Biochar'ın toprak verimlilik özellikleri ile marul gelişimi üzerine etkilerinin incelenmesi

Abstract

Biochar çok yaygın bir kavram olup birçok ülkede (örneğin İngiltere, Yeni Zelanda, Çin, ABD, Türkiye, vb.) akademik platformlarda gittikçe önem kazanan bir kavramdır. Biochar, toprakta karbon tutulması, sera gazı emisyonlarının azaltılması, atık yönetimi, yenilenebilir enerji, toprak iyileştirme, bitki verimliliğinin arttırılması ve çevresel iyileştirme gibi konulardan dolayı gittikçe gelişmekte olan bir teknoloji ürünü olarak tanımlanmaktadır. Biochar'ın karakteristikleri üretildikleri biyokütlenin cinsine ve piroliz koşullarına göre değişmektedir. Bu çalışmada, farklı sıcaklık değerlerinde (300°C ve 500°C) yavaş piroliz yöntemiyle farklı tarımsal atıklardan elde edilen [domates atığı (Solanum lycopersicum L.), muz plantasyon atığı (Musa), karanfil atığı (Dianthus caryophyllus. L.) ve bağ budama atığı (Vitis vinifera L.)] biochar, Entisol grubuna ait (Typic Xerofluvent) killi-tın tekstüre sahip toprağa uygulanmıştır. Biochar örneklerinin toprağa uygulanmasından sonraki 5'er aylık iki farklı inkübasyon süresi sonunda toprağın verimlilik özellikleri ile marul (Lactuca sativa var. crispa) gelişimi üzerine etkileri incelenmiştir. Sera koşullarında ve saksı denemesi olarak yürütülen çalışma, tesadüf parselleri deneme desenine göre 5 tekerrürlü olarak gerçekleşmiştir. Deneme uygulamaları: Biochar örnekleri 10 kg toprak içeren saksılara 2 ton/da olarak (80 g/10 kg/saksı) uygulanmıştır. Çalışmada 4 tarımsal atık × 2 piroliz sıcaklığı × 5 tekerrür + 5 kontrol olmak üzere toplamda 45 uygulama konusu yapılmıştır. Toplamda 300 günlük inkübasyon süresi sonunda, biochar uygulamaları toprağın kimyasal özelliklerinden pH, EC, KDK ve organik karbon içeriğini arttırıcı yönde eğilim göstermiştir. 300°C ve 500°C'de elde edilen biochar örneklerinin I. ve II. inkübasyon dönemi sonunda makro (4-2; 2-1 mm), mezo (1-0.50) ve mikro (0.5-0.25; 0.25-0.050) boyuta sahip agregatların miktarında kontrole göre önemli düzeyde artış meydana gelmiştir. Çalışmada ayrıca, biochar uygulamalarının agregatların stabilitesini kontrole göre önemli düzeyde arttırdığı ortaya konulmuştur. Ancak mikro (0.5-0.25; 0.25-0.050) boyuta sahip agregatların stabilitesinin makro (2-1 mm) agregatlardan daha kararlı olduğu belirlenmiştir. Çalışmada biochar uygulamalarının tarla kapasitesi, solma noktası ve toprakta yarayışlı su kapasitesi gibi toprağın fiziksel özelliklerini geliştirmede önemli bir potansiyele sahip olduklarını göstermiştir. Biochar uygulamaları ile toprağın hacim ağırlığı ve penetrometre değerlerinde kontrole göre önemli düşüşler tespit edilmiştir. Biochar uygulamalarının toprağın plastiklik sınıfları ve suyun infiltrasyonu üzerine çok etkili olmadığı bulunmuştur. Elde edilen sonuçlara göre, 300°C'de üretilmiş olan biochar örneklerinin, ölçülen bazı parametrelerde bakıldığında 500°C'de elde edilen biochar örneklerinden daha etkili olduğu ortaya konulmuş diğer parametrelere ise 500°C'de üretilen biochar örneklerinin 300°C'de elde edilen biochar örneklerinden daha iyi sonuç elde edildiği belirlenmiştir. Benzer şekilde bazı parametrelerde birinci inkübasyon döneminde elde edilen sonuçlar ikinci inkübasyon dönemine göre daha etkili bulunurken, diğer bazı parametreler de ise ikinci inkübasyon dönemi sonuçları birinci inkübasyon dönemi sonuçlarına göre daha iyi sonuçlar vermiştir. Çalışmada kullanılan biyokütleler, piroliz yöntemi ve elde edilen biochar örneklerinin özelliklerine bağlı olarak biochar örnekleri farklı davranışlar sergilemiş, toprak verimlilik parametreleri ile bitki verim ve kalite parametreleri üzerine etkilerinin farklı olabileceği ortaya konmuştur.