bitkisel üretim

1
Zir.Yük.Müh. Zülfü KEKLİKÇİ
BİTKİSEL ÜRETİM
İlk çağlardan bu yana insanların besin ihtiyaçlarını karşılamak için toprağa tohum ekme, yumru
gömme, bitki parçası gömme, aşı yapma gibi metotlar kullanması bitkisel üretim faaliyeti kapsamında
mütalaa edilmektedir. İlk tarım toplulukları nehir deltaları, orman toprakları gibi humusça zengin
topraklar üzerinde tarımsal üretim yaparak büyük medeniyetler kurmuşlardır ve uzun yıllar bitkisel
üretimde önemli bir sıkıntıyla karşılaşmamışlardır. Ancak, zamanla aşırı sulama ile toprak tuzluluğunun
artması sonucu verimli araziler çoraklaşmış, uzun süreler gübreleme yapmadan bitkisel üretim yapma
sonucu verim aşırı düşmüş, kimi zamanda anlayamadıkları bir nedenden dolayı (epidemi yapan
hastalıklar) mahsulleri tümden elden çıkmış. Kimi zamanda ürünleri zararlı saldırısı nedeniyle (çekirge
istilası gibi) tümden elden çıkmış. Tüm bu olumsuzluklar bazı medeniyetlerin göç etmesine bazılarının da
kıtlık ve açlıktan telef olmasına neden olmuştur.
İlerleyen zamanlarda bitkisel üretimde bazı hususlara dikkat edilmesinin önemi anlaşılmaya
başlanmış ve giderek modern tarımın temelleri araştırmalarla atılmaya başlanmıştır. Tarımın başlarında,
bitkisel üretimde, toprak basit aletlerle yırtılmış ve içerisine atılan tohumun birkaç katı mahsul almak
insanları mutlu etmeye yetmiştir. Yeni toprak işleme aletleri geliştirilmesi sonucu daha güzel tohum
yatağı hazırlandığı için ekilen tohumun 3-5 katı ürün alındığı görülmüş ve böylece bitkisel üretimde alet
kullanma ve güzel tohum yatağı hazırlama tekniklerinin önemi anlaşılmış ve bu konuda araştırma ve
geliştirme çalışmalarına hız verilmiştir. İlerleyen zaman içerisinde hayvan gübresinin bitkisel üretimde
verim artırdığı dikkat çekmiş ve bitkilerin daha fazla verim vermeleri için ilave bir şeylere (besin
maddelerine) ihtiyaçları olduğu anlaşılmıştır. Bu modern tarımda bitki besleme biliminin ilk adımları
olmuş ve gübreler ve gübreleme teknikleri konusunda araştırmalar başlamıştır. İnsanların iklimin yağışlı
olduğu yıllarda verimlerinin yüksek olduğunu görmeleri fazla zaman almamıştır. Suyun tarımdaki
önemini anlayan çiftçiler verimi artırmak için yağmura ilave olarak bitkilerini sulamışlardır. Bu bilinçsiz
sulama yıllar boyu insanlara iyi ürün verme, bol ürün verme şeklinde hizmet etmiştir. Ancak, ilerleyen
zaman içerisinde çoraklaşma sonucu topraklarının elden çıkması sonucu sulamanın da bir ilmi olması
gerektiğini anlamışlardır ancak iş işten geçmiştir artık. Yerlerini yurtlarını terk etmişler, daha sonra
yerleştikleri yeni alanlarda da sulamaya daha dikkat ederek tarım yapmaya başlamışlardır. Bu nedenledir
ki su ve sulama teknikleri bitkisel üretimde en önemli kriterlerin başında gelmektedir. Yine insanlar farklı
renkteki ve farklı dokudaki toprakların farklı verim verdiklerini görmüşler. Bazı toprakların kolay
işlendiği, bazılarının işlenmesinde zorlandıkları ve bazılarının da işlenemediği dikkatlerini çekmiştir.
Zaman zaman da tarlalarda su göllenmesi sonucu bitkilerinin öldüğü görülmüş ve bunun yine topraktan
kaynaklanan bir sorun olduğunu fark etmişlerdir. Böylece bitkisel üretimde vazgeçilmez unsurlardan
birisi olan toprak konusunda araştırmalar yapma gereği ortaya çıkmıştır. Sonuç olarak bitkisel üretimin
temel unsurları birer birer ortaya çıkmış ve bunlar konusunda araştırma geliştirme faaliyetlerinin gereği
tüm Dünya uluslarınca kabul edilmiştir.
2
BİTKİSEL ÜRETİMİN TEMEL ÖĞELERİ
1-Su:
2-Toprak:
3-Ekoloji:
4- Çeşit:
5-Bitki besleme-gübreler:
6-Tohum yatağı kalitesi:
7-Hastalık ve Zararlı Mücadelesi:
SU: Bitkisel üretimde verimi artıran en önemli unsur su faktörüdür. Kuru şartlarda yani sadece
yağmura bağımlı kalınarak yapılan bir buğday üretiminde verimler 200-300 kg/da olurken bu aynı çeşitte
ve aynı toprak şartlarında şayet sulanacak olursa 450-650 kg/da’a yükselmekte. Burada suyun bitki
vejetatif gelişmesi üzerine olumlu katkısı sonucu başakta daha fazla sayıda tane oluşması ve tanelerin de
daha dolgun olması ile gerçekleşmektedir. Aynı şekilde kuru şartlarda yetiştirilen bir pamuk bitkisinde
kütlü verimleri 200-250 kg/da arasında iken aynı şartlarda ve aynı çeşitte sulama ile verimler 450-550
kg/da’a çıkmaktadır. Yüzde yüze varan verim artışları ancak sulama ile mümkün olmaktadır. Daha detaylı
inceleme yapacak olursak sulama suyunun sayısı, bir sulamada verilecek su miktarı, sulama zamanları,
sulama metotları ve sulama suyunun kalitesi gibi alt unsurlar da bitkisel üretimde verimi etkileyen diğer
önemli unsurlardandır.
