1

FERTİGASYON YÖNTEMİ, FERTİGASYONDA KULLANILAN GÜBRELER ve YAŞANAN SORUNLAR -1*

1. Giriş

Damla sulama yöntemleri bitki gereksinimi olan suyu kök bölgesine düşük debide ve üniform olarak veren bir yöntemdir. Yöntemin yararları içerisinde en önemli olanlardan birisi de sulama suyu ile birlikte gübre uygulamasının da yapılabilmesidir. Bu olaya fertigasyon denilmektedir. Bu tip sistemlerde gübrenin sulama ile birlikte verilmesinin iki nedeni vardır. Birincisi doğrudan bitki kök bölgesine gerekli besin maddelerinin uygulanabilmesi için sistemde devamlı bir akışın bulunması, ikincisi ise damlatıcıların tıkanmasına neden olacak tortu ve çökelti bırakmayan ve suda yeterli çözünebilin uygun gübrelerin bulunabilmesidir.

Damla sulama sistemlerinde hemen hemen devamlı bir akışın bulunması nedeniyle bitki kök bölgesine istenilen zamanda ve yeterli miktarda gübre uygulanabilmektedir. Bu şekilde büyüme dönemi boyunca bitki besin maddeleri optimal düzeyde korunabilmekte zaman, gübre ve işçilikten tasarruf edilmektedir. Diğer taraftan da zararlı maddelerin toprakta birikmesi önlenmektedir. Ancak burada ortaya çıkan sorun suda iyi çözünebilen ve sistemde çökelme ve birikim yapmayan çözünebilir gübrelerin bulunmasıdır. Bu tip sorunlar, bitkiye yeterli besin maddesi sağlayan ve suda iyi çözünebilen gübrelerin üretilmesi ile çözülmüştür.

Sulama sistemleri ile kimyasallar toprağa uygulanırken kullanılacak kimyasallar 1) Korozyon ve tıkanma yapmamalı, 2) Kullanım için güvenli olmalı, 3) Bitki verimini artırmalı, 4) Suda çözünebilir olmalı ve 5) Sulama suyundaki tuz veya diğer kimyasal maddelerle reaksiyona girmemelidir.

Fertigasyonda gübrelerin tüm sulama sistemleri ile uygulanması mümkündür. Ancak, fertigasyon uygulaması son 20-25 yılda özellikle mikro sulama (damla, mini yağmurlama, mikro-jet vb.] sistemleri ile çok hızlı bir şekilde gelişerek artmıştır. Bu nedenle, günümüzde kimyasalların sulama sistemleri ile uygulanması modern sulu tarımda yaygın hale gelmiştir. Buna bağlı olarak da, son yıllarda, fertigasyon konusundaki pratik uygulama ve araştırmalar da hızla artmıştır.

Fertigasyonun üstünlükleri veya avantajları aşağıda verildiği şekilde sıralanabilir.

-Gübreler ve bazı kimyasallar [ ilaçlar gibi] sulama suyu ile birlikte uygulanabilir.

-Gübreler sulanan alanın tümünde üniform olarak uygulanabilir.

-Besin elementlerinin istenen miktar ve konsantrasyonu günlük uygulamalar esas alınarak bitkinin ihtiyacına göre hassas bir şekilde uygulanabilir. Köklerin yoğun olduğu yerlerde yalnız ıslak alana uygulama yapılır. Böylece toprakta su ve besin elementlerinin kontrolü sağlanarak yıkanma ve yüzey akış ile besin elementi kaybı önlenir.

-İş gücü ve zaman tasarrufu sağlanır.

-Ürünün verim ve kalitesi artar.

-Tozlu koşullar altında doğru ve eşdeş bir uygulama yapılabilir.

-Tuzlu-atık suların olumsuz etkisini azaltır.

-Bitkinin canlılığı korunur, bitki patojenlerinin gelişimi geciktirilebilir.

-Kimyasal bileşiklerin uygun kullanımı, sıvı gübrelerin hızlı ve dengeli bir şekilde karışımı sağlanabilir. Çok az miktardaki mikro elementler doğru olarak uygulanabilir. Aksi halde bu elementleri tarlaya hassas olarak uygulamak çok zordur.

2

-Otomasyona uygundur.

-Hemen hemen tüm sulama sistemlerinde uygulanabilir.

Fertigasyonda gübre ve diğer kimyasalların etkin ve doğru bir şekilde uygulanabilmesi için, aşağıda verilen bilgilere göre hareket edilmesi son derece önemlidir.

1. Kimyasalların sisteme verilmesi mutlaka ince filtreden önce olmalıdır, Ancak kuvvetli asit veya çok düşük pH koşullarında filtrenin zarar görmemesi için filtreden sonra olabilir.

2. Kimyasalların iyi karışması ıçin uygulanan kimyasallar sisteme giriş borusunun merkezine enjekte edilmelidir.

3. Katı, suda eriyebilen gübreler için, iyi bir karıştırma için çözelti kabının en fazla % 50-75’i gübre ile doldurulmalıdır.

4. Gübre tankına katı, eriyebilen gübre ilave etmeden önce daima karıştırma kabının içindeki suya sıvı gübre ilavesi yapılmalıdır. [ ilave edilecek sıvı, katı gübrelerin solusyonu soğutma karakteristiklerine sahip olması için bir miktar ısı sağlar].

5. Çözünebilir veya çözünmeyen büyük oluşumları önlemek için gübre tankına gübre karışımları yavaş yavaş ilave edilmelidir.

6. Sulama sisteminde gübre miktarı en fazla 5 g/ L olmalıdır.

7. Asit kullanımında, asit suya ilave edilmeli, ancak asite su ilave edilmemelidir,

8. Klor gazı ile klorlama yaparken, daima klor suya ilave edilmelidir.

9. Asla bir asiti ya da asitli gübre klor ile karıştırılmamalıdır.. Asit ve klor aynı oda içinde saklanmamalıdır.

10. Herhangi bir asit ile anhidrit amonyak veya sıvı amonyak karıştırılmamalıdır, oluşacak reaksiyon çok şiddetli ve ani olur.

11. Konsantre bir gübre solusyonu diğer bir konsantre gübre solusyonu ile karıştırılmamalıdır.

12, Kalsiyum içeren bir bileşik ile sülfat içeren bir bileşik karıştırılmamalıdır. Çünkü sonuçta çözünmeyen jips karışımı oluşacaktır.

Değinilen yöntem, aşağıdaki iki deneysel düşünceye dayanmaktadadır.

1) Su ve gübre etmenlerinin birlikte verilmesiyle elde edilen bitkisel verim, her birinin ayrı ayrı uygulanmasıyla elde edilenden daha yüksektir.

2) Sulamaların sık yapılması ile toprakta yüksek su potansiyelinin korunması; benzer şekilde, toplam bitki besin maddesinin, gereksinilen ölçüde küçük parçalara ayrılarak büyüme dönemi içerisinde uygulanabilmesi, bitkisel verim artışını olumlu yönde etkiler.

Fertigasyon sırasında sulama ve gübreleme birlikte bitki özelliklerini etkiler. Bu nedenle optimum bitki gelişmesi için sulama ve gübrelemenin her ikisinin birlikte dengelenmesi ve düzeltilmesi zorunludur. Öte yandan, fertigasyon yöntemi, büyüme döneminde gerek duyulduğu anda bitki besin elementinin bulunabilirliğini sağlar. Ayrıca, bitki rizosferinde su ve gübreyi optimum düzeyde tutarak verimin, su ve gübre randımanlarının artmasına neden olur. Değinilen yöntemin bir başka üstünlüğü, teksel bitkilere su ve gübre uygulanması ve özellikle değerli bitkiler için önemli bir özellik sayılan yaprak ıslanmasını önlemesidir.

