SULAMA SUYUNDA ARANAN ÖZELLİKLER

Transkript

1 SULAMA SUYUNDA ARANAN ÖZELLİKLER Sulamada kullanılan sular, gerek yüzey suları gerekse yer altı suları olsun saf değildir. Yer altı suları biriktikleri yere ulaşıncaya kadar geçen safhada veya biriktikleri aküferde temas ettikleri jeolojik yapıda bulunan eriyebilir maddeleri eriterek bünyelerine alırlar. Bunlar genellikle tuzlardır. Yüzey suları ise buna ilaveten kaynaktan çıktıktan sonra temas ettikleri yüzeyler ile akarsu yatakları boyunca ve biriktikleri yerlerde çevrenin etkisinde kalarak kirlenirler, insan, hayvan ve endüstri atıkları karışabilir. Sulama suyu içerisinde bulunan maddeler, özellikle kimyasal maddeler, sulanan bitkiyi ve toprağı etkiler. Bu etki iklim özellikleri, toprak özellikleri, bitki cinsi ve uygulanan sulama metoduna göre değişir. Kurak ve yarı kurak iklim bölgelerinde sulama sonucunda ağır bünyeli, az geçirgen topraklarda tuzlaşma ve alkalileşme olabilirken, kış yağışlarının bol olduğu geçirgen topraklarda bu tehlike yoktur veya daha azdır. Bazı bitkiler çok az tuz birikmesine hassasiyet gösterirken bazıları daha dayanıklıdır. Su kayıplarının fazla olduğu sulama metodları uygulandığında yeterli drenaj sağlanmazsa topraklar daha çabuk tuzlulaşabilir. Sulama suyu kalite yönünden değerlendirilirken üç husus göz önüne alınır: Fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikler. Bunlardan kimyasal özellikler kurak ve yarı kurak bölgelerde biyolojik özellikler de atık suların sulamada kullanıldığı veya sulama suyuna atık suların karıştığı bölgelerde önemlidir. Sulama suyu kalitesi başlı başına ayrı bir konudur. Sulama verim arttırıcı önemli bir faktör olmakla birlikte kalitesi uygun olmayan su ile gerekli tedbirler alınmadan yapılan sulama neticesinde topraklar tuzlulaşıp çoraklaşarak tamamen elden çıkabilir. FİZİKSEL ÖZELLİKLER Sulama suyunun iki fiziksel özelliği sulama yönünden önemlidir. Suyun sıcaklığı ve suyun taşıdığı askı maddeleri.burada önemli olan suyun kaynaktaki değil, tarlaya yani bitkiye verdiği andaki sıcaklığıdır. Bitkilerin sulama suyu sıcaklığına karşı tepkileri cinslerine göre farklılık gösterir. Bazı bitkiler hassasiyet gösterirken bazıları önemli ölçüde etkilenmez. Genel olarak bitkinin sulama suyu sıcaklık istekleri şöyledir: Optimum sıcaklık: 25 0 C Maksimum sıcaklık: 35 0 C Minimum sıcaklık: 15 0 C

2 Yüksek sıcaklığa sahip sular, kaplıca vb. sıcak su kaynaklarından gelen sulardır. Suyun iletilmesi sırasında kanal ve arklarda meydana gelen buharlaşma nedeniyle çevreden aldığı buharlaşma ısısı dolayısıyla kısa sürede sıcaklığı düşer. Bu nedenle sıcak sular önemli bir sorun teşkil etmez. Düşük sıcaklıktaki sulama suları genellikle yer altı sularıdır. Kuyulardan çıkarılan sular hemen tarlaya verildiğinde veya kuyudan çıkarıldıktan sonra toprak altından borularla tarlaya iletildiğinde sorun olabilir. Açık kanallarla uzun mesafelere iletilen sular iletim sırasında normal sıcaklığına ulaşır. Baraj ya da akarsularda saptırılan sulama sularında herhangi bir sorun olmaz. Düşük sıcaklıktaki sulama suyu sıcaklığa hassas bitkilerde büyümenin yavaşlamasına neden olur. Soğuk sulama suyuna karşı hassas bitkiler, salatalık, fasulye, kavun, karpuz ve çeltiktir. Suyun ilk verildiği tavalarda vejetasyonun zayıf olması bunun açık delilidir. Sulama suyunun taşıdığı askıda maddeler yani sediment, sulama kanallarının tabanına çökerek suyun akışını olumsuz etkileyip kanal kapasitesini düşürür, bakım masraflarını arttırır, yağmurlama ve damla sulama gibi basınçlı sulama sistemlerinde tıkanmalara neden olacağı için filtre ihtiyacı doğurur. Diğer taraftan sulama suyu ile taşınan sedimentin toprağı iyileştirici rol oynaması bunun olumlu yanıtıdır. KİMYASAL ÖZELLİKLER Sulama suyunun en önemli özelliği kurak ve yarı kurak bölgelerde kimyasal özelliğidir. Bu önem su içerisinde bulunan erimiş tuzlardan kaynaklanmaktadır. Tuz ihtiva eden su ile sulanan arazilerde su, bitki tarafından tüketilerek veya toprak yüzeyinden buharlaşarak ayrıldığında suyun taşımış olduğu tuzlar çökerek birikir. Biriken tuz miktarı belirli seviyeyi aşınca hem bitki yetişmez olur hem de toprağın özelliklerini olumsuz yönde etkiler. Sonuçta topraklar tuzlulaşıp çoraklaşarak tarım dışı kalır. Sulama suyundaki tuzlar genellikle Na, K, Ca, Mg katyonları ile karbonat, bikarbonat, klor ve sülfat anyonlarının meydana getirdiği tuzlardan oluşur. Toprakta en fazla bulunan tuzlar, genellikle Sodyum klorür, Sodyum sülfat, Sodyum bikarbonat, Magnezyum klorür. Sulama suyunda bulunan katyonların en önemlisi Sodyum, anyonların ise bikarbonattır. Her ikisinin birlikte fazla oranda bulunması zamanla toprakta soda oluşumuna neden olur. Toprakta soda birikmesi değişebilir sodyum oranının artmasına ve toprağın alkalileşmesine neden olur. Bu ise toprağın fiziksel özelliğini olumsuz etkileyerek toprak strüktürünü bozar, geçirgenliğini azaltıp, havalanmasını önler.

3 Sulama suyunda önemli miktarlarda bulunan bu iyonların dışında çok az miktarda dahi bulunması bitkiye zarar veren, onları zehirleyen mikro elementler bulunabilir. Bunların en önemlisi bor elementidir. Bu hususlar göz önüne alındığında kimyasal özellik itibarıyla sulama suyunun kalitesini belirleyen unsurlardan en önemli 3 tanesi şunlardır: 1. Toplam eriyebilir tuz oranı 2. Sodyum oranı 3. Zehirli element Bor varlığı ve miktarı ERİYEBİLİR TUZ ORANI Toprakta biriken tuzlar, eriyerek kök bölgesindeki toprak suyunun konsantrasyonunu artırırlar. Toprak suyunun tuz konsantrasyonu belirli sınırı aşınca ortaya çıkan osmotik basıç nedeniyle bitkiler toprak suyunu alamayıp ölürler. Herhangi bir çözelti veya sulama suyundaki tuz miktarının gravimetrik yollarla ölçülmesi çok zaman alıcı, pahalı ve zordur. Bu sakıncaları ortadan kaldırmak için suyun elektriksel iletkenliğini ölçecek tuz konsantrasyonunu hesaplama yöntemi geliştirilmiştir. Saf su elektriği iletmez. Su içindeki iyon miktarı, yani tuz konsantrasyonu arttıkça suyun iletkenliği artar. Elektrik iletkenliği ile tuz konsantrasyonu arasında doğrusal bir bağlantı vardır. Aralarındaki ilişkini ampirik yollarla bulunan katsayısı 0,64 tür. Elektrik iletkenliği, Whetson Köprüsü prensibine göre çalışan iletkenlik ölçer (Conductivitymeter) ile ölçülür ve birimi mho veya Siemens (S) tir. Mho değeri direnç birimi olan ohm un tersidir. Pratikte EC değeri olarak da adlandırılır. 1 mho=1 S=1/ohm Rakamlar genellikle birden fazla olduğu için İngilizcedeki çoğul şekliyle mhos olarak kullanılır. Bu değer suyun iletkenliği için büyük olduğundan binde biri olan milimho (EC.10-3 ) veya milyonda biri olan micromho (EC ) birimleri kullanılır. 1 mho=1*10-3 milimho/cm= 1*10-6 milimho (µmho/cm) Elektrik iletkenlik değerinin ampirik katsayı ile çarpılmasıyla sudaki tuz miktarı ağırlık oranı olarak hesaplanabilir. EC*10-6 *0,64=ppm (milyonda bir)=miligram/litre EC*10-3 *0,64= gram/litre Örneğin elektrik iletkenliği 1000 micromhos/cm (EC*10-6 =1000) olan bir sulama suyunda 1000*0,64=640 ppm=640 mg/l=0,64 g/l tuz vardır.

4 Suyun elektrik iletkenliğinin ölçülmesi çok kolay, hızlı ve maliyeti düşüktür. Sulama sularının tuzluluk dereceleri doğrudan ölçülen EC değeri ile sınıflandırılmaktadır. Tuzluluk derecesi ile ilgili olarak farklı sınıflandırmalar getirilmiştir. Bunlardan günümüze yaygın olarak kullanılanı, ABD Tuzluluk laboratuarının geliştirdiği sınıflandırmadır: Eriyebilir tuz miktarına göre sulama suyu sınıfları Tuzluluk Tuzluluk Türkçe sembol Elektrik Eriyebilir tuz Sınıfları Derecesi iletkenlik (g/l) 1. sınıf Az tuzlu T , sınıf Orta tuzlu T ,161-0, sınıf Fazla tuzlu T ,481-1, sınıf Çok fazla tuzlu T ,441-3, Sınıf Sular Her türlü toprakta o iklim koşullarında yetişebilen her bitkinin sulanmasında endişesiz kullanılabilir. Tuz oranı çok düşük olduğu için herhangi bir tuzlaşma sorunu ortaya çıkmaz. Toprakta birikecek az miktardaki tuz, sulama suyu kayıpları ile kendiliğinden yıkanır. 2. Sınıf Sular Doğal drenajı olmayan arazilerde drenaj sağlanmadığı taktirde tuzlaşmaya neden olabilir. Geçirgenliği az olan ağır topraklarda tuzlulaşma tehlikesi daha fazladır. Bu koşullar yeterince sağlanmadığı taktirde tuza hassas bitkiler olumsuz yönde etkilenebilir. 3. Sınıf Sular Her türlü arazide drenaj sistemi olmadığı taktirde kullanılmaması gereken sulardır. Drenaj olmadığı taktirde topraklar kolayca tuzlulaşabilir. Tuzlaşmanın önlenmesi için zaman zaman toprakta yıkama tedbirleri alınmalıdır. Tuza hassas bitkiler yetiştirilmemelidir. 4. Sınıf Sular Drenajı iyi sağlanmış hafif toprakların sulanmasında yıkama tedbirleri alınmak koşuluyla ancak tuza dayanıklı bitkilerin sulanmasında kullanılabilir. Diğer koşullar sağlansa bile ağır toprakların sulanmasında kesinlikle kullanılmamalıdır. Sonuç olarak bu sular normal koşullarda sulamada kullanılmamalıdır. Sulama suyu ile gelen tuzlar toprakta birikeceği için tuz oranı yüksek sularda birikme hızlı olur ve yetişen bitkileri hemen etkiler. Bu yüzden sulama suyu tuz oranı yüksek sularla sulanacak olan arazilerde yetiştirilecek bitkiler tuza dayanıklı olmalıdır. Bitkilerin tuza karşı dayanıklılıkları farklıdır. Tarla bitkilerinin en dayanıklısı arpa, en hassas olanı fasulye, bahçe

