1. Giriş. 2. Toprak kompozisyonu. Bölüm 1 - Topraklar ve Toprak Verimliliği. Modül 2 Toprak ve Besin Döngüsü

Transkript

1

2

3 Modül 2 Toprak ve Besin Döngüsü Bölüm 1 - Topraklar ve Toprak Verimliliği 1. Giriş Tanıtım modülünden hatırlayacağınız gibi organik tarım en az sentetik girdi ile bitki yetiştirmek için toprağın kimyasal, biyolojik ve fiziksel yapısının iyileştirmesi esasına dayanır. Organik ürün üretimine tüketici taleplerinden ve toprak kaynaklarını iyileştirme ya da sürdürme arzusundan kaynaklanan bir artış vardır. Bu bölümde toprak verimliliğinin anlamını ve organik tarımda nasıl yönetildiğini öğreneceksiniz. Toprak verimliliği genelde toprağın bitkisel üretim için gerekli olan besinleri sağlaması olarak tanımlanır. Bu fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri içerir. 2. Toprak kompozisyonu Bitkilere, hava, besin maddesi ve mekanik destek sağlayan toprak dünya yüzeyinde bulunan sürekli kimyasal ve fizyolojik değişikliğe uğrayan, canlı organizmaların yaşadığı ve ayrıştığı katı material olarak düşünülür. Toprak karmaşık bir ortam olup yaklaşık %45 mineral madde, %20-30 hava, %20-30 su ve yaklaşık %5 organik maddeden oluşur (Şekil 1). Organik kısımlar ölü organizmalardan, bitki parçalarından ve farklı ayrışım aşamasındaki diğer organik maddelerden oluşur. Şekil.1. Toprak içeriği

4 Gerçekte, toprağı oluşturan bu dört unsur toprak tipi, iklim, uygulanan kültürel işlemler ve sulama gibi çok sayıda faktöre bağlı olarak değişir. Toprak mineralleri başlıca iki tip mineralden oluşur. Birincil mineraller, kum ve kilde olduğu gibi hava koşullarının etkisi ile oluşan aşınma esnasında çok az değişime uğrar ve bu materyaller kendilerini oluşturan ana materyale çok benzerler. Kum taneleri en büyük boyutta olanları olup boyutları 0.05 mm (çok ufak) ile 2 mm (çok kaba) arasında değişir. Kum parçacıkları su ve bitki besin maddelerini tutma kapasiteleri çok düşüktür. İkincil mineraller, diğer taraftan, daha az dayanıklı maddelerin hava koşulları etkisi ile parçalanması esasına dayanır ve bu esnada önemli iyonlar ve slikat kili gibi daha durağan mineraller ortaya çıkar. İkincil minerallerin boyutları çok küçüktür ve toprağın kil kısmında yoğunlaşmıştırlar. Kil parçacıkları en küçük boyutlarda olan parçacıklardır ve mm boyutundan daha küçüktürler. İkincil mineraller en geniş yüzey alanına sahip olup kil parçacıları su be bitki besin maddelerinin tutumunu kolaylaştırır. Kum, silt ve kilin yüzde oranları toprağın yapısını oluşturur. Hava toprağın diğer ana unsurunu oluşturur. Çünkü hava boşlukları su ile eşit oranda doldurur, hava toprak hacminin yaklaşık %2 ile %50 sini oluşturur. Toprak havalanması çok sayıda bitki besin maddesinin alına bilirliğini etkiler. Oksijen kök ve mikroorganizmaların solunumu için önemli olup bitki büyümesini destekler. Karbon ve azot, azot fikse edebilen bakteriler gibi aynı zamanda bitkinin toprak altı faaliyetleri için önemlidir. Toprak suya doyarsa (toprakta su oranının artması hava oranının azalmasına neden olur) köklerin gaz değişimini engelleyerek bitkilerin ölümüne neden olur. Bundan dolayı, kök ve havalanma denge ve kullanılabilir su arasındaki sağlama bitki yetiştiriciliği açısından kritik önem taşır. Su büyüyen bitkiye besin maddelerinin taşınması açısından önemli olup biyolojik ve kimyasal dekompozisyonu kolaylaştırır. Toprakta su yeterliliği toprağın bitki büyüme ve gelişmesi için gerekli suyu tutma kapasitesidir ve toprak yapısına bağlıdır. Toprağın daha küçük parçacıklardan oluşması daha fazla su tutması demektir. Kumlu topraklar en az su tutar. Ayrıca, organik maddeler toprağın su tutma kapasitesini etkiler, çünkü organik maddeler yüksek düzeyde suyu çekme kabiliyetine sahiptirler. Toprakta yüksek oranda organik madde bulunması yüksek oranda su tuma kapasitesi olduğunu gösterir. Karbon ihtiva eden organik maddeler diğer temel bileşenlerden biri olup toprakta yaklaşık %1 ile %5 arasında bulunur. Organik maddeler ölü organizmalardan, bitki parçalarından veya ayrışımın

5 farklı aşamalarında olan diğer organik materyallerden oluşmaktadır. Organik maddeler bitki besin maddesi açısından önemlidir çünkü organik maddeler bitkiye sağlanan azot, fosfor ve kükürt ün rezervuarını, bitki besin maddesi ve toprakta yaşayan çok sayıda canlıya yaşam alanı sağlar. Toprakta yaşayan canlı organizmaların en büyüğü toprak solucanları ve nematodlardır ve en küçükleri ise bakteriler, aktinomisitler, algler ve funguslar olup her şeyi karbondioksite, suya, bitki besin maddelerine, sülfata, fosfata ve toprakta sıklıkla bulunan diğer inorganik bileşiklere dönüştürürler. Organik madde stabil hale geçtiğinde yani ayrışması durduğunda humus olarak adlandırılır ve toprakta oldukça uzun süre kalır. Humus azot, fosfor ve sülfürce orjial bitki kalıntısından daha zengindir. 3. Toprak Tekstürü Toprak yapısı terimi toprağın toprakta mevcut parçacıkların oranını belirmek için kullanılır. Üç tip grup vardır, bunlar kum, silt ve kildir. Toprak yapı üçgeni toprağı farklı sınıflara ayırır (Şekil 2). Örneğin kumlu tınlı toprak %30-50 kum, %0-20 silt ve %15-20 kil olduğunu belirtir.

