Farklı Tip Anıza Doğrudan Ekim Makinalarının Değişik Anız
Transkript
Farklı Tip Anıza Doğrudan Ekim Makinalarının Değişik Anız
Farklı Tip Anıza Doğrudan Ekim Makinalarının Değişik Anız Koşullarında, Çizi Özellikleri ve Anız Dağılımı Yönünden Karşılaştırılması Ahmet ÇELİK , Sefa ALTIKAT , Nihat TURGUT Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bölümü,Erzurum ahcelik@atauni.edu.tr Özet: Doğrudan ekim, su ve toprağı korumayı amaçlayan bir bitkisel üretim yöntemidir. Bu yöntem, toprak işleme yapılmaksızın, gömücü ayaklarla tohumun doğrudan anızlı tarlaya ekilmesi işlemidir. Bu ekim yöntemiyle tarla yüzeyinin %25-30’ u kadarına etki edilmektedir. Toprağa etki miktarı gömücü ayak tipine bağlı olarak değişebilmektedir. Bu çalışmada, farklı tip gömücü ayaklara sahip anıza doğrudan ekim makinalarının farklı anız koşullarında kullanılması ile elde edilen çizi profili şekli, çizi kesit alanı, anız dağılımı ile ekim derinliği düzgünlüğüne olan etkileri karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmada, diskli, dar çapa ve geniş çapa tip gömücü ayaklara sahip üç farklı anıza doğrudan ekim makinası, 12 ve 24 cm’ den oluşan 2 farklı anız yüksekliği ile dik ve yatık olmak üzere 2 farklı anız konumunda kullanılmıştır. Elde edilen verilere göre, dar çapa tip gömücü ayaklı makina, diskli ve geniş çapa tip gömücü ayaklı makinalara göre daha düzgün bir tarla yüzeyi oluştururken, uzun ve dik anız kısa ve yatık anıza nazaran daha pürüzlü tarla yüzeyine neden olmuştur. Çapa gömücü ayaklı makinaların genel olarak anızı sürükleyerek bir araya topladıkları ve dik anızın yatık anıza göre daha az sürüklendiği ortaya çıkmıştır. Diskli tip makina, hem toprağın hem de anızın nemli olması nedeniyle, istenilen kesme etkisini gösterememiş ve anızı açılan çiziye bükerek gömmüştür. Ekim derinliği yönünden en iyi sonuç geniş çapa tip gömücü ayaklı makinadan elde edilirken, bu makinayı diskli tip gömücü ayaklı makina takip etmiştir. Kısa ve yatık anız, uzun ve dik anıza göre daha derin ekime neden olmuştur. Çizi kesit alanı yönünden en büyük deformasyon alanı, geniş çapa tip gömücü ayaklı makinada ortaya çıkmıştır. Bu makinayı sırasıyla, diskli ve dar çapa tip makinalar izlemiştir. Anız yüksekliği ve konumunun toprak kesit alanı ile çizi kesit alanına etkisi önemli bulunmamıştır. Anahtar kelimeler: Doğrudan ekim makinası, gömücü ayak, disk ayak, çapa ayak, anız, çizi profili Comparison of Different Types of Direct Seeders on Furrow Properties and Residue Distribution in Various Residue Conditions Abstract: Direct seeding is a cropping system which aims to conserve soil moisture and soil. In this method, without tilling soil, seed is placing in the furrows opened by furrow openers which disturb only 25 to 35 percent of soil surface. The amount of soil disturbance is affected by furrow opener types. In this study, different direct seeders had been compared in different residue conditions on amount of surface and subsurface residue distribution after planting, soil disturbance, opened furrow type and sowing depth regularity. For this purpose, three direct seeders; disc opener, narrow hoe opener and wide hoe opener type, two different residue length; 12 and 24 cm and two different residue position; flat and standing had been considered. According to obtained data, narrow hoe opener caused smooth surface than disk and wide hoe furrow openers. Long and standing residue conditions produced rough surface than short and flat residue conditions. In general, hoe type openers collected residue at the end of rows by dragging more than disk opener. Standing residue was dragged less than flat residue. Disk opener couldn’t cut residue enough, as it was expected, because of wet soil and residue conditions. In spite of cutting, disc opener hairpinned residue more than hoe openers. The best seeding depth regularity was found with wide hoe opener, disc opener and narrow hoe opener respectively. Long and standing residue caused shallow seeding depth than short and flat residues. According to furrow profile the biggest deformation area was found with wide hoe opener followed by disc and narrow hoe openers respectively. The effect of residue length and position on furrow profile was unimportant. Keywords: Direct seeder, furrow opener, disc opener, hoe opener, residue, furrow profile 215 GİRİŞ Toprak ve su kaynakları ülkelerin en önemli doğal zenginlikleri arasında yer almaktadır. Tarımsal üretimde, yenilenemeyen veya yenilenmesi uzun zaman alan kaynakları korumak ve çevre kirliliğine yol açan uygulamalardan kaçınmak sürdürülebilir tarımın temel amaçları arasında yer almaktadır. Dünyada olduğu gibi Türkiye’ de de gelişen çevre bilinci ve ekonomik üretim