5 bitkilerinin en dayanıklısı ıspanak, en hassası soğandır. Sebzelerin tuza karşı hassas olmaları seracılıkta sulama suyu kalitesinin önemini ön plana çıkarmıştır. Sodyum Oranı Sulama suyunda bulunan katyonlardan Na un diğerlerine göre özel bir yeri vardır. Toprakta sodyum miktarının fazla olması toprağın fiziksel özelliklerini bozmasının yanında toprak reaksiyonunu alkalileştirir. Bu yüzden sulama suyunda fazla sodyum bulunması istenmez. Sulama suyunun değerlendirilmesinde eriyebilir tuz miktarından sonra ikinci önemli kriter sodyum miktarıdır. Sudaki sodyum miktarının değerlendirilmesinde buna ölçü olarak önceleri sodyum miktarının toprak alkali katyonlar toplamına oranı kullanılmıştır. Ancak sodyum zararı bikarbonat miktarı arttıkça soda oluşumu nedeniyle daha da arttığı Ca ve Mg varlığının soda oluşumunu engelleyerek sodyumun zararını azalttığı için sodyum miktarının kalsiyum ve magnezyum miktarına oranını esas alan bir değerlendirme sistemi geliştirilmiştir. Sudaki kalsiyum ve magnezyum bikarbonatla birleşerek çökelir ve onun sodyumla birleşip soda meydana getirmesini engeller. Bugün sulama suyunda sodyum miktarının değerlendirilmesinde yaygın olarak kullanılan ölçü sodyum tutulma oranıdır (sodium adsorption rate). SAR=Na/[ (Ca+Mg)/2] Sodyumun olumsuz etkisi suyun toplam tuz konsantrasyonuna göre farklıdır. Tuz konsantrasyonu arttıkça sodyumun olumsuz etkisi de artar. Sözgelimi elektriksel iletkenliği 100 µmho/cm olan bir sudaki 10 SAR değerinin etkisi ile elektriksel iletkenliği 750 µmho/cm olan bir sudaki 6 SAR değerinin etkisi hemen hemen eşittir. Bu yüzden sodyum oranları ile ilgili kalite sınıfları arasındaki sınırlar tuzluluk sınıflarındaki gibi kesin değildir. Her sınıfın alt ve üst değerleri vardır. ABD tuzluluk laboratuarının geliştirdiği sisteme göre SAR değerini esas alan dört sodyumluk sınıfı vardır. Belirli SAR değerine sahip bir sulama suyunun sodyumluluk yönünden hangi sınıfa gireceği bu suyun tuzluluk sınıfına göre değişmektedir. Mesela sar değeri 9 olduğu zaman EC değeri 2250 µmho/cm olan bir suda sodyumluk bakımından 3. sınıfa girerken EC değeri 100 µmho/cm olduğu zaman 1. sınıfa girmektedir.

6 Sodyumluluk Sınıfı Derecesi Sembol EC Değeri (µmhos/cm) SAR DEĞERLERİ 1. SINIF Az Sodyumlu 2. SINIF Orta Sodyumlu 3. SINIF Fazla Sodyumlu 4. SINIF Çok Fazla Sodyumlu S S S S4 >26 >22 >18 >14 Sodyumluluk bakımından 1. sınıf sular her özellikteki topraklarda endişe edilmeksizin kullanılabilir. İkinci sınıf sular geçirgenliği yüksek hafif bünyeli toprakların sulanmasında sorun çıkarmaz. Ancak kil oranı yüksek orta ve ağır bünyeli katyon değişim kapasitesi yüksek toprakların sulanması için uygun değildir. Üçüncü sınıf sular drenajı sağlanmış geçirgen ve içerisinde jips bulunan toprakların sulanmasında kullanılabilir. Bunun dışındaki topraklarda kullanılmamalıdır. Kullanılması gerekirse mutlaka ıslah maddeleri ile birlikte sulama yapılmalıdır. Dördüncü sınıf sular normal koşullarda sulamada kesinlikle kullanılmamalıdır. Ancak suyun tuz oranı çok düşük ise jips gibi toprak ıslah maddeleri ile birlikte sulamada kullanılabilir. Tuzluluk ve Sodyumluk arasındaki bu ilişki göz önüne alınarak aynı kuruluş tarafından hem tuzluluk hem de sodyumluluk sınıflarını bir arada gösteren bir diyagram geliştirilmiştir. Diyagramın kullanılmasında sembollerden T tuzluluk, S sodyum oranı, T 2 S 1 tuzluluk yönünden ikinci, sodyumluk yönünden birinci sınıf sulama suyunu gösterir. Sulama suyunun tuzluluk ve sodyumluk yönünden değerlendirilmesinde karbonat ve bikarbonat anyonlarının ayrıca önemli bir yeri vardır. Karbonat ve bikarbonat ile klorit anyonlarının ayrıca önemli bir yeri vardır. Karbonat ve bikarbonat iyonları, daha önce değinildiği gibi sodyum ile birleşerek soda oluşumuna ve bunun sonucunda da toprağın alkalileşmesine yol açar. Sudaki kalsiyum ve magnezyum karbonat ve bikarbonat ile birleşerek çökeldiği ve sodyum ile birleşebilecek miktarı azatlığı için, sudaki karbonat ve bikarbonat gerçek değerleri ile değil kalsiyum ve magnezyum miktarların bundan çıkartılması sonucu kalan miktarı ile değerlendirilmelidir. Buna kalıcı sodyum karbonat denir.

7 Kalıcı sodyum karbonat miktarı 2,5 meq/l den fazla olan sular sulamada kullanılmamalıdır. Toprakta ve sulama suyunda klorid iyonlarının fazla olması meyve ağaçları başta olmak üzere bazı bitkilere zarar verebilir. Klorid miktarının 8 meq/l (yaklaşık 280 mg/l) den yüksek olması arzu edilmez. Zehirli elementler (Bor) Bazı elementler toprakta ve sulama suyunda çok az miktarda bile bulunduklarında bitkilere zehir etkisi yaparak onları öldürür veya verimlerini düşürür. Bu elementlerin başlıcaları Bor (B), arsenik (As), kurşun (Pb), çinko (Zn), civa (Hg), kadmiyum (Cd), selenyum (Se) dur. Bunlardan toprakta ve sulama suyunda doğal olarak her zaman bulunabilen bor elementidir. Çok sık rastlanmasa da bazı sulama sularında tuzluluk ve sodyumluluk sorunu bulunmadığı halde yüksek bor miktarı yüzünden bu sular sulamada kullanılmaz. Zehirli elementlerin etkisi, önce yaprak kenarları ve sonra damarlarında kendisini gösteren yaprak yanması şeklinde görülür. Bitkilerin bor miktarına göre hassasiyeti bitkiden bitkiye değişmektedir. Bu konuda bitkiler hassas, orta dayanıklı ve dayanıklı olmak üzere üç gruba ayrılır ve sulama sularının bor içeriği yönünden sınıflandırılmasında bu durum göz önünde bulundurulur. İçindeki bor miktarına göre sulama sularının sınıflandıırlması Sulama suyu bor miktarı (ppm, mg/l) Bor sınıfı Hassas Bitkiler Orta Dayanıklı bitkiler Dayanıklı Bitkiler (fasulye, elma, (Buğday, mısır, pamuk, (Şeker pancarı, enginar, kiraz, ayçiçeği, patates, yonca, bakla, havuç, kayısı, portakal, bezelye, domates, biber, marul, lahana, soğan) ceviz, dut) zeytin) 1. sınıf < 0,33 <0,67 <1,00 2. sınıf 0,33-0,67 0,67-1,33 1,00-2,00 3. sınıf 0,67-1,00 1,33-2,00 2,00-3,00 4. sınıf 1,00-1,25 2,00-2,5 3,00-3,75 5. sınıf >1,25 >2,50 3,75 Biyolojik Özellikler Suların biyolojik özelliğini içerisinde bulunan bakteri virüs gibi mikroorganizmaların miktarı belirler. Suların biyolojik özelliği sulama sularından ziyade içme ve kullanma suları

8 için önemlidir. Ancak suların biyolojik kirliliği belirli sınırları aşınca sulama yönünden de sakıncalı olabilir. Sularda organik kirlenme yüzey akışı sırasında gerçekleşir veya atık suların karışmasıyla meydana gelir. Organik maddeler suya karıştıktan sonra suyun içinde bulunduğu koşullara göre ayrışmaya ve çürümeye başlar. Çürüme ve ayrışma büyük oranda oksitlenme ve kısmen de redüksiyon olayları sonucunda gerçekleşir. Suda oksitlenme için oksijene ihtiyaç vardır. Su içerisinde ayrışmamış organik madde miktarı ne kadar fazla ise su o kadar kirlidir ve ayrışıp temizlenmesi için o kadar fazla oksijene ihtiyaç vardır. Suyun bu oksijen ihtiyacı kirliliğin bir ölçüsü kabul edilip kirlilik birimi geliştirilmiştir. Buna biyolojik oksijen ihtiyacı denir. Uygulamada 20 0 C de sıcaklık derecesindeki suda bulunan organik maddelerin oksitlenip ayrışması için 5 günde gerekli olan oksijen ihtiyacına BOI 5 denir ve birimi mg/l dir. Biyolojik özelliklerine göre su kalite sınıfları Kalite Kirlilik derecesi BOI 5 (mg/l) Mikrop sayısı Görünüşü (adet/ml) 1. sınıf Çok az kirli <3.0 <100 Mavi 2. sınıf Hafif kirli <10000 Yeşil 3. sınıf Fazla kirli < Sarı 4. sınıf Çok fazla kirli >14 > Kırmızı Suyun biyolojik özellikleri sulama suyu açısından göz önüne alındığında hijyenik özellikleri ön plana çıkar. Normal sulama sularında genellikle herhangi bir hijyenik sorun olmaz. Atık suların sulamada kullanılması durumunda ise suyun hijyenik özellikleri daha çok önem kazanır. Özellikle evsel atıksular, hastalıklara neden olabilecek mikroorganizma taşıdıkları için arıtma yapıldıktan sonra sulamada kullanılmalıdır. Tam arıtma mümkün olmadığı taktirde ön arıtma yapıldıktan sonra ancak bazı bitkilerin sulanmasında kullanılmalıdır. Ön arıtma koşuluyla sulanmasına müsaade edilen bitkiler: Şeker pancarı, yağ bitkileri, patates ve hububat, lif bitkileri, çayır, mera ve yeşil yem bitkileri. Sebzeler ve çiçek gibi bahçe kültürlerinin sulanmasında ön arıtma yapılmış atık sular kesinlikle kullanılmamalıdır. Atık sulardaki organik madde ve mikroorganizmalar iyi havalanan hafif topraklarda daha kolay ve çabuk ayrışırlar.

