Mineral Gübreler, Toprak Organik Maddesi ve Toprak Canlıları

Bu konu, ayak üstü yapılan sohbetlerde tartışılamayacak kadar önemlidir ve konunun mümkün olduğu kadar bilimsel kriterlerle ele alınması gerekir. Bunun yanında, serbest piyasa kurallarının her şeyi istediği gibi yapabilme şeklinde algılandığı, “kazanmak için her yol mubahtır” yolunun hiç çekinilmeden başvurulduğu ve tarımsal üretimde hala doğruları arayan ülkemizde çok dikkatli olunması gereklidir. Yaşayan organizmalar bütünü olan tarım sektörünün bir kısmında yapılacak hata toprakların verimliliklerinin azalmasına, geri dönülemez sonuçların alınmasına, bitkisel üretimin düşmesine neden olabilir. Örneğin, son yıllarda sulu ve yoğun işlemeli üretime geçilen, desteklenen, yeraltı suları hızlıca azalan İç Anadolu Bölgesi’nde yaşar hale geldiğimiz kum fırtınaları bunun en iyi örneğidir… Doğal dengeyi korumak, doğaya uygun üretim planlaması yapmak, bunları yaparken de bilimsel gerçeklerden uzaklaşmamak gerekir.

Toprakta Besin Elementi Dengesi ve Sürdürülebilir Tarım

Bugünkü konumuzun detayına girmeden önce, topraklardaki besin elementi dengesinden ve sürdürülebilir tarım için öneminden kısaca bahsetmekte yarar var. Topraktaki besin elementlerinin dengesini korumak biz tarım bilimciler için öncelik olmalıdır. Çünkü elimizdeki arazi varlıklarımız kısıtlıdır ve nüfusumuz da hızla artmaktadır. Halihazırda 800 milyon aç insan dünya üzerinde sıkıntı yaşarken, 2050 yılına kadar nüfusumuza 2 milyar insanın daha ilave olacağını düşünürsek sorun daha ciddi bir durum almaktadır. Bu nedenle, gıdaya duyulan ihtiyaç artışına cevap verebilmek için gelecekte tarımsal üretimde daha fazla gübre kullanılması mutlak bir gerekliliktir (Grote ve ark., 2005). Yapılan hesaplamalara göre, 1997 yılında küresel ölçekte bitkilerin topraktan hasat edilen kısımlarıyla uzaklaştırılan besin elementi miktarı 230 milyon ton iken, aynı yıl kullanılan gübre miktarı 130 milyon ton olarak bulunmuştur (Vlek ve ark., 1997). Halihazırda tarladan uzaklaştırılan besin elementi miktarı kullanılan toplam gübre miktarından fazla olduğu için zaman içerisinde toprakların verimliliklerinin düşmesi kaçınılmazdır. Bu nedenle, hem toprakların verimliliklerinin korunması hem de gelecekte muhtemel olan gıda gereksinimi artışına hazırlıklı olabilmek için ilave besin elementlerinin kullanılması mutlak bir gerekliliktir.

Elbette ki söz konusu bu besin elementlerinin bitkisel üretim için kullanılmaları sırasında doğru besin kaynağının, doğru dozda, doğru zamanda, doğru yere uygulanması şeklindeki yaklaşımın benimsenmesi ve çevresel duyarlılık, üreticilerin ve ilgili sektörlerin ekonomileri ve sosyal yaşamları için sürdürülebilir olması gerekir (IPNI, 2017). Bu yaklaşım küresel ölçekte kabul gören, kısaca 4D Hassas Besin Yönetimi olarak bilinen bilimsel uygulamalar bütününü ifade eder. Buradaki doğru besin elementi kaynağı sadece mineral (kimyasal) gübreleri değil aynı zamanda çiftlik ve kentsel organik atıkların tamamını da kapsamaktadır (IPNI, 2017).