zorunluluğu sonucunda son yıllarda toprak işlemede köklü değişiklikler yapılmaya başlanmıştır. Bu değişikliklere bağlı olarak, geleneksel toprak işlemeye alternatif anıza doğrudan ekim yöntemine olan ilgi artmaktadır. Anıza doğrudan ekim yönteminde tarla geçiş sayısının azalmasına paralel olarak toprak sıkışması da azalmaktadır. Toprak işlenmediğinden dolayı sıra aralarında olduğu gibi bırakılan önceki bitkiden kalan artıklar tarla yüzeyini bir örtü gibi kaplamakta, böylece yağıştan dolayı yüzey akışının azalmasına, hidrolik iletkenliğin artmasına ve rüzgar ile su erozyonunun önlenmesine neden olmaktadır. Yüzey artıkları ile toprak üst kısmındaki organik madde birikiminde önemli artışlar meydana gelmektedir Anızlı tarla koşullarında uygulanan anıza doğrudan ekim yöntemi, geleneksel toprak işleme ve ekim yöntemine göre; toprakta daha fazla nitrojen birikimine neden olmakta, yakıt tüketimini azaltmakta (Yalçın ve Çakır, 2006), toprak agregasyonunu ve toprağın nem tutma yeteneğini iyileştirmektedir (Hevia et al., 2007; Huang et al., 2008; Lenssen et al., 2007a; 2007b). Buna ilaveten anıza doğrudan ekim; bakteri ve mantar popülasyonunu artırmakta (Cookson et al., 2008), CO2 ve N2O gazlarının atmosfere yayılımını ve toprak erozyonunu (Buschiazzo et al., 2007) azaltmakta böylece uzun vadede ürün verimini artırmaktadır (Huang et al., 2008). Anıza doğrudan ekim makinalarının performansına; toprak, anız, bitki, iklim ve işletme koşulları gibi çeşitli faktörlerin etkisi bulunmaktadır. Makina tasarımı, seçimi ve etkin kullanımı için bu faktörlerin ve her birinin değişik alt seviyelerinden oluşan kombinasyonlarının sistematik olarak değerlendirilmesi oldukça önem arz etmektedir (Çelik, 2008). Günümüzde anıza doğrudan ekim makinalarında çok sayıda farklı tipte gömücü ayaklar kullanılmaktadır. Elde edilen tohum yatağı özellikleri kullanılan gömücü ayak tipine göre değişiklik göstermektedir (Wilkins et al., 1983). Gömücü ayakların performansı; tarla koşulları, gömücü ayak tipi, tarla yüzeyindeki anız miktarı, anız konumu ve ekilecek ürün çeşidi gibi birçok faktöre bağlıdır (Morrison, 2002). Toprak koşulları ve iklimsel faktörlere bağlı olarak anıza doğrudan ekim makinalarında kullanılan gömücü ayaklar; ekim derinliği düzgünlüğüne, uygun agregat dağılımına, toprağın nem tutma özelliğine, çimlenmeye ve bitki gelişimine etkili olmaktadır (Bueno et al., 2002; McLeod et al., 1992). Gömücü ayaklar; dar (çapa tip ayaklar) ve geniş batma açılı gömücü ayaklar (balta ve diskli tip gömücü ayaklar) olmak üzere iki gruba ayrılmaktadır (Karayel ve Özmerzi, 2003). Geniş batma açılı gömücü ayaklarda, gömücü ayağa etki eden bileşke toprak direnci ayağı topraktan çıkarmaya zorlarken, çapa tip gömücü ayaklarda bileşke toprak direnci gömücü ayağın toprağa batmasını sağlar. Bundan dolayı bu ayakların toprağa batabilmesi için ek ağırlığa ihtiyaç duyulmaz (Karayel ve Özmerzi, 2003). Chaudhuri (2001)’ e göre minimum toprak işleme ve anıza doğrudan ekim yönteminde genel olarak çapa, dar uç demirli çizel, kanatlı çizel ve üç diskli gömücü ayaklar kullanılmaktadır. Diskli gömücü ayaklar, dar uç demirli gömücü ayaklara göre tohum yatağından daha fazla nem kaybına neden olmakta (Sartori and Sandri, 1995), anızı toprağa daha fazla karıştırmakta (Vameralli et al., 2006) ve kaymak tabakasının sorun olduğu topraklarda daha etkin şekilde kullanılabilmektedirler (Hemmat and Khashoei, 2003). Bununla birlikte, Darmora and Pandney, (1995) yaptıkları bir araştırmada dar uç demirli gömücü ayakların diskli gömücü ayaklara göre daha iyi toprak agregasyonu sağladıklarını ve toprak hacim ağırlığı ve penetrasyon direnci değerlerinin diskli gömücü ayaklara göre daha düşük olduğunu belirtmişlerdir. Karayel ve Özmerzi, 2006, yaptıkları bir araştırmada, en düşük çizi kesit alanı ve toprak kabarması değerlerini balta tip gömücü ayakta gözlemlerken, en büyük çizi kesit alanı, toprak kabarması ve örselenme katsayısı değerlerini ise çapa tip gömücü ayakta elde etmişlerdir. Anız, bir önceki dönem hasat edilen kültür bitkisi sapı, yaprağı, kökü ile çeşitli yollarla öldürülen yabancı ot gibi bitki artıklarından oluşmaktadır. Anız, tarla yüzeyinde değişik formlarda olabilmektedir. Bu formlar; kısa, uzun, nemli, kuru, gevşek, birbirine dolanmış, dik, yığın oluşturacak şekilde toplanmış, yeni hasat edilmiş, üzerinden kış geçmiş, kıyılmış veya olduğu gibi bırakılmış, toprak yüzeyine serilmiş veya kısmen toprağa gömülmüş şekilde olabilir. Anız, gömücü ayakların toprağa batışını engellemek ve diğer ünitelere dolaşarak tıkanmaya yol açmak gibi nedenlerle ekim makinası performansını etkilemektedir (Çelik, 2008). Anızın çizi açıcı üniteye gösterdiği direnç toprağın nem içeriği ile doğru orantılı