9 Hijyenik kriterlere göre sulama suyu sınıfları Etkenler 1. sınıf 2. sınıf 3. sınıf Mikroorganizmalar <500 Önemsiz Önemsiz (adet/ml) Coliform bakteriler 0 1 Önemsiz (adet/ml) Fekolcoli bakteriler ,1 (adet/ml) Euterekok bakteriler ,0 (adet/ml) Patojen Hiç yok Hiç yok Hiç yok mikroorganizmalar (adet/ml) Patojen parazitler Hiç yok Hiç yok 10 Çürüme indeksi Sulama Suyu Sınıflandırılmasının Sınırlılıkları Sulama sularının sınıflaması için verilen ölçütler, uygulayıcılardan sert eleştiriler almaktadır. Farklı iki sulama suyu sınıfı arasındaki kesin sınırların tanımlamasını yapmanın olası olmadığı hatta doğru olmadığı tartışılmaktadır. İlk sınıflandırma ölçütü yalnızca suyun iyonik bileşimine dayandırılmıştır. Toprak özellikleri, bitki türlerinin tuza dayanımları, sulama yöntemi ve tarımsal uygulamalar dikkate alınmamıştır. Her hangi bir bölgede 3. sınıf sayılan bir sulama suyu bir diğer yörede 2., hatta 1. sınıf sayılabilmektedir. Bu nedenle şimdi uygulayıcılar arasında su niteliği ölçütlerini yalnızca bir genel rehber olarak kullanmak ve suyun en son değerlendirilmesinde bitki, toprak ve iklim koşullarını dikkate almak konusunda genel bir anlaşmaya ulaşılmıştır. Toprak Koşulları Tuz birikimi toprağın hidrolik iletkenliği ile yakından ilişkilidir. Killi, ağır bünyeli bir toprağın tuzlulaşma tehlikesi, kumlu hafif bünyeli bir topraktan daha fazladır. Yüksek düzeyde sodyum içeren (SAR>10) sulama suyunun düşük hidrolik iletkenlikteki bir toprağa uygulanması, geçirgenlikte ileri ölçüde bir azalmaya neden olabilir. Bu durumda tuzlulaşma tehlikesi artar. Bununla birlikte yüksek sodyum içeriğine sahip suların uzun müddet

10 kullanılmasına karşın, tuzluluk tehlikesinin oluşmadığını gösteren örneklere Hindistan, Orta Asya ve Orta Doğu Ülkelerinde rastlanmıştır. Bu durum iyi doğal drenaj ve hafif bünyeli topraklardan dolayı ortaya çıkmıştır. Ayrıca bu alanlarda tuza dayanıklı özel bitkiler kullanılmaktadır.israil de 2300 mg/l kadar yüksek tuz içeriğine sahip sulama suları düzenli olarak yalnızca kumlu topraklarda ve damla sistemiyle kullanılmaktadır. İtalya nın bazı bölgelerinde örneğin Bari yöresinde kullanılan sulama suyu olağanın dışında çok yüksek mg/l tuz derişimine sahiptir. Ancak böyle kötü nitelikli suların kullanılması durumunda toprak verimlilik düzeyini korumak için özel işletim koşulları uygulanmaktadır. Örneğin sulamaya iki yılda bir izin verilmekte ve yalnızca iyi drenajlı, 2-3 m derinlikte profile sahip kumlu topraklar sulanabilmektedir. Sulama mevsiminde biriken tuz mm olan kış yağışları ile kolayca yıkanabilmektedir. Ancak sözü edilen bölgelerde yalnızca bazı özel bitkiler domates ve mısır başarıyla yetiştirilmektedir. Bitkilerin Tuza Dayanıklığı Sulama suyu niteliği bitkilerin tuza dayanıklılık özelliği açısından değerlendirilmelidir. Herhangi bir tuzluluk düzeyindeki toprakta tuzsuz toprak koşullarına göre verimdeki belirli bir azalma o bitkinin tuza dayanıklılığını saptamak için önemli bir ölçüt olarak kabul edilir. Ancak belli bir sulama suyu niteliği, bazı bitkilerde önemli verim azalmasına neden olurken bir kısım bitkilerde bunun karşıtı bir durum gözlenebilmektedir. Bir çok araştırmacı % 10, % 25, % 50 verim azalmasını bir ölçüt kabul ederek bitkilerin tuza dayanma sınırlarını bulmaya çalışmışlardır. İklim Herhangi bir yöredeki yıllık yağış, bitki kök bölgesindeki tuz dengesine önemli ölçüde etki eder. Kurak ve yarı kurak alanlarda bitki sulama suyu gereksinimini daha fazla sulama suyu uygulamasına ve bunun sonucu olarak tarım alanlarına daha fazla tuz girmesine neden olur. Yıllık yağışı yüksek alan yerlerde eğer drenaj sistemi yeterli ise sulama suyu niteliği dikkate alınmayabilir. Kuşkusuz kurak bölgelerde tuzlulaşma tehlikesi daha da artmaktadır. Su Niteliğinin Mevsimlik Değişmesi Sulama suyu niteliği tüm mevsimlerde durağan değildir. Değişme gösterir. Nehir, göl ve bir çok su biriktirme yapısında yaz mevsimi sonuna doğru tuz derişimi artabilir. Tuz derişiminin oransal değişimi su yapısının biriktirme kapasitesine bağlıdır. Tuz derişimi değişimi büyük bir su kütlesinde yalnızca % arasında meydana gelirken küçük havuzlarda göllerde ve rezervuarlarda % 100 e dek yükselmektedir. Örneğin Nil Nehri taşkın dönemlerinde düşük derişimde tuz taşımasına karşın, kurak sezonda tuz derişimi 2 kat

11 artmaktadır. Derin kuyu sularının tuz derişimleri çok az değişme gösterirken sığ kuyu suları önemli değişimlere uğrar. Bu nedenle sulama suları nitelikleri suyun tuz derişiminin mevsimlik değişimleri dikkate alarak değerlendirilmelidir. Tuzluluk ve Yaşam Tuzlulukla ilişkili çalışmalardaki ana düşünce tuzluluğun tüm canlı yaşamına olan etkisinin anlaşılmasını sağlayarak yaşamın hangi ölçüde tuzluluktan etkilendiğini ortaya koymaktır. Tuzluluk sorunu çok değişik yönlerde ele alınmaktadır. Çünkü tuzluluk ve yaşam ilişkisi oldukça karmaşıktır. Örneğin yeryüzünün % 70 ini kaplamakta olan okyanusların toplam tuzluluğu % 3.5 dolaylarındadır. Söz konusu tuz içeriğinin % 80 i NaCl den oluşmaktadır. Her ne kadar tuzluluk pek çok bitkinin gelişmesini engellemekte ise de dünyamızdaki toplam bitkisel üretimin çok büyük bir bölümü okyanuslarda gerçekleşmektedir. Okyanuslarda tek hücreli bitkiler dahil çok gelişmiş, boyu m ye varan ağaçlar (magrove) yetişebilmektedir. Okyanus tuz içeriğinin 6 katı tuz içermekte olan Ölü Deniz de bakteriler yaşayabilmektedir. Çok kurak çöl yörelerinde de tuzlu ortamda gelişebilen bitki türleri yaygındır. Atriplex ve Salicornia anılan koşullarda yetişen türler arasındadır. Bu durumda çok tuzlu ortamlarda bile yaşamın süregelmekte olduğu açıktır. Topraklarda rastlanan tuz miktarı, okyanuslara kıyasla oldukça düşüktür. Tuzlu topraklarda çamur süzüğünün kritik NaCl oranı % 0.5 dolaylarındadır. Bu oran okyanuslarda % 2.7 düzeyindedir. Toprak suyunda NaCl oranı % 0.5 in üzerine çıkmaya başladığı zaman tuzluluk sorunu ortaya çıkar. O nedenle tuzluluk sorunu pek çok bitki tür ve çeşidinin gelişmesinin etkilenmeye başladığı çevre ve büyüme ortamı sorunu olarak ele alınmaktadır. Tuzluluğun Bitki Gelişimine Etkileri Toprak tuzluluğunun bitki büyümesine etkisi, yetiştirilen bitkiye göre değişir. Sulama suyundan gelen veya doğrudan toprakta mevcut bulunan tuz çözeltisi bitki büyümesini farklı biçimlerde etkiler. 1. Tuz çözeltisi ozmotik potansiyeli artırarak su potansiyelini negatif olarak düşürür. Toprak suyunun kullanılabilirliği azalır. Bitki su alımında güçlük çeker. Beslenmesi zayıflar. Bu ozmotik etki veya daha genel ifadeyle fiziksel etki olarak tanımlanır. 2. Toprak tuzluluğu, kimi özel iyonların derişimlerini arttırabilir. Bunlar, ozmotik etkinin dışında bitki metabolizması üzerine toksik etkiye sahiptir. Buna özel iyonların toksik etkisi veya kimyasal etki denir.

12 3. Tuzluluk ve sodyumluluğun toprak üzerinde meydana getirdiği değişiklikler dolaylı olarak bitki gelişimini etkiler. Örneğin su alımı için metabolik enerjinin kullanılması ve verimde düşme meydana gelmesi gibi. Bu, dolaylı etki olarak tanımlanır. Tuzların bitkiler üzerindeki etkileri konusunda iki farklı görüş vardır. Bazı araştırmacılar tuz bileşimini dikkate almakla birlikte daha çok anyon türüne önem vermektedirler. Bu nedenle Klorür Tuzluluğu veya Sülfat Tuzluluğu gibi deyimler kullanılmaktadır. Diğer bir kısım araştırmacılar ise tuzların katyonlarının tür ve miktarına önem vermektedir. Anılan görüşe göre topraktaki tüm fiziksel ve kimyasal tepkimeler katyonlara bağlı olarak gelişmekte ve- dolayısıyla toprakların fiziksel ve kimyasal özellikleri katyonlara tarafından denetlenmektedir. Ozmotik Etki Genel anlamada ozmotik potansiyel, ψ s (tuzlu topraklardan suyun alınması için gerekli enerji) ve matrik potansiyel ψ m veya basınç potansiyeli ψ p (tuzsuz topraklarda doymamış veya doymuş koşullarda suyun alınması için gerekli enerji) ile ψ n (pnömatik potansiyel (toprak boşluklarındaki hava moleküllerinin taşıdığı enerji) birbirine eklenerek olağan tarla koşullarında toplam toprak su potansiyeli ψ w, belirlenir. ψ w= ψ s + ψ m + ψ n Bitki kök ortamında tuz derişiminin artmasıyla ozmotik basınç yükselir ve mutlak su içeriğinde azalma olmasına karşın, bitkiye yararlı su yavaş yavaş azalır. Bu durum ilk kez 1890 yılında tanımlanmış Fizyolojik Kuraklık diye adlandırılmıştır. Bitkiler suyu toprakta tutulandan daha büyük bir soğurma kuvveti çıkararak alırlar. Eğer bitki gerekli içsel düzenleme yapamaz ve gerektiği ölçüde kuvvet harcayamazsa yeterli su alamaz. Su gerilimi ile karşı karşıya kalır. Bu olay toprak kurduğu zaman veya tuzlu koşullarda meydana gelir. Toprak süzüğündeki tuz miktarı bitkinin harcaması gereken enerjiyi arttırır ve harcanan ek kuvvet Ozmotik Etki olarak adlandırılır. Daha basit bir anlatımla ozmotik potansiyel toprak suyundaki tuz iyonlarının taşıdığı enerji diye de tanımlanabilir. Su içerikleri aynı olan iki toprakta tuzluluk düzeyi daha düşük olandan bitki daha fazla su alabilir. Bunun nedeni tam olarak açıklanamamaktadır. Tuzların su ile yakın ilişkilerinden kaynaklandığı sanılmaktadır. Tuzluluk arttıkça suyun bitkiye yararlılığında çok önemli bir azalma meydana gelir. Kuraklıkta olduğu gibi tuzluluktan bitki zararlanması, büyüme geriliği, yaprak zararlanması ve ölümü, yalnızca yüksek tuz derişimiyle karşı karşıya uzun müddet kalınması sonunda meydana gelir.