Ekoloji: Ekoloji denince akla başta iklim gelmektedir. Tropik iklim, sub-tropik iklim, karasal
iklim, Akdeniz iklimi bunlardan başlıcalarıdır. Bu iklimler arasında mevsimlerin yani yaz-kış-ilkbahar ve
sonbahar aylarının gidişatı bakımından temel farklılıklar vardır. Örneğin, bir Akdeniz ikliminde yazlar
sıcak ve kurak geçerken tropik ve sub-tropik iklim kuşaklarında yazlar yağışlı geçmektedir. Benzer
şekilde bir karasal iklimde kışlar soğuk ve kar yağışlı iken Akdeniz ikliminde kışlar ılıman ve yağmurlu
geçmektedir. Her bitki türü de bu iklimlerden bazılarına adapte olmuş ve oralarda başarıyla
yetiştirilebilmektedirler. Bunun sonucu bitkilerin Dünya üzerindeki yetişme alanları belli sınırlarla doğal
olarak çizilmektedir. Örneğin, bir kışlık buğday çeşidi ancak kışları soğuk geçen karasal iklim
bölgelerinde yetiştirilmekte, aynı çeşit Akdeniz bölgesine getirildiğinde kışlama ihtiyacı karşılanamadığı
için sapa kalkıp başak verememektedir. Aynı şekilde Akdeniz bölgesine adapte olmuş bir buğday çeşidi
de orta Anadolu’ya götürülüp ekildiğinde kış donlarına dayanamayıp ölmektedir.
Çeşit: Bitkisel üretimde devrim sayılabilecek gelişmeler yeni çeşitlerin ıslah edilmesiyle elde
edilmiştir. Yöresel olarak ekimi yapılan çeşitler bölge şartlarına iyi adapte olmuş, gelebilecek bir
kuraklığa veya görülebilecek aşırı düşük sıcaklığa dayanma kabiliyeti olan yerel çeşitlerdir. Ancak
bunların genetik olarak verim potansiyelleri düşüktür. Yüzyıllar boyunca bu çeşitlerle bitkisel üretim
yapılmıştır. Genetik dalında devam eden çalışmalar ve bitki çeşidi geliştirme ıslah araştırmaları sonucu
hemen hemen her bitki türünde eski yerli çeşitlerden daha yüksek verimli yeni çeşitler elde edilmiştir.
3
Islah edilen yeni çeşitler yüksek verim potansiyeline sahip olduklarından her türlü yetiştirme şartlarını
dört dörtlük istemektedirler. Bu aşamada toprak yapısı, bitki besleme şekli-zamanı-miktarı, sulama
zamanı, su miktar, su verme şekli ve bitkiyi zararlılardan ve hastalıklardan koruma gibi unsurlar önem arz
etmeye başlamıştır. Diğer bir deyişle yüksek verimli bir çeşit gerektiği gibi ve yeterli miktarda
gübrelenmediği taktirde genetik olarak sahip olduğu verim seviyesine ulaşamamaktadır. Ayrıca çeşit ne
kadar verimli olursa olsun bir hastalık veya bir zararlı ile mücadele gerektiği gibi ve zamanında
yapılamaz ise
ıslah edilmiş bu süper çeşit çok düşük ve kalitesiz verim vermektedir. Örneğin
Çukurova’da pamuk tarımı en yeni çeşitlerle yapılmaktadır. 1979 yılında görülen beyazsinek zararlısı için
zamanında etkin tedbirlerin alınamaması nedeniyle ovada ekili bulunan eski ve yeni tüm pamuk çeşitleri
bundan büyük ölçüde olumsuz etkilendi ve çiftçiler büyük zararlar etti. Aynı şekilde, 1995-96 yılları
yetiştirme sezonunda Akdeniz bölgesinde yaygın olarak ekimi yapılan Seri-82 adlı buğday çeşidi
(Meksika’da ıslah edilmiş) çok yüksek verimli bir çeşit olmasına rağmen Mart-Nisan aylarında görülen
Sarı pas hastalığı nedeniyle aşırı oranda olumsuz etkilenmiş, sonuçta taneler cılız ve buruşuk olmuş ve
verim %80’lere varan oranda düşmüştü. O yıldan itibaren bu çeşidi kimse ekmez oldu, normal yıllarda
700-800 kg verim veren bu çeşit tarihe karıştı. Yine burada da yapılan hata hastalık için gerekli tedbirlerin
zamanında alınamamış olması idi.
Yeni geliştirilmiş yüksek verim potansiyeline sahip çeşitler daha fazla ihtimam istemektedir.
Yüksek verimli bir çeşide sahip olsanız, iklim müsait gitmiş olsa, yeterli suyu da vermiş olsanız bile bir
hastalık veya zararlı verim seviyesini aşağı çekebilmektedir.
Tohum yatağı kalitesi: Tohumun ekildiği derinlik 2-3 cm ila 8-10 cm arasında değişmektedir.
Tohum toprak içerisinde çimlenip taze bitkiciğin toprak yüzeyine tam bir çıkış yapabilmesi için bu
derinlikte toprakta her şeyden önce su bulunmalıdır. Yeterli suyu emen tohum şişer ve embriyonal kök ve
sap gelişerek tohum kabuğunu delip dışarı çıkarlar. Tohumdan dışarı çıkan kökçük (embriyonal kök) yer
merkezine doğru yönelirken sapçık yer çekimi aksi yönünde gelişerek toprak yüzeyine çıkmaya çalışır.
