• 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!
52
0
0

Yükleniyor.... (view fulltext now)

Tam metin

(1)

T.C.

GAZĠOSMANPAġA ÜNĠVERSĠTESĠ

Bilimsel AraĢtırma Projeleri Komisyonu

Sonuç Raporu

Proje No:2011/73 Projenin BaĢlığı

HAYVANSAL KOMPOST VE BĠYOGAZ ATIKLARININ TOPRAK ENZĠM AKTĠVĠTESĠNE ETKĠSĠ

Proje Yöneticisi Doç. Dr. Rasim KOÇYĠĞĠT

Ziraat Fakültesi

Toprak Bilimi ve Bitki Besleme

AraĢtırmacılar ve Birimleri Hanife ġARTLAN

Ziraat Fakültesi

Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bölümü

(2)

ÖZET*

HAYVANSAL KOMPOST VE BĠYOGAZ ATIKLARININ TOPRAK ENZĠM AKTĠVĠTESĠNE ETKĠSĠ

Hayvansal atıkların toprağa geri dönüĢümünün sağlanması çevresel açıdan ve sürdürülebilir tarım açısından oldukça önemlidir. Bu çalıĢmanın amacı, aerobik (hayvansal kompost) ve anaerobik (biyogaz atığının) farklı dozlarının mısır ve yonca yetiĢtirilen topraklarda toprağın kimyasal ve biyolojik özellikleri üzerine olan etkisinin belirlenmesidir. ÇalıĢmada hayvansal kompost denemesi Amasya Suluova’da ve biyogaz atık denemesi Tokat TaĢlıçiftlik’te yürütülmüĢtür. Denemede hayvansal kompost ve biyogaz atığı 3 farklı dozda (2, 4 ve 6 ton/da) 3 tekerrürlü olarak uygulanmıĢtır. Toprak örnekleri hasat iĢleminin sonunda 0-15 ve 15-30 cm derinliklerden alınmıĢtır. Tüm toprak örneklerinde nem, pH, EC, organik madde, mikrobiyal biyokütle C ve N ve dehidrogenaz, fosfataz, β-glikozidaz gibi enzim aktiviteleri belirlenmiĢtir. ÇalıĢma alanında toprak pH’sı 8 ila 8,5 arasında değiĢmiĢtir. Toprak EC değeri gübre doz uygulamasına paralel olarak artıĢ göstermiĢtir. Toprak organik madde içeriği, hayvansal kompost uygulanan parsellerde derinliğe bağlı olarak değiĢirken, biyogaz atık uygulanan topraklarda bitki türü tarafından etkilenmiĢ ve en yüksek organik madde değerleri yonca denemesinde bulunmuĢtur. Mikrobiyal biyokütle C ve N farklı dozda uygulanan organik atıktan önemli derecede etkilenmiĢ ve en yüksek değerler yüksek dozda belirlenmiĢtir. Her iki denemede farklı dozlarda uygulanan organik atıkların β-glikozidaz ve fosfataz enzim aktivitesine etkisi önemli olurken dehidrogenaz enzim aktivitesine olan etkisi önemsiz bulunmuĢtur. Bitki türü ve derinliğin β-glikozidaz ve fosfataz enzim aktivitesine olan etkisi istatistiksel olarak önemli olmuĢtur. En yüksek enzim aktivitesi genellikle yonca denemesinde belirlenmiĢtir. Doz miktarındaki artıĢa paralel olarak β-glikozidaz ve fosfataz enzim aktivitesi artmıĢ fakat yüksek dozlarda (4 ve 6 ton/da) bu farklılık azalmıĢtır.

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

* Bu çalıĢma GaziosmanpaĢa Üniversitesi Bilimsel AraĢtırma Projeleri Komisyonu tarafından desteklenmiĢtir.

(3)

ABSTRACT*

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

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 TaĢlıçiftlik, 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).

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

* This study was supported by Scientific Reasech Committee of GaziosmanpaĢa University.

(4)

ÖNSÖZ

Tüm çalıĢmalarım boyunca büyük bir sabırla her konuda bana kılavuzluk eden danıĢman hocam sayın Doç. Dr. Rasim KOÇYĠĞĠT’e, yine çalıĢmalarımız dahilinde tüm sorularımda bana yardımcı olan sayın Doç. Dr. Ali ÜNLÜKARA’ya, lisans ve yüksek lisans çalıĢmalarım boyunca benden maddi manevi her konuda desteklerini esirgemeyen ve her daim varlıklarını yanımda hissettiğim canım aileme, çalıĢmalarımın her aĢamasında yanımda olan biricik arkadaĢım Yüksek Ziraat Mühendisi F.Rüveyda ALKAN’a ve bu tez çalıĢmasını büyük bir sabırla ve özveriyle yürüten kendime en içten teĢekkürlerimi sunmayı bir borç bilirim.

2011/73 proje numaralı tez çalıĢması GaziosmanpaĢa Üniversitesi bilimsel araĢtırma komisyonu tarafından desteklenmiĢtir.

Hanife ġARTLAN Tokat, 2013

(5)

ĠÇĠNDEKĠLER Sayfa No ÖZET……… i ABSTRACT……….... ii ÖNSÖZ..………... iii ĠÇĠNDEKĠLER……….. iv ġEKĠLLER DĠZĠNĠ..………. vi ÇĠZELGELER DĠZĠNĠ..………...………... vii 1. GĠRĠġ………...……… 1 2. KAYNAK ÖZETLERĠ….………. 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 Ġklimi………...………..….. 14

3.1.1.2. Toprak Özellikleri……….……… 14

3.1.2. Tokat – TaĢlıçiftlik…...….……….. 14

3.1.2.1. Coğrafi Konumu ve Ġklimi……….……….. 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

3.2.4.1. Fosfataz Enzim Aktivitesi……….………... 18

(6)

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

3.2.5. Ġstatistiksel Analizler……….… 19

4. ARAġTIRMA SONUÇLARI VE TARTIġMA………..……… 20

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

4.2. TaĢlıçiftlik Biyogaz Atık Denemesi……….. 28

5. SONUÇ VE ÖNERĠLER……....……… 37

KAYNAKLAR..……….. 38

ÖZGEÇMĠġ……….…...………. 44

(7)

ġekil Sayfa No ġekil 3.1. ÇalıĢma alanı yerleĢim yeri uydu görüntüsü………….……… 15

(8)

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. TaĢlıçiftlik biyogaz atık uygulanan toprakların pH

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

değerleri………... 29

Çizelge 4.11. TaĢlıçiftlik biyogaz atık uygulanan toprakların organik

madde içerikleri………... 30

Çizelge 4.12. TaĢlıçiftlik biyogaz atık uygulanan toprakların mikrobiyal karbon içerikleri………...