13 Sulama aralığında toprak kururken bitkiler kök bölgesinin her bir kesiminde sürekli değişen su eksikliği ve tuzluluk etkisi ile karşı karşıya kalırlar. Sulamadan hemen sonra toprak-su içeriği kök bölgesinin her derinliğinde en yüksek eriyebilir tuz derişimi ise yaklaşık en düşük düzeylerdedir. Ancak sulama aralığında toprak suyu bitkiler tarafından kullanılırken her ikisi de değişir. Toprağın ilk katmanından fazla kök yoğunluğu nedeniyle daha çok su alır ve anılan katman sık sık sulama veya yağışla yeniden doldurulur. Sözü edilen işlem sırasında etkin bir yıkama meydana gelir. Bu nedenle toprağın ilk katmanında ozmotik etki aşağı katmanlarından daha düşüktür. Bitki toprak suyunu kullanırken kök derinliğinde yukarıdan aşağıya doğru gidereke azalan bir su tüketim deseni meydana gelir. Tuzlu koşullarda değinilen tüketim deseni değişir. Katmanlar arasında farklılaşma görülür. Kök bölgesindeki su tüketim deseni sulama programlarıyla da yakından ilgilidir. Sık sulama uygulamalarında üst toprak katmanından kaldırılan su miktarı artar ve kök derinliği daha sığlaşır. Hangi sıklıkta yapılırsa yapılsın özellikle tuzluluğun suyun yararlılığını etkilediği koşullarda sulamalar zamanında ve su geriliminden bitkiyi koruyacak miktarda yapılmalıdır. Üst toprak katmanlarının zamanında ve yeterli su verilerek sulandığı durumlarda alt katmanlardaki tuzluluk çok önemli değildir. Ancak sulama aralıkları açılırsa bitki gerekli suyun bir bölümünü aşağı katmanlardan almaya çalışır. Bu durumda bitkinin daha sonraki büyüme dönemleri eğer, sıcak ve rüzgarlı günlere denk gelirse çok yüksek bir toprak suyu açığı ve ozmotik etki ortaya çıkabilir. Böylesi koşullarda suyun alımı ve köklere doğru iletimi bitki gereksinimini karşılamaya yetecek hızda olmaz ve zararlı bir su gerilimi meydana gelir. Bir çok bitkide değinilen durum bitkisel zararlanmalara ve verim düşmelerine neden olmaktadır. Bitkiler aynı tuzluluk düzeyinden eşit ölçüde etkilenmez. Bazıları diğerlerine göre tuzlu bir topraktan suyu çıkarmaya ve soğurmaya daha yeteneklidirler. Bu nedenle tuzluluğa daha dirençlidirler. Bitkiler arasında tuz direnci (rezistansı) bakımından görülen farklılığın nedenleri henüz tam olarak anlaşılmamıştır. Ancak bitki-tuzluluk ilişkileri kültür bitkilerinin tuz dirençleri arasında 8-10 kat farkın olduğunu göstermektedir. Sulanan alanlarda yıkama yoluyla tuzluluk yetiştirilen bitkinin dayanım (tolerans) sınırlarında tutulamaz ise verimde düşmeler meydana gelir. Olay tuza daha dayanıklı bir bitki ekilmediği sürece devam eder. Özel İyonların Etkileri Özel iyonlar bitkiye toksik etki yaparak gelişmeyi ve ürün verimini olumsuz yönde etkilerler. İyonların zehirleme etkileriyle ilgili sorunlar, tuzluluk sorunundan farklıdır. Anılan sorun doğrudan bitki bünyesinde meydana gelir ve oluşmasında su eksikliğinin herhangi bir

14 katkısı yoktur. İyonların toksik etkileri olağan koşullarda toprak suyu ile birlikte alınmaları ve yaprakta transpirasyon sonucu birikmeleri yüzünden bitkiye zarar vermeleri ile ortaya çıkar. Verilen zararın düzeyi zamana, iyon değişimine, bitki duyarlılığına ve su kullanımına bağlıdır. Sulama suyunda bulunan zehirleyici etkisi olan iyonlar klorit, sodyum ve bor dur. Anılan iyonlar tek tek ve birlikte zararlı olabilir. Bitkilerin beslenme gereksinimleri ve bazı özel iyonları soğurma yetenekleri ayrımlı olduğundan sözü edilen toksik iyonların etkileri de bitkilere göre farklılıklar gösterir. Örneğin toprakta fazla bulunan kalsiyum, havuç ve fasulyelerde potasyumun alınmasını güçleştirir. Buna karşı yüksek miktarda magnezyum veya sodyum bazı ürünlerde kalsiyum ve potasyum yetersizliği yaratmaktadır. Benzer şekilde fazla miktardaki bikarbonat özellikle meyve ağaçlarında demir yetersizliği ve kloroza neden olmaktadır. Ayrıca fazla nitrat bağ ve bahçe pancarlarında aşırı büyüme yaratmaktadır. Toksik etki, çoğu kez tuzluluk ve infiltrasyon sorunları ile birlikte ortaya çıkabilir. Hatta tuzluluk düşük düzeyde olsa bile anılan durum meydana gelebilir. Sodyum ve klorit iyonları yağmurlama sulama sırasında doğrudan yapraklar tarafından soğurulabilmektedir. Yaprak soğurması toksik elementin yığışımını artırır. Bu olay tipik olarak düşük toprak suyu ve yüksek atmosfer sıcaklığının olduğu koşullarda meydana gelmektedir. Toksik iyonlar içerisinde kloritin özel bir durumu vardır. Anılan iyon protoplazma tarafından soğrulmaz ve kimyasal olarak bağlanmaz. Bitkinin hücre özünde serbest olarak depo edilir. Buna karşı sülfat ve nitrat iyonları bitkiler tarafından indirgenir ve protein yapımında kullanılır. Eğer bu iyonlar fazla miktarda alınmazlarsa hücre boşluklarında serbest iyonlar olarak toplanırlar. Toksik iyonlara ek olarak bir çok iz elementin çok küçük miktarları bile bitkilere zehirleyici etki yapar. Ancak sulama sularının büyük çoğunluğu bu iz elementlerinin çok küçük derişimlerini içerirler. Her bir iz elementin izin verilebilen sınır değerleri belirlenmiştir. Bunlar bitkilerin zararlanmasını önlemek için kabul edilen sınır değerler olarak sayılmaktadır. Toksik Etki Gösteren Elementler Klorit (Cl) Atom ağırlığı olan, 1 değerlilikli elementtir. Çözeltide daha çok sodyum klorür formunda kaya tuzu olarak bulunur. En çok deniz suyu ve doğal su kaynakları anılan tuzu içerirler. Klorürlü tuzlar içerisinde en zehirli olan magnezyum klorürdür. Klor iyonları toprak kolloidleri tarafından tutulmadığı için toprak suyu ile birlikte profilde hareket edebilir. Çoğu klor tuzlarının eriyebilirliği fazla olduğu için toprak suyunda veya drenaj suyunda derişimi

15 hızla yükselir. Kökler tarafından alınarak yapraklara kadar gelebilir. Yaprak içinde birikir. Genellikle suda bulunan klor iyonlarından ileri gelen zehirlenmeler görülür. Önceleri klor derişimi sulama sularının sınıflandırılmasında çok önemli bir ölçüt sayılmıştır. Suyun çok nitelikli sayılabilmesi için az oranda klorit içermesi bir ön koşul olarak kabul edilmiştir. Aslında klorun çok az miktarı bitki gelişimi için gereklidir. Klor iyonunun bitkilerde karbonhidrat iletimini ve stomaların açılıp kapanmasını denetlediği bilinmektedir. Yapraklarda biriken kloritin derişimi, bitkinin direnç sınırını geçerse zararlanma belirtileri ortaya çıkar. Klor zehirlenmesi ilk önce yaprak uçlarında görülür. Yaprak ucu kurur. Zehirlenme arttıkça kurumalar yaprak ucundan kenara doğru gelişir. Ölü doku miktarının aşırı biçimde artması yaprağın düşmesine veya tüm yaprakların dökülmesine neden olur. Bu belirtiler duyarlı bitkilerde yaprakta biriken klor derişimi kuru ağırlığın % oranındayken ortaya çıkmaya başlar. Ancak bu bitkiler arasında klora karşı gösterilen duyarlılık değişir. Örneğin bir çok meyve ağacında % 0.3 klorit derişiminde anılan zararlar görülmeye başlar. Bitki dokularının kimyasal analizleri kullanılarak klorit zehirlenmesine karar verilmektedir. Analizde kullanılan dokular bitkilere göre değişir. Bazı bitkilerde yaprak parçaları üzüm gibi bir kısım bitkilerde ise bazen yaprak sapları daha fazla kullanılmaktadır. Sulanan alanlarda klorit alımı yalnızca su niteliğine değil, aynı zamanda yıkama suyu miktarı ile denetlenen toprak kloritine ve bitkinin klorit salgılamasına bağlıdır. Meyve çeşitlerinde klorit dayanım düzeyleri Bitki Çeşit Yaprakta Zarar Oluşturmayan İzin Verilebilir En Yüksek Klor Derişimi me/l Sulama Suyu Avokado Guatemala Meksika Narenciye Altıntop Mandalin Tatlı Portakal Bağ Salt greek Cardinal Perlette Tek Çekirdekli Meyveler Marianna 17.0

