Yukarıdaki sonucu onaylarım. Prof. Dr. Metin OLGUN Enstitü Müdürü

Transkript

1 ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ İKİ FARKLI ORGANİK SUBSTRATIN TOPRAK FOSFATAZ ENZİM AKTİVİTESİNE VE FOSFOR MİNERALİZASYONUNA ETKİLERİ Deniz TOPTAŞ TOPRAK ANABİLİM DALI ANKARA 2005 Her hakkı saklıdır

2 Prof. Dr. Koray HAKTANIR danışmanlığında, Deniz TOPTAŞ tarafından hazırlanan bu çalışma.../../2005 tarihinde aşağıdaki jüri tarafından Toprak Anabilim Dalı nda Yüksek Lisans Tezi olarak kabul edilmiştir. Başkan : Üye: Üye: Yukarıdaki sonucu onaylarım. Prof. Dr. Metin OLGUN Enstitü Müdürü

3 ÖZET Yüksek Lisans Tezi İKİ FARKLI ORGANİK SUBSTRATIN TOPRAK FOSFATAZ ENZİM AKTİVİTESİNE VE FOSFOR MİNERALİZASYONUNA ETKİLERİ Deniz TOPTAŞ Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Toprak Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Koray HAKTANIR Bu çalışmada, organik madde kapsamları yüksek olan farklı organik subsratların (tütün tozu ile mantar kompostu) toprağın fosfataz enzim aktivitesi ile fosfor mineralizasyonu, toplam fosfor, yarayışlı fosfor, ph, EC, organik madde (OM) kapsamları üzerine etkileri 90 günlük inkübasyon denemesi süresince değerlendirilmiştir. Araştırma sonuçlarına göre, MK ve TT in % 4 ve % 8 lik uygulamalarında tespit edilen asit ve alkali fosfataz aktivite değerleri en yüksek değerler olup, kontrol toprağı da dahil olmak üzere her iki materyalinde uygulandığı toprakta alkali fosfataz enzim aktivitesi zamana bağlı olarak azalış göstermiştir. MK artan dozlarda topraklara uygulandığında doza bağlı olarak hem asit hem de alkali fosfataz enzim aktivitesini arttırmıştır. Topraklara artan dozlarda TT ilave edildiğinde artan doza bağlı olarak toprakların asit ve alkali fosfataz enzim aktivitesi kontrol topraklarına göre artmış olup en fazla enzim artışı TT uygulanmış topraklarda belirlenmiştir. Her iki materyalde toprakların toplam fosfor kapsamlarını ilk 15. günlük periyota kadar pek fazla değiştirmezken 15. günden sonra doza ve zamana bağlı olarak artırmıştır. Her iki materyalinde uygulandığı topraklarda toplam fosfor kapsamı açısından birbirlerine yakın değerler elde edilmiştir. MK ve TT materyalleri artan doza bağlı olarak toprağın yarayışlı fosfor kapsamlarını kontrol topraklarına göre artırmış olup, en fazla yarayışlı fosfor kapsamını artıran materyal MK olmuştur. MK ve TT in uygulandığı toprakta zamana bağlı olarak yarayışlı fosfor miktarları inkübasyonun son günü olan 90.günde başlangıç değerlerine göre azalış göstermiştir. Kullanılan her iki materyal de artan doza bağlı olarak toprağın OM miktarlarını kontrol topraklarına göre artırmış olup, en fazla OM artışı TT uygulanmış topraklarda belirlenmiştir.kontrol toprağı dahil iki materyalinde uygulandığı topraklarda başlangıçta yüksek olan OM değerleri zaman bağlı olarak azalış göstermiş ve inkübasyonun son günü olan 90. günde en düşük OM değerleri elde edilmiştir. Genel olarak EC değerlerindeki değişimler ele alındığında; her iki materyalinde uygulandığı topraklarda EC değerleri kontrol toprağına göre yüksek bulunmuştur ve doza bağlı olarak EC değerleri artış göstermiştir. MK ve TT uygulanmış topraklarda en yüksek EC değerleri % 8 dozunda belirlenmiştir. Genel olarak ph değerlerindeki değişimler ele alınacak olursa; artan dozlarda TT ilavesinin toprakların ph sını düşürdüğü belirlenmiştir. 2005, 127 sayfa ANAHTAR KELİMELER : Mantar kompostu, tütün tozu, fosfor mineralizasyonu, fosfor yarayışlılığı, fosfataz enzim aktivitesi, ph, EC, organik madde i

4 ABSTRACT Master Thesis EFFECT OF THE TWO DİFFERENT ORGANİC SUBSTRATES ON SOİL PHOSPHATASE ACTİVİTY AND PHOSPHORUS MİNERALİSATİON Deniz TOPTAŞ Ankara Unıversıty Institute of Natural Sciences Soil Science Supervisor: Prof.Dr. Koray HAKTANIR In this study, the effect of different organic substrates (tobacco dust and mushroom compost) which have high organic material content on some soil properties (acid phosphates enzymes activities, alkaline phosphates enzymes activities, phosphor mineralization, total phosphorus, available phosphorus, ph, EC, organic matter) was evaluated within a 90 days incubation study in the laboratory. According to survey results, the acid and alkaline phosphates enymes activities found in the % 4 and % 8 application of MC and TD are the values which have the highest value, including control soil on the soil where both two materials applied the alkaline phosphates enzym activities showed decrease depending on the time.. While increasing dozages of mushroom compost increased both acid and alkalin phosphates enzymes activities When increasing dozages of TD added to the soils depending on the increasing dozages the acid and alkaline phosphates enzymes activity of soils increased according to the control. The highest enzymes rise TD is found in the soils where it is applied. While both two materials didn t change the phosphorus content of soils, all during the first 15. days periods, after days it increased depending on the dozage and time. On the soils where both two materials were applied, smilar values was found according to total phosphorus content. When increasing dozages of two materials added to the soils depending on the increasing dozages the available phosphorus content of soils increased according to the control. The highest available phosphorus content rise MC is found in the soils where it is applied. Using two materials icreasing dozages of added to the soils depending on the increasing dozages organic matter (OM) of the soils increased according to the control soils.both materials have caused to increase in soil organic matter.the highest OM rise TD is found in the soils where it is applied. When increasing dozages of TD and MC added to the soils depending on the increasing dozages the EC values of soils increased according to the control. EC values were the highest when TD and MC were applied to soil in the rates % 8 dozages. When increasing dozages of TD added to the soils decreasing ph values were found. 2005, 127 pages Key Words: mushroom compost, tobacco dust, P-mineralization, P-availability, phosphatase enzyme activity, ph, EC, organic matter, ii