Tohum ekiminden itibaren, şayet yeterli su toprakta mevcut ise tohumun su emerek şişmesi, çimlenip ilk
sapın toprak yüzeyine çıkışı 4-8 gün arasında değişmektedir. Küçük taneli tohumlarda bu süre azalırken
iri taneli tohumlarda uzamaktadır. Tohumdan çıkış yapan kökçük hemen etrafında hazır besin maddesi
bulmak ister. Şayet bulamazsa daha derinlere giderek besin arar. Bu sırada yeterli oksijen ve su da
toprakta hazır bulunmalıdır. Bunlar tohum yatağı kalitesini belirten öğelerdendir. Ayrıca kökçük ve
sapçık kendi yollarında ilerlerken her hangi bir fiziksel engelle karşılaşmamalıdırlar. Şayet toprak kesekli
ise, yeterince ufalanmamış ise embriyonal kökler ve saplar yollarına devam edemezler ve düzgün bir
çimlenme çıkış olmaz. Böylece tarlada yeterli bitki sayısı (sıklık) elde edilemediğinden bitkisel üretim
başarısız olur. İlk 10 cm toprak derinliğinde tohum yatağı güzel hazırlanmış olduğunu düşünelim, şayet
daha alt kısımlar iyi işlenmemiş ise bu kez de ilk günlerde-haftalarda kökçük ilerleyen zamanlarda da ana
kökler derinlere gidemezler ve yeterli besin ve su alamazlar. Bunun sonucu yetersiz belenmeden dolayı
verim düşer. Öyleyse tohum yatağı hazırlanırken ileriki aşamalarda bitki besleme gereksinimleri de
4
dikkate alınmalı ve toprak ta bitkinin etkili kök derinliği göz önünde bulundurularak sürüm teknikleri ve
aletleri seçilmelidir. Bu da tohum yatağı kalitesini belirleyen diğer faktörlerden birisidir.
Toprak: Toprak, yer kabuğunun en üst katmanı üzerinde yer alan ve atmosfer ile sürekli temas
halinde olan kısmı olup tüm tarımsal faaliyetlerin bulunulduğu kısmıdır. Toprak ana kayacın atmosfer
şartlarında ufalanarak meydana gelen inorganik kısım ve mikro organizmalar ile bitki artıklarından oluşan
organik kısımlardan oluşmaktadır. Yer kabuğu üzerinde toprak oluşumu milyonlarca yıl süredir devam
edip gelmektedir. Bir cm kalınlığında toprak oluşumu için 1000 yıl gibi bir süre geçmesi gerektiği dikkate
alındığında toprağın bitkisel üretimde ne denli kıymetli bir öğe olduğu anlaşılır. Bu değerli unsurun
bilinçsiz tarımsal faaliyetler (yanlış aletlerle toprak sürme, anız yakma, aşırı sulama, ormanları yok etme,
doğal bitki örtüsünü yok etme) sonucu elden çıkması son yüz yılda iyice hızlanmış ancak artan çevre
bilinci nedeniyle son 3-5 yılda toprak muhafazası açısından tüm Dünyada eğitim, yayım ve araştırma
faaliyetlerine hız verilmiştir. Entansif tarım yani yoğun bitkisel üretim nedeniyle topraklarda mevcut
organik madde miktarı hızla azalmış günümüzde bölgelere göre toprak organik maddesi %1-6 arasında
değişen miktarlara düşmüş bulunmaktadır. Azalan organik madde nedeniyle bitkisel üretimde aynı
seviyede ürün alabilmek için tüm Dünya çiftçisi daha fazla kimyevi gübre kullanma zorunda kalmıştır.
Kimyasal gübrelerin toprakta kalan bakiyeleri taban sularına karışmakta oradan da insan ve hayvan içme
sularına ulaşmaktadır. Bu tür suların içilmesi canlılarda kanser başta olmak üzere birçok hastalık ve
sakatlıkların görülme oranının giderek artmasına neden olmuştur. Son 10 yılda tüm Dünyada organik
tarım yapılması ve organik ürünlerin kullanılması yönünde bir bilinç oluşmuş ve bitkisel üretimde
organik ürürlerin kullanımı ön plana çıkmış bulunmaktadır. Organik tarım ve toprak artık bir birinden
ayrılmaz bir bütün olduğundan toprak konusunu detaylı bir şekilde ele alacağız.
TOPRAĞIN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
A-Toprak Dokusu (Texture)
B-Toprak Yapısı-bünye (Structure)
C-Hacim Ağırlığı ve gözeneklilik
D-Toprak Rengi
A-Texture (doku): Değişik boyuttaki toprak partiküllerinin toprak içerisindeki nispi dağılım
oranları olarak tanımlanır. Üç grup toprak partikülleri vardır bunlar;
a-Kum : 0.05 mm ila 2.0 mm çapındaki parçalar
b-Mil-Tın : 0.002 mm ila 0.05 mm çapındaki parçalar
c-Kil : 0.002 mm den küçük çaplı parçacıklar
Bu parçacıkların yüzde olarak toprakta bulunuş oranına göre topraklar Tınlı, killi-Tın, Killi-SiltliTın, Siltli-Tın, Kumlu-Tın adlarında sınıflara ayrılmaktadır. Bitkisel üretim bakımından en ideal toprak
Tınlı toprak olup bünyesinde %30 kum, %30 kil ve %30 oranında mil-tın ve %10 organik madde
bulunmalıdır. Pratik olarak toprak doku sınıfını tespit etmek için Texture Üçgeni denen bir tablo
kullanılmaktadır (Şekil 1). Laboratuarda toprağımızın % kil, mil ve kum içerikleri tespit edildikten sonra
5
elde edilen bu yüzdelere göre üçgende toprağımızın doku sınıfı tespit edilir. Toprak dokusu Spesifik
Yüzey Alanı bakımından önemlidir. Verilen belli bir hacim yada ağırlıktaki toprağın sahip olduğu yüzey
alanını ifade eden spesifik yüzey alanı tarımda önemli bir kriterdir. Toprak parçacıkları küçüldükçe yüzey
alanı geometrik olarak artmaktadır. Aşağıda sayılan faydaları nedeniyle yüzey alanının fazla olması arzu
edilir.