16 Üzümsüler Çilek Böğürtlen Ahududu Lassen Shasta Çizelgedeki rakamlar sulama suyunda bulunan ve me/l birimi ile tanımlanan klorit derişimini göstermektedir. Anılan değerler yerel denemelerde değiştirilmelidir. Örneğin kahve klorite karşı dirençli bir bitki olmasına rağmen eğer sulama suyundaki klor düzeyi çok az artarsa klor birikmesinin azalması kadar yapraklarında giderek artan oranda istenmeyen yanma özellikleri meydana gelmektedir. Bu özellikler kahvenin ticari değerini önemli ölçüde etkiler. Sodyum (Na) Atom ağırlığı değerliği +1 olan bir elementtir. Dünya yüzünde en fazla özellikle alkali metallerin büyük çoğunluğunda yapı taşı olarak bulunur. Sulama sularının hemen hepsinde en azından ölçülebilecek miktarda deniz suyunda ise çok miktarda vardır. Sodyum tuzlarının yaklaşık tümü suda eriyebilir özelliktedir. Sodyum da diğer katyonlar gibi sulama suyu ile toprağa uygulandığında özellikle kil mineralleri ile tepkimeye girer. Kültür bitkileri, sodyumsuz veya çok az sodyum içeren ortamlarda olağan olarak gelişirler. Eğer sodyum gerekiyorsa miktarı çok küçük düzeydedir. Yüksek düzeydeki sodyum bitkilere zehir etkisi yapar. Sodyum zehirlenmesi klorit zehirlenmesi kadar kolayca tanınmaz. Sodyum birikmesinin zehirleyici düzeye çıkmasından önce uzunca bir sürenin geçmesi gerekir. Zehirlenme belirtileri ilk önce yaşlı yapraklarda ortaya çıkar. Tipik sodyum zehirlenmesi belirtileri kenarlara doğru yaprak yanması şeklinde kendini gösterir. Bu belirtiler yaprak ucunda meydana gelen klorit zehirlenmesinin tam tersi görünümündedir. Sodyum zehirlenmesine karşı duyarlı bitkiler olarak yaprağını döken meyveler, sert çekirdekliler, narenciye, avokado, fasulye sayılmaktadır. Meyve bitkilerinde yapraklarındaki sodyum derişimi % (kuru ağırlık) geçtiğinde sodyum zehirlenmesi görülür. Sodyum zehirlenmesine karar vermek ve zehirlenmeyi izlemek için genellikle yaprak dokusu kullanılmaktadır. Ancak toprak, su ve bitki dokusu analizlerinin birlikte yapılması doğru tanı olasılığını arttırır. Sodyum zehirlenmesini tanımak için yalnızca yaprak ayası kullanıldığı zaman zehirlenme gösteren çevreden sodyum zararı görmemiş bir bitkiden alınan yaprakların da birlikte analiz edilmesi önerilmektedir. Eğer toprakta yeterli miktarda kullanılabilir kalsiyum varsa sodyum zehirlenmesi genellikle azalmaktadır. Ortaya çıkan sodyum zehirlenmesi ya basit bir olaydır ya da

17 kalsiyum eksikliği olasılığı veya henüz araştırılmakta olan diğer etkileşimlerle iç içe geçmiş çok karmaşık bir olay olabilir. İlk çalışma sonuçları en azından birkaç tek yıllık bitkide sodyum zehirlenmesinden daha çok kalsiyum eksikliğinin meydana gelebildiğini göstermiştir. Bu bitkilerin kalsiyum nitrat veya alçı gibi materyallerle yapılan gübrelemeye tepki göstermeleriyle açıklama doğrulanmıştır. Potansiyel sodyum zehirlenmesi göstergesi SAR değeridir. Bazı Kültür Bitkilerinin Değişebilir Sodyuma Karşı Gösterdikleri Dirençler Duyarlı (ESP<15) Yarı Dayanıklı (15<ESP<40) Dayanıklı (ESP>40) Avokado Yap. Döken meyve Yeşil fasulye Pamuk Mısır Bezelye Altıntop Portakal Şeftali Mercimek Yer fıstığı Böğrülce Havuç Üçgül Şeker kamışı Soğan Çeltik Sorgum Ispanak Domates Buğday Yonca Arpa Şekerpancarı Çim Pamuk Çayırotu Sodyum iyonlarının neden olduğu potansiyel zehirlenmenin kestirilmesinde dikkatli olunmalıdır. Çünkü yüksek SAR değerine sahip sularla ortaya çıkan zehirlenme belirtileri kötü infiltrasyon koşulları yüzünden meydana gelebilmektedir. Sodyuma duyarlı olarak bilinen bir çok bitki, toprak yapısı iyi durumda tutulduğunda çok iyi gelişme gösterir. Genellikle bu bitkiler iyi durumda tutulabilirse daha yüksek ESP düzeylerine de dayanabilmektedir. Sodyum eksikliği bitkilerin potasyum alım ve kullanımlarını etkiler. Örneğin şekerpancarında gözlenen potasyum noksanlığı NaCl verilmesi ile giderilebilmiştir. Sodyum iyonunun toksik etkisi çoğu kez toprağa olan kötü etkisi ile dolaylı olarak oluşmaktadır. Toprakta artan değişebilir sodyum yüzdesi (ESP) nedeniyle kalsiyum alımı güçleşir ve bitkilerde kalsiyum noksanlığı ortaya çıkar. Bor (B)

18 Atom ağırlığı olan +3 değerlikli bir iyondur. Bor doğada bir çok formda bulunur. Özellikle boraks (tincal), kalsiyum borat (colemanite) veya borik asit olarak, sıcak maden sularında rastlanır. Hemen tüm sulama sularında değişik derişimlerde vardır. Asit sularda iyonize halde borik asit, olarak bulunurken ph sı 9.2 den yüksek olan alkali sularda hem borik asit hem de tetraborat iyonu halinde bulunmaktadır. ph 9.2 olduğu durumlarda yalnızca tetraborat oluşur. Sudaki metaborat formu daha çok ph nın 9.2 den yüksek olduğu alkali ortamlarda meydana gelir. Borun bir çok tuzu suda eriyebilir özelliktedir. Sodyuma hiç benzemeyen bor aslında bitki gelişmesi için temel elementlerden birisidir. Eğer sudaki miktarı gereken miktardan fazla ise bitkiye zehir etkisi yapar. Bir kısım bitkiler için 0.2 mg/l bor, gelişme için gereklidir. Ancak 1-2 mg/l ise zehirleme yapar. Yüzey suları kimi zaman toksik olacak düzeyde bor içerirler. Kuyu veya özellikle jeotermal alanlarda ve fay kırıklarına yakın yerlerdeki kaynak suları ara sıra toksik miktarda bor içerirler. Bor iyonu sulama suları ile toprağa eklendiğinde profilde dikkate değer herhangi bir etki yapmaz. Toprak parçacıkları tarafından tutulur ve sonra ard arda yapılan yıkamalarla profilden uzaklaştırılabilir. Sulama suyundan kaynaklanan bor sorunları topraktan kaynaklananlardan daha çok meydana gelir. Bor zehirlenmesi hemen tüm bitkilerde görülebilir. Fakat tuzlulukta olduğu gibi bitkiler arasında geniş bir direnç değişim aralığı vardır. Bor zehirlenmesi belirtileri öncelikle yaşlı yapraklarda sararma, beneklenme ve yaprak ucunda kenarlara doğru kurumalarla kendini gösterir. Kuruma ve sararmalar zamanla bor birikimi arttıkça damarlar arasından merkeze doğru gelişir. Tipik yaprak belirtilerini göstermeyen ancak bordan ciddi bir biçimde etkilenmiş ağaçlarda örneğin badem gibi dal ve gövdede zamklanma dikkate değerdir. Bir çok bitkide zehirlenme belirtileri, yaprak ayasındaki bor derişimi mg/kg (kuru ağırlık) düzeyini geçtikten sonra ortaya çıkar. Ancak duyarlı bitkilerin hepsi yapraklarında bor biriktirmez. Örneğin sert çekirdekli meyveler (şeftali, erik, badem), yumuşak çekirdeklilere (elma, armut vb.) göre bordan kolayca zarar görürler. Fakat güvenilebilir bir tanım amacıyla yapılacak yaprak analizleri için yeterli miktarda bor biriktirmezler. Bu bitkiler için aşırı bor zararlanması durumu toprak ve su analizleri ve ağacın gösterdiği belirtiler ile büyüme özelliklerinden anlaşılabilir. Bikarbonat Molekül ağırlığı , birleşme değeri -1 olan bir anyondur. Doğada su kaynaklarının dışında yaygın şekilde bulunmaz. Kalsiyum bikarbonat normal karbonattan

19 daha eriyebilir özelliktedir. Fakat durağan değildir. Sıcaklık ve buharlaşmanın artması sonucu karbondioksit kaybolur ve kalsiyum karbonata dönerek çöker. Sulama sularının çoğu bir miktar kalsiyum karbonat taşır. Bu nedenle toprakta kalsiyum karbonat depolanır. Anılan işlem sulu tarımda büyük öneme sahiptir ve toprakta kalsiyum miktarının artması sonucunu doğurur. Bitki kökleri ve mikroorganizmalar tarafından çıkarılan karbondioksit suda eridiği zaman bikarbonat derişimi artar. Ortamda karbondioksit karbonat ve bikarbonat iyonlarının artması suyun ph değerini yükselterek alkali özelliklerin hakim olmasını sağlar. Bunun sonucu olarak kalsiyum çöker ve sistemde sodyum kalır. Zaten bikarbonatın bitkiye zararlı etkisi ortamda sodyumun artmasına neden olduğu için dolaylı yoldandır. Bikarbonat iyonu tuzlu ortamlarda çok fazla miktarda bulunur. Bitkilerde sararma belirtilerinin oluşmasına neden olur. Anılan iyonun bitki beslemesi yönünden önemi çok küçüktür. Tarla bitkileri karbondioksiti gaz fazında doğrudan atmosferden, buna karşılık suda yaşayan bitkiler gerekli karbondioksiti bikarbonat formundan almaktadırlar. Diğer İyonlar Silikatlar Molekül ağırlığı dır. Doğada bolca kristal ve amorf formunda veya silikat mineralleri olarak bileşikler halinde bulunur. Sıcak sularda az alkali karbonatlarda daha fazla eriyebilir niteliktedir. Doğal sular ppm dolaylarında silikat içerirler. Toprakların ana elementidir. Sulama sularında az bulunur. Toprağın fiziksel ve kimyasal özelliklerine etkisi çok azdır. Silikat iyonu silikon formunda tüm bitkiler tarafından alınır. Özellikle çayır otları tarafından büyük oranlarda alınarak ve epiderm dokuda koruyucu bir katman olarak biriktirilmektedir. Florid (F) Atom ağırlığı 19.00, değerliği +1 olan elementtir. Florspar ve kriyolit olarak bulunur. Doğal sular özellikle sıcak kaynak suları, önemli miktarda flor içerir. Sulama sularında düşük miktarlarda bulunduğunda toprak ve bitki gelişimine etkisi ya yoktur ya da çok azdır. Asıl önemi insan beslemesi konusundadır. Küçük miktarları olağan diş gelişimi için gereklidir. Nitrit (NO 2 ) Molekül ağırlığı , birleşme değeri -1 dir. Olağan koşullarda sulama suyunda bulunmaz. Sudaki varlığı bazen durgun kuyu sularında olduğu gibi anaerobik koşulların meydana geldiğini gösterir. Organik nitrojenin nitrata oksidasyonunda nitritin bir ara basamak olduğu kabul edilmektedir. Böylece protein nitrojeni amonyağa sonra nitrite sonra da nitrata indirger. Nitrit tuzları suda erirler. Eğer sulama suyunda düşük derişimlerde bulunuyorsa

