Modül 2- Toprak ve Besin Döngüsü

Eco new farmers
Modül 2- Toprak ve Besin Döngüsü
Bölüm 2- Bitki/Toprak
sistemi
Modül 2 – Toprak ve Besin Döngüsü
Bölüm 2 – Bitki / Toprak sistemi
www.econewfarmers.eu
1. Giriş
Topraktaki besin arzı ile talebi eşleştirmek zor bir iştir. Yeterli besin olmadığı durumlarda ürün
verimi sınırlı olacaktır. Topraktaki besin arzı talebi aştığı durumlarda toprakta çevre kirliliğine
sebep olan kayıplar ortaya çıkabilir. Azot arz ve talep senkronizesi muhtemelen organik ürün
üretiminin en büyük sorunudur.
2. Mineralizasyon
Mineralizasyon, topraktaki azot mineralinin organik formlardan mineral veya bitkiye uygun
formlara dönüştürülmesi işlemdir. Bu işlem için Toprak mikroorganizmaları sorumludur. Her ne
kadar bitkiler nitratı tercih etmesine rağmen bitkiler hem amonyum (NH 4 +) hem de nitrit (NO 2 -) ve
nitratı (NO 3 -) kullanabilir. Bu işlemin tersi sabitleme (immobilizasyon) olarak adlandırılır (Şekil 1).
Şekil 1. Toprakta Azot mineralleşmesi ve sabitlenmesi işlemleri
Organik madde türü organik maddelerden azot salınım hızından etkilenir. Bu durum
'mineralizasyon oranı' olarak bilinir. Taze bitki kalıntılarından gelen azot, saman veya çiftlik gübresi
gelen azota göre daha çabuk mineralize olur. Sıcaklık, su içeriği ve toprak yapısı da mineralizasyon
oranı etkilemektedir.
Şekil 2. Farklı kaynaklardan organik maddelerin mineralleşme oranları
3. Azot fiksasyonu (bağlanması)
Konvansiyonel tarımda suda çözünen gübreler önemli azot kaynağıdır. Organik sistemlerde, en
büyük azot kaynağı Azot fiksasyonudur. Baklagiller bitkilerin 'kökleri üzerindeki nodüller yaşayan
bakteriler bitki materyali içine atmosferdeki azotu bitkiye bağlar veya dönüştürür. Bu bitkiler ile
bakteriler arasındaki simbiyotik bir ilişki vardır (Şekile 3). Baklagil olarak yonca, fiğ, bezelye ve
fasulye sayılabilir.
Şekil 3. Yonca köklerinde simbiyotik bakterilerce oluşturulan nodüller (legum bitkisi)
Bağlanan Azot miktarı bitkileri arasında değişmektedir (Tablo 1). Yonca ve bakla gibi yem
baklagilleri genellikle hem mahsulde hem de toprakta büyük miktarda Azot bağlar.
Bezelye ve fasulye gibi tohumlu tahıl baklagiller azotu daha çok hasat edilen tohumlarında
barındırırken, toprağa az miktarda azot bırakır. Otlatma ve biçme gibi uygulamalar azot bağlama
miktarını etkiler. Sıcaklık ve bitki gelişiminin mevsimsel desenler azot bağlanmasını etkileyen diğer
faktörlerdir.
Tablo 1. Farklı legüm türlerince N bağlama oranları
* Bağlanan azotun çoğunluğu dane içinde kalır
4. Azot Döngüsü
Şimdiye kadar - mineralizasyon, sabitleme, bitki alımı ve azot bağlaması (Şekile 4) - gibi bazı önemli
azot döngüsü işlemleri hakkında bilgilendik. Diğer önemli işlemler, drenaj sularında ve doğrudan
amonyak gazının atmosferde kaybı, gaz halindeki amonyakın buharlaşması şeklindeki azot
kayıplarıdır. Azot gazı ve azot oksit, mikrobiyal işlemler sonucu atmosfere denitrifikasyon denilen
işlemler sonucu kaybedilebilir. Organik tarım atmosfere bu kayıpları en aza indirmeyi
hedeflemektedir. Bu ünitede Azot döngüsünün yönetilmesi hakkında daha fazla bilgiye yer
verilecektir.