6 Şekil2. The texture triangle: it classifies the soil into different textures Toprak yapısı besin alımının nasıl etkiler? Kumlu topraklar kumumsu his verir ve besin maddesi tutumu çok iyi değildir. Daha toz yapılı killi topraklar bitki besin maddelerinin tutumu açısından iraz daha iyidir. Killi topraklar bitki besin maddelerinin tutumu ve besin maddelerini bitkiye sağlamaları açısından daha iyidir. Çizelge 1. Toprak yapısı ve verimlilik ilişkisi 4. Toprak yapısı Toprak yapısı toprağı tanımlamada kullanılan diğer bir terimdir (Şekil 3). Toprak yapısı kilin, kumun ve siltin düzenlenişini gösterir. Toprak yapısı toprakta kil, kum ve silt parçacılarının agregatlar şeklinde veya pedler şeklinde oluşunu ifade eder. Agregatlar arasındaki boşluk gözenek olarak adlandırılır ve su ve hava ihtiva ederler. Bu yapı ıslanma, kuruma, donma, çözülme, kök büyümesi, mikrobiyal aktivite ve toprak hayvanları gibi doğal işlemler esnasında oluşmuştur. Şekil 3. Toprak yapısı toprağın yapısal düzeni: mineraller (mineral iskeletleri), organik madde (humus), hava ve su makro ve mikro gözenekleri doldurur

7 5. Toprak sıkışıklığı Toprak yapısı niçin önemlidir? Toprak yapısı birçok yönden önemlidir. Toprak yapısı su hareketi ve kök büyümesini kontrol eder. İyi bir toprak yapısı farklı ebatlarda gözeneklerden oluşan durağan bir sisteme sahiptir (Şekil 4). Toprak sıkışması zayıf ve sıkı bir yapıya sahip olup boşluklar değişken olup kalıcı değildir. Toprak sıkışması ıslak toprak işlemeden veya hayvan otlamasından kaynaklanabilir. Çiftlik hayvanları tarafından oluşturulan toprak sıkışması «poaching» olarak adlandırılır (a) (b) Şekil. 4. İyi bir toprak yapısı (a) ve kötü (sıkışık) bir toprak yapısı Toprak sıkışmasının bitki köküne etkisi çok fazladır. Toprak sıkışıklığı besin alımını ve verimi ciddi oranda sınırlar Kültürel işlemler tohum çimlenmesi ve kök gelişimi için iyi bir toprak yapısı oluşturma açısından çok önemlidir (Şekil 5). Organik tarımda toprak işleme genellikle yabancı otların kontrol edilmesinde kullanılır. Toprak işleme besinlerin alınabilir yapıda toprağa salınımını sağlar, Mekanizasyona alternatif olarak domuzlar mekanizasyonun yer almadığı bir alternatif toprak işleme yöntemi sunar.

8 Şekil. 5. Toprak işleme (mekanik ve mekanik olmayan) tohum çimlenmesi ve kök gelişimi için iyi toprak koşulları sağlamak (yapısal) amacı ile yapılır 6. Toprak organik maddesi Toprak verimliliğini ve toprak yapısını iyileştirme ve sürdürme organik tarımın temel amacıdır. Toprakta organik maddenin biriktirilmesi bu amaçlara ulaşmaya yardım eder. Toprak organik maddesi canlı materyalden, ayrışan kalıntılardan ve kalıntı organik maddeler yada humusdan oluşur (Şekil 6). Şekil 6. Toprak organik madde bileşimi: canlı ve cansız materyaller, ayrışan kalıntılar ve organik madde kalıntıları ya da humus Ortalama bir çayırlıkta bir hektar alanda ortalama 8 ton ağırlığında canlı biomas ve ilave 20 ton kök materyali vardır. Bir futbol sahasını düşününüz, canlı biomas ağırlığı 9 adet sığırın ağırlığına eşittir ve kök materyali ayrıca 23 tok sığırın ağırlığına eşittir. Toprak organik maddesi niçin önemlidir? Organik madde besin ve toprak mikroorganizmaları için enerji sağlar (mikrobiyal aktiviteyi teşvik eder), su tutar ve yapısal bozulmayı engeller. Bitki kalıntıları toprak organik maddesinin önemli bir bölümün kaynağını oluşturur ve bunlar kök, sap ve saman kısımlarıdır. Bazı ürünler diğerlerine kıyasla daha fazla kök maddesini toprağa verir. Örneğin, 10,000 kg/hektar yığın oluşturan üç yıllık çayır alana kıyasla patates bir hektar alanda

9 toprağa yaklaşık 300 kg materyal bırakır. Çiftlik gübreleri, şerbetler ve diğer evsel atıklar değerli organik maddelerdir. 7. Özet Organik tarım sistemlerinde toprak verimliliğini artırmak ve verimliliği sürdürme çiftlik gübrelerine ve diğer birçok kültürel işlemlere bağlıdır: bunlar örtü bitkileri, yeşil gübreler, ekim nöbeti, malçlama, kompost yapımı ve diğer organik gübrelerdir. Bu tekniklerden bazıları gelecek bölüm ve modüllerde açıklanacaktır. Bu kısım toprak verimliliği bölümünü tamamlar. Toprağın mineral parçacıklardan, organik maddeden, canlı biyomasdan, hava ve sudan oluştuğunu gördük. Biz aynı zamanda organik madde miktarının artması ile toprak verimliliğinin arttığını da öğrendik.

