Bitki Yüzeyi Üzerinde Enerji Dengesi Bileşenlerinin Belirli Fenolojik Aşamalarda Analizi

Abstract

İklim değişiminin sıcaklık artışları, yağışların azalması, artan buharlaşma gibi etkileri; geniş alanda yetiştirilen bitki türlerinin su ihtiyacına ve üretim değerlerine yönelik çalışmalar için önemlidir. Bitki su tüketimi (evapotranspirasyon) verisi, bir bölgede yapılması planlanan tarımsal sulama projelerinin temelini oluşturmaktadır. Yüzeyler ile atmosfer arasındaki su döngüsünü idare eden yüzey enerji dengesi bileşenlerinin saptanması da bu noktada bir ihtiyaç halini almaktadır. Yüzey enerji dengesi bileşenlerinin saptanması amacıyla yaygın olarak kullanılan Bowen Oranı Enerji Dengesi (Bowen Ratio Energy Balance, BREB) Yöntemi, bu çalışmada kanola yüzeyi üzerine uygulanmıştır. Bu kapsamda Kırklareli Atatürk Toprak Su ve Tarımsal Meteoroloji Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü deneme alanında 2016 gelişme döneminin çiçeklenme aşamasında buharlaşma gizli ısı akısı, toprak ısı akısı, net radyasyon, hissedilir ısı akısı ile bitki yüzeyinin normalleştirilmiş vejetasyon indeksi (Normalized Difference Vegetation Index, NDVI) belirlenerek, ölçülen bileşenler ile hesaplanan bileşenler arasındaki ilişkiler araştırılmıştır. Sonuçta Bowen Oranının 1’den büyük olduğu günler içinde net radyasyon değerinin en yüksek olduğu tarih, 27 Nisan 2016 olarak belirlenmiştir. Bu tarih, seçilen günler için hesaplanan evapotranspirasyon değerlerinin de en yüksek olduğu zaman aralığı içindedir. Aynı dönemin NDVI değerlerinin de benzer biçimde 22 Mart-14 Nisan 2016 arasında maksimumuna (1) yakınsadığı görülmüştür.

Keywords

• İklim Değişimi,evapotranspirasyon,Bowen Oranı Enerji Dengesi

References

1. Aydınşakir, K., Büyüktaş, D. 2005. Lizimetreler ve Bitki Su Tüketimi Çalışmalarında Kullanımı. Derim, Cilt. 22(1), s. 49-58.
2. Fuchs, M., Tanner, C.B. 1970. Error Analysis of Bowen Ratios Measured by Differential Psychrometry. Agricultural Meteorology, Cilt. 7, s. 329-334.
3. Ashktorab, W.H., Pruitt, K.T., Paw, U., George, W.V. 1989. Energy Balance Determinations close to the Soil Surface using a Micro-Bowen Ratio System. Agricultural and Forest Meteorology, Cilt. 46(3), s. 259-274.
4. Todd, R.W., Evett, S. ., Howell, T.A. 2000. The Bowen Ratio-Energy Balance Method for Estimating Latent Heat Flux of Irrigated Alfalfa Evaluated in a Semi-Arid, Advective Environment. Agricultural and Forest Meteorology, Cilt. 103(4), s. 335-348.
5. Ünlü, M., Kanber, R., Steduto, P. 2001. Comparing Cotton Evapotranspiration Estimated by Micrometeorological and Water Budget methods. Turkish Journal of Agriculture, Cilt. 25, s. 329-335.
6. Gilmanov, T.G., Johnson, D.A., Saliendra, N.Z. 2003. Growing Season CO2 Fluxes in a Sagebrush-Steppe Ecosystem in Idaho: Bowen Ratio/Energy Balance Measurements and Modeling. Basic and Applied Ecology, Cilt. 4(2), s. 167-183.
7. Rohli, R.V., Hsu, S.A., Lofgren, B.M. Binkley, M.R. 2004. Bowen Ratio Estimates over Lake Erie. Journal Great Lakes Research, Cilt. 30, s. 241-251.
8. Soares, J.M., De Azevedo, P.V. Da Silva, B.B. 2007. Bowen Ratio–Energy Balance associated Errors in Vineyards under Dripping Irrigation. Revista Brasileira da Meteorogia, Cilt. 22, s. 233-240.