5 TEŞEKKÜR Belki biraz tuhaf olacak ama; ilk başta kendime teşekkür etmek istiyorum. Çünkü bu teze çok emek verdim. Analizlerimi yaparken, analiz sonuçlarımın hesaplanmasında, istatistiksel sonuçlarımın hesaplanmasında, yorumlanmasında kısacası tezimin bu son formata ulaşmasına kadar çok zor, çok sıkıntılı günler geçirip hatta çok gözyaşı döktüm. Umarım tezim esnasında döktüğüm bu göz yaşlarım tezimin bitiminde sevinç gözyaşlarına dönüşür Deniz Toptaş a benden kocaman bir TEŞEKKÜRLER.. Son yıllarda farklı organik materyallerin tarımda kullanılması önem kazanmıştır. Bu doğrultuda organik atıkların toprak biyolojik özelliklerine ve enzim aktivitesine katkısının araştırılmasına yönelik bir konu üzerinde bana çalışma olanağı sağlayan değerli bilgilerinden yararlandığım ve çok sevdiğim danışman hocam Prof. Dr. Koray Haktanır a, tezim süresince yardımlarından ve bilgilerinden yararlandığım, en sıkıntılı anlarımda bana yardımcı olan kendisini çok ama çok sevdiğim değerli hocam Doç. Dr. Ayten Karaca ya, tecrübesinden ve fikirlerinden yararlandığım beni daima hayatımda olumlu anlamda yönlendiren yine kendisini çok sevdiğim değerli hocam Prof. Dr. Sevinç Arcak a, tezim süresince bana yardımcı olan Sn. Araş. Gör. Cafer Türkmen e ve Sn. Araş. Gör. Yakup Çıkılı ya ve analizlerim esnasında bana yardımcı olan ve benden desteğini hiçbir zaman esirgemeyen canım arkadaşım Nihal Tamer e, istatistik sonuçlarımı alabilmek için bıkmadan, yorulmadan günlerce benimle gelen ve manevi desteğini benden hiçbir zaman esirgemeyen canım arkadaşım Nilüfer Güder e ve analizlerim esnasında bana yardımcı olan sevgili Banu Arslan a, tezime az yada çok emeği geçen Y.Lisans arkadaşlarıma (Elvin Ural, Taygun Mertcan, Seda Altuntaş, Hilal Samray vd..) Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bölümü nün tüm çalışanlarına sonsuz teşekkürlerimi sunuyorum. Tezim esnasında bana manevi anlamda destek olan, tezimin tamamlanmasına ufakta olsa katkılarda bulunan canım yiğenim Gül Aktaş a ve hayatım boyunca beni hep destekleyen biricik anneme ve babama çok teşekkür ediyor sevgilerimi sunuyorum.. Deniz TOPTAŞ Ankara, Mart 2005 iii

6 İÇİNDEKİLER ÖZET... i ABSTRACT... ii TEŞEKKÜR... iii ŞEKİLLER DİZİNİ... viii ÇİZELGELER DİZİNİ... xi 1. GİRİŞ KAYNAK ARAŞTIRMASI Organik Materyaller ve Enzimlerle İlgili Yapılmış Çalışmalar Fosforla İlgili Yapılmış Çalışmalar MATERYAL ve YÖNTEM Materyal Toprak materyali Mantar kompostu ve tütün tozu materyali İnkübasyon Denemesinin Kurulması Yöntem Toprak örneklerinde yapılan fiziksel ve kimyasal analizler Organik materyallerde yapılan fiziksel ve kimyasal analizler Mikrobiyolojik analizler İstatistik Analizleri ARAŞTIRMA BULGULARI Enzim Aktivitelerindeki Değişimler Fosfataz enzim aktivitesindeki değişimler Mantar kompostunun (MK) toprakların asit fosfataz enzim aktiviteleri üzerine etkileri Tütün tozunun (TT) toprakların asit fosfataz enzim aktiviteleri üzerine etkileri Mantar kompostunun (MK) toprakların alkali fosfataz enzim aktiviteleri üzerine etkileri iv

7 Tütün tozunun (TT) toprakların alkali fosfataz enzim aktiviteleri üzerine etkileri Toplam fosfor (P) miktarlarındaki değişimler Mantar kompostunun (MK) toprakların toplam fosfor kapsamına etkileri Tütün tozunun (TT) toprakların toplam fosfor kapsamına etkileri Yarayışlı fosfor miktarındaki değişimler Mantar kompostunun (MK) toprakların yarayışlı fosfor kapsamına etkileri Tütün tozunun (TT) toprakların yarayışlı fosfor kapsamına etkileri Organik madde miktarındaki değişimler Mantar kompostunun (MK) toprakların organik madde miktarları (OM) üzerine etkileri Tütün tozunun (TT) toprakların organik madde miktarları (OM) üzerine etkileri Elektriksel İletkenlik (EC) Miktarlarındaki Değişimler Mantar kompostunun (MK) toprakların elektriksel iletkenlik (EC) miktarları üzerine etkileri Tütün tozunun (TT) toprakların elektriksel iletkenlik (EC) miktarları üzerine etkileri Toprak Reaksiyonundaki (ph) Değişimler Mantar kompostunun (MK) toprak reaksiyonu (ph) üzerine etkileri Tütün tozunun (TT) toprak reaksiyonu (ph) üzerine etkileri TARTIŞMA ve SONUÇ KAYNAKLAR EKLER ÖZGEÇMİŞ v

8 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 3.1. Deneme planı Şekil 4.1. Farklı dozlarda Mantar Kompostu uygulanmış toprakların zamana bağlı olarak asit fosfataz enzim aktivite değerlerindeki değişimler (mg pnp g -1 toprak) Şekil 4.2. Farklı dozlarda Tütün Tozu uygulanmış toprakların zamana bağlı olarak asit fosfataz enzim aktivite değerlerindeki değişimler (mg pnp g -1 toprak) Şekil 4.3. Farklı dozlarda Mantar Kompostu uygulanmış toprakların zamana bağlı olarak alkali fosfataz enzim aktivite değerlerindeki değişimler (mg NH + 4 -N 100g -1 top) Şekil 4.4. Farklı dozlarda Tütün Tozu uygulanmış toprakların zamana bağlı olarak alkali fosfataz enzim aktivite değerlerindeki değişimler (mg NH + 4 -N 100g -1 toprak) Şekil 4.5. Farklı dozlarda Mantar Kompostu uygulanmış toprakların zamana bağlı olarak toplam fosfor miktarları (%) Şekil 4.6. Farklı dozlarda Tütün Tozu uygulanmış toprakların zamana bağlı olarak toplam fosfor miktarları (%) Şekil 4.7. Farklı dozlarda Mantar Kompostu uygulanmış toprakların zamana bağlı olarak yarayışlı fosfor miktarları (mg kg -1 ) Şekil 4.8. Farklı dozlarda Tütün Tozu uygulanmış toprakların zamana bağlı olarak yarayışlı fosfor miktarları (mg kg -1 )...76 Şekil 4.9. Farklı dozlarda Mantar Kompostu uygulanmış toprakların zamana bağlı olarak organik madde (OM) değerleri (%) Şekil Farklı dozlarda Tütün Tozu uygulanmış toprakların zamana bağlı olarak organik madde (OM) değerleri (%) Şekil Farklı dozlarda Mantar Kompostu uygulanmış toprakların zamana bağlı olarak EC değerleri (ds m -1 ) Şekil Farklı dozlarda Tütün Tozu uygulanmış toprakların zamana bağlı olarak EC değerleri (ds m -1 ) Şekil Farklı dozlarda Mantar Kompostu uygulanmış toprakların zamana bağlı olarak ph değerleri Şekil Farklı dozlarda Tütün Tozu uygulanmış toprakların zamana bağlı olarak ph değerleri.89 vi

9 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 3.1. İnkübasyon denemesinde kullanılan toprak materyalinin bazı özellikleri Çizelge 3.2. Denemede kullanılan kömürlü mantar kompostu ve tütün tozunun fiziksel özellikleri Çizelge 3.3. Denemede kullanılan mantar kompostu ve tütün tozunun kimyasal özellikleri Çizelge 3.4. Denemede kullanılan mantar kompostu ve tütün tozunun bitki besin maddesi kapsamları Çizelge 3.5. Denemede kullanılan mantar kompostu ve tütün tozunun mikro bitki besin maddesi kapsamları Çizelge 4.1. Mantar kompostu uygulanmış topraklarda dozlara bağlı olarak inkübasyon süresince belirlenen asit fosfataz enzim aktiviteleri (mg NH + 4 -N 100g -1 toprak) Çizelge 4.2. Tütün tozu uygulanmış topraklarda dozlara bağlı olarak inkübasyon süresince belirlenen asit fosfataz enzim aktiviteleri (mg NH + 4 -N 100g -1 toprak) Çizelge 4.3. Mantar kompostu uygulanmış topraklarda dozlara bağlı olarak inkübasyon süresince belirlenen alkali fosfataz enzim aktiviteleri (mg NH + 4 -N 100g -1 toprak) Çizelge 4.4. Tütün tozu uygulanmış topraklarda dozlara bağlı olarak inkübasyon süresince belirlenen alkali fosfataz enzim aktiviteleri (mg NH + 4 -N 100g -1 toprak) Çizelge 4.5. Mantar kompostu uygulanmış topraklarda dozlara bağlı olarak inkübasyon süresince belirlenen toplam fosfor miktarları (%) Çizelge 4.6. Tütün tozu uygulanmış topraklarda dozlara bağlı olarak inkübasyon süresince belirlenen toplam fosfor miktarları (%) Çizelge 4.7. Mantar kompostu uygulanmış topraklarda dozlara bağlı olarak inkübasyon süresince belirlenen yarayışlı fosfor miktarları (mg kg -1 )...73 vii

