Biyoenerji Bitkisi Olarak Dallı Darının (Panicum virgatum L.) Türkiye’de Potansiyel Yetiştirme Alanları

Biyoenerji Bitkisi Olarak Dallı Darının (Panicum virgatum L.) Türkiye’de Potansiyel Yetiştirme Alanlarının Belirlenmesinde Analitik Hiyerarşi Süreci ve Coğrafi Bilgi Sistemleri Yaklaşımı

Bu çalışmada dallı darının ekolojik istekleri doğrultusunda belirlenen parametrelerin coğrafi katmanlarının oluşturulması, Analitik Hiyerarşi Süreci yöntemi ile bu parametrelerin önceliklerinin belirlenmesi ve Coğrafi Bilgi Sistemleri teknikleri ile işlenerek dallı darının potansiyel uygunluk haritasının elde edilmesi amaçlanmıştır. Girdi olarak Meteoroloji Genel Müdürlüğünden temin edilen ve 1970 - 2017 yılları arası günlük ortalama, minimum ve maksimum sıcaklık iklim verisi, Tarım ve Orman Bakanlığı tarafından üretilen sayısal toprak haritaları ve 2012 yılında güncellenen CORINE (Coordination of Information on the Environment) sınıflama sistemine göre sınıflandırılmış arazi kullanımı (LCLU) haritaları altlık veriler olarak kullanılmıştır. İklim veri tabanından “thin plate smoothing spline” enterpolasyon yöntemiyle iklim yüzey haritaları elde edilmiştir. Üretilen haritalarda dallı darı isteklerine bağlı sorgulamalar yapılmış anlamlı bulunan parametreler katman olarak seçilmiştir. Raster formatında üretilen günlük ortalama sıcaklık (°C), dallı darıda biyokütle için biçim sayısı, toprak derinliği (cm) ve arazi kullanımı katmanları yeniden sınıflandırılmıştır. Böylece katmanlar alt katmanlara ayrılmış ve dallı darının ekolojik ihtiyaçlarına uygunluğu oranında yüksek puan verilmiştir. Daha sonra AHS yöntemiyle ana katmanların ağırlık değerleri (W) hesaplanmıştır. Katmanlar, hesaplanan ağırlık değerleri ile birlikte Coğrafi Bilgi Sistemleri ortamında (CBS) uygunluk analizi için ağırlıklı çakıştırma analizine alınmıştır. Bu işlemin sonucunda 4 sınıflı “dallı darı potansiyel uygunluk haritası” elde edilmiştir. Bu haritada FAO (1976) sistemine göre yapılan sınıflama ile Türkiye’de dallı darıya çok uygun alanların (S1) %12 oranında, orta derecede uygun alanların (S2) %32 oranında, az derecede uygun alanların (S3) %41 oranında ve uygun olmayan alanların (N) %14 oranında yer aldığı belirlenmiştir.








kaynak :

Albaji, M., Naseri, A.A., Papan, P., & Nasab, S.B. (2009). Qualitative evaluation of land suitability for principal crops in the West Shoush Plain, Southwest Iran. Bulgarian Journal of Agricultural Science 15 (2): 135-145.
Akbulak, C. (2010). Analitik hiyerarşi süreci ve coğrafi bilgi sistemleri ile Yukarı Kara Menderes Havzası’nın arazi kullanımı uygunluk analizi. Uluslararası İnsan Bilimleri Dergisi 7 (2): 557- 576.
Akıncı, H., Özalp, A.Y., & Turgut, B. (2013). Agricultural land use suitability analysis using GIS and AHS technique. Computers and electronics in agriculture, 97: 71-82.
Alexopoulou, E., Sharma, N., Papatheohari, Y., Christou, M., Piscioneri, I., Panoutsou, C., & Pignatelli, V. (2008). Biomass yields for upland and lowland switchgrass varieties grown in the Mediterranean region. Biomass and Bioenergy, 32 (10): 926-933.
Amiri, F., & Shariff, A.R.B.M. (2012). Application of geographic information systems in land-use suitability evaluation for beekeeping: A case study of Vahregan watershed (Iran). African Journal of Agricultural Research 7 (1): 89-97.
Aurangzaib, M., Archontoulis, S. V., Miguez, F. E., & Moore, K. J. (2015). A New Model for Switchgrass Phenology That Combines Temperature And Photoperiod Efects. Developmental morphology, biomass yield and compositional differences among upland and lowland switchgrass (Panicum virgatum L.) ecotypes grown as a bioenergy feedstock crop, 1001, 96.
Aydın, F., & Sarptaş, H. (2018). İklim Değişikliğinin Bitki Yetiştiriciliğine Etkisi: Model Bitkiler ile Türkiye Durumu. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 24 (3): 512-521.
