Tuz etki etmiş alanlar için Biyo-Tarım Teknolojisi

Tuz etki etmiş alanlar içinBiyo-Tarım Teknolojisi

Prof. Dr. Sonay Sözüdoğru Ok

Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi

Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bölümü

International Training Workshop on Biosaline Agriculture Technology,

NIAB, Faisalabad, February 6-17, 2006

Faisalabad

TUZ ETKİ ETMİŞ ARAZİLER (Pakistan)

Seyrek vejetasyonlu tuzlu alan

Şiddetli tuzlu ve alkali toprak

Toprak yüzeyinde tuz birikimi

Biyotuzluluğa Dayalı Tarım Teknolojisi(Biosaline agriculture)

Tuza dayanıklı bitkilerin geliştirilmesi ve Tuza dayanıklı bitkilerin geliştirilmesi ve tuza dayanıklılık mekanizmasının tuza dayanıklılık mekanizmasının

araştırılmasıaraştırılması

• Tuzluluğa dayanıklı bitkilerin taranması

• Geleneksel bitki ıslahı

• Hibrit elde etme

• Rekombinant DNA teknolojisi• Tuz toleransı metaboliği

• Na akışının kısaltılması ve hücre içinde birikiminin önlenmesi

Farklı toprak koşullarına uygun tuza dayanıklı bitki türleri

Toprak koşulları Uygun türler

Şiddetli tuz etki etmiş (EC > 10dS/m)

- Taban suyu (6-15 feet derinlik)

–Sulama suyu kıtlığı

Acacia amplicepsProsopis spp., Atriplex spp.Tamarix aphyllaEucalyptus camaldulensisSporobolus arabicus

–Kısmen su baskını Eucalyptus camaldulensisKallar GrassCasuarina spp.

Orta düzeyde tuz etki etmiş(EC< 10 dS/m)

Arpa, Kolza, Darı, Buğday (iyi drene olan topraklarda)

Acacia nikotica, Leucaena leucocephala, Meyve ağaçları ( örneğin: hurma)

(Ref: M. Aslam, 2000. Pak. J. Soil Sci., 21:119-126)

PACCA ANNA ARAŞTIRMA

İSTASYONU

ÖRNEĞİ

NIAB (Tarım ve Biyoloji Nükleer Enstitüsü Faisalabad, Biyoscience bölümü)

Tuz etki etmiş boş

alanlar

Tuzlu yeraltı suyu

Geçirgenliği arttırma

Hacim ağırlığını arttırma

Tuz hareketini arttırma

Toprağa Organik madde

sağlama

Erozyonu önleme

Çevreyi geliştirme

Biyolojik azot fiksasyonu

Yakacak odun

kereste

yem

Yeşil gübre

Kompost

Kağıt hamurusunta

Biyogaz, alkol

Su kültürü

Salt Tolerantplants

Araştırma istasyonu toprağı

Tuzlu toprak

Araştırma istasyonu toprağı

Tuzlu alkali toprak

Araştırma istasyonundan görüntü

Araştırma istasyonu-Araştırmacı

Araştırma istasyonunda yapılan çalışmalar

TUZA DAYANIKLI OTLARLeptochloa Fusca (kallar grass)

Kallar grass tarla görünümü (biçilmiş)

KALLAR otunun verimli bir şekilde gelişimi,

Atriplex lentiformis

Atriplex amnicola

Sporobolus arabicus , Pacca Anna araştırma istasyonu

Tuza dayanıklı ağaçlar/çalılar

Akasya (Acacia nilotica), Pacca Anna

7 yaşında Eucalyptus camaldulensis ağaçları, Pacca

Anna araştırma istasyonu

Akasya ampliceps ‘in Genç plantasyonu

Atriplex lentiformis , Pacca Anna

parkinsonia

Sporobolus Arabicus

Daha az su istiyor

Tuza dayanıklı kültür bitkileri

ARPA, Pacca Anna araştırma istasyonu

KOLZA

Akasya- buğday Buğday

Akasya-buğday

EC 12-15; pH 9-10 Buğday

Okaliptus fidanları

Akasya-arabika

Biyokütleden yararlanma

• GıdaGıda• YemYem

yakacakyakacak Enerji bitkileriEnerji bitkileri

• Endüstriyel kullanımEndüstriyel kullanım

Tuza dayanıklı türlerin yem olarak kullanılma potansiyeli

Türler Brüt enerji(MJ/Kg)