Şekil 4. Minerilazyon, sabitlenme, bitkilerce alım ve azot bağlanmasını kapsayan Azot döngüsü işlemleri
5. Fosfor (P) döngüsü
Şimdi topraktaki organik maddenin, azotun önemli rol oynadığı besin kaynağı için ne kadar önemli
olduğunu biliyoruz.
Bir başka önemli katkı ise Fosfor tarafından yapılır. Fosfor hayvan gübresi ve bitki artıkları olarak
toprağa eklenir ve mikrobiyal aktivite tarafından toprağa yayılır. Mineral şeklinde (kaya fosfat)
toprağa eklenen Fosfor, da mikroplar tarafından bitkilere uygun hale getirilir. Bu durum çok uzun
bir zaman alabilir.
Şekil 5. fosfor bağlanmasını ve bitkilerce alımını kapsayan Fosfor döngüsü işlemleri
Topraklardaki Fosforun % 70'e kadarı bitkilerce kullanılamaz formundayken, geri kalan çoğu
organik madde formundadır. Toprak organizmaları Fosfor döngüsü için çok önemlidir. Bazı
bakteriler, minerallerden (kaya fosfat) fosfatı serbest hale geçirmek için organik asitler salgılar.
Arbusküler mikoriza mantarları denilen mantarlar Fosforu bitkiye erişimini artırabilir.
Arbusküler mikoriza mantarlar (AMF) milyonlarca yıldır var olan bitkilerle simbiyotik ilişki yaşayan
organizmalardır (Şekil 6). Bu organizmalar Brassicaceae ve Chenopodiaceae hariç, çoğu bitki
ailelerinde mevcuttur ve Fosfor alımı dışında birçok yönden bitkiler yarar sağlar. arbusküler
Mikoriza mantarı toprak yapısı ve hastalıklara karşı bitkilerde direncin gelişimi üzerine faydası
vardır. Arbusküler mikoriza mantarlar kültürel işlemleri, pestisit ve gübrelerden olumsuz yönde
etkilenir.
Şekil6. Bitki köklerindeki Arbuskular Mycorrhizal Fungusları (AMF)
6. Potasyum (K) döngüsü
Çoğunlukla toprak kimyası tarafından kontrol edilen üçüncü ana unsur olan element Potasyum dur.
Potasyum dört toprak havuzları arasında sabit bir değişimi vardır (Şekil 7). Bu havuzlar bitkilerin
durumuna bağlı olarak farklıdır. Potasyum sülfat ve çiftlik gübreleri gibi çözünür gübreler,
Potasyum çözeltisini toprak havuzuna ekler. Taş veya kaya potası gibi diğer ürünler, potasyumun
uzun vadede bitkilerce kullanılabilir halde kullanılmasında faydalıdır.
Şekil 7. Potasyum döngüsü çoğunlukla toprak kimyasınca kontrol edilir
7. Toprak pH ve besin kullanılabilirliği
Son olarak bu bölümde, besin kullanılabilirliği üzerine pH etkisini inceleyeceğiz. pH toprağın asitlik
ölçüsüdür. Toprak pH 7 ise nötrdür, bu seviyenin altında asidik, 7'nin üzerinde ise bazik tir (Şekil
8a). Birincil ve önemli elementler pH 6 ile 8 arasındadır. Bakır, çinko, demir ve mangan düşük pH'lı
toprakta (toprak asidik demektir) daha fazla bulunur (Şekil 8b).
Şekil 8. (a) Asidik (düşük pH) ve bazik (yüksek pH) toprak, (b) Farklı toprak pH sında besin durumu
8. Özet
Bu bölümde bitkiler için gerekli olan azot, fosfor ve Potasyum kaynağının farklı kimyasal ve
biyolojik işlemlerle nasıl oluştuğu hakkında bilgiler verilmiştir. Azot bağlaması, organik tarımda azot
en önemli kaynağıdır. Fosfor ve Potasyum hem de organik ve inorganik kaynaklardan sağlanır.