Kelkit, Çekerek ırmaklarının suyolu havzalarında bulunmaktadır. Bu topraklarda toprak oluş süreçlerinin etkisinin fazla olmadığı ve yeterli zaman geçmediği için horizon farklılıkları oluşmamıştır (Durak, 1986).

Tokat ili topraklarının çoğu orta tekstürlüdür (Durak, 1986). Tarım topraklarının % 0,3'ü kum, % 17,6’sı tın , % 62,4’ü killi tın % 18, 7’si ise kil ve % 1’i ise ağır kil bünyeye sahiptir. Bu dağılım ilde tarım için uygun toprak varlığını göstermektedir (Tetik ve Oğuz, 2004).

Bölgede toprak reaksiyonları nötr ve hafif alkalindir (pH 7,8-6,50) ve tuz içerikleri düşüktür (Durak, 1986). Analiz edilen toprakların % 0,3’ü orta derecede asit, % 2,1’i hafif asit, %74,1’i hafif alkali, % 22,9’u kuvvetli alkali olarak belirlenmiştir (Tetik ve Oğuz, 2004). İlde kireç düzeyinde ana materyale bağlı olarak değişiklikler görülmekte olup, % 11-41 arasındadır. Yöre toprakları ağırlıklı olarak orta kireçlidir.

Toprakların organik madde içerikleri orta ve yüksek düzeyde olup % 1,16-4,25 arasında değişmektedir. Organik madde yönünden en zengin toprakların orman örtüsü altında, en düşük değerli toprakların ise genç alüviyal depozitler üzerinde oluştuğu görülmektedir. Yine kireç içeriğinin fazla olduğu topraklarda ana materyalin kireç taşı, düşük olan topraklarda ise yeşil şist olduğu gözlenmektedir (Durak, 1986).

3.2. Metod

3.2.1. Deneme Deseni ve Toprak Örneklerinin Alınması

Bu çalışmada aerobik ve anaerobik ayrıştırma yöntemleriyle elde edilmiş olan hayvansal atıkların silajlık mısır ve yonca yetiştirilen topraklarda toprakların fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri üzerine etkileri üç tekerrürlü olarak kurulan denemelerle belirlenmiştir. Kompost uygulanan denemeler Amasya Suluova’da kurulmuştur. Bu çalışmada kontrol parseliyle birlikte üç farklı doz (2, 4 ve 6 ton/ha) uygulanmıştır. Amasya Suluova’daki toplam parsel sayısı (4x2x3=24 parsel). Aynı deneme deseni biyogaz atıkları için üniversitemiz deneme alanında da yapılmıştır. Bu dozlar bölünmüş parseller tesadüf blokları deneme desenine göre uygulanmıştır.

(29)

Toprak örnekleri sonbaharda 0-15 ve 15-30 cm derinliklerinden burgu ile alınmış ve alınan örneklerin bir kısmı mikrobiyolojik analiz anına kadar + 4 oC soğutucularda muhafaza edilmiştir. Alınan örnekler elendikten sonra gerekli analizler yapılmıştır. Bir kısmı ise fiziksel ve kimyasal analizler için kurutularak elekten geçirilmiştir.

3.2.2. Fiziksel ve Kimyasal Analizler

Toprak örneklerinin nem içerikleri gravimetrik yönteme göre analiz edilerek belirlenmiştir (Gardner, 1986). Bu yöntemde 10 gr. toprak örneği alınarak 105oC’de 24 saat kurutularak belirlenmiştir. Diğer analizlerin tamamında, hesaplamalar fırın kuru toprak ağırlığı dikkate alınarak yapılmıştır.

Toprak reaksiyonu (pH) ve eletriki conductivity (EC), 1:2.5 toprak: su (w:v) karışımında belirlenmiştir (Richards, 1954). Havada kurutulmuş ve 2 mm’lik ince elekten elenmiş 10 gr toprak örneği 50 ml kapasiteli bir behere konur ve üzerine 25 ml saf su ilave edilir. Bu karışım iyice karıştırıldıktan sonra pH ve EC’si pH metre ile okunmuştur.

