TOPRAK ÖZELLİKLERİ VE TOPRAK KONDİSYONLAYICI KULLANIMI

Michael R. NORLAND *
(Soil Scientist , Twin Cities Research Center, Minneapolis/ABD)
Çeviri : AR-GE ve Teknoloji İzleme Departmanı, TURCAN TARIM/ ANKARA

Bitki büyümesi ve gelişmesi için uygun olmayan fiziksel özelliklere sahip topraklarda optimum gelişmeyi sağlayabilecek fiziksel karakterleri (toprak yapısı ve dokusu, toprakta emre amade nem, toprak ısısı, kütle yoğunluğu, gözeneklilik oranı ve solunum kabiliyeti ) iyileştirmek, uzun yıllar kullanımdan dolayı yorgun düşmüş organik ve inorganik besin elementlerince fakir toprakları güçlendirmek, bitki büyümesini ve toprak verimliliğini sürdürebilmek için  organik toprak kondisyonlayıcılar, başta  ABD, Kanada, Avustralya  Almanya, Fransa ve İspanya olmak üzere birçok ülkede modern entansif ve ekolojik tarım uygulamalarında  yaygın kullanılmaktadır.

A. TOPRAK ÖZELLİKLERİ

1. FİZİKSEL ÖZELLİKLER :

1.1.Toprak Yapısı: Taşlı, çakıllı, iri ve ince taneli, moloz kırıntılı ve masif olarak     tanımlanır.Toprağın nem ve su geçirgenliği, ısı transferi, solunum kabiliyeti, gözeneklilik ve kütle yoğunluğu özellikleriyle yakından ilgilidir.

1.2.Toprak dokusu: Topraktaki değişik boyutlardaki partiküllerin göreceli oranı yada mineral partikül boyutlarının ölçümüdür. Kum boyutu (2-0,05 mm), silt boyutu (50-2 mic.) ve kil boyutu (2-0,01 mic.) olarak sınıflandırılır. Toprak doku sınıflaması, dokusal yapıyı tanımlamayı ve fiziksel özellikler üzerindeki etkisini görmeyi sağlar. Toprağın su tutma ve geçirgenliği, emre amade su miktarı, kütle yoğunluğu, ufalanma ve taşınma eğilimi özellikleri toprak dokusuyla yakından ilgilidir.

1.3.Kütle yoğunluğu ve gözeneklilik: Birim kütle hacminin kuru kütle ağırlığıdır. Gözenek yoğunluğu ile ters orantılıdır.Gevşek ve gözenekli topraklar daha düşük, gözeneksiz ve kompakt  topraklar daha yüksek kütle yoğunluğuna sahiptir.

1.4.Toprak rengi: Kolaylıkla tanınabilen bir özellik olup kimyasal ve biyolojik özelliklerle de ilişkilidir. Toprağın rengi, toprak yüzeyinin sıcaklığını etkiler. Siyah ve koyu renkli topraklar güneşten daha fazla ısı absorbe eder. Siyah ve kahverengi topraklar aynı zamanda organik maddenin varlığına işarettir. Açık renkli topraklar sıcak değildir. Kırmızı topraklar iyi derecede okside olmuş serbest demir mineralleri içerir.

 KİMYASAL ÖZELLİKLER :

2.1.Toprak reaksiyon derecesi: Toprağın asitlik ve bazlık derecesini temsil eder. Toprak PH değeri, ölçümle belirlenir. ( PH ; toprağın H iyon aktivitesinin negatif  logaritmasıdır.)