10 Çizelge 4.8. Tütün tozu uygulanmış topraklarda dozlara bağlı olarak inkübasyon süresince belirlenen yarayışlı fosfor miktarları (mg kg -1 ).75 Çizelge 4.9. Mantar kompostu uygulanmış topraklarda dozlara bağlı olarak inkübasyon süresince belirlenen organik madde miktarları (%) Çizelge Tütün tozu uygulanmış topraklarda dozlara bağlı olarak inkübasyon süresince belirlenen organik madde miktarları (%)..79 Çizelge Mantar kompostu uygulanmış topraklarda dozlara bağlı olarak inkübasyon süresince belirlenen EC miktarları (ds m -1 ) Çizelge Tütün tozu uygulanmış topraklarda dozlara bağlı olarak inkübasyon süresince belirlenen EC miktarları (ds m -1 ) Çizelge Mantar kompostu uygulanmış topraklarda dozlara bağlı olarak inkübasyon süresince belirlenen ph değerleri Çizelge Tütün tozu uygulanmış topraklarda dozlara bağlı olarak inkübasyon süresince belirlenen ph değerleri viii

11 1. GİRİŞ Tarımda üretimin sürdürülebilirliği ve bitkiden yüksek verimliliğinin elde edilmesinde toprak verimliliğinin korunması ve geliştirilmesi açısından organik madde çok önemli bir faktördür. Organik madde toprağa stabil bir strüktür kazandırmasının yanı sıra, toprağın havalanma, ısınma ve su tutma gibi çeşitli fiziksel özelliklerine olumlu yönde katkıda bulunur. Yoğun tarım sistemlerinde toprak verimliliğinin korunması ve geliştirilmesinde toprağa yeterince organik madde ilavesi kaçınılmaz bir olgu haline gelmiştir. Toprağa organik madde uygulamalarında geleneksel olarak uygulanan çiftlik gübresine artan talep, maliyetlerdeki yükseklik ve mevcut kaynakların talebe yetersizliği, alternatif organik madde kaynaklarının değerlendirilmesini zorunlu kılmaktadır. Toprağın fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri üzerinde çok önemli bir role sahip olan organik madde, bitki gelişimi için gerekli olan N, P, S nin büyük bir kısmını sağlamakta ve ayrıca ayrışması ile açığa çıkan organik asitlerce toprakta güç çözünür halde bulunan besin elementlerinin yarayışlılığını da artırmaktadır. Toprak organik maddesi özellikle küçük moleküllü bileşikler ve Fe, Cu ve Zn gibi metalik katyonlar ile dayanıklı bileşikler oluşturarak bu iyonları değişik reaksiyonlardan korumakta ve bitkilerin bundan kolaylıkla yararlanmasını sağlamaktadır. Toprak organik madde içeriğini artırmada en etkili uygulama ahır gübresi uygulaması olmakla beraber, kimi işletme atıkları da organik madde kaynağı olarak kullanılmaktadır (Bender vd 1998). Her türlü üretim ve tüketim faaliyetleri sonucunda fiziksel, kimyasal ve bakteriyolojik özellikleriyle, alıcı ortamların doğal bileşim ve özelliklerinin değişmesine yol açan, doğrudan yada dolaylı olarak ortamın kullanım potansiyelini etkileyen, organik madde kapsamı yüksek ve belli miktarlarda besin maddesi içeren materyallere ORGANİK ATIK denilmektedir (Aral 1990). Toprak özelliklerini iyileştirmek ve korumak üzere kullanılmakta olan önemli organik atıkları şu şekilde sınıflandırmak mümkündür:

12 1.Hayvansal gübre, bitkisel atıklar (Tavuk gübresi, ahır gübresi, buğday samanı, fiğ samanı, fındık zurufu vb.) 2. Kentsel atıklar (Çöp kompostu) 3. Kanalizasyon arıtma çamurları (İşlenmiş lağım çamuru) 4. Besin işleme enstitü atıkları (Çay atığı, bira atığı, şeker pancarı atığı, tütün tozu, mantar kompostu) 5. Endüstriyel organik atıklar 6. Ağaç ve odun işleme tesisleri atıkları (Testere talaşı, ağaç kabukları) Ülkemiz tarım topraklarının büyük çoğunluğunda, organik madde miktarının %1 in altında olması, ülke topraklarının organik maddeye ihtiyacı olduğunu ortaya koymaktadır. Uzun süreli yoğun tarım yapılan alanlarda toprak organik maddesinin azalması toprak verimliliğini olumsuz yönde etkilemektedir. Bu nedenle verimliliğin ve sağlıklı bitki gelişiminin artırılması amacı ile organik madde içeriği yüksek olan materyaller, su tutma, havalanma özellikleri, tuz içerikleri ve ph değerleri de uygun olduğu taktirde yetiştirme ortamı olarak kullanılabilmekte ve toprağa bu özellikleri sağlayan çeşitli kaynaklardan organik madde ilavesi yapılması gerekmektedir. Bilindiği gibi tarımsal ürünleri işleyen endüstri kuruluşlarının çoğunda her yıl önemli miktarlarda atıklar ortaya çıkmaktadır. Bu atıklar fabrikaların kullanım sahasında büyük alanlar işgal ederek çalışma düzenini bozmakta, depolama sorunları yaratmakta, bazen de şeker fabrikası atığı olan şilempede olduğu gibi yüzey sularına verilerek ciddi çevre sorunlarına yol açmaktadır (Kütük vd 1995). Organik kökenli tarımsal endüstri atıklarının tarımda değerlendirilmesi ile çevre kirlenmesi azaltılabileceği gibi, tarım toprakları da organik maddece zenginleştirilmiş olacaktır. Organik madde içerikleri son derece yüksek olan ve her sene önemli miktarlarının atık malzeme olarak çıkması nedeniyle tütün tozu ve mantar kompostunun da değerlendirilmesine önem verilmesi gerekmektedir. Bu nedenle bu çalışmada organik materyal olarak tütün tozu ve mantar kompostu ele alınmıştır.