10

11 Modül 2 Toprak ve Besin Döngüsü Bölüm 2 Bitki / Toprak sistemi 1. Giriş Topraktaki besin arzı ile talebi eşleştirmek zor bir iştir. Yeterli besin olmadığı durumlarda ürün verimi sınırlı olacaktır. Topraktaki besin arzı talebi aştığı durumlarda toprakta çevre kirliliğine sebep olan kayıplar ortaya çıkabilir. Azot arz ve talep senkronizesi muhtemelen organik ürün üretiminin en büyük sorunudur. 2. Mineralizasyon Mineralizasyon, topraktaki azot mineralinin organik formlardan mineral veya bitkiye uygun formlara dönüştürülmesi işlemdir. Bu işlem için Toprak mikroorganizmaları sorumludur. Her ne kadar bitkiler nitratı tercih etmesine rağmen bitkiler hem amonyum (NH + 4 ) hem de nitrit (NO - 2 ) ve nitratı (NO - 3 ) kullanabilir. Bu işlemin tersi sabitleme (immobilizasyon) olarak adlandırılır (Şekil 1). Şekil 1. Toprakta Azot mineralleşmesi ve sabitlenmesi işlemleri Organik madde türü organik maddelerden azot salınım hızından etkilenir. Bu durum 'mineralizasyon oranı' olarak bilinir. Taze bitki kalıntılarından gelen azot, saman veya çiftlik gübresi gelen azota göre daha çabuk mineralize olur. Sıcaklık, su içeriği ve toprak yapısı da mineralizasyon oranı etkilemektedir.

12 Şekil 2. Farklı kaynaklardan organik maddelerin mineralleşme oranları 3. Azot fiksasyonu (bağlanması) Konvansiyonel tarımda suda çözünen gübreler önemli azot kaynağıdır. Organik sistemlerde, en büyük azot kaynağı Azot fiksasyonudur. Baklagiller bitkilerin 'kökleri üzerindeki nodüller yaşayan bakteriler bitki materyali içine atmosferdeki azotu bitkiye bağlar veya dönüştürür. Bu bitkiler ile bakteriler arasındaki simbiyotik bir ilişki vardır (Şekile 3). Baklagil olarak yonca, fiğ, bezelye ve fasulye sayılabilir. Şekil 3. Yonca köklerinde simbiyotik bakterilerce oluşturulan nodüller (legum bitkisi) Bağlanan Azot miktarı bitkileri arasında değişmektedir (Tablo 1). Yonca ve bakla gibi yem baklagilleri genellikle hem mahsulde hem de toprakta büyük miktarda Azot bağlar. Bezelye ve fasulye gibi tohumlu tahıl baklagiller azotu daha çok hasat edilen tohumlarında barındırırken, toprağa az miktarda azot bırakır. Otlatma ve biçme gibi uygulamalar azot bağlama miktarını etkiler. Sıcaklık ve bitki gelişiminin mevsimsel desenler azot bağlanmasını etkileyen diğer faktörlerdir.

13 Tablo 1. Farklı legüm türlerince N bağlama oranları * Bağlanan azotun çoğunluğu dane içinde kalır 4. Azot Döngüsü Şimdiye kadar - mineralizasyon, sabitleme, bitki alımı ve azot bağlaması (Şekile 4) - gibi bazı önemli azot döngüsü işlemleri hakkında bilgilendik. Diğer önemli işlemler, drenaj sularında ve doğrudan amonyak gazının atmosferde kaybı, gaz halindeki amonyakın buharlaşması şeklindeki azot kayıplarıdır. Azot gazı ve azot oksit, mikrobiyal işlemler sonucu atmosfere denitrifikasyon denilen işlemler sonucu kaybedilebilir. Organik tarım atmosfere bu kayıpları en aza indirmeyi hedeflemektedir. Bu ünitede Azot döngüsünün yönetilmesi hakkında daha fazla bilgiye yer verilecektir.

14 Şekil 4. Minerilazyon, sabitlenme, bitkilerce alım ve azot bağlanmasını kapsayan Azot döngüsü işlemleri 5. Fosfor (P) döngüsü Şimdi topraktaki organik maddenin, azotun önemli rol oynadığı besin kaynağı için ne kadar önemli olduğunu biliyoruz. Bir başka önemli katkı ise Fosfor tarafından yapılır. Fosfor hayvan gübresi ve bitki artıkları olarak toprağa eklenir ve mikrobiyal aktivite tarafından toprağa yayılır. Mineral şeklinde (kaya fosfat) toprağa eklenen Fosfor, da mikroplar tarafından bitkilere uygun hale getirilir. Bu durum çok uzun bir zaman alabilir.

