Tarımsal Sulamada Modern Sulama Yöntemlerinin Önemi ve Tansiyometre

10.10.24

Tarımsal Sulamada Modern Sulama Yöntemlerinin Önemi ve Tansiyometre

Funda Dökmen / Kocaeli Üniversitesi Bitkisel ve Hayvansal Üretim Bölümü

Su ve toprak kaynakları birçok ülkenin önemli doğal kaynaklarının başında gelmekte ve insanların gıda ihtiyaçlarını karşılayan tarımın en önemli bileşenlerini oluşturmaktadır. Ayrıca su, bütün canlıların yapısındaki temel bileşen ve hidrolojik döngünün temel öğesi olması sebebi ile de en önemli bir doğal kaynak olma özelliğindedir. Ülkelerin sosyo-ekonomik gelişimlerinde ve geleceğe güvenle bakmalarında su ve toprak gibi kaynaklardan etkin yararlanılmasının büyük önemi bulunmaktadır (Şahin, 2001; Çetin ve ark., 2010, Ersöz ve Çamoğlu, 2020). Son zamanlarda dünyada ve ülkemizde bu kaynakları olumsuz olarak etkileyen ve gelecekte de etkileme potansiyeline sahip çeşitli olaylar yaşanmaktadır. Bu olayların başında nüfus artışı, iklim değişikliği ve çevre kirliliği gelmektedir.

Ülkemizin nüfusu son yapılan açıklamaya göre 84 680 273 kişidir. Nüfus artış hızı ise binde 12.7’dir. Bir önceki yıla göre 1 065 911 kişi artmıştır (Anonim, 2022). Bu durum birçok alanda olduğu gibi, özellikle ülkemizin kullanılabilir su kaynakları üzerindeki baskıyı da artırmaktadır. Türkiye’nin 2013 yılı itibariyle kişi başına kullanabilir su miktarı 1 550 m3 iken 2017 yılında bu değer 1 450 m3’e düşmüştür (Suzan ve ark., 2021). Günümüzde ise kişi başına düşen kullanılabilir su miktarı, normal nüfus artışı ile birlikte uluslararası göçün etkisi sonucu 1 322.6 m3’e kadar gerileyerek görece daha hızlı bir şekilde azalmıştır.

Ülkemiz özelinde yaşanan nüfus artışının yanı sıra küresel ölçekte etkili ısınma ve bunun doğrudan sonucu olarak ortaya çıkan iklim değişikliği sorunu, her şeyden önce, yağış, buharlaşma, yüzey akış ve toprakta depolanan kullanılabilir su miktarı vb. olayları etkilemektedir. Diğer bir ifadeyle, yıllık yağışlarda ve mevsimlerde görülecek değişmeler hem topraktaki nem rejimi hem de su kaynaklarının depolanması açısından önemli etkiye sahiptir. Hangi nedenle olursa olsun bitkilerin gelişme dönemleri boyunca yaşanabilecek su kısıtı ve/veya yetersizliğinin verimi önemli ölçüde düşüreceği yapılan birçok araştırmayla kanıtlanmıştır. Daha geniş açıdan bakıldığında bu durumun doğal olarak, dünya gıda üretimini de olumsuz etkilemesi kaçınılmaz olacaktır.

Küresel ölçekte ortalama sıcaklık değerinde 1 fahrenhayt gibi aşırı olmayan bir artışın bile dağlık yerlerdeki yağmuru önlenemez bir şekilde artırıp kar yağışını azaltabileceği öngörülmektedir. Bunun sonucunda, sel sayılarında artış yaşanması, sulama suyuna ihtiyaç duyulan mevsimde ise akarsuları besleyecek olan kar örtüsünün yetersiz kalması ve bitkilerin ihtiyaç duydukları sulama suyu miktarının yeterince karşılanamaması durumu, geleceğe yönelik hazırlanan senaryolar içinde en güçlü olasılık olarak öne çıkmaktadır (Yeğenağa, 2009; Korkmaz, 2015).

Tarım sektöründe temiz su kaynaklarını etkileyen bir başka faktör de çevre kirliliğidir. Bu sorunun kaynağı, genel olarak, kentsel olabileceği gibi endüstriyel ve hatta tarımsal faaliyetler olabilmektedir. Çevreyi oluşturan su, toprak ve hava kirlenebilen ortamlardır. Dolayısıyla, su, toprak ve hava kirliliği tarımsal faaliyetler açısından bir risktir üretim çıktılarını doğrudan etkilemektedir. Diğer bir ifadeyle gıda güvenliği konusunun çevre güvenliği olgusundan bağımsız düşünülmesi ve çözümlenmesi olanaksızdır.