20 toprağa kimyasal olarak etki yapmaz. Yalnızca topraktaki mikrobiyal dağınıklığı arttırabilir. Kötü havalanan topraklar genellikle ölçülebilecek miktarda nitrit içerir. Nitrit derişiminin avakado ve narenciyeye zehir etkisi yaptığı çok önceki yıllarda gösterilmiştir. Sülfür (S) Atom ağırlığı ve +2 değerlikli iyondur. Pirit, demir, sülfit, kurşun sülfit, civa sülfit, galena, cinnebar ve diğerleri gibi minerallerin önemli bir parçasıdır. Doğal sularda genellikle hidrojen sülfit olarak bulunur ve çok az oranda bulunsa bile kokusu ile hemen tanınır. Bazı derin kuyu sularında önemli miktarda vardır. Bu sularda sülfat iyonu derişimi kalsiyum ve magnezyum miktarları düşüktür. Zira anaerobik koşullarda oksidasyonla sülfatın indirgenmesi ile sülfit ortaya çıkmaktadır. Doğal sulardaki derişimi ile hidrojen sülfürün toprak özelliklerine etkisi yoktur. Bu durumun iyi havalanan topraklarda sülfitin hızla sülfata oksidasyonu yüzünden meydana geldiği sanılmaktadır. Üreticilerin hidrojen sülfürlü sulara karşı önyargılı olmaları, böylesi suların bor ve sodyum gibi diğer toksik elementleri içerme olasılıklarının yüksek oluşuna bağlanabilir. Oksidasyonun hızlı olduğu koşullarda hidrojen sülfürlü suların bitkiye herhangi bir zararı olmaz. Hatta bir sülfür kaynağı olarak yararlı da olabilir. Fosfat (PO 4 ) Ortofosfat, molekül ağırlığı birleşme değeri -3 olan bir anyondur. Volkanik kayaların hemen tümünün yapı taşıdır. Toprakta küçük miktarlarda bulunur. Gübreleme amacıyla kullanılan fosfatın temel kaynağı yaklaşık her yerde bulunan kalsiyum fosfat toryularıdır. Kalsiyum fosfatın eriyebilirliği nötral ve hafif alkali koşullarda çok düşüktür. Bunun sonucu olarak bir çok doğal kaynakta yalnızca iz element olarak bulunur. Sulama suyu ile toprağa verilen çok küçük miktardaki fosfatın toprağın fiziksel ve kimyasal özelliklerine önemli bir etkisi olmaz. Büyük olasılıkla trikalsiyum fosfat şeklinde çöker. Fosfat bitki beslemede önemli bir element olduğundan suda bulunması istenir. Çoğu sulanır alanlarda fosfat eksikliği görüldüğü için dışardan süper fosfat tipindeki yapay gübreler uygulanır. Suda fosfat iyonlarının fazla bulunmasının belki de elde bilgi olmadığı için bitki üzerindeki etkisi bilinmemektedir. Demir (Fe) Atom ağırlığı olan +2 veya +3 değerlikli bir elementtir. Alüminyumla beraber en fazla bulunan metaldir. Minerallerin aşınması sırasında toprakta birikir. Demir bileşiklerinin hafif alkali sularda eriyikleri yoktur. Su içindeki derişimi ender hallerde birkaç ppm değerini geçer. Ancak, bazı kaynaklar eğer kullanma suyu ve endüstri amacıyla kullanılırlarsa zararlı olabilecek miktarda koloidal süspanse demir taşırlar. Koloidal demirin

21 topraktaki işlevi, ince toprak parçalarını birleştirerek daha büyük agregatlar yapmaktır. Toprakta bitkiler için yeterli demir bulunur. Klorosiz olayı topraktaki demir eksikliğinden çok, bitkinin demir alımındaki yetersizliğinden kaynaklanır. Alüminyum (Al) Atom ağırlığı olan +3 değerlikli, doğada en fazla bulunan ve kil minerallerinin önemli bir elementidir. Hafif alkali sularda erimez. Ancak sulandırılmış asit ve kuvvetli alkali eriyiklerde tam olarak erir. Sulama sularında her zaman bulunan düşük derişimlerdeki alüminyum toprak veya bitkiye bir etkisi yoktur. Asit topraklarda olduğu gibi su içerisinde yüksek derişimlerde bulunduğu durumlarda bir çok bitkiye zehir etkisi yapar. Çok küçük miktarlar halinde bazı bitkilerde bulunmasına karşın, bitki büyümesi için temel madde sayılmaz. Amonyum İyonu (NH 4 ) Molekül ağırlığı 18.04, birleşme değeri -1 dir. Bazı atıksu kaynaklarında ve durgun sularda bulunmasına karşın iyi havalanan sularda, olağan koşullarda rastlanmaz. Sulama sularında önemli miktarda bulunduğu durumlarda azot gübresi olarak topraklara uygulanır. Sulama sularında amonyum tuzlarının olması topraklarda ayrışmayı (dispersiyon) arttırıcı, geçirgenliği düşürücü etki yapar. Fakat anılan etki sürekli değildir. Amonyum iyonu okside olarak hızla nitrata dönüşür. Suda bulunan küçük miktardaki amonyum iyonunun toprağa hiç, bitkiye de belki yararlı olmasının dışında herhangi bir etkisi olmaz. Kalsiyum (Ca) Atom ağırlığı değerliği +2 dir. Doğada çok bulunan bir elementtir. Bir çok mineral ve kayanın temel maddesidir. Tarım yönünden en önemli bileşikleri kireç taşı, alçı ve kalsiyum fosfattır. Kalsiyum hemen hemen tüm toprak, doğal su, bitki dokusu ve hayvan kemiklerinde bulunur. Kalsiyum tuzlarının eriyebilirlikleri çok değişiktir. Karbonat ve fosfat tuzları suda erimezken, asitte eriyebilir niteliktedir. Kalsiyum ve magnezyumun fazla bulunduğu sular sert su olarak adlandırılır. Kalsiyumun sulama sularında fazla olması, toprağın fiziksel ve kimyasal özelliklerini etkiler. Toprağı kolay işleyebilir, gevrek hale getirir. İnfiltrasyon kapasitesini yükseltir. Kalsiyum olağan bitki gelişimi için temel maddedir. Alkali karbonat formunda sulama suyu ile fazla verilmesi, kalsiyumun elverişliliğini artırmaz. Kalsiyum eksikliğine daha çok yağışlı alanlarda rastlanır. Magnezyum (Mg) Atom ağırlığı 24.32; değerliği 2 dir. Doğada çok fazla bulunur. Mika gibi bir çok püskürük kayanın temel taşıdır. Serpartin bir magnezyum silikat, dolomit ise bir kalsiyum

22 magnezyum karbonattır. Mineral kaynaklar ve deniz suyu yüksek bir çok doğal sular ise düşük miktarda içerir. Tüm magnezyum tuzları suda çözünürler. Ancak asitte daha çok çözünürler. Topraklara kalsiyum gibi etki eder. Bitki büyümesi için temeldir. Özellikle yeşil bitkilerin klorofillerinin önemli bir parçasını oluşturur. Potasyum (K) Atom ağırlığı , değerliği +1 olan püskürük kayalarda tortul kayalardan daha fazla bulunan bir elementtir. Toprağı oluşturan bir çok kompleks silikatların temel taşı olan bir maddedir. Silikat mineralleri dışında çok sayıda potasyum tuzları suda çözünür niteliktedir. Ancak doğal sularda ve toprak suyundaki miktarı ender olarak birkaç ppm düzeyini geçer. Toprakta tepkimesi sodyumda olduğu gibidir. Ancak öyle zararlı etkisi yoktur. Potasyum bitki büyümesi için temel sayılan elementlerden birisidir. Karbonat (CO 3 ) Molekül ağırlığı 60.01; birleşme değeri -2 dir. Kireç taşı, dolomit ve demir karbonat formlarında bulunur. İlk ikisi verimli topraklarda vardır ve genellikle iyileştirici olarak kullanılır. Alkali karbonatlar, mineral kaynaklarında bol, doğal sularda çok az bulunur. Sodyum ve potasyum karbonatlar suda çözünürler. Buna karşı, kalsiyum ve magnezyum karbonatlar, çözünmezler. Eriyebilir karbonatlar, sulama suyu ile toprağa ekilirse ve toprakta kalsiyum ve magnezyum yoksa, sodyumlulaşma tehlikesi belirir. İstenmeyen özellikler meydana gelir. Eğer kalsiyum ve magnezyum örneğin alçı bulunuyorsa, kalsiyum karbonat oluşur ve çöker. Toprakta çok az değişme meydana gelir. Sulama suyunda sodyum karbonat gibi alkali karbonatların olması istenmez ve bitkilere zehir etkisi yapar. Sülfat (SO 4 ) Molekül ağırlığı 96.06, birleşme değeri -2 dir. Doğada en fazla bulunan sülfat bir kalsiyum tuzu olan alçıdır. Sulama sularında ve toprakta küçük derişimlerde bulunur. Sodyum ve magnezyum sülfatlar suda çözünebilir. Kalsiyum sülfat ise suda çok az çözünür. Sülfat toprakta tuzluluğun artmasından çok diğer toprak özelliklerine etki eder. Suda bulunması bitkiler için yararlıdır. Nitrat (NO 3 ) Molekül ağırlığı , birleşme değeri +1 dir. Nitratın asıl kaynağı Şili dir. Sodyum nitrat olarak bulunur. Tüm nitrat tuzları suda çözünürler ve kolayca yıkanırlar. Verimli topraklar nitrat içerir. Bunun organik maddenin oksidasyonundan veya atmosferdeki elementel azotun fikasasyonundan ileri geldiği kabul edilir. Yer altı suları yüzey sularına göre daha fazla nitrat içerir. Bu değer 1 ppm den azdır. Anılan miktar toprağa herhangi bir etki yapmaz. Ancak sürekli sodyum nitrat gübrelemesi yapılması, toprakların yapı ve hidrolik

23 iletkenliğini kötü biçimde etkiler. Sulama suları ile yeterli miktarda nitrat uygulanması özellikle çayır otlarında gelişmeyi arttırır. TUZLU ORTAMLARDA BİTKİ GELİŞİMİ Bitki türleri ve toprak tuzluluğu ilişkileri Çözünebilir tuzlar bitkiler tarafından kolayca alınabilir. Alınan tuzlar, bitkilere, beslenme ve metabolizmayı bozarak, zehirleyici etki yapar. Ayrıca bitkinin topraktan su alımını güçleştirir. Toprak yapısını bozarak gelişimini yavaşlatır, hatta durdurur. Bitki dünyasının gelişme verimi içinde bazı türler, tuzlu ortamlarda yetişebilmeleri için gerekli denetim sistemine sahiptir. Buna karşı diğerleri böyle bir düzeneğe sahip değildir ve tuzlu ortamdan kolayca etkilenir biçimde kalmışlardır. Tuza karşı dayanıklılık, genetik bir sistemel denetlenmektedir. Benzer türden olmalarına karşın tuzluluğa karşı dayanıklılıkları farklı bitkiler vardır. Bu bitki tipine ecotype denilmektedir. Bitkiler tuzlu ortama gösterdikleri tepki açısından iki gruba ayrılır: 1. Halofit 2. Glikofit Ancak bu ayrım kesin değildir. Bitki türleri tuza çok yüksek düzeyde dayanıklı olanlardan çok duyarlı olanlara kadar değişme gösterir. Halofitler tuz içeriği yüksek toprak ve su ortamlarında kolayca gelişebilen bitkiler grubudur. Glikofitler ise tuza çok duyarlı bitkilerdir. Bir de kuraklığa çok dayanıklı bitki grubu bulunmaktadır. Buna da kserofitler denir. Sözü edilen son bitki grubu çok kurak koşullarda gelişebilmesine karşın tuzluluğa tepkileri açısından Glikofitlere benzer. Halofitler Genelde tuzlu ortamlarda yaşayabilen tuza dayanıklı bitkilerin tümüne, halofit bitkiler denilmektedir. Halofit bitkiler aldıkları yüksek oranda sodyum ve klor iyonlarını yapraklarında biriktirerek tuz derişim düzeylerine karşı direnç gösterirler. Bu bitkiler, yığıştırdıkları tuzu düşük toprak suyu potansiyeline karşı ozmotik düzenleme yapmak için kullanırlar. Bu çeşit ozmotik düzenlemenin en önemli özelliği biriken tuzun yaprak hücrelerinin vakuollerinde yatırılmasıdır. Böylece yaprak hücrelerindeki stoplazma ve organellerin enzim ve metabolik fonksiyonlarını etkilemeyecek bir tuz düzeyinde tutulmaları sağlanmaktadır. Bu yalıtım tuzlu bir çevrede bulunan halofitin gelişmesi, yaşaması için çok büyük bir öneme sahiptir. Stoplazma içerisinde ozmotik düzenleme metabolik ve enzim fonksiyonları ile birlikte erimiş tuzlar tarafından yapılmaktadır. Erimiş tuzlar organik kökenlidir. Ayrıca stoplazmada 4000 mg/l dolaylarında potasyum olduğu sanılmaktadır.