Spesifik Yüzey Alanı neden önemlidir:
1-Suyu film tabakası halinde tutması
2-Kimyasalları tutması
3-Bu yüzeylerde daha fazla havalanma
4-Toprağın kesekçik oluşturması için elektromanyetik yükün artması
5-Mikroorganizmalar için daha fazla yaşam alanı oluşturması
Toprağın su tutma ve geçirgenliği, emre amade su miktarı, kütle yoğunluğu, ufalanma ve taşınma eğilimi
gibi özellikleri toprağın dokusuyla yakından ilişkilidir. Toprağın Kütle Yoğunluğu: belli bir hacimdeki
sıkıştırılmış içerisinde su ve hava bulunmadan gelen ağırlığıdır.
B-Structure (bünye): Toprak dokusunu oluşturan üç farklı boyuttaki parçacıkların nasıl birbirine
bağlanıp kırıntı ve daha büyük parçalar oluşturduğunu ifade eder. Taşlı, çakıllı, ince taneli, moloz
kırıntılı, masif olarak sınıflara ayrılır. Bünye bitkisel üretimde toprağın içindeki su ve havanın hareketi
açısından önem arz etmektedir. Toprakta su geçirgenliği (infiltrasyon oranı), ısı transferi, kütle ağırlığı
gibi özellikler bünye ile ilgilidir. Şayet toprak sadece tek tür bir parçacıktan yığın oluşturmuş ise burada
parçacıklar arasındaki boşluklar çok küçük olmakta ve buda su ve hava hareketini sınırlamaktadır. Bu tür
topraklar ağır toprak diye adlandırılmaktadır. Örneğin sadece kilden oluşan kil bünyeli bir toprak
(çömlekçilerin kullandığı toprak) içerisinde yüksek oranda su tutar, bu durumda zor tava gelir toprak
işlemede problem olduğu gibi sıcak havada da çabuk su kaybederek çatlar (Şekil 2). Bu da tarımda
istenmeyen özelliklerdendir.
C-Hacim Ağırlığı ve Gözeneklilik: Toprak dokusu bize ayrıca toprağın Hacim Ağırlığı (Bulk
Density) bakımından önemlidir. Hacim ağırlığı; belli bir hacimdeki toprağın kuru ağırlığı olup topraktaki
gözenek hacmi miktarı bakımından fikir verir. Gözeneksiz ve kompakt-sıkışmış topraklar daha yüksek
hacim ağırlığına sahiptir. Hacim ağırlığı fazla olan toprak kil paçacıklarını fazla içeren toprak demek
olup, sıkışmış ve içerisinde hava boşluklarının az olduğunu gösterir. Hava boşluklarının az olması toprak
sürümü, toprakta su ve besin maddesi hareketi açısından istenmeyen bir özelliktir.
D-Toprak Rengi: Toprağın kimyasal ve biyolojik özellikleri ile ilişkili olan renk kolaylıkla tespit
edilebilir. Topraklar renk bakımından siyah, kahverengi, kırmızı, boz ve kırmızımsı-kahve topraklar diye
gruplara ayrılabilir. Siyah ve koyu renkli topraklar güneş ışınlarını daha fazla absorbe ederek toprak
yüzeyinin hızla ısınmasını ve ekim derinliğinde sıcaklığın artmasını sağlar, bu da tarımda istenen bir
özelliktir. Tohum yatağında toprak sıcaklığının artmış olması tohumun daha kısa sürede çimlenip kök ve
6
sap geliştirmesini teşvik etmektedir. Kırmızı topraklar iyi derecede okside olmuş serbest demir
mineralleri içermektedir.
Koyu renk ayrıca yüksek organik madde varlığının işareti olduğundan da arzu edilir. Açık renkli
topraklar güneş ışınlarını daha fazla yansıttığı için koyu renkli toprak kadar sıcak değillerdir. Topraklara
katı halde işlenmiş Leonardit verilmesi toprak renginin koyulaştırılmasında azda olsa katkı yapmaktadır.
Böylece koyu renk toprağın güneş ışınlarını daha fazla emmesine ve böylece topraktaki mikroganizmalar
ve bitkilerin daha fazla enerji üretmeleri sağlanacaktır.
Şekil 1: Tekstür-Doku Üçgeni
Şekil 2: Toprak parçacıkları arasındaki
küçük ve büyük boşluklar
TOPRAĞIN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ
Bitkisel üretim açısından toprağın bazı önemli özellikleri aşağıda sıralandığı gibidir.
a- Toprak reaksiyon derecesi (Ph’sı):
b- Toprak Organik Maddesi:
c- Toprak Katyon değişim kapasitesi-CEC:
d-Toprak Tuzluluğu-Elektriksel iletkenlik:
e- Besin Element Konsantrasyonu:
A-Toprak reaksiyonu (Ph): Toprağın asitlik veya bazlık derecesini temsil eden bir özelliktir. Ph;
toprakta mevcut H iyon aktivitesinin negatif logaritması olarak tanımlanır ve ölçümle belirlenir.
Ph değerine göre topraklar aşağıdaki sınıflara ayrılmaktadır.