Başer, E., Acaroğlu, M., Kan, M. (2008). Enstitüsü, B. D. U. T. A., & Konya, S. Ü. T. E. F. Peletlenmiş Dallı Darının (Panicum virgatum) Biyoyakıt Olarak Kullanım Ekonomisi. VII. Ulusal Temiz Enerji Sempozyumu, UTES’2008. P. 323-332. 17-19 Aralık 2008, İstanbul.
Benedict, H.M. (1941). The inhibiting effect of dead roots on the growth of bromegrass. Agronomy Journal 33 (12): 1108-1109.
Bhatt, B. (2006). “Biofuel: Economic, Environmental Benefits and Technological Aspect”. APO Workshop on Utilization of Biomass for Renewable Energy, 11-15 December, Katmandu-Nepal. http://www.apo-tokyo. org/biomassboiler/D0_online-resources.htm (15.01.2011) .
Bo, L.I., Zhang, F., Zhang, L.W., Huang, J.F., Zhi-Feng, J.I.N., & Gupta, D.K. (2012). Comprehensive suitability evaluation of tea crops using GIS and a modified land ecological suitability evaluation model. Pedosphere 22 (1): 122-130.
Bowman, J.S., Emerson, S.L., Darnovsky, M. (1998). The Practical SQL Handbook, Using Structured Query Language, Third Edition. ISBN 0-201-44787-8. sayfa : xvii, 153.
Brummer, E.C., Burras, C.L., Duffy, M.D., & Moore, K.J. (2000). Switchgrass production in Iowa: economic analysis, soil suitability, and varietal performance. Iowa State University, Ames, Iowa.
Cengiz, T., Akbulak, C., Özcan, H., & Baytekin, H. (2013). Gökçeada’da optimal arazi kullanımının belirlenmesi. Tarım Bilimleri Dergisi, 19 (2013): 148-162.
Chandio, I.A., Matori, A.N., Lawal, D.U., & Sabri, S. (2011). GIS-based land suitability analysis using AHP for public parks planning in Larkana City. Modern applied science 5 (4): 177.
Clifton‐Brown, J.O.H.N., Robson, P., Sanderson, R., Hastings, A., Valentine, J., & Donnison, I. (2011). Thermal Requirements For Seed Germination İn Miscanthus Compared With Switchgrass (Panicum virgatum), Reed Canary Grass (Phalaris arundinaceae), Maize (Zea mays) And Perennial Ryegrass (Lolium perenne). Gcb Bioenergy 3 (5): 375-386.
Çiçek, F. (2017). Dallı darı çeşitlerinin farklı gelişme dönemleri için GDD isteklerinin tespiti ve farklı biçim sıklıklarına tepkisinin belirlenmesi üzerine araştırma (Doctoral dissertation, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü).
Çokadar C. ve Yıldırım, N.G. (2018). Yenilebilir Enerji Kaynaği Olarak Bitkiler. C4 Bitkleri ve Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Değerlendirilmesi, Sakarya Ünivesitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü). Forummeskeni Dosyalar/Arastirmalar/enerji-bitkileri.pdf. Son erişim tarihi 03.05.2018.
Çullu, M. A. (2012). Toprak etüt haritalama ve toprak yönetimi gerekliliği. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi 1 (1): 23-25.
Demir, M., Demircioğlu, N., Bulut, Y., Yılmaz, S., & Serkan, Ö. (2011). Alan Kullanım Planlamasında Potansiyel Tarım Alanlarının Ölçütlerinin Coğrafi Bilgi Sistemleri. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 1 (3): 77-86.
Demirbüken, H., Gemalmaz, A., Aztopal, H., Çalış, N., & Ay, A. (1994). Tarımsal Amaçlı Uygulamalarda Arazi Çalışması ve Elde Edilen Sonuçların Değerlendirilmesi, 1. Ulusal Coğrafi Bilgi Sistemleri Sempozyumu, KTÜ, Trabzon. 168-180,
Dengiz, O., & Özyazıcı, M.A. (2018). Çeltik tarımına uygun alanların belirlenmesinde çok kriterli arazi değerlendirme. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi, 6 (1): 19-28.
Dent, D. & Young, A. (1981). Soil survey and land evaluation. George Allen and Unwin, Boston. London, U.K., 278 pp.
Duc, T.T. (2006). Using GIS and AHP technique for land-use suitability analysis. In International symposium on geoinformatics for spatial infrastructure development in earth and allied sciences (pp. 1-6).
Ekin, E., Çelebi, Ş.Z. (2011). Dallı Darı (Panicum virgatum L.)’nın Ortadoğu Anadolu (Trb2) Bölgesinde Biyoyakıt Olarak Üretim Potansiyeli Ve Kullanım Olanaklarının Araştırılması. Uluslararası Katılımlı I. Ali Numan Kıraç Tarım Kongresi ve Fuarı.