Organik madde Walkley- Black metodu ile belirlenmiştir. Buna göre, 0,5 gr toprak örnekleri 500 ml’lik erlenmayerlere konularak üzerlerine 10 ml 1 N K2Cr2O7 (potasyum

dikromat) çözeltisi, 20 ml konsantre sülfürik asit konulup bir dakika karıştırıldıktan ve 30 dakika bekletildikten sonra 200 ml saf su ile 3-4 damla o-fenontrolin kompleks indikatörü katılarak FeSO4.H2O (demirsülfatheptahidrat) çözeltisiyle ortamın rengi

maviden kırmızıya dönene kadar titre edilerek belirlendi (Tüzüner, 1990). 3.2.3. Mikrobiyal Biyokütle C ve N Tayini

Mikrobiyal biyokütle fümigasyon, inkübasyon metoduyla belirlenmiştir (Horwath ve Paul, 1994). Bu yöntemde erlenmeyerler içerisine 20 gr toprak örneği tartıldı ve erlenmayerler ağzı açık olarak içerisinde kloroform (CHCl3) bulunan desikatörlere

yerleştirildi. Desikatörler çeker ocak altında 24 saat süreyle fumigasyona tabii tutuldu. Bu sürenin sonunda kloroform desikatör içerisinden alınarak desikatör bir vakuma bağlandı ve toprak gözenekleri içerisindeki CHCl3 buharı bir kaç kez vakum yapılarak

(30)

uzaklaştırıldı. Bu fümigasyon örneklerine paralel olarak bir de fümige edilmemiş toprak örnekleri hazırlanmıştır.

Bu işlemlerin sonunda örnekler, içerisinde NaOH bulunan konserve kavanozlarına yerleştirilerek 10 gün süreyle 25 oC’de inkübe edildi ve NaOH tarafından tutulan CO2

miktarı titrasyon yöntemiyle belirlendi. Bu fümige edilmiş ve fümige edilmemiş örnekler arasındaki fark bize mikrobiyal biyokütle C’u verir. Bu örneklerde mikrobiyal biyokütle N belirlemek için örnekler 2 M KCl çözeltisiyle exrakte edilerek çözeltideki NO3- -N ve NH4+-N miktarları distilasyon yöntemi ile belirlenmiştir.

3.2.4. Enzim Aktivitesi Tayinleri

3.2.4.1. Fosfataz Enzim Aktivitesi

Toprak örneklerinden 1 gr. (< 2 mm geçmiş) alınarak 50 ml erlanmayer içerisine konur ve üzerine 0.2 ml toluen ve 4 ml modifiye edilmiş baffer çözeltisi ilave edilerek 37 oC de 1 saat süreyle inkübe edilir. İnkübasyon sonunda örneklere gerekli kimyasallar eklenerek süzük alınır ve süzük spectrofotometrede okunarak fosfatas enzim içerikleri belirlenir (Tabatabai, 1994).

3.2.4.2. Dehidrogenaz Enzim Aktivitesi

Analiz için hazırlanmış olan toprak örneklerinden 20 gr. alınır ve içerisine 0,2gr. CaCO3

ilave edilerek karıştırılır ve bu karışımdan 6’şar gr. alınarak test tüplerine konur. Her bir test tüpüne 1ml %3’lük 2,3,5-Triphenytetrazolium klorid çözeltisi ve 2,5 ml saf su ilave edilerek 37 oC’de 24 saat inkübasyona tabi tutulur. İnkübasyon sonunda tüpler açılıp 10ml methanol ilave edilerek örnekler filtreden geçirilir. Süzüklerde oluşan kırmızımsı renk spektrofotometrede okunarak dehidrogenaz enzim aktivitesi belirlenir (Tabatabai, 1994).

3.2.4.3. β-Glikozidaz Enzim Aktivitesi

Hava kuru toprak örneklerinden 1gr. alınarak 50ml’lik erlenmayere yerleştirilir ve üzerine 0,5ml toluen, 4ml pH’sı 6 olan MUB çözeltisi ve 1ml PNG çözeltisi ilave edilerek karıştırılır. Örnekler 37 oC’de 1 saat inkübasyona tabi tutulur ve bu işlemin

(31)

sonunda alınan ekstraklardaki sarı renk intensitesi spektrofotometrede okunarak glikosidaz enzim aktivitesi belirlenmiş olur (Tabatabai,1994).