1-Ph değeri: 4,5 tan küçük ise Kuvvetli asit
2-Ph değeri: 4,5-5,5 arası ise Orta asit
3-Ph değeri 5,5-6,5 arası ise Hafif asit
4-Ph değeri 6,5-7,5 arası ise Nötr
5-Ph değeri 7,5-8,5 arası ise Hafif alkali
6-Ph değeri 8,5 tan büyük ise Kuvvetli alkali
Buradan da anlaşılacağı üzere düşük Ph değeri asitlik yüksek Ph değeri ise bazlık şiddetini
göstermektedir. Ormanlık bölgelerde topraklarda yüksek oranda organik madde bulunmaktadır. Organik
maddelerin bozunması sonucu asitler ortaya çıkmakta ve toprak Ph’sı
7,0’nin altında 4’e kadar
düşmektedir. Bu denli düşük Ph değerlerinde bitkiler yeterince beslenemez bu nedenle kalsiyum karbonat
7
ilave edilerek toprak Ph’sı yükseltilmelidir. Doğu Karadeniz toprakları bu sınıfa girmektedir. Ayrıca
sönmüş yanardağ çevresinde oluşan toprakların Ph’sıda düşük olmaktadır. Kayseri ve Nevşehir
çevresinde bu şekilde asit karakterli topraklar bulunmaktadır. Öte yandan %10’dan fazla kalsiyum
karbonat (CaCO3) içeren topraklar bazik topraklardır ve Ph’ları 7-8,5 arasıdır. Genellikle bu toprakların
organik madde muhtevaları da çok azdır. Ph’yı düşürmek için organik madde takviyesi yapmak diğer bir
deyişle organik gübreleme yapmak gerekmektedir. Genel olarak tuzlu ve kireçli topraklar yüksek Ph
değerine sahiptirler ve bu gibi topraklarda Ph düzenleyici olarak Hümik asit içeren Leonardit
kullanılmaktadır.
Ph değerini etkileyen başlıca faktörler
a-Toprakta mevcut humus yada organik madde miktarı: Toprak organik maddesi zayıf asit
karakterli COOH grupları içerdiklerinden bozulma sırasında bunlarda ortama H+ iyonları salarlar buda
toprak Ph’sını düşürür.
b-Alumino-silikat kil mineralleri mevcudiyeti: Kaolinit (1:1) ve montmorilonit (2:1) gibi kil
mineralleri toprak Ph’sını tamponlama özelliği taşırlar. Demir ve Alüminyum’un hidrolize olması
sırasında H+ iyonu serbest kalmaktadır. Buda toprak asitliğini artırır.
c-Çözünebilir tuzlar: minerallerin ayrışması, organik maddenin parçalanması ve bazı kimyasal
gübrelerin ve ahır gübresinin toprağa kullanılması ile ortaya çıkan asit, baz yada nötr karakterli tuzlardır.
Triple-süperfosfat ve mono-amonyum fosfat gibi fosfatlı gübreler suda çözündüklerinde fosforik asit
oluştururlar. Fosforik asit Ph’yı 1,5-3,5’a kadar düşürebilirler ancak oluşan bu asitlik (H+ miktarı) az olup
toprak Ph’sı üzerinde uzun süre kalıcı etki yapmaz. Bazik katyon içeren nitrat azot kaynaklı gübrenin
asidik özelliği, amonyum azotlu gübreninkinden daha azdır. Fosfatlı gübrelere göre amonyum azotu
içeren gübrelerin toprak Ph’sı üzerinde etkileri çok daha fazladır.
d-Karbondioksit miktarı: Toprak Ph’sı toprak atmosferinde bulunan CO2 gazının kısmi basıncı
tarafından oldukça fazla etkilenir. Organik artıkların bozulması ve köklerin solunumu sonucu toprak
havasında CO2 konsantrasyonu artar. Artan bu karbondioksit ortamdaki su ile reaksiyona girerek H+
iyonunun açığa çıkmasına neden olur.
Toprak Ph değeri besin alınımı ve bitki büyümesi üzerine iki farklı yolla etki etmektedir.
Bunlardan birincisi H+ iyonlarının direkt etkisi, ikincisi ise dolaylı etkisidir. Toprak çözeltisinde hidrojen
iyonu miktarı arttıkça toprak asitliği artmaktadır (yani Ph 7’nin altına düşmekte). Dolaylı etki daha
önemlidir. Toprağın Ph değerine bağlı olarak bitkiler için gerekli besin elementlerinin konsantrasyonu
yeterli, eksik ya da fazla (toksik)seviyelerde olabilmektedir.
Besin elementlerinin en rahat alınabileceği toprak PH’sı 5,5--7 arasındadır. Şekil 3’de besin
elementlerinin alınabilirliği ile toprak pH’sı arasındaki ilişki görülmektedir.
8
Şekil 3. Toprak Ph’sı ile bitki besin elementlerinin elverişliliği arasındaki ilişki
Toprak solüsyonunun Ph değeri ile toprakta alıma hazır besin elementleri arasında bir ilişki
mevcuttur. Ph değeri 5’ten 8’e yükselince toprakta Fe, Mn ve Zn daha az bulunur. Bu şekildeki bazik
topraklarda yetiştirilen bitkilerde demir ve çinko noksanlığından kaynaklanan kloroz görülmektedir. Ph
değeri 5’in altında olduğu durumlarda ise toprakta Al, Fe ve Mn elementleri yeterli miktarda çözünürler.
Kısaca, bitkilerin topraktaki besin elementlerini alabilmesi için uygun Ph değerleri şöyle özetlenebilir;
Azot, Potas ve Kükürt için 5,5-6, Fosfat için 6,5, Kalsiyum ve Magnezyum için 7.0, Demir için 3,5-4.0,
Manganez, Bakır, Çinko ve Molibden için 4,5-5,0.