15 Şekil 5. fosfor bağlanmasını ve bitkilerce alımını kapsayan Fosfor döngüsü işlemleri Topraklardaki Fosforun % 70'e kadarı bitkilerce kullanılamaz formundayken, geri kalan çoğu organik madde formundadır. Toprak organizmaları Fosfor döngüsü için çok önemlidir. Bazı bakteriler, minerallerden (kaya fosfat) fosfatı serbest hale geçirmek için organik asitler salgılar. Arbusküler mikoriza mantarları denilen mantarlar Fosforu bitkiye erişimini artırabilir. Arbusküler mikoriza mantarlar (AMF) milyonlarca yıldır var olan bitkilerle simbiyotik ilişki yaşayan organizmalardır (Şekil 6). Bu organizmalar Brassicaceae ve Chenopodiaceae hariç, çoğu bitki ailelerinde mevcuttur ve Fosfor alımı dışında birçok yönden bitkiler yarar sağlar. arbusküler Mikoriza mantarı toprak yapısı ve hastalıklara karşı bitkilerde direncin gelişimi üzerine faydası vardır. Arbusküler mikoriza mantarlar kültürel işlemleri, pestisit ve gübrelerden olumsuz yönde etkilenir. Şekil6. Bitki köklerindeki Arbuskular Mycorrhizal Fungusları (AMF)

16 6. Potasyum (K) döngüsü Çoğunlukla toprak kimyası tarafından kontrol edilen üçüncü ana unsur olan element Potasyum dur. Potasyum dört toprak havuzları arasında sabit bir değişimi vardır (Şekil 7). Bu havuzlar bitkilerin durumuna bağlı olarak farklıdır. Potasyum sülfat ve çiftlik gübreleri gibi çözünür gübreler, Potasyum çözeltisini toprak havuzuna ekler. Taş veya kaya potası gibi diğer ürünler, potasyumun uzun vadede bitkilerce kullanılabilir halde kullanılmasında faydalıdır. Şekil 7. Potasyum döngüsü çoğunlukla toprak kimyasınca kontrol edilir 7. Toprak ph ve besin kullanılabilirliği Son olarak bu bölümde, besin kullanılabilirliği üzerine ph etkisini inceleyeceğiz. ph toprağın asitlik ölçüsüdür. Toprak ph 7 ise nötrdür, bu seviyenin altında asidik, 7'nin üzerinde ise bazik tir (Şekil 8a). Birincil ve önemli elementler ph 6 ile 8 arasındadır. Bakır, çinko, demir ve mangan düşük ph'lı toprakta (toprak asidik demektir) daha fazla bulunur (Şekil 8b).

17 Şekil 8. (a) Asidik (düşük ph) ve bazik (yüksek ph) toprak, (b) Farklı toprak ph sında besin durumu 8. Özet Bu bölümde bitkiler için gerekli olan azot, fosfor ve Potasyum kaynağının farklı kimyasal ve biyolojik işlemlerle nasıl oluştuğu hakkında bilgiler verilmiştir. Azot bağlaması, organik tarımda azot en önemli kaynağıdır. Fosfor ve Potasyum hem de organik ve inorganik kaynaklardan sağlanır.

18

19 Modül 2 Toprak ve Besin Döngüsü Bölüm 3 Organik tarımda besleme 1. Giriş Bu bölümde organik tarım sistemlerinde beslemenin rolü hakkında bilgiler verilecektir. Bitkiler ve hayvanlar için kullanılabilir besin üretimi ve sürümü önemlidir. Eğer besin varsa fakat büyüyen bitkiler tarafından alınamıyorsa, çevrede kaybolmuş olabilir, dolayısı ile çevre kirliliğine sebep olabilir. Besinlerin doğru dengesi bitkiler, hayvanlar ve insanların sağlığı ve verimi için çok önemlidir. Bu bölüm de bitkiler ve hayvanlar için besin kaynağını kontrol eden faktörler ve bu durumun çiftlikte nasıl başarılabileceği anlatılacaktır. Bitkiler Neden toprak ihtiyacınız var? Toprak bitkiler için su, hava, destek sahası, besin ve sıcaklık sağlar Besin aktarımı Bitki beslemenin, Hayvancılık ve insan beslenmesinde çok önemli bir rolü vardır. Besin topraklardan bitki ve bitki ürünleri ile hayvan ve insanlara aktarılır (Şekil 1). Şekil.1. Bitki ve bitkisel ürünlerle topraktan insan ve hayvanlara besin transferi Besinleri verimli kullanmak ve besin döngüsünü tamamlamak için atıkların toprağa döndürülmesi önemlidir (Şekil 2). Hayvan gübreleri ekilebilir alanlarla otlaklara doğrudan dönebilir. Kanalizasyon,

20 ev atıkları, gıda sanayi atıklarının dönüşü daha zordur. Arıtma çamurunun organik tarımda doğrudan kullanımına izin verilmediğini de belirtmek gerekir. Şekil.2. Besin döngüsünü tamamlanabilmesi için atık maddeler kullanarak bitki ve bitkisel ürünleri ile topraktan hayvanlar ve insanlara besin transferi 2. Bitki Besin Maddeleri İlk olarak, bitki büyümesi için temel unsurları göz atalım. Daha fazla bitki büyümesi için 14 temel unsur bulunmakla birlikte, birkaç tanesi bitkilerin tam gelişimi için önemlidir. Bu elementler bitki tarafından ihtiyaç duyulan miktarlarına bağlı olarak üç gruba ayrılır. Birincil besinlerde: azot, fosfor ve potasyum vardır Önemli besinlerde: kalsiyum, magnezyum ve kükürt vardır Daha az önemli veya eser elementlerde: klor, demir, manganez, bor, çinko, bakır, molibden ve nikel vardır Besinlerin durumu Organik tarımda önce toprak beslenir sonuçta bitki beslenir mantığına dayanır. Topraklara ilave edilecek besin maddelerinin çoğu sadece toprak mikroplarının kullanabileceği formlarda eklenebilir. Mikroplar bu elementleri bitki içine alınabilir formlara çevirir. Bu durum çözünür formda besinlerin bitki içine doğrudan kullanılabilir halde uygulanan geleneksel tarımdan farklıdır.