3

Fertigasyonun yararları, çok sayıda araştırmacı tarafından rapor edilmiştir. Kimi araştırmacı ise fertigasyonun üstünlüklerini, diğer makineli gübreleme yöntemlerine göre kıyaslamışlardır. Bunlar;

(1) Besin elementlerinin yarayışlılıklarını artırarak, gübre randımanımı yükseltir;

(2) Diğer tüm geleneksel gübreleme yöntemlerine göre önemli ölçüde emek, makine ve yakıt artırımı sağlar;

(3) Araziye makine sokmadan gerektiği zaman gübreleme olanağı sağlar;

(4) Sistem farklı amaçlar için kullanılabileceğinden dolayı ekipman daha iyi amorti edilir;

(5) Daha etkin gübreleme ve su yönetiminden dolayı yeraltı su kaynaklarının özelikle, nitrojen yönünden kirlenmesi azaltılır;

(6) Uygulamalar, köklerin yoğun olduğu ıslak alanla sınırlanır

(7) Uygulanan kimyasalla uygulayıcıların etkilenmesi azalır;

(8) Yıkanmadan dolayı gübre kayıpları en az düzeye iner;

(9) Bitkinin büyüme dönemine ve isteğine bağlı olarak gübreleme zamanında esneklik sağlar. Fertigasyon tekniği ile bitki besin maddelerinin istendiği zaman ve yerde en uygun miktarlarda verme olanağı bulunmaktadır.

Sistem tarafından sağlanan ve yukarıda sıralanan üstünlükler, tamamen izlenim ve gözlemlere dayanmaktadır. Ancak, kesin sonuçlar için fertigasyon sıklığı, bitkinin büyüme mevsimi boyunca gereksinmesi ile ilişkili olarak besin maddesi derişimi (konsantrasyon), kök çevresindeki besin maddesi kapsamı, topraktaki mikrobiyal etkenlik (aktivite), sulama suyu ile etkileşimi ve topraktaki hareketliliğine göre en uygun gübre tipinin seçimi gibi ek bilgilere gerek bulunmaktadır.

Fertigasyon, tüm dünyada yeni bir sulama teknolojisi olarak ele alınmaktadır. Ülkemizde üretici düzeyinde gübrelerin suya katılarak kullanımı fazla yaygınlık kazanmamıştır. Ancak son yıllarda bilimsel anlamda çalışmalar, başlamıştır. Dünya’da ise anılan uygulama, yağmurlama ve damla sulama tekniklerinin gelişmesi ile başlamıştır. Günümüzde, yüzey sulama yöntemleriyle de uygulanabilirliği araştırılmaktadır. Fertigasyon yöntemi, günümüzde artan biçimde kullanım alanı bulmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri’nde 1985 yılı verilerine göre 4.3 milyon hektar arazide yılda en az bir defa herhangi bir şekilde kemigasyon uygulanmaktadır. Bunun %84’ü yağmurlama (center pivot), %13’ü yüzey sulama ve %3’ü ise damla sistemleri ile yapılmaktadır. Ancak, anılan yöntemin uygulanma alanı, yılda %8-9 oranında artmaktadır. Bu durumda günümüzde ABD’de yaklaşık 8 milyon hektar arazide değinilen tekniğin uygulanmakta olduğu söylenebilir.

Bu çalışmanın amacı, fertigasyon yönteminin faydalarını ve sakıncalarını ortaya koymak, kullanılan sistemleri tanıtmak ve fertigayonda kullanılan gübrelerle ilgili bilgiler vermek, yaşanan sorunları ortaya koymaktır.

2.Fertigasyon ile Ortaya Çıkan Verim ve Kalite Artışları

4

Fertigasyon uygulamaları ile ortaya çıkan verim artışlarına ilişkin bazı sonuçlar bu bölümde verilmiştir.

Fertigasyon sayesinde ortaya konulan verim artışlarının, klasik sistem gübreleme ile elde edilen verimler Çizelge l’de verilmiştir.

Çizelge 1. Basınçlı mikro-sulama teknikleri ile işlem görmüş bazı kültürlerde uygulanan fertigasyon programı sonucunda elde edilen verimlerin, klasik gübreleme sonucunda elde edilen verimlerle kıyaslanması (ton/dekara)

Fertigasyon ve klasik metod ile yapılan gübre uygulamalarının patates yumrularına yansıyan önemli özellikleri (özellikle kuru madde ve nişasta oranları) de Çizelge 2’de sergilenmiştir.

Çizelge 2. Patates kültüründe iki farklı metod ile yapılan gübre uygulamalarının patates yumrularına yansıyan özellikleri

Potasyum, toprakta hem düşey hem de yanal hareket eder. Bu avantajın patateste ürün artışına olan etkisi aşağıda verilmiştir(Çizelge 3).

Çizelge 3. Klasik ve fertigasyon metodu ile uygulanan potasyumun patates verime etkisi (dekar/ton)

5

Yapılan araştırmalarda klasik gübreleme yöntemi ile gübrelenen elma bahçelerinde ağaç başına 79 kg. elma alınırken, fertigasyon ile gübrelenmiş parsellerde toplam ağaç başına 93 kg. elma alınmıştır. Fertigasyon sisteminde dekara 250 ağaç dikilen ve 5-6 ton/da verim alınan bir elma bahçesinde dekara 8-10 kg. azot, 2-3 kg. fosfor ve 14-16 kg. potasyum verilmesi yeterli olmaktadır.

Sık aralıklarla uygulanan fosfor fertigasyonlarının toprak solüsyonuna yaptığı katkılar, topraktan çözünmesi beklenen fosfor miktarından daha fazladır. Bu konuda yapılan bir araştırmanın sonuçları Çizelge 4’de verilmiştir.

Çizelge 4. İki sezon (mevsim) boyunca patates kültüründe yapılan çalışmanın sonuçları

3. Fertigasyon Sisteminin Öğeleri

3.1. Denetim Birimi

Fertigasyon denetim birimi, birçok öğeden oluşmaktadır(Şekil 1). Anılan birim, fertigatör (agro.-kimyasal/gübre içitim aygıtı, bir pompa), yoğunlaştırılmış stok eriyik için agro-kimyasal/gübre tankı, akışın geri dönüşünü önleyen tek yönlü yana, ana filtre, su ölçer ve kalibrasyon aygıtlarını kapsamaktadır ( Şekil 1). Değinilen ekipman, sulama sistemi denetim birimi içerisinde yer alır ve filtreden önce yerleştirilir. Fertigatörler, kimyasal eriyiği, belli miktarlarla sulama sistemine boşaltır. Kullanılan fertigatörün modeline bağlı olarak, ek aygıtlara (vanalar, basınç ve akım düzenleyici-regülatörleri) gereksinim olabilir, Metal tanklar, aşınabilirler ve bu nedenle plastik kaplar yeğlenmektedir. Her sulamadan sonra sistemi basınçlı su (flushing-fışkırtma) ile temizlemek hem aşınma zararını hem de mikrobiyal gelişimi azaltmaktadır.

3.2. Güvenlik Sistemleri ve Parçaları

Daha önce belirtildiği gibi, kemigasyonun en önemli sakıncalarından birisi, eğer uygun bir kirlenme önleyici ekipman kullanılmıyorsa, su kaynağının potansiyel kirlenme tehlikesidir. Su kaynağını kirlenme olasılığı, pompa veya içitim sistemlerinden herhangi birisinin beklenmedik bir anda durmasından kaynaklanmaktadır.

Onun için sulama suyu ile agro-kimyasalların uygulanması sırasında sistemde herhangi bir nedenle geri akışı önleyecek bir ekipmanın olması zorunludur. Geri akışı önleme öğesi, iki ayrı amaca hizmet etmektedir:

6

Şekil 1. Fertigasyon denetimi biriminin şematik gösterimi (1, agro-kımyasal tankı; 2, fertigatör; 3, tek yönlü vana; 4, ana filtre; 5, su ölçer)

Birincisi, su kaynağındaki basıncın şebekedeki basıncın altına düşmesi sonucu meydana gelen şok dalgaları nedeniyle sulama suyunun geri gelmesi ve böylece kimyasal çözeltinin su kaynağına karışmasını önlenmek; ikincisi ise su kaynağındaki basıncın, sistemin herhangi bir nedenle durması ya da kapanması sonucu, atmosferik basıncın altına düşmesi ve böylece ters sifon etkisiyle suyun geri gelmesine engel olmaktır. Öte yandan, su kaynağındaki pompanın durmasından sonra sisteme kimyasal madde uygulayan pompanın çalışmaya devam etmesi, bir başka soruna neden olmaktadır, Bu durumda, ana boruda basınç olmadığından çalışmaya devam eden enjeksiyon pompası ile yüksek derişimli kimyasal çözelti, su kaynağına basılabilir. Bir başka sorun, gübre tankının taşması ile meydana gelmektedir. Pompa birimi çalışırken içitim pompasının durması sonucu, basınçlı su, anılan pompadan ters akımla kimyasal tankına girer ve tankı taşırır. Bunun sonucunda, çözelti etrafa yayılır ve su kaynağına sızabilir.