olarak değişmektedir (Morrison and Allen, 1987; Guerif et al., 2001). Bu nedenle, ekim performansı yüzeydeki anızın nem içeriği arttıkça düşmektedir (Morrison and Allen, 1987; Price, 1999). Kesilmesi güçleşen anız, ya ekim makinası parçaları üzerine dolaşarak tıkanmaya neden olur, ya da tohumun bırakıldığı bölgede yığın şeklinde birikir. Bunun önüne geçmek için ya sıra üzerindeki anız önceden kaldırılmalı, ya da çizi açıcı ünitenin önüne takılacak ayrı bir kesici ünite ile anızlar, çizi 216 açıcıya varmadan önce kesilmelidir (Guerif et al., 2001). Bahrani et al.,(2007)’ e göre doğrudan ekim makinası performansını arttırmak için mısır ve ayçiçeği anızında sıra üzerini önceden temizlemekte yarar vardır. Ekim zamanında, yeterli anız ile kaplı topraktaki nem içeriği genellikle anızsız topraktakinden daha yüksektir. Toprak nemi ile toprağın kesilme direnci arasında ters, anızın kesilme direnci arasında ise doğru bir ilişki bulunmaktadır. Yumuşak üst toprak tabakası çizi açıcının kolayca çizi açmasına yol açarken, aynı yumuşak üst tabaka bitki artıklarının kesilmesi için yeterli direnç gösteremez. Bu yüzden, bitki artıkları ya kesilmeden kalır, ya da toprak içine doğru bükülerek saplanır (Morrison and Allen, 1987; Doan et al., 2005). Oysa üst kısmı sert olan topraklarda çizi açıcı için yüksek direnç ortaya çıkmaktadır. Bu direnç ile bitki artıkları için uygun bir kesilme ortamı oluşur (Price, 1999). Çeşitli araştırmalarda, toprak yüzeyinde tutulan bitki artıklarının toprakta boşluk hacmi, agregat büyüklüğü ve erozyona dayanıklı agregat oranını arttırdığı, bunun sonucunda, toprak strüktürünü iyileştirdiği ortaya çıkmıştır (Hughes and Baker, 1977; Hewitt and Dexter, 1980). Strüktürdeki olumlu değişim ile gömücü ayağa gelen reaksiyon değerinde anızın gömüldüğü topraklara nazaran azalma meydana gelmektedir. Anız yüksekliği ekim derinliği ve düzgünlüğünü etkilemektedir (Bahrani et al., 2007). Uzun anız, ekim derinliği ve ekim düzgünlüğünde azalmaya ve tohumun çevreye daha çok yayılmasına yol açarken, aynı zamanda kısa tip anıza göre makina gömücü ayağı tarafından daha çok bükülüp toprağa gömülmektedir (Doan et al., 2005). Green and Poisson (1999)’ a göre hububatta anız uzunluğu sıra arası mesafeyi geçmemelidir. Anız uzunluğu arttıkça çapa tipi gömücü ayaklarda tıkanma meydana gelir. Genel olarak, 40 cm’den uzun hububat anızının ekim öncesi parçalanması gerekir (Green and Eliason, 1999). Kışın yağan kardan maksimum düzeyde yararlanmak için anız boyunun 25 cm’ den daha uzun bırakılmasında yarar vardır (NRCS, 2005). Uzun anızın karı ve buna bağlı olarak nemi tutma özelliği kısa anıza göre daha fazladır. Bitki çeşidine bağlı olmakla birlikte, anız boyunun uygun bir düzeyde tutulması gerekir. Özellikle sapı kalın olan mısır ve ayçiçeği gibi bazı bitkilerde sapların hem kalın, hem de uzun olması nedeniyle anızın ekimden önce parçalanması ve tarla yüzeyine homojen olarak serilmesi gerekir. Green and Poisson (1999)’ a göre anız parçalama ve tarla yüzeyine serme işlemi tercihen biçerdöver ile hasat esnasında yapılmalıdır. Bu çalışmada, farklı tip gömücü ayaklara sahip anıza doğrudan ekim makinalarının değişik anız koşullarında kullanılması ile elde edilen tohum yatağı özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, gömücü ayakların ve anız koşullarının tohum yatağı bölgesindeki toprak hacim ağırlığı nem içeriği, penetrayon direnci, çizi kesit alanı, anız dağılımı ve ekim derinliği düzgünlüğüne olan etkileri üzerinde durulmuştur. MATERYAL ve YÖNTEM Materyal Araştırma, Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarımsal Araştırma ve Yayım Merkezi Müdürlüğü Üretim Alanı’nda, buğday anızlı tarla koşullarında yürütülmüştür. Deneme alanı, 2008 yılı Ağustos ayı sonunda, biçerdöver ile iki farklı anız yüksekliği dikkate alınarak hasat edilmiş ve başka bir işlem yapılmadan, ilkbahara kadar bekletilmiştir. Deneme alanı toprağının önemli bazı fiziksel özellikleri Çizelge 1’ de verilmiştir. Çizelge 1. Deneme alanı toprağının önemli bazı fiziksel özellikleri (0-10 cm). Toprak fiziksel özellikleri Kısa anız Uzun anız Porozite, % 1,45 45,30 1,48 44,20 Nem, %ka 17,75 19,10 Penetrasyon direnci, MPa 0,86 0,75 Hacim ağırlığı, g/cm3 Toprak tekstür sınıfı Kil : % 47,5 Kum : % 30,7 Silt : % 21,8 Killi tın Denemede, farklı anıza doğrudan ekim makinaları ile birlikte, ön bitki olarak hasat edilen buğday anızının yüksekliği ve konumu da faktör olarak dikkate alınmıştır. Farklı anız yüksekliği elde etmek için biçerdöver ile hasatta tabla yüksekliği ayarından yararlanılmış ve buna göre 12 cm ve 24 cm arasında değişen iki farklı anız yüksekliği elde edilmiştir. Chen et al. (2004)’ e göre ekim öncesinde birim alandaki toprak üstü anız miktarı