3.2.5. İstatistiksel Analizler

Çalışmada her bir uygulamada elde edilen ortalama değerler hesaplanarak tablolarda verilmiştir. Gübre dozları, bitki ve derinlik arasındaki farklar Varyans Analizi (ANOVA) yapılarak α = 0.05 önemlilik düzeyine göre belirlenmiştir.

(32)

4. ARAŞTIRMA SONUÇLARI VE TARTIŞMA

4.1. Suluova Hayvansal Kompost Denemesi

Farklı dozlarda hayvansal kompost uygulanan mısır ve yonca parsellerinin pH değerleri Çizelge 4. 1. de verilmiştir. Toprak pH’sı mısır ve yonca yetiştirilen parsellerde 8,0 ile 8,3 arasında değişmiştir. Farklı dozlarda uygulanan hayvansal kompostun toprak pH’sı üzerine olan etkisi istatiksel olarak anlamlı bulunmamıştır. Fakat yonca yetiştirilen topraklarda toprak pH’sında bir miktar düşme meydana gelmiştir (p=0,001). Bu durum yonca yetiştirilen topraklarda organik madde içeriğindeki artış ve yüksek mikrobiyal aktivitenin bir sonucudur. Gelecekte uzun süreli organik gübre uygulaması toprak pH’sının daha aşağı nötr civarına inmesine neden olacaktır.

Çizelge 4. 1. Suluova hayvansal kompost uygulanan toprakların pH değerleri

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm 0 0-15 8,2 8,0 15-30 8,2 8,0 2 0-15 8,3 8,0 15-30 8,3 8,2 4 0-15 8,2 8,1 15-30 8,2 8,0 6 0-15 8,3 8,0 15-30 8,3 8,0 Doz ns Bitki 0,001 Derinlik ns Doz*Bitki ns Bitki*Derinlik ns Bitki*Doz*Derinlik ns P> 0,05 olduğundan ns: önemsiz

(33)

Hayvansal kompost uygulamasının EC üzerine olan etkisi Çizelge 4. 2. de verilmiştir. Her iki bitki yetiştirilen toprakta en yüksek tuzluluk değeri 15-30 cm derinliğinde ölçülmüştür. Genellikle yonca yetiştirilen toprakta tuzluluk değeri mısır yetiştirilen toprağa göre daha yüksek bulunmuştur (p=0,0001). En yüksek tuzluluk değeri 6 ton/da uygulamasında ölçülmüştür. Kompost dozu, bitki ve doz bitki interaksiyonu istatistiki olarak önemli bulunmuştur. Tuzluluk değerleri yüzeyden alt katmanlara doğru artış göstermiştir. Bu durum tuzların sulama suyuyla beraber yıkanmasının bir sonucudur. Çizelge 4. 2. Suluova hayvansal kompost uygulanan toprakların EC değerleri

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm μmhos/cm 0 0-15 270 395 15-30 266 404 2 0-15 291 425 15-30 285 348 4 0-15 280 380 15-30 322 424 6 0-15 275 489 15-30 288 506 Doz 0,04 Bitki 0,0001 Derinlik ns Doz*Bitki 0,024 Bitki*Derinlik ns Bitki*Doz*Derinlik ns P> 0,05 olduğundan ns: önemsiz

Hayvansal kompost denemesinin toprağın organik madde içeriğine etkisi Çizelge 4. 3. de verilmiştir. Kompost uygulamasının birinci yılında kontrol ile diğer dozlar arasında önemli bir fark oluşmamıştır (p>0,05). Toprakların organik madde içerikleri % 1,73 ile 2,89 arasında değişmiştir. Derinliğin organik madde üzerine olan etkisi önemli bulunmuştur (p=0,05). Organik madde içeriği yüzeyde en yüksek bulunmuştur. Organik

(34)

madde içeriğinde önemli bir farklığın oluşmaması uygulamanın bir yıllık olmasının bir sonucudur. Toprakların organik madde içeriğindeki değişim daha uzun süreli amanejman sistemlerinde ortaya çıkmaktadır.