21 Bitkiyi organik olarak besleme çoğunlukla döngüsel bir süreçtir. Geleneksel tarım daha doğrusal bir süreçtir (Şekil 3). Şekil.3. Organik tarım bitkiyi besleyen toprağı besleme prensibine dayanan döngüsel süreçken, geleneksel tarımda besinler toprağa bitki için doğrudan kullanılabilir çözünür formlarda kullanıldığı doğrusal bir süreçtir. 3. Özet Organik tarımda besin oturumun sonuna geldik. Bu bölümde, besinlerin organik tarım sistemlerinde verimliliğe neden olduğunu, verimli bir şekilde kullanılmayan besinlerin çevreyi kirleten unsurlar olduklarını öğrendik. Bu modülün geri kalan bölümlerinde önemli bitki besin maddelerinden olan Azot, Fosfor ve Potasyum üzerinde duracağız. Bu besinlerin doğal süreçlerle topraklardan bitkiler için besin akışını nasıl olduğunu, çiftlik etrafında nasıl hareket ettiklerini bulacaksınız.

22

23 Modül 2 Toprak ve Besin döngüsü Bölüm 4 Gübreler ve İlave besinler 1. Giriş Bir önceki bölümde besin temininde ekim nöbetinin önemini gördünüz. Bu bölümde organik çiftçilerin kullandığı bazı diğer taktiklere bakacağız. Bitki besin maddeleri ile ilgili organik tarım toprak verimliliğini sürdürmek veya artırmak için mümkün olduğu kadar yenilenebilir doğal besinlerle çalışmayı amaçlar ve ihtiyaç duyulduğunda diğer özel materyallere yönelir. AB düzenlemelerine uygun olarak, toprak verimliliğinin ve besin kaynağı idaresi için 3 seçenek vardır. Bunlar ekim nöbeti, organik üretimden hayvancılık gübresi kullanılarak ve organik çiftliklerden sağlanan başka organik malzemeler kullanılaraktır. 2. Besinler 2.1. Besin kaynakları Karma çiftliklerde kullanıma uygun çeşitli besin kaynakları vardır. Bunlar çiftlik gübresi ve kompost yapılmış çiftlik gübresidir (Şekil 1). Daha sonra 5. bölümde kompostu öğreneceksiniz. Diğer besin kaynakları otlayan hayvanlardan elde edilen bulamaç ve dışkıdır. Karma ve yalnız hayvan besleyen çiftlikler için hasat artıkları önemlidir. Gübre ve silaj atıklarını biriktirme kirliliği önlemek için, fakat aynı zamanda besin kaynağı olarak kullanmak için önemlidir. Silaj atıklarının potasyum içeriği oldukça yüksektir. Şekil.1. Çiftlik gübresi ve compost olmuş çiftlik gübresi

24 2.2. Gübre ve bulamaçların komposisyonu Etkili besin yönetimi için gübrelerin ve altlıkların komposlaşmasını etkileyen faktörleri anlamak çok önemlidir. Aynı zamanda depolama ve dağıtım esnasında besin kayıplarını etkileyen faktörleri de farklı tür hayvanların ürettiği gübre ve altlıkların kalite ve miktarlarını da bilmek önemlidir (şekil 1). Şekil.1. Çok sayıda faktör komposttan dağıtıma kadar çok sayıda faktör besin kaybını etkiler. Çiftlik hayvanları ve gübre yönetimi gübrenin besin kalitesini hem üretildiği zaman hem de tarlaya götürüldüğü zaman etkiler. Örneğin Diyet ve yem kalitesi sadece gübrenin sağladığı besinlerin mikatırnı belirlemez aynı zamanda yığında ve şerbette besin maddelerinin oranını belirler. Hayvan gübresini tercih eden sistemde, yığın materyalinin kullanan sistemde veya bulamaç kullanan sistemde besin içeriği farklıdır. Depolama ve dağıtım esnasında besin maddesi kayıpları gübrede ve bulamaçta farklıdır. İlaveten, uygulama zamanı da kayıpları etkiler 2.3. Gübre üretimi Çiftlikte ne kadar gübre üretildiğini bulmak için kabaca her bir hayvanın ahırda kaldığı esnada ne kadar gübre ürettiğini bilmeniz lazımdır. Üretilen gübre miktarı ve komposisyonu hayvan türüne ve idaresine bağlıdır. Örneğin, bir besi sığırı hemen hemen 10 ton gübre üretir, dişi domuz 4 ton ve besi domuzu 1 ton üretir yumurta tavuk sürüsü 41 ton gübre üretir.