PH değeri : 0-7  (Max-Min  asitlik derecesi )

PH değeri : 7  nötr

PH değeri : 7-14  (Min –Max  bazlık veya alkali derecesi )

Düşük PH değeri asitlik, yüksek PH değeri ise bazlık şiddetini gösterir. Toprağın reaksiyon derecesine bağlı olarak bitkiler için gerekli besin elementlerinin konsantrasyonu yeterli, eksik ve fazla (Toksik) seviyede olabilir. Toprak solüsyonunun PH değeri ile topraktaki emre amade besin elementleri arasında bir ilişki vardır. Toprak PH değeri, besin özümsenmesi ve bitki büyümesini iki yolda etkileyebilir.

a-) Hidrojen iyonun direk etkisiyle,

b-) Topraktaki besin elementleri üzerindeki dolaylı etkisiyle,

Dolaylı etki daha önemlidir. PH değeri 5’den 8’e artınca  Fe, Mn ve Zn konsantrasyonu toprakta daha az bulunur. PH değeri 5’in altında ise Al, Fe ve Mn konsantrasyonu yeterli miktarlarda çözünürler. Toprak PH ölçümleri, toprağın yüksek asitliğini nötrlemek ve yüksek bazlık sorunlarını düzenlemek için gereklidir. Genel olarak bitki büyümesi ve gelişimi için 5,5-7 arası PH değerlerinin uygun olduğu kabül edilir.

2.2. Elektriksel iletkenlik :Kurak ve yarıkurak iklime sahip bölgelerde toprak tuzluluğu büyük bir problemdir. Tuzluluk, yıllık buharlaşma-terleme yoğunluğunun yıllık yağış yoğunluğunu aşmasıyla oluşur.Tuzluluk veya topraktaki tuz konsantrasyonu, doymuş eriyiğin (özüt) elektriksel iletkenliğiyle belirlenir.

Elektriksel iletkenlik, elektriksel direncin karşılığıdır. Ölçü birimi; decisiemens per meter yada millimhos per centimeter’dir. İyonik konsantrasyon artarken elektriksel iletkenlik de artar. 25 ºC da 4 dS/m ve üzeri iletkenlikteki toprak, tuzlu kabul edilir. Toprak tuzluluğunun bitki gelişimi üzerindeki etkisi, topraktaki emre amade suyu azaltmasıdır. Tuzun varlığı, toprağın su tutma kapasitesini düşürür. Tuzluluk derecesi ile sodyum absorbsiyon oranı, hidrolik iletkenlik ve sızma hızı arasında bir etkileşim vardır.

2.3.  Besin element konsantrasyonu : Bitki büyümesinde 16 mineral elementin gerekli olduğu  kabul edilmektedir. Makrobesin elementleri olarak adlandırılan ve bitkiler tarafından görece yüksek konsantrasyonlarda kullanılan 9 mineral elementi ; C,H,O,N,P,K,Ca,Mg ve S’ dür. C, H ve O kaynağı esas olarak hava ve su’dur. N,P,K,Ca,Mg ve S kaynağı ise toprak partikülleridir. Mikrobesin elementleri olarak adlandırılan diğer 7 mineral elementi (Fe,Mn,Zn,Cu,B,Mo ve Cl ) çok düşük konsantrasyonlarda gerekli olup kaynakları toprak partikülleridir. Makrobesinler genellikle bitkilerde bulunan protein ve nükleik asitler gibi organik maddelerin bileşenleridir. Mikrobesinler ise çoğunlukla enzim molekülleri bileşenleridir. Asıl besin elementlerini içeren minerallerin topraktaki konsantrasyonları yetersiz veya yüksek oranlarda olduğu zaman, bitki gelişimi ve verimliliğini ters yönde etkileyebilir. Makro ve mikro besin elementleri konsantrasyonunun yetersiz olduğu topraklarda organik toprak kondisyonlayıcıları kullanılmalıdır. Se, B, Al, Mn, Fe, S,  Ba, Ni, Cu, Zn ve Pb  konsantrasyonları fazla ise toksik etki (zehirlenme ) yaratır.

3.BİYOLOJİK ÖZELLİKLER :

Toprak flora ve faunası, doğal ekosistemin sürdürülebilmesi için makro ve mikro  besinler kadar gereklidir. Böcekler, solucanlar, bakteriler, mantarlar vd. mikroorganizmalar toprak içindeki fiziksel ve biyolojik aktiviteleriyle topraktaki organik maddelerin parçalanmalarına, organik besinlerin bitkilerce kolay özümlenebilmelerine, toprağın nem-sıcaklık- havalanma dengesini sağlamaya yardımcı olurlar.