31

Çizelge 4.13. TaĢlıçiftlik biyogaz atık uygulanan toprakların mikrobiyal azot içerikleri………...

32

Çizelge 4.14. TaĢlıçiftlik biyogaz atık uygulanan toprakların dehidrogenaz

enzim aktivitesi………..………. 33

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

enzim aktivitesi………...……… 36

(9)

Hayvansal atıklar eskiden beri toprağa uygulanan önemli bir besin kaynağıdır. Toprağın bitkilere sağlaması gereken birçok önemli besin elementi hayvansal gübrelerle teĢkil 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 sağlamıĢ olsalar da mikroorganizma faaliyetini de teĢvik eder ve yönlendirirler. Ayrıca hayvansal atıkların ayrıĢma-parçalanma sırasında açığa çıkan ısı enerjisi ve organik maddede mikroorganizma faaliyetini aktifleĢtirmede rol oynamaktadır (Anonim, 2010). Topraktaki organizmaların geliĢip çoğalabilmesi için organik besin kaynaklarına ihtiyaçları vardır. Bu materyaller organizmalar için optimum düzeyde gerekli besin elementlerini sağlayabilmekte ve organizmaların da bu materyali ayrıĢtırması 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 değiĢiklikler meydana getirmektedir (Tok, 1993 ve Türker, 2008).

Toprak mikroorganizmaları özellikle toprağa uygulanan hayvansal atıkların ayrıĢma ve parçalanmasında ve toprağa karıĢmasında 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 çeĢitli amaçlarla kullanılmak üzere gündelik ve ekonomik hayata girmiĢtir (Tamer ve Karaca, 2006). Tabatabai (1994) enzimleri yapısında kalıcı bir değiĢim olmaksızın kimyasal reaksiyonların hızlanmasını sağlayan katalizörler olarak tanımlamaktadır. Enzimler, canlı hücrelerde üretilen özel proteinlerdir.

(10)

Toprakta meydana gelen biyokimyasal reaksiyonların büyük bir kısmı mikroorganizmalar tarafından gerçekleĢtirilmektedir. Toprakta bulunan ve büyük bir kısmı heterotrof olan mikroorganizmalar, salgıladıkları enzimler aracılığı ile yüksek polimer bileĢikleri, mineralizasyon sonucu inorganik forma dönüĢtürmektedirler. Bu yolla organik maddenin yapısında bulunan selüloz, lignin, fosfat esterleri, protein ve niĢasta gibi kompleks yapılı bileĢikler mikroorganizmalar ya da bitkiler tarafından alınabilir forma dönüĢmektedir (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 geliĢmesi, kullanım alanlarının çeĢitliliği ve ekonomik değerlerinin çok yüksek olması nedeniyle enzimler ile ilgili yapılan çeĢitli araĢtırmalar daha da önem kazanmaktadır. YaĢayan organizmalarda bütün biyokimyasal ve biyolojik olayları yapan enzim adı verilen protein karakterli moleküller bulunur. Enzimler hücre stoplazmasında, mitokondrilerde bulunmakta ve özellikle hücre çeĢidine göre kromozomlar tayin etmektedir. Hayvansal ve bitkisel canlıların hücrelerinde organizmaya özgü çeĢitli enzimler bulunmakta ve yaĢamsal iĢlevleri için gerekli bütün kimyasal reaksiyonlar enzimler tarafından yürütülmektedir. Enzimler, organizmalardan elde edilen fakat faaliyet göstermeleri için organizmaya ihtiyaç duymayan yüksek moleküllü katalizörlerdir. Enzimlerin baĢlıca görevi, yüksek moleküllü organik maddeleri daha basit bir yapıya dönüĢtürmek yani hücreye geçebilecek ve neticede organizma tarafından yararlanılabilecek Ģekle sokmaktır. Enzimler katalizör olarak reaksiyonların daha hızlı gerçekleĢmesini sağlar. Enzimler parçalanma yaptıkları gibi sentez de yapmaktadırlar. Parçalayabildikleri bileĢikleri parçalanma ürünlerinden tekrar sentez de edebilirler. Sentez yapan enzimler özellikle metabolizma bakımından önem taĢır. Toprakta tayin edilen enzimler, mikroorganizmaların kendi vücut sentezleri için ve organik maddeyi parçalamak üzere dıĢarı saldıkları ve büyük bir kısmı toprakta kolloidler tarafından adsorbe edilen, fakat faaliyetlerini Ģartlara göre sürdüren enzimlerdir (Bergstrom ve ark., 1998; Aon ve Colaneri, 2001).

(11)

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

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

Mikroorganizmaların topraktaki faaliyetleri toprak pH’sı, nem, sıcaklık, besin elementlerinin varlığı, organik maddenin miktarı ve bileĢimi gibi faktörlere göre değiĢiklik 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 çeĢitli reaksiyonlara yön verdikleri için toprakta çeĢitli 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 iliĢki 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 Ģekilde azalmaktadır (Bhat, 2000). Sıcaklığın artırılması organik bileĢiklerin ayrıĢması ve biyolojik olarak kullanılabilme açısından önemli etkiye sahiptir. Sıcaklığın artırılması organik bileĢiklerin difüzyon katsayısının artmasını beraberinde getirmektedir (Niehaus, 1999). Topraktaki enzimlerin büyük bir kısmı, canlı toprak mikroorganizmalarının besin maddelerini parçalamak amacıyla dıĢarıya 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 çeĢitliliği ve aktivitesine bağlı olarak değiĢmektedir (Stevenson, 1986).

(12)

Topraktaki enzimlerin yeterince anlaĢılması, bunların toprağın biyolojik aktivitesi ile olan iliĢkisi ve tarımsal uygulamalara karĢı göstermiĢ olduğu hızlı reaksiyon, tarımsal uygulamaların kısa sürede olan etkisini ölçmede önemli bir kriter yapmıĢtır (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 çeĢidinin göstermiĢ 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 Ģekilde incelenebilmektedir (Kara, 1997; Tok, 1993).