Konu edinilen ekipman, kimyasal enjeksiyon hattında bir çek valf ve bağlama kiliti (interlock), kimyasal emiş hattında normal kapama vanası, bir akış algılayıcısı, sızıntı vanası ve emiş hattı filtresinden oluşmaktadır. Anılan ögenin, kimyasalın uygulandığı noktadan önce yer alması gereklidir.

Sistemde bulunan çekvalf iki ayrı amaca hizmet etmektedir: Sulama sisteminden kimyasal tankına su akışını önlemek ve pompa durduktan sonra (sulama bitiminde) sızıntı sularının kimyasal tankına girmesine engel olmaktır. İçitim pompası girişine (inlet) bir normal kapalı vana eklenmesiyle kimyasal emiş hattı üzerinde daha ileri düzeyde bir güvenlik sağlanabilmektedir. Anılan vana, normal olarak kapanan ya hidrolik ya da selenoid bir vanadır.

Sulama sistemi pompa birimi ile kimyasal içitim pompası birbirlerine kilitlenmeli veya bağlanmalıdır. Böylece eğer pompa durursa buna bağlı olarak kimyasal pompası da durur ve yukarıda değinilen sorunlar ortaya çıkmaz. İçten yanmalı motorlarda, içitim pompası

7

şafttan veya kuyruk milinden hareket sağlayabilir. Diğer seçenekler içerisinde içitim sisteminin hareketi 12 V’luk bir elektrik motorundan veya yağmurlama sistemlerinin kendi kaynağından sağlaması, sayılabilir, Şekil 2’de gösterildiği gibi, elektro pompajlı bir sulama sisteminde kimyasalın içitimi için gerekli gücün sağlanmasında genellikle, ayrı bir elektrik motoru kullanılmaktadır.

Kimyasal boşaltım hattındaki çekvalftan hemen önce (girişine) yerleştirilen akım algılayıcısı, sistem durduğunda anılan hattaki akımın durmasını garanti etmekte kullanılmaktadır. Söz konusu algılayıcı, kimyasal tankın boşalması, içitim hattının kırılması veya bağlantısının kesilmesi, içitim pompasının arızalanması, içitim kabının tıkanması, vb gibi kimi olumsuzluklardan sonra sistemin çalışmasına karşı bir koruyucu olarak görev yapmaktadır.

Şekil 2. Elektro-pompajlı büyük bir sulama sisteminde kemigasyon için güvenli aygıtları ve düzenlenmeleri

Öte yandan, kimyasal içitim hattındaki herhangi bir bağlantısızlık durumunda anılan hat üzerindeki basıncı azaltmak için sızıntı vanası yararlı olmaktadır. Değinilen vana, operatörün hattaki kimyasal ile bulaşmasını önler ve içitim pompası ile içitim hattı çekvalfı arasına yerleştirilmelidir. Ayrıca, pompa, çekvalf veya diğer güvenlik aygıtlarını tıkanma veya kirlenmekten korumak için içitim hattında bir filtreye gereksinim vardır. Kimi güvenlik aygıtları ile yerleştirilme noktaları Çizelge 5’de verilmiştir.

Çizelge 5. Fertigasyon Sistemlerinde Kullanılan Gerekli Güvenlik Öğeleri ve Konumlandırılmaları

8

3.3. Enjeksiyon Aygıtları ve Yöntemleri

Damla sulamayla birlikte gübre enjeksiyonu planlanırken,

1) Enjeksiyon yöntemi ve oranı,

2) Gübre solüsyonunun konsantrasyonu,

3) Tankın kapasitesi,

4) Su kaynağının kirlenmesinin önlenmesi gibi etkenler göz önünde bulundurulmalıdır.

Sulama sistemleriyle farklı aygıtlar ve yaklaşımlar kullanılarak, agro-kimyasallar uygulanmaktadır. Anılan ekipmanlar, çok basitten çok karmaşığa dek değişmektedir.

Agro-kimyasalların sulama sistemleri içerisine içitimi, farklı işletim sistemlerine bağlı olan ekipmanların kullanılması ile yapılabilir. Değinilen ekipmanlar, farklı fiyatlarda, basit veya karmaşık olabilirler. Kemigasyon, sınırlılıkları dikkate alınması koşuluyla birçok sulama yöntemiyle yapılabilir. Örneğin, basit olarak, karık sistemlerinde kimyasalın sulama suyuna karıştırılması ile fertigasyon yapılabilir.

Bir diğer, daha basit yaklaşımla gübre paketleri karıklar içerisine yerleştirilerek, özellikle, meyve bahçelerinin sulanması sırasında suda erimesi sağlanır. Değinilen yaklaşım, çok kesin sonuç veren bir yöntem değildir. Daha kesin bir yaklaşımda, kimyasallar, örneğin gübreler, karık içerisine damlatılarak uygulanır. Değinilen işlemin yapılabilmesi için sıvı veya suda eriyebilen gübrelerin, sabit hızda verilmesini sağlayan ekipmanlar kullanılmalıdır. Mariotte tankı, membran düzenleyiciler, düzenleyicili çıkışlar, bunlar arasında sayılabilir ( Şekil 3). Yağmurlama sistemlerinde ise sulama suyu ve kimyasal çözeltiyi emmek için pompa kullanılabilir. Bu, hem ekonomik bir çözümdür hem de su ve kimyasal istenen biçimde karışabilir (Şekil 4). Değinilen yöntem, pompa debisine göre, ayarlanabilir, otomasyonu sağlanabilir, edilebilir, kalibre edilebilir ve çok iyi sonuçlar verebilir.

9

Şekil 3. Karık sulama yöntemi için basit bir fertigasyon uygulamasının şematik görünümü

Şekil 4. Yağmurlama sulama sistemlerinde fertigasyon bir örnek

Genellikle içitim yöntemleri, temelde dört grup altında incelenebilir: Giren-Çıkan Akım Tankı, Venturi Pompaları, Basınç Farklılığı Sistemi ve içitim Pompa Sistemi.

3.3.1. Venturi Pompaları

Bu ekipman, bilinen Venturi prensibine göre çalışır. Akış kesit alanındaki bir daralma, suyun hızını artırmakta ve basınç farklılığına; anılan durum, açık bir depodan çözeltinin sulama suyu içerisine emilmesine neden olmaktadır (Şekil 5).

Akım hızı, vanalarda denetlenebilmektedir. Oldukça basit, uygulanabilir ve ucuz bir sistemdir. O nedenle genellikle en fazla yeğlenen yöntem olarak kabul edilmektedir. Boru içerisindeki akış sabit ve türdeş ise sistem iyi sonuçlar vermektedir. Ancak, bazı kısıtları

10

bulunmaktadır. Venturi kesit alanındaki basınç kayıpları oldukça yüksektir, işletme basıncının yaklaşık 1/3’ü dolaylarındadır. İçitim hızı, sulama suyu akış hızına ve işletme basıncına karşı çok duyarlı olduğundan dolayı, kimyasalın akış miktarını düzenlemek çok zordur.

Venturi tarafından emilen kimyasal miktarı veya emme hızı, L/h olarak birimlendirilir ve giriş basıncına, yük kayıplarına, su girişi kesit alanına bağlı olarak 2-2000 L/h arasında değişir. Genellikle küçük alanların fertigasyonunda kullanılmaktadırlar. Basit ve ucuz bir plastik kap içerisine koyulan kimyasalı emerek, sisteme verirler, sulandırma oranı değişmez.

Şekil 5. Venturi sistemde çalışma prensibi

Çok sayıda, değişik Venturi tipleri bulunmaktadır. Bunlardan en basit ve kullanımı en kolay olanı, akış yolu daralmasından başka ek donanım istemeyen tiplerdir (Şekil 6). Venturilerin kullanımı sırasında, genellikle, eriyik tankından venturiye giden hat üzerinde geriye akışı önlemek için bir çekvalf bulunur.

Şekil 6. Basit ve kullanımı çok kolay olan Venturi tipleri

11

Aynı hat üzerinde normal kapanan selenoid veya hidrolik olarak çalışan ve sulama suyu ana borusunda yeterli basınç bulunduğunda açılan bir vana daha yerleştirilmektedir.

Venturi aygıtı, sulama sistemlerine farklı biçimlerde yerleştirilebilir, Bir kısmı içten geçik (in-line) olarak konumlandırılır (Şekil 7). Bu sistemde aygıt ana boru üzerine takılır. İçerisinde eriyiğin bulunduğu bir kaptaki almaç aracılığıyla emiş yaparak kimyasalı sisteme içitim yapar. Açıklanan konumlandırma biçimi, küçük debili ve basınç düşmelerinin sorun olmadığı sistemlerde yeğlenir.