B-Toprak organik maddesi: Bitkisel ve hayvansal doku artıklarının toprağa düşüp ayrışmaya
başlamasından mineralize oluncaya kadar devam eden ayrışmanın farklı aşamalarındaki çeşitli organik
bileşiklere Organik Madde denilir (Şekil 4).
Organik Maddenin bitkisel üretimdeki yararları:
— İçermiş olduğu besin maddeleri nedeniyle bitkilere gerekli makro-mikro elementleri sağlar,
—Toprakların biyolojik aktivitesini artırdığı için, mevcut mikroorganizma sayısını ve cinsini etkiler,
—Toprak su tutma kapasitesini artırır ve bitkisel verimliliği yükseltir,
—Toprakta mevcut gözenek hacmini artırıp havalanmasını sağladığı için sağlıklı kök gelişimi olur,
—Toprak strüktürünü iyileştirdiği için toprağın hacim ağırlığı, porozite, su-hava dengesi sağlanır,
—Toprağın fiziksel özelliklerini iyileştirir, kaba porlu (boşluklu) agregat oluşumu gerçekleşir,
—Toprağa organik madde serilmesi haline yağmur damlalarının erozyon etkisini korurken toprakta
mevcut suyun buharlaşmasını da önler.
— Tampon özelliği olan organik madde birçok kimyasal reaksiyonun hızını yavaşlatır. Organik madde
zayıf asitler olarak davranan reaktif COOH ve fenolik amino gruplarını içermektedir. Bu gruplar H+
iyonları salan zayıf asitler olarak davranırlar. Bu sırada Ca gibi toprakta fazla bulunması halinde diğer
bitki besin maddelerinin alımını engelleyen elementlerin bu etkilerini önler veya yavaşlatır.
9
— Negatif elektrik yüküne sahip olduğundan ayrıca toprakta katyon tutucu olarak da görev yapar.
Yukarıda sayılan tüm bu yararlarından dolayı organik madde bitkisel üretimde vazgeçilmez bir
unsurdur. Organik madde muhtevasına göre sınıflama yapılacak olursa topraklar %1’den küçük OM için
çok-az, %1-2 arası OM az, %2-3 arası OM orta, %3-4 arası OM iyi ve %4’ten yüksek OM kapsamında
ise yüksek sınıfa girmektedir.
1-Toprağın
Organik Bileşenleri: Toprak organik maddesi ve birleşenleri Şekil4’te
görülmektedir. Bitki ve hayvansal kalıntılardan oluşan organik madde şekil 4’te görüldüğü gibi Hümik
Maddeler(Humus) ve Hümik Olmayan Maddeler olarak iki büyük gruba ayrılmaktadır.
A-Hümik Olmayan Maddeler: Bunlar karbonhidratlar, proteinler, yağlar, mumlar, peptitler ve
amino asitler gibi dekompoze olmamış maddelerdir. Bu maddelerin çoğu mikroorganizmaların etkisi
altında ve kararsız bir yapıda olup belli bir süre içerisinde parçalanarak dönüşüme uğrarlar.
B-Hümik Maddeler (humus): Topraklarda esas itibariyle, organik maddenin temel yapısını
hümik maddeler oluşturmaktadır. Bunlar şekilsiz, koyu renkli, su çekme özellikte (hidrofilik), kısmen
aromatik yapıda kompleks organik maddelerdir.
BİTKİ ARTIK VE KALINTILARI
HAYVAN KALINTILARI
ORGANİK MADDE
HUMUS-Humik Maddeler-
Hümik Olmayan Maddeler
Tamamen bozulmuş OM
HUMİK ASİTLER
HÜMİNLER
Çözünebilir
Çözünemez
Fulvik Asit
Hümik Asit
Asitte çözülür
Alkalide çöz.
Şekil 4: Toprağın Organik Maddeleri
Hümik maddeler alkali ve asitte çözünürlüklerine göre 3 gruba ayrılmaktadır, bunlar;
B-1: Hümik Asit; Seyreltik alkali çözeltilerde çözünür fakat alkalin ekstraktın asitleştirilmesi ile
çökelir. Humusun en aktif biokimyasal maddesi hümik asittir. Hümik maddelerin Ph 2’nin altında suda
çözülmeyen fakat yüksek Ph derecelerinde çözünen kısmıdır. Renk olarak koyu kahveden siyaha kadar
değişen renktedirler. Fulvik asitten daha büyük bir moleküler yapıya sahip olan hümik asit toprakta uzun
süre kalır ve zaman içerisinde yavaş-yavaş parçalanır. Hümik asitleri toprakta yarı ömrü 100 yıl
10
üzerindedir. Bu nedenle toprak organik maddesini artırmada uzun süreli etki için hümik asitten
yararlanılmaktadır. Örnek yapısal modeli ve şekli aşağıdaki gibidir.
B-2: Fulvik Asit; Humik asit gibi alkali çözeltide çözünür fakat alkalin ekstaktın asitleştirilmesi
sonunda çökmez çözeltide kalır. Diğer bir deyişle hem seyreltik alkali hem de asit çözeltilerinde
çözünebilir haldedir. Hümik maddelerin tüm Ph seviyelerinde suda çözünebilen parçasıdır. Hümik
maddelerin asidifikasyonu sonucu ortamdan ayrılan hümik asitten sonra bunlar kalırlar. Fulvik asitler açık
sarıdan sarı-kahverengi arasında bir renktedirler. Hümik asitten daha küçük bir molekül yapısına sahiptir
ve toprakta yarılanma ömrü 10-50 yıl arasında değişmektedir. Doğal olarak meydana gelmiş hümik asit
moleküllerine bağlı 60’ı aşan farklı iz elementleri farklı canlı organizmaların kullanımına hazır olarak
bulunmaktadır. Yapısal modeli aşağıdaki gibidir.
