Tuz etki etmiş alanlar için Biyo-Tarım Teknolojisi International Training Workshop on Biosaline Agriculture Technology, NIAB, Faisalabad, February 6-17, 2006 Tuz etki etmiş alanlar için Biyo-Tarım Teknolojisi Prof. Dr. Sonay Sözüdoğru Ok Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bölümü

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) Amaç: Tuzlu ekosistemi verimli bir kaynak olarak görmek - tuzlu sulama suyunu -genetik canlı kaynakları kullanarak Tuz etki etmiş alanlardan ekonomik olarak faydalanmak, Bu alanlarda tarımsal uygulamaları geliştirmek

Tuza dayanıklı bitkilerin geliştirilmesi ve tuza dayanıklılık mekanizmasının araştırılması 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 Uygun türler Şiddetli tuz etki etmiş (EC > 10dS/m) - Taban suyu (6-15 feet derinlik) Sulama suyu kıtlığı Acacia ampliceps Prosopis spp., Atriplex spp. Tamarix aphylla Eucalyptus camaldulensis Sporobolus arabicus Kısmen su baskını Eucalyptus camaldulensis Kallar Grass Casuarina 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)

Biyokütle kereste Su kültürü Yakacak odun yem Salt Tolerant plants 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 hamuru sunta Biyogaz, alkol Tuz etki etmiş boş alanlar Biyokütle Salt Tolerant plants Tuzlu yeraltı suyu Su kültürü

Araştırma istasyonu toprağı Tuzlu toprak

Araştırma istasyonu toprağı Tuzlu alkali toprak

Araştırma istasyonundan görüntü

Araştırma istasyonu-Araştırmacı

Araştırma istasyonunda yapılan çalışmalar

TUZA DAYANIKLI OTLAR Leptochloa 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 7 yaşında Eucalyptus camaldulensis ağaçları, Pacca Anna araştırma istasyonu Akasya (Acacia nilotica), Pacca Anna

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 EC 12-15; pH 9-10 Buğday Akasya-buğday

Okaliptus fidanları

Akasya-arabika

Biyokütleden yararlanma Gıda Yem yakacak Enerji bitkileri Endüstriyel kullanım

Tuza dayanıklı türlerin yem olarak kullanılma potansiyeli 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 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 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) Ağaçlar Eucalyptus 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 Otlar Leptochloa fusca Sporobolus arabicus Cynodon dactylon Desmostachya bipinnata Çalılar Kochia 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) Üretimi Kallar 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 Potansiyeli Koloni 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 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 $ $ Oldukça fazla tuzlu toprak ve tuzlu su Orta derece tuzluluk Tuzlu su basmış alan Otlar/çalılar Ağaç plantasyonları $ 725 /ha/yr Su kültürü Tuza dayanıklı ürünler kolza arpa $ $ $ Integrated Model For Saline Agriculture Büyük ve küçük baş hayvan Otlatma Yaprak biyokütlesi Kereste Yakacak odun Arıcılık bal yağ satış Odun kömürü, talaş, sunta, kağıt hamuru Değerli ürünler Gıda Kaba yem yem lif $ $ 1280 /ha/yr $ 1030 $ 165-412 $ 1180 $ 575 /ha/yr

SONUÇ Biotuzluluğa dayalı tarım yaklaşımı bir gerçek haline gelmiştir Ulusal 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.

Tuza dayanıklı bitki üretimi

Akasya arabika

Buğday-Kolza