MİNERALOJİK ÖZELLİKLER :

Toprağı oluşturan mineraller iki grupta sınıflandırılır.

a-) Çatısal mineraller : Toprağın ana bileşenini teşkil eden birincil minerallerdir. Kum silt ve kil tanecikleri, mikrokristalli bileşenler (Volkanik kül ve çörtler ), ve kaya parçacıklarından oluşurlar.

b-) Kil mineralleri ve şekilsiz-ince taneli bileşenler : Toprağın kil fraksiyonunda bulunan şekilsiz-ince taneli minerallerdir.Birçok toprakta kil fraksiyonunun çoğunluğu alüminasilikat  killerdir. Fazla aşınmış topraklarda ise gibbsite ve hydrous ironoxide killer ağılıktadır. 

B.TOPRAK  KONDİSYONLAYICI  KULLANIMI :

Toprak kondisyonlayıcılar, bitki büyümesi ve gelişimini artırmak için doğrudan toprak yüzeyine serpilerek yada toprak işlenirken karıştırılarak uygulanır. Bitkilerde kök ve gövde gelişimi, bol ve kaliteli ürün hasadı topraktaki besinlerin kolay ve yeterli miktarda alınmasına bağlıdır. Toprakdan yeterli besini kolaylıkla alamayan bitkilerde gelişme ve verim artışı istenilen düzeyde olamaz. Toprağın fiziksel yapısı ve dokusu, makro ve mikro besin element içeriği, tuzluluk ve pH değerleri gibi özellikler belirleyici etkiye sahiptirler.Bu nedenle tarım yapılan toprakların analizleri yapılmalı ve uygun miktarda organik toprak kondisyonlayıcı, organomineral  ve kimyasal gübreler kullanılmalıdır

Bitkilerin gelişimi ve optimum biyolojik etkinliği için dört ana faktör gereklidir.Bunlar;

1.Uygun hava ve toprak sıcaklığı,
2.Optimum emreamade toprak suyu ve havası,
3.Yeşil bitkilerin fotosentez yapabilmesi için enerji kaynağı olarak ışık,
4.Bitkilerin beslenmesi için ihtiyaç duyduğu besin elementlerinin toprakta alınabilecek uygunlukda ve oranda bulunması,

Toprak kondisyonlayıcılar; toprak verimliliği ve üretim artışı açısından öncelikle verimlilik yönetimi sağlamak, tuzluluk oranını tamponlamak, toprak PH değerini düzenlemek ( bazik topraklarda şaşırtıcı etki gösterir.) toprağın organik madde ve mineral içeriklerini artırmak, toprakda mikroorganizma sayısını artırarak biyolojik aktiviteler düzenlemek amacıyla tarımcılar tarafından kullanımları hergeçen gün yaygınlaşmaktadır.

LEONARDİT ESASLI TOPRAK KONDİSYONLAYICILAR :

1.Toprak yüzeyi üzerindeki hava hareketini sınırlamakla toprağın üst kısmından aşağı seviyelere doğru sıcaklık değerlerini düzenler.

2.Toprak yüzeyi üzerinde kabuklanmayı ve sızdırmazlığı azaltarak su süzülmesini  iyileştirir. Buharlaşıcı su kayıplarını azaltarak toprak nemini korur.

3.Bitki gelişimi için yararlı mikroorganizmaların çoğalması ve aktiviteleri için uygun ortam ve enerji kaynağı sağlar.

4.Bazik topraklarda parçalanmaları sonucu içerdiği organik besin elementleri serbest kalarak bitki köklerince kolaylıkla özümlenirler.Toprakda azot yetersizliğini düzenler ve azotdan daha iyi yaralanılmasını sağlar.

5.Bitkinin azotdan yararlanabilmesi için topraktaki karbon/azot oranı izlenmelidir. İdeal oran 20:1- 30:1 arasında olmalıdır.Yüksek oranda azot hareketsiz kalır ve bitki köklerince rahat özümlenemez. Düşük olmasında ise organik azot, inorganik azot haline dönüşeceğinden  bitki tarafından azot özümlemesi zorlaşacak ve yetersiz kalacaktır.