Çizelge 4. 3. Suluova hayvansal kompost uygulanan toprakların organik madde içerikleri

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm % 0 0-15 2,89 2,50 15-30 1,95 1,96 2 0-15 2,50 2,30 15-30 2,12 1,73 4 0-15 2,47 2,52 15-30 1,86 2,60 6 0-15 2,52 2,19 15-30 2,59 2,49 Doz ns Bitki ns Derinlik 0,05 Doz*Bitki ns Bitki*Derinlik ns Bitki*Doz*Derinlik ns P> 0,05 olduğundan ns: önemsiz

Toprakların mikrobiyal karbon değerleri Çizelge 4. 4. de verilmektedir. En yüksek mikrobiyal karbon değerleri 6 ton/da uygulamasında belirlenmiştir. Fakat doz ve derinliğin mikrobiyal biyokütle C üzerine olan etkisi istatistiki olarak önemli bulunmamıştır (p>0,05). Kompost canlılara besin kaynağı sağlayarak mikrobiyal kütlenin artmasına neden olmuştur. En yüksek artış yonca denemesinde ortaya çıkmış ve bitki türü arasındaki fark anlamlı bulunmuştur (p=0,002). Yonca bitkisinin yoğun kök sistemi ve kökten salınan organik bileşikler biyokütle C’nin daha yüksek olmasına neden olmuştur. Canlılar amenajman sistemindeki değişime oldukça duyarlıdır. Bu

(35)

nedenle mikrobiyal biyokütle C kısa süreli arazi kullanım indikatörü olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada interaksiyon önemli bulunmamıştır.

Çizelge 4. 4. Suluova hayvansal kompost uygulanan toprakların mikrobiyal karbon içerikleri

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm mg C g-1 0 0-15 0,273 0,215 15-30 0,223 0,117 2 0-15 0,086 0,463 15-30 0,305 0,178 4 0-15 0,365 15-30 0,132 0,562 6 0-15 0,187 0,505 15-30 0,239 0,452 Doz ns Bitki 0,002 Derinlik ns Doz*Bitki ns Bitki*Derinlik ns Bitki*Doz*Derinlik ns P> 0,05 olduğundan ns: önemsiz

Azot bitkiler ve toprakta yaşayan organizmalar için gerekli olan önemli besin maddelerinden biridir. Mikroorganizmaların yapısında bulunan azot değerleri Çizelge 4. 5. de verilmiştir. Yonca yetiştirilen parsellerdeki mikrobiyal biyokütle N değerleri mısır parsellerine göre daha yüksek bulunmuştur. Fakat dozlar arasında önemli bir farklılık oluşmamıştır. Çalışmada interaksiyon önemli bulunmamıştır.

(36)

Çizelge 4. 5. Suluova hayvansal kompost uygulanan toprakların mikrobiyal biyokütle azot içerikleri

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm mg N g-1 0-15 0,105 0,077 0 15-30 0,075 0,118 0-15 0,070 0,167 2 15-30 0,055 0,086 0-15 0,120 0,099 4 15-30 0,100 0,197 0-15 0,113 0,133 6 15-30 0,065 0,148 Doz ns Bitki 0,03 Derinlik ns Doz*Bitki ns Bitki*Derinlik ns Bitki*Doz*Derinlik ns P> 0,05 olduğundan ns: önemsiz

Toprak enzim aktivitesi amenajman sistemlerine duyarlı olup kısa süreli bir indikatör olarak kullanılmaktadır. Toprak enzimleri topraktaki biyokimyasal dönüşümler, organik maddenin ayrışması ve besin döngüleri üzerine önemli role sahiptir (Dilly ve Irmler, 1998; McLatchey ve Reddy, 1998). En yüksek dehidrogenaz enzim aktivitesi yonca denemesinde belirlenmiştir (p=0,03) (Çizelge 4. 6.). Kompost dozu ve derinliğin dehidrogenaz enzim aktivitesinde etkisi anlamlı bulunmamıştır (p>0,05). Doz, derinlik ve bitki arasındaki interaksiyonda görülmemiştir. Bazı çalışmalar dehidrogenaz enzim aktivitesinin biyolojik aktiviteyle korele olmadığını (Dick ve ark., 1996) ve yalnızca mikrobiyal biyokütlenin toplam oksidasyon etkisini yansıttığını ileri sürmektedir (Nannipieri ve ark., 1994).