Bu çalıĢmanın amacı, aerobik (hayvansal kompost) ve anaerobik (biyogaz atığının) farklı dozlarının mısır ve yonca yetiĢtirilen topraklarda toprağın kimyasal ve biyolojik özellikleri üzerine olan etkisinin belirlenmesidir. ÇalıĢmada hayvansal kompost denemesi Amasya Suluova’da ve biyogaz atık denemesi Tokat TaĢlıçiftlik’te yürütülmüĢtür. Denemede hayvansal kompost ve biyogaz atığı 3 farklı dozda (2, 4 ve 6 ton/da) uygulanmıĢtır.

(13)

2. KAYNAK ÖZETLERĠ

Hayvansal atıklar için çevresel açıdan kabul edilebilir bertaraf yöntemleri büyük ölçekte biyokütle-enerji dönüĢüm sistemi olarak dikkate alındığında bu atıklardan enerji elde edilmesi ve ayrıca yan ürün Ģeklinde 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 artıĢlar elde edilebilmiĢtir. Bu nedenle hayvan atıklarının uygun koĢullar ve oranlar çerçevesinde endüstriyel organik atıklar ile karıĢtırılarak havasız çürütme prosesi uygulanmasında daha verimli sonuçlar alınmaktadır (Velioğlu ve ark., 1985).

Havasız koĢullarda çürütme prosesi sırasında mikroorganizmalar ile karıĢık halde bulunan atık, metan ve karbondioksite dönüĢtürülür. Bu dönüĢüm 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 dönüĢtürülür (McCarty, 1964).

Hayvan gübresi, çözünmemiĢ ve çözünmüĢ organik maddeler, polisakkaritler, lipid ve proteinler, uçucu yağ asitleri ve çevresel açıdan önemli inorganik bileĢiklerden oluĢmaktadır. 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 yaklaĢık olarak biyogaz üretiminin toplam katı madde (kuru ağırlık) miktarı ile de orantılı olduğu düĢünülebilir. YaklaĢık 1 ton toplam katı madde içeren hayvan gübresinden 200 m3 metan içeren biyogaz üretilebilmektedir. 1 m3

metanın enerji içeriğinin yaklaĢık 10 kW/h olduğu kabulü ile 1 ton katı madde içeren gübrenin enerji eĢdeğeri yaklaĢık 2000 kW/h olmaktadır (Dagnall ve ark., 2000).

(14)

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 artıĢ, toprak organik madde kapsamındaki artıĢla 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 oluĢmasında 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 saptamıĢlardır. Toprak iĢlemeden önce 30 cm derinliğe değiĢik miktarlarda arıtma çamuru, kömür çamuru, kompostlanmıĢ arıtma çamuru ve kompost uygulamıĢlardır. Organik materyallerin uygulanmasından sonra ilk iki yılda, özellikle kumlu materyallerde mikrobiyal özelliklerin çok düĢük düzeyde olduğunu bulmuĢlardır. Ancak mikrobiyal solunumda önemli bir artıĢ belirlemiĢlerdir. Arıtma çamurunun, kompostun ve kömür çamur karıĢımının artan oranlarda uygulanmasının invertaz ve alkali fosfataz gibi enzim aktivitelerini ve solunumu artırdığı belirlenmiĢtir. Bu durum toprakların organik madde, besin içeriğindeki artıĢ, su ve besin tutma kapasitesi gibi toprağın fiziksel özelliklerinin geliĢmesiyle açıklanmıĢtır. Ek olarak, kömür bileĢenlerinin toprak mikroorganizmaları tarafından mineralize olabileceği tahmin edilmiĢtir. Kompost edilmiĢ arıtma çamurunun etkisi kompostlanmamıĢ arıtma çamuru ile kıyaslandığında oldukça düĢük sonuçlar bulunmuĢtur. Bunun, organik maddenin parçalanmasından ve toprak mikroorganizmaları için sağlanan enerji ve besinin azalmasından kaynaklandığı düĢünülmüĢtür.

(15)

Laic ve ark. (2002), toprakta C, N, P ve S döngüleri ile iliĢkili olan toprak enzim aktiviteleri üzerine çeĢitli gübre materyallerinin etkilerini araĢtırmıĢlardır. Pirinç – mısır rotasyon ürün sistemi ile ilgili denemede organik gübreler tek baĢlarına ve azot ile kompoze edilerek verilmiĢtir. Her bir parselden toprak örneklemesi yapılmıĢ ve C, N, P ve S döngülerinin gerçekleĢtiği sekiz farklı önemli toprak enzim aktivitesi (β- glukozidaz, L- asparginaz, üreaz, amidaz, asit fosfataz, fosdodiesteraz, aryl- sülfataz ve dehidrogenaz) ölçülmüĢtür. 1998–2001 yıllarında mısır ve pirinç ürün geliĢim dönemi boyunca amonyum-N, nitrat-N, toplam inorganik N, toplam N, organik C, inorganik P, yarayıĢlı P ve pH ölçülmüĢtür. 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 göstermiĢtir. Ayrıca sekiz ayrı enzim aktivitesinin kendi arasında ve bu enzimler ile organik C, toplam ve yarayıĢlı N arasında önemli korelasyonlar bulunmuĢtur.

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

Jimenez ve ark. (2007), laboratuar koĢulları altında yaptıkları çalıĢmada kireçtaĢı ocaklarından gelen TDS (kurutulmuĢ kanalizasyon atığı), DS (sulandırılmıĢ kanalizasyon atığı) ve CDS (kompostlanmıĢ kanalizasyon atığı) üzerinde β-glukozidaz aktiviteleri, toplam karbonhidrat (TCH) ve ekstrakte edilebilir karbonhidrat içeriği (ECH), mikrobiyal biyokütle C ve toprak solunumuna etkilerini değerlendirmiĢlerdir. Bu materyaller iki doz halinde killi ve kumlu topraklara uygulanmıĢtır. Tüm topraklarda

(16)

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

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 karĢılarlar. 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 araĢtırılmıĢtır. Yüksek N içeriğiyle, yüksek enzim aktivitesi ve amonyum, nitrit ve nitratın yüksek seviyeleri görülmüĢtür. Humik asitler en yüksek dehidrogenaz aktivitesine yol açmıĢ, oysaki alkalin fosfataz aktivitesi yüksek düzeyde olmamıĢtır. Turba kökenli humik asitler toprağın enzim aktivitesini ya da inorganik N konsantrasyonunu artırmamıĢtır.