kuru ağırlık esasına göre belirlenmiştir. Buna göre, birim alandaki kısa anız miktarı 103 kg/da iken, uzun anız 210 kg/da olmuştur. Anızın tarla yüzeyini kaplama oranı kısa anızda % 88 ve uzun anızda % 96 olarak belirlenmiştir. Anız konumu için ekimden bir hafta önce deneme alanının bir kısmına 10 kPa basınç uygulanacak şekilde düz merdane çekilerek dik anız yatırılmıştır. Denemelerde üç farklı anıza doğrudan ekim makinası karşılaştırılmıştır. Anıza doğrudan ekim makinaları; yerli yapım diskli gömücü ayaklı, yabancı yapım dar çapa tip gömücü ayaklı ve yine yabancı yapım geniş çapa tip gömücü ayaklı makinalardan oluşmuştur. Makinalara ait önemli bazı teknik özellikler Çizelge 2’ de, şematik görünüşleri ise Şekil 1’ de verilmiştir. Diskli tip gömücü ayaklar 90 yön açısı ve 20 durum açısı ile makinaya monte edilmiştir. 5 mm kalınlık ve 420 mm çapa sahip olan diskler üzerinde, ekim 217 derinliğini kontrol etme amacıyla 250 mm çapında ve 51 mm genişliğinde bir çıkıntı yer almaktadır. Dar çapa tip gömücü ayağın genişliği 6 mm iken, geniş çapa tip gömücü ayak genişliği 30 mm’dir. Derinlik ayar düzenleri kullanılarak makinalar 40 mm ekim derinliğine ayarlanmıştır. 1 1 2 1 2 2 3 4 3 3 4 4 5 M1 M2 M3 Şekil 1. Anıza doğrudan ekim makinalarının şematik görünüşü (1: Ekici makara, 2: Tohum borusu, 3: Gömücü ayak, 4: Kapatma düzeni, 5: Bastırma düzeni). Denemeye Nisan ayının son haftasında başlanmış, tohumluk olarak 1000 dane ağırlığı 65 g olan Ebena adi fiğ çeşidi seçilmiş ve 14 kg/da normda ekim yapılmıştır. Denemede toprak hacim ağırlığının belirlenmesinde, örnek alma silindirlerinden, penetrasyon direncinin belirlenmesinde analog göstergeli Eijkelkamp marka toprak penetrometresinden, tohum yatağı sıcaklığının belirlenmesinde Barnat 90 tipi dijital toprak termometresinden, toprak nem içeriğinin belirlenmesinde Spectrum Field Scout TDR 300 tipi toprak nemi ölçüm cihazından ve çizi profili düzgünlüğünün belirlenmesinde toprak profilografından yararlanılmıştır. Yöntem Deneme, 3 farklı anıza doğrudan ekim makinası, 2 farklı anız yüksekliği ve 2 farklı anız konumu esas alınarak 3x2x2 faktöriyel deneme deseninin tam şansa bağlı bloklar deneme planına göre 3 tekerrürlü olarak düzenlenmiştir. Deneme alanı 4 m genişlik ve 50 m uzunluğunda parsellere ayrılmıştır. Toprak hacim ağırlığını belirlemek amacıyla denemeden önce ve sonra her parselden üçer tekerrürlü olmak üzere 5’ er cm aralıklarla, 20 cm derinliğe kadar toprak örnekleri alınmış ve tartıldıktan sonra etüvde 105 °C’ de 24 saat kurumaya bırakılmıştır. Etüvden alınan örnekler tekrar tartılarak kuru ağırlıkları belirlenmiştir. Toprak örneklerinin kuru ağırlıkları ile deneme alanı topraklarının özgül ağırlıkları dikkate alınarak hacim ağırlığı ve porozite değerleri Demiralay (1993)’te belirtilen eşitlikler yardımıyla hesaplanmıştır. Penetrasyon direncini belirlemek amacıyla ekimden hemen sonra hem sıra üzerinden hem de sıra arasından olmak üzere 5‘er cm aralıklarla 20 cm derinliğe kadar ölçümler yapılmış ve Çelik (1998)’ de verilen eşitlik yardımıyla penetrasyon direnci belirlenmiştir. Deneme alanının ekimden sonraki yüzey düzgünlüğünü belirlemek için zincir yönteminden yararlanılmış ve bu amaçla özellikleri Saleh (1993)’ te belirtilen bir zincir kullanılmıştır. Zincir ekim sıralarına dik olarak yerleştirildikten sonra iki dik düzlem arasında kalan boyu ölçülmüş ve yüzeydeki pürüzlülükten dolayı zincir boyunda meydana gelen kısalma normal zincir boyuna oranlanarak % pürüzlülük elde edilmiştir. Gömücü ayaklar yapısal olarak farklılık gösterdikleri için bu farklılığın açılan çizilerin şekline, deformasyonuna ve ekim derinliği düzgünlüğüne yansıması kaçınılmazdır. Buradan hareketle, Çizelge 2. Anıza doğrudan ekim makinalarına ait bazı teknik özellikler Teknik özellikler M1 M2 M3 Gömücü ayak tipi Diskli Dar çapa Geniş çapa Kapatma düzeni tipi Zincirli Düz sürgülü Yaylı - - Demir tekerlekli Ayak sayısı, adet 15 8 16 Sıra arası mesafe, mm 240 240 190 Toplam kütle, kg 1000 534 1400 Kütle/gömücü ayak Bastırma düzeni tipi 66,7 66,7 87,5 Traktöre bağlantı durumu Çekilir Asılır Çekilir Yapımcı firma ve modeli Özdöken Aitchison / Seed Matic Amazonen / 250 NT 218 araştırmada çizi profili şekli, çizi kesit alanı, sıra üzeri ve sıra arası anız dağılımı, ekim derinliğinde anız dağılımı ve ekim derinliği düzgünlüğü belirlenmiştir. Çizi profili şeklini belirlemek için, toprak profilografından yararlanılmıştır (Önal, 1971). Ekimden hemen sonra, açılan çizilere dik olarak yerleştirilen profilograftan okunan değerlerden hareketle çizi profili eğrileri çıkarılmıştır. Çizi kesit alanının belirlenmesi için profilograf ölçümlerinden elde edilen değerler ile ekim derinliği değerleri dikkate alınmıştır (Önal, 1971). Deneme alanında ekimden önceki mevcut anızın tarla yüzeyini kaplama oranı ile ekimden sonra gömücü ayakların sıra üzeri ve sıra arası anız dağılımına olan etkisini belirlemek için ip yönteminden yararlanılmıştır. Bu amaçla, 5 m uzunluğunda, üzeri 10’ar cm aralıklarla işaretlenen bir ip kullanılmıştır. Hem sıra üzerine, hem de sıra arasına, açılan çizilere paralel konumda olacak şekilde yerleştirilen ip üzerindeki işaretlere denk gelen anızlar sayılarak % değerler elde edilmiştir (Morrison et al., 1985). Çizi içerisine gömücü ayakların etkisiyle gömülen anız miktarının belirlenmesinde Chen et al. (2004) tarafından kullanılan; 20 cm boy, 5 cm genişlik ve 5 cm derinlikte, 1 mm kalınlıkta sac malzemeden yapılan bir çerçeveden yararlanılmıştır. Çerçeve gömücü ayak tarafından açılan çiziye paralel olacak şekilde toprağa gömülmüş, üst yüzeyde serbest olarak kalan anız uzaklaştırıldıktan sonra, içindeki toprak anız ile birlikte çıkarılmıştır. Anız topraktan ayrıştırıldıktan sonra kurumaya bırakılarak tartılmıştır. Ekim derinliği düzgünlüğünü belirlemek için çim boyu ölçüm yönteminden yararlanılmıştır (Chen et al., 2004) Çimlenen bitkilerin toprak üstü yeşil aksamı 10 cm’ ye ulaştıktan sonra bitkiler topraktan sökülmüştür. Sökülen bitkilerin tohum kalıntısı ile bitkinin toprak içinde kalan, beyazdan yeşile geçiş sınırı arasındaki mesafe ölçülerek ekim derinliği belirlenmiştir Elde edilen bütün veriler SPSS paket programı kullanılarak varyans analizine tabi tutulmuş ve ortalamalar karşılaştırılarak değerlendirme yapılmıştır. özelliklerinden kaynaklanmıştır. Hacim ağırlığı anız uzunluğu ve anız konumundan etkilenmemiştir. Çizelge 3. Toprak hacim ağırlığı, g/cm3 Faktörler Makinalar M1 Derinlik (cm) 0-5 5-10 10-15 1,37 a 1,41 a 1,44 a M2 1,18 c 1,23 c 1,29 c M3 1,25 b 1,35 b 1,41 b Kısa 1,27 a 1,34 a 1,38 a Uzun 1,26 a 1,33 a 1,38 a Anız Yüksekliği Anız Konumu Dik 1,26 a 1,33 a 1,38 a Yatık 1,27 a 1,33 a 1,38 a Aynı harfi taşıyan ortalamalar arasında istatistiksel olarak fark yoktur. Ekimden sonra sıra üzeri ve sıra arası toprak penetrasyon direncinin, gömücü ayaklara ve anız özelliklerine göre değişimi Çizelge 4 ve 5’ te verilmiştir. Beklendiği gibi, sıra üzeri penetrasyon direnci değerleri sıra arası değerlerden daha düşük bulunmuştur. Makinalar arasında sıra üzeri penetrasyon direnci yönünden en yüksek değerler bütün ölçüm derinliklerinde diskli tip makinada elde edilirken, en düşük değerler dar çapa tipi makinada gözlenmiştir. Anız yüksekliğinin penetrasyon direnci üzerinde istatiksel olarak önemli bir etkisi bulunmazken, uzun ve yatık anız penetrasyon direnci değerlerinde, hacim ağırlığında olduğu gibi artışa neden olmuştur. Elde edilen verilerden anızın yatırılması için kullanılan düz merdanenin penetrasyon direncinde 0-5 ve 5-10 cm derinlikler için önemli artış meydana getirdiği anlaşılmaktadır. Beklendiği gibi, ölçüm derinliği arttıkça penetrasyon direnci de artmıştır (Çizelge 4). Sıra arası penetrasyon direnci değerleri üzerinde makinaların anız yüksekliği ve konumunun etkisi önemli bulunmamıştır. İstatiksel olarak önemli olmasa bile, elde edilen penetrasyon direnci değerlerinin makinalara, anız yüksekliği ve konumuna göre değişimi sıra üzeri değerlere benzerlik göstermiştir (Çizelge 5). ARAŞTIRMA BULGULARI ve TARTIŞMA Kuru tarım yapılan deneme alanı killi tın bünyeli ağır bir topraktır. Bundan dolayı, erken ilkbaharda ve %18.54 nem düzeyinde yüksek hacim ağırlığı ve penetrasyon direncine sahip olduğu görülmektedir. Ekimden sonra sıra üzerinden ölçülen hacim ağırlığı değerleri genel olarak 1.18 - 1.44 g/cm3 arasında değişmiştir (Çizelge 3). Açılan çizilerin etkisi ile gevşeyen 0-5 cm toprak derinliğindeki hacim ağırlığı değerleri diğer derinliklere oranla daha düşük bulunmuştur. Araştırmada en yüksek hacim ağırlığı diskli gömücü ayağa sahip anıza doğrudan ekim makinası ile ekilen parsellerde elde edilirken, en düşük değerler dar çapa tip gömücü ayağa sahip makinada gözlenmiştir. Bu farklılık, gömücü ayakların yapısal 219 Çizelge 4. Sıra üzeri penetrasyon değerleri, MPa Faktörler direnci edilen verilere göre, sıra üzeri ve sıra arası anız kaplama oranlarında ekim öncesine göre ortalama %5 ile % 30 arasında bir azalma meydana gelmiştir. Geniş ve dar çapa tip gömücü ayaklı makinaların genel olarak anızı sürükleyerek bir araya topladıkları ve diskli tip gömücü ayaklı makinanın, hem toprağın hem de anızın nemli olması nedeniyle, istenilen oranda anızı kesemediği gözlenmiştir. Kesilmeyen anız, çoğunlukla açılan çiziye bükülerek gömülmüştür. Bundan dolayı anızın tarla yüzeyini kaplama oranında azalma meydana gelmiştir. Ekim öncesinde olduğu gibi kısa anızın yüzeyi kaplama oranı hem sıra üzerinde hem de sıra