Farklı gübre çeşitlerine uygulanan nitrifikasyon inhibitörünün topraktan N2O salınımını azaltma etkinliğinin araştırılması / Efficiency of nitrification inhibitors mixed to various fertilizer types on mitigating N2O emission from soil

Abstract

Tarım alanlarında kullanılan gübrelerden kaynaklanan azot kayıpları; ekonomik, ekolojik ve insan sağlığı yönüyle önemli sorunlara yol açabilmektedir. Azotlu gübrelerden kaynaklanan nitroz oksit (N2O) emisyonu gübrelerin kullanım etkinliğini düşürmesi yanında küresel ısınmaya da katkı vermektedir. Çalışmayla temel olarak tarımsal üretimde sıklıkla kullanılan gübre formlarının N2O salınımı yönüyle karşılaştırılması ve nitrifikasyon inhibitörünün [1H-1,2,4-triazole/3-methylpyrazole - PIADIN®] N2O salınımını azaltma ve gübre alınım etkinliğini arttırma yönüyle test edilmesi amaçlanmıştır. Laboratuar çalışmaları Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bölümünü, biyokimya laboratuarında bulunan tam otomatik inkübasyon sisteminden yararlanarak yürütülmüştür. İnkübasyon çalışması için 900 g toprak ve 5 g (700 kg anız da-1) bugday anızı homojen bir şekilde karıştırılarak cam kavanozlarlara (1 L) doldurulmuştur. Denemede 15 kg N da-1 dozda Amonyum Sülfat (AS), Üre (Üre) veya Amonyum Nitrat (AN) olmak üzere 3 farklı gübre formu tek başlarına ve nitrifikasyon inhibitörü PIADIN ile beraber (AS+PIADIN, Üre+PIADIN ve AN+PIADIN) kullanılmıştır. Sadece anız uygulanan Kontrol (K) muamelesine de yer verilmiş olup araştırma 7 farklı muamele içermiştir. İnkübasyon çalışmasından önce toprak % 70 su tutma kapasitesine kadar nemlendirilmiştir. Çalışmada toplam N2O salınımı ve emisyonun zamana bağlı olarak değişimi yönüyle muameleler arasında önemli farklılıkların olduğu görülmüştür. Kontrolle kıyaslandığında bütün gübre uygulamalarında N2O emisyonunda artış olduğu belirlenmiştir. Ancak uygulanan azotlu gübreler arasında toplam N2O salınımını ve emisyonun zamana bağlı olarak değişimi yönüyle önemli farklılıkların olduğu da ortaya çıkmıştır. Ayrıca inhibitör uygulamasıyla gübrelerden kaynaklanan toplam N2O emisyonlarında belirgin bir düşüş olduğu saptanmıştır. AS+PIADIN AS uygulamasına göre N2O emisyonunda % 91.9 düşüşe neden olmuştur. AN+PIADIN uygulamasında ise AS'ye göre bu düşüşün % 49.9 ve Üre+PIADIN uygulamasında Üre'ye göre % 10.0 düşüş olduğu belirlenmiştir. Ayrıca inhibitör uygulanmasıyla genel olarak N2O miktarında görülen azalmaya bağlı olarak topraktaki nitrat (NO3) miktarında artış olduğu saptanmıştır. İnhibitör kullanımıyla denitrifikasyonun önemli ölçüde engellenmesinin bu sonucu ortaya çıkardığı düşünülmüştür. Çalışma sonuçlarına göre bütün gübre formlarında inhibitör kullanımının N2O emisyonlarında düşüşe, toprakta yarayışlı azot miktarında ise artışa neden olduğu kanaatine varılmıştır. Nitrogen losses from fertilizers in agroecosystems cause serious, economic, ecological and human health problems. Nitrogen oxide (N2O) emission from nitrogenous fertilizers contributes to global warming as well as reducing the of use efficiency of the fertilizers. In the sudy, it is aimed to compare different nitrogenous fertilizer forms, frequently used in agricultural production, with respect to N2O emitions, and to test the efeciency of the nitrification inhibitor [1H-1,2,4-triazole/3-methylpyrazole - PIADIN®] in decreasing N2O emition and of increase fertilizer uptake efficiency. The study was carried out by using the fully automatic incubator system in the biochemistry laboratory of Soil Science and Plant Nutrition Department of Harran University, Turkey. 900 g of soil and 5 g (700 kg straw da-1) of wheat straw were filled in glass jars (1 l) with homogenous mixing. 15 kg N da-1 Ammonium Sulphate (AS), Urea (Urea) and Ammonium Nitrate (AN) (three different nitrogeneous fertilizers) alone or with nitrification inhibitor PIADIN (AS + PIADIN, Urea + PIADIN and AN + PIADIN) used in the experiment. Along with the straw only Control (C) treatment the study included 7 different treatments. Before incubation procedure, the soil was moistened to 70 % of water holding capacity. The significant differences among treatments in terms of total N2O emissions and the emission depending on time were observed. N2O emissions increased with all nitrogenous fertilizer applications compared to the control. However, significant differences among the nitrogenous fertilizers in terms of the total N2O emmissions and of the emissions depending the time were found. Besides, significant reductions in total N2O emissions from fertilizers were observed by fertilizers+inhibitor applications. AS+PIADIN caused a 91.9 % decrease in N2O emissions compared to AS application. Whereas the decrease was 49.9 % in the AN+PIADIN application compared to AS, and was 10.0% in Urea+PIADIN compared to Urea alone. Furthermore, the amount of nitrate (NO3) in the soil was found to be increased by the application of the inhibitor due to the decrease in the amount of N2O. The significant amount inhibition of denitrification by the inhibitor used is thought to reveal these results. It was concluded that the use of inhibitors with all nitrogenous fertilizers forms caused a significant decrease in N2O emissions, and an increase in the amount of available nitrogen in the soil.