Baldrian ve Stursova (2011) toprak özellikleri ve yönetiminin, toprak enzim aktivitesi ve organik maddenin transformasyonu üzerine olan etkileri araĢtırılmıĢ. Toprağın organik maddesinin ekstraselülar enzimler aracılığıyla ayrıĢtığı ve orman topraklarında yalnızca önemli olan pH ve humik bileĢiklerinin 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 değiĢkenlik her bir enzimin karakteristik özelliğine ve enzimin değiĢkenliğine bağlıdır. Dadenko ve ark. (2009) Toprak örneklerini depolamanın enzimatik aktiviteye etkisi konusunda Güney Rusya’nın ana topraklarında bir çalıĢma yapılmıĢ. Depolama esnasında, enzimatik aktivitedeki değiĢimlerin doğrusal olmayan bir özelliğe sahip

(17)

olduğunu bulmuĢlar. Maksimum değiĢimler baĢlangıç periyodundan 12. haftaya kadar gözlemlenmiĢ. Sonra, çalıĢılan enzimlerin birçoğunun aktivitelerinde yavaĢ yavaĢ azalıĢ ortaya çıkmıĢtır. Toprak örneklerinin depolanması esnasında enzimatik aktivite önemli değiĢimlere maruz kalmıĢtır.

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

Dick ve ark. (1988); Voets ve ark. (1974); Martens ve ark. (1992); Jordan ve ark. (1995) organik artıklarla iyileĢtirilmiĢ topraklardaki aktivite artıĢının, organik kaynaklardan enzimlerin direkt eklenmesinin yanında mikrobiyal aktivitenin teĢviki nedeniyle olabileceğini vurgulamıĢlardır.

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 belirtmiĢtir.

Okur ve Çengel (1995) bazı organik materyallerin alüviyal toprakta mikrobiyolojik yönden yararlılık derecelerini saptamak amacıyla çalıĢma yapmıĢlardır. Bunun için, TariĢ 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 belirlemiĢlerdir. AraĢtırma sonuçlarına göre, denemiĢ 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 belirtmiĢlerdir.

Cox ve ark. (2001) restore edilmiĢ toprakların kalitesine farklı kompostların etkisini araĢtırmıĢlar ve çalıĢmalarını iki gruba ayırmıĢlardır. 1. çalıĢmada, kontrol ve kompostun farklı iki oranını uygulamıĢlardır. 2. çalıĢmada kontrol, inorganik azotun üç farklı oranı, saman atığı, kömür külü uygulamıĢlardır. 1992’den 1997’e kadar toprağın fiziksel, kimyasal biyolojik özelliklerini ölçmüĢlerdir. Yazlık arpa, bezelye ve kıĢlık buğdayın mahsul miktarını 1995 ile 1998 yılları arasında saptamıĢlardır. 1. çalıĢmada

(18)

kompost+ N ürün miktarını ve toprak pH’sını arttırmıĢtır. 2. çalıĢmada N uygulanmayan kompost toprağın toplam C’nu artırmıĢtır ve kompostun yüksek C:N oranının etkileĢiminden iki yıl sonra N immobilize olmaya devam etmiĢtir. Toprağın toplam N’i, alınabilir P ve K’sı kompost uygulamasıyla artmıĢtır. Kompost toprağın hacim ağırlığını azaltırken, agregat yapısını ve infiltrasyonunu artırmıĢtır. Sonuçlar, fosfataz aktivitesini azda olsa engellediğini ve arpa ve bezelyeden alınan ürün miktarının ıslah uygulamalarından etkilendiğini göstermiĢtir. 1998’de ıslah uygulamasından üç yıl sonra kıĢlık buğday verimini kompost uygulaması diğer uygulamalara nazaran önemli derecede arttırmıĢtır. Sonuçta, kompostun ürün kazancını ve toprak kalitesini geliĢtirme de oldukça yararlı olduğunu belirtmiĢlerdir.

Kanchikerimath ve Singh (2001)’e göre mikrobiyal biyokütle C ve alkali fosfataz aktivitesi hayvansal atık ilave edilmiĢ topraklarda kimyasal gübre uygulanmıĢ topraklara göre artıĢ göstermiĢtir. 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 araĢtırmıĢlardır. AraĢtırıcılar, her iki aktivitenin de yüksek değerlerine yonca yetiĢtirilen parsellerde, en düĢük aktivite değerine ise buğday parselinden alınan örneklerde 0-5 cm derinlikte saptamıĢlardır. Derinliğe bağlı olarak alkali fosfataz aktivitelerinde artıĢ dikkat çekmiĢtir. Yonca ve nadas parsellerinden alınan örneklerde aktiviteler derinliğe bağlı olarak azalırken, elma, çamlık ve buğday parsellerinden alınan örneklerde dağılım tam tersi olmuĢtur. AraĢtırıcılar, 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 açıklamıĢlardır.

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

(19)

yoluyla degrade olmuĢ topraklarda, doğal orman topraklarına göre dehidrogenaz, fosfataz ve üreaz aktiviteleri sürekli olarak daha düĢük bulunmuĢtur. Jha ve ark. (1992). Her iki çalıĢmada da, enzim aktiviteleri, mikrobiyal biyokütle C veya mikrobiyal populasyon gibi diğer mikrobiyolojik ölçümlerle iliĢkili çıkmıĢtır.

Mondini ve ark. (2004) kompostlamanın enzimatik aktiviteye olan etkisini incelemiĢlerdir. Üç adet kompost (pamuk atığı, bahçe atığı ve ikisinin karıĢımı) kullanılmıĢtır. Mikrobiyal biyomas C (BC) ve enzim aktivitesini (ß-glikozidaz, aryl-sülfataz ve alkali fosfataz) hemen analiz etmiĢlerdir. Hava kuru hale getirilen örneklerde ekstrakte edilebilir C (CE), hümik asit benzeri C (CH), çözünmemiĢ C (DOC), toplam N (Ntot), organik C (CORG) analizleri yapmıĢlardır. 149 gün periyodu boyunca BC azalmıĢtır. Buna rağmen enzim aktivitelerinden ß-glikozidaz ve alkali fosfataz 50. günde, aryl-sülfataz ve asit fosfataz ise 90. günde sabit kalmıĢtır. Enzim aktivitesi her zaman hava kuru koĢullarda azalıĢ göstermiĢtir. Bu azalıĢ ß-glikozidaz için % 40-80, aryl-sülfataz için % 10-50, asit fosfataz için % 10-70, alkali fosfataz için % 50-90 oranında olmuĢtur. Enzim aktivitesi hava kuru durumda ve nemli durumdayken aynı özelliği göstermiĢtir. Sadece bu 4 enzim de baĢlangıçta ve bitiĢte % 47-66’lık fark dikkati çekmiĢtir. Kuru hava koĢullarında ki enzim aktivitesi ve hümik asit benzeri maddelerin içeriği benzer özellik göstermiĢtir. Dikkat çeken yükseliĢ ilk 90 günlük periyot içerisinde gerçekleĢmiĢtir. Bu periyottan sonra bir değiĢiklik olmamıĢtır.

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

Bell ve ark. (2010) azot ilavesi ve toprak sıcaklığına bağlı olarak mikrobiyal biyokütle ve ekstraselülar enzim aktivitesinin mevsimsel değiĢimini incelemiĢtir. Yıl boyunca ısınmayla beraber mikrobiyal biyokütle C artmıĢ ancak bununla birlikte sadece yaza doğru N ilavesiyle mikrobiyal N miktarı artıĢ göstermiĢtir. Isınmayla beraber mikrobiyal biyokütle artıĢına rağmen fosfat enzimi sadece ısınma tepkimelerinde önemli bir farklılık olarak görüldü.

(20)

Martinez ve ark. (2011) yarı kurak koĢullarda kumlu toprakta kuru tarım sistemlerinin mikrobiyal biyokütle ve enzim aktivitelerine etkisini araĢtırmıĢ. Kuru tarım sistemleri vasıtasıyla zarar görmüĢ olan, mikrobiyal biyokütle C ve N ve C, P, N ve S döngülerini içeren enzim aktiviteleri gibi toprağın kalite indikatörlerini, konvansiyonel ve iĢlemesiz tarım uygulamalarında 5 yıl boyunca incelenmiĢtir. Sürüm siteminin mikrobiyal biyokütle, enzim aktivitesi, P ve S döngüsünü etkilemediği belirlenmiĢ. Mikrobiyal biyokütle ve enzim aktivitesinin kuru tarım siteminden etkilendiği özelliklede kıĢlık örtü bitkisi yetiĢtirilen ve yüksek biyokütle üreten pamuk alanlarında ortaya çıkmıĢtır. Bu durum organik madde miktarında, besin döngülerinde ve C depolanmasında önemli değiĢime yol açmıĢtır.

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

Ferreiro ve ark. (2011) atık çamur ve atık çamur içerisine biyoçar uygulamasının toprakların biyokimyasal ve enzim aktivitelerine etkisini içelemiĢtir. Toprak kalite indikatörleri olarak toprak biyokimyasal özelliklerinin kullanımında ilginç bir değiĢimin olması onların toprak yönetimindeki değiĢiklikler 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 artıĢ oranları enzim aktivitesinin düĢmesine neden olmuĢtur. Sardans ve Penuelas (2010) Akdeniz orman topraklarında 6 yıl kuraklıktan sonra enzim aktivitesini incelemiĢtir. Toprak, yapraklar ve yaprak döküntülerinde C ve N stoklarındaki değiĢimler ve toprak üreaz, proteaz ve β-glikozidaz aktivitelerinin kurak koĢullarda değiĢimini araĢtırmıĢtır. Toprakların kurak dönemlerde etkisinde enzim aktivitelerindeki indirgenme enzim substratının kalitesindeki değiĢiklikler ve baĢlıca toprak suyundaki azalıĢa bağlıdır.

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

(21)

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

Tan ve ark. (2007) orman toprağında sıkıĢmanın ve orman altı döküntülerin uzaklaĢtırılmasının mikrobiyal biyokütle ve enzim aktivitesini azatlığını belirlemiĢtir. Mikrobiyal biyokütle ve enzim aktivitesinin orman toprağında sıkıĢmaya ve döküntülerin uzaklaĢtırılmasına duyarlı olduğunu belirlemiĢ ve orman toprağında N ve P döngülerini ve verimliliğini olumsuz yönde etkilediğini tespit etmiĢlerdir.

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

Lai ve ark. (1998) kanalizasyon atık çamuru ve kömür külü karıĢımının kumlu toprakta enzim aktivitesine etkisine bakmıĢlar. Kanalizasyon atığına farklı oranlarda ilave edilen külün miktarındaki artıĢa paralel olarak dehidrogenaz enzim aktivitesinin azaldığını ve en yüksek aktivitenin % 5 kül karıĢımında ölçüldüğü belirlenmiĢtir. En yüksek fosfataz enzim aktivitesinin % 5 kül karıĢımında tespit edilmiĢtir. Bu çalıĢma aynı zamanda % 10 kül karıĢımının mikroorganizmaları, N ve P döngülerini olumlu yönde etkilediğini ve ağır metallerin çözünürlüğünü azatlığını ortaya koymuĢtur.

(22)

3. MATERYAL VE METOD

3.1. Materyal 3.1. Arazinin Tanımı

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

3.1.1. Amasya - Suluova

3.1.1.1. Coğrafi Konumu ve Ġklimi

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 oluĢturan bu akarsu Suluova’dan geçerek Amasya’da YeĢilırmak ile birleĢir. Yıllık ortalama sıcaklık 12,8 °C olup, en düĢük ortalama sıcaklık, Ocak ayında 2,5 °C, en yüksek ortalama sıcaklık ise Ağustos ayında 22,6 °C dir. Yıllık ortalama 372,4 mm yağıĢ alan ilçeye en fazla yağıĢ Nisan ve en düĢük yağıĢ Ağustos aylarında düĢmektedir.

3.1.1.2. Toprak Özellikleri

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

3.1.2. Tokat – TaĢlıçiftlik

3.1.2.1. Coğrafi Konumu ve Ġklimi

ÇalıĢma alanı, Tokat kent merkezinden yaklaĢık 7-8 km uzağında ve batısında bulunan GaziosmanpaĢa Üniversitesi TaĢlıçiftlik kampüsü alanıdır (ġekil 3.1.). Tokat ili, Orta

(23)

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

ġekil 3.1. ÇalıĢma alanı Tokat kent merkezinden yaklaĢık 8 km uzakta ve kent merkezinin batısında bulunmaktadır

3.1.2.2. Toprak Özellikleri

Tokat ilinin bir geçit bölgesi olduğu göz önüne alındığında değiĢik topoğrafyası, iklim ve jeolojik yapı farklılıkları ile vejetasyondaki çeĢitlilik, değiĢik özelliklere sahip toprakların oluĢumuna neden olmuĢtur (Durak, 1986). Ġl 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 oluĢmaktadır (Anonim, 1997).