13 Organik kökenli bu atıkların tarımsal amaçlı kullanılabilirliğine yönelik olarak yapılan bazı çalışmalarda, iyi özelliklere sahip olan organik materyalleri (atık mantar kompostu, testere talaşı, ağaç kabukları, şeker, tütün, bira ve çay fabrikaları atıkları vb.) tarımda organik madde kaynağı, organik gübre ve yetiştirme ortamı gibi çok amaçlı kullanımlar mevcuttur (Kacar vd 1980, Brohi 1991, Kütük vd 1995, Kacar vd 1996, Samet 1996, Türemiş vd 1996, Olgun 1997, Kütük vd 1998, Birben vd 1999). Atık mantar kompostu (AMK) nun düşük maliyetli oluşu ve kolay elde edilebilir olması bu organik kökenli atığın çiçekçilik ve sebzecilik gibi yoğun tarım alanlarında kullanımını çekici hale getirmektedir. Türkiye de değişik bölgelerde mantar üretimi yapan çeşitli işletmeler bulunmaktadır. Günümüzde giderek artan talep sonucu mantar işletmelerinin sayısı ve üretim kapasiteleri artmaktadır ve yılda 7000 ile ton arasında atık mantar kompostunun ortaya çıktığı bildirilmektedir (Özgüven 1998). Son derece zengin bir materyal olan mantar yetiştirme kompostu son hasat yapıldıktan sonra özelliklerinin bir kısmını korumasına karşın üretimde yeniden kullanılma imkanı olmadığından olduğu gibi boşaltılarak işletmenin dışına çıkarılmaktadır. İşte hasat sonrası ortaya çıkan yüksek organik maddeye sahip, bazı besinlerce zengin ancak üretim için yeniden kullanılması mümkün olmayan bu materyale atık mantar kompostu denilmektedir (Wang 1977). Üretim sonrasında ortaya çıkan atık mantar kompostu; yüksek amonyum azotu ve çözünebilir tuzlar gibi bazı olumsuz özellikler taşımasına rağmen, sahip olduğu diğer olumlu karekteristikleri nedeniyle peat yerine kullanılabilecek alternatif bir materyaldir (Henry 1979). Yurdumuzdaki sigara fabrikalarında atık olarak imha edilen tütün tozları oldukça fazladır. Bunun yanında yurdumuzun tarım potansiyeli düşünüldüğünde tütün tozu gübre olarak çok az bir yer kaplamaktadır; fakat atık değerlendirilmesi açısından ve yetiştirme materyali açısından büyük bir kazanç sağlar ( Anonymous 1986). Tütün tozlarının organik gübre ve yetiştirme ortamı olarak kullanımı atıkların değerlendirilmesi açısından büyük önem taşımaktadır. Tütün tozunun yetiştirme ortamı

14 olarak kullanımı nedeniyle toprağın fiziksel ve kimyasal özelliklerine yapılan katkı ve bunun verimde sağlayacağı artışlar önemlidir. Üretilen her kalitedeki tütünün satın alınması sonucu, bazı tütünlerin işleme dahi alınmadan imhasını gerektirmektedir. Sonuçta, uygulamalar sonucu ortaya çıkan ve imha edilmek durumunda olan atık tütün miktarının 1985 yıllarına gelindiğinde bin tonu bulduğu ve ortalama olarak her yıl tondan fazla tütününde çeşitli safhalardaki işletmeler sonucu imha edilmek üzere açığa çıktığı yetkililerce ifade edilmiştir (Brohi ve Durak,1986). Bu rakamlar yıllara ve kaynaklara göre değişmekle birlikte, üretimden tüketime sorumlu durumda olan Tekel in her yıl atmak durumunda olduğu önemli miktardaki tütünün imhasının büyük sorun yarattığı bir gerçektir. Her yıl sadece ülkemizdeki sigara fabrikalarından bin ton tütün tozu açığa çıkmaktadır (Brohi,1991). Toprakta bulunan bitkisel ve hayvansal canlılar toprak oluşumu ve verimliliği üzerine önemli etkide bulunurlar. Toprakta gerçekleşen kimyasal olayların büyük bir kısmı toprakta yaşayan mikroorganizmaların faaliyetleri sonucu olur. Mikroorganizmalar, ekto enzimleri dışarıya salarak organik atıklardaki selüloz, lignin, fosfat esterlerini, protein, karbonhidrat, nişasta gibi yüksek polimer bileşikleri bir seri biyokimyasal reaksiyonlar sonucu parçalama özelliği gösterirler. Bu bileşikler hidroliz, oksidasyon, redüksiyon, hidrogenasyon, amonifikasyon, nitrifikasyon gibi biyokimyasal reaksiyonlarla daha küçük moleküllü bileşiklere bölünmeleri ve son olarak H 2 PO - 4, HPO -2-4, NO 3, NH -2 4, K +, Ca +2 gibi besin iyonlarına çevirmeleri gerekir. Topraktaki enzimatik reaksiyonların etkileriyle yüksek polimer bileşiklerden meydana gelen besin iyonlarından mikroorganizmaların yanı sıra yüksek bitkilerde yararlanmakta ve gelişmelerini sürdürmektedirler. Toprakta biyokimyasal döngülerde görev alan mikroorganizmalar toprak ekosisteminde ayrıştırıcı olarak görev yapmaktadırlar. Bu ayrıştırıcılar çeşitli enzimleri ortama vererek döngülerde yer almaktadırlar. C, N, P ve S gibi döngülerin devamlılığında enzimler önemli rol oynar ve bu elementler bitki besin elementleri olarak hayati öneme sahiptir. Amilaz, selülaz, proteaz, lipaz, fosfataz ve sülfataz enzimleri, mineral elemetleri

15 yarayışlı yapmak için rizosfer bölgesinde organik substratları kullanırlar. Yani, mikroorganizmaların ortama verdiği enzimler toprakta bitkilerce kullanılamayacak formda olan büyük molekülleri kullanılabilecek forma çevirirler. Topraklardaki organik madde mineralizasyonu ekosistemdeki biyolojik döngülerin önemli bölümünü kapsayan bir proses olup; toprak flora ve faunası tarafından oluşturulan ve enzimlerle yönetilen bir nitelik taşımaktadır (Mc New 1972). Toprakların toplam biyokimyasal aktivitesi, enzimler tarafından katalizlenen bir seri reaksiyonları kapsamaktadır. Bu reaksiyonlar yaşayan veya ölü organizmalar içinde olabildiği gibi hücre dışı (ekstraselüler) enzimler tarafından da yürütülebilir. Toprakların biyolojik özelliklerinin tayin edilmesinde ve birbirleriyle kıyaslanmasında enzimler çok önemli bir role sahiptir. Topraktaki enzimlerin çok büyük bir kısmı, canlı toprak organizmalarının besin maddelerini ayrıştırmak amacıyla dışarıya verdikleri ekto-enzimlerle, mikroorganizmaların ölümünden sonra otoliz nedeniyle oluşan enzimlerdir. Toprak enzimleri bitkilerden, hayvanlardan, mantar ve bakterilerden kaynaklanabilir. Topraklarda enzimlerin esas kaynağını mikrobiyal ögeler oluşturur. Toprak organik maddesinin mineralizasyonundan önce, aşamalı olarak parçalanması (degradation) ve toprak çözeltisinde çözünmesi gerekir ve bu olay ekstraselüler enzimlerle gerçekleşmektedir (Asmar 1992). Her kültür toprağının kendisine göre belirli bir enzim seviyesi bulunmakta ve enzimlerin miktar ve çeşitleri toprakta kalan hasat artıklarının nitelik ve miktarları ile verilen organik ve inorganik gübrelerin çeşit ve miktarına bağlı olarak değişir. Toprak ph sının oluşması ve uygun olmayan tarımsal uygulamalar ile enzim seviyelerinin düştüğü görülmektedir. Toprak enzim aktivitesi topraktaki besin maddesi statüsüne bağımlıdır. Aynı bitkinin sürekli yetiştirilmesiyle uygulanan spesifik gübreler, sonuçta toprak enzim aktivitesini değiştirebilirler. Örneğin, fosfataz aktivitesi toprakta ortafosfat miktarına bağlıdır ve