(37)

Çizelge 4. 6. Suluova hayvansal kompost uygulanan topraklarda dehidrogenaz enzim aktivitesi

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm µg TPF g-1 toprak 24 h-1 0-15 64,7 71,2 0 15-30 48,9 70,9 0-15 59,4 66,8 2 15-30 48,9 62,3 0-15 63,2 72,5 4 15-30 57,9 64,9 0-15 73,3 56,7 6 15-30 54,4 75,7 istatistik Ortalama P 0 63,9 2 59,4 4 64,6 Doz 6 65,0 ns Mısır 58,8 Bitki Yonca 67,6 0,029 0-15 65,9 Derinlik 15-30 60,5 ns Doz*Bitki ns Bitki*Derinlik ns Bitki*Doz*Derinlik ns P> 0,05 olduğundan ns: önemsiz

Hayvansal kompost uygulamasının toprakta fosfataz enzim aktivitesine etkisi Çizelge 4. 7. de verilmiştir. Her iki bitki denemesinde en yüksek aktivite 6 ton/da uygulamasında belirlenmiştir. Kontrol ile dozlar arasında önemli bir farlılık oluşmuştur. Çalışmada doz, bitki ve derinlik istatiksel olarak önemli bulunmuştur (p<0,05). En yüksek fosfataz enzim aktivitesi yonca denemesinde ölçülmüştür. Doz, bitki ve derinlik arasındaki interaksiyon önemsiz bulunmuştur. Bu durum yonca bitkisinin enzim aktivitesine daha

(38)

fazla artırmasının bir sonucudur. Fosfataz enzim aktivitesinin yüksek olması, toprakta fosforun yarayışlılığının ve organik fosforun inorganik fosfora transformasyonunun bir göstergesidir (Yang ve ark., 2008).

Çizelge 4. 7. Suluova hayvansal kompost uygulanan toprakların fosfataz enzim aktivitesi

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm µg PNP g-1 h-1 0 0-15 324 442 15-30 262 455 2 0-15 503 637 15-30 312 526 4 0-15 439 680 15-30 355 571 6 0-15 420 642 15-30 348 655 İstatistik Ortalama P 0 371 2 495 4 511 Doz 6 516 0,0001 Mısır 370 Bitki Yonca 576 0,0001 0-15 511 Derinlik 15-30 436 0,004 Doz*Bitki ns Bitki*Derinlik ns Bitki*Doz*Derinlik ns P> 0,05 olduğundan ns: önemsiz

(39)

Hayvansal kompost uygulanan toprakların enzim aktiviteleri Çizelge 4. 8. de verilmiştir. β-glikozidaz enzim aktivitesi organik karbonun mikroorganizmalar tarafından kullanılmasının bir ölçüsüdür. Genellikle en yüksek β-glikozidaz enzim aktivitesi 0-15 cm derinliğinde ölçülmüştür (p=0,001). Farklı kompost dozlarının enzim aktivitesine etkisi önemli bulunmuştur (p=0,02). Bitkinin enzim aktivitesine olan etkisi önemsiz olurken bitki ve derinlik arasındaki interaksiyon önemli bulunmuştur (p=0,03). Hayvansal kompost uygulamasının β-glikozidaz enzim aktivitesini artırması canlı organizmaların organik karbondan yararlanma durumunu ortaya koymaktadır.