arasında uzun anıza göre daha düşük bulunmuştur. Dik anızın tarla yüzeyini kaplama oranı yatık anıza göre sıra üzerinde benzer, sıra arasında daha yüksek bulunmuştur. Bu durum dik anızın yatık anıza göre daha az sürüklenme etkisine maruz kalmasından kaynaklanmıştır (Çizelge 6). Derinlik (cm) Makinalar 0-5 5-10 10-15 15-20 M1 1,00 a 1,10 a 1,33 a 1,66 a M2 0,75 b 0,81 c 1,05 c 1,40 a M3 0,82 b 0,93 b 1,17 b 1,51 a Kısa 0,86 a 0,98 a 1,23 a 1,56 a Uzun 0,85 a 0,91 a 1,14 a 1,48 a Dik 0,74 b 0,85 b 1,14 a 1,50 a Yatık 0,97 a 1,05 a 1,22 a 1,54 a Anız Yüksekliği Anız Konumu Çizelge 5. Sıra arası penetrasyon değerleri, MPa Faktörler Makinalar direnci Çizelge 6. Yüzey pürüzlülüğü (YP), sıra üzeri (SÜAD) ve sıra arası (SAAD) anız dağılımı. Derinlik (cm) 0-5 5-10 10-15 15-20 M1 0,42 0,53 0,71 0,89 M2 0,45 0,57 0,70 0,97 M3 0,48 0,51 0,63 0,81 Muameleler 0,45 0,54 0,69 0,90 Uzun 0,45 0,53 0,67 0,88 Dik 0,43 0,53 0,69 0,86 0,47 0,54 0,67 0,92 SAAD % M1 13,95 a 70,69 a 72,66 c M2 9,34 b 60,82 b 80,27 b M3 13,14 a 56,27 c 87,77 a Kısa 11,21 b 60,56 b 78,42 b Uzun 13,08 a 64,64 a 82,06 a Dik 12,58 a 62,26 a 82,61 a Yatık 11,71 a 62,95 a 77,87 b Anız Yüksekliği Anız Konumu Yatık SÜAD % Makinalar Anız Yüksekliği Kısa YP % Anız Konumu Anıza doğrudan ekimin geleneksel toprak işleme ve ekime göre önemli avantajlarından biride düzgün bir tarla yüzeyi bırakabilmesidir. Çizi açmada gömücü ayağın yapısal özelliğine bağlı olarak toprağa etki artıp azalabilmektedir. Etkinin artması ile tarla yüzeyinde dalgalı bir yapı ortaya çıkmaktadır. Gömücü ayakların arkasından gelen kapatma ve bastırma düzenleri bu bakımdan bir düzeltme etkisi meydana getirebilmektedir. Elde edilen sonuçlara göre, diskli ve geniş çapa tip gömücü ayaklı makinalar birbirine benzer kaba ve engebeli yüzey elde ederken, dar çapa tip gömücü ayaklı makina daha düzgün tarla yüzeyi meydana getirmiştir. Uzun ve dik anız kısa ve yatık anıza göre daha pürüzlü tarla yüzeyi oluşmasına neden olmuştur (Çizelge 6). Ekim esnasında hem gömücü ayakların, hem de kapatıcı ünitelerin sıra üzeri ve sıra arasındaki anızı açılan çiziye gömme etkisiyle birlikte, öne ve sağa sola sürükleme etkisi de bulunmaktadır. Bu etki nedeniyle tarla yüzeyinin anız ile kaplı miktarında ekimden önceye göre azalma meydana gelmektedir. Bu azalmanın, anız tipine bağlı olmak ile birlikte, %10-15 arasında olması arzu edilmektedir (McVay, 2003). Elde Makinalar tarafından sürüklenerek toplanan, gömücü ayaklar üzerinde biriken ve çiziye gömülen anız değerleri Çizelge 7’ de verilmiştir. Hem gömücü ayaklar tarafından sürüklenerek toplanan, hem de çiziye gömülen anız değerleri yönünden makinalar arasında istatistiksel olarak önemli farklılıklar bulunmaktadır. En fazla anız toplanması ile en az çiziye gömülme dar çapa tip gömücü ayaklı makinada ortaya çıkarken, en az toplanma ve en fazla çiziye gömülme diskli tip makinada elde edilmiştir. Anız yüksekliği arttıkça, doğal olarak miktarında da artma olduğundan dolayı, toplanma miktarında da çok önemli düzeyde artış meydana gelmiştir. Çiziye gömülme miktarı yönünden uzun anız kısa anızdan daha fazla olmasına karşın bu artış istatistiksel olarak önemsiz çıkmıştır. Anız konumunun toplanma ve çiziye gömülmeye etkisi istatistiksel olarak önemli bulunmamıştır (Çizelge 7). 220 Ekim derinliği bir ekim makinası için en önemli performans kriterlerinden birisidir. Başarılı bir ekimde, makinanın tohumu istenilen derinliğe bırakması esas amaçtır. Denemede, makinalar arasında geniş çapa tip makinanın 40 mm hedef ekim derinliği civarında bir derinliğe tohumu bıraktığı görülmektedir. Geniş çapa tip gömücü ayaklı makinadan sonra diskli gömücü ayaklı makina hedef derinliğe yakın değerde tohum bırakmıştır. Hedef ekim derinliğinden en büyük sapma dar çapa ayaklı makinada ortaya çıkmıştır (Çizelge 8). Gömücü ayak başına düşen makina ağırlığı arttıkça gömücü ayağın anızı parçalayarak toprağa batması ve hedef ekim derinliğini elde etmesi kolaylaşır. Grisso et al. (2006)’ a göre anıza doğrudan ekim makinalarında gömücü ayak başına düşen kütle değeri 225 kg’ dan daha fazla olmalıdır. Araştırmada, geniş çapa tip gömücü ayaklı makinanın kütlesi diğer iki makinadan daha fazla olduğu için toprağa daha fazla batmıştır. Gömücü ayak başına kütle değeri aynı olan diğer iki makinadan diskli tip olanı diskin ince ve keskin olmasından dolayı toprağa daha fazla batmıştır. Ekim derinliği üzerinde hem anız yüksekliği, hem de anız konumunun istatistiksel olarak önemli bir etkisi bulunmaktadır. Kısa ve yatık anız, uzun ve dik anıza nazaran daha büyük ekim derinliğine neden olmuştur. Toprak kesit alanı, gömücü ayakların toprak üst yüzeyinde meydana getirdiği deformasyon genişliği ve yüksekliği dikkate alınarak