Elbersen, H.W., Christian, D.G., Yates, N.E., El Bassam, N., Sauerbeck, G. (2001). “Switchgrass in NW Europe”. Final Report FAIR 5-CT97- 3701, pp. 13-20. Forummeskeni (15.01.2011) .
FAO. (1976). A Framework for Land Evaluation. Soils Bulletin:32, Soils resources, management and conservation service, FAO land and water development division, Rome,71p.
FAO. (2018). Ecocrop. Identify a suitable crop for a specified environment. Data sheet “Panicum virgatum”. http://ecocrop.fao.org/ecocrop/srv/ en/dataSheet?id=8289 .
Farr, T.G., Rosen, P.A., Caro, E., Crippen, R., Duren, R., Hensley, S., ... & Seal, D. (2007). The shuttle radar topography mission. Reviews of geophysics, 45 (2).
Feng, Q., Chaubey, I., Engel, B., Cibin, R., Sudheer, K.P., & Volenec, J. (2017). Marginal land suitability for switchgrass, Miscanthus and hybrid poplar in the Upper Mississippi River Basin (UMRB). Environmental modelling & software, 93: 356-365.
Gunderson, C.A., Davis, E.B., Jager, H.I., West, T.O., Perlack, R.D., Brandt, C.C., Wullschleger, S., Baskaran, L., Wilkerson E., & Downing, M.( 2008). “Exploring Potential US Switchgrass Production for Ligno-cellulosic Ethanol.” ORNL/ TM-2007/183, Oak Ridge National Laboratory: Oak Ridge, Tennessee.
Hutchinson M.F. (2000). ANUSPLIN version 4.1. User Guide. Center for Resource and Environmental Studies, Australian National University, Canberra.
Hsu, F.H., Nelson, C.J., & Matches, A.G. (1985). Temperature Effects on Germination of Perennial Warm-Season Forage Grasses1. Crop science, 25 (2): 215-220.
Huajun, T., Debaveye, J., Da, R., & Van Ranst, E. (1991). Land suitability classification based on fuzzy set theory. Pedologie, XLI-3, p. 277-290, 3 tab., 3 fig., Ghent.
Hultquist, S.J., Vogel, K.P., Lee, D.J., Arumuganathan, K., & Kaeppler, S. (1996). Chloroplast DNA and nuclear DNA content variations among cultivars of switchgrass, Panicum virgatum L. Crop Science 36 (4): 1049-1052.
Kandel, T.P., Wu, Y., & Kakani, V.G. (2013). Growth and yield responses of switchgrass ecotypes to temperature. American Journal of Plant Sciences 4 (06): 1173.
Kapluhan, E. (2013). Türkiye’de kuraklık ve kuraklığın tarıma etkisi. Marmara Coğrafya Dergisi Sayı: 27 (2013):487-510 .
Kazemi, H., Sarvestani, Z.T., Kamkar, B., Shataei, S., & Sadeghi, S. (2015). Ecological zoning for wheat production at province scale using geographical information system. Adv Plants Agric Res, 2 (1): 00035.
Liu, J., Zhu, W., Xie, G., Lin, C., & Cheng, X. (2009). The development of Panicum virgatum as an energy crop. Acta Prataculturae Sinica, 18 (3): 232-240.
Maddahi, Z., Jalalian, A., Zarkesh, M.M.K., & Honarjo, N. (2014). Land suitability analysis for rice cultivation using multi criteria evaluation approach and GIS. European Journal of Experimental Biology 4 (3): 639-648.
McMoore, I.D., Grayson, R.B., & Ladson, A.R. (1991). Digital terrain modelling: a review of hydrological, geomorphological, and biological applications. Hydrological processes 5 (1): 3-30.
Mustafa, A.A., Man, S., Sahoo, R.N., Nayan, A., Manoj, K., Sarangi, A., & Mishra, A.K. (2011). Land suitability analysis for different crops. A multi criteria decision making approach using remote sensing and GIS. Indian Agricultural Research Institute, New Delhi-110, 12.
Moser, L.E., Vogel, K.P. (1995). Switchgrass, big bluestem, and indiangrass In R.F.Barnes ve ark. (ed.) Forages. Vol. I. An introduction to grassland agriculture. Lowa State Univ. Pres, P. 409-420.
Özşahin, E. (2016). CBS kullanılarak çeltik tarımı için arazi uygunluk değerlendirmesi: Hayrabolu deresi havzası (Trakya Yarımadası) örneği. Tarım Bilimleri Dergisi 22 (2): 295-306.
Parrish, D.J., & Fike, J.H. (2005). The biology and agronomy of switchgrass for biofuels. BPTS, 24 (5-6): 423-459.