25 Hayvan gübresi hakkında daha kapsamlı bilgi e-kitaptadır Gübrelerdeki besinler Çiftlik gübresi ve bulamacın gerçek kuru madde ve besin içeriğini ölçme yerine geçebilecek bir şey yoktur. Ancak, ortalama değerler gübrelerde mevcut yararlı besinlerin bir göstergesidir (Çizelge 1). Yaş ağırlık bakımından, çiftlik hayvan gübreleri bulamaçtan daha fazla besin içerir. Sığır ve domuz gübrelerinin potasyum içeriği benzerdir, fakat domuz gübreleri daha fazla azot ve fosfor içerir. Çizelge 1. Organik çiftlik hayvan gübresinin tipik besin içeri Gübreler ve bulamaçlar çok değerli kaynaklardır. Hayvanlar tarafından yemle alınan azot ve fosforun %80 e kadarı, potasyumun %97 si gübreye geçer! Buna karşın gübreye geçen besinlerin hepsi bitkinin hemen alabileceği yapıda değildir. Gübrede bulunan azotun sadece %25 i ve fosforun %60 ı uygulama yılında bitki için alınabilir yapıdadır. Şerbette azotun %60 ı ve fosforun %50 si uygulama yılında bitki için alınabilir yapıdadır. Gübrede besin maddelerinin maksimum oranda tutulması çok önemlidir sadece bitki üretimini kontrol etmez fakat aynı zamanda toprak yapısını iyileştirir ve çevresel etkileri en aza indirir. Bu toplama, depolama ve atıkların uygulanması için geçerlidir. Atık içeren ve sızıntılar depolama sırasında çevre kirliliğinin önlenmesi için önemlidir. Azot, fosfor ve potasyum gübre yapım esnasında farklı kısımlarda farklı yollardan kaybolur. Azot depolama ve dağıtım esnasında gaz formunda kaybolur. Azot aynı zamanda gübre yığınlarından ve

26 serpimi takiben sızarak kaybolur. Gübrelerde ana potasyum kayıp yolu gübre yığınlarından sızma şeklindedir. Fosfor kaybı başlıca gübrenin tarla yüzeyine serpildikten sonra yıkanma yolu ile olur. Şekil.2. Azot gaz depolamada formunda, fosfor serpmeyi takiben yıkanarak kaybolur 2.5. Gübre kaynakları Çiftlikte üretilen gübreler ve organik materyaller tercih edilen toprak verimliliği ve bitki besin maddelerinin kaynağıdır (Şekil 2). Diğer organik çiftliklerden organik maddeler aynı zamanda iyi bir tercihtir. Hayvan beslemeyen çiftlikler ve hayvan besleyen çiftlikler için iyi bir besin değişim olanağı vardır. Hayvan beslemeyen çiftklikler hayvan besleyen çiftliklere dane, saman ve yem vererek karşılığında gübre alabilir. Açıkça bu taşıma maliyetine bağlı ekonomik olarak uygulanabilir bir yöntemdir. Fig.2. Gübreler ve çiftlikte üretilen organik maddeler tercih edilen toprak verimliliği ve besin kaynağı ve toprak dengesidir Çiftlikte besin ihtiyacı karşılanamadığı veya diğer organik çiftliklerden temin edilemediğinde, bazı organik veya mineral gübreler tamamlayıcı besin kaynağı olarak kullanılabilir (Çizelge 2). Buna karşın, satın alınabilecek besinlerin kaynağı ve kalitesi hakkında bazı sınırlamalar vardır. Gübreler sadece yoğun hayvancılık yapan GDO içeren yem kullanmayan ve metal konsantrasyonları içermeyen sistemden gelmelidir. Gübre ve organik maddelerin her halinde uygulamalar yıllık ortalama hektara 170 kilogramı geçmemelidir. Eğer gerekli ise stok oranları buna uymak için düşürülmelidir.

27 Çizelge 2. İzin verilen ve yasaklanan gübre kaynakları Dikkatli bir yönetim gübrelerde, şerbetlerde ve kompostlarda maksimum düzeyde besin değerini garanti eder. Aynı zamanda sızma ve buharlaşma ile kayıpları minimize eder. En iyi sonuçlar bitkiler tarafından besin alımının maksimum olduğu ve kayıpların minimum olduğu dönemde gübre uygulamasından alınır. Dağıtımda şerbetten amonyak kaybı serpilmeden sonra ilk 6 saat içinde veya gübreden amonyak kaybı serpildikten sonra ilk 24 saat içinde toprağa karıştırma ile %90 azaltılabilir. Şerbette kuru madde miktarı kayıplar üzerine önemli etkide bulunur. Şerbette artan kuru madde miktarına paralel kayıplar da artar çünkü katı maddeler toprak yüzeyinde uzun süre kalır. Sonbahar ve kış uygulamalarından kaçınılmalı ve eğer işlenen araziye gübre uygulanacaksa kayıpları en aza indirmek için toprağa hemen karıştırılmalıdır Diğer besin kaynakları Eğer bitkinin ihtiyaç duyduğu besin miktarı organik materyalden sağlanamazsa sisteme katılabilecek çok sayıda diğer gübre materyalleri vardır. Bu ürünler organik standartlara göre listelenmiştir ve organik üretim için dikkatlice seçilmiştir. Gerekli kriterler kontaminasyon riski, ürünün işleme seviyesi, toprak mikrobiyolojisinin etkisi ve çözünebilirliktir. Ürünün kaynağı da önemlidir. Örneğin, doğal ürün olmasına rağmen Şili azotunun kullanımına müsaade edilmez çünkü Şili de bu ürünün madenciliği çevresel tahribatlara neden olur.