Şekil 7. İçten geçik (in-line) Venturi aygıtının kullanımı

Bir başka düzenlemede, savmalı akım (by-pass) yönteminden yararlanılır. Bu sistemde Venturi girişinden hemen önce, bir çekvalf kullanılmaktadır (Şekil 8). Venturi iki kolla ana su borusuna bağlanır, çıkışına selenoid veya hidrolik olarak çalışan kapalı bir vana (yeterli basınçta açılan) yerleştirilir.

Şekil 8. Sulama ana borusuna by-pass şeklinde bağlanan Venturi aygıtı

12

Yukarıda değinilen sistemin bir başka seçeneğide santrifüj pompayla destekli savmalı akım sistemi kullanılmaktadır (Şekil 9). Anılan pompa, sulama sistemi pompasına kilitlenmiştir. Ana pompa herhangi bir şekilde durduğunda söz konusu pompa da kendiliğinden durmaktadır. Açıklanan sistemin, özellikle, sera ve topraksız kültür yetiştiricişiklerinde kullanılması öğütlenmektedir.

3.3.2. Basınç Farklılığı Sistemi

Bu, savma akım (by-pass) yaklaşımının değişik bir şeklidir. Çok sayıda aygıt bu sınıfa girer ve karışımın niteliğini değiştirebilir Burada tank, eriyiği sulama suyundan ayırmak için lastik bir diyaframla donatılmıştır. Kimyasal içitim hızı, giriş ve çıkış noktaları arasındaki basınç farkları tarafından belirlenir ve bir su ölçer aracılığı ile ölçülür.

Şekil 9. Santrifüj pompayla destekli by-pass bağlantılı Venturi aygıtı

Ayrıca, tankın giriş ve çıkışı bükülebilir lastik hortumlar aracılığıyla ana su borusuna bağlanmıştır. Akışı doğuran basınç farkları, yaklaşık 2 m dolayındadır (Şekil 10). Açıklanan yaklaşım, daha çok yağmurlama sistemleriyle kullanılmaktadır. Bu teknik, kimyasalın kısmen sabit debi ile sulama suyuna karışmasını sağlar ve anılan debi, sulama suyu verdisine bağlı olarak düzenlenir.

13

Şekil 10. Basınç farklılığı sistemiyle fertigasyon sistemi

Sistemin temel üstünlüğü, basitliğinden ve çalışması için elektrik, su veya akaryakıta gereksinim göstermemesinden kaynaklanmaktadır. Suyun aktığı ve basınç düşmesinin olduğu her yerde çalışabilir. Yöntemin temel sınırlılığı sisteme verilen eriyik derişiminin türdeş olmaması ve zamanla değişmesidir.

İki önemli tip bulunmaktadır. Eriyebilir ve sıvı kimyasalların kullanıldığı sistemler. Birincisinde, eriyebilir kimyasal büyükçe bir tankın içerisine koyulur ve sulama suyu tank girişinden içeri alınır, kimyasalı eriterek ana su borusuna geri döner (Şekil 11). Bu yaklaşım, daha çok, hareketli yağmurlama sistemlerinde kullanılmaktadır.

Şekil 11. Eriyebilir kimyasalların basınç farklılığı sistemiyle içitimi

Diğerinde ise tank, katlanabilir bir lastik torba içermektedir. Kimyasal eriyik, anılan torba içerisine koyulur (Şekil 12). Sulama suyunun tank ile torba arasındaki alana girmesine izin verilir. İçeri giren su, lastik torba cidarlarına basınç yaparak eriyiğin, kesit alanı kalibre edilmiş çıkış deliğinden sulama sistemine geçmesi sağlanır. Açıklanan yöntemin bir başka yaklaşımında ise sıvı eriyik doğrudan tanka koyulur. Herhangi bir diyafram bulunmamaktadır. Tanka giren sulama suyunun basıncıyla, sıvı kimyasal sulama borusuna girmektedir.

14

3.3.3. Giren-Çıkan Akım (by-pass,) Tankı

Bu yöntem içerisinde kuru veya sıvı kimyasal bulunan bir tank kullanılmaktadır. Anılan tank, ana sulama borusuna by-pass yöntemiyle bağlanmıştır (Şekil 13). Yani sulama suyu akışının bir kısmı, tankın içerisine girer, kimyasalı eritir. Değinilen py-pass akımı tankın içerisinde ve dışında bir basınç eğimi yaratır bu da boru veya denetim vanası içerisinde sürekli bir sıkışmaya neden olur. Kimyasalın derişimi, zamanla giderek, azalır.

Şekil 12. Basınçlı by-pass sistemli fertigasyon

Sistemin temel üstünlükleri içerisinde, yapımının ucuz, işletiminin kolay olması, herhangi bir ek enerjiye gereksinim göstermemesi ve işletme basıncı ve sistem debisindeki değişmelere karşı fazla duyarlı olmaması gösterilebilir. Sınırlılıkları ise, sisteme verilen kimyasalın derişiminin sabit olmaması, sulamanın başlangıcında eriyiğin çok önemli bir kısmının hemen verilmesi, tankın her sulamadan önce doldurulma gereksinimi, sayılabilir. Tam otomatik sistemler için uygun değildir. Daha çok yarı otomatik damla sistemleri için öğütlenmektedir.

3.3.4. Pompa Sistemi

Bu yöntemde tank içerisindeki kimyasal eriğin sulama sistemine verilmesinde pompa kullanılmaktadır. Çok sayıda ve değişik tipte pompa bulunmaktadır. Olağan şekilde, kimyasal eriyik basınçsız, açık bir tanktan pompalanır, kullanılacak pompanın seçimi, eldeki enerji kaynağına bağlıdır, Agro-kimyasalların sulama sistemleri içerisine verilmesinde kullanılan

15

pompalar, dışsal güç gerektiren etken ve gerektirmeyen edilgen diye iki gruba ayrılabilirler. Pompalar, su akışıyla, içten yanmalı bir makineyle, elektik motoru veya traktör gücü ile çalışabilirler.

Hidrolik pompalar. su akımının piston veya türbini geçmesiyle çalışırlar. İçitim hızı, doğru biçimde denetlenebilir. Çok sayıda farklı tipleri bulunmaktadır. Tümü, içitim hızını, sistemin işletme basıncına ve debisine bağlı olarak düzenleyebilir. Diyafram ve piston pompaları en yaygın kullanılan hidrolik tipteki pompalardır.

Şekil 13. By-pass akış sistemli kemigasyon birimi

Diyaframlı pompalarda, dik bir eksene bağlı alt ve üst diyaframlar ve dağıtıcı vana aracılığıyla kimyasal eriyik sulama sistemine verilmektedir (Şekil 14). Ana sulama borusundan alınan suyun pompa içerisinde aşağı ve yukarı hareketi sırasında hem diyaframlar hem de dağıtıcı vana birlikte değişik görevler yüklenerek sıvıyı sisteme aktarırlar. Pompanın çok sayıda modeli yapılmıştır. İçitim hızı, 3-1200 L/h arasında değişmektedir. Basınç değişim aralığı (salınım) 1.4-8.0 atü dolaylarındadır. Dışarı atılan drenaj suyu ile içeri aktarılan eriyik arasında 1:2 ilişkisi vardır (her 1 litre içitim için 2 litre drenaj), Açıklanan pompanın değişik bir kullanım şekli Papadopulos ve Eliades (1987).

16

Şekil 14. Diyaframlı pompanın kullanıldığı bir fertigasyon denetleme birimi, A ve B pompa birimleri (N ve PK için); FT kimyasal eriyik tankı, V, tek yönlü vana; P, polietilen boru, MT, mikrotüpler: IL, ana sulama hattı, FL fertigasyon hatları (N1,N2,N3); DS, fertigasyon dağıtım sistemi

Piston pompalar, silindir içerisinde bir ana vana ve iki pistondan oluşmaktadır. Motora bağlı olan pompa, kimyasal eriyiği tanktan çeker ve sulama hattına verir Sistemde bir ani kesme vanası veya aygıtı bulunmaktadır Anılan aygıt, eriyik düzeyinin emme uzaklığı altına inmesi durumunda sistemi kendiliğinden durdurmaktadır. Kimi sistemlerde, değinilen pompalar, bilgisayarlar veya dozimetreler aracılığıyla denetlenmektedir. Açıklanan sisteme bir örnek olarak, Şekil 15’de gösterilen Amiad pompası verilmiştir.