Su kirliliği ekolojik dengeyi bozan en önemli etmenlerin başında gelmektedir. Özellikle göl, nehir ve sulama sularındaki kirlenme sonucunda, kalite kriterlerinde bozulma ile birlikte ortamdaki canlı yaşamı kısıtlanmaktadır. En basit anlamda sulama sularında yaşanacak tuzluluk artışı, su ve toprak ilişkisini olumsuz yönde etkilemekle birlikte toksik etkilerin başlamasına sebep olmaktadır (Ülger, 2012).

Bu olumsuz etkilerden dolayı kullanılabilir su kaynaklarının giderek kısıtlı bir kaynak haline gelmesi nedeniyle; Tarım ve Orman Bakanlığı tarafından nüfus artışının, çevre kirliliğinin ve iklim değişikliğinin etkilerini azaltmak, verim artışı ile birlikte besin arzı güvenliğini sağlamak amacıyla çeşitli tarım politika ve programları ortaya konmaktadır. Bu programlardan biri “Kırsal Kalkınma Yatırımlarının Desteklenmesi Programı”dır. Bu destek çoğunlukla hibe ve kısmen de kredi şeklinde verilmektedir. Söz konusu destekler, proje bazlı olarak mali destek programları ve kırsal kalkınma projeleri kapsamında sunulmaktadır. 2016 yılından sonra bu çerçevede verilen destekler, “Kırsal Kalkınma Destekleri Kapsamında Bireysel Sulama Sistemlerinin Desteklenmesi” başlığı altında uygulanmaya başlanmıştır. Burada amaç yaklaşık %70’i tarımsal sulamada kullanılan ülkemizin su kaynağı potansiyelinin verimliliğini artırmaktır. Özellikle, iyi bir projelendirme ve işletim koşullarında, damla sulama sistemlerinde su kaybı yok denecek kadar azdır. Bu şekilde tasarrufu sağlanan suyun diğer sektörlerde kullanılma şansı bulunmaktadır. Bu açıdan basınçlı sulama yöntemlerinin kullanımı, su kaynaklarının sürdürülebilirliğinin ve korunmasının sağlanmasında önemli bir araçtır. Bu amaçla basınçlı sulama sistemlerinin ülkemiz genelindeki kullanım oranı Bakanlık tarafından %60’a çıkartılmak istenmektedir (Aküzüm ve ark., 2010; Sever, 2018; TOB, 2020; Candemir ve ark., 2021).

Ülkemizde alan bazında kullanılan sulama yöntemlerinin süreç içindeki değişimi Şekil 1’de verilmiştir. Buna göre 2001 yıllında kullanım oranı %18 olan basınçlı sulama (damla %2 ve yağmurlama %16), 2014 yılında %20’ye (damla %7 ve yağmurlama %13) yükselmiştir. Tarım ve Orman Şurası’nda açıklanan 2020 yılına ait verilere göre ise basınçlı sulamanın alan bazında kullanımı %38’e (damla %17 ve yağmurlama %21) yükselmiştir. Buna göre son 20 yılda basınçlı sulama yöntemlerinin kullanımı teşvik ve hibelerin etkisiyle iki katından daha fazla artmıştır. Ayrıca Şura’da halk sulamalarında ve Devlet Su İşleri dışındaki diğer kamu kurumları tarafından geliştirilen sulama sahalarında uygulanan sulama yöntemlerine ilişkin veri olmadığı da belirtilmiştir (TOB, 2020). Bu duruma bağlı olarak alan bazında kullanılan sulama yöntemleri ile ilgili net bir değerlendirme yapabilmek mümkün değildir.

Şekil 1. Ülkemizde alan bazında kullanılan sulama yöntemlerinin süreç içindeki değişimi (TOB, 2020).

Geleneksel yüzey sulama uygulamalarına kıyasla basınçlı sulama sistemlerinde, bitkilerde verim azalmasına sebep olmadan ve topraktaki nem eksikliğinden kaynaklanan stresi yaratmadan sulama yapmak mümkündür. Sistem ayrıca bitki besin maddelerini sulama suyu ile birlikte bitkinin istediği miktarda ve zamanda etkin bir biçimde uygulama olanağı sağlamaktadır. Sulama suyu sık aralıklarla verildiğinden her sulamada uygulanan sulama suyu miktarı görece daha az olmakta, genel olarak, alanın tamamı yerine sadece kök sisteminin geliştiği ortam ıslatılmaktadır. Sonuç olarak bu durum, tarımsal amaçla tüketilen sudan ciddi olarak su tasarrufu yapma olanağı vermektedir (Yıldırım, 1993; Nalbantoğlu, 2014).