Parry, J.A., Ganaie, S.A., & Bhat, M.S. (2018). GIS based land suitability analysis using AHP model for urban services planning in Srinagar and Jammu urban centers of J&K, India. Journal of Urban Management 7 (2): 46-56.
Peşkircioğlu, M., Torunlar, H., Sirli, B.A., Özaydin, K.A., Mermer, A., Şahin, M., ... & Kodal, S. (2011). Türkiye’de çeltik (Oryza sativa L.) yetiştirmeye uygun potansiyel alanların coğrafi bilgi sistem teknikleri ile belirlenmesi. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 22(1): 20-25.
Peşkircioğlu, M., Sirli, B.A., Torunlar, H., Güven, M., Tuğaç, A.M., Özaydin, K.A., ... & Emeklier, Y. (2016). Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) Teknikleri Kullanilarak Misirin (FAO700) Sicaklik İsteklerine Göre Türkiye’de Potansiyel Uygunluk Alanlarinin Belirlenmesi. 6. Uzaktan Algilama- CBS Sempozyumu (Uzal-Cbs 2016), 5-7 Ekim 2016, Adana.
Porter, C.L. (1996). An analysis of variation between upland and lowland switchgrass, Panicum virgatum L. in Central Oklahoma. Ecology, 47: 980-992.
Rinehart, L. (2006). Switchgrass as a bioenergy crop. National Center for Appropriate Technology, Available online at: http://attra. ncat. org/attrapub/ PDF/switchgrass. pdf.
Rossiter, D.G. (1994). Lecture notes: Land evaluation. SCAS Teaching Series T94-1, Department of Soil, Crop & Atmospheric Sciences, Cornell University, Ithaca NY USA. Lecture notes from a graduate-level course in land evaluation methods. http://wwwscas.cit. cornell.edu/landeval/landeval.htm .
Saaty, T.L., (1980).The Analytic Hierarchy Process, McGraw-Hill, New York, 37-85.
Sabaei, D., Erkoyuncu, J., & Roy, R. (2015). A review of multi-criteria decision making methods for enhanced maintenance delivery. Procedia CIRP 37: 30-35.
Samanta, S., Pal, B., & Pal, D.K. (2011). Land suitability analysis for rice cultivation based on multi-criteria decision approach through GIS. International Journal of Science and Emerging Technologies 2 (1): 12-20.
Sanderson, M.A., & Wolf, D.D. (1995). Morphological development of switchgrass in diverse environments. Agronomy Journal 87 (5): 908- 915.
Sarıoğlu, F.E., Saygın, F., Balcı, G., Dengiz, O., & Demirsoy, H. (2013). Determination of potential hazelnut plantation areas based GIS model case study: Samsun city of central Black Sea region. Eurasian Journal Soil Science 2: 12-18.
Soylu, S. (2011).Alternatif Bir Biyoyakıt Bitkisi Olarak Dallı Darının (Panicum virgatum L.) Türkiye’de Yetiştirme Teknikleri. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi 8 (3): 257-263.
Sırlı, B. A., Peşkircioğlu, M., Torunlar, H., Özaydin, K.A., Mermer, A., Kader, S., ... & Kodal, S. (2015). Türkiye’de Üzüm (Vitis spp.) Yetiştirmeye Uygun Potansiyel Alanların Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) Teknikleri Kullanılarak İklim ve Topoğrafya Faktörlerine Göre Belirlenmesi. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 24(1): 56-64.
Şeflek, A. (2010). Dallı darı (Panicum virgatum L.) çeşitlerinin verim, bazı morfolojik, fenolojik ve fizyolojik özelliklerinin tespiti (Doctoral dissertation, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü).
Şensoy, S., Demircan, M., Ulupınar, U., & Balta, I. (2008). Türkiye iklimi. Turkish State Meteorological Service (DMİ), Ankara.
Tüfekçioğlu, A., Yüksek, T., Sarıyıldız, T., & Kalay, H. Z. (2005). Dallı darı türünün biyokütle üretimi ve Gümüşhane yöresi için uygunluğunun irdelenmesi.pdf..
USDA. (2009). Switchgrass, Planting Guide. United States of Agriculture Natural Resources Conservation Servise. Contributed by : USDA NRCS Plant Materials Program.
Üstün, A.K., Apaydın, M., Filik, Ü.B., & Kurban, M. (2009). Kyoto Protokolü Kapsamında Türkiye’nin Yenilenebilir Enerji Politikalarına Genel Bir Bakış. Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu Bildiriler Kitabı, 23-28.
Yazgan M.E., Erdoğan, E., Çabuk, A., Ekşioğlu, T. (1999). Peyzaj Planlama ve Koruma Çalışmalarında Coğrafi Bilgi Sistemlerinden Yararlanma: Belek Turizm Bölgesi örneği, Sayısal Grafik Coğrafi Bilgi Sistemleri Semineri, Ankara.