Şekil 15. Pistonlu pompanın “Amiad” şematik görünümü

17

Eğer arazide elektrik bulma olanağı varsa, fertigasyon pompalarını anılan eneriyle çalıştırmak daha uygun olabilir. Bunlar, ucuz ve güvenilirdirler. Çalışma giderleri düşük ve kolayca otomatize edilebilmektedirler, Çok küçük boyutlu, birkaç litrelik diyaframlı pompadan, volumetrik vanaya bağlı ve istenen içitim miktarını doğru olarak verebilen dev boyutlu pompalara dek değişen çok sayıda farklı tip ve modelleri bulunabilmektedir. Bunlar dışsal enerjiye, elektrik, gerek duyduklarından, sera içerisine veya su kuyuları yanına sabit olarak yerleştirilirler. Yukarıda kısaca açıklandığı gibi, diyaframlı ve pistonlu tipleri bulunmaktadır.

3.4. Enjeksiyon Aygıtları ve Uygulama Türdeşliği

Fertigasyon sistemleriyle birlikte verilen kimyasalın sulama suyu içerisindeki oransal derişimi, kullanılan içitim aygıtlarına göre değişiklik gösterir. Şekil 16’da farklı içitim aygıtlarına bağlı olarak uygulama süresince kimyasal sulama suyundaki oransal derişimindeki değişme gösterilmiştir. Değinilen bilgi, özellikle, sulama suyu ile kolay hareket edebilen kimyasallarla yapılan fertigasyon işletiminde çok önemlidir. Örneğin, nitrat formundaki nitrojen suyla birlikte toprak profilinde çok kolay hareket edebilir, Aşırı sulama suyu uygulanması, hem suyun hem de gübrenin kök bölgesinin aşağılarına yıkanmasına ve taban suyunun kirletilmesine neden olabilir.

Şekil 16. Enjeksiyon aygıtlarında uygulama türdeşliğinin şematik gösterimi

18

Kimyasalın oransal derişimi, sistemin verdisine ve çalışmasındaki kolaylığa bağlı olarak değişir. Gübrelerin verilmesi sırasında, kimyasalın uygulama boyunca sulama suyuna türdeş bir derişimle katılması sağlanır. Ancak, anılan uygulama sonunda gübrenin toprak derinliği içerisinde de türdeş bir dağılım göstermesi istenir. O nedenle, seçilecek içitim aygıtının anılan özellikleri sağlamasına özen gösterilmelidir.

4. Fertigasyon Ekipmanının Seçimi

Kullanılacak fertigasyon aygıtları farklı tiplerde ve modellerde yapılmaktadırlar. Özellikleri, üstünlük ve sınırlılıkları ile fiyatları birbirlerinden farklıdır. Öte yandan, bir yerden diğerine koşullar ve gereksinimler de ayrımlıdır. O nedenle karar vermeden önce tüm etmenlerin dikkate alınması çok önemlidir. Fertigasyon aygıtlarını seçerken aşağıda kısaca değinilen ölçütler alınmalıdır.

(i) Sistem debisi: İçitim sistemine ilişkin kapasitenin bilinmesi, belli bir sürede sisteme verilmesi planlanan kimyasal miktarının saptanmasında önemlidir. Aşağıda verilen basit eşitlikte, sistem kapasitesi kestirilebilir.

Q=A x D/T

Q, sistem debisi, L/h D, içitim kapasitesi, L/h; A, alan, ha; T, fertigasyon süresi, h.

(ii) Tank kapasitesi: Kullanılacak tank, en azından bir sulama süresi içerisinde eriyik için yeterli hacimde olmalıdır.

V= Df x A

V, tank hacmi, L; Df, kemigasyon (gübre) dozu, L/ha

(iii) Güvenilirlik ve doğruluk: Aygıtların, operatöre gerek duymaksızın doğru biçimde çalışacağından emin olunmalıdır.

(iv) Bilgi Düzeyi: Kullanılacak aygıtlar, çok karmaşık ve gelişmiş olduklarından, ekipmanla çalışmaya gelen operatörün bilgi düzeyi çok önemlidir.

(v) Enerji: Fertigasyon için bir enerji kaynağına gerek vardır. Anılan enerji, sistemin hidrolik basıncı, elektrik veya içten yanmalı olabilir. Bunlardan birisinin seçimi, var oluşuna ve fiyatına bağlıdır.

(vi) Sulandırma oranı veya eriyiğin derişimi: Bu, çok derişik kimyasal (stok çözelitisi) hacmi ile istenen kimyasal eriyiğin derişimi arasındaki oran olarak tanımlanır Örneğin, 10 litre kimyasal (gübre) 190 litre su içerisinde çözünürse, sulandırma oranı aşağıdaki eşitlik aracılığıyla hesaplanabilir.

C= Df x 100 / Vv + Vw

C, eriyiğin istenen derişimi, %; Vv, kimyasal hacim L; Vw suyun hacmi, L:

C= 10 x 100 / 10 + 190= 5%

(vii) Otomasyona uygunluğu: Seçilecek aygıt, gelecekte yapılabilecek bir otomasyon işlemine uygun olmalıdır.

(viii) Başka amaçlarla kullanılabilme: Fertigasyon aygıtları, başka uygulamalarda kullanılabilmelidir, Örneğin, tıkanma sorununa neden olan çökelme meydana gelmeden, eğer istenirse, sulama suyuna asit eklenmesinde kullanılabilmelidir.

(ix) Garanti ve servis olanağı: Yapımcı firmanın veya yöresel satıcının iyi bir servis ve garanti verip vermediği, dikkate alınmalıdır.

19

(x) Standartlar: Tüm donatıların bilinen bir yapımcı tarafından ve kabul edilebilir standartlarda yapıldığından emin olunmalıdır.

(xi) Arazi deneyimi: Doğru aygıtların seçilmesi, önemli ölçüde, tarla deneyimlerine bağlıdır. Arazide, bu konuda çalışmış olmak, seçimde büyük kolaylıklar sağlar.

(xii) Fiyat: Yıllık giderler, kazanç, bakım giderleri ve süreye bağlı olarak hesaplanır.

5. Fertigasyon Yönetimi

Fertigasyon sisteminin işletilmesinde, pedolojik (toprak bilimiyle ilgili) ve bitkisel olarak dört grup ölçüt dikkate alınmaktadır. Bunlar; bitkinin gereksindiği gübre türü, iklimsel koşullar, toprağın fiziksel/kimyasal özellikleri ve değiştirme kapasitesi ile sulama suyu niteliğidir.

Fertigasyon yönteminin etkin kullanımı için öncelikle bitkilere ilişkin uygun sulama ve gübreleme programlarının elde edilmesi gerekir. Zira fertigasyonda gübreleme ve sulamanın birlikte düşünülmesi gerekmektedir. Bu nedenle sulama veya gübreleme yöntemindeki yanlışlıklar, fertigasyonda başarıyı engellemektedir.

Fertigasyon sisteminde bitki besin maddeleri, gereksinilen konsantrasyonlarda her sulamada sürekli verildiği gibi, belirli aralıklarla da uygulanabilmektedir. Bu yaklaşımla gübre yıkanması, özellikle azot, en aza indirilmiş, gübre kullanımının bitki gelişmesine göre kolayca değiştirilip düzenlenmesi olanaklı hale gelmiş, gübrelerden ileri gelen kök bölgesi tuzluluğu eser düzeye indirilmiş, ayrıca çok yüksek verim alınmıştır. Öte yandan fertigasyon yöntemi ile tuza çok duyarlı bitkilerin geliştirilip üretilmesi sağlanmıştır. Fertigasyon yöntemi ile su ve toprak kirlenmesi en az düzeye indirildiğinden; konu edinilen yaklaşımın sürdürülebilir tarım teknikleri ile de uyum içerisinde olduğu kabul edilmektedir.

5.1. Fertigasyon Aralığı ve Uygulama Hızı

Fertigasyon aralığı, sulama aralığı gibi önemli bir ölçüttür ve ona benzer. Damla sulama sistemi ile daha küçük bir toprak hacmi ıslatıldığından bitki kökleriyle kaplanmış toprak kesimi oldukça küçüktür. O nedenle anılan sulama ile su ve kimyasal madde kayıpları çok azdır. Ancak, küçük toprak hacmi, su ve gübre uygulamalarındaki herhangi bir gecikmenin, bitkinin çevresinin çabucak değişmesine ve gerilime girmesine neden olmaktadır.