Ülkemizde iklim değişikliği nedeniyle, yağış rejimindeki değişiklikler bazı bölgelerimizde aşırı yağış, bazı bölgelerimizde ise kuraklık olarak kaşımıza çıkmaktadır. Küresel ısınmaya bağlı olarak kendini gösteren iklim değişikliği ve kuraklık özellikle tarımsal üretimin yoğun olduğu alanları çok daha fazla etkilemektedir. Tarımsal üretim için toprak, su, güneş ışığı ve sıcaklık faktörleri büyük bir önem taşımaktadır (1).

Tarımsal üretimde optimum verim elde edebilmek için yağışların yetersiz ve kurak geçen mevsimlerde sulama kaçınılmazdır. Sulama tarımsal faaliyetlerde en eski uygulamalardan biridir. Fakat, sulama uygulamalarında yapılan yanlışlıklar ortaya toprak, tuzluluk ve drenaj yönünden birçok sorunu da meydana getirmiştir.

Ülkemizdeki su kaynaklarının büyük bir bölümü tarımsal amaçlı sulamada kullanılmaktadır (2). Sulanabilir arazi varlığımız 8,5 milyon ha ve sulamaya açılan arazi miktarımız 6.7 milyon ha’dır. Ülkemizin su kaynakları ise yerüstü suyu 98 milyar m3, yeraltı suyu 14 milyar m3 olup toplam kullanılabilir su miktarı ise 112 milyar m3 olarak tespit edilmiştir (3). Kişi başına düşen kullanılabilir su miktarı 1.347 m3/yıl’dır. Ülke genelinde sulamaya açılan alanlarda sulama oranı % 65 ve sulama randımanı ise % 45’dir (4).

Ülkemizde tarımsal üretimde, sulama amaçlı kullanılan su, genel su tüketiminin %75’i oranında olup, oldukça büyük bir miktarı kapsamaktadır. Doğal su kaynakları kullanılarak yapılan sulamalarımızın verimliliği artırılarak, tarımda kullanılan su tüketim oranının azaltılması su tasarrufu yönünden büyük bir önem taşımaktadır.

Tarımsal üretimde suyun etkili ve gereksinim kadar kullanılabilmesi için üreticilerimizin modern sulama sistemleri ve yöntemlerini kullanmaları kaçınılmazdır. Modern sulama sistemlerinden en iyi şekilde sonuç alınabilmesi toprak nem miktarının doğru belirlenmesine bağlı olmaktadır. Toprak nem tayininin belirlenmesinde birçok yöntem ve alet bulunmaktadır. Burada, kullanım kolaylığı ve maliyetinin düşük olması nedeniyle tansiyometre kullanımının önemi üzerinde durulacaktır.

Toprak nemi ölçümü

Bitkilerin sağlıklı gelişip büyüyebilmeleri ve bu bitkilerden yüksek verim ve kaliteli ürün elde edilebilmesi için sulama suyunun zamanında ve uygun miktarlarda verilmesi gerekir. Bu nedenle bitkilerin tükettikleri su miktarı kadar kök bölgesine su sağlanmalıdır (2). Burada, toprak neminin doğru belirlenmesi büyük bir önem taşımaktadır.

Toprak neminin belirlenmesinde doğrudan nem ölçümü zaman alıcı olduğundan sulama zamanının belirlenmesinde çoğunlukla dolaylı yöntemler kullanılır. Bu yöntemde, toprak neminin miktarı ölçülmez sadece toprağın suyu tutma gücü ölçülür. Toprağın suyu tutma gücü arttıkça topraktaki nem miktarının azalmış olduğu, topraktaki suyun tutma gücü azaldıkça nem miktarının artmış olduğu belirlenir (2). Dolaylı nem ölçme yöntemlerinde yaygın ve kolay kullanım nedeniyle tansiyometreler kullanılır. Üreticilerde arazide kolaylıkla tansiyometreleri kullanarak toprakta nem tayini yapabilmektedirler.

2.1.Tansiyometre nedir?

