Merkezi Oromia, Etiyopya’da ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) üretimi için CERES-wheat kullanılarak modele dayalı azot optimizasyonu

Buğday ve insanlar için daha akıllı gübre kullanımı neden önemli

Ekmeklik buğday Etiyopya’da gıda güvenliğinin temel taşlarından biridir, ancak birçok çiftçi yerden yere ve yıldan yıla değişen toprak ve hava koşullarını göz ardı eden tek tip gübre önerileri alıyor. Bu çalışma, çiftçiler, tüketiciler ve çevre için büyük sonuçları olabilecek basit bir soruyu soruyor: bugün ve gelecekteki iklim değişimi altında iyi hasatlar, adil kârlar ve daha az kirlilik elde etmek için buğdayda ne kadar azot gübresi kullanılmalı ve ne zaman uygulanmalı?

Tek tip kurallardan hedefe yönelik kararlara

Merkezi Oromia’da çoğu buğday tarlası aynı azot oranıyla yönetiliyor; oysa çiftlikler rakım, yağış ve toprak kalitesi bakımından farklılık gösteriyor. Aynı zamanda iklim değişkenliği kuru ve yağışlı sezonlar arasında sık dalgalanmalar getiriyor; bu da kuru yıllarda bitkilerin gübreden yararlanamamasına veya yağışlı yıllarda azotun daha derin topraklara ve suya kaybolmasına yol açabiliyor. Araştırmacılar, Degem, Fitche ve Bishoftu olmak üzere üç ana buğday yetiştirme bölgesine odaklandı ve bu sahelerde buğdayın farklı azot miktarlarına ve bölünmüş uygulamalara nasıl yanıt verdiğini keşfetmek için DSSAT yazılımı içindeki iyi test edilmiş bitki gelişim modeli CERES-Wheat’i kullandı.

Birçok geleceği test etmek için sanal bir saha kullanmak

Kısa saha denemlerine yalnızca güvenmek yerine ekip, her sitenin yerel hava kayıtları, toprak özellikleri ve yönetim uygulamalarını içeren ayrıntılı sanal bir versiyonunu oluşturdu. Ardından bilgisayar deneylerini yıllar boyunca çalıştırarak sıfırdan 115 kilogram/hektara kadar birkaç azot oranı ve farklı zamanlamaları test ettiler: ekimde hepsi birden, iki doza ayrılmış veya kritik büyüme dönemlerinde üç doza ayrılmış uygulamalar. Bu deneyleri mevcut iklim altında ve 2050’ler ile 2080’ler için orta ve yüksek sera gazı emisyonunu temsil eden iki gelecekteki iklim yolunda tekrarladılar. Her çalıştırmada dane verimi, toplam bitki büyümesi, ürün tarafından alınan azot, topraktan kaybedilen azot ve beklenen çiftlik geliri izlendi.

Daha hedefli azot uygulamaları daha yüksek verim ve gelir getiriyor

Simülasyonlar, azot oranları arttıkça buğday verimi ve toplam bitki büyümesinin hızla yükseldiğini gösterdi; en güçlü performans genellikle iki veya üç iyi zamanlanmış bölünmüş uygulama ile uygulandığında test edilen en yüksek oran olan 115 kilogram/hektarda görüldü. Degem ve Bishoftu’da bu oranın üçe bölünmesi biyolojik ve ekonomik açıdan en iyi sonuçları verirken, Fitche’de iki bölünme neredeyse aynı üretkenliği sağladı ve sınırlı işgücü olan çiftçiler için daha pratiktir. Gübre kullanılmayan durumla karşılaştırıldığında, bu stratejiler verimleri iki kattan fazla artırdı ve çok daha yüksek net kâr sağladı. Analiz ayrıca, gelecekte daha sıcak ve daha yüksek karbondioksit koşulları altında bu sahelerde buğdayın ekonomik olarak en uygun noktaya ulaşmak için muhtemelen daha fazla azota ihtiyaç duyacağını; optimum oranların konuma bağlı olarak yaklaşık 158 ila 191 kilogram/hektar aralığına yükselebileceğini gösterdi.

Çevresel ödünleşmeler ve iklim baskıları

Verim ve kârın ötesinde çalışma, azot yönetimi ile çevre arasındaki etkileşimi inceledi. Model, topraktan salınan güçlü bir sera gazı olan nitröz oksitin, azot oranları ve bölünmüş uygulama sayısı arttıkça yükseldiğini öne sürdü; bu da üretimi maksimize etme ile emisyonları sınırlama arasında bir ödünleşme olduğunu vurguluyor. Buna karşılık, suyu kirletebilen nitrat sızıntısı simülasyonlarda gübre oranı veya bölünmeye çok duyarlı çıkmadı; daha çok değişen yağış paternleri ve iklim koşulları tarafından yönlendirildi. Bu, çok iyi yönetilen gübrenin bile çok yağışlı yıllarda kök bölgesinin altına yıkanabileceği anlamına geliyor ve gelecekteki iklim değişikliği bu riski özellikle yüksek emisyon senaryolarında artırabilir.

Çiftçiler ve politika için bunun anlamı

Uzman olmayanlar için temel mesaj açık: sabit, tek tip gübre kuralları iklim değiştikçe ne çiftçilere ne de çevreye iyi hizmet etme olasılığı yüksektir. Bu çalışma, bilgisayar modellerinin saha bazlı, iklime duyarlı gübre stratejileri tasarlamak için güçlü araçlar olabileceğini; böylelikle buğday hasatlarını ve çiftçi gelirlerini artırırken kirlilik ve sera gazlarına dikkat edilebileceğini gösteriyor. Ancak yazarlar, önerilen oranların simülasyonlara dayalı başlangıç noktaları olduğunu, nihai reçeteler olmadığını vurguluyor. Geniş çaplı uygulamadan önce model sonuçlarını doğrulamak için çok yıllı, çok sahalı alan denemeleri ve uzatma görevlileri ile çiftçilerin yerel topraklara, fiyatlara ve hava koşullarına göre esnek azot yönetimine geçmelerine yardımcı olacak eğitim programları çağrısında bulunuyorlar.

Atıf: Kibebew, S., Dechassa, N., Alemayehu, Y. et al. Model-based nitrogen optimization for bread wheat (Triticum aestivum L.) production in central Oromia, Ethiopia using CERES-wheat. Sci Rep 16, 16336 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45892-5

Anahtar kelimeler: buğday, azot gübresi, bitki modellemesi, iklim değişikliği, Etiyopya