6.Hümik asit esaslı toprak kondisyonlayıcıların polisakkarit, şeker,protein, aminoasit ve basit organik asitler içermesi bitkilerin sağlıklı, güçlü ve güzel görünümlü olmasını, meyvelerin mineral, enzim ve vitamin içeriklerini artırmasını sağlar.

7.Hümik asit toprak kondisyonlayıcılar 3,5-4,5 pH değerine sahip olduklarından alkali (bazik) topraklarda (7,5-14) çözünerek parçalanırlar.Toprak  pH değerini düzenler ve bitki gelişimi için ideal ortam sağlar.(Bitki gelişimi için ideal pH değerinin 5,5-6,5 olduğu kabul edilir.)

8.Bitki gelişimi ve büyümesi öncelikle kök sistemine emreamade besinlerin temini ve kök yüzeyine ulaşan besinlerin aktif olarak absorbe edilmesiyle gerçekleşir.       

Bitki besin elementlerinden mikrobesinler; enzim moleküllerinin baskın oranda bileşenleriyken makrobesinler genellikle proteinler ve nükleik asitler gibi bitkilerde bulunan organik bileşiklerin bileşenleridir.

Bitki besin maddeleri fiziksel ve kimyasal davranışlarına göre sınıflanırlar.

1.Çözünebilir besinler: Toprak solüsyonunda çözünen iyonlara sahiptir.

2.Takasedilebilir besinler: İnorganik mineral iyonlarıyla organik madde iyonlarının yer değiştirmeleriyle oluşan mineral-organik madde kompleksleri formundaki besinlerdir.

3.Demir-manganez oksid bağlı besinler: Mineral-organik madde kompleksi formunda olmayan besinlerdir.

4.Organik olarak bağlı besinler: Organik madde içerisinde çözünebilir ve çözünemez formda bulunan elementlerdir.

5.Kalıntı besinler: Organik fraksiyonda artakalan besinlerdir.(iz elementler)

Leonardit(organik humat) bünyesindeki düşük molekül ağırlıklı hümik maddeler(fulvat) Bitkilerin metabolik işlemlerini etkileyen kimyasal reaksiyonlarla ilişkiliyken yüksek molekül ağırlıklı hümik maddeler (humat) toprağın fiziksel karekterlerini değiştirir. Yüksek oranda humik madde ve organik maddeler içermesi toprağın fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerinde gösterdiği olumlu etkilerinin yanısıra bitki metabolizması, bitki beslenmesi ve toprak biyolojisi üzerinde de olumlu etkileri gözlenmiştir.Toprakta ve bitki gelişiminde gözlenen ikincil yararları kısaca şöyle özetlenebilir.

1.Toprağın havalandırma kapasitesini artırması sayesinde bitkilerin kolay ve yeterli oksijen almasını sağlaması, metabolik enerji için gerekli serbest oksijen içermesi bitkilerde oksijen metabolizmasını şiddetlendirir ve düzenler. Bitkinin solunumunu iyileştirir, stresinin azaltır.          

2.Fotosentez için gerekli enerjiyi üretir. Klorofil üretimi için güneş ışığının yanısıra CO2,H20 izelement ve inorganik tuzlardan kompleks organik materyaller –özellikle karbonhidratların biyokimyasal üretimi için fotosentez işlemini hızlandırır.

3.Toprakta bulunan inorganik formdaki besin elementlerini parçalayarak kleytleme (organik metal kompleksi oluşturma) reaksiyonu sağlar. Bitki hücreleri tarafından alınamayan inorganik besin elementleri organik formda besin elementleri haline dönüşerek bitki hücreleri tarafından alınmasını sağlar. (Organik transmutasyon)                   

4.Bünyesindeki organik formdaki besin elementlerin kökler tarafından kolay alınmasıyla bitkilerin daha sağlıklı  ve güçlü olmasını sağlar. Fazla su verilmesi durumunda bitkinin boğulmasını önler. Toprağı nemli tutması nedeniyle sıcak ve kurak iklimlerde bitkinin solmasını önler.