11
B-3: Hümin; Toprak veya sedimentlerden seyreltik asit veya baz çözeltileri ile ekstrakte
edilemeyen hümik parçalardır. Diğer bir deyişle her hangi bir Ph değerinde suda çözünmezler. Moleküler
yapıları çok büyüktür. Hümik maddeler içinde parçalanmaya en dayanıklı olanıdır.
Her üç grupta yapısal olarak birbirlerine benzerler, ancak molekül ağırlıkları fonsiyonel grup
içerikleri yönünden farklılık arz etmektedir. Fulvik asitler daha düşük molekül ağırlıklı olup diğerlerine
göre yüksek oranda Oksijen içeren fonksiyonel gruplara (CO2H, OH, C=O) sahiptirler. Çoğu topraklarda
humik maddeler yaklaşık olarak % 50 humin, % 40 humik asit ve % 10 fulvik asit düzeninde
bulunmaktadır. Örneğin toprağa % 75'lik humik asit ilave ettiğimizi düşünelim ve uygun iklim şartlarında
fulvik asitten humik asite dönüşüm sonucu bu humik asit miktarını arttıracaktır. Ancak, bu durumda
toprak organik maddesinin çok küçük miktarını oluşturan humik maddeler değil humik asit olacak; hatta
humik asitin miktarı da organik madde ilavesinin olmadığı, su, iklim, toprak ve mikroorganizma
koşullarına bağlı olarak değişmekle birlikte organik maddeden bile yüksek olabilecektir. Bazı durumlarda
da, humik asidin humin maddelere dönüşmesi sonucunda hümin oranı da % 50'lerin üzerine çıkacaktır.
Böylece humik madde bileşenlerinde dengesizlik kendini gösterecektir. Bu durum bize toprağa sıvı hümik
asit değil de hümik asit içeren katı tam organik işlenmiş Leonardit vermenin daha doğru olduğunu
göstermektedir
Bütün hümik maddelerin sahip olduğu en önemli ortak özellik mikrobiyel bozunmaya karşı
dayanıklı olmaları, metal iyonları ve sulu oksitler ile suda çözünür yada çözünemez kompleksler
oluşturmaları ve kil mineralleri ile etkileşimde bulunmalarıdır (Şekil-5).
Şekil 5:Toprakta Kil minerali-Hümik madde kompleksi
Hümik maddelerin bazı özellikleri Şekil 6’da gösterilmiştir. Fulvik asitten Hüminlere gidildikçe renk
yoğunluğu açık sarıdan siyaha kadar artar, polimerleşme artar, molekül ağırlığı artar, karbon muhtevası
artar, oksijen muhtevası azalır, asitlik değişimi azalır ve çözünürlük derecesi azalır.
12
Şekil 6: Hümik maddelerin bazı özellikleri.
Hümik maddelerin aralıklı yapıya sahip olan kumlu topraklarda aşırı drenaj yoluyla kaybolan su ve
besin maddelerini tutma özelliği mevcuttur. Verimli topraklar organik madde miktarı bakımından
zengindir. Organik maddeler (humatlar) toprağın besin maddelerini tutmasını ve bitkilerin bunlardan daha
rahat faydalanmasını sağlarlar. Humat moleküllerinin etrafı negatif yüklü olduğundan gübrelerle toprağa
verilen besin maddelerini tutar (Şekil 7).
Şekil 7: Hümik maddelerin Katyon Değişim Kapasitesi -CEC ile besin maddelerini tutması.
Sıkı yapıya sahip, su geçirmeyen, ağır-killi topraklarda da hümik maddeler iyileştirici etki yaparlar.
Bu tip topraklar soğuk ve nemli iklim şartlarında suyu tutarlar, sıcak ve kurak havalarda ise büzülür ve
çatlayarak aşırı su kaybederler. Her iki durumda da bitki topraktan besin maddesi alamaz ve iyi gelişme
13
gösteremez. Bu tip toprakları iyileştirmek için toprağa hümik maddeler ilave etmek gereklidir. Hümik
asit kil plakalarının arasına girerek kuru ve sıcak havalarda sıkı bir şekilde birbirine yapışıp sonrada
çatlamalarını önler. Büyük hümik asit molekülleri kil plakalarını ayrı ayrı tutabilmekte ve böylece su ve
besin maddelerinin bu aralara girmesi ve tutulması kolaylaşmaktadır (Şekil 8). Ayrıca hümik maddeler
yüksek katyon değişim kapasitesine sahip olduklarından Kalsiyum (Ca), Demir (Fe), Magnezyum (Mg)
ve Alüminyum (Al) gibi minerallerin topraktaki fosfor ile reaksiyona girmesini azaltır ve bitkilerce
alınabilecek hale getirerek serbest bırakır. Böylece atılan mineral gübrelerin yararlılığı da artmış olur.
Şekil 8:Hümik maddelerin ağır ve killi toprakları iyileştirmesi.
C- Toprak Katyon değişim kapasitesi-CEC: Bir toprağın katyon değişim kapasitesi (KDK)
toprak çözeltisinde bulunan pozitif yüklü iyonları çekmek için elverişli bulunan negatif yükün toplam
miktarını gösterir. Bu toprakların en önemli kimyasal özelliklerinden biri olup toprakta bitki besin
elementleri yarayışlılığını çok fazla etkiler. Topraklara hümik maddeler ilave edilerek bu özellik
iyileştirilmektedir. Topraklar daha fazla katyonu tutmaktadır.