Metabolize olabilir enerji

(MJ/Kg)

Sindirim(%)

Darı türleri sp. 21.59 9.91 47.3

Sesbania aculeata 22.34 7.96 70.0

Kallar grass 20.24 6.75 33.05

Kochia indica 17.61 6.41 40.45

Suaeda fruticosa 13.93 4.70 58.47

Acacia ampliceps 18.04 7.26 71.35

Eucalyptus

camaldulensis

23.32 5.85 36.90

A. nilotica 25.76 7.09 58.9

Leucaena leucocephala

22.66 8.71 59.65

Büyük ve küçük baş hayvanların kallar otuyla beslenmesi

Süt satıcısı

Tuzlu Alkali toprakta yetiştirilen bitkilerden 7.5 yıl sonrasında geri dönüş*

Türler Kereste üretimi(kg tree-1)

Bir ağacın fiyatı (US $)

Dönüş 2500 ağaç ha-1

(US$)

Brüt dönüş ha-1 yıl-1

(US$)

Eucalyptus camaldulensis

Acacia nilotica

Albizzia lebbek

Leucaena leucocephala

Prosopis cineraria

Tamarix aphylla

Parkinsonia aculeata

201

150

99

90

52

35

21

2.10

1.29

0.85

0.77

0.45

0.30

0.18

5263

3232

2133

1940

1120

754

452

701

431

284

258

149

100

60

*EC=14-41 dS m-1; SAR=12.6-176 Ref. M. Aslam, 2000. Pak. J. Soil Sci., 21:119-126)

Okaliptusun Agro-endüstriyel kullanımı

• Kereste/mobilya

• Kağıt ham maddesi

• Yakacak odun/odun kömürü

• Sunta

• Ağaç talaşının soğutmada

• kullanımıir cooler

• Yağ ekstraksiyonu

• Arıcılık (Apiculture)

Soğutucularda kullanım

Bitki yağları ekstraksiyonu

Kullanılan alanlar:

•Kozmetik•İlaç sektörü•Şekerleme•Böcek kovucu

Tuza dayanıklı bitki türlerinin kalori değeri (Enerji, kcal kg-1)

Türler Enerji Türler EnerjiAğaçlarEucalyptus camaldulensis

Acacia ampliceps

Prosopis juliflora

Acacia nilotica

Leucaena leucocephala

Tamarix aphylla

Parkinsonia aculeata

Pongamia glabra

Azadirachta indica

Dalbergia sissoo

4890

5332

5018

5040

5024

4196

5611

2992

5234

4606

OtlarLeptochloa fusca

Sporobolus arabicus

Cynodon dactylon

Desmostachya bipinnata

ÇalılarKochia indica

Atriplex lentiformis

Suaeda fruticosa

4753

5308

5685

5351

5107

4331

4815

Çamur fırın odundan odun kömürü elde edilmesinde kullanılan çamurdan yapılma fırın

Biyogaz (Metan) ÜretimiKallar otunun üretim potansiyeli

Pilot büyüklük 160 litrelik fermantör

1000 litrelik fermantör

Ticari büyüklük

Tuzlu alanlarda üretim

Toplam biyokütle de buharlaşabilen katılar

Biyogaz üretim potansiyeli

0.83 m3/kg Kallar otu

0.67 m3/kg Kallar otu

102 milyon ton

91.8 milyon ton

55080 milyon küp metre

Tarımsal Atıklardan

Biygaz üretim potansiyeli 25920 milyon küp metre

Bal üretimine uygun tuza dayanıklı bitkiler

Türler Bak üretimi(kg koloni-1 year-1)

Eucalyptus camaldulensis

E. paniculata

Prosopis pallida

Agave americana

Dalbergia sissoo

Gleditsia triacanthos

Trifolium alexandrinum

55-60 (Avusturalya)

100 (Avusturalya)

120-363 (Hawaii)

41 (Meksika)

4-9 (Hindistan)

250* (Romanya)

165* (Bulgaristan)

*Kg/mevsim/ ha (bitki ile kaplı alan)

(Crane, E. 1985. Plants for Arid Lands. George Allen & Unwin, London)

Bal Üretim Potansiyeli

• Uygun Türler Eucalyptus camaldulensis, Acacia ampliceps, Leucaena

leucocephala, Acacia sp., Prosopis spp., Zizyphus sp.