Tansiyometreler, bitki kök bölgesine yerleştirilen ve tarla koşullarında toprağın nem tansiyonunu bir vakum ölçer yardımıyla ölçen aletlerdir. Sulama zamanının belirlenmesinde kullanılan tarımsal araçlar içerisinde yerini almıştır. Tarımsal üretimde, yüzlek köklü, suya hassas ve sık sulanan bitkilerin sulama zamanının belirlenmesinde kullanılmaktadır. Toprak

tansiyonunu doğrudan ölçebilmekte, araziye kolayca yerleştirilebilmekte, okunabilme özelliği olan ve düşük maliyetli olması nedeniyle üreticiler tarafından kullanımda tercih edilmektedir.

Tansiyometre neden kullanılmalı

Tarımsal üretimde, bitkinin gereksiniminden az sulama suyu verilmesi bitki gelişimini olumsuz etkileyerek üründe kalite ve verim kaybına yol açacaktır. Gereksinimden daha fazla sulama suyunun verilmesi durumunda ise topraktaki gözenekli yapı ve tüm boşluklar su ile dolacağından, bitki kök bölgesi havasız kalacak ve bitki sağlıklı büyüyemeyecektir.

Her sulamada verilecek sulama suyu miktarının bitki tür ve çeşidine göre önceden belirlenmesi ve buna bağlı olarak en uygun zamanda toprağa suyun verilmesi sulama için en önemli kurallardan biri olmaktadır. Bu nedenle her sulamada verilecek net sulama suyu miktarı ancak toprak neminin belirlenmesi ile olasıdır. Toprakta var olan nemi tarla kapasitesine ulaştırmak için gerekli olan sulama suyu miktarını net sulama suyu şeklinde tanımlamaktayız. Net sulama suyu miktarını belirleyebilmek ve sulamaya ne zaman başlanacağına karar verebilmek için tansiyometre kullanılarak toprak neminin ölçülmesi gereklidir. Bu bağlamda, tarımsal üretimde arazide veya saksı yetiştiriciliğinde de tansiyometreler kullanılmalıdır.

Tansiyometre çalışma prensibi

Tansiyometreler, vakum göstergesi (manometre), içi saf su dolu saydam boru ve geçirgen seramik uçtan oluşmaktadır. Topraktaki nem miktarı azalınca toprak kurumaya başlar ve su toprak tanecikleri çevresinde güçlü bir şekilde tutulur. Tansiyometreler toprağa yerleştirildikten sonra topraktaki nemin miktarına bağlı olarak, seramik uçtan toprağa doğru su geçişi başlar (Şekil 1). Tansiyometre çevresindeki toprak suyu emdikçe tansiyometre içerisinde vakum oluşacaktır. Vakum değerleri manometre göstergesinden izlenir. Tansiyometreden çok su emilmesi toprak neminin azaldığını gösterir. Vakum göstergesi sıfıra indiğinde toprak tamamen su ile doymuş demektir (2- 5).

Şekil 2. Tansiyometre ve manometre göstergesi (6)

Tansiyometre araziye nasıl yerleştirilmelidir?

Tansiyometreler bitkilerin etkili kök derinlikleri dikkate alınarak yerleştirilmelidir. Etkili kök derinliği bitkilerin normal gelişimi için su ve besin maddelerinden en iyi yararlandıkları toprak derinliğidir. Tansiyometre araziye yerleştirildikten sonra seramik uç ile toprak arasında iyi bir temas olmalıdır. Tansiyometrenin vakum göstergesi ise toprak yüzeyinden 10-15 cm yukarıda olmalıdır (Şekil 2).

Yüzlek topraklarda tansiyometrelerin yerleştirilmesinde bel ya da kürek ile çukur açılmalı, tansiyometre buraya yerleştirildikten toprak iyice sıkılaştırılmalıdır. Gevşek topraklarda ise herhangi bir delik açılmadan doğrudan toprağa yerleştirme yapılabilir. Bitki kök bölgesindeki çok kuru ve çok nemli yerlere tansiyometre yerleştirilmemelidir (5).

Tansiyometreler yerleştirilirken sulama yöntemi de dikkate alınmalıdır. Karık sulama yöntemi uygulanıyorsa tansiyometreler karık sırtlarına yerleştirilmelidir. Yağmurlama sulamada ise yağmurlayıcıdan çıkan su tıkanmayacak şekilde yerleştirilmelidir. Yüzey sulamada karık ya da tava toplam uzunluğunun 1/3’ü kadar sondan mesafe bırakılacak şekilde, damla sulama sisteminde ise toprağın bünyesine bağlı olarak damlatıcılardan 30-60 cm uzağa yerleştirilmelidir (2-5).