belirlenen değerleri, çizi kesit alanı ise gömücü ayaklar tarafından gevşetilen toprağın çiziden boşaltılması ile ortaya çıkan ilerleme yönüne dik yöndeki kesit alanını ifade etmekte olup toprak ve çizi kesit alanlarının küçük olması arzu edilmektedir. Kesit alanları küçüldükçe toprağa olan etki de o oranda azalmakta, bunun sonucunda güç ve yakıt tüketiminde azalma ile birlikte, toprak ve nem kaybı da azalır. Elde edilen verilere göre, geniş çapa tip gömücü ayaklı makinanın büyük deformasyon alanı ile büyük çizi kesit alanına sahip olduğu görülmektedir. Geniş çapa tip makinayı sırasıyla, diskli ve dar çapa tip makinalar izlemektedir. Araştırmada, anız yüksekliği ve konumunun toprak kesit alanı ile çizi kesit alanına etkisi istatistiksel olarak önemli bulunmamıştır (Çizelge 8). Makinaların anız yüksekliği ile konumuna göre toprak kesit alanları Şekil 2’ de, çizi kesit alanları ise Şekil 3’ te görülmektedir. Çizelge 8. Ekim derinliği, çizi kesiti ve toprak kesit alanları Muameleler Çizelge 7. Ekim sırası boyunca sürüklenerek biriken, gömücü ayaklar üzerinde tutulan ve çiziye gömülen anız miktarları, g. Gömücü ayak tarafından toplanan anız, g/50 m Gömücü ayak başına çiziye gömülen anız, g/m M1 27,17 c 111,7 a M2 266,01 a 60,6 b M3 71,17 b 91,3 a Muameleler M1 83,1 a Uzun 167,40 a 92,6 a Dik 142,46 a 80,3 a Yatık 100,44 a 95,4 a Çizi kesit alanı, mm2 31,17 b 3320 b 2965 b M2 24,15 c 2480 c 2474 c M3 41,51 a 4330 a 3568 a Kısa (12 cm) 34,28 a 3345 a 3058 a Uzun (24 cm) 30,27 b 3409 a 2946 a Dik 33,86 a 3326 a 3061 a Yatık 30,69 b 3427 a 2943 a Anız Yüksekliği Anız Konumu Anız Yüksekliği 75,50 b Toprak kesit alanı, mm2 Makinalar Makinalar Kısa Ekim derinliği, mm Anız Konumu 221 40 40 40 20 20 20 0 0 0 1 6 11 16 21 26 1 31 6 11 16 21 26 0 6 11 16 21 26 -20 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 -40 M2 M1 -40 M2 M1 -60 -80 -80 -40 M3 M3 -60 -60 -80 Kısa ve dik anız M2 M2 M3 M3 -60 23 -20 M1 M1 -40 20 1 -20 -20 40 Uzun ve dik anız -80 Kısa ve yatık anız Uzun ve yatık anız Şekil 2. Toprak kesitlerinin görünüşü 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 -10 -10 -30 -30 5 6 7 8 9 10 11 1 12 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -30 -30 M1 -50 -70 Kısa ve dik anız M1 M1 -50 M2 M2 M3 M3 -50 M3 M1 -50 M3 -70 -70 Uzun ve dik anız Kısa ve yatık anız 10 -10 M2 M3 -70 Uzun ve yatık anız Şekil 3. Çizi kesitlerinin görünüşü LİTERATÜR LİSTESİ Bahrani, M.J., M.H. Raufat and H. Ghadiri, 2007. Influence of Wheat Residue Management on Irrigated Corn Grain Production in a Reduced Tillage System. Soil & Tillage Research 94: 305–309. Bueno, J., J.L. Hernandez, M. Alvarez and C. Amiama, 2002. Seeding Opener and Fertiliser Placement in No-Tillage Silage Corn Production. In: Proceedings of the International Conference on Agricultural Engineering, vol. 1. Budapest, Hungary, 30 June–4 July, pp. 71–76. Buschiazzo, D.E., T. M. Zobeckd and S.A. Abascal, 2007. Wind Erosion Quantity and Quality of an Entic Haplustoll of the Semi-Arid Pampas of Argentina. Journal of Arid Environments 69: 29–39. Chaudhuri, D. 2001. Performance Evaluation of Various Types of Furrow Openers on Seed Drills A Review. Journal of Agricultural Engineering Research 79(2): 125137. Chen, Y., S. Tessier and B. Irvine, 2004. Drill and Crop Performances as Affected by Different Drill Configurations for No-Till Seeding. Soil & Tillage Research 77: 147–155. Cookson, R., D.V. Murphy and M. M. Roper, 2008. Characterizing the Relationships between Soil Organic Matter Components and Microbial Function and Composition along a Tillage Disturbance Gradient. Soil Biology and Biochemistry 40: 763–777. Çelik, A., 1998. Toprak Frezesinde Değişik Tip Bıçakların Toprağa Olan Etkilerinin ve Güç Tüketimlerinin Belirlenmesi Üzerine Bir Araştırma. Atatürk Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü Tarım Makinaları Anabilim Dalı, Basılmamış Doktora Tezi, Erzurum. Çelik, A., 2008. Anıza Doğrudan Ekim Makinalarının Performansına Etkili Olan Faktörler. 3. Koruyucu Toprak İşleme ve Doğrudan Ekim Çalıştayı, 16-17 Aralık Eskişehir. Darmora, D.P. and K.P. Pandey, 1995. Evaluation of Performance of Furrow Openers of Combined Seed and Fertiliser. Soil & Tillage Research 34 (2): 127–139. Demiralay, İ., 1993. Toprak Fiziksel Analizleri. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları No: 143, Erzurum. Doan, V., Y. Chen and B. Irvine, 2005. Effect of Oat Stubble Height on the Performance of No-Till Seeder Openers. Canadian Biosystems Engng. 