Çizelge 4. 8. Suluova hayvansal kompost uygulanan toprakların β-glikozidaz enzim aktivitesi

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm µg PNP g-1 h-1 0-15 52,3 50,4 0 15-30 45,1 47,1 0-15 51,6 48,9 2 15-30 36,4 42,8 0-15 63,5 60,2 4 15-30 45,2 49,8 0-15 56,5 58,3 6 15-30 39,6 62,3 İstatistik Ortalama P 0 48,7 2 44,9 4 54,7 Doz 6 54,2 0,02 Mısır 48,8 Bitki Yonca 52,5 ns 0-15 55,2 Derinlik 15-30 46,0 0,001 Doz*Bitki ns Bitki*Derinlik 0,03 Bitki*Doz*Derinlik ns P> 0,05 olduğundan ns: önemsiz

(40)

4.2. Taşlıçiftlik Biyogaz Atık Denemesi

Biyogaz atık denemesinin toprakların bazı özellikleri üzerine olan etkisi belirlenmiştir. Farklı dozlarda uygulanan biyogaz atığının toprak pH’sı üzerine olan etkisi Çizelge 4. 9. da verilmiştir. Mısır yetiştirilen parsellerde toprak pH’sında bir miktar düşme gözlemlenmiştir (p=0,0001). Bu durum sulama suyuyla beraber tuzların bir kısmının alt katmanlara doğru yıkanmasının bir sonucudur. Farklı biyogaz atık dozlarının toprak pH’sı üzerine olan etkisi önemli bulunmamıştır (p>0,05). Toprak pH’sı 8,1 ile 8,5 arasında değişmiştir.

Çizelge 4. 9. Taşlıçiftlik biyogaz atık uygulanan toprakların pH değerleri

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm 0-15 8,2 8,5 0 15-30 8,2 8,4 0-15 8,2 8,5 2 15-30 8,1 8,5 0-15 8,1 8,5 4 15-30 8,1 8,5 0-15 8,2 8,5 6 15-30 8,1 8,5 Doz ns Bitki 0,0001 Derinlik 0,02 Doz*Bitki ns Bitki*Derinlik ns Bitki*Doz*Derinlik ns P> 0,05 olduğundan ns: önemsiz

(41)

Toprakların elektriki iletkenlik değerleri Çizelge 4. 10. da verilmiştir. Farklı biyogaz atık dozları arasında önemli bir fark oluşmamıştır. Genel olarak pH değerlerinde olduğu gibi yonca denemesi EC değerleri mısır denemesine göre daha yüksek bulunmuştur (p=0,02). Yonca denemesinde sulama suyuyla ve toprak profilinde bulunan tuzların üst katmanda birikmesi söz konusudur.

Çizelge 4. 10. Taşlıçiftlik biyogaz atığı uygulanan toprakların EC değerleri

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm μmhos/cm 0-15 289 314 0 15-30 289 318 0-15 306 312 2 15-30 298 321 0-15 288 336 4 15-30 315 302 0-15 288 323 6 15-30 295 302 Doz ns Bitki 0,02 Derinlik ns Doz*Bitki ns Bitki*Derinlik ns Bitki*Doz*Derinlik ns P> 0,05 olduğundan ns: önemsiz

Biyogaz atık uygulamasının birinci yılında toprak organik madde değerlerinde önemli bir değişim oluşmamıştır (Çizelge 4. 11.). Biyogaz atıklarının su içerikleri yüksek olduğundan dolayı içermiş oldukları organik madde değerleri hayvansal komposta göre daha düşüktür. Bitkinin organik madde içeriğine olan etkisi önemli bulunmuştur

(42)

(p=0,03). Bu sonuçlar kısa süreli uygulamaların organik madde içeriğine önemli bir etki yapmayacağını ortaya koymuştur.

Çizelge 4. 11. Taşlıçiftlik biyogaz atık uygulanan toprakların organik madde içerikleri

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm % 0-15 2,19 1,54 0 15-30 1,78 1,00 0-15 1,79 1,61 2 15-30 1,45 1,22 0-15 1,51 1,65 4 15-30 1,37 1,02 0-15 1,50 1,39 6 15-30 1,87 1,55 Doz ns Bitki 0,03 Derinlik ns Doz*Bitki ns Bitki*Derinlik ns Bitki*Doz*Derinlik ns P> 0,05 olduğundan ns: önemsiz

Biyogaz atık uygulamasının mikrobiyal biyokütle karbon üzerine olan etkisi Çizelge 4. 12. de verilmiştir. Biyogaz atık uygulaması mikrobiyal biyokütle C miktarında önemli bir artışa neden olmuştur (p=0,02). En yüksek mikrobiyal biyokütle C 6 ton/da uygulamasında belirlenmiştir. Organik atıklar canlı organizmalara enerji sağladığından canlılar üzerine olan etkisi kısa sürede ortaya çıkmaktadır. Her iki bitki türünde de en düşük mikrobiyal biyokütle C kontrol parselinde ölçülmüştür. Bitki türü ve derinliğin mikrobiyal biyokütle C üzerine olan etkisi önemsiz bulunmuştur (p>0,05). Biyokütle C miktarındaki değişim derinlik boyunca önemli bulunmamıştır.