16 fosforlu gübrelerin yoğun kullanımıyla toprakta fosfataz aktivitesi azalır (Pang ve Kolenka 1986, Fox ve Comerford 1992). Fosforun tarım alanlarındaki miktarının genellikle düşük ve büyük kısmının toprakta bitkilerin yararlanamayacağı formlarda bulunması, bu besin elementinin önemini artırmaktadır (Sezen 1991). Fosforun uygulamadan sonra toprakta çok değişik reaksiyonlara girerek bitkilerin alamayacağı formlara dönüşmesi ve toprak fraksiyonları tarafından fiksasyonu sebebiyle fosforlu gübrelerin bitkiler tarafından alınımın etkileyen en önemli faktörlerdendir. Her geçen gün fosfat kaynaklarının azalması, gübre fiyatlarının artması, bitkisel üretimi artırma çabaları ve çevre kirliliğinin ciddi boyutlara ulaşması fosforun yarayışlılığının artırılmasında insanoğlunu farklı alternatif kaynakların arayışına yöneltmiştir. Son yıllarda yapılan çalışmalarda, toprağa karıştırılan organik atıkların toprağa uygulanan fosforu yarayışlı hale getirdiği görülmüştür. Çünkü, organik maddenin parçalanması sırasında toprakta fazla miktarda bulunan CO 2 oluşmaktadır. Oluşan CO 2 gazı suda çözündüğü zaman karbonikasit oluşmakta ve oluşan karbonik asit kireçli topraklardaki P nin serbest hale geçmesinde büyük rol oynamaktadır. Organik maddenin parçalanma ürünlerinin kireçli-alkalin topraklarda, fosfo-hümik bileşikleri haline getirdiği ve böylece humat ve fosfat anyonlarının yer değiştirmesi ile fosfat iyonlarının bağımsız hale gelerek P yarayışlılığının arttığı bildirilmiştir (Kacar vd 1998). Toprakta bulunan humus, fosforun yarayışlılığını şu şekillerde arttırmaktadır: 1. Toprakta humusun bulunması halinde bitkiler tarafından kolaylıkla faydalanılabilen fosfo-humik bileşikleri meydana gelmektedir. 2. Humat iyonları ile fosfat anyonları yer değiştirmek suretiyle serbest hale geçen fosfat iyonlarından bitkiler daha fazla faydalanmaktadır. 3. Fe ve Al oksitlerin etrafını kaplamak suretiyle toprakların fosfor fiksasyon kapasitelerini büyük ölçüde azaltmakta ve fosforlu ticari gübre kullanımının azalmasına imkan vermektedir.

17 Organik tarım ve diğer birçok toprak yönetim pratikleriyle ilişkili olarak beliren sorunlar içinde gözetilen organik atık ilave edilmiş topraklardaki besin maddesi döngüsü, üzerinde önemle durulması gereken bir konudur. Dolayısıyla bu çalışmanın amacı; son zamanlarda organik tarım kavramının daha da önem kazanması ile organik madde kapsamı yüksek olan bazı organik materyallerin, toprağın biyolojik özelliklerine ve enzim aktivitesine etkisini araştırmaktır. Araştırmada 6 aylık inkübasyon süresince kullanılan organik materyallerin (tütün tozu, mantar kompostu) toprağın fosfataz enzim aktivitesi ile fosfor mineralizasyonu üzerine etkilerine bakılmıştır. Ayrıca belirli dönemlerde ph, EC, organik madde, yarayışlı fosfor ve toplam fosfor değerlerindeki değişimler incelenmiştir.

18 2. KAYNAK ARAŞTIRMASI 2.1. Organik Materyaller ve Enzimlerle İlgili Yapılmış Çalışmalar Akalan (1969), topraklarda bulunan organik maddenin toprak yapısı için özel bir önemi olduğunu belirtmiştir. Araştırıcı, toprağa organik maddenin ilavesiyle granülasyonda hızlı bir artış olduğunu ve organik maddenin azalmasıyla toprak strüktüründe bozulmaların olduğunu saptamış ve topraktaki iyi bir yapının sağlanması ve sürekliliği için eksilen organik maddenin toprağa ilave edilmesi gerektiğini açıklamıştır. Chunderova ve Zubets (1969), düşük organik madde içeren topraklarda P gübrelemesiyle fosfataz aktivitesinin artığını fakat P lu gübreyle iyileştirilmiş yüksek organik madde içeren bir toprağın fosfataz aktivitesinin değişim göstermediğini belirtmiştir. Araştırıcılar, bu durumu fosfatazın inhibe olması durumunda yüksek düzeylerde PO 4 ile ilişkili olduğunu, mikrobiyel fosfatın sentezini inhibe edebileceğini ve ortafosfatın asit ve alkalin fosfataz aktivitesinin rekabetçi bir inhibitörü olabileceğini açıklamışlardır. Tabatabai ve Bremner 1969 e göre; fosfataz enzim aktivitesi P döngüsünde önemlidir. Çünkü, PO - 4 ın serbest kalmasıyla bitki alımı için P sağlanmış olur. Fosfomonoesterazlar sırasıyla asit ve alkali ph da optimum aktiviteye göre asit (orta fosforik monoester fosfohidrolazlar, EC ) yada alkali (orta fosforik monoester fosfohidrolaz, EC ) olarak sınıflandırılır Khan (1970), N, P, K, S gübrelerinin 40 yıl boyunca yıllık uygulamalarının toprak enzim aktivitelerini artırdığını belirtmiştir. Fakat bu artışı istatistiki açıdan önemli olmadığını belirtmiştir. 305 gün periyodunda serada tekrarlanan inorganik N uygulamalarının toprakta β-glikozidaz ve proteaz aktiviteleri üzerine önemli etkileri olmadığı da araştırma sonucunda belirlenmiştir. Halbuki, Fauci ve Dick (1994) e göre; organik iyileştiriciler enzim aktivitelerini teşvik etmektedir.

19 Petronko ve Neal (1973), rizosfer bölgesinde fosfataz aktivitesinin fazla olduğunu ve bunun kök bölgesinde mikrobiyal yoğunluğun yüksek olmasından ve rizosfer bölgesinde mikroorganizmaların yüksek fosfataz aktivitelerinin fazla olmasından ileri geldiğini belirtmişlerdir. Arutyunyan vd (1974), fosfataz aktivitesinin toprak derinliğiyle azalış gösterdiğini ve bu azalışın, toprak profilindeki mikroorganizmaların dağılımı ve organik madde içeriğiyle benzer olduğunu açıklamışlardır. Ateşalp (1974), tütün işleyen fabrikalardan çıkan ince tütün tozunun yaklaşık olarak % 6 potasyum (K 2 O) ve % 2 azot (N) kapsadığını belirlemiş ve sonuç olarak tütün tozunun kompost olarak kullanılmasını önermiştir. Juma ve Tabatabai (1977) e göre; topraklarda optimal fosfataz enzim aktivitesi nötral ph da gerçekleşir. Asit fosfataz enzim aktivitesi asit karakterli, alkali fosfataz enzim aktivitesi ise alkali karakterli topraklarda baskındır.araştırıcılar bu sonucu gösteren tabloyu aşağıdaki şekilde vermişlerdir. Toprak ph Org.C(%) Kil (%) Silt (%) Fosfataz Enzim Aktivitesi Asit Alkali Harps 7,8 3, Okoloji 7,4 5, Webster 5,8 2, Burns (1978), ekstrasellüler enzimlerin, topraklarda organik materyallerin parçalanmasından sorumlu toprak enzimleri olduğunu ve toprağa yapılan organik materyal girdisinin bu enzimleri artırdığını yine bu artışın organik materyalin çeşidine göre önemli farklar gösterdiğini belirtmiştir.