24 Fonksiyonel olan ozmotik düzenleme için stoplazma ve vakuolün çözelti potansiyelinin birbirine eşit olması gerekir. Ancak bu iki hücre kesimi arasında kısmen büyük çözeltiler asimetrik olarak dağılır. Sitoplazma ile vakuol arasındaki zar yüksek çözelti eğimlerini korumak için önemli bir tuz taşıma düzeneğine sahiptir. Halofitlerdeki ozmotik düzenleme sürekli büyüme için gerekli olan turgoru devam ettirir. Toprak tuzluluğunun artmasına karşı gösterdikleri farklı tepkilerden dolayı halofit bitkiler 2 gruba ayrılabilir. Bunlardan birisi dikotiledon halofitleridir. Deniz kenarları ve diğer tuzlu ortamlarda yetişen Salicornia larla aynı kökten gelmektedirler. Sözü edilen bitki türünün büyümesi mg/l sodyum klorit derişiminin yukarısında bile gelişerek devam etmektedir. Daha yüksek tuzluluk düzeyi, böyle tuza dayanıklı bitkilerde bile büyümeyi durdurur. Diğeri ise monokotiledon halofitleridir. Monokotiledon halofitlerin yaklaşık mg/l sodyum klorit derişiminde yavaşlar. Glikofitler Bu bitkilerin çoğu nispeten düşük tuz derişimine karşı sodyum veya klorit veya her ikisinin net iletim hızlarını düşürerek köklerden filizlere tuz aktararak tepki gösterir. Dışarı tuz atan bu glofitlerin çoğu bitki bünyesindeki su potansiyeli düşmelerine karşı organik çözeltilerin sentezini artırarak ozmotik düzenleme yapamazlar. Bu nedenle anılan bitkiler, düşük su potansiyelinde turgorlarında bir azalma ile karşı karşıya kalırlar. Glikofitlerin bu çeşitlerinde tuzluluk, ozmotik gerilimi (stresi) özendirebilmektedir. Tuza duyarlı glofitler örneğin birçok baklagiller, meyve ağaçları ve bağlar tuzlu bir ortamda bulunduğunda iyon alımını yeterli ölçüde denetleyemeyen bir sisteme sahiptirler. Denetimsiz olarak alınan tuzlar, içsel tuz derişimini yükseltir ve zararlı olurlar. Bu bitkilerde tuz yalıtım aygıtı tam olarak gelişmemiştir. Bu tür zararlanmanın, ozmotik gerilim ve özellikle iyon zehirlenmesinden ileri geldiği sanılmaktadır. İyon zehirlenmesi genellikle hücre zarlarında ortaya çıkabilir. Stoplazmadaki yüksek tuz derişimi enzim ve organlara da zarar verebilir. Tuza gösterilen tepkinin ayrıca iki görüntüsü daha vardır:eğer tuza dirençli bir glikofit tuzlu ortamı ozmotiksel olarak düzenleye bilseydi artan iyon alımı iletimi ve özellikle organik bileşiklerin sentezi için büyümede kullanılması gereken enerjinin bir kısmını bu işlere harcaması gerekirdi. Ancak ozmotik düzenleme için harcanması gerekli enerji miktarı hala tam olarak anlaşılamamıştır. İyon yalıtımı için harcanan enerji aslında büyümenin duraklamasına neden olmaktadır. Ozmotik düzenleme için gerekli olan organik bileşiklerin sentezindeki karbonun payı büyümenin yavaşlamasının nedeni sayılabilmektedir. İkincisi tuz stresi ilk önce kök içinde duyulur. Ancak ozmotik düzenlemeye kadar büyümenin durması ve

25 iyon zehirlenmesi çok daha açık olan filizlerde ortaya çıkar. Buna ek olarak hücresel oluşumlar kök-filiz etkileşimi ve tüm bitkinin eş güdümü tuzluluğa gösterilen tepkinin ancak bir parçası sayılmaktadır. Bitkilerde Tuza Dayanıklılığı Artıran Denetim Sistemleri Tuzlu Ortamda Bitkilerin Gösterdiği Tepkiler Kültür bitkilerinin bir kısmı tuza dirençlidir. Bu bitkinin tuzu almadığı dışaldığı anlamında kullanılan bir deyimdir. Bir kısım kültür bitkisi ise tuzu alır ancak yaşamını devam ettirir. Böylesi özellik gösteren bitkiler ise tuza dayanıklı bitkiler olarak bilinir. Kültür bitkilerinin tuza dayanıklılık derecesine göre tuzlu ortam içindeki olası tepkileri gösterdikleri belirtiler, maddeler halinde sıralanmıştır: 1. Tuza duyarlı bitkiler : Yapraklar kalınlaşır ve etlenir. Yapraklar küçülür, kök çürümesi görülür. Yapraklarda yanma ve sararmalar meydana gelir. Susuzluk belirtileri ortaya çıkar. 2. Tuza orta dayanıklı bitkiler: bu bitkiler tuza az dayanıklı bitkilerden gözlenen tepkileri gösterir. Ancak bunların diğerlerinden önemli farklılığı hücrelerinde tuz biriktirebilmeleri nedeniyle tuzluluğun belirli bir sınırı aşmaması, koşuluyla tuzlu ortamlarda daha iyi gelişme göstermesidir. 3. Tuza çok dayanıklı bitkiler: Bu grup bitkiler tuzun çok olmasına değil az olmasına karşı tepki göstermektedir. Bünyelerinde çok yüksek oranda tuz biriktirirler. Kül içerikleri % 38 e kadar yükselir. Bünyelerinde biriktirdikleri NaCl, toplam tuz içeriklerinin % 7 si kadar olabilir. Bitkilerde genetik kökenli tuz dayanım sistemleri Bitkilerde tuz dayanımı ile ilgili olarak çoğu genetik kökenli olmak üzere bir seri denetim sistemi oluşmuştur. Tümü bitkinin tuza dayanımını arttırmaya dönük işlev görürler. Konu edilen denetim sistemleri, bitkilerin ortama uyum fizyolojisi ile tuz zehirlenmesi arasındaki ilişkilerin incelenmesiyle ortaya çıkarılmaktadır. Anılan oluşumlara ilişkin kimi önemli özellikler aşağıda özetlenerek verilmiştir: Bitki İçinde Tuz Taşınması Bazı bitki çeşitlerinin tuzlu ortam içinde köklerinde büyük oranda sodyum (Na) biriktirmesine karşın üst kesimlerinde sodyum bulunmamaktadır. Diğer bir deyişle bitkilerde sodyum iyonunun yukarı kesimlere gitmesini engelleyici bir denetim sistemi bulunmaktadır. Bitkiler, söz konusu denetim sistemleri bakımından farklı gruplara ayrılabilir:

26 a) Hiç biriktirmeyenler: Sodyum iyonunun bitkinin yukarı bölümlerine yavaş yavaş köklerindeki birikmeye bağlı olmadan, taşındığı bitkilerdir. Örneğin mısır ve fasulye bu tür özelliğe sahip bitkilerdir. b) Az biriktirenler: sodyum iyonunun gövde ve yaprak gibi bitkinin üst bölümlerine değişen miktarlarda taşındığı bitkilerdir. Örneğin buğday, arpa, çavdar, bezelye ve domates. c) Biriktirenler: Sodyum iyonunu yaprak ve gövdelerinde biriktiren bitkiler. Pancar, ıspanak, pamuk. Sodyumun bitkilerin üst bölümlerine taşınıp taşınmaması yalnız bitki çeşidine değil ortam tuzluluğuna ve bitkinin tuzlu ortamda kalış süresine de bağlıdır. Fasulye bitkisi ile sürdürülen denemeler sodyum bitkisinin yukarı bölümlerine taşınmasının gövde sistemi tarafından sağlandığını göstermiştir. Değinilen denetim sistemi, yalnızca sodyum iyonu için çalışmaktadır. Tuz Salgılayıcı Organlar Tuz salgılayan bazı hücresel yapılar, bitki içindeki tuz miktarının denetimini sağlayabilmektedir. Anılan organlar, bir derişim eğimine karşı olarak bitki dışına tuz pompalamaktadır. Bu sistem dışarı atılan tuzda belirli ölçüde seçicilik özelliği göstermekte ve metabolik zehirler tarafından etkilenmektedir. Evapotranspirasyon sırasında buharlaşan bitki öz suyu söz konusu hücresel yapı yüzeylerinde büyük miktarlara varan tuz birikmesine neden olmaktadır. Bunun sonucu olarak tuz salgılayan hücresel yapılar önemli düzeylere varan tuz derişimi eğimine karşı çalışmaktadırlar. Yaprak yüzündeki tuz kalıntılarının yağmur ya da çiğle yıkanması gereklidir. Yoksa yüksek tuz derişimi bitki yapraklarına zarar verebilir. Tuz Birikmiş Olan Yaprakların Dökülmesi Tuza dayanıklı olan veya olmayan bazı bitki grupları tuzun biriktiği yaprakları dökmekle bir anlamda dokularda birikmiş fazla tuzu dışarı atmaktadırlar. Anılan biçimde denetleme yapan bitki gruplarında söz konusu sistemin etkin şekilde çalışabilmesi için tuzun belli bir miktarda birikmesi gerekmektedir. Dokular arasında Tuz Taşınımı Bitkilerin tuza dayanıklılığını artıran diğer bir denetim sistemi de tuzun duyarlı dokulardan diğer dokulara taşınması ve bu dokularda birikmesidir. Dışarı ve İçeri Tuz Pompalanması Bazı deniz alglerinde gözlenen bir denetim sistemidir. Bu sistemde Cl ve K iyonları içeri pompalanırken Na iyonu, dışarı atılmaktadır. Aynı şekilde tuzdan

27 etkilenen pamuk bitkisinde yapraklarda klorofilin parçalandığı yaprak orta damarının sarardığı ve yaprak altında yer yer lekelerin varlığı görülmüştür. Bu, bitkinin fazla suyu dışarıya salgılamaya çalıştığını göstermektedir. Ayrıca pamukta tuzluluktan öncelikle yaşlı alt yaprakların etkilendiği saptanmıştır. Açıklanan durum pamuğun kimi yapraklarında tuz dayanımının varlığını ortaya koymaktadır. Hücre Öz suyundaki Değişmeler Bitkiler tuzlu ortama hücrelerindeki organik asitlere mineral elementleri bağlayarak tepki gösterirler. Örneğin dokulardaki elektrolitlerin kuagule olma tehlikesine karşı plazmanın, kolloidlerini korumak için, albüminleri oluşturduğu sanılmaktadır. Böylece albüminler bir sistemde tuzların kuagüle etme etkilerine karşı hidrofob kolloidlerin direnci artmaktadır. Hatta yapıla bir çok araştırmada tuz zehirlenmesi sonucu zarar gören yeşil bitkilerin hücre öz suyunda albüminlerin bulunduğu saptanmıştır. Çoğu araştırmacı albüminlerin hidrojen iyonu derişiminin değiştiği ortamlarda koruyucu maddeler olarak kabul etmektedir. Ozmotik Basıncın Düzenlemesi Bitkilerin kök bölgeleri çevrelerindeki ozmotik basıncın yükselmesine karşılık, sürekli olarak su hareket yönünün kendilerine doğru olmasını sağlayacak denetim sistemlerine sahip oldukları kanıtlanmıştır. Örneğin tuza karşı duyarlı olan glikofit bitki grubundan domates ve biber üzerinde yapılan çalışmalarda bu bitkilerin kök çevresi ozmotik basıncın artmasına karşın su alımlarında bir değişme olmadığı gözlenmiştir. Anılan bitkiler çevre ozmotik basıncı arttırıldığında iki değerli besin maddesi iyonları bir değerlilere tercih etmişlerdir. Diğer bir deyişle çevre tuzluluğu arttırıldığında bitki öz suyu ozmotik basıncı ek bitki besin maddesi alımıyla yeniden düzenlenmiştir. Ancak bu amaçla metabolik enerji kullanımı artmış ve bunun sonucu olarak verimde düşme gözlenmiştir. Halofit bitkiler grubunun yavaş gelişimi metabolik enerjinin büyük bölümü ozmotik basıncı düzenleme amacıyla kullanmalarına bağlanmaktadır. Ortam tuzluluğunun artması ile bazı bitkiler hücre öz suyundaki iyonların nicelik ve niteliğini değiştirerek ozmotik basıncı düzenleyebilir. Örneğin halofitler, oksalik asit üretirler, glikofitlerden fasulye yapraklarındaki potasyum iyonu içeriğini artırır. Tüm bu örnekler ortam tuzluluğu arttığı zaman bitkilerin çaresiz olmadıklarının bir kanıtıdır. Bitkiler, belli sınırlar içinde olma koşulu ile değişen çevre koşullarına uyabilmeleri için denetim sistemleri ile donatılmışlardır.

28 Tuza karşı çok duyarlı olan glikofit bitki grubunun ortamdaki Na iyonunu bünyelerine almayıp dışlamaları, verilebilir. Anılan yeteneklerin sodyum alımının denetimindeki başarısı oranında bitkiler tuza, yüksek sodyum iyonu derişimine dayanıklıdırlar. Bir çok araştırma bulgularına göre, tuzlulukta önemli olan tuz iyonlarının miktarı değil, birbirine kıyasla bitki dokularında bulunma oranıdır. Aynı bitki türü içinde tuza dayanıklı olan ve olmayan tiplerin (ekotip) tuzluluk çalışmalarında materyal olarak kullanılması, özellikle tuza dayanıklı kültür bitkilerinin geliştirilmesinde genetik özelliklerin daha iyi anlaşılmasını sağlayacaktır. Tuz Dayanımını Etkileyen Diğer Etmenler Bitkiler söz konusu tuz dayanıklılığını değişik yöntemlerle sağlamaktadırlar. Örneğin yonca ve şeker pancarı gibi bitkiler, derin köklü olmaları nedeniyle gereksindikleri su ve besin maddelerini tuz derişiminin yüksek olduğu katmanlar yerine daha derinlerden sağlayabilmektedirler. Bezelye ve arpa gibi bitkiler tuzlu ortamdan etkilenmelerini en az düzeye indirgeyebilmektedirler. Bazı bitkiler ise tuza dayanıklılık yerine gelişme dönemlerini ortamın en az tuzlu olduğu dönem içerisinde tamamlamaktadırlar. Buna çok sayıda yıllık çim tür ve çeşitleri örnek verilebilir. Bazı bitkilerin besin maddesi almalarında seçicilik özelliği gözlenmektedir. Anılan özelliği taşıyan bitkiler bu sayede toksik özelliği olan iyonları ortamdan almamaktadırlar. Araştırma sonuçlarına göre bitkilerin tuz direnci büyüme mevsiminin sonuna doğru artmaktadır. Ancak birkaç bitki bu kuralın dışına çıkmaktadır. Örneğin çeltik çiçeklenme ve köklenme dönemlerinde tuzluluğa karşı çok duyarlı olduğu halde çimlenme ve tohum bağlama dönemlerinde çok dirençlidir. Benzer durum arpada da görülür. Genellikle hemen tüm bitkiler, ekim ve ilk gelişme dönemlerinde tuza karşı çok duyarlıdırlar. Tatlı mısır bitkisi ilk çıkışta tuzluluktan çok etkilendiği halde püskül çıkarma ve dane dolum dönemlerinde verimde azalma olmaksızın sulama suyu tuz içeriği 9 ds/m kadar arttırılabilmektedir. Tohumun çimlenmesi sırasında tuzluluğa karşı çok duyarlı olduğundan dolayı ekim sırasında tohum yatağı tuzluluğunu olabildiğince düşük düzeyde tutmak gereklidir. Bazı meyve ağaçlarında örneğin narenciye, badem, sert çekirdekli meyveler ve bağ gibi kökler tuz direncini önemli ölçüde etkiliyebilir. Kökler özellikle sodyum ve klor gibi toksik iyonların tuzlarını dışarı atmak için kendi yeteneklerinde değişme yapabilirler. Tuz soğrulmasındaki azalma, dokulardaki tuz yığışımını da azaltabilir.

29 Tuzların sözü edilen dışarı atılma özelliği tuzlu koşullarda ürünün gelişmesi için çeşit ölçüsünde ticari amacı olan kök sistemlerinin seçimine kadar olanak sağlamaktadır. Tek yıllık bitkiler arasındaki çeşit farklılıkları özellikle tuzluluğa dayanıklı bitki grubu içinde daha fazla ortaya çıkar. Tuz direnci için, bitki besleme tipinin seçimi yakın zamanlarda önemli bir aşamaya ulaşmıştır. Özellikle genetik olarak tuz dayanımı çok fazla çalışmalar yapılmaktadır. Eğer başarılı olursa bitki besleme ve gen seçimi ile çok tuzlu suların sulamada kullanılma olanağına kavuşulacaktır. Ancak tuz dayanımı konusundaki bu çok yeni bilgilerin kullanımında dikkatli olunmalıdır. Yeni geliştirilmiş ve tuza dayanıklı olan bir çeşit için ancak onun kendi özelliklerine göre karar verilmelidir. İklim Etmenleri İklim özellikleri bitkinin tuza karşı gösterdiği direnci etkiler. Genellikle serin iklimlerde ya da yılın serin dönemlerinde yetişen bitkiler, daha sıcak ve kurak dönemlerde büyüyen benzer bitkilere göre tuzluluğa karşı daha yüksek bir dayanıma sahiptir. Serin dönemde bitki su isteği düşük olduğu için, tuzluluktan ötürü azalan toprak suyu elverişliliği tehlikeli bir düzeye ulaşmaz. Yağışın veya uygulanan sulama suyunun büyük bir bölümü toprakta yığışan tuzların yıkanmasında etkili olabilir. Bunun karşıtı olarak yaz ayları gibi yüksek evapotraspirasyon isteminin olduğu kuru ve sıcak dönemlerde bitki kökleri tarafından soğrulan su miktarı, toprak suyunun hızlı eksilişi ve kök çevresinde artan tuz derişimi yüzünden yeterli olmayabilir. Bu koşullar altında bitkiler, normal olarak kuru sıcak rüzgarların estiği dönemlerde beklenenden çok erken su eksikliği gösterebilir. İklim özelliklerinin tuza dayanıklı bitkilerden çok duyarlı çeşitleri etkilediği söylenebilir. Ozon formundaki hava kirliliği kentsel alanların çevresindeki geniş alanlarda giderek yaygınlaşmaktadır. Toprak tuzluluğu yeşil bitki örtüsünde ve yapraklı sebzelerde ozon zararlarını etkisizleştirme eğilimindedir. Değinilen bitkiler hava kirliliğinin olduğu alanlarda diğer alanlara göre toprak tuzluluğuna daha dayanıklı gibi görülebilirler. Toprak Etmenleri Toprak su tutma kapasitesi ve sulama sıklığı, bitkilerin tuz dayanımına önemli ölçüde etki ederler. Yavaş kuruyan topraklarda ozmotik ve matrik potansiyeller küçüktür. Bu potansiyellerin bitki gelişimi üzerindeki yavaşlatıcı etkisi toplumsal olmaya eğilimlidir. Kısa sulama aralıkları ozmotik ve matrik potansiyellerinin her ikisinin de etkisini azaltır. Örneğin günlük olarak damla sistemiyle sulanan biber

30 bitkisinin tuz dayanımı karık sistemiyle uzun aralıklarla sulanana göre önemli ölçüde artmıştır. Gübreleme bitkilerin tuz dirençlerine çok az etki eder. Eğer toprak verimliliği sınırlayıcı bir etmen ise uygun bir gübreleme ile verim yükseltilebilir. Ancak ek gübre uygulamaları tuz dayanımını artırmaz. Gübreler büyük miktarda eriyebilir tuzlar olduğundan dolayı gübreleme zamanı ve yeri çok önemlidir. Eğer uygun biçimde gübreleme yapılmazsa tuzluluk sorununun ortaya çıkmasına yardımcı veya neden olabilir. Tuzluluk ve Bitkisel Verim İlişkileri Herhangi bir kültür bitkisinin tuza dayanıklılığı tuzlu ortam içinde ürün verip vermediği ile ölçülür. Bir kısım bitki önceden de açıklandığı gibi ozmotik düzenleme yaparak tuzlu ortamlarda bile ürün verebildiği halde diğerleri verememekte, bitki hücreleri zarar görmekte ve kloroplastlar erken bozulmaya uğrayarak kloroz başlamaktadır. Kültür bitkileri tuzluluğa dayanımları yönünden ayrımlılıklar gösterir. Tuza çok duyarlı bitkilerden (fasulye) çok dayanıklı bitkilere (arpa ve pamuk) dek geniş bir değişim aralığı bulunmaktadır. Tarımsal ürünler ortamın tuz derişimine gösterdikleri dayanım yönünden 4 sınıfa ayrılabilir. Her hangi bir bitkinin tuzluluğa karşı gösterdiği dayanım en iyi şekilde oransal verimle toprak tuzluluğunun karşılıklı işaretlenmesi yoluyla tanımlanabilir. Birçok bitki için bu ilişkiden elde edilen grafik sigmoidal yapıdadır. Kimi bitkiler tohum ve meyve verimleri sıfır değerine ulaşmadan önce tuzluluktan dolayı öldükleri için sigmoidal eğrinin alt yarısı dikkate alınmaz.