(43)

Çizelge 4. 12. Taşlıçiftlik biyogaz atık uygulanan toprakların mikrobiyal karbon içerikleri

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm mg C g-1 toprak 0-15 0,016 0,087 0 15-30 0,094 0,079 0-15 0,043 0,124 2 15-30 0,147 0,214 0-15 0,020 0,184 4 15-30 0,123 0,849 0-15 0,927 0,332 6 15-30 0,654 Doz 0,02 Bitki ns Derinlik ns Doz*Bitki ns Bitki*Derinlik ns Bitki*Doz*Derinlik ns P> 0,05 olduğundan ns: önemsiz

Biyogaz atık uygulamasının mikrobiyal biyokütle N üzerine olan etkisi Çizelge 4. 13. de verilmiştir. Mikrobiyal N değerleri üzerine biyogaz atık uygulamasının etkisi denemenin ilk yılında önemsizdir (p>0,05). Fakat yonca yetiştirilen topraklarda biyokütle N değerleri genellikle yüksek bulunmuştur (p=0,02). Yonca yetiştirilen topraklarda N immobilizasyonunun yüksek olduğunu göstermektedir. Yonca yetiştirilen toprakta yüksek mikrobiyal N miktarı inorganik N’nin yüksek olmasıyla ilişkilidir. Yonca bitkisi toprağa N bağlayarak toprağı azot bakımından zenginleştirmektedir. Doz ve derinliğin etkisi önemsiz bulunmuştur.

(44)

Çizelge 4. 13. Taşlıçiftlik biyogaz atık uygulanan toprakların mikrobiyal azot içerikleri

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm mg N g-1 toprak 0-15 0,018 0,041 0 15-30 0,011 0,041 0-15 0,012 0,045 2 15-30 0,009 0,037 0-15 0,019 0,098 4 15-30 0,015 0,045 0-15 0,012 0,046 6 15-30 0.011 0,037 Doz ns Bitki 0,002 Derinlik ns Doz*Bitki ns Bitki*Derinlik ns Bitki*Doz*Derinlik ns P> 0,05 olduğundan ns: önemsiz

Dehidrogenaz enzim aktivitesi biyogaz atık uygulamasından etkilenmemiştir (Çizelge 4. 14.). Derinlik ve bitki türünün dehidrogenaz enzim aktivitesine olan etkisi önemsiz olmuştur. Yüzeyden alt katmanlara doğru gidildiğinde enzim aktivitesi genelde düşme eğilimi göstermiştir. Kumlu bir toprağa farklı oranlarda kül içeren kanalizasyon atığı (% 0, 5, 10, 35 ve 50) uygulanmış ve en yüksek dehidrogenaz enzim aktivitesi %5 karışımda elde edilmiş ve karışım oranın artmasıyla enzim aktivitesi azalmıştır (Lai ve ark., 1998). Kanalizasyon atığı gibi yüksek oranda okside olabilen organik materyal ve biyokütle içeren atıkların uygulanması yüksek intraselülar dehidrogenaz enzim aktivitesine neden olmaktadır (Garcia ve ark., 1992)

(45)

Çizelge 4. 14. Taşlıçiftlik biyogaz atık uygulanan toprakların dehidrogenaz enzim aktivitesi