20 Sungur (1978), Ankara da laboratuar koşullarında saksı denemeleriyle yürüttüğü bir yıllık araştırmasında tütün tozunun gübre değerini saptamış ve asit (ph 4.8), tuzsuz ve tınlı tekstürlü toprakları kullanmıştır. Test bitkisi olarak yonca kullanmıştır. Araştırmada kullanılan ince ve kaba nitelikteki tütün tozlarında yaptığı analizlere göre tespit edilen besin elementleri sırasıyla; % N ( ), % P ( ), % K ( ) ve ph ( ) olarak bulunmuştur. Araştırıcı, tütün tozunun yüksek dozlarının toprak ph sını bir ölçüde (4.75 den 6.60 a kadar) yükselttiği ve artan miktarlarının yonca ot verimini belirli oranlarda artırdığını, bu verim artışı kaba tozda daha fazla olduğunu ve 3 ton/da lık dozun 2 ton/da lık ahır gübresine yakın verim artışı sağladığını da tespit etmiştir. Kaya (1982), organik maddenin toprağın fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinin iyileştirici etki yaptığını ortaya koymuştur. Aynı zamanda organik atıkların ayrışmasıyla açığa çıkan ayrışma ürünlerinin polimerizasyonu sonunda oluşan humin asitlerin, şelatlaşma özelliklerinden dolayı topraktaki mineral elementlerin özellikle de ağır metallerin ve fosforun alımını kolaylaştırdığını bildirmiştir. Hedley vd (1983) e göre; çözünebilir inorganik P oranının azalması ve kök yoğunluğunun artması sonucunda P eksikliğinin artması rizosferdeki fosfataz aktivitesini artırır. Dick (1984), uzun süre sürüm yapılmayan topraklarda enzim aktivitesi oranını araştırmıştır. Geleneksel sürüm yapılan topraklarla kıyaslandığında, sürüm yapılmayan toprakların üst 0,075 m toprak profilinde alkali ve asit fosfataz aktivitesinin yüksek olduğunu belirtmiştir. Lohr vd (1984), taze atık mantar kompostu ve bekletilmiş atık mantar kompostunun fiziksel ve kimyasal özelliklerini karşılaştırmışlardır. Taze ve olgun mantar kompostunun hacim ağırlığı, gözenek miktarı, suyla doygunluk ve hava boşluğu değerlerininin bitki yetiştiriciliği yönünden uygun olduğunu ancak her iki atığın tuz kapsamının yüksek bulunduğunu belirlemişlerdir. Araştırmacılar taze atık mantar

21 kompostunda NH 4 -N miktarının oldukça yüksek olduğunu saptamışlar, atıkların yapısında K, Ca ve Mg yönünden dengesizlikler olduğunu belirlemişlerdir. Nannipieri (1983), toprağa ilave edilen organik materyallerin topraklardaki enzim aktivitesini artırdığını dolayısıyla toprak enzim aktivitesinin topraktaki organik madde miktarındaki artışa paralel olarak arttığını ve bu durumun toprak mikrobiyota populasyon dinamikleriyle direkt ilişkili olduğunu belirtmiştir. Özgüven ve Kaya (1984), yaptıkları araştırmada Adana sigara fabrikalarından çıkan tütün atıkları üzerine çalışmışlardır. Araştırmada ele alınan mısır, susam, buğday ve kolza bitkilerinde tütün atıklarının verim artışına neden olduğunu saptamışlardır. Ayrıca tütün atıklarının bitki besin maddesi içeriklerinin % 1-3 azot (N), % fosfor (P), % potasyum (K), % kalsiyum (Ca) ve % magnezyum (Mg) şeklinde bir dağılım gösterdiğini bildirmişlerdir. Perucci vd (1984), farklı ürün atıklarının toprağa verilmesiyle enzim aktivitesindeki farklılıkları araştırmışlardır. Tütün ve ayçiçeği artıkları birçok enzim aktivitesinde artışa, domates artığı ise sadece amilaz ve fosfodiesteraz aktivitesinde artışa neden olduğunu saptamışlardır. Satchel ve Martin (1984), fosfataz aktivitesinin yer solucanları ve diğer toprak hayvanları tarafından da etkilenebileceğini belirtmişlerdir. Çalışmalarında, yer solucanı bulunan toprakla, kontrol toprağını enzim aktivitesi yönünden karşılaştırmışlardır. Yer solucanlarının toprakta mevcut olması yer solucanı olmadan kontrol substrat örneklerine göre fosfataz aktivitesi daha çok artmıştır. Sonuçlar, yer solucanlarının toprakta bulunması enzim aktivitesini artırdığını göstermiştir. Benzer çalışma Weiss ve Trespendorfer (1993), tarafından yer solucanlarının enzim aktivitesi üzerine etkisini araştırmak için yapılmıştır.bu çalışmada da sonuçlar yer solucanlarının olduğu bir çok toprak örneğinde kısa dönemde fosfataz, dehidrogenaz, proteaz ve nitrogenaz aktivitesinin arttığını göstermiştir.

22 Wang vd (1984), atık mantar kompostunun tarımda kullanılmasına ilişkin yaptıkları çalışmalarında, artan düzeylerde (20, 100 ve 200 ton/ha) uygulanan atık mantar kompostunun, fasülye ve salatalıkta ürün miktarını artırdığını, soğanda ise düşürdüğünü saptamışlardır. Buna karşın atık mantar kompostunun, lahana, turp ve domatesin ürün miktarına önemli bir etkisi olmadığını belirtmişlerdir. Sayın vd (1985), tütün tozunun içerdiği zengin besin elementleri dikkate alınarak çeşitli dozlardaki tütün tozunun patates (Cosima) verimine etkisini araştırdıkları çalışmada, tütün tozunun kontrol toprağına göre patates verimini % 24.5 artırdığını saptamışlardır. Brohi ve Durak (1986), tütün tozunun organik gübre olarak değerlendirilmesi konusunda yaptığı araştırmalarında, tütün tozu, 0, 1, 2, 5, 10 ton/da olacak şekilde toprağa karıştırılmış ve bezoytasa buğdayı ekmişlerdir. Buğday hasadından sonra da Riba çeltik çeşidi ekmişlerdir. Alınan sonuçlara göre, tütün tozu hem buğday hem de çeltik verimini artırmıştır. Buğday için 5 ton/da ve çeltik için daha fazla tütün tozu önerilmiştir. Bu çalışmanın arazide tekrarlanmasından sonra çiftçiye tütün tozunun kullanımı konusunda öneri getirilmiştir. İncekara (1986), Tokat sigara fabrikasından sigara imalatı sırasında ortaya çıkan tütün atığının organik gübre olarak değerlendirmek amacıyla bölgenin 6 büyük toprak grubunu ele alarak yaptığı sera denemesinde tütün atığının 5 ton/da düzeyine kadar yetiştirilen buğday bitkisinin kuru madde verimini artırdığını belirlemiştir. Aynı zamanda 5 ton/da düzeyine kadar olan tütün atığı dozlarının daha sonra ekilen çeltik bitkisinin hem kuru madde verimini hem de dane verimini önemli miktarda artırdığını saptamıştır. Sacigaric vd (1986), tütün tozunun Ficus türleri üzerine etkisini araştırmışlar ve bu amaçla 800 g toprak içerisine 63, 87, 118 g tütün tozu karıştırmışlar, plastik ve toprak saksı kullanarak bitki yetiştirmişlerdir. Deneme sonunda tütün tozunun bitki boyunda 2-3 aydan sonra, yaprak sayısında 1-2 aydan sonra artışa neden olduğunu ve toprak saksılarda plastik saksılara oranla daha iyi gelişme görüldüğünü bildirmişlerdir.