Mineral Gübrelerin Toprak Organik Maddesi ve Mikroorganizmaları Üzerine Etkisi

Toprak mikroorganizmaları yaşayabilmek için organik karbon(C)a yani organik maddeye ihtiyaç duyar. Söz konusu bu organik madde (Şekil1) ise büyük çoğunluğu bitkisel kökenli atıkların ayrışmasıyla etkin hale gelen bir materyaldir. Ülkemiz ise iklimsel, yapılan yanlış uygulamalar, yakılan anızlar/hasat artıkları vb. nedenlerden ötürü halihazırda organik maddece fakirdir. 2018 yılında Toprak Gübre ve Su Kaynakları Merkez Araştırıma Enstitüsü tarafından yayınlanan bir raporun sonucuna göre ülkemiz topraklarının %88’i organik madde içeriği bakımından oldukça fakir olup, %10’u ise orta düzeyde organik madde içermektedir. Sadece %1,5’luk bir kısmı ise yeterli organik madde içermektedir. Evet, organik madde ve organik maddeden beslenen mikroorganizmalar (Şekil 2) için durum gerçekten de bu kadar iç karartıcıdır. Bu nedenle, mümkün olan en fazla miktarda organik materyali yeniden topraklarımıza kazandırmamız mutlak bir gereklilik, bunun da ötesinde insani ve vatani bir görevdir. Ancak durum böylesine vahimken, ülkemiz bitkisel üretiminin en yoğun yapıldığı, yani toprak işleme gibi üretim faaliyetlerin en yoğun olduğu alanlarda toprağa kazandırılması gereken organik materyaller (hasat artıklarının doğrudan toprağa karıştırılması veya biyogaz tesisleri vb. yöntemlerle kompostlanması şeklinde) lisanslandırılmış şirketler aracılığıyla yakılarak elektrik üretilmektedir.

Organik maddenin öneminden, özellikle de ülkemiz için olan öneminden kısaca bahsettikten sonra, yavaş yavaş mineral gübrelerin hem organik madde hem de toprakta bulunan mikroorganizmalar ile olan ilişkilerinden bahsedebiliriz. Yapılan bilimsel çalışmalara göre doğal ortamlarda yapılan azotlu gübre uygulamaları mikroorganizmaların sayılarında düşüşe neden olmaktadır. Ancak tarımsal üretim yapılan, işlenen alanlarda durum aynı mı gelin birlikte bakalım.

Yakın zamanda yayınlanan bir başka çalışmada, mısır yetiştirilen alanlarda azot uygulamasının toprak organik maddesinin parçalanmasını yavaşlattığını yani, birikimini artırdığını göstermiştir (Mahal ve ark., 2019).

Benzer biçimde, gübre uygulamasının uzun dönemde bitkisel gelişimi (biyo kütleyi) artırdığından toprak organik maddesinde artışa neden olacağı, Haynes ve Naidu’nun 1998 yılında yazdıkları bir bilimsel makalede de dile getirilmiştir.

Dünya üzerinde yürüyen 64 farklı çakılı (uzun dönemli) denemeden elde edilen 107 farklı sonucun bir arada değerlendirildiği toplu analiz (meta-analiz) çalışmalarında Geisseler ve Scow (2014) çok ilginç sonuçlara ulaşmıştır. Araştırıcılar söz konusu bu çalışmalarının sonuçlarını Soil Biology & Biochemistry (Toprak Biyolojisi ve Biyokimyası) isimli alanında tanınmış bir dergide yayınlamışlardır. Hadi gelin hep birlikte onların sonuçlarına bir göz atalım önerilerimizi sıralamadan önce:

