Sulamalı Buğday Üretiminde Sulama Yönetimi Yoluyla Enerji Verimliliğinin İyileştirilmesi ve Çevresel Etkinin Azaltılması
DOI:
https://doi.org/10.24925/turjaf.v13i1.194-203.7231Anahtar Kelimeler:
Kışlık buğday- Tamamlayıcı sulam- Enerji verimliliği- GHG emisyonu- Çevresel kirlilikÖzet
Bu çalışmanın amacı sulamalı buğday üretiminde, üretim girdilerinden kaynaklanan toplam sera gazı (GHG) emisyonlarının azaltılması da dahil olmak üzere, sulama yönetimi yoluyla buğday üretiminde enerji verimliliğini artırma ve çevresel etkiyi azaltma potansiyelini değerlendirmektir. Bu kapsamda gerekli olan üretim girdileri ve ürün verimine ilişkin veriler, 2018-2020 döneminde, Konya’da buğdayda tamamlayıcı sulama üzerine yürütülen tarla denemesinden elde edilmiştir. Bu bağlamda beş farklı sulama rejimi dikkate alınmış olup, bunlar: TTS, buğdayın üç kritik gelişme döneminde, 0-90 cm toprak katmanında eksilen nem miktarı kadar sulama; KTS-1, buğdayın üç kritik gelişme döneminde 90’ar mm su ile sulama; KTS-2, buğdayın üç kritik gelişme döneminde 70’er mm su ile sulama; KTS-3, buğdayın üç kritik gelişme döneminde 50’şer mm su ile sulama ve Y, yağışa dayalı konudur. Çalışmadan elde edilen sonuçlara göre, en yüksek dane verimi (7918 kg ha- 1) ve enerji çıktısı (285857 MJ ha-1) TTS uygulamasında elde edilirken, en iyi enerji üretkenliği (0,935 kg MJ-1) ile enerji verimliliği oranı (12,46) ve en düşük çevre kirliliği (2272 kgCO2 eşd ha-1) KTS-3 rejimi altında gerçekleşmiştir. Çalışma kapsamındaki enerji verimliliği ve çevresel kirlilik analizi önemli bulgulara yol açmıştır. Konya gibi tarım arazisi çok, su kaynakları kısıtlı olan bölgelerde, birim alandan (1 ha) yüksek verimin elde edildiği tam sulama (TTS) yerine, aynı ürün miktarının KTS-2 altında 1,04 ha ve KTS-3 rejimi altında ise 1,09 ha’dan üretilebileceği görülmüştür. Bu yolla, ürün miktarında bir azalış olmadan, sulama suyunda %32,4 ile %49 arasında bir tasarruf sağlanırken, sera gazı emisyonu ise %10,3 ile %15,6 arasında azaltılabilecektir.
Referanslar
Acaroğlu, M., & Aksoy, A.Ş. (2005). The cultivation and energy balance of Miscanthus×giganteus production in Türkiye. Biomass and Bioenergy, 29(1):42–48.
Acaroğlu, M. (2001). Tarımsal üretimde enerji bilançoları-I. Selçuk Teknik Online Dergisi, 2(2): 1-9.
Anonim. (2017). Türkiye’de Sulanan Bitkilerin Bitki Su Tüketimleri. Tarım ve Orman Bakanlığı, Tarımsal Araştırmalar ve Politikalar Genel Müdürlüğü web sayfası. https://www.tarimorman.gov.tr/TAGEM/Menu/28/Yayinlar_veriler.
Anonim. (2024). Konya tarımı. Konya İl Tarım ve Orman Müdürlüğü. https://konya.tarimorman.gov.tr/Link/16/E-Kutuphane.
ASAE.(1999). ASAE Standarts. D497.4 MAR99: Agricultural Machinery Data. pp. 350-357 ASAE 2950 Niles Rd., St. Joseph, MI, 49085-9659, USA.
Black, R., Bennett, S.R., Thomas, S.M., & Beddington, J.R. (2011). Climate change: Migration as adaptation. Nature, 478(7370): 447-449.
Bolinder, M.A., Janzen, H.H., Gregorich, E.G., Angers, D.A., & Vanden Bygaart, A.J. (2007). An approach for estimating net primary productivity and annual carbon inputs to soil for common agricultural crops in Canada. Agriculture, Ecosystems and Environment, 118: 29-42.