9. Zeggaf, A. T., Takeuchi, S., Dehghanisanij, H., Anyoji, H., Yano, T. 2008. A Bowen Ratio Technique for Partitioning Energy Fluxes between Maize Transpiration and Soil Surface Evaporation. Agronomy Journal, Cilt. 100(4), s. 988-996.
10. Zhang, B., Kang, S., Li, F., Zhang, L. 2008. Comparison of Three Evapotranspiration Models to Bowen Ratio-Energy Balance Method for a Vineyard in an Arid Desert Region of Northwest China. Agricultural and Forest Meteorology, Cilt. 148(10), s. 1629-1640.
11. Wolf, A., Nick, S., Kanat, A. 2008. Effects of Different Eddy Covariance Correction Schemes on a Energy Balance Closure and Comparisons with the Modified Bowen Ratio System. Agricultural and Forest Meteorology Cilt. 148, s. 942-952.
12. Ünlü, M., Kanber, R., Kapur, B. 2010. Comparison of Soybean Evapotranspirations Measured by Weighing Lysimeter and Bowen Ratio-Energy Balance Methods. African Journal of Biotechnology, Cilt. 9(30), s. 4700-4713.
13. Akpolat, A., Ünlü, M. 2011. Mikrometeorolojik ve Lizimetre Yöntemleriyle Belirlenen Buğday Bitki Su Tüketimlerinin Karşılaştırılması. Çukurova Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt. 26(2), s. 183-192.
14. Dicken, U., Cohen, S., Tanny, J. 2013. Examination of the Bowen Ratio Energy Balance Technique for Evapotranspiration Estimates in Screenhouses. Biosystems Engineering, Cilt. 114(4), s. 397-405.
15. Fischer, M., Trnka, M., Kučera, J., Deckmyn, G., Orság, M., Sedlák, P., Ceulemans, R. 2013. Evapotranspiration of a High-Density Poplar Stand in Comparison with a Reference Grass Cover in the Czech–Moravian Highlands. Agricultural and Forest Meteorology, Cilt. 181, s. 43-60.
16. O’Dell, D., Sauer, T.J., Hicks, B.B., Lambert, D.M., Smith, D.R., Bruns, W., Eash, N.S. 2014. Bowen Ratio Energy Balance Measurement of Carbon Dioxide (CO2) Fluxes of No-Till and Conventional Tillage Agriculture in Lesotho. Open Journal of Soil Science, Cilt. 4, s. 87-97.
17. Yan, G., Lin, G., Chen, H., Yang, S. 2014. Seasonal Changes of Energy Fluxes of a Subtropical Mangrove Forest in Zhangjiang Estuary, China. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research, Cilt. 6, s. 363-368.
18. Euser, T., Luxemburg, W.M.J., Everson, C.S., Mengistu, M.G., Clulow, A.D., Bastinaannssen, W.G.M. 2014. A New Method to Measure Bowen Ratios Using High–Resolution Vertical Dry and Wet Bulb Temperature Profiles. Hydrology and Earth System Sciences, Cilt. 18, s. 2021-2032.
19. Çaldağ, B. 2009. Trakya Bölgesi’nin Tarımsal Meteorolojik Özelliklerinin Belirlenmesi. Istanbul Teknik Üniversitesi, İ.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Atmosfer Bilimleri Programı, Doktora Tezi, 258s, Istanbul.
20. Asrar, G., Kanemasu, E. T. and Yoshida, M. 1985. Estimates of Leaf Area Index from Spectral Reflectance of Wheat and Different Cultural Practices and Solar Angles. Rem. Sens. Environ., Cilt. 17, s. 1-11.
21. Carlson, T. N. and Ripley, D. A. 1997. On the Relation Between NDVI, Fractional Vegetation Cover, and Leaf Area Index. Rem. Sens. Environ., Cilt. 62, s. 241-252.
22. Ja-Ha, K., Mi Oh, H. and Young Kim, K. 2001. Inter-Annual and Intra-Annual Variabilities of NDVI, LAI and Ts Estimated by AVHRR in Korea. Korean Journal of Remote Sensing, Cilt. 17(2), s. 111-119.
23. Song, D.;Guo, P.; Sheng, H. 2008. Spatial distribution pattern of MODIS-NDVI and correlation between NDVI and meteorology factors in shandong province in China. Book Series: Progress in Electromagnetics Research Symposium, s. 1333-1338.
24. Şaylan, L., Karayusufoğlu, S., Çaldağ, B., Çaylak, O., Semizoğlu, E., Özkoca, Y.,Bakanoğulları, F. 2011. Uzaktan algılamanın tarımsal meteorolojide kullanılması, Kırklareli örneği, 5. Atmosfer Bilimleri Sempozyumu, Istanbul, 27-29 Nisan, 415-421.
25. Fritschen, L.J., Simpson, J.R. 1989. Surface Energy Balance and Radiation Systems: General Description and Improvements. J. Appl. Meteorol. Cilt. 28, s. 680-689.
26. Şaylan, L., Çaldağ, B., Bakanoğulları, F., Kaymaz, Z. 2012. Buğday Bitkisinin CO2, H2O ve Enerji Akılarının Belirlenmesi. TÜBİTAK 109R006 No’lu COST Projesi Sonuç Raporu, Istanbul, Ağustos 2012.
27. Akar, D. 2017. Homojen Bitki Yüzeyi Üzerinde Enerji Dengesi Bileşenlerinin Fenolojik Aşamalara Bağlı Analizi. Istanbul Teknik Üniversitesi, Uçak ve Uzay Bilimleri Fakültesi, Meteoroloji Mühendisliği Bölümü, Bitirme Çalışması, 56s, Istanbul.
28. Prueger, J.H., Hatfield J.L., Aase, J.K., Pikul, J.L. 1997. Bowen-Ratio Comparisons with Lysimeter Evapotranspiration. Agronomy Journal, Cilt. 89(5), s. 730-736.
29. Steduto, P., Hsiao, T.C. 1998. Maize Canopies under two Soil Water Regimes: IV. Validity of Bowen Ratio–Energy Balance Technique for Measuring Water Vapor and Carbon Dioxide Fluxes at 5-min Intervals. Agricultural and Forest Meteorology, Cilt. 89(3), s. 215-228.
30. Özkoca, Y. 2015. Mikrometeorolojik Yöntemlerle Bitkilerin Enerji Akılarının Belirlenmesi. Istanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Atmosfer Bilimleri Programı Yüksek Lisans Tezi, 76s, Istanbul.
31. Pinto, D.G., Fontana, D.C., Dalmago, G.A., Santi, A. 2017. Correlations between spectral and biophysical data obtained in canola canopy cultivated in the subtropical region of Brazil. Pesquisa Agropecuaria Brasiliera. Cilt. 52 (10), s. 825-832.
32. Sulik, J.J., Long, D.S. 2016. Spectral considerations for modeling yield of canola. Remote Sensing of Environment. Cilt. 184, s. 161-174.
33. Banuelos, G.S., Bryla, D.R., Cook, C.G. 2002. Vegetative production of kenaf and canola under irrigation in central California. Industrial Crops and Products. Cilt. 15(3), s. 237-245.