28 Bu materyallerin bazılarının kullanımına sınırlama getirilmiştir. Bunların çoğu 'ihtiyaç tanım temelinde geri dönüşüm organizasyonların iznine bağlı olarak kullanılabilir. Normalde kullanıma izin verilmeden önce sertifika veren kuruluş bitki besin maddelerinin düşük olduğunu gösteren bitki ya da toprak analizi sonucunu ister. 3. Toprak analizleri Çiftlikte toprak analizi bitkiler için yeterli besin olup olmadığını veya ilave besin verilip verilmeyeceğini belirlemek için rutin olarak yapılmalıdır. Çok sayıda farklı toprak analiz metodu vardır, fakat hemen hemen tüm metodlar kimyasal ekstraktları hazır alınabilir besin elementlerin bir göstergesi olarak kullanır. Ne yazık ki bu metodlar uzun dönem içinde besin madde miktarlarını, yada toprak mikroorganizmalarının bitkilere besin sağlayabilme durumunu tahmin edemez. Kimyasal analizler yaygın olarak fosfor, potasyum ve magnezyum için kullanılır. Toprakta farklı besinlerin konsantrasyonlarını yorumlamak isterseniz indeks veya tanımlayıcı ölçekler kullanmalısınız. ADAS yöntemi İngiltere ve Galler de yaygın olarak kullanılmaktadır. Çizelge 3. ADAS metodu toprakta mevcut besinleri tanımlamak için dizin veya tanımlayıcı ölçekler kullanılmaktadır Sertifikasyon kuruluşları tarafından empoze edilen bazı ürün ve sınırlama örnekleri. Örneğin öğütülmüş yumuşak kaya fosfat Cadmium içeriğinin her bir kg fosfatta 90 mg ın altında olması

29 durumunda kullanılabilir. Potas sülfatı eğer ihtiyaç duyulursa toprağın kil içeriği %20 den daha az ise kullanılabilir. Kalsiyum karbonat doğal kaynaklı olmak koşulu ile kireçleme amaçlı kullanılabilir. 5. Özet Bu gübre ve tamamlayıcı besin yönetimi bölümünü tamamlar. Organik tarımda tercih edilen besin kaynaklarını öğrendiniz. Organik yetiştiriciler her zaman mümkün olduğunca yenilenebilir kaynaklardan bitki besinlerini kullanır. Eğer bu mümkün değilse kaya fosfatı gibi diğer yapıları kullanır. Aynı zamanda gübrelerden ve organik atıklardan dikkatli bir yönetim ve kompost gibi iyi bir uygulamalarla besin kayıplarını nasıl minimize edebileceğinizi öğrendiniz.

30

31 Modül 2 Toprak ve Besin döngüsü Bölüm 5 - Kompost 1. Giriş Organik üretimin temel amaçlarından biri toprağı korumak veya toprak verimliliği artırmaktır. Bu bölümde kompost nedir, organik sistemlerde nasıl yönetilebilir konuları öğretilecektir. 2. Kompost Kompost organik bir maddenin (bitki atığı) ayrışma işlemi üzerinden kompost denilen topraksı maddeye dönüşümü olayıdır. Omurgasızlar (böcekler ve solucanlar) ve mikroorganizmalar (Bakteri ve mantarlar) bu dönüşüme yardımcı olur. Organik tarım önemli bir yapı taşlarından ve kolay mineralize olan kompost, organik madde veya humusun güvenilir bir şekilde toprağa dönüştürülmesidir. Genel olarak, kompost nispeten yüksek miktarda Karbon (C) içerir, ama aynı zamanda nispeten düşük konsantrasyonlarda N, P, K, Ca, Mg, Fe, ve S gibi pek çok diğer besin elementlerini de içerir. Kompost yavaş yavaş çürüyerek birkaç ay ya da yıl içinde azotu yavaş salımlar. Hızlı ayrışabilir bileşikler kompostlama işlemi sırasında bozulabilir. Genellikle toprağa yılda bir ya da iki kez kompost eklenmesi ile verimli ve sağlıklı bir zemin oluşturulur. Kompost, çiftlik malzemelerden doğrudan elde edileceği gibi, belediye atıklarından yapılabilir veya doğrudan satın alınabilir. Kompost için bazı malzemelerin çiftlik dışarısından ithal edilmesi zorunludur. Organik standartlar, hayvan gübreleri ve diğer organik atıkların kompostlaştırılmasını tavsiye eder, çünki; kitle miktarı azaltılır böylece işlenmesi daha kolay olur, daha stabil formlarda hazır azot içerir, böylece kayıplar azalır. Kompost ile amonyak olarak yayılan koku kayıpları azalır.

32 Ayrıca kompostlama işlemi sırasında yüksek bir ısı ile açığa çıkan organik maddeler yabancı ot tohumları ve patojenleri öldürür. Uygulamada, kompostlar bazı yaprak ve kök hastalıkları kontrol edilmesinde yardımcı olur. 3. Kompost işlemi Görüldüğü gibi, kompost değerli bir yönetim aracıdır, ama tam olarak ne içerir? Kompost toprak düzenleyici olarak büyük değere sahip olan istikrarlı bir ürün üretmek için organik maddenin karıştırılması ve havalandırılması işlemidir. Çiftçiler eğer kompost yapmaya başlamak için karar verirlerse birkaç kompost yapma sisteminden birini seçebilir. Seçenekler maliyet, işgücü gereksinimi ve işlem süresine göre değişir. Atıklar normalde yığınlar veya windrows içinde depolanır. Windrow kompostlarda hammaddeler uzun yığınlar şeklinde istiflenmiş olarak yerleştirilmiş olup düzenli olarak bir ön uç yükleyici, kepçeli yükleyici veya özel kompost çevirici ile döndürülür. Daha sonra ideal olarak, yüzeyi nefes alabilen bir örtü ile kaplanır (Şekil 1a). Malzeme beton zemin üzerinde saklanıyorsa o zaman herhangi bir sızıntı toplanabilir ve tekrar kullanılabilir yıkanan sızıntı değerli besin maddeleri içerebilir. Özel ekipman ile malzeme sık sık döndürülerek kompost havalandırılır. Kompost sıcaklığı koku sorunları önlemek ve maddelerin kompost haline dönüştüğünden emin olmak amacı ile izlenmelidir. Şekil 1. (a) Kompost yığınının nefes alabilen bir membran ile kaplanması; (b) pasif havalandırmalı-kompost yığını, yığın bir yatak üstünde talaş ile kaplanmış halde Pasif havalandırmalı-yığın kompost da kullanılabilir (Şekil 1b). Bu tip kompostlar kaba malzemelerin üstüne bir yatak gibi yığılan talaş gibi hammaddelerin yerleştirilmesiyle elde edilir. Yığın içinde

