EGE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ (DOKTORA TEZİ)

(1)

(DOKTORA TEZİ)

SERA TOPRAKSIZ DOMATES YETİŞTİRİCİLİĞİNDE SU KULLANIM ETKİNLİĞİ YÖNÜNDEN

SULAMA PROGRAMLARININ VE BİTKİ YETİŞTİRME SİSTEMLERİNİN

KARŞILAŞTIRILMASI M. Kamil MERİÇ

Tarımsal Yapılar ve Sulama Anabilim Dalı Bilim Dalı Kodu: 501.04.01

Sunuş Tarihi: 13.10.2006

Tez Danışmanı: Prof. Dr. İ. Hakkı TÜZEL

Bornova - İZMİR

(2)

(3)

Sayın M. Kamil MERİÇ tarafından DOKTORA TEZİ olarak sunulan “Sera Topraksız Domates Yetiştiriciliğinde Su Kullanım Etkinliği Yönünden Sulama Programlarının ve Bitki Yetiştirme Sistemlerinin Geliştirilmesi” adlı bu çalışma, “Lisansüstü Eğitim ve Öğretim Yönetmeliği” nin 24’üncü madde (c) ve (d) bentleri ve Enstitü yönergesinin ilgili hükümleri dikkate alınarak tarafımızdan değerlendirilmiş olup yapılan sözlü savunma sınavında aday oy ... ile başarılı bulunmuştur. Bu nedenle M. Kamil MERİÇ’in sunduğu metnin doktora tezi olarak kabulüne oy ... ile karar verilmiştir.

5 Ekim 2006

Jüri Başkanı ;...

Raportör ;...

Üye ;...

Bu tezin kabulü, Fen bilimleri Entitüsü Yönetim Kurulu’nun ... gün ve ...sayılı kararı ile onaylanmıştır.

Süleyman BORUZANLI Prof. Dr. Emür HENDEN Enstitü Sekreteri Enstitü Müdürü

(4)

(5)

ÖZET

Sera Topraksız Domates Yetiştiriciliğinde Su Kullanım Etkinliği Yönünden Sulama Programlarının ve Bitki Yetiştirme Sistemlerinin Karşılaştırılması

MERİÇ, M. Kamil

Doktora Tezi, Tarımsal Yapılar ve Sulama Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. İ. Hakkı TÜZEL

Araştırma, sera topraksız domates yetiştiriciliğinde farklı yetiştiricilik sistemleri ve sulama programlarının su kullanım randımanı üzerine olan etkilerini belirlemek amacıyla yürütülmüştür. Bu amaçla, 2003 – 2005 yılları arasında, 2 sonbahar ve 2 ilkbahar dönemini kapsayacak şekilde tesadüf blokları bölünmüş parseller deneme desenine uygun olarak iki ayrı deneme kurulmuştur. İlk denemede ortam kültüründe açık ve kapalı olmak üzere 2 besleme sistemi ve her sistem altında sera içine gelen her 1.0, 2.0 ve 4.0 MJ/m² güneş radyasyonu toplam değeri için 3 sulama programı denenmiştir. İkinci denemede ise, besin eriyiğinin bitkilere alttan uygulandığı ve yetiştirme ortamı içinde kapillarite ile yükseldiği kapillar sistem yer almıştır. Bu sistem altında iki farklı besin eriyiği dozu (tam doz ve yarım doz) ile iki farklı saksı tipi (yatay ve dikey) kullanılmıştır.

Araştırmada, açık sistemden kapalı sisteme göre ortalama %10 daha yüksek verim elde edilirken, sulama konuları açısından en yüksek verimler 2 MJ/m² konusunda belirlenmiştir. İlkbahar dönemleri ortalaması olarak, açık sistem ve kapalı sistemden, kapillar sisteme göre %34 ve %21 daha yüksek verim alınmıştır. Özellikle ilkbahar döneminde, kapillar sistemde bitki kök bölgesindeki tuzluluğun gerek verim gerekse bitki gelişimi üzerindeki en büyük kısıtlayıcı etmen olduğu saptanmıştır.

Araştırmada uygulanan besin eriyiği açısından kapalı sistemde açık sisteme göre, sonbahar döneminde %25, ilkbahar döneminde %20 su tasarrufu sağlanmıştır. Açık sistemde kapalı sisteme göre sonbaharda %11, ilkbaharda ise %9 daha fazla besin eriyiği tüketilmiştir. Su kullanım randımanları sonbaharda ilkbahara, kapalı sistemde açık sisteme, sulamanın daha uzun aralıklarla yapıldığı konularda daha sık yapılanlara göre daha yüksek elde edilmiştir. Uygulanan besin eriyiği açısından toplam ve pazarlanabilir verime göre belirlenen su kullanım randımanları, kapalı sistemde açık sisteme göre sonbahar döneminde %20, ilkbahar döneminde %13 daha yüksek bulunmuştur. Kapillar sistemde su kullanım randımanları sonbaharda açık sisteme göre %57, kapalı sisteme göre %31 daha yüksek saptanmıştır. İlkbaharda ise açık sistemle aynı, kapalı sisteme göre %10 daha düşük belirlenmiştir. Araştırma süresince kapillar sistemden sera dışına besin eriyiği uzaklaştırılmamıştır. Açık ve kapalı sistemde ise ortalama 1054 ve 373 m³/ha besin eriyiği sera dışına atılmıştır.

Sonuçlar, ülkemiz koşullarında yüksek su kullanım randımanları sağlayan kapalı sistemlerin desteklenmesi gerektiğini ve sera içine gelen güneş radyasyonunun her 2 MJ/m²’lik toplam değerinde yapılan sulamaların uygun olduğunu göstermiştir.

Kapillar sistemlerin kullanılması durumunda ise özellikle ilkbahar döneminde bitki kök bölgesi tuzluluğunun dikkatli izlenmesi gerektiği ve besin eriyiği reçetelerinin bu yönde geliştirilmesinin önemli olduğu sonucuna varılmıştır.

Anahtar kelimeler: Domates, topraksız yetiştiricilik, su kullanım randımanı, açık sistem, kapalı sistem, kapillar sistem.

(6)

(7)

ABSTRACT

Comparison of Irrigation Programs and Plant Growing Systems Regarding Water Use Efficiency of Greenhouse Tomatoes Grown in Soilless Culture

MERİÇ, M. Kamil

Ph.D. Dissertation in Agricultural Structures and Irrigation Supervisor: Prof. Dr. İ. Hakkı TÜZEL

This study was conducted to determine the effects of different growing systems and irrigation programs on water use efficiency of tomato plants grown in soilless culture in greenhouse conditions. In this purpose, two independent experiments both in randomized split plot design have been established during the period covering two autumn and spring growing seasons between 2003 and 2005. In the first experiment, two nutrition systems consists of open and closed system and under each system three irrigation programs based on 1.0, 2.0 and 4.0 MJ/m² indoor solar radiation levels were tested. In the second, subirrigated system which nutrient solution was supplied from pot base and risen through plant root zone by capillary forces were examined. In this system, two nutrient solution doses (full and half; as concentration of macro elements) and two pot shapes (horizontal and vertical) were tested.

In the study, 10% higher yield was obtained in open system compared with closed system and the highest yields was determined in the irrigation program based on indoor solar radiation level of 2 MJ/m². As the average values of spring seasons, in open and closed system 34% and 21% more yields obtained than subirrigated system, respectively. It was determined that root zone salinity in subirrigated system is the most limiting factor both on yield and plant growth, particularly in spring season.

When compared with open system, water saving in closed system reached up to 25%

and 20% in autumn and spring seasons, respectively. More nutrient solution, 11% in autumn and 9% in spring, was consumed in open system than closed system. Water use efficiencies were higher in autumn than spring, in closed system than open system and in less frequent irrigation treatments than more frequent ones. Water use efficiencies determined according to total and marketable yield related to applied nutrient solution volumes were found higher, 20% in autumn and 13% in spring. In subirrigated system water use efficiencies were determined 57% higher than open system and 31% higher than closed system in autumn. In spring, water use efficiencies were similar to open system and 10% lower than closed system. During the research period, nutrient solution was not thrown out of the greenhouse in subirrigated system. In open and closed system, as average 1054 and 373 m³/ha nutrient solution was thrown out from the system.

The results revealed that closed system providing high water use efficiencies should be supported and irrigation program based on indoor solar radiation level of 2 MJ/m²is suitable for irrigation scheduling. In use of subirrigated systems, it was concluded that, particularly in spring season, root zone salinity should be monitored precisely and suitable nutrient solution recipes should be developed to reduce salt build up.

Key words: Tomato, soilless culture, water use efficiency, open system, closed system, subirrigated system.

(8)

(9)

TEŞEKKÜR

Beni bu konuda çalışmaya yönlendiren ve tez çalışmamın her aşamasında yardımlarını gördüğüm, değerli fikir ve görüşlerini aldığım Hocam Prof. Dr. İ. Hakkı TÜZEL’e,

Çalışmam sırasında görüşleri, katkıları ve sağladıkları imkanlar nedeniyle Hocalarım Prof. Dr. Yüksel TÜZEL, Prof. Dr.

Süer ANAÇ ve Prof. Dr. Ayşe GÜL’e,

Özverili destek ve yardımlarından dolayı Yrd. Doç. Dr.

Yasemin Senem KUKUL’a ve Öğr. Gör. Özlem AKAT’a

Tez çalışmama maddi destek vererek rahat çalışma imkanı sağlayan AVRUPA TOPLULUĞU ECOPONICS PROJESİ (Contract No: ICA3-CT-2002-10020) ve bu proje kapsamında birlikte çalıştığım tüm ekip arkadaşlarıma,

Çalışmamın başlangıcından itibaren bu güne kadar gösterdikleri sonsuz sabır, tüm maddi ve manevi destekleri için Anneme, Babama ve Kardeşime,

Teşekkür ederim.

(10)

(11)

İÇİNDEKİLER

Sayfa ÖZET ...V ABSTRACT ... VII TEŞEKKÜR ...IX ŞEKİLLER DİZİNİ ... XVII ÇİZELGELER DİZİNİ...XXXI

1. GİRİŞ...1

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR ...9

2.1. Topraksız Tarımda Sulamanın Programlanması ile İlgili Çalışmalar...9

2.2. Topraksız Tarımda Bitki Su Tüketimi, Su Kullanım Randımanı ve Verimin Belirlenmesi ile İlgili Çalışmalar...13

2.3. Kapillar Sulama ile İlgili Çalışmalar ...28

3. MATERYAL VE YÖNTEM...35

3.1. Materyal...35

3.1.1. Bitkisel materyal...36

3.1.2.Yetiştirme ortamı...37

3.2. Yöntem ...37

3.2.1.Seranın hazırlanması...37

3.2.2. Araştırma konuları...37

3.2.2.1. Açık sistem ve kapalı sistem ...39

3.2.2.2. Kapillar sistem...48

3.2.3. Bitki bakım işlemleri ...52

3.2.4. Verim değerlerinin belirlenmesi...52

3.2.5. Su tüketimi - Verim ilişkilerinin değerlendirilmesi...52

(12)

İÇİNDEKİLER (devam)

3.2.6. Bitki katsayılarının değerlendirilmesi...52

4. BULGULAR...53

4.1. İklim Verileri ...53

4.1.1. 1. Yıl Sonbahar (2003 Sonbahar) Dönemi...53

4.1.2. 1. Yıl İlkbahar (2004 İlkbahar) Dönemi ...56

4.2. Verim ...66

4.2.1.1. Açık Sistem ve Kapalı Sistem ...66

4.2.1.2. Kapillar Sistem ...68

4.2.5. Dönemlik Verim Sonuçları...90

4.3. Bitki Su Tüketimi...94

(13)

4.3.3. 2. Yıl Sonbahar (2004 Sonbahar) Dönemi ...107

4.3.4. 2. Yıl İlkbahar (2005 İlkbahar) Dönemi...115

4.4. Bitki Su Tüketimi ile Verim Arasındaki İlişkiler ...121

4.4.1. Açık Sistem ve Kapalı Sistem ...121

4.4.2. Kapillar Sistem ...126

4.5. Su Kullanım Randımanları ...130

4.6. Bitki Katsayıları...158

(14)

4.7. Yaprak Alan İndeksleri (LAI)...236

4.8. Bitki Su Tüketimi ile Yaprak Alan İndeksi (LAI) Arasındaki İlişkiler ...249

(15)

5. TARTIŞMA ve SONUÇ ...274 YARARLANILAN KAYNAKLAR ...295 EKLER ...314 Ek 1 Araştırma süresince Açık Sitem, Kapalı Sistem

ve Kapillar Sistemde ölçülen EC değerleri (dS/m) ...314 ÖZGEÇMİŞ...318

(16)

(17)

ŞEKİLLER DİZİNİ

Sayfa Şekil 3.1. Araştırmanın yürütüldüğü seranın

genel görünümü ...35

Şekil 3.2. Sera içi ve dışındaki bazı iklim parametrelerinin ölçüldüğü meteoroloji istasyonu...36

Şekil 3.3. Besin eriyiği hazırlama ünitesi (Volmatic – AMI900)...36

Şekil 3.4. Deneme konularının şematik görünümü...38

Şekil 3.5. Açık sistemin genel görünümü ...39

Şekil 3.6. Kapalı sistemin genel görünümü ...39

Şekil 3.7. Solar radyasyon ölçümünde kullanılan sensör... 40

Şekil 3.8. Veri depolayıcı ...40

Şekil 3.9. Saksı drenaj delikleri ...41

Şekil 3.10. Drene olan besin eriyiğinin boru içine alınacağı noktaların hazırlanması ...43

Şekil 3.11. Kapillar sistemin genel görünümü...48

Şekil 3.12. Kapillar sistemde kullanılan otomatik vanalar ...48

Şekil 3.13. Kapillar sistemde kullanılan saksı tipleri: Yatay (solda) ve Dikey (sağda) ...49

Şekil 4.1. Sera içinde ölçülen haftalık en yüksek, en düşük ve ortalama sıcaklık değerleri (1. yıl sonbahar)...53

Şekil 4.2. Sera içinde ölçülen haftalık en yüksek, en düşük ve ortalama oransal nem değerleri (1. yıl sonbahar)...54

(18)

ŞEKİLLER DİZİNİ (devam)

Şekil 4.3. Sera içinde ve dışında ölçülen haftalık ortalama solar radyasyon ve sera içinde ölçülen

buhar basıncı açığı değerleri

(1. yıl sonbahar) ...54 Şekil 4.4. Sera içinde ölçülen haftalık en yüksek, en düşük

ve ortalama sıcaklık değerleri

(1. yıl ilkbahar)...56 Şekil 4.5. Sera içinde ölçülen haftalık en yüksek, en düşük

ve ortalama oransal nem değerleri

(1. yıl ilkbahar) ...57 Şekil 4.6. Sera içinde ve dışında ölçülen haftalık ortalama

solar radyasyon ve sera içinde ölçülen buhar basıncı açığı değerleri

(1. yıl ilkbahar) ...57 Şekil 4.7. Sera içinde ölçülen haftalık en yüksek, en düşük

(2. yıl sonbahar) ...60 Şekil 4.9. Sera içinde ve dışında ölçülen haftalık ortalama

solar radyasyon ve sera içinde ölçülen buhar basıncı açığı değerleri

(2. yıl ilkbahar) ...62 Şekil 4.11. Sera içinde ölçülen haftalık en yüksek, en düşük

(2. yıl ilkbahar) ...63

(19)

Şekil 4.12. Sera içinde ve dışında ölçülen haftalık ortalama solar radyasyon ve sera içinde ölçülen

buhar basıncı açığı değerleri

(2. yıl ilkbahar) ...63 Şekil 4.13. Sonbahar ve ilkbahar dönemlerinde açık sistem ve kapalı sisteme ilişkin ortalama toplam

ve pazarlanabilir verim değerleri...90 Şekil 4.14. Sonbahar ve ilkbahar dönemlerinde

kapillar sisteme ilişkin ortalama toplam ve

pazarlanabilir verim değerleri...92 Şekil 4.15. 1. yıl sonbahar döneminde açık sistem ve kapalı

sistemde uygulanan, tüketilen ve drene olan besin eriyiği miktarları ile

yıkama oranları ...94 Şekil 4.16. 1. yıl sonbahar döneminde açık sistemde

haftalık bitki su tüketimi değerleri...97 Şekil 4.17. 1. yıl sonbahar döneminde kapalı sistemde

haftalık bitki su tüketimi değerleri...97 Şekil 4.18. 1. yıl sonbahar döneminde kapillar

sistemde tüketilen besin eriyiği miktarları...98 Şekil 4.19. 1. yıl sonbahar döneminde kapillar

sistemde haftalık bitki su tüketimi değerleri...100 Şekil 4.20. 1. yıl ilkbahar döneminde açık sistem ve

kapalı sistemde uygulanan, tüketilen ve drene olan besin eriyiği miktarları ile

yıkama oranları ...101 Şekil 4.21. 1. yıl ilkbahar döneminde açık sistemde

haftalık bitki su tüketimi değerleri...104 Şekil 4.22. 1. yıl ilkbahar döneminde kapalı sistemde

haftalık bitki su tüketimi değerleri...104 Şekil 4.23. 1. yıl ilkbahar döneminde kapillar

sistemde tüketilen besin eriyiği miktarları...105

(20)

Şekil 4.24. 1. yıl ilkbahar döneminde kapillar sistemde

haftalık bitki su tüketimi değerleri...107 Şekil 4.25. 2. yıl sonbahar döneminde açık sistem ve

yıkama oranları...108 Şekil 4.26. 2. yıl sonbahar döneminde açık sistemde

haftalık bitki su tüketimi değerleri...111 Şekil 4.27. 2. yıl sonbahar döneminde kapalı sistemde

haftalık bitki su tüketimi değerleri...111 Şekil 4.28. 2. yıl sonbahar döneminde kapillar

sistemde tüketilen besin eriyiği miktarları...112 Şekil 4.29. 2. yıl sonbahar döneminde kapillar sistemde

haftalık bitki su tüketimi değerleri...114 Şekil 4.30. 2. yıl ilkbahar döneminde açık sistem ve

yıkama oranları ...115 Şekil 4.31. 2. yıl ilkbahar döneminde açık sistemde

haftalık bitki su tüketimi değerleri...118 Şekil 4.32. 2. yıl ilkbahar döneminde kapalı sistemde

haftalık bitki su tüketimi değerleri...118 Şekil 4.33. 2. yıl ilkbahar döneminde kapillar sistemde

tüketilen besin eriyiği miktarları...119 Şekil 4.34. 2. yıl ilkbahar döneminde kapillar sistemde

haftalık bitki su tüketimi değerleri...121 Şekil 4.35. Sonbahar döneminde açık sistem ve kapalı

sistemde bitki su tüketimi – pazarlanabilir

verim ilişkileri...122

(21)

Şekil 4.36. İlkbahar döneminde açık sistem ve kapalı sistemde bitki su tüketimi – pazarlanabilir

verim ilişkileri...122 Şekil 4.37. Açık sistem ve kapalı sistemde üretim

dönemlerine göre elde edilen bitki su tüketimi – pazarlanabilir

verim ilişkileri...123 Şekil 4.38. Açık sistem ve kapalı sistemde

bitki su tüketimi – pazarlanabilir

verim ilişkileri...123 Şekil 4.39. Sonbahar döneminde kapillar sistemde

saksı tiplerine göre

verim ilişkileri...126 Şekil 4.40. Sonbahar döneminde kapillar sistemde

besin eriyiği dozlarına göre bitki su tüketimi – pazarlanabilir

verim ilişkileri...126 Şekil 4.41. İlkbahar döneminde kapillar sistemde

saksı tiplerine göre

verim ilişkileri...127 Şekil 4.42. İlkbahar döneminde kapillar sistemde

besin eriyiği dozlarına göre bitki su tüketimi – pazarlanabilir

verim ilişkileri...127 Şekil 4.43. Kapillar sitemde üretim dönemlerine

göre elde edilen

verim ilişkileri...128

(22)

Şekil 4.44. 1. yıl sonbahar döneminde açık sistem ve kapalı sistemde toplam verim kullanılarak

uygulanan (WUETV-SSM) ve tüketilen (WUETV-ET) besin eriyiğine göre belirlenen

su kullanım randımanları ...130 Şekil 4.45. 1. yıl sonbahar döneminde açık sistem ve

kapalı sistemde pazarlanabilir verim kullanılarak uygulanan (WUEPV-SSM) ve tüketilen (WUEPV-ET) besin eriyiğine göre belirlenen

su kullanım randımanları ...133 Şekil 4.46. 1. yıl sonbahar döneminde kapillar sistemde

toplam verim (WUETV) ve

pazarlanabilir verime (WUEPV) göre belirlenen su kullanım randımanları ...135 Şekil 4.47. 1. yıl ilkbahar döneminde açık sistem ve

kapalı sistemde toplam verim kullanılarak

su kullanım randımanları ...137 Şekil 4.48. 1. yıl ilkbahar döneminde açık sistem ve

su kullanım randımanları ...140 Şekil 4.49. 1. yıl ilkbahar döneminde kapillar sistemde

toplam verim (WUETV) ve

pazarlanabilir verime (WUEPV) göre belirlenen su kullanım randımanları ...142 Şekil 4.50. 2. yıl sonbahar döneminde açık sistem ve

su kullanım randımanları ...144

(23)

ŞEKİLLER DİZİNİ (devam) Şekil 4.51. 2. yıl sonbahar döneminde açık sistem ve

su kullanım randımanları ...147 Şekil 4.52. 2. yıl sonbahar döneminde kapillar sistemde

toplam verim (WUETV) ve pazarlanabilir verime (WUEPV) göre belirlenen

su kullanım randımanları ...154 Şekil 4.55. 2. yıl ilkbahar döneminde kapillar sistemde

toplam verim (WUETV) ve pazarlanabilir verime (WUEPV) göre belirlenen

su kullanım randımanları ...156 Şekil 4.56. 1. yıl sonbahar döneminde açık sistemde

1 MJ/m² sulama konusunda 3 farklı yönteme göre hesaplanan bitki katsayıları ve

regresyon eşitlikleri ...158 Şekil 4.57. 1. yıl sonbahar döneminde açık sistemde

regresyon eşitlikleri ...159

(24)

ŞEKİLLER DİZİNİ (devam) Şekil 4.58. 1. yıl sonbahar döneminde açık sistemde 4 MJ/m² sulama konusunda 3 farklı yönteme

göre hesaplanan bitki katsayıları ve

regresyon eşitlikleri...160 Şekil 4.59. 1. yıl sonbahar döneminde kapalı sistemde

regresyon eşitlikleri...165 Şekil 4.62. 1. yıl sonbahar döneminde açık sistem ve

kapalı sistemde 3 farklı yönteme göre hesaplanan bitki katsayıları ve

regresyon eşitlikleri...168 Şekil 4.63. 1. yıl sonbahar döneminde kapillar sistemde

kullanılan 2 farklı saksı tipi için 3 farklı yönteme göre hesaplanan bitki katsayıları ve

uygulanan 2 farklı besin eriyiği dozu için 3 farklı yönteme göre hesaplanan bitki katsayıları ve

regresyon eşitlikleri...172 Şekil 4.65. 1. yıl ilkbahar döneminde açık sistemde

regresyon eşitlikleri...177

(25)

ŞEKİLLER DİZİNİ (devam) Şekil 4.66. 1. yıl ilkbahar döneminde açık sistemde 2 MJ/m² sulama konusunda 3 farklı yönteme

regresyon eşitlikleri ...178 Şekil 4.67. 1. yıl ilkbahar döneminde açık sistemde

regresyon eşitlikleri ...179 Şekil 4.68. 1. yıl ilkbahar döneminde kapalı sistemde

regresyon eşitlikleri ...184 Şekil 4.71. 1. yıl ilkbahar döneminde açık sistem ve

regresyon eşitlikleri ...187 Şekil 4.72. 1. yıl sonbahar döneminde kapillar sistemde

kullanılan 2 farklı saksı tipi için 3 farklı yönteme göre hesaplanan bitki katsayıları ve

uygulanan 2 farklı besin eriyiği dozu için 3 farklı yönteme göre hesaplanan

bitki katsayıları ve regresyon eşitlikleri...191

(26)

ŞEKİLLER DİZİNİ (devam) Şekil 4.74. 2. yıl sonbahar döneminde açık sistemde 1 MJ/m² sulama konusunda 3 farklı yönteme

regresyon eşitlikleri...196 Şekil 4.75. 2. yıl sonbahar döneminde açık sistemde

regresyon eşitlikleri...197 Şekil 4.76. 2. yıl sonbahar döneminde açık sistemde

regresyon eşitlikleri...203 Şekil 4.80. 2. yıl sonbahar döneminde açık sistem ve

kullanılan 2 farklı saksı tipi için 3 farklı yönteme göre hesaplanan

bitki katsayıları ve

regresyon eşitlikleri...210

(27)

Şekil 4.82. 2. yıl sonbahar döneminde kapillar sistemde uygulanan 2 farklı besin eriyiği dozu için 3 farklı yönteme göre hesaplanan

bitki katsayıları ve

regresyon eşitlikleri ...223 Şekil 4.89. 2. yıl ilkbahar döneminde açık sistem ve

regresyon eşitlikleri ...227

(28)

Şekil 4.90. 2. yıl ilkbahar döneminde kapillar sistemde kullanılan 2 farklı saksı tipi için

3 farklı yönteme göre hesaplanan

bitki katsayıları ve regresyon eşitlikleri...230 Şekil 4.91. 2. yıl ilkbahar döneminde kapillar sistemde

uygulanan 2 farklı besin eriyiği dozu için 3 farklı yönteme göre hesaplanan

bitki katsayıları ve regresyon eşitlikleri...231 Şekil 4.92. 1. yıl sonbahar döneminde açık sistemde

LAI değerleri...236 Şekil 4.93. 1. yıl sonbahar döneminde kapalı sistemde

LAI değerleri...236 Şekil 4.94. 1. yıl sonbahar döneminde kapillar sistemde

LAI değerleri...238 Şekil 4.95. 1. yıl ilkbahar döneminde açık sistemde

LAI değerleri...239 Şekil 4.96. 1. yıl ilkbahar döneminde kapalı sistemde

LAI değerleri...240 Şekil 4.97. 1. yıl ilkbahar döneminde kapillar sistemde

LAI değerleri...241 Şekil 4.98. 2. yıl sonbahar döneminde açık sistemde

LAI değerleri...243 Şekil 4.99. 2. yıl sonbahar döneminde kapalı sistemde

LAI değerleri...243 Şekil 4.100. 2. yıl sonbahar döneminde kapillar sistemde

LAI değerleri...245 Şekil 4.101. 2. yıl ilkbahar döneminde açık sistemde

LAI değerleri...246 Şekil 4.102. 2. yıl ilkbahar döneminde kapalı sistemde

LAI değerleri...247

(29)

Şekil 4.103. 2. yıl ilkbahar döneminde kapillar sistemde

LAI değerleri ...248 Şekil 4.104. 1. yıl sonbahar döneminde açık sistem ve

kapalı sistemde bitki su tüketimi ile

yaprak alan indeksi arasındaki ilişkiler ...250 Şekil 4.105. 1. yıl sonbahar döneminde kapillar sistemde

bitki su tüketimi ile yaprak alan indeksi

arasındaki ilişkiler...253 Şekil 4.106. 1. yıl ilkbahar döneminde açık sistem ve

yaprak alan indeksi arasındaki ilişkiler ...256 Şekil 4.107. 1. yıl ilkbahar döneminde kapillar sistemde

arasındaki ilişkiler...259 Şekil 4.108. 2. yıl sonbahar döneminde açık sistem

ve kapalı sistemde bitki su tüketimi ile yaprak alan indeksi

arasındaki ilişkiler...262 Şekil 4.109. 2. yıl sonbahar döneminde kapillar sistemde

arasındaki ilişkiler...265 Şekil 4.110. 2. yıl ilkbahar döneminde açık sistem ve

yaprak alan indeksi

arasındaki ilişkiler...268 Şekil 4.111. 2. yıl ilkbahar döneminde kapillar sistemde

arasındaki ilişkiler...271

(30)

(31)

ÇİZELGELER DİZİNİ

Sayfa Çizelge 2.1. Farklı iklim koşullarında, farklı yetiştiricilik

sistemleri kullanılarak yetiştirilen domates bitkisinin

su kullanım randımanı (kg/m³) ...16 Çizelge 3.1. Yetiştirme dönemleri ...35 Çizelge 3.2. Yetiştirme dönemlerine ilişkin

bazı özet bilgiler ...38 Çizelge 3.3. Açık sistem ve kapalı sistemde

bitkilere uygulanan besin eriyiğinin

kimyasal içeriği...42 Çizelge 4.1. Sulama konularının 1 günlük ve

dönemlik sulama sayısı

(1. yıl Sonbahar) ...55 Çizelge 4.2. Sulama konularının 1 günlük ve

(1. yıl İlkbahar) ...58 Çizelge 4.3. Sulama konularının 1 günlük ve

(2. yıl Sonbahar) ...61 Çizelge 4.4. Sulama konularının 1 günlük ve

(2. yıl İlkbahar) ...65 Çizelge 4.5. 1. yıl Sonbahar döneminde açık sistem ve

kapalı sisteme ilişkin

verim sonuçları ...66 Çizelge 4.6. 1. yıl Sonbahar döneminde kapillar sisteme

ilişkin verim sonuçları ...69 Çizelge 4.7. 1. yıl İlkbahar döneminde açık sistem ve

kapalı sisteme ilişkin verim sonuçları ...72

(32)

ÇİZELGELER DİZİNİ (devam) Çizelge 4.8. 1. yıl İlkbahar döneminde kapillar sisteme

ilişkin verim sonuçları ...75 Çizelge 4.9. 2. yıl Sonbahar döneminde açık sistem ve

kapalı sisteme ilişkin verim sonuçları...78 Çizelge 4.10. 2. yıl Sonbahar döneminde kapillar sisteme

ilişkin verim sonuçları ...81 Çizelge 4.11. 2. yıl İlkbahar döneminde açık sistem ve

kapalı sisteme ilişkin verim sonuçları...84 Çizelge 4.12. 2. yıl İlkbahar döneminde kapillar sisteme

ilişkin verim sonuçları ...87 Çizelge 4.13. Açık sistem ve kapalı sistemde regresyon

eşitliklerine göre hesaplanan teorik

en yüksek verim ve bu verime karşılık gelen

su tüketimleri ...124 Çizelge 4.14. Açık sistem ve kapalı sistemde

bitki su tüketimi – pazarlanabilir verim ilişkilerine ait regresyon eşitliklerinin

varyans analiz tablosu ...125 Çizelge 4.15. Kapillar sistemde hesaplanan regresyon

eşitlikleri ve R² değerleri ...128 Çizelge 4.16. Kapilar sistemde bitki su tüketimi – pazarlanabilir verim ilişkilerine ait regresyon eşitliklerinin

varyans analiz tablosu ...129 Çizelge 4.17. 1. yıl sonbahar döneminde açık sistemde

1, 2 ve 4 MJ/m² sulama konusunda 3 farklı yönteme göre hesaplanan regresyon eşitliklerinin varyans analizleri ve dönem başı, dönem ortası ve dönem sonundaki kc değerleri...161

(33)

ÇİZELGELER DİZİNİ (devam) Çizelge 4.18. 1. yıl sonbahar döneminde kapalı sistemde

1, 2 ve 4 MJ/m² sulama konusunda 3 farklı yönteme göre hesaplanan regresyon eşitliklerinin varyans analizleri ve dönem başı, dönem ortası ve dönem sonundaki kc değerleri...166 Çizelge 4.19. 1. yıl sonbahar döneminde açık sistem ve

kapalı sistemde 3 farklı yönteme göre hesaplanan regresyon eşitliklerinin varyans analizleri ve dönem başı, dönem ortası ve dönem sonundaki kc değerleri ...169 Çizelge 4.20. 1. yıl sonbahar döneminde kapillar sistemde

3 farklı yönteme göre hesaplanan regresyon eşitliklerinin varyans analizleri ve dönem başı, dönem ortası ve dönem sonundaki

kc değerleri ...173 Çizelge 4.21. 1. yıl ilkbahar döneminde açık sistemde

1, 2 ve 4 MJ/m² sulama konusunda 3 farklı yönteme göre hesaplanan regresyon

eşitliklerinin varyans analizleri ve dönem başı, dönem ortası ve dönem sonundaki

kc değerleri ...180 Çizelge 4.22. 1. yıl ilkbahar döneminde kapalı sistemde

kc değerleri ...185 Çizelge 4.23. 1. yıl ilkbahar döneminde açık sistem ve

kapalı sistemde 3 farklı yönteme göre hesaplanan regresyon eşitliklerinin varyans analizleri ve dönem başı, dönem ortası ve dönem sonundaki

kc değerleri ...188

(34)

ÇİZELGELER DİZİNİ (devam) Çizelge 4.24. 1. yıl ilkbahar döneminde kapillar sistemde 3 farklı yönteme göre hesaplanan regresyon

kc değerleri ...192 Çizelge 4.25. 2. yıl sonbahar döneminde açık sistemde

kc değerleri...199 Çizelge 4.26. 2. yıl sonbahar döneminde kapalı sistemde

kc değerleri...204 Çizelge 4.27. 2. yıl sonbahar döneminde açık sistem ve

kc değerleri ...208 Çizelge 4.28. 2. yıl sonbahar döneminde kapillar sistemde

kc değerleri ...212 Çizelge 4.29. 2. yıl ilkbahar döneminde kapillar sistemde

kc değerleri ... 219

(35)

ÇİZELGELER DİZİNİ (devam) Çizelge 4.30. 2. yıl ilkbahar döneminde kapalı sistemde

1, 2 ve 4 MJ/m² sulama konusunda 3 farklı yönteme göre hesaplanan regresyon eşitliklerinin varyans analizleri

ve dönem başı, dönem ortası ve sonundaki

kc değerleri ...224 Çizelge 4.31. 2. yıl ilkbahar döneminde açık sistem ve

kc değerleri ...228 Çizelge 4.32. 2. yıl ilkbahar döneminde kapillar sistemde

kc değerleri ...232 Çizelge 4.33. 1. yıl sonbahar döneminde açık sistem ve

kapalı sistemde bitki su tüketimi ile yaprak alan indeksi arasındaki regresyon

eşitliklerine ilişkin varyans analizleri ...251 Çizelge 4.34. 1. yıl sonbahar döneminde kapillar sistemde

bitki su tüketimi ile yaprak alan indeksi arasındaki regresyon eşitliklerine ilişkin

varyans analizleri...254 Çizelge 4.35. 1. yıl ilkbahar döneminde açık sistem ve

kapalı sistemde bitki su tüketimi ile yaprak alan indeksi arasındaki regresyon eşitliklerine ilişkin

varyans analizleri...257 Çizelge 4.36. 1. yıl ilkbahar döneminde kapillar sistemde

varyans analizleri...260

(36)

ÇİZELGELER DİZİNİ (devam) Çizelge 4.37. 2. yıl sonbahar döneminde açık sistem ve kapalı sistemde bitki su tüketimi ile

yaprak alan indeksi arasındaki regresyon eşitliklerine ilişkin

varyans analizleri ...263 Çizelge 4.38. 2. yıl sonbahar döneminde kapillar sistemde

varyans analizleri ...266 Çizelge 4.39. 2. yıl ilkbahar döneminde açık sistem ve

kapalı sistemde bitki su tüketimi ile yaprak alan indeksi arasındaki regresyon eşitliklerine ilişkin

varyans analizleri ...269 Çizelge 4.40. 2. yıl ilkbahar döneminde kapillar sistemde

varyans analizleri ...272

(37)

1. GİRİŞ

Yerkürede mevcut suyun %97’si denizlerde, %2.25’i ise buzullar ve karda bulunmaktadır. Kalan %0.75’lik kısım ise aküferlerde, akarsularda ve göllerde kullanılabilir su halindedir. Bu suyun da,

%70’inden tarımsal, %22’sinden sanayi ve %8’inden de içme ve kullanma suyu amacıyla yararlanılmaktadır. Tarımsal amaçlı kullanım kurak ve yarı kurak iklimlerde %90’lık bir paya sahiptir. Sanayi ve içme- kullanma amaçlı suya olan ihtiyacın artması, tarımsal su miktarını her geçen gün daha da azaltmaktadır. Bu nedenle, 21 yy.’da su kıtlığı tarım sektörü önündeki en büyük engel olarak görülmektedir (Yazar, 2006).

1999 yılında 6 milyara ulaşan dünya nüfusu her yıl 80 – 85 milyon artmaktadır. 2050 yılında nüfusun, eğer artış bu hızda devam ederse 14.4, bu hız azalırsa 7.3 – 10.7 milyara ulaşacağı tahmin edilmektedir. Bu artışın büyük bir kısmının da gelişmekte olan ülkelerde meydana geleceği öngörülmektedir (Howell, 2006).

Miktar ve kalite açısından azalan su kaynaklarına karşın artan dünya nüfusu, küresel iklim değişikliği ve sürdürülebilir olmayan uygulamalar sonucu tarımsal alanların verimliliklerini kaybetmesi suyun etkin ve sürdürülebilir kullanımını sağlayacak yeni teknolojik çözümlere olan ihtiyacı arttırmaktadır. Su giderek kısıtlı bir kaynak halini aldığı ve pompaj masrafları arttığı sürece, birim sudan elde edilen verim birim alandan elde edilen verimden daha önemli olacaktır (Hiler and Howell, 1983).

Akdeniz iklim kuşağındaki kurak ve yarı kurak bölgelerde su kaynakları aşırı kullanılmakta, düzensiz bir dağılım göstermekte ve

(38)

günden güne kısıtlı bir kaynak haline gelmektedir. Bölgedeki su tüketiminin %72’sini tarımsal faaliyetler, %17’sini sanayi ve %10’u da içme ve kullanma amaçlı su tüketimi oluşturmaktadır. Bununla birlikte, özellikle tarım sektöründe suyun aşırı tüketimi, yanlış yönetimi ve kullanımı verimli tarım topraklarının yaklaşık %30’unun tuzluluk zararı altında kalmasına yol açmaktadır. Ayrıca, aşırı gübre ve kimyasal kullanımı su kaynaklarının kalitesinin hızla düşmesine neden olmakatadır. Bunun dışında, tarım sektöründe %50’yi aşan su kayıpları meydana gelmektedir. Günümüz teknolojisinin tarımın su ihtiyacını ancak %10 – 15 oranında azaltabileceği gözönünde bulundurulursa, suyun bitki ölçeğinde daha randımanlı kullanılması zorunludur (Hamdy, 2006).

Bölgede su kaynakları açısından yaşanan sıkıntılar ve çevrenin korunması konusunda alınan tedbirler üreticileri birim alandan ve birim sudan en yüksek verimi almaya yönelik tarımsal uğraşlara yönlendirmektedir. Bu uğraşların başında da seracılık gelmektedir. Dış koşullara göre nemin daha yüksek, solar radyasyon ve rüzgar hızının daha düşük olması, damla sulama, fertigasyon, iklim kontrolü, bitki hastalık ve zararlılarıyla entegre mücadele ve topraksız tarım gibi gelişmiş teknolojilerin kullanılması nedeniyle sera içindeki verim potansiyeli artarken bitkilerin kullandıkları su miktarları azalmaktadır.

Bunun sonucunda da, açıkta yetiştiriciliğe göre hem verim hem de toplam gelir açısından daha yüksek su kullanım randımanları elde edilmektedir (Pardossi et al., 2004).

Topraksız tarım, topraktan bağımsız bir yetiştiricilik şekli olması, toprak kaynaklı problemleri önlemesi ve metil bromid gibi toprak

(39)

dezenfeksiyonunda kullanılan kimyasalların çevreye zarar vermesi ve bu nedenle Montreal Protokolü çerçevesinde 2005 yılı sonuna kadar gelişmiş ülkelerde kullanımının yasaklanmış olması gibi nedenlerle hızlı bir gelişme göstermiştir (Van Os et al., 2001; Giannakou and Anastasiadis, 2005). Ayrıca, bu yetiştiricilik tekniğiyle dünyadaki işlenebilir tarım arazilerinin büyük bir kısmını oluşturan tuzlu ve alkali topraklarda bile seracılığın yapılabilmesi ve yüksek verim ve kalitenin elde edilmesi mümkündür (Savvas, 2002).

