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