Genel olarak, sık sulama gübrelemenin etkisini artırmaktadır. Buna bağlı olarak gübreleme de sık yapılmaktadır. Örneğin, Steduto (1984) geleneksel gübrelemeye göre yılda 2 uygulamanın verimi %30, tüm yıl uygulamanın ise %70 artırdığını rapor etmiştir. Ancak her bitkinin farklı fertigasyon aralığına tepkisi değişiktir.

Yukarıdaki açıklamalarla bağıntılı olarak birçok araştırmacı, fertigasyon aralığıyla sulama aralığının aynı olması gerektiğini, diğer bir değişle her sulamada belirli oranda gübre uygulanmasını önermişlerdir. Fertigasyon aralığındaki farklılık bitki gelişme dönemlerini etkileyebilmektedir. Gelişme dönemleri; uygulanan gübre tipine, toprak bünyesine, biyolojik etkenliğe, bitki türü ve çeşitine bağlı olarak da değişmektedir.

Öte yandan, fertigasyonun etkili olması için uygun bir sulama işletmeciliğinin izlenmesi zorunludur. Sulama zamanı ve miktarı bilimsel programlama kullanılarak belirlenmelidir. Bitkinin kök bölgesinde tutulabilecek olandan fazla suyun uygulanması suyun yalnızca randımansız kullanımını değil, aynı zamanında, su hareketi ile besin maddelerinin

20

kök bölgesinden yıkanması sonucunu doğurur. Bu durum değerli kimyasalların kaybolması ve yeraltı suyunun kirlenmesinin artması gibi iki yönlü zararlı etkiye sahiptir.

(i) Kuramsal Temel

Fertigasyon, olağan biçimde sulanan bitkilere, gelişme dönemleri boyunca uygulanabilir. Özellikle kimi gübrelerin, özellikle azotun bitkinin büyüme dönemine göre bir kaç parçaya bölünmesi, yeraltı suyunun kirlenmesini önler, Bitkinin günlük soğurabileceği (absorbe) gübre miktarının bilinmesi, önemli bir özelliktir. Bu amaçla bitkinin optimum koşullarda gelişme tavrının bilinmesi, ilk basamaktır. Yani, bitkinin yaşına bağlı olarak kuru madde yığışımı eğrisinin (tavrının) bilinmesi gerekir. Tek yıllık bitkilere ilişkin tipik bir büyüme eğrisi Şekil 17’de gösterilmiştir. Anılan eğri, her birisi ayrı bir büyüme hızını gösteren üç farklı büyüme dönemine ayrılmıştır. Bunlardan birincisi, algoritmik veya exponansiyel evre; ikincisi, büyümenin hızlandığı doğrusal evre; ve üçüncüsü ise yaşlılık diye adlandırılan büyümenin azaldığı evre.

Şekil 17. Tipik bir büyüme eğrisi a) Üstel (exponansiyel) evre; b) Doğrusal evre; c) Büyümenin azaldığı evre

Yukarıdaki şekil kuramsal olarak, büyüme hızının dönemsel değişmesi elde edilebilir.(Şekil 18) Her iki şekil de tümüyle kuramsaldır. Şekiller oluşturulurken çevre etmenlerindeki değişiklikler ya da büyüme dönemindeki olaylar dikkate alınmamışlardır. Dahası, birçok bitki farklı büyüme eğrisi gösterebilir.

21

Şekil 18. Büyüme hızlarının dönemsel değişmeleri; a) Üstel evre; b) Doğrusal evre; c) Azalma evresi

Bitkinin büyüme hızındaki dalgalanmadan dolayı bir dönemi öne çıkarken bir diğeri eksik olabilir, Böylece grafik üzerinde oldukça büyük değişiklikler meydana gelebilir. Bu nedenle büyüme eğrisi her bir bitki için ayrı ayrı elde edilmelidir. Bunun yanı sıra bitkinin büyüme eğrisine paralel olarak gübre isteği anılan dönemler icin belirlenmelidir. Bunu için gübrelerin soğrulma veya alım (uptake) eğrisine geri dönülerek; her bitki için birim alana, birim zamana (örneğin, her gün ya da her hafta) göre gerekli gübre miktarları, tüm büyüme mevsimini kapsayacak biçimde, saptanabilir. İkinci adımda, bitki köklerinin gereken gübre miktarını alabilmesi için toprak suyunun gübreler yönünden derişiminin belirlenmesi gerekir.

Köklerin soğurma (absorbsiyon) hızı ve toprak çözeltisi derişimi (konsantrasyonu) arasındaki ilişki Michaelis-Menten eşitliği ile kestirebilir.

F= Cx / (Km + Cx)

Burada; F, birim kök ağırlığının soğurma (absorbsiyon) hızı, µgX/g.h X elementinin ağırlığı uzunluğundaki kökün ağırlığı); Fmax maksimum F değeri; Cx, toprak çözeltisindeki X elementinin derişimi (konsantrasyon), ppm; Km, Michaelis sabitesi, ppm.

Bu eşitlikte alım hızı, uygulanan gübre miktarı ile kökler tarafından belirli zamanda alınan gübre miktarları arasındaki ilişkiden hesaplanabilir. Ayrıca, toprak çözeltisindekı besin elementi gereksinimini karşılayacak derişim de hesaplanabilir. Eğer konsantrasyon maksimumdan fazla ise tuzluluk zararı ortaya çıkar ve soğurma hızında artış olmaz. Öte yandan, absorbsiyon, diğer iyonların konsantrasyonuna sıcaklığa, kök yaşına, toprak çözeltisindeki konsantrasyonuna bağlıdır.

Bir diğer yaklaşım ise canlı (aktif) kök ağırlığının belirlenmesi ya da kestirilmesidir. Böylece toprak çözeltisinde oluşabilecek maksimum ve minumum konsantrasyonlar anlaşılabilir.

Toprak çözeltisi ve iyon adsorbsivonu, düşünülmesi gereken üçüncü özelliktir Arzu edilen çözeltiyi hazırlamak için toprağın katyon değişim kapasitesi ve gübrelerle tepkimeye

22

(reaksiyona) girecek iyonların kök bölgesindeki varlığının, bilinmesi gerekir. Toprağın absorpsiyon kapasitesi, toprak tipine ve içerdiği elementlere göre değişir. Genel bir kural olarak, daha büyük değişim kapasitesine sahip killi toprak kumlu topraklara göre daha fazla gübre gereksinimi gösterirler. Dahası, N03 ve S04 iyonları K ve Mg iyonlarından farklıdır ve yüzeyde tutulmazlar. Toprakta kalsiyumun fazla olması, fosforu bağlar.

5.2. Kemigasyon sistemlerinin kalibrasyonu

Kimyasal uygulamaları, sulama programına göre düzenlenmelidir. Sulama uygulamaları, önceden belirlenmiş kimyasal uygulama programına göre değil, bitkinin gereksinimine göre zamanlanmalıdır. Uygulanacak su miktarına ilişkin bilgi ve sulama süresi, kimyasal içitim (enjeksiyon) ekipmanının doğru kalibrasyonu ve işletilmesi için gerekli temel veriler olarak kabul edilirler.

Üreticiler, ne miktar ve nasıl gübre uygulayacakları konusunda farklı yerlerden öneriler alırlar. Çizelgeler, toprakların laboratuar analizleri, yaprak ve diğer bitki parçalarının analizi doğrudan kaynaklarıdır. Veriler, farklı formlarda sağlanır. Gübre ağırlığı veya hacmi, uygulanacak besin miktarı, sulama suyundaki besin değişim;. su-besin maddesi ilişkisi vs. Önerilerin yerine getirilmesi onların belirli bir çiftlikte kullanılan ekipmana göre uygulamaya aktarılması önemlidir. Bunun için kalibrasyon gereklidir.

Kemigasyon sistemlerinin kalibrasyonu kısmen belirlidir ancak doğru kimyasal uygulama miktarına ulaşmak için zamana, ekipmana ve doğru hesaplamaya gerek duyulur. Kalibrasyon bir dizi adımı kapsar.

(1) Sulanacak veya gübrelenecek alanı hektar veya herhangi bir alan birimi ile belirlemek;

(2) Birim alana uygulanması istenen gübre miktarının belirlenmesi. Eğer birim hektara kg besin miktarı önerilmişse;

Fw = Fr / Cu x 100

Fw: gübre miktarı, kg/ha: Fr: besin miktarı; kg/ha; Cu, gübredeki besin miktarı, %.