Şekil 3. Tansiyometrenin araziye yerleştirilmesi (6)

Tansiyometrelerin üzerindeki manometre göstergesi 100 eşit parçaya ayrılmıştır. Tansiyometre gösterge değeri “0” santibar ise tansiyometrenin yerleştirildiği bölgedeki toprak su ile doludur. Gösterge değeri “0-10” santibar arasında ise bitki gelişimi için yeterli su vardır. Tansiyometre gösterge değeri “10-20” santibar arasında ise bitki için uygun nem ve hava dengesi var, “20-40” santibar arasında ise bitki büyümesi için yeterli su ve hava dengesi var demektir. Orta ve ağır bünyeli topraklarda sulamaya gereksinim duyulmaz. Kaba ve kumlu topraklarda 20-30 santibarda, ince kumlu topraklarda 30-40 santibarda sulama yapılmalıdır. Tansiyometre gösterge değeri “40-60” santibar arasında ise ince bünyeli topraklarda yeterli su ve hava bulunmaktadır. Killi topraklarda ise sulamaya gereksinim yoktur. Gösterge değeri “60- 80” santibar arasında ise killi topraklar dışındaki topraklarda kullanılabilir su açığı bulunmaktadır. Bu durumda killi topraklarda 70-80 santibarda sulamaya başlanılmalıdır.

Tablo- 1’de bazı tarımsal ürünlere göre sulama için tansiyometre okuma değerleri yapılan çalışmalara göre belirlenmiştir.

Sonuç

Tarımsal uğraşılarda bitkiler için sulamanın önemli bir faktör olmasının yanında asıl önemli olan şey her bitki için farklı olan sulama dönemi ve gereksinim duyulan su miktarıdır. Bitkilerin gelişim dönemlerinde gereksinim duydukları nem miktarına ve sulama dönemlerine dikkat edilmediği durumda ciddi verim kayıpları ve ayrıca ürün kalitesinde düşüş gözlemlenir. Tarımsal üretimde bu sorunları ortadan kaldırmak ve giderek azalan su kaynaklarımızı etkin kullanmak için toprak neminin belirlenmesi yani tansiyometrelerin mutlaka kullanılması gereklidir.

Tarımsal ve peyzaj amaçlı sulama, tatlı su kaynaklarının en çok tüketildiği uygulama alanlarıdır. Suyun akıllı yönetimi, sulama veriminin arttırılması, maliyetlerin düşürülmesi ve çevresel sürdürülebilirliğe katkıda bulunmaktadır (7). Su kullanımını optimize etmek, su tasarrufu sağlamak, enerji tüketimini azaltmak ve tarımsal ürünlerin kalitesini artırmak için sulama sistemlerinde mutlaka tansiyometrelerin kullanılması kaçınılmazdır.

Kaynak
1. Anonymous (2021). İklim Değişikliği ve Tarım Değerlendirme Raporu, C. Tarım ve Orman Bakanlığı Tarım Reformu Genel Müdürlüğü, Tarımsal Çevre ve Doğal Kaynakları Koruma Daire Başkanlığı, Ankara.
2. Tepeli, E., Bülbül, R., Karslı, Z., Sarıtaş, H., Gökalp, Y., Çınar, M., Uyan, A., Çelik, A, (2005). Sulama, Editörler: Tepeli, E., Sarıtaş, H., T.C. Tarım ve Köy İşleri Bakanlığı, Teşkilatlanma ve Destekleme Genel Müdürlüğü Yaygın Çiftçi Eğitimi Projesi, YAYÇEP, Yayın No: 42, Baskı:1, Ankara.
3. Anonymous (2020). C. Devlet Su İşleri (DSİ), İstatistiki Bülteni, Ankara.
4. Akarsu, AO(2021). Tarımsal Sulama El Kitapçığı, Editör: Demirci, H., T.C. Kastamonu
Valiliği İl Tarım ve Orman Müdürlüğü, Aralık 2021, Kastamonu.
1. Dökmen, F. (2022). Sebze Yetiştiriciliğinde Sulama ve Sulama Yöntemleri, Sebze
Yetiştirme Teknikleri, Editörler: Kasım, R., Kasım, U., Bölüm:8, s: 287-311, Sayı:1, Yayın

No: 4028, ISBN: 978-625-417-642-5, Mart 2022.
1. https://olcumcihazlari.com/toprak-nemi-olcumu-icin-tansiyometre-calisma-prensibi (Erişim tarihi: 30.08.2023)
2. https://esular.com/sensor/tarimsal-sulamada-toprak-nem-sensoru-kullanimin-onemi (Erişim tarihi: 30.08.2023)

Makale

Tarımsal Sulamada Modern Sulama Yöntemlerinin Önemi ve Tansiyometre

Başlık