23 Tugay (1986), sigaralık tütünlerin kimyasal bileşimleri üzerine yaptığı çalışmada, Şark tipi tütünlerde % kül, % 2.65 toplam azot, % 2.33 potasyum (K 2 O) ve % 0.47 fosfor (P 2 O 5 ) bulunduğunu belirtmektedir. Kuru tütünde % su ve % kuru madde bulunmaktadır. Kuru maddenin de % kadarı organik maddedir. Külün üçte birini de K 2 O ve CaO oluşturduğunu ifade etmiştir. Devonald (1987), atık mantar kompostunun yetiştirme ortamı olarak kullanım olanaklarını araştırmak için iki ayrı kaynak üzerinde araştırma yapmıştır. Araştırıcı atık mantar kompostu analizlerinde bor, bakır ve çinkonun değişebilir oranlarının % 25 den daha az olduğunu buna karşın elektriksel iletkenlik ve ph nın atık mantar kompostunda yüksek olduğunu belirtmiştir. Dick vd (1988a);Verstraete ve Voets (1977); Martens vd (1992); Jordan vd (1995), yeşil gübrelerin, ürün artıklarının artan düzeylerde toprağa uygulanmasının, ıslah edilmemiş topraktaki enzimlerin geniş bir kısmının aktivitesini önemli ölçüde arttırdığını saptamışlardır. Araştırıcılar, organik artıklarla iyileştirilmiş topraklardaki aktivite artışı, organik kaynaklardan enzimlerin direkt eklenmesinden ayrı olarak mikrobiyal aktivitenin teşviki nedeniyle olabileceğini vurgulamışlardır. Dick vd (1988b), Amerika, Batı Oregon da ağaç kesimi yapılmış bir ormanda kompakte olmuş topraklara uygulanan çeşitli toprak sürüm uygulamalarının etkilerini karşılaştırmışlardır. Uygulamaların başlamasından 4 yıl sonra, fosfataz aktivitesi iyileştirilmiş toprağa göre kompakte olmuş toprakta büyük ölçüde daha düşük olduğunu ve test edilen bütün enzimlerin (fosfataz, amidaz, dehidrogenaz ve arilsülfataz) toprağın cm derinliğinde % 41 den % 75 e varan oranlarda olumsuz etkilendiğini rapor etmişlerdir. Gispert ve Arcara (1988), topraktaki enzimlerin toprağın fizikokimyasal özellikleri tarafından etkilenebilceğini ve üreaz, fosfataz, proteaz aktivititeleri arasında iyi bir korelasyon olduğununu belirtmişlerdir.

24 Gupta ve Germida (1988), toprak enzimlerinin sürüm uygulamalarına nasıl bir tepki verdiğini belirlemek amacıyla yaptıkları çalışmalarında; çim alanına yakın olan kültive edilmiş Kanada topraklarını 69 yıl boyunca karşılaştırmışlar ve kültivasyonun fosfataz (% 49) ve arilsülfataz (% 65) aktivitesini olumsuz etkilediğini bulmuşlardır. Araştırıcılar; koruyucu sürüm uygulamaları, geleneksel sürüm sistemlerine göre daha az toprak sorunları oluşturup ve yüzey toprağında daha yüksek düzeylerde enzim aktivitelerine sahip (<10 cm derinlik) olduğunu belirtmişlerdir. Haynes ve Swift (1988) e göre; kireç ilavesi genellikle proteaz ve sülfataz aktivitesini artırırken, fosfataz aktivitesini azaltmıştır. Rejsek (1988), toprakta fosfataz aktivitesini etkileyen faktörlerin toprak nemi, sıcaklık, toprak strüktürü, ph, organik ve kolloid madde içeriği, bitki örtüsü, organik madde miktarı ve inhibitör-aktivatörlerin varlığı olduğunu belirtmiştir. Brohi (1989), Tokat Sigara Fabrikası atıkları üzerinde yaptığı çalışmada tütün tozunu 0, 1, 2, 3, 4, 5 t/da hesabıyla toprağa karıştırıp yağmurlama sulama yaptıktan 1 ay sonra çim bitkisi yetiştirmiştir. Araştırıcı, birinci ve ikinci biçimde tütün tozunun kontrole oranla yeşil çim içeriğinin artırdığını ve en yüksek artışın hem birinci hem ikinci biçimde 4t/da tütün tozu uygulamasından elde edildiğini saptamıştır. Brohi (1989 ve 1991), tarafından sigara fabrikası atığı (tütün tozu) ile yapılan araştırmalarda; artan düzeylerde uygulanan atığın farklı oranlarının çim, buğday, mısır, çeltik ve patates bitkilerinin ürün miktarları üzerine olumlu etkileri olduğunu belirlemiştir. Ayrıca sigara fabrikası atığının toprağın organik madde başta olmak üzere fosfor ve potasyum kapsamını arttırdığını saptamıştır. Guan (1989), fosfataz aktivitesinin organik atıkların uygulanmasından sonra önemli bir artış gösterebildiğini ifade etmiştir. Grocholl ve Ahrens (1990), toprakların mikrobiyal aktivitesi üzerine toprak işlemenin etkisini araştırmışlardır. Pullukla işlenen toprakların alt-üst edilmeden yapılan sürüm

25 uygulamalarına göre fosfataz aktivitesi daha düşük bulunmuştur. Benzer araştırma Hayness ve Knight (1989), tarafından yapılmıştır. Araştırmacılar, sürüm yapılan topraklar ile sürüm yapılmayan toprakların enzim aktivitesini araştırmışlardır. Fosfataz aktivitesinin, sürüm yapılmayan topraklarda 0,1-0,2 m derinlikte daha yüksek bulmuşlardır. Sürüm yapılmamış üst 0,075 m toprak derinliğinde fosfataz aktivitesi, C ve N mineralizasyonu, organik madde içeriği, mikrobiyal biyomas N u nun artış gösterğini saptamışlardır. Picthel vd (1990), farklı enzim aktivitelerinin inhibe olmasının kül oranıyla ilişkisini araştırdıkları çalışmalarında; fosfataz, sülfataz, dehidrogenaz ve invertaz akitvitelerinin inhibe olmasının kül oranın artmasıyla artış gösterdiğini bulmuşlardır (0 ile % 20 w/w), buna rağmen katalaz aktivitesinin 28 günlük bir inkübasyonda etkilenmediğini gözlemlemişlerdir.toplam bakteri, mantar ve aktinomiset sayımlarında ve solunumda karşılıklı bir azalma olduğunu saptamışlardır. Bu sonuçların, külde bulunan bazı ağır metallerin yüksek konsantrasyonlarından muhtemel olarak kaynaklanmakta olduğunu belirtmişlerdir.(cu, Cd, Al, Zn, Ni gibi). Sonuç olarak; toprak düzenleyici verilmesinin etkisinin saptanmasında toprak tipinin önemli olduğu ve toprak enzim aktiviteleri toprak sağlığı üzerine bu iyileştiricilerin etkilerinin ayrımında özellikle kullanılması gerektiğini belirtmişlerdir. Bonmati vd (1991), topraklarda fosfataz enzim aktivitesi üzerine yaptıkları çalışmada, toprak örneklerini 1 yıl boyunca oda sıcaklığında muhafaza etmişlerdir. Araştırmalarında toplam azot, organik karbon, proteaz ile fosfataz arasında bir kolerasyon olduğunu ileri sürmüşlerdir. Brohi (1991), tütün tozunun organik gübre olarak değerlendirme olanaklarını araştırdığı çalışmasında farklı tekstürdeki topraklara artan oranlarda tütün tozu uygulamıştır. Bitkisel materyal olarak buğday, çeltik, mısır ve çim bitkisinin ele alındığı çalışmada, bitki çeşidine bağlı olarak optimum tütün tozu seviyesinin farklılık gösterdiği, ancak çim bitkisinin kuru madde miktarında artan tütün tozu seviyesine bağlı olarak sürekli bir artış olduğunu belirtmiştir.