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm µg TPF g-1 toprak 24 h-1 0-15 40,7 39,5 0 15-30 32,7 33,7 0-15 43,1 51,2 2 15-30 33,2 40,4 0-15 44,6 71,7 4 15-30 36,7 50,8 0-15 37,2 37,8 6 15-30 36,2 38,0 İstatistik Ortalama P 0 36,7 2 41,9 4 50,9 Doz 6 37,3 ns Mısır 38,1 Bitki Yonca 45,4 ns 0-15 45,7 Derinlik 15-30 37,7 ns Doz*Bitki ns Bitki*Derinlik ns Bitki*Doz*Derinlik ns P> 0,05 olduğundan ns: önemsiz

Biyogaz atık uygulaması fosfataz enzim aktivitesinde önemli bir artışa neden olmuştur (Çizelge 4. 15.). Biyogaz atık dozundaki artışa paralel olarak fosfataz enzim aktivitesi artmıştır (p=0,0001). Her iki bitkide en yüksek fosfataz enzim aktivitesi 4 ton/da uygulamasında belirlenmiştir (499 ve 523 µg PNP g-1 h-1). Bütün dozlar ile kontrol arasında önemli bir fark oluşmuştur. Bitki türü ve derinliğin fosfataz enzim aktivitesine

(46)

etkisi önemli bulunmuştur (p=0,03 ve 0,004). Genel olarak en yüksek fosfataz enzim aktivitesi 0-15 cm derinliklerde belirlenmiştir. Bir çalışmada kanalizasyon atığına %5 oranında kül ilave edilmiş ve karışım 1/1 oranında kumlu toprağa uygulanarak fosfataz enzim aktivitesi zamana bağlı olarak ölçülmüş (Lai ve ark., 1998). Bu ölçümde fosfataz enzim aktivitesinin artığı fakat zamansal bir trendin olmadığı gözlenmiştir. Toprağa organik metaryal uygulaması besin maddesi miktarının artmasına ve yüksek fosfataz enzim aktivitesine neden olmaktadır. Fosfataz enzim aktivitesinin yüksek olması fosforun yarayışlılığı ve bitkiler tarafından alınımı açısından oldukça önemlidir.

Çizelge 4. 15. Taşlıçiftlik biyogaz atık uygulanan toprakların fosfataz enzim aktivitesi

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm µg PNP g-1 h-1 0-15 323 317 0 15-30 333 263 0-15 440 431 2 15-30 435 254 0-15 499 523 4 15-30 439 416 0-15 470 462 6 15-30 314 416 İstatistik Ortalama P 0 309 2 390 4 469 Doz 6 415 0,0001 Mısır 406 Bitki Yonca 385 0,03 0-15 433 Derinlik 15-30 358 0,004 Doz*Bitki ns Bitki*Derinlik ns Bitki*Doz*Derinlik ns P> 0,05 olduğundan ns: önemsiz

Referanslar

Benzer Belgeler

• Organik hayvan beslemede kullanılan rasyonlardaki yem hammaddeleri, organik tarım ürünlerinden organik sertifikasyon altında üretilmek zorundadır. • Organik hayvan

• Organik et üretimi: 2017 yılı verilerine göre AB’de toplam organik sertifikalı et üretimi 222.680 ton’dur ve bu üretim içinde en yüksek payı sırasıyla

birçok ülke, gelişmekte olan ülkelere organik hayvansal üretim sistemlerini geliştirilmeleri için proje bazında.. Organik hayvansal üretimin küresel düzeydeki sorunları

hayvan refahı olmak üzere, organik hayvansal üretimle ilgili standartların geliştirilerek uygulamaya aktarılması bakımından sağlanan ilerlemeler, bu ülkelerin organik

üretimin gelişmesine önemli katkı sağlayacaktır. Ayrıca geleneksel hayvansal ürünlerle karşılaştırıldığında gıda güvenliği garantisini sağlamış olan

geliştirilmesinin hedeflenmesi önerilmektedir (Chander vd. Türkiye’de de farklı coğrafik bölgelerde dağlık ve kurak alanlar başta olmak üzere birçok farklı alanda

Bu çalışma, ülkemizde özellikle domates seracılığı yapan işletmelerden elde edilen domates bitkisine ait artık ve atıkların neden olduğu çevre

Soil Congress on Natural Resource Management for Sustainable Development, June 7-10, 2004 Erzurum-Turkey.. Dengiz,O., Özaytekin,H.,