5.Organik maddelerin milyonlarca yıl önce humifikasyonu (bozuşması) sonucunda doğal olarak oluşan bitki hormonları (Auxin, Gibberellin ve Cytokinin) bitkinin büyümesini, kök sisteminin gelişmesini, sağlıklı ve güçlü olmasını düzenler. Humik maddeler doğal bitki hormonları içerirler ve doğal bitki hormonu gibi davranırlar.

AUXINS; Bitkiler için emreamade şeker yapması, demir bağlanmasını sağlama ve ışık alımını kontrol eder. Kök, filiz, yaprak, çiçek ve meyvede bitki hücresinin büyümesini hızlanırır. Humat’ların Auxins içermesi bitki metabolizmasını pozitif etkiler.

GİBBERELLİN; Hücre bölünmesi ve gövde büyümesini etkiler. Bitki gelişiminde dengeli büyümeyi düzenler. Tohum çimlenmesini ve tomurcuk uyanmasını hızlandırır. Nişastaları parçalayan enzimlerle ilgili DNA gen kotlarını başlatır.

CYTOKİNİN; Hücre bölünmesinin sağlar.

6.İçediği organik bileşikler; hücresel büyüme ve DNA-RNA aktivasyonunu düzenleyen spesifik enzim etkisi gösterir. Hümik ve fulvik maddeler enzim gelişimine tesir eder. Net enzim sentezi üzerinde direk ve pozitif etkisi olduğu kabül edilir.

7.Humik maddeler bitkinin metabolik sisteminin bir parçasıdırlar. Glucose ve şeker yapıcı Glycosid  içerirler.

8.Bünyesindeki organik karbon sayesinde toprakta mikroorganizma nüfusunu artırır. Mikrobiyal faaliyetlerin gelişmesine ortam hazırlar. Toprak bakterileri ve mantarlar (fungi, actinomycete vd.) tarafından doğal antibiyotiklerin üretilmesi sağlıklı, dengeli ve güvenli bir ortam hazırlar. Enfeksiyon hastalıklarına meydan vermez.

9.Humat’lar içerdiği organik vitaminler ve organik antibiyotikler sayesinde hastalıklara karşı direnci artırır.Zararlı haşareleri kontrol eder. Bazı bakterilerce (Fungi,Actinomycetes) üretilen antibiyotikleri toprakda özel olarak tesbitetmek zordur, fakat varlıkları bilinir. Antibiyotikler, bazı mikropları öldürmesi veya etkisiz kılmasıyla bitkiler için hayati önem arzederler. Toprakda düşük konsantrasyonlarında bile çok etkili olduğu bilinir. Bitki artıklarının bozulması esnasında doğal Streptomysin, Terramycin, Bacitracin, Colicine Polymyxin, Clavacin ve penicillin gibi antibiyotikler meydana gelir.

Toprakdaki mikroorganizmalar bitki yaşamını ve gelişimini etkileyen vitaminleri üretir. Organik vitaminler, Auxins ve diğer bitki hormonları organik maddelerin humifikasyonun önemli ürünleridir. Toprak bakterileri tarafından üretilen antibiyotikler güvenli ve dengeli bir mikrobiyal popülasyon sağlanmasında önemli bir rol üstlenirler.Toprak verimliliğinde ideal organik madde içeriği 4%-6% olmalıdır.Buna rağmen birçok toprakda  organik madde içeriği 1% ve altında değerdedir. İdeal organik madde içeriğine sahip topraklarda  mikro organizma popülasyonu, sıcaklık ve nem düzeyi bitki gelişimini direk etkiler.

Leonardit(Organik humat) toprak kondisyonlayıcının yaraları şunlardır.

1.Toprağı gevşetir ve yumuşatır.

2.Toprağa bağlı besinleri serbestleştirir.

3.Toprağın su tutma kabiliyetini artırır.

4.Kabuklanmayı ve kezeklenmeyi düşürür.

5.Toprakda humus oluşumuna yardım eder.

6.Tohumun çimlenme hızını artırır.

7.Toprakda havalanmayı iyileştirir.