Mineral gübre uygulanmamışlara göre mineral gübre uygulanmış alanlarda mikroorganizmaların bünyesindeki C içeriği %15 kadar artmıştır ki bu mikroorganizma faaliyetindeki bir artışın göstergesidir.
Mineral gübre uygulaması ayrıca organik maddedeki C içeriğini de artırmıştır ve bu durum mikroorganizmaların faaliyetlerindeki artışın da nedenidir.
Gübrelemenin toprakta mikroorganizma faaliyetleri üzerindeki etkisi pH ile yakından ilişkilidir. Şöyle ki gübreleme toprak pH’sının 5’ten düşük olduğu alanlarda mikroorganizma faaliyetlerini düşürürken, pH yükseldikçe mikroorganizma faaliyetlerini artırıcı etkisi ortaya çıkmaktadır (Türkiye topraklarının %99’unun pH’ları 5,5’tan yüksektir).
Gübre uygulama süresinin en az 20 yıl olduğu durumlarda gübrelemenin mikroorganizma faaliyetleri üzerindeki pozitif etkisi daha belirginleşmektedir.
Azot uygulamasının bitkisel üretim yapılma amacıyla işlenen alanlarda mikroorganizmaların faaliyetleri açısından negatif etkisi görülmemektedir.

Araştırıcılar, azot uygulamasının mikroorganizmalar üzerindeki negatif etkisinin doğal bitki örtüsüne sahip alanlarda görünenin tersine yok denecek kadar az olması yanında, mikroorganizma popülasyonlarındaki değişimin uzun süreli çalışmalarla araştırılması gerektiğini de ifade etmişlerdir.

Sonuçlar/Öneriler

Görüldüğü gibi, toprak pH’sı üzerinde etkili olduğu bilinen ve kültür altındaki bitkisel üretimin ana bitki besin elementi girdisi olan azot uygulamasının dahi, küresel ölçekte mikroorganizmaların faaliyetleri üzerinde azaltıcı değil, artırıcı etkisi vardır. Elbette ki toprak pH’sının 5’ten düşük olduğu alanlarda dikkatli olunmalıdır.
Gübre uygulamasıyla sadece granül etrafında olabilecek olası pH değişikliklerinin toprağın tamamının hacmi düşünüldüğünde mikroorganizma çeşitliliği üzerinde olumsuz bir etkisinin olabileceği pek gerçekçi değildir.
Mineral gübre uygulamasının topraklardaki mikroorganizma faaliyetlerini azalttığını öne sürüp, seçilmiş bazı mikroorganizmalarla hazırlanan ürünlerin toprağa ulaştırılması tarım toprakları için daha zararlı durumlar ortaya çıkarabilir.
Bitkisel artıkların, kentsel atık ve çöplerin uygun işlemlerden geçirilip topraklara kazandırılması ülkemiz topraklarının düşük organik madde içerikleri de göz önünde bulundurulduğunda en öncelikli hedeflerimizden birisi olmalıdır. Bitkisel hasat artıkları tarlayı temizleme/toprak işlemeyi kolaylaştırma veya elektrik üretme amacıyla kesinlikle yakılmamalıdır.

Kaynaklar

Geisseler J, Scow KM. Long-term effects of mineral fertilizers on soil microorganisms - A review. Soil Biology & Biochemistry 75: 54-63, 2014.

Grote U, Craswell E, Vlek P. Nutrient flows in international trade: Ecology and policy issues. Environmental Science and Policy 8: 439-451, 2005.

Haynes RJ, Naidu R. Influence of lime, fertilizer and manure applications on soil organic matter content and soil physical conditions: a review. Nutrient Cycling in Agroecosystems 51: 123-137, 1998.

IPNI, 2017. 4D Bitki Besleme: Bitki Besleme Yönetimini İyileştirme Kılavuzu. Ed., (T.W. Bruulsema, P.E. Fixen, G.D. Sulewski, E.B Erenoğlu, eds.), Uluslararası Bitki Besleme Enstitüsü, Peachtree Corners, GA, ABD.

Mahal NK, Orteholz WR, Miguez FE ve ark. Nitrogen Fertilizer Suppresses Mineralization of Soil Organic Matter in Maize Agroecosystems. Front. Ecol. Evol. 7:59. doi: 10.3389/fevo.2019.00059, 2019.

Vlek PLG, Kuhne RF, Denich, M. Nutrient resources for crop production in the tropics. Phil. Trans. R. Soc. Lond. B 352, 975-985, 1997.

17.03.2022