26 Sing vd (1991), çeltiksapı, bitki yaprakları ve toprak kullanarak hazırlanan kompostun üre, kaya fosfat ve pirit ile zenginleştirerek kullanılmasının etkinliklerini belirlemek amacıyla yaptıkları tarla denemesinde bitkisel materyal olarak buğdayı ele almışlar ve sonuç olarak buğdayın sap, dane verimi ile azot ve fosfor alımı üzerine, zenginleştirilerek hazırlanan kompostun daha etkili olduğunu belirlemişlerdir. Ayrıca zenginleştirilmiş kompost kullanılması durumunda kimyasal gübre kullanımından tasarruf sağlanabileceğini belirtmişlerdir. Anonymous (1992), toprağa uygulanan organik materyaller ve kompostların toprağın fiziksel ve kimyasal özelliklerini iyileştirmesi yanında mikrobiyal aktiviteyi de artırdığını, organik materyal uygulanmayan topraklara oranla uygulananlarda mikrobiyal aktivitenin 3 kat fazla olduğunu belirtmektedir. Martens vd (1992), toprağa kümes gübresi, evsel atık çamur, yonca ve saman artığı karıştırmışlar ve ölçümü yapılan bütün toprak enzimlerinin aktivitelerinin arttığını belirlemişlerdir. Araştırmacılar aktivitelerde gözlenen artışın toprak humus kapsamındaki artış üzerine, enzim fraksiyonunun birleşmesi ve korunması nedeniyle olduğunu ileri sürmüşlerdir. Arcak ve Haktanır (1991), Orta Anadolu da Ankara koşullarında oluşmuş kahverengi büyük toprak grubuna ait orta kalevi reaksiyonlu topraklarda pirofosfataz aktivitesinin dağılımını ve bu toprak örneklerinde inkübasyon sıcaklığı, inkübasyon süresi, substrat konsantrasyonu ve substrat ph sındaki değişikliklerin enzim aktivitesi üzerine yaptıkları çalışmada, 0-5, 5-15 ve cm derinliklerden alınan toprak örneklerinde pirofosfataz enzim aktivitesinin yüzeyden pulluk derinliğine inildikçe azaldığını saptamışlardır. İnkübasyon sıcaklığının 0 C den 30 C ye yükseltilmesi ile aktivitede artış olduğunu, 30 C den daha yüksek sıcaklık derecelerinde ise aktivitenin azaldığını belirtmişlerdir. Araştırıcılar, değişik substrat ph larında bu toprağa ait en yüksek pirofosfataz aktivite değerinin ph 6.0 da olduğunu ve inkübasyon zamanına bağlı olarak pirofosfataz enzim aktivitesinin arttığını, substrat konsantrasyonuna bağlı olarak aktivitenin yükseldiğini rapor etmişlerdir.

27 Tarafdar vd (1992), rizosfer bölgesinde asit ve alkali fosfataz aktivitesindeki artışın kök ve mikrobiyal kaynaklı olduğunu saptamışlardır. Kirchner vd (1993), enzim aktivitesine ve mikrobiyal biyokütleye azotlu gübrelemenin ve yeşil gübrelemenin etkisini araştırdıkları çalışmalarında, gübreleme yapılmış topraklar da gübrelenmemiş topraklara kıyasla asit fosfataz aktivitesi daha yüksek bulunmuştur. Diğer taraftan, yeşil gübreleme yapılmış topraklarda azotlu gübreleme yapılmış topraklara oranla alkali fosfataz aktivitesinin daha yüksek olduğunu tespit etmişlerdir. Saa vd (1993), sıcaklık karşısında enzim aktivitesinin nasıl etkilendiğini belirlemek için yaptıkları çalışmalarında; kontrollü orman yangınında toprağın 5 cm lik üst katmanında <50 C sıcaklıkta fosfataz aktivitesinin etkilenmediği gözlenmiş, fakat toprak sıcaklığının daha çok yükselmesine sebep olan aşırı sıcaklığın 10 cm derinlikte toprak enzim aktivitelerini önemli derecede azalttığını belirlemişlerdir. Bu sonuçlar, termal stresin derecesini değerlendirmede, enzim aktivitelerinin duyarlı birer indikatör olduğunu göstermiştir. Arcak ve Haktanır (1994), farklı vejetasyon uygulaması altındaki toprak örneklerinde (elma, çam, yonca, buğday ve nadas) üç farklı derinlikte (0-5, 5-15, cm) alkali ve asit fosfataz enzim aktivitelerini araştırmışlardır.araştırıcılar, her iki aktivitenin de yüksek değerlerine yonca yetiştirilen parsellerde, en düşük aktivite değerine ise buğday parselinden alınan örneklerde 0-5 cm derinlikte saptamışlardır. Derinliğe bağlı olarak alkali fosfataz aktivitelerinde artış dikkat çekmiştir.yonca ve nadas parsellerinden alınan örneklerde aktiviteler derinliğe bağlı olarak azalırken, elma, çamlık ve buğday parsellerinden alınan örneklerde dağılım tam tersi olmuştur. Araştırıcılar, yonca ve nadas alanlarında daha yüksek alkali fosfataz aktivitesinin saptanmasını bu iki parselin 0-5 cm derinliklerde organik maddenin biraz daha yüksek oranda bulunması nedeniyle olduğunu ve enzim aktivitelerinin, toprak derinliğine ve bitki desenine bağlı olarak farklılık gösterdiğini açıklamışlardır.

28 Arcak ve Haktanır (1994), değişen oranlarda fosforlu gübre uygulanmış topraklarda pirofosfataz enzim aktivitesi üzerine substrat konsantrasyonunun, ph nın, inkübasyon sıcaklığı ve süresinin etkisini araştırmışlardır. Farklı dozlarda fosforlu gübre (3, 6, 9 kg P 2 O 5 /da) uygulaması yapılmış toprak örneklerinde substrat konsantrasyonunu 15 mm dan 70mM a yükseltilmesi ile pirofosfataz enzim aktivitesinde artış belirlemişlerdir.gübreli ve gübresiz toprak örneklerinde 70 mm üzerindeki substrat konsantrasyonlarında reaksiyon hızının azalması önemli olup, yüksek substrat konsantrasyonu pirofosfataz enzim aktivitesini engellemiştir. Pirofosfataz aktivitesinin substrat ph sının 4.5 dan 6.0 ya değişmesi ile arttığı, ph nın daha yüksek düzeylerinde ise azaldığını saptamışlardır.araştırmacılar, dekara 9 kg P 2 O 5 ilave edilen parsellerden 0-5 cm derinliklerden alınan toprak örneklerinde pirofosfataz enzim aktivitesinin 30 C lik inkübasyon sıcaklığında maksim düzeye ulaştığını belirtmişlerdir. Chen vd (1994), kuvvetli asit, hafif asit ve hafif alkali toprakların inorganik P alım kapasitelerinde kompost uygulamasının etkisini araştırmışlardır. Sığır ve domuz atığından yapılan kompost ile saman atıklarını kullanmışlardır. Sonuçlar bu üç kompost çeşidinin de inorganik P alım kapasitesini azalttığını göstermiştir. Kompostlaştırılmış samanlar toprakların inorganik fosfor alım kapasitesini azaltmada en fazla etkiye sahip olduğu ve bunu sığır ve domuz kompostları izlediğini belirtmişlerdir. Genel olarak, kompostlarda inorganik P ve organik fosfor içerikleri yüksektir ve organik fosfordaki C oranları düşüktür. Bu nedenle, inorganik P alım kapasitesini azaltmada kompostun önemli bir etkiye sahip olduğunu ifade etmişlerdir. Araştırıcılar, kompost uygulamasıyla toprakların P alınabilirliğini artırılabileceği beklenirken, aynı zamanda P lu gübrelerinin etkinliğini artırılabileceği sonucuna da varmışlardır. Deng (1994), toprak işleme ve atık uygulamasının toprakta, önemli biyolojik, kimyasal ve biyokimyasal değişimlere neden olduğunu ve büyük miktarda selülozun toprağa verildiğini belirtmiştir. Garcia vd (1994), toprak enzim aktivitelerinin İspanya nın kurak bir bölgesinde daha nemli bölgelerine göre daha düşük olduğunu ve ayrıca dehidrogenaz, proteaz (N-abenzoil-L-argininamid substratı), fosfataz ve β-glukozidaz aktivitelerinin toplam