• Üretim PotansiyeliKoloni sayısı/ha: 5-7

bal üretimi/koloni/yıl: 15-20 kg

Toplam Bal Üretimi/ha/yıl: 75-140 kg

Gelir US$ 2/ kg: 150-280 US$

Acacia ampliceps bol çiçekli(Bal üretimi için bal arılarına uygun)

Balık su kültürü, Pacca Anna Araştırma İstasyonu

Balık havuzları

Tuzlu suda balık üretimi

Diğer Kullanımlar

• Yeşil gübre bitkileri• Kompost gübre• Mantar üretimi ortamı• Biyoaktif bileşikler (Endüstriyel kullanım)

Sabun için yağlar,

Deterjanlar

Diş kremleri

• Kimyasallar(Haloxylon salicornium yakıldığında endüstriyel kullanımlar için

sodyum ve potasyum bikarbonat karışımı elde edilmekte)

Kallar otunun mantar yetiştirme ortamı olarak kullanılması

Çevresel yararlar

• Provide green cover to soil• Beautifies the Landscape• Reduces erosion and water loss by evaporation• Stops desertification• Provides habitat for wildlife• Improves entire ecology and general Environment

Arazi değerinde önemli artış (2 ile 3 kat)

Tuzlu bir arazide entegre çiftlik modeli

Toprak/Su koşulları

Uygulama Ürünlerin kullanımı Fayda (US$)

Ha-1 Yıl-1

Yüksek tuzluluk, düşük su kalitesi

Ağaç Plantasyonları

kereste, ucuz maliyetli mobilya, odun, odun kömürü, yonga/sunta, enerji, yağlar, bal, hayvan otlatma vb.

701

Yüksek tuzluluk, düşük su kalitesi

Otlar/ çalılar Çiftlik hayvanları (İnek, keçi/koyun)

Süt, et ve diğer süt ürünleri, yün, çiftlik gübresi, biyogaz vb.

412

Tuzlu ve su basmış alan

Su kültürü Balık 725

Düşük tuzluluk, drene edilmiş toprak

Tuza dayanıklı ekin türleri

Gıda/yem (Arpa/Buğday/ Kolza)

Elyaf, lif (pamuk)

250

325

$

$

$

$

$$

$$$$

$

$ $$

Integrated Model For Saline Agriculture

Tuzlu su basmış alan

Oldukça fazla tuzlu toprak ve tuzlu su

Orta derece tuzluluk

Otlar/çalılar Ağaç plantasyonları

Büyük ve küçük

baş hayvan

OtlatmaYaprak

biyokütlesi

Kereste Yakacak

odun Arıcılık

yağ satış

Odun kömürü, talaş, sunta, kağıt

hamuru

Değerli ürünler

bal

Tuza dayanıklı ürünler

kolzaarpa

Gıda

Kaba yem

yem

lif

$ 1280/ha/yr

$ 1030/ha/yr

$ 165-412/ha/yr

$ 1180/ha/yr

$ 165-412/ha/yr

$ 725/ha/yr

$ 575/ha/yr

Su kültürü

Biotuzluluğa dayalı tarım yaklaşımı bir gerçek haline gelmiştirUlusal ve uluslararası düzeyde sürdürülmektedir. 

Ayrıca, biyoteknolojideki son gelişmeler de ticari çeşitlerin tuza ve kuraklığa dayanıklı özelliklerini  tanıtmak için yeni ufuklar açmıştır.

Bu sistem biyokütle üretimi için tuzlu topraklar ve tuzlu su kaynaklarını kullanmayı sağlayan, kesinlikle heyecan verici bir aşamadır.

SONUÇ

Tuza dayanıklı bitki üretimi

Akasya arabika

Buğday-Kolza