47 (2): 37-44 Green, M. and D. Poisson, 1999. Residue Management for Successful Direct Seeding. A. Agriculture, Food and Rural Development. www1.agric.gov.ab.ca/$department/ deptdocs-nsfall/agdex1205 Green, M. and M. Eliason, 1999. Equipment Issues in Crop Residue Management for Direct Seeding. A. Agriculture, Food and Rural Development. www1.agric.gov.ab.ca/$department/deptdocs.nsf/all/agd ex1352. Grisso, R., D. Holshouser and R. Pitman, 2006. Planter / drill considerations for conservation tillage systems. Virginia Cooperative Extension Publication No: 442-457, Virginia State University, USA. Guerif, J., G. Richard, C. Dürr, J.M. Machet, S. Recous and J. Roger-Estrade, 2001. A Review of Tillage Effects on Crop Residue Management, Seedbed Conditions and Seedling Establishment. Soil & Tillage Research 61: 13-32. Hemmat, A., A.A. Khashoei, 2003. Emergence of Irrigated Cotton in Flatland Planting in Relation to Furrow Opener Type and Crustbreaking Treatments for Cambisols in Central Iran. Soil & Tillage Research 70 (2): 153–162. Hevia, G.G., M. Mendez and D.E. Buschiazzo, 2007. Tillage Affects Soil Aggregation Parameters Linked with Wind Erosion. Geoderma 140: 90–96. Hewitt, J.S., and A.R. Dexter. 1980. Effects of Tillage and Stubble Management on the Structure of a Swelling Soil. J. Soil Sci. 31: 203-215. Huang, G.B., R.Z., Zhang, G.D. Lic, L.L. Li, K.Y. Chan, D.P. Heenan, W. Chen, M.J. Unkovich, M.J. Robertson, B.R. Cullis and W.D. Bellotti, 2008. Productivity and Sustainability of a Spring Wheat–Field Pea Rotation in a Semi-Arid Environment Under Conventional and Conservation Tillage Systems. Field Crops Research, 107: 43–55 Hughes, K.A. and C.J. Baker. 1977. The Effects of Tillage and Zero Tillage Systems on Soil Aggregates in a Silt Loam. J. Agric. Engr. Research 22(3):291-301. 222 Morrison, J.E., T.J. Gerik and L. A. Bartek, 1985. Standing Stubble Protection of Soil From Wind-Driven Rain drop Impact. Transaction of the ASAE 28 (2): 484 - 488. NRCS, 2005. Conservation Practice Standard 329-1. Residue and Tillage Management No-till / Strip – till / Direct seed. http://www.nrcs.usda.gov/technical/standards/nhcp.html Önal, İ., 1971. Pamuk Ekiminde Mekanik Esaslar ve Ekim Organları Üzerine Bir Araştırma. Ege Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Zirai Alet ve Makinalar Kürsüsü, Basılmamış Doktora Tezi Bornova, İzmir. Price, T., 1999. What Should My No-till Planter Look Like.https://transact.nt.gov.au/ebiz/dbird/techpublication s.nsf/ b2ff165af0ec6aeb69256efe004f5a7f/$file/311.pdf Saleh, A., 1993.Soil Roughness Measurement: Chain Method. J. Soil and Water Conservation 48 (6):527-529. Sartori, L. and R., Sandri, 1995. Technical and Qualitative Aspects of Three No-tillage Row Crop Planters on Large Amount of Residues. Proceedings of the Second ECWorkshop. Silsoe, UK, 15– 17 May 1995, pp. 171–181. Vamerali, T., M. Bertocco and L. Sartori, 2006. Effects of A New Wide-Sweep Opener for No-till Planter on Seed Zone Properties and Root Establishment In Maize (Zea mays, L.): A Comparison with Double-disk Opener. Soil &Tillage Research 89: 196–209 Wilkins, D.E., G.A. Muilenburg, R.R. Allmaras and C.E. Johnson, 1983. Grain-drill Opener Effects on Wheat Emergence. Transaction of the ASAE, 26 (3): 651–655, 660. Yalcin,H. ve E., Cakir, 2006. Tillage Effects and Energy Efficiencies of Subsoiling and Direct seeding in Light Soil on Yield of Second Crop Corn for Silage in Western Turkey. Soil & Tillage Research 90: 250–255. Karayel, D. ve A. Özmerzi, 2003. Doğrudan Ekim Makinalarında Kullanılan Gömücü Ayaklar. Koruyucu Toprak İşleme ve Doğrudan Ekim Çalıştayı, 163 – 186. 22 -23 Ekim, İzmir Karayel, D. ve A., Özmerzi, 2006. Gömücü Ayakların Çizi Kesit Alanı ve Toprak Kabarmasına Etkisi. Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 19(2):279–287. Lenssen, A.W., G.D. Johnson and G.R. Carlson, 2007 b. Cropping Sequence and Tillage System Influences Annual Crop Production and Water Use in Semi-arid Montana, USA. Field Crops Research 100: 32–43. Lenssen, A.W., J.T. Waddell, G.D. Johnson, G.R. and Carlson, 2007 a. Diversified Cropping Systems in Semiarid Montana: Nitrogen Use During Drought Soil &Tillage Research 94: 362–375. McLeod, J.G., F.B. Dyck, C.A. Campbell, C.L. Vera, 1992. Evaluation of Four Zero Tillage Drills Equipped with Different Row Openers for Seeding Winter Wheat in the Semi-arid prairies. Soil & Tillage Reserach, 25 (1): 1–16. McVay, K.A., 2003. The Value of Crop Residue. MF-2604, Kansas State University, Department of Agronomy. http://www.oznet.ksu.edu Morrison, J.E. and R.R. Allen, 1987. Planter and Drill Requirements for Soils with Surface Residues. Southern Region No-till Conference Proceedings, p:44-58, College Station, Texas, USA. Morrison, J.E., 2002. Compatibility Among Three Tillage Systems and Types of Planter Press Wheels and Furrow Openers for Vertisol Clay Soils. Appl. Eng. Agric. 18 (3): 293–295. 223