D-Toprak Tuzluluğu-Elektriksel iletkenlik: Tuzluluk, yıllık buharlaşma ve terleme yoluyla
kaybedilen suyun yıllık yağış miktarıyla alınan sudan daha fazla olması halinde oluşmakta ve özellikle
kurak ve yarı kurak iklim bölgelerinde önemli bir toprak sorunu olarak ortaya çıkmaktadır. Tuzluluk veya
14
topraktaki tuz konsantrasyonu doymuş toprak çözeltisinin elektriksel iletkenliğiyle belirlenir.
Elektriksel iletkenlik, elektriksel direnç karşılığı olup ölçü birimi decisimens per meter (dS/m) ya da
milimhos per centimeter (mhos/m) olarak ifade edilir. 25 0C de 4 dS/m ve üzeri iletkenlikteki topraklar
tuzlu olarak kabul edilir. Bitkisel üretimde tuzluluk, topraktaki alınabilir suyu azaltması nedeniyle
önemlidir. Tuzun varlığı toprak su tutma kapasitesini düşürür. Tuzluluk derecesi ile sodyum adsorbsiyon
oranı arasında bir ilişki vardır. Tuzlu topraklar genel olarak Na bakımından oldukça zengin topraklardır.
Bu tip topraklara Leonardit ilavesi yapılacak olursa hümik asit toprakta NaCl bileşiğini parçalar Na
organik forma geçer bitki bu sodyumdan faydalanır. Sodyumun NaCO3 haline geçmiş kısmı ise derinlere
yıkama yoluyla aktarılarak toprak ıslahı sağlanır. Böylece tuzun köke zarar vermesi de önlenmiş olur.
E- Besin Element Konsantrasyonu: Bitki büyümesinde temel 16 elementin gerekli olduğu kabul
edilmektedir. Bunlardan 9 tanesi bitkiler tarafından yüksek oranda kullanılmakta ve Makro besin
elementleri olarak adlandırılmaktadırlar (C,H,O,N,P,K,Ca,Mg, ve S). Bu elementler genellikle bitkilerde
protein ve nükleik asit gibi organik bileşenlerin yapımında kullanılırlar. Bunlardan C,H,O elementlerinin
kaynağı esas olarak hava ve sudur. Diğer makro besinlerin kaynağı ise toprak partikülleridir. Mikro besin
elementleri 7 tane olup (Fe,Mn,Zn,Cu,B,Mo ve Cl) bitki için çok düşük konsantrasyonları gerekmektedir.
Bunların kaynakları toprak partikülleridir. Mikro besinler çoğunlukla enzim molekülleri oluşturmak için
kullanılırlar. Toprakta makro ve mikro besin elementleri yetersiz olduğu durumlarda organik toprak
kondüsyonlayıcılar kullanılmalıdır. Toprakta şayet Se,B,Al,Mn,Fe,S,Ni,Cu,Zn ve Pb konsantrasyonları
fazla bulunuyorsa bunlar toksik etki yaparlar.
F-Toprak C/N oranı: İdeal bir toprakta C/N oranı 20/1-30/1 arasında olmalıdır. Bitkinin azottan
yararlanabilmesi için topraktaki karbon/azot oranı ideal olmalıdır. Bu oranın yüksek olması halinde azot
hareketsiz kalır ve bitki köklerince rahat özümlenemez. Düşük olmasında ise organik azot inorganik azot
haline dönüşür ve yine bitki tarafından özümlenmesi zorlaşır. Her iki durumda da bitki azot noksanlığı
göstermektedir.
TOPRAĞIN BİYOLOJİK ÖZELLİKLERİ
Toprak florası doğal ekosistemin korunması bakımından makro ve mikro besinler kadar önemlidir.
Böcekler, solucanlar, bakteriler, mantarlar vb mikroorganizmalar toprakta fiziksel ve biyolojik aktivitede
bulunurlar. Bunların aktiviteleri sonucu organik maddelerin parçalanması, organik besinlerin bitkilerce
kolay özümlenebilmeleri, toprağın nem-sıcaklık ve havalanma dengesinin sağlanmasına yardımcı
olmaktadır.
MİKORİZALAR
Mikoriza bitki köklerinin belirli mantar türleri ile arasındaki karşılıklı yaşam şeklidir. Bu
işbirliğinde mikoriza bitkiden C, bitki ise mikoriza vasıtasıyla besin maddesi ve su sağlamaktadır. Yani
topraktaki bitki besin maddeleri sadece bitki kökleri tarafından değil, mikorizalar tarafından da alınmakta
15
ve bitkiye ulaştırılmaktadır. Sera çalışmaları, mikorizaların P alımını 3-4 kat arttırdığını ortaya
koymuştur. Bir fungus türü olan mikoriza bitki kökünün içine saldığı hifleri ile ortamın bir parçası haline
gelmekte ve bu hifler bitkiye P, bitkiden ise dışarıya C vermektedirler.
Mikorizalar birçok bitkinin kökünde infekte halde ve en yaygın simbiyotik yaşamı sürdürürler. Bitki
kök oluşumu ve toprakların verimliliği bunların aktivitesine önemli derecede etki eder. Yararları şöyle
özetlenebilir: Bitkilerin kökleri aracılığı ile almakta zorlandıkları P, mikorizalar sayesinde kökten içeriye
aktarılmaktadır. Trikalsiyum fosfat şeklinde çökelmiş ve yarayışsız formda olan P mikorizalar tarafından
önemli düzeylerde yararlı hale getirilmektedir.
Oluşturduğu hifler yardımıyla toprağın fiziksel özelliklerini düzeltmektedirler. Kıt su koşullarında
bitkinin su kullanımına önemli katkıda bulunmaktadır.