Örneğin, 200 kg/ha nitrojen önerilmişse, ve amonyum sülfat seçilmişse, nitrojen %21,

Fw = 200 / 21 x 100 = 950 kg/ha

(3) Birim alana uygulanması istenen gübre hacminin belirlenmesi;

Fv = Fw / Sw

Fv, gübre hacmi, L/ha; Fw, gübre miktarı, kg/ha; Sw, özgül ağırlık, g/L.

Örneğin 65 kg/ha sıvı amonyum nitrat tavsiye edilsin. Anılan gübrenin özgül ağırlığı, 1.3 kg/L’dir. Gübre hacmi;

Fv = 65 kg/ha / 1.3 kg/L = 50 L/ha

(4) Bir defada gerekli toplam gübre miktarının belirlenmesi: Bir sulamada uygulanacak belli miktardaki gübrenin enjeksiyon süresi ve sulandırma oranından bağımsız olarak hesaplanması;

Ft = Fd x A

Ft, bir defa için gerekli gübre, L veya kg; Fd, Gübre dozu, kg/ha, L/ha; A, Alan, ha.

Örneğin, A=O.8 ha, gübre = 120 L/ha ise

Ft=120 x 0.8 = 96 Litre

23

Gübre, bir tank veya basit bir venturi pompayla uygulandığı zaman, bu kimyasal tankına koyulacak gerçek gübre miktarıdır. Otomasyon koşullarında, pompanın kumanda ettiği, eğer değer litre olarak alınmışsa bu kumanda tablosunda oluşturulacak miktarı gösterir. Pulse injektör pompa ile çalıştığı zaman, bunun pulslardaki gübre hacmine döndürülmesi gerekir. Bu işlem, yapımcı tarafından veya her bir transmitter emisyondaki pulse sayısı ile tanımlanan pulse hacmine göre belirlenir.

Gübre tankı debisi;

Enjekte edilecek gübreyi sulandırmak için tanktan geçmek zorunda olan su miktarı, tank hacminin 4 katı olmak zorunda olduğundan dolayı, bu durumda;

Qt = Vw / T

Qt, tank verdisi, L/h; Vw, su hacmi, L; T, gübreleme süresi, dak.

Örneğin tankın 120 L hacminde ve gübreleme süresi 20 dak. ise; gübrenin enjekte olması için gerekli su miktarı,

Vw = 12 x 4 = 480 L

Bu durum; tankın verdisi,

Qt = 480 L / 20 dak = 24 L/dak veya 1440 L/h

Pompa Debisi (hidrolik veya elektrik)

Qp = Vf x Q

Qp, Pompa verdisi, L/h; Vf, suyun birim hacmindeki (m³) gübre eriyiği hacmi (gübre hacim oranı); Q, sulama sistemi verdisi, m³/h

Örneğin, suyun her m³’de 2 L eriyik gerekmektedir Sistem debisi, 15 m³/h ise;

Pompa debisi;

Qp = 2 (L/m³) x 15 (m³/h) = 30 L/h

Niceliksel doz olarak pompa verdisi:

Gerekli pompa debisi;

Qp = Ft / T

Qp, gerekli pompa verdisi, L/h; Ft, gübre solüsyonu, L; T, gübreleme süresi, h.

Örneğin, 5 ha’lık bir alan ve uygulanacak miktar 100 L/h ise;

Ft = 5 x 10 = 500 L

Enjeksiyon 5 saat sürecek ( ıslatma ve yıkama olmaksızın)

Pompa verdisi:

Qp = 500L / 5h = 100 L/h

Sulama suyunun birim hacmi (m³) için ağırlık olarak gübre(gübre ağırlık oranı);

Önerilen ppm olarak verildiği zaman;

Fw = Cw / Cu x 100

Fw, gübre miktarı, g/m³; Cw, sulama suyundaki besin derişimi (konsantrasyon), ppm; Cu, gübredeki besin konsantrasyonu, %.

24

Örneğin, 90 ppm nitrojen konsantrasyonu önerilmişse ve %20’lik amonyum sülfat kullanılacaksa, sulama suyunun her m³deki gübre ağırlığı;

Fw = (90 / 20) x 100 = 450g = 0.450kg veya 90x100 / 20

Birim sulama suyundaki, m³ gübre eriyik hacmi (gübre hacim oranı);

Bir önceki gibi aynı yolla hesaplama yapılır. Ancak, gübre sıvı formdadır.

Fw = (Cw / Cu x Sw) x 100

Sw, gübrenin özgül ağırlığı.

Örneğin, eğer sıvı amonyum nitratla (%20 nitrojen konsantrasyonu) gübreleme yapılırsa;

Fv = 90g/m³ / 20 (%) x 1300gr/L x 100 = 330 cm³ veya 0.330 L

Sulandırılan sistem ve pompa debileri sabit olduğunda, konsantrasyon;

C = Q / Qp

C, gübre eriyiği konsantrasyonu, m³/L; Q, sistem debisi, m³/h; Qp, pompa debisi, L/h.

Örneğin sistem debisi 14 m³/L, pompa debisi 20 L/h ise konsantrasyon;

C = 14 m³/h / 20 L/h = 0.7 m³/L

Gübre eriyiğinin sulandırılma oranı:

Dr = C x Fv x 100

Dr, oransal sulandırma, %; C, konsantrasyon, m³/L; Fv, sulama suyunda gerekli gübre konsantrasyonu, L/m³.

Örneğin, sulama suyunda 60 ppm nitrojen konsantrasyonu önerilmektedir. Gübre olarak 21% nitrojen içeren sıvı amonyum nitrat kullanılacaktır. Özgül ağırlığı: 1.3 kg/L; sistem debisi: 105 m³/h; pompa debisi: 180 L/h.

Konsantrasyon, 105 m³/h / 150 L/h = 0.7 m³/h

Sulama suyunda istenen gübre konsantrasyonu;

C = 0.06 / 1.3 x 21 x 100 = 220 cm³/m³

Oransal sulandırma; 0.7 x 0.22 x 100 = 15.4 %

Kimyasal tanktaki gübre hacmi, L

Fv = V x Dr / 100

Fv, gübre hacmi, L; V, tank hacmi, L; Dr, oransal sulandırma, %.

Örneğin, tank hacmi 250 L, oransal sulandırma %15.4 ise;

Fv = 250 x 15.4 / 100 = 38.5 L gübre

Buradan, 250 litrelik tanka 211.5 L suya 38.5 L gübre eklenmelidir.

Karıştırılabilir Gübrelerde Dozlarının Hesaplanması

Temel besin maddelerinin, sulama suyundaki belli konsantrasyonlarının (N,P,K) hazırlanması için basit gübreler karıştırılabilir.

Gerekli gübre miktarı aşağıdaki eşitlikle hesaplanır.

25

Fw = Cr / Cu x 100

Fw, gübre miktarı, g/cm³; Cr, önerilen konsantrasyon, ppm; Cu, gübrenin besin konsantrasyonu, %.

Örneğin, 60 ppm nitrojen 40 ppm P2O5 konsantrasyonu tavsiye edilmiş ise ve bun amaçla fosfor kaynağı olarak sıvı amonyum fosfat (8-24-0) ve nitrojen kaynağı olarak sıvı amonyum nitrat kullanılacaktır.

Fosfor için;

Fw = 40 g/m³ / 24 (%) x 100 = 167 g/m³ amonyum sülfat

Gübreyi hacim olarak ifade için;

Fv = Fw / Sw

Fv, uygulanacak gübre hacmi, cm³/m³; Fw, gübre miktarı, g/cm³; Sw, gübrenin özgül ağırlığı, g/cm³

Fv= 167 g/m³ / 1300 g/L = 128 cm³/m³ = 0.128 L/m³

Bu gübreden sağlanan nitrojen miktarı;

167 x 8 / 100 = 13 g/m³ hacim ol 13 g/m³ / 1.3 g/m³ = 10 cm³/m³

Gerek nitrojen konsantrasyonunu (60 ppm) tamamlamak için;

60 – 13 = 47 g/m³ nitrojen gerekmektedir. Bu, sıvı amonyum nitrattan sağlanacaktır.