Topraklı yetiştiricilikle karşılaştırıldığında topraksız tarımın verim ve ürün kalitesini arttırması, enerji tasarrufu sağlaması, üretim sezonunun başlangıcında hastalıksız bir kök bölgesi sunması ve sulama ve gübreleme uygulamaları aracılığıyla yetiştiriciye bitki üzerinde daha fazla kontrol imkanı sağlaması seralarda üretici düzeyinde topraksız tarımın giderek daha geniş ölçekte uygulanmasına neden olmaktadır (Van Os, 2001). Bu nedenle, son 10 yılda bu yetiştiricilik şekli üzerinde yapılan çalışmalar daha çok belirtilen avantajları sağlayan yeni ve modern sistemlerin ve ekipmanların geliştirilmesi ya da var olanların iyileştirilmesi üzerine odaklanmıştır (Van Os et al., 2002).

Topraksız yetiştiricilik, günümüzdeki teknoloji ve bilgi birikimiyle üretici düzeyinde uygulanabilir olsa da, kurulum giderleri ve gerekli teknik bilgi, yetiştiricilik önündeki en büyük olumsuzluklar olarak görülmektedir (Savvas, 2002). Seracılığın sanayi boyutuna ulaştığı ülkelerde bu problemler daha az sorun yaratırken, özellikle yetiştiriciliğin daha küçük ölçekte yapıldığı Akdeniz ülkelerinde bu problemler daha belirgindir. Bu nedenle, ancak toprak kaynaklı problemlerin kritik, su kaynaklarının kısıtlı, gübreleme nedeniyle çevre kirliliğinin ciddi

(40)

boyutlara ulaştığı durumlarda üreticiler ticari anlamda topraksız tarıma yönelme eğilimindedirler.

Topraksız yetiştiricilik, her türlü tarımsal üretimin durgun veya akan besin eriyiklerinde, besin sisinde veya besin eriyiği ile beslenmiş katı ortamlarda gerçekleştirilmesidir. Bu açıdan bakıldığında topraksız yetiştiricilik su kültürü ve ortam kültürü olmak üzere iki ana gruba ayrılabilir. Her iki yetiştirme tekniğinde de bitkilerin besin maddesi ve su gereksinimleri, gelişmeleri için gerekli tüm elementleri içeren besin eriyikleri kullanılarak karşılanmaktadır (Jensen, 1997; Sevgican, 1999;

Maloupa, 2002).

Ortam kültüründe, besin eriyiğinin yönetimi, ortama uygulanması sonrasında drenaj suyunun uzaklaştırılması (açık sistem) veya toplanarak sistemde tekrar dolaştırılması (kapalı sistem) esasına dayandırılmaktadır (Winsor and Schwarz, 1990). Açık sistemlerde ana ilke besin eriyiğinin belli oranda drene olmasına izin vererek bitki kök bölgesinde tuz birikimini azaltmaktır. Bu oran ise kullanılan suyun kalitesine ve bitkinin tuza olan hassasiyetine bağlı olarak %10 – 30 arasında değişmektedir.

Kapalı sistemlerde ise bitki kök bölgesinden drene olan besin eriyiğinin kimyasal yapısı uygulanan besin eriyiğinin kimyasal yapısından farklılık göstermektedir. Bu değişim nedeniyle drene olan besin eriyiği tekrar bitki kök bölgesine uygulanamamakta, su ve/veya taze besin eriyiği ile yenilenmesi, zorunlu hallerde ise sistem dışına uzaklaştırılması gerekmektedir. Bu da yenilenmiş besin eriyiğinde istenen EC (elektriksel iletkenlik) değeri göz önüne alınarak gerçekleştirilmektedir (Schröder and Lieth, 2002).

(41)

Bir başka bitki yetiştirme tekniği olan kapillar sistemde, bitkilerin su ve besin maddesi gereksinimleri yetiştirme ortamlarının alt kısmından uygulanmaktadır (Schwarz, 1995). Bu şekildeki yetiştiricilikte, sistem dışına besin eriyiği atılmamakla beraber, bitki kök bölgesinde tuz birikimi en büyük problem olarak görülmektedir. Besin eriyiğinin bitki kök bölgesine alttan uygulanması ve kök bölgesi boyunca evaporasyonla yükselmesi nedeniyle, yetiştirme ortamı içinde aşağıdan yukarıya doğru tuz hareketi olmaktadır (Cox, 2001; Schröder and Lieth, 2002).

Topraklı tarımla karşılaştırıldığında, topraksız yetiştiricilik sistemlerinde kök hacminin sınırlı, kök bölgesi su tutma kapasitesinin daha yüksek, buna karşılık mevcut kullanılabilir su ve bitki besin elementlerinin miktarının daha düşük olması sulama sisteminin etkin olmasını, sulamanın sık aralıklarla ve doğru miktarlarda yapılmasını gerektirmektedir. Ayrıca, kimyasal değişimlere karşı bitki kök bölgesi tamponlama kapasitesinin daha az olması yetiştiriciliğin hatalara karşı daha duyarlı olmasına neden olmakta ve sürekli bir kontrolü gerekli kılmaktadır. Uygulamada daha çok ya kök bölgesinde yeterli nem sağlanarak besin maddesi eksikliği ve su stresi önlenmekte ya da kök bölgesinde hava-su dengesi sağlanmaktadır. Bunlara ek olarak çevre koruma önlemleri açısından ciddi yaptırımların uygulandığı ülkelerde drene olan besin eriyiği miktarı minimumda tutulmaya çalışılmaktadır (Schröder and Lieth, 2002).

Sera sebze yetiştiriciliğinde su tasarrufu kavramı suyun doğrudan kök bölgesine uygulandığı damla sulama yönteminin kullanılmasıyla başlamıştır. İlerleyen dönemlerde topraksız yetiştiricilik yöntemleri ile daha az kök hacmi kullanılarak su ve gübre tasarrufu sağlanacağı

(42)

anlaşılmıştır. Bu konuda en son gelişme olarak da su ve gübrenin üretim sezonu boyunca değişen bitki isteklerine cevap verebilecek şekilde otomasyonla uygulanması çalışmaları gerçekleşmiştir.

Günümüzde yenilenemeyen enerji kaynaklarının dikkatsizce kullanılması ve bitkisel üretimde kullanılan kimyasalların ve yetiştirme sistemlerinden uzaklaştırılan besin eriyiklerinin çevreye zarar vermesi su ve gübrelerin tarımsal üretimde kullanımı sırasında bir takım önlemlerin alınmasını gerektirmektedir. Bu önlemlerin başında topraksız yetiştiricilikte yaygın şekilde kullanılan, beraberinde su ve gübre israfını ve çevre kirliliğini de getiren açık sistemlerin, daha fazla su ve gübre tasarrufu sağlayan, çevreyle daha dost kapalı sistemlerle yer değiştirmesi gelmektedir (Van Os, 1999).

Topraksız yetiştiricilikte besin eriyiklerinin en uygun şekilde uygulanabilmesi üretim dönemi içinde herhangi bir anda bitkinin su ve besin maddesi isteğini mümkün olduğunca doğru tahminlemekle mümkündür. Bunun yanında bu isteği doğru miktarlarda karşılayacak sistemlerin de seçimi önem kazanmaktadır. Açık sistemlerden kapalı sistemlere geçişin desteklenmesine paralel olarak, kapalı sistemlerde besin eriyiği yönetiminin açık sistemlere göre daha farklı ve zor olması üretici bazında bu sistemlerin kullanımını güçleştirmektedir. Özellikle bitki kök bölgesinde bitki besin elementlerinin yüksek miktarlarda birikmesi ya da çok az miktarlara düşmesi, meydana gelebilecek kök hastalıklarının sistem içinde diğer bitkilere hızla yayılabilmesi ve besin eriyiği dezenfeksiyonunun pahalı olması gibi sorunlar bu sistemlerde uygulamaya yönelik yeni bir takım yaklaşımları gerektirmektedir. Bu

(43)

aşamada ise su ve gübre tasarrufu sağlayan sulama programlarının belirlenmesi önem kazanmaktadır (Papadopoulos, 1998).

Günümüz modern topraksız yetiştiricilik sistemlerinde sulamanın programlanması ve uygun sulama programlarının seçimi bitki kök bölgesinde yeterli nemi sağlamanın yanında bitki gelişiminin de kontrol edilmesini sağlamaktadır. Böylelikle uzun dönem yetiştiriciliği yapılabilen domates gibi bitkiler için üretim dönemi boyunca vejetatif ve generatif gelişme arasında denge sağlanabilmektedir. Sulamanın programlanmasında iki sulama arasında geçen süre ve sulama süresinin belirlenmesi en önemli kriterlerdir. İki sulama arasında geçen sürenin sabit tutularak, her bir sulama süresinin %20 – 30 oranında drenaja izin verecek şekilde deneme yanılma ile belirlenen yöntemde, istenen koşullar çoğu zaman sağlanamamakla beraber bitkinin ihtiyaç duyduğundan çok daha fazla miktarda besin eriyiği uygulanması söz konusu olabilmektedir.

Bu tipteki uygulamalar kaynak kullanımı ve sera dışına atılan besin eriyiği miktarlarında görülen artışlar nedeniyle yerini sera içi ikliminin (solar radyasyon, buhar basıncı açığı vb), bitkinin ve bitki kök bölgesinin izlenerek sulamanın programlandığı gelişmiş yöntemlere bırakmaktadır (Klaring, 2001; Shelford et al., 2004). Ancak bu yöntemlerde de suyun ve bitki besin maddelerinin daha etkin kullanıldığı, besin maddesi eksikliği ve su stresi yaratmayan, aynı zamanda atık besin çözeltisi miktarını en aza indiren sulama programlarının geliştirilmesine ve geliştirilen bu programların çevre dostu topraksız tarım sistemlerine entegre edilmesine ihtiyaç vardır.

Bu araştırmada, ülkemizde kolaylıkla sağlanabilen yetiştirme ortamları ile gerçekleştirilen domates yetiştiriciliğinde kullanılabilecek

(44)

çevre dostu basit ve ucuz topraksız tarım sistemleri kullanılarak su kullanım randımanının arttırılması, bu amaçla da farklı bitki yetiştirme sistemlerinin karşılaştırılması ve uygun sulama programlarının saptanması amaçlanmıştır.

(45)

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR

Topraksız tarım ile ilgili olarak yürütülen bazı çalışmalar aşağıda özetlenmiştir.

2.1. Topraksız Tarımda Sulamanın Programlanması ile İlgili Çalışmalar

Smith (1987) ve Jensen (1997), topraksız yetiştiriciliğin geleneksel yetiştiriciliğe göre sulama ve gübreleme hatalarına karşı daha duyarlı bir yetiştiricilik şekli olduğunu ve bu konudaki başarının ancak besleme ve sulamanın uygun bir şekilde yapıldığında sağlanabileceğini vurgulamaktadır. Genel bir kural olarak, gün içinde yapılacak sulamaların ortam su tutma kapasitesinin %5 - 10’luk bölümünün buharlaşma ve bitki su tüketimi nedeniyle uzaklaşması durumunda yapılması gerektiği ve bu durumda yetiştirme koşullarına bağlı olarak günde 20 - 30’a varan su uygulamasının mümkün olabileceğini belirtmektedir. Ayrıca gün içinde değişken zamanlarda ancak sabit hacimlerle yapılan sulamaların, sabit zamanda ancak değişken hacimlerle yapılan sulamalardan daha uygun olduğunu saptamıştır. Diğer taraftan her sulama uygulamasında uygulanan suyun normal koşullarda %15 - 20, gerekli olduğu durumda ise %30 - 35’inin drene olmasının besin maddesi dengesinin sağlanması açısından yararlı olduğunu bildirmektedir.

Topraksız tarımda sulamaların programlanmasında otomasyondan yararlanılmaktadır. Bazı durumlarda kesme çiçek yetiştiriciliğinde sisleme uygulamaları da solar radyasyona bağlı olarak otomasyonla gerçekleştirilmektedir (Molitor and Fischer, 1999). Bu açıdan bakıldığında, sulamaların solar radyasyona göre programlandığı durumlarda, öncelikle sulamaların ne zaman başlayacağına karar

(46)

verilmektedir. Ardından solar radyasyon ölçümlerine bağlı olarak takip eden sulama uygulamalarının zamanları ve süreleri belirlenmektedir. Bu durumda istenen yıkama oranının sağlanması için ya sulamalar arasındaki süre esas alınan radyasyon değeri düşürülerek azaltılmakta ya da su uygulama süresi arttırılmaktadır. Drenajın belirlenmesinde ise hassas ölçümlere gerek duyulmamakta, 7 – 8 bitkinin bulunduğu bir sıradan elde edilen drenajın ölçülmesi yeterli olmaktadır (Van Kooten et al., 2004).

Sulamaların solar radyasyon ve ağırlık (tartılı lizimetre) yöntemine göre programlandığı bir araştırmada, her iki yöntemin de sera topraksız domates yetiştiriciliğinde kullanılabileceği belirtilmektedir. Araştırmada domates bitkisinin ortalama su tüketimi her bir yöntem için sırasıyla 1.49 l/gün ve 1.26 l/gün olarak saptanmıştır. Sulamaların solar radyasyona göre programlandığı durumda, yıkama oranı gün içinde sapmalar göstermesine karşın, ağırlık yönteminin kullanıldığı durumda yıkama oranlarında büyük sapmaların görülmediği bildirilmektedir. Aynı araştırmada, solar radyasyon yönteminde gün içindeki sulama aralığı 21 – 62 dakika arasında değişirken, ağırlık yönteminde bu değişim gündüz saatlerinde 73 – 262 dakika, tüm gün içinde 73 – 511 dakika arasında olmuştur (Shelford et al., 2004).

Reis et al. (2000), sulamaların sera içine gelen güneş radyasyonuna göre programlandığı durumda yetiştirme dönemi boyunca gün içinde 3 – 30 arasında değişen sulama uygulamasının mümkün olduğunu belirtmektedirler.

(47)

Lizarraga et al. (2003), topraksız domates yetiştiriciliğinde yetiştirme dönemi boyunca sabit hacim ve aralıklarda yapılan sulamaların bitkinin değişen su tüketimini karşılayacak kadar esnek bir yöntem olmadığını bildirmektedir. Ayrıca, bu tip sulama programının özellikle sabah saatlerinde su ve gübre kaybına yol açarken, öğle saatlerinde bitkilerin su stresine girmesine neden olduğunu belirtmektedir. Bunun yerine, her 0.81 MJ/m²’lik güneş radyasyonu değerinde yapılan sulamaların daha uygun olduğunu, ancak bunun da akşamları bitki kök bölgesini nemli tutmak amacıyla bir zamanlayıcı kullanılarak desteklenmesine ihtiyaç gösterdiğini vurgulamaktadır.

Bauerle (1984), domates yetiştiriciliğinde bitkiler genç iken günde bir kez yapılan sulamanın yeterli olabileceğini ancak sonraki dönemlerde daha sık aralıklarla sulama yapılması gerektiğini bildirmektedir.

Özellikle sera içi solar radyasyon miktarının yüksek olduğu günlerde bunun oldukça önemli olduğunu vurgulamaktadır.

Böhme (1995), farklı ortamlar kullanılarak kapalı sistem şeklinde gerçekleştirilen topraksız hıyar yetiştiriciliğinde, uygulanan besin eriyiğinin %1 – 45 arasında değişen oranlarda drene olduğunu, bitki besleme açısından bu oranların her zaman için göz önünde tutulması gerektiğini, bu nedenle de üretim dönemi boyunca besin eriyiğinin dikkatli bir şekilde kontrol edilmesinin zorunlu olduğunu belirtmektedir.

Çalışmada bitkilere 0.4 – 1.8 l/bitki besin eriyiği uygulandığında 0 – 0.8 l/bitki, 0.35 – 2.3 l/bitki besin eriyiği uygulandığında ise 0 – 0.4 l/bitki drenaj alındığı bildirilmektedir. Drene olan besin eriyiği miktarının günden güne büyük oranda değişmesi nedeniyle kapalı sistemde besin eriyiği resirkülasyonunun problemlere neden olduğu da dile

(48)

getirilmektedir. Drene olan besin eriyiğinde yüksek miktarlarda kalsiyum, sodyum, klor ve sülfatın ölçüldüğü ve bu tipteki bir besin eriyiğinin sürekli kullanımının bitkilere zarar verebileceği ve meyve kalitesi üzerine olumsuz etkilerde bulunabileceği de belirtilmektedir.

Savvas and Manos (1999), bitkilerin gelişme periyodu süresince su ve besin maddelerini değişen miktarlarda tükettiğini, bu nedenle alınan besin maddesi miktarının suya olan oranının besin eriyiğindeki oranlarla aynı olmadığını bildirmektedirler. Bunun sonucunda da, ortam kültüründe, her sulama uygulamasından sonra farklı iyon konsantrasyonlarına sahip atık çözeltinin oluştuğu, bu çözeltinin yeniden kullanılması durumunda ise farklı oranlarda su ve besin maddesiyle yenilenmesi gerektiği belirtilmektedir.

Roh et al. (1997), tarafından yapılan çalışmada perlit, kayayünü ve karışımları kullanılmış ve sulamaların miktar ve sıklığını kontrol etmek amacıyla solar radyasyon verilerinden yararlanılmıştır. Bu amaçla sulamalar 10, 20 ve 30 cal/cm² birikimli radyasyon değerlerinde yapılmıştır. Buna göre, perlit için 10 cal/cm², kayayünü ve karışım için de 20 – 30 cal/cm² solar radyasyon düzeyinin önerilebilir olduğu belirtilmektedir.

Adams (1991), torf torbalarının sulanmasında, güneş radyasyonu değerlerini esas alarak verilmesi gereken suyun %120, %100, %80 ve

%60’ı uygulandığında, su gereksiniminin %100’ü karşılanan bitkilerde domates veriminin en yüksek olduğunu bildirmektedir.

Inrocci et al. (2003), düşük maliyetle kurulan kapalı sistemde (10

€/m²’den az) sulamaların zamanlayıcı ile kontrol edildiği ve %50 drenaj

(49)

sağlanacak şekilde elle çalıştırıldığı durumda drenaj oranındaki büyük değişimler nedeniyle etkin bir sulamanın yapılamadığını belirtmektedir.

Alarcon et al. (2001), kapalı sistemde domates bitkisinin sulama programının oluşturulmasında yetiştirme ortamı içine yerleştirilen ve nem seviyesini ölçen derinliği ayarlanabilir 2 sensörden yararlanmışlardır. Sensörler bitki su tüketimine bağlı olarak ortam içindeki nem değişimini ölçerek sulamaların başlamasını ya da sona ermesini sağlamıştır.

2.2. Topraksız Tarımda Bitki Su Tüketimi, Su Kullanım Randımanı ve Verimin Belirlenmesi ile İlgili Çalışmalar Sera içinde yetiştirilen bitkilerin su tüketimlerinin solar radyasyon, hava sıcaklığı, hava nemi, yaprak alanı, CO2 konsantrasyonu ve rüzgar hızı gibi faktörlere bağımlıdır (Stanghellini, 1987). Transpirasyonla solar radyasyon arasında ise güçlü bir ilişki vardır. Transpirasyonu arttıran en büyük etmen stoma boşlukları ile sera havası arasındaki su potansiyeli farkıdır. Stoma boşluklarındaki oransal nem %100 olarak kabul edilmektedir (doymuş buhar basıncı). Doymuş buhar basıncı sıcaklığın etkisi ile üssel olarak arttığından transpirasyon yaprak sıcaklığının artması ile artar. Yaprak sıcaklığını arttıran en büyük faktör de yaprak üzerine gelen solar radyasyondur. Nitekim her 1 J/cm².gün değerindeki radyasyon artışının 2.2 ml (2.2 l/m²) su tüketimine neden olduğu bildirilmektedir. (Van Kooten et al., 2004).

Su ve bitki besin maddelerinin doğru kullanımı yaprak alanı ve yaprak oluşumunu olumlu yönde etkileyerek radyasyon kullanım etkinliğini arttırmakta, özellikle bitki ihtiyaçları dikkate alınarak gerçekleştirilecek gübreleme uygulamaları sadece drenajı ve yeraltı su

(50)

kaynaklarının kirliliğini azaltmakla kalmayıp su kullanım randımanını da arttırmaktadır (Tognoni and Serra, 2003).

Su kullanım randımanı (WUE) terimi farklı şekillerde tanımlanmakla birlikte daha çok bitki gelişimi ile su kullanımı arasındaki ilişkiyi ifade etmek amacıyla kullanılmaktadır (Gregory, 2004). Genel anlamda randıman boyutsuz bir terimdir. Girdi ile çıktı arasındaki oranı ifade eder ve teorik olarak maksimum bir değere ihtiyaç duymaktadır (Jones, 2004; Gregory, 2004). Bununla birlikte tarımsal amaçlı olarak, yaprak ve bitki gibi farklı ölçeklerde farklı amaçlar için tanımlanabilir.

Yaprak ölçeğinde, su kullanım randımanı anlık olarak belirlenmektedir.

Bu amaçla gaz değişimi ölçümleri kullanılmakta ve karbon asimilasyonunun transpirasyona oranı şeklinde ifade edilmektedir. Bu oran buhar basıncı açığına (VPD) bağımlı olduğundan, farklı buhar basıncı değerlerinde hesaplamalar yapılmak istendiğinde gerçek su kullanım randımanı olarak tanımlanan ve yine anlık değerlere bağlı olan karbon asimilasyonunun stoma iletkenliğine oranı (A/gs) kullanılmaktadır. Bitki ölçeğinde, su kullanım randımanı yetiştirme sezonu boyunca belirlenmekte ve belirli bir süre içinde bitkideki net kuru madde artışının aynı süre içindeki su kaybına oranı olarak tanımlanmaktadır. Ancak, uygulama alanlarına bağlı olarak kuru madde ve su kaybı değişik şekillerde ifade edilebildiğinden, bitki ölçekli su kullanım randımanı fizyolojik/biyolojik ve agronomik anlamda farklı şekillerde kullanılmaktadır. Fizyolojik/biyolojik açıdan genellikle transpirasyonla kaybedilen birim su miktarına karşılık üretilen toplam biyomas veya gövde biyomas miktarı (transpirasyon randımanı) olarak ifade edilirken, agronomik açıdan evapotranspirasyon ya da

(51)

transpirasyonla kaybedilen su miktarına karşılık gelen ekonomik verim olarak tanımlanmaktadır (Chaves et al., 2004). Bazı durumlarda üretilen biyomas miktarları glikoz eşdeğeri şeklinde de verilmektedir. Glikoz eşdeğeri daha çok farklı kimyasal içeriğe sahip bitkilerin su kullanım randımanlarının karşılaştırılmasında kullanılmaktadır (Jones, 2004). Su kullanım randımanı için kullanılan diğer bir agronomik ifade de elde edilen verime karşılık kullanılan sulama suyu miktarı olarak bilinen sulama suyu kullanım randımanıdır. Bu terim, farklı bitki yetiştirme sistemlerinin izlenmesi ve karşılaştırılması açısından önemlidir. Bitkiler arasındaki farklılıklar belirlenmek istendiğinde ise yetiştirme sezonu süresince hesaplanan su kullanım randımanına buhar basıncı açığının etkisini de yansıtmak gerekmektedir. Bu amaçla farklı iklim koşullarında elde edilen değerler ortalama buhar basıncı açığı ile düzeltilerek bitkiler arasında daha güvenli karşılaştırmalar yapmak mümkün olmaktadır (Chaves et al., 2004).

Açıkta yetiştiricilikte su kullanım randımanları incelendiğinde üretimde kullanılan su miktarının çok yüksek boyutlarda olduğu görülmektedir. Ortalama olarak, açıkta yetiştirilen 1 kg domates için 200

± 100 litre su kullanılmaktadır. Günümüzde İsrail’de bu değer damla sulama ile 60 l/kg’a düşürülürken, Hollanda seralarında ise 20 l/kg’dır.

Serayı tamamen kapalı bir sistem haline getirip buharlaşan suyu tekrar geri kazanarak bu değeri teorik limit olan 1.5 l/kg’a kadar düşürmek olasıdır (Van Kooten et al., 2004).

Pardossi et al. (2004), bazı Akdeniz ülkelerinde farklı iklim koşullarında farklı sistemler kullanılarak yetiştirilen domates bitkisinin su