Boustead, I. (2003). Eco-profiles of the European plastics industry, Olefins. Association of Plastics Manufacturers in Europe (APME), Brussels.
Ceran, R. (2020). Konya’da sulu koşullarda yapılan ayçiçeği tarımının ekonomik ve enerji verimliliğinin değerlendirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Konya.
Chen, S., Lu, F., & Wang, X. (2015). Estimation of greenhouse emission factors of China’s nitrogen, phosphate and potash fertilizers. Acta Ecologica Sinica, 35: 1–19. doi:10.5846/stxb201402210304
Davoodi, M.J.Ş., & Housyar, E. (2009). Energy consumption of canola and sunflower production in Iran. American Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Sciences, 6(4): 381-384.
Devasenapathy, P., Senthilkumar, G., & Shanmugam, P.M. (2009). Energy management in crop production. Indian Journal of Agronomy, 54(1), 80–90.
DSİ. (2020). Devlet Su İşleri IV. Bölge Müdürlüğü. Konya Kapalı Havzası yeraltı suyu durumu bilgilendirme dökümanı (09.01.2020), Konya.
DSİ. (2021). DSİ IV. Bölge Müdürlüğü Web sayfası, Toprak ve Su Kaynakları. https://bolge04.dsi.gov.tr/
DSİ. (2023). DSİ’ce inşa edilerek işletmeye açılan sulama ve bataklık ıslahı tesisleri. Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü, İşletme ve Bakım Dairesi Başkanlığı.
Dulkadiroğlu, H. (2018). Türkiye’de elektrik üretiminin sera gazi emisyonlari açisindan incelenmesi. ÖHÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi, 7(1): 67-74. doi: 10.28948/ngumuh.369948
Dyer, J.A, & Desjardins, R.L. (2003). The impact of farm machinery management on the greenhouse gas emissions from Canadian agriculture. Journal of Sustainable Agriculture, 22: 59 –74. https://doi.org/10.1300/J064v22n03_07
Dyer, J.A, & Desjardins, R.L. (2006). Carbon dioxide emissions associated with the manufacturing of tractors and farm machinery in Canada. Biosystems Engineering, 93(1):107– 118. doi:10.1016/j.biosystemseng.2005.09.011
Epstein, E., Bloom, A. (2005). Mineral Nutrition of Plants: Principles and Perspectives. 2nd Edition, Sunderland, Mass: Sinauer Associates, USA.
Failla, S., Carlo Ingrao, C., & Arcidiacono, C. (2020). Energy consumption of rainfed durum wheat cultivation in a Mediterranean area using three different soil management systems. Energy, 195, 116960. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.116960
FAO. (2000). The energy and agricultural nexus. Environment and natural resources working paper no. 4, Rome.
Gao, Z., Wang, C., Zhao, J., Wang, K., Shang, M., Qin, Y., Bo, X., Chen, F., & Chu, Q. (2022). Adopting different irrigation and nitrogen management based on precipitation year types balances winter wheat yields and greenhouse gas emissions. Field Crops Research, 280: 108484. https://doi.org/10.1016/ j.fcr.2022.108484
Ghorbani, R., Mondani, F., Amirmoradi, S., Feizi, H., Khorramdel, S., Teimouri, M., Sanjani, S., Anvarkhah, S., & Aghel, H. (2011). A case study of energy use and economical analysis of irrigated and dryland wheat production systems. Applied Energy, 88:283–288.
Glantz, M.H., Gommes, R., Ramasamy, S. (2009). Coping with a changing climate: considerations for adaptation and mitigation in agriculture. Environment and Natural Resources Management Series, Monitoring and Assessment-Food and Agriculture Organization of the United Nations, 15:33-57.
Haciseferogulları, H., & Acaroğlu, M. (2015). Energy Balance on Pumpkin Seed Production. Journal of Agricultural Science and Applications, 1(2): 49-53. doi:10.14511/jasa.2012.010203
Halkacı, A.Y. (2022). Bireysel sulama kuyu işletmeciliğinin enerji kullanımı ve buna bağlı sera gazı (SG) emisyonunun belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Konya.