Fw = 47 g/m³/ 21(%) x 100 = 224 g/m³

Hacim olarak;

Fv = 224 g/m³ / 1300 g/L = 172 cm³/m³

Sonuç olarak, her m³sulama suyu için 128 cm³ sıvı amonyum sülfat ve 172 cm³ amonyum nitrat gerekecektir.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

*Bu çalışma, Prof.Dr.Sermet ÖNDER danışmanlığında Sevim Seda YAMAÇ tarafından lisans bitirme tezi olarak hazırlanmıştır.

KAYNAKLAR

Aboukhaled, A., 1991. Fertigation and Chemigation: An Overwiew with Emphasis on the Near East. Fertigation/Chemigation. Proc. Of the Expert Consultation on Fertigation/ Chemigation, 8-11 September. 1991, Cairo. FAO, Rome, s.5-29 Anlığan, M. Bilgel, L., 2000. GAP Bölgesi Harran Ovası Koşullarında Damla Sulama ve Fertigasyon Sistemlerinden Yararlanılarak çileğin Sulama Programının: Belirlenmesi, (Araştırma Projesi, 1998-2000). Köy Hizmetleri Araştırma Grupları 28 inci Toplantı Tutanağı, Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü, APK Dairesi Başkanlığı, Toprak ve Su Kaynakları Araştırma Şube Müdürlüğü, Yayın No. 12, Ankara, s. 24 Bar-Yosef, B., Stammer, C., Savig, B., 1980. Growth of Trickle Irrigated Tomato as Related To Rooting Volume and Up-Take of N and Water. Argon. J., 72:815-822 Bar-Yosef, B., 1977. Trickle Irrigation and Fertilization of Tomatoes in Sand Dunes: Water, N, and P Distributions in the Soil and Uptake by Plants. Agron. J. 69:484-491 Bar-Yosef, B., Sheikholslami, M.R., 1976. :Distribution of Water andI ons in Soils Irrıgated

26

and Fertilized from Trickle Source. Soil Sci. Sos. Am. J. 40: 112-120 Bresler, E., 1987. Trickle-Drip Irrigation. Principles and Aplication to Soil-Water Management. Advance in Agronomy, 29, s. 343-393 Bryan, B.B. Thomas. Jr, E.L., 1985. Distrubition of Materials Applied Through Sprinkler Irrigation Systems. Bulletin. 598. Unic. Of Arkansas Exp. Sta. Fayettevilla, AR. 12s Bryan, H.H., Duggins, R.B., 1978. Chemical Injection Through Drip Irrigation on Row Crops Compatibility, Crop Response and Effect of Flow. In Proc. 7th Intern Agri. Plastics Congr., San Diego, CA, s 166-171 Bucks, D.A. ve arkadaşları 1982, Prenciple, Practices and Potentialities of Trickle Irrigation. Advanced in Irrigation Vol. 1, P 220 Academic Pres New York. Burt, C., O’connor, K., Ruehr, T., 1995. Fertigation . Irrigation Training and Research Center. California Poklitechnic State Univ. San Luise Opispo, CA93407, s. 1-93 Çakır, R., Kanber, R., Tarı, A., T.C. Tarım Köyişleri Bakanlığı Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü AVK Dairesi Başkanlığı, Toprak ve Su Kaynakları Araştırma Şube Müdürlüğü Yayın No:122 Sulama ve Drenaj Mühendisliği, 2003, Ankara Çetin, Ö., Fertigasyon: Sulama ile Gübreleme, Gübretaş. Dasberg, S., Bieloria, H., Erner, J., 1983. Nitrogen Fertigation of Shamouti Oranges. Plant and Soil. 75:4149 www.drtarsa.com Ergene, A. (1987). Toprak Biliminin Esasları. Atatürk Üniversitesi Basımevi, Erzurum.

Food and Agriculture Organization of United Nations, 1973, Trickle Irrigation and Drainage Paper, No, 14 Rome. Gerstly, Z., Saltzman, S., kliger, L., Yaron, B., 1981. Distribution of Herbicides in Soil in a Simulated Drip Irrigation System. Irr. Sci., 2:155-166 www.gubretas.com.tr Hakgören, F. 1992-1993. Damla Sulama ile Gübreleme. Akdeniz Üniv. Ziraat Fak. Dergisi, 5(1-2); 175-184. Hamdy, A., 1991. Fertigation Prospects and Problems in Italy. FAO-Rome, Proc., of Expert Consultation on Fertigation/Chemigation, 8-11 Sept. 1991, Cairo, s. 207-214 Hamdy, A., 1995, Fertigation: Technical and Management Aspects for Pratical Aplication Review Paper. Advanced Short Cogatiurse on Fertigation FAO/RNE, CIHAEM/IAM-

B,University of Libanaise, Nov. 26-Dec. 3. 1995, Beirut, Lebanon, s. 15-63 HASAD Dergisi, Fertigasyona Uygun Gübreler. Mayıs 2002, HASAD Yayıncılık Ltd. Şti. İstanbul HASAD Dergisi, Fertigasyon Tekniği İle Bitki Yetiştirmede Kullanılacak Gübre Miktarını Belirleme ve Tuzluluk. Kasım 2001, HASAD Yayıncılık Ltd. Şti. İstanbul HASAD Dergisi, Fertigasyon Yöntemi ile Yetiştirilen Bitkilerde Sulama Suyunda ve Toprakta pH Problemleri ve Asit Kullanımı. Şubat 2002, HASAD Yayıncılık Ltd. Şti. İstanbul HASAD Dergisi, Azotlu Gübrelerin; Formlarını ve Fonksiyonlarını Yeterince Biliyormuyuz. Temmuz 2002, HASAD Yayıncılık Ltd. Şti. İstanbul. Howell, T.A. ve arkadaşları 1983, Desing and Operation of Trickle Systems. Desing and Operation Farm Irrıgation Systems. P. 661 ASAE Monograph, Michigan. Kanber, R., 1997, Sulama Ç.Ü. Zir. Fak., Ders Kitabı, No. 174, A-52, adana, 553 s Kanber, R., Yükçeken, Y., Diker, K., Köksal, H., Ünlü, M., 1998. Damla Sulama Sistemiyle Fertigasyon Uygulamalarında Antepfıstığı’nda Gelişme, Verim ve Periyodisiteye

27

Etkisinin İncelenmesi. TÜBİTAK-TARP. 1825 Nolu Araşt. Projesi. Gaziantep, (Uygulamada) Kaygısız H. (1999). Gübre Dosyası. Hasad Dergisi Ağustos 1999 sayısı.

Kırda, C., Baytorun, N., Derici, R., 1994. Kimi Örtü Altı Bitkilerinde Fertigasyon Uyguşamalarına İlişkin Ölçütlerin Belirlenmesi. TÜBİTAK tarafından desteklenen Araştırma Projesi. (Devam Ediyor) Klein, I., Levin, I., Bar-Yosef, B., Assaf, R., Berkovıtz, A., 1989. Drip Nitrogen Fertigation of Starking Deliicious Apple Trees. Plant and Soil. 119:305-314 Nakayama, F.S., Bucks, D.A., f rench, O.F., 1977. Reclaiming Partially Clogged Trickle Emitters. Trans. ASAE 20:278-280 Nathan, R., 1996. Fertilization Combined With Irrigation (Fertigation). State of Isreal, Ext. Serv., Ministry of Agric. 54 s Nakayama, F. S., Bucks, A.D. 1986, Trickle Irrigation for Crop Production Development Agricul. Eng. 9 Elvevier, Amsterdam. Nir, D. 1982, Drip Irrgation, CRC Handbock of Irrigation Tecnology, Vol. 1. P.247 CRC Pres Inc, Florida. Overman, A.J., 1978. Crop Response to Nematicides and Drip Irrigation on Sandy Soil. In Proc. 7th Intern. Agr. Plastic. Congr. San Diego, CA, s. 172-179 Papadopolos, I., 1986. Nitrogen Fertigation of Greenhouse-Grown Cucumber. Plant and Soil. Soil. 93:87-93 Papadopolos, I., 1987. Nitrogen Fertigation of Greenhouse-Grown tomato. Soil Sac and Plant Analysis, 18:897-907 Ülgen, N. ve Yurtsever, N. (1988). Türk Gübre ve Gübreleme Rehberi. Tarım ve Köyişleri Bakanhığı Yayını. Genel Yayın No. 151. Teknik Yayınlar. No.T-59. Ankara.

Çalışmanın ikinci bölümü Fertigasyon2 dosya adıyla web sayfamızda yayınlanmıştır.