Ġlde taban arazilerinin çoğunluğunda tarım yapılmakta olup, akarsu yakınlarında ve çukur alanlarda depolanan materyaller üzerinde oluĢan topraklarda taban suyunun yüksek olması nedeniyle çayır bitkileri geliĢme göstermemiĢtir. Taban arazilerde oluĢmuĢ topraklar genellikle kuvarternere ait olup, akarsular tarafından taĢınıp depolanan genç materyaller üzerinde oluĢmuĢ alüviyal topraklardır. Taban araziler

(24)

YeĢilırmak, Kelkit, Çekerek ırmaklarının suyolu havzalarında bulunmaktadır. Bu topraklarda toprak oluĢ süreçlerinin etkisinin fazla olmadığı ve yeterli zaman geçmediği için horizon farklılıkları oluĢmamıĢtır (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 düĢüktür (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 belirlenmiĢtir (Tetik ve Oğuz, 2004). Ġlde kireç düzeyinde ana materyale bağlı olarak değiĢiklikler 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 değiĢmektedir. Organik madde yönünden en zengin toprakların orman örtüsü altında, en düĢük değerli toprakların ise genç alüviyal depozitler üzerinde oluĢtuğu görülmektedir. Yine kireç içeriğinin fazla olduğu topraklarda ana materyalin kireç taĢı, düĢük olan topraklarda ise yeĢil Ģist olduğu gözlenmektedir (Durak, 1986).

3.2. Metod

3.2.1. Deneme Deseni ve Toprak Örneklerinin Alınması

Bu çalıĢmada aerobik ve anaerobik ayrıĢtırma yöntemleriyle elde edilmiĢ olan hayvansal atıkların silajlık mısır ve yonca yetiĢtirilen topraklarda toprakların fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri üzerine etkileri üç tekerrürlü olarak kurulan denemelerle belirlenmiĢtir. Kompost uygulanan denemeler Amasya Suluova’da kurulmuĢtur. Bu çalıĢmada kontrol parseliyle birlikte üç farklı doz (2, 4 ve 6 ton/ha) uygulanmıĢtır. Amasya Suluova’daki toplam parsel sayısı (4x2x3=24 parsel). Aynı deneme deseni biyogaz atıkları için üniversitemiz deneme alanında da yapılmıĢtır. Bu dozlar bölünmüĢ parseller tesadüf blokları deneme desenine göre uygulanmıĢtır.

(25)

Toprak örnekleri sonbaharda 0-15 ve 15-30 cm derinliklerinden burgu ile alınmıĢ ve alınan örneklerin bir kısmı mikrobiyolojik analiz anına kadar + 4 oC soğutucularda

muhafaza edilmiĢtir. Alınan örnekler elendikten sonra gerekli analizler yapılmıĢtır. Bir kısmı ise fiziksel ve kimyasal analizler için kurutularak elekten geçirilmiĢtir.

3.2.2. Fiziksel ve Kimyasal Analizler

Toprak örneklerinin nem içerikleri gravimetrik yönteme göre analiz edilerek belirlenmiĢtir (Gardner, 1986). Bu yöntemde 10 gr. toprak örneği alınarak 105oC’de 24

saat kurutularak belirlenmiĢtir. Diğer analizlerin tamamında, hesaplamalar fırın kuru toprak ağırlığı dikkate alınarak yapılmıĢtır.

Toprak reaksiyonu (pH) ve eletriki conductivity (EC), 1:2.5 toprak: su (w:v) karıĢımında belirlenmiĢtir (Richards, 1954). Havada kurutulmuĢ ve 2 mm’lik ince elekten elenmiĢ 10 gr toprak örneği 50 ml kapasiteli bir behere konur ve üzerine 25 ml saf su ilave edilir. Bu karıĢım iyice karıĢtırıldıktan sonra pH ve EC’si pH metre ile okunmuĢtur.

Organik madde Walkley- Black metodu ile belirlenmiĢtir. 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 karıĢtırıldıktan 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 belirlenmiĢtir (Horwath ve Paul, 1994). Bu yöntemde erlenmeyerler içerisine 20 gr toprak örneği tartıldı ve erlenmayerler ağzı açık olarak içerisinde kloroform (CHCl3) bulunan desikatörlere

yerleĢtirildi. 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

(26)

uzaklaĢtırıldı. Bu fümigasyon örneklerine paralel olarak bir de fümige edilmemiĢ toprak örnekleri hazırlanmıĢtır.

Bu iĢlemlerin sonunda örnekler, içerisinde NaOH bulunan konserve kavanozlarına yerleĢtirilerek 10 gün süreyle 25 oC’de inkübe edildi ve NaOH tarafından tutulan CO

2

miktarı titrasyon yöntemiyle belirlendi. Bu fümige edilmiĢ ve fümige edilmemiĢ 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 belirlenmiĢtir.

3.2.4. Enzim Aktivitesi Tayinleri 3.2.4.1. Fosfataz Enzim Aktivitesi

Toprak örneklerinden 1 gr. (< 2 mm geçmiĢ) alınarak 50 ml erlanmayer içerisine konur ve üzerine 0.2 ml toluen ve 4 ml modifiye edilmiĢ baffer çözeltisi ilave edilerek 37 o

C de 1 saat süreyle inkübe edilir. Ġnkübasyon 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 hazırlanmıĢ olan toprak örneklerinden 20 gr. alınır ve içerisine 0,2gr. CaCO3

ilave edilerek karıĢtırılır ve bu karıĢımdan 6’Ģar 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. Ġnkübasyon sonunda tüpler açılıp 10ml methanol ilave edilerek örnekler filtreden geçirilir. Süzüklerde oluĢan 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 yerleĢtirilir ve üzerine 0,5ml toluen, 4ml pH’sı 6 olan MUB çözeltisi ve 1ml PNG çözeltisi ilave edilerek karıĢtırılır. Örnekler 37 oC’de 1 saat inkübasyona tabi tutulur ve bu iĢlemin

(27)

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

3.2.5. Ġstatistiksel Analizler

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

(28)

4. ARAġTIRMA SONUÇLARI VE TARTIġMA

4.1. Suluova Hayvansal Kompost Denemesi

Farklı dozlarda hayvansal kompost uygulanan mısır ve yonca parsellerinin pH değerleri Çizelge 4. 1. de verilmiĢtir. Toprak pH’sı mısır ve yonca yetiĢtirilen parsellerde 8,0 ile 8,3 arasında değiĢmiĢtir. Farklı dozlarda uygulanan hayvansal kompostun toprak pH’sı üzerine olan etkisi istatiksel olarak anlamlı bulunmamıĢtır. Fakat yonca yetiĢtirilen topraklarda toprak pH’sında bir miktar düĢme meydana gelmiĢtir (p=0,001). Bu durum yonca yetiĢtirilen topraklarda organik madde içeriğindeki artıĢ ve yüksek mikrobiyal aktivitenin bir sonucudur. Gelecekte uzun süreli organik gübre uygulaması toprak pH’sının daha aĢağı 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

(29)

Hayvansal kompost uygulamasının EC üzerine olan etkisi Çizelge 4. 2. de verilmiĢtir. Her iki bitki yetiĢtirilen toprakta en yüksek tuzluluk değeri 15-30 cm derinliğinde ölçülmüĢtür. Genellikle yonca yetiĢtirilen toprakta tuzluluk değeri mısır yetiĢtirilen toprağa göre daha yüksek bulunmuĢtur (p=0,0001). En yüksek tuzluluk değeri 6 ton/da uygulamasında ölçülmüĢtür. Kompost dozu, bitki ve doz bitki interaksiyonu istatistiki olarak önemli bulunmuĢtur. Tuzluluk değerleri yüzeyden alt katmanlara doğru artıĢ göstermiĢtir. 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 verilmiĢtir. Kompost uygulamasının birinci yılında kontrol ile diğer dozlar arasında önemli bir fark oluĢmamıĢtır (p>0,05). Toprakların organik madde içerikleri % 1,73 ile 2,89 arasında değiĢmiĢtir. Derinliğin organik madde üzerine olan etkisi önemli bulunmuĢtur (p=0,05). Organik madde içeriği yüzeyde en yüksek bulunmuĢtur. Organik

(30)

madde içeriğinde önemli bir farklığın oluĢmaması uygulamanın bir yıllık olmasının bir sonucudur. Toprakların organik madde içeriğindeki değiĢim 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 belirlenmiĢtir. Fakat doz ve derinliğin mikrobiyal biyokütle C üzerine olan etkisi istatistiki olarak önemli bulunmamıĢtır (p>0,05). Kompost canlılara besin kaynağı sağlayarak mikrobiyal kütlenin artmasına neden olmuĢtur. En yüksek artıĢ yonca denemesinde ortaya çıkmıĢ ve bitki türü arasındaki fark anlamlı bulunmuĢtur (p=0,002). Yonca bitkisinin yoğun kök sistemi ve kökten salınan organik bileĢikler biyokütle C’nin daha yüksek olmasına neden olmuĢtur. Canlılar amenajman sistemindeki değiĢime oldukça duyarlıdır. Bu

(31)

nedenle mikrobiyal biyokütle C kısa süreli arazi kullanım indikatörü olarak kullanılmaktadır. Bu çalıĢmada interaksiyon önemli bulunmamıĢtır.

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 yaĢayan organizmalar için gerekli olan önemli besin maddelerinden biridir. Mikroorganizmaların yapısında bulunan azot değerleri Çizelge 4. 5. de verilmiĢtir. Yonca yetiĢtirilen parsellerdeki mikrobiyal biyokütle N değerleri mısır parsellerine göre daha yüksek bulunmuĢtur. Fakat dozlar arasında önemli bir farklılık oluĢmamıĢtır. ÇalıĢmada interaksiyon önemli bulunmamıĢtır.

(32)

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

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm mg N g-1 0 0-15 0,105 0,077 15-30 0,075 0,118 2 0-15 0,070 0,167 15-30 0,055 0,086 4 0-15 0,120 0,099 15-30 0,100 0,197 6 0-15 0,113 0,133 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 dönüĢümler, organik maddenin ayrıĢması ve besin döngüleri üzerine önemli role sahiptir (Dilly ve Irmler, 1998; McLatchey ve Reddy, 1998). En yüksek dehidrogenaz enzim aktivitesi yonca denemesinde belirlenmiĢtir (p=0,03) (Çizelge 4. 6.). Kompost dozu ve derinliğin dehidrogenaz enzim aktivitesinde etkisi anlamlı bulunmamıĢtır (p>0,05). Doz, derinlik ve bitki arasındaki interaksiyonda görülmemiĢtir. Bazı çalıĢmalar 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).

(33)

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 0-15 64,7 71,2 15-30 48,9 70,9 2 0-15 59,4 66,8 15-30 48,9 62,3 4 0-15 63,2 72,5 15-30 57,9 64,9 6 0-15 73,3 56,7 15-30 54,4 75,7 istatistik Ortalama P Doz 0 63,9 ns 2 59,4 4 64,6 6 65,0 Bitki Mısır 58,8 0,029 Yonca 67,6 Derinlik 0-15 65,9 ns 15-30 60,5 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 verilmiĢtir. Her iki bitki denemesinde en yüksek aktivite 6 ton/da uygulamasında belirlenmiĢtir. Kontrol ile dozlar arasında önemli bir farlılık oluĢmuĢtur. ÇalıĢmada doz, bitki ve derinlik istatiksel olarak önemli bulunmuĢtur (p<0,05). En yüksek fosfataz enzim aktivitesi yonca denemesinde ölçülmüĢtür. Doz, bitki ve derinlik arasındaki interaksiyon önemsiz bulunmuĢtur. Bu durum yonca bitkisinin enzim aktivitesine daha

(34)

fazla artırmasının bir sonucudur. Fosfataz enzim aktivitesinin yüksek olması, toprakta fosforun yarayıĢlılığının 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 Ġstatistik Ortalama P Doz 0 371 0,0001 2 495 4 511 6 516 Bitki Mısır 370 0,0001 Yonca 576 Derinlik 0-15 511 0,004 15-30 436 Doz*Bitki ns Bitki*Derinlik ns Bitki*Doz*Derinlik ns P> 0,05 olduğundan ns: önemsiz

(35)

Hayvansal kompost uygulanan toprakların enzim aktiviteleri Çizelge 4. 8. de verilmiĢtir. β-glikozidaz enzim aktivitesi organik karbonun mikroorganizmalar tarafından kullanılmasının bir ölçüsüdür. Genellikle en yüksek β-glikozidaz enzim aktivitesi 0-15 cm derinliğinde ölçülmüĢtür (p=0,001). Farklı kompost dozlarının enzim aktivitesine etkisi önemli bulunmuĢtur (p=0,02). Bitkinin enzim aktivitesine olan etkisi önemsiz olurken bitki ve derinlik arasındaki interaksiyon önemli bulunmuĢtur (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 0-15 52,3 50,4 15-30 45,1 47,1 2 0-15 51,6 48,9 15-30 36,4 42,8 4 0-15 63,5 60,2 15-30 45,2 49,8 6 0-15 56,5 58,3 15-30 39,6 62,3 Ġstatistik Ortalama P Doz 0 48,7 0,02 2 44,9 4 54,7 6 54,2 Bitki Mısır 48,8 ns Yonca 52,5 Derinlik 0-15 55,2 0,001 15-30 46,0 Doz*Bitki ns Bitki*Derinlik 0,03 Bitki*Doz*Derinlik ns P> 0,05 olduğundan ns: önemsiz

(36)

4.2. TaĢlıçiftlik Biyogaz Atık Denemesi

Biyogaz atık denemesinin toprakların bazı özellikleri üzerine olan etkisi belirlenmiĢtir. Farklı dozlarda uygulanan biyogaz atığının toprak pH’sı üzerine olan etkisi Çizelge 4. 9. da verilmiĢtir. Mısır yetiĢtirilen parsellerde toprak pH’sında bir miktar düĢme gözlemlenmiĢtir (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 bulunmamıĢtır (p>0,05). Toprak pH’sı 8,1 ile 8,5 arasında değiĢmiĢtir.

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

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm 0 0-15 8,2 8,5 15-30 8,2 8,4 2 0-15 8,2 8,5 15-30 8,1 8,5 4 0-15 8,1 8,5 15-30 8,1 8,5 6 0-15 8,2 8,5 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

(37)

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

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

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm μmhos/cm 0 0-15 289 314 15-30 289 318 2 0-15 306 312 15-30 298 321 4 0-15 288 336 15-30 315 302 6 0-15 288 323 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 değiĢim oluĢmamıĢtır (Çizelge 4. 11.). Biyogaz atıklarının su içerikleri yüksek olduğundan dolayı içermiĢ oldukları organik madde değerleri hayvansal komposta göre daha düĢüktür. Bitkinin organik madde içeriğine olan etkisi önemli bulunmuĢtur

(38)

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

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

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm % 0 0-15 2,19 1,54 15-30 1,78 1,00 2 0-15 1,79 1,61 15-30 1,45 1,22 4 0-15 1,51 1,65 15-30 1,37 1,02 6 0-15 1,50 1,39 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 verilmiĢtir. Biyogaz atık uygulaması mikrobiyal biyokütle C miktarında önemli bir artıĢa neden olmuĢtur (p=0,02). En yüksek mikrobiyal biyokütle C 6 ton/da uygulamasında belirlenmiĢtir. Organik atıklar canlı organizmalara enerji sağladığından canlılar üzerine olan etkisi kısa sürede ortaya çıkmaktadır. Her iki bitki türünde de en düĢük mikrobiyal biyokütle C kontrol parselinde ölçülmüĢtür. Bitki türü ve derinliğin mikrobiyal biyokütle C üzerine olan etkisi önemsiz bulunmuĢtur (p>0,05). Biyokütle C miktarındaki değiĢim derinlik boyunca önemli bulunmamıĢtır.

(39)

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

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm mg C g-1 toprak 0 0-15 0,016 0,087 15-30 0,094 0,079 2 0-15 0,043 0,124 15-30 0,147 0,214 4 0-15 0,020 0,184 15-30 0,123 0,849 6 0-15 0,927 0,332 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 verilmiĢtir. Mikrobiyal N değerleri üzerine biyogaz atık uygulamasının etkisi denemenin ilk yılında önemsizdir (p>0,05). Fakat yonca yetiĢtirilen topraklarda biyokütle N değerleri genellikle yüksek bulunmuĢtur (p=0,02). Yonca yetiĢtirilen topraklarda N immobilizasyonunun yüksek olduğunu göstermektedir. Yonca yetiĢtirilen toprakta yüksek mikrobiyal N miktarı inorganik N’nin yüksek olmasıyla iliĢkilidir. Yonca bitkisi toprağa N bağlayarak toprağı azot bakımından zenginleĢtirmektedir. Doz ve derinliğin etkisi önemsiz bulunmuĢtur.

(40)

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

Doz Derinlik Mısır Yonca

ton/da cm mg N g-1 toprak 0 0-15 0,018 0,041 15-30 0,011 0,041 2 0-15 0,012 0,045 15-30 0,009 0,037 4 0-15 0,019 0,098 15-30 0,015 0,045 6 0-15 0,012 0,046 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 etkilenmemiĢtir (Çizelge 4. 14.). Derinlik ve bitki türünün dehidrogenaz enzim aktivitesine olan etkisi önemsiz olmuĢtur. Yüzeyden alt katmanlara doğru gidildiğinde enzim aktivitesi genelde düĢme eğilimi göstermiĢtir. Kumlu bir toprağa farklı oranlarda kül içeren kanalizasyon atığı (% 0, 5, 10, 35 ve 50) uygulanmıĢ ve en yüksek dehidrogenaz enzim aktivitesi %5 karıĢımda elde edilmiĢ ve karıĢım oranın artmasıyla enzim aktivitesi azalmıĢtır (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)

(41)

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

Doz Derinlik Mısır Yonca

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

Biyogaz atık uygulaması fosfataz enzim aktivitesinde önemli bir artıĢa neden olmuĢtur (Çizelge 4. 15.). Biyogaz atık dozundaki artıĢa paralel olarak fosfataz enzim aktivitesi artmıĢtır (p=0,0001). Her iki bitkide en yüksek fosfataz enzim aktivitesi 4 ton/da uygulamasında belirlenmiĢtir (499 ve 523 µg PNP g-1

h-1). Bütün dozlar ile kontrol arasında önemli bir fark oluĢmuĢtur. Bitki türü ve derinliğin fosfataz enzim aktivitesine

(42)

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

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

Doz Derinlik Mısır Yonca

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

Referanslar

Benzer Belgeler

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

• 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