He, G., Cui, Z., Ying, H., Zheng, H., Wang, Z., & Zhang, F. (2017). Managing the trade-ofs among yield increase, water resources inputs and greenhouse gas emissions in irrigated wheat production systems. Journal of Cleaner Production, 164:567–574. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017. 06.085
Kalender, M.A. (2023). Konya havzası sulamasında enerji kullanımı ve ilişkili sera gazı salımı üzerine bir araştırma. Doktora Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Konya.
Karimi, M., Rajabi-Pour, A., Tabatabaeefar, A., & Borghei, A. (2008). Energy Analysis of sugarcane production in plants farms a case study in Debel Khazai agro-industry in Iran. American Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Sciences, 4: 165–171
Khan, M.A., Khan, M.Z., Zaman, K., & Arif, M. (2014). Global estimates of energy-growth nexus: Application of seemingly unrelated regressions. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 29:63–71. https://doi. org/10.1016/j.rser.2013.08.088.
Khoshnevisan, B., Rafiee, S., Omid, M., & Mousazadeh, H. (2013). Reduction of CO2 emission by improving energy use efficiency of greenhouse cucumber production using DEA approach. Energy, 55: 676–682. https://doi.org/10.1016/ j.energy.2013.04.021
Mantineo, M., D’Agosta, G.M., Copani, V., Patane, C., & Cosentino, S.L. (2009). Biomass yield and energy balance of three perennial crops for energy use in the semi-arid Mediterranean environment. Field Crops Research, 114: 204-213. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2009.07.020
MBM. (2021). Uzun yıllar (1985-2020) ortalaması bazı meteorolojik veriler. Meteoroloji 8. Bölge Müdürlüğü kayıtları. Konya.
McGill, B.M., Hamilton, S.K., Millar, N., & Robertson, G.P. (2018). The greenhouse gas cost of agricultural intensifcation with groundwater irrigation in a Midwest U.S. row cropping system. Global Change Biology, 24:5948–5960. https://doi.org/10.1111/gcb.14472.
Mrini, M., Senhaji, F., & Pimentel, D. (2002). Energy analysis of sugar beet production under traditional and intensive farming systems and impacts on sustainable agriculture in Morocco. Journal of Sustainable Agricultural, 20(4): 5-28. https://doi.org/10.1300/J064v20n04-03
Mohammadi, A., Rafiee, S., Jafari, A., Dalgaard, T., Knudsen M.T., Keyhani, A., Mousavi-Avval, S.H., & Hermansen, E. (2013). Potential greenhouse gas emission reductions in soybean farming: a combined use of Life Cycle Assessment and Data Envelopment Analysis. Journal of Cleaner Production, 54: 89-100. https://doi.org/10.1016/ j.jclepro.2013.05.019
Nisar, S., Benbi, D.K., & Toor, A.S. (2021). Energy budgeting and carbon footprints of three tillage systems in maize-wheat sequence of north-western Indo-Gangetic Plains. Energy, 229: 120661. doi:10.1016/j.energy.2021.120661
Pradeleix, L., Roux, P., Bouarfa, S., Jaouani, B., Lili-Chabaane, Z., & Bellon- Maurel, V. (2015). Environmental impacts of contrasted groundwater pumping systems assessed by life cycle assessment methodology: contribution to the water-energy nexus study. Irrigation and Drainage, 64:124–138. https://doi.org/10.1002/ird.1865
Rafiee, H., Aminizadeh, M., Hosseini, E.M., Aghasafari, H., & Mohammadi, A. (2022). A Cluster Analysis on the Energy Use Indicators and Carbon Footprint of Irrigated Wheat Cropping Systems. Sustainability, 14: 4014. https://doi.org/10.3390/su14074014
Ramedani, Z., Rafiee, S., & Heidari, M.D. (2011). An investigation on energy consumption and sensitivity analysis of soybean production farms. Energy 36 (11), 6340-6344. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.06.173
Safa, M., Samarasinghe, S., & Mohssen, M.. (2011). A field study of energy consumption in wheat production in Canterbury, New Zealand. Energy Conversion and Management, 52:2526–32.
Singh, H., Mishra, D., Nahar, N.M., & Ranjan, M. (2003). Energy use pattern in production agriculture of a typical village in arid zone India: part II. Energy Conversion and Management, 44(7): 1053-1067. doi:10.1016/S0196-8904(02)00115-2
Spittlehous, D.L., & Stewart, R.B. (2003). Adaptation to climate change in forest management. Journal of Ecosystems and Management, 4(1):1-11.
Taki, M., Soheili-Fard, F., Rohani, A., Chen, G., & Yildizhan, H. (2018a). Life cycle assessment to compare the environmental impacts of different wheat production systems. Journal of Cleaner Production, 197: 195-207. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.06.173
Taki, M., Ajabshirchi, Y., & Ghobadifar, A. (2016). Application of nonparametric method for optimization of energy consumption and greenhouse gas emission in wheat production. Journal of Environmental Science and Technology, 18 (2), 101-114.
Taki, M., Rohani, A., Soheili-Fard, F., & Abdeshahi, A. (2018b). Assessment of energy consumption and modeling of output energy for wheat production by neural network (MLP and RBF) and Gaussian process regression (GPR) models. Journal of Cleaner Production, 172, 3028-3041.
Topak, R., Süheri, S., Kara, M., & Çalışır, S. (2005). Investigation of the energy efficiency for raising crops under sprinkler irrigation in semi-arid area. Applied Engineering in Agriculture, 21(5): 761-768. doi:10.13031/2013.19701
Topak, R., Süheri, S., & Acar, B. (2010). Comparison of energy of irrigation regimes in sugar beet production in a semi-arid region. Energy, 35: 5464-5471. https://doi.org/ 10.1016/j.energy.2010.06.018
Topak, R., & Ceran, R. (2021). Energy use and related greenhouse gas emissions of groundwater-irrigated oil sunflower production. Seria Agronomie, 64(2): 285-294.
Topak, R., & Kalender. M.A. (2020). Environmental mitigation through irrigation management in sugar beet production. Selcuk Journal of Agriculture and Food Sciences, 34(3): 207- 213.
TSÇMAE. (2020). Toprak Su ve Çölleşme ile Mücadele Araştırma Enstitüsü, Meteoroloji İstasyonu kayıtları. Konya.
TÜİK. (2024a). Türkiye İstatistik Kurumu. Bitkisel üretim istatistikleri. İstatistiksel tablolar. Türkiye İstatistik Kurumu web sayfası. https://data.tuik.gov.tr/Kategori/GetKategori?p=tarim-111&dil=1
TÜİK. (2024b). Türkiye İstatistik Kurumu. Sera gazı emisyon istatistikleri 1990-2022. https://data.tuik.gov.tr/Bulten/Index?p=Sera-Gazi-Emisyon-Istatistikleri-1990-2022-53701
Tzilivakis, J., Warner, D.J., May, M., Lewis, K.A., & Jaggard, K. (2005). An assessment of the energy inputs and greenhouse gas emissions in sugar beet (Beta vulgaris) production in the UK. Agricultural Systems, 85: 101–119. https://doi.org/10.1016/j.agsy.2004.07.015.
USDA. (2021). United States Department of Agriculture, Foreign Agricultural Service. https://apps.fas.usda.gov/psdonline/app/index.html#/app/advQuery.
Wang, Z., Zhang, H., Lu, X., Wang, M., Chu, Q., Wen, X., & Chen, F. (2016). Lowering carbon footprint of winter wheat by improving management practices in North China Plain. Journal of Cleaner Production, 112(1): 149–157. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.06.084
Yavuz, D., Süheri, S., & Yavuz, N. (2016). Energy and Water Use for Drip-Irrigated Potato in the Middle Anatolian Region of Türkiye. Environmental Progress and Sustainable Energy, 35 (1): 212-220. doi:10.1002/ep.12216
Yousefi, M., Khoramivafa, M., & Mondani, F. (2014). Integrated evaluation of energy use, greenhouse gas emissions and global warming potential for sugar beet (Beta vulgaris) agroecosystems in Iran. Atmospheric Environment, 92:501 – 505. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2014.04.050
Yuan, S., & Peng, S. (2017). Input-output energy analysis of rice production in different crop management practices in central China. Energy, 141: 1124-1132. https:// doi.org/10.1016/j.energy.2017.10.007
İndir
Yayınlanmış
Nasıl Atıf Yapılır
Sayı
Bölüm
Lisans
Bu çalışma Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License ile lisanslanmıştır.