33 döşenen boru ağı havalandırmayı sağlayacaktır. Bu tip yığın daha az emek gerektirir ama uzun sürer. Havalandırmalı statik yığın kompostlama şekli, enerji kaynağına olan havanın mekanik havalandırma boruları ile içeri gönderilmesi dışında pasif havalandırmalı yöntemine benzer. En pahalı kompost yapma yöntemi damar kompost yöntemdir. Bu yöntemde kutu, kompost yapıcı araçlar, çalkalamalı yatak ya da kanal gibi aletlerin kullanımını gerektirir. Hammaddeler tahıl bidonlarına benzer kutulara veya büyük bidonlara yerleştirilir. Malzemeler nadiren çevrilir ve bidonların altından veya havalandırma boruları ile zorunlu havalandırma ile havalandırılır. Nasıl hazırlanmalıdır? Kompost hazırlanmasında şu adımlar izlenir: 1. içeriklerin eklenmesi (Şekil 2a), 2. Uygun sıcaklığın korunması, 3. çevirme, 4. Nemin muhafazası, 5. hasat. (a) (b) Şekil 2. (a) Gübre yığınının inşaası organik malzemenin birkaç kat halde uygulanması prensibine dayanmalıdır; (b) Kompostun nem miktarının sıkılma yöntemi ile belirlenmesinde kullanılan miktarı Organik gübreyi başarılı elde etmek için bazı uygun koşullara ihtiyaç vardır: mikrobiyal solunum için yeterli oksijeni (başlangıç malzemesi olarak gözenek alanının yaklaşık yüzde 5 kadar hava içermelidir); nem içeriği %40 ila %65 arasında olmalıdr; kompost malzemelerin parçacık büyüklük çapı yaklaşık 1/8-2 inç olmalı; uygun bir karbon azot (C:N) oranı olmalı; optimum kompost sıcaklık aralığı 120 ila 140 ( F) Fahrenheit olmalı.

34 Sıcaklık kompostlama süreci için kritik öneme sahiptir. Yığınlarda azalan sıcaklıklar daha fazla oksijen veya nem gerekli olduğunu gösterir. Yığın elle veya değişik aletler ile döndürülerek oksijene verilir böylece mikrobiyal aktivite tekrardan artış gösterilir. Döndürme sonucunda dış katmanlardaki malzemeler sıcaklığı içerdeki 120 F sıcaklıktan daha düşük olabilmesi nedeni termofilik sıcaklıklara maruz kalabilir. Kompostun döndürülmesi ile patojenlerin, ot tohumu ve böcek larvalarının öldürülmesini sağlayabilirsiniz. Yığınların çok sıcak olmaları da mümkündür. Sıcaklık F aralığına ulaştığında, termofilik organizmalar ölmeye başlar ve kompost oluşumu yavaşlar. Bu durumlarda kompost yığınlarında kendiliğinden yanma, çok sıcak ve kuruma halleri oluşabilir. Kompost yığınlarındaki sıcaklık suyun buharlaşmasına neden olursa kompostun yeniden ıslatılması gerekli olabilir. Eğer nem oranı yüzde 40'ın altına düşerse, yığın mikrobiyal aktivite için çok kuru olabilir. Ama yığını çok ıslatmanın da tehlikesi vardır. Nem %65-70'i aşarsa, gözenek alanı oksijenden fazla su içerir, sonuçta da mikrobiyal aktivite azalır. Yeterli oksijen olmadan, kompost yığınında anaerobik ortam oluşur. En basit Nem Sıkma Testi kompostun doğru nem seviyesini belirlemek için kullanılır. Kompost avuç içine alınıp sıkıldığında avuçtan su akarsa nemli, dokunma anında nem hissedilmes ize kuru olarak değerlendirilir (Şekil 2b). Organik üretim için yüksek kaliteli gübre üretiminde ilk adım kompost yapımında kullanılan hammaddelerin kaynağının belirlenmesidir. Hammadde kaynağının bilinmesi ile yapılan kompostta organik tarımda kullanılması istenilmeyen materyalin kompost içeriğine bulaşması engellenmiş olur. Bu durum ayrıca kompost içinde bulunan malzemeler kompostlama sisteminin tasarımı için uygun miktarda karışmasını sağlamaya yardımcı olacaktır. Her organik materyal kompost yığınına ilave edilmek için uygun olmayabilir (Tablo 1). Örneğin, elma ya da limon kullanıldığı durumlarda kompost ph sı artacağından dolayı kompost olayı durabilir. Kullanılmaması gereken bir diğer malzemede istilacı bitki türlerinin kullanılmasıdır. Nitekim bu durumda kompost ile bu bitkilerin doğaya yayılması hızlanabilir. Tablo 1. Kompost yapımında kullanılabilen veya kullanılmaması gereken maddeler

35 4. Karbon Azot (C:N) oranı Organik maddeler az miktarda Azot (N) ile birlikte önemli miktarda Karbon (C) karışımından oluşur. Bu iki besin dengesi azot karbon oranı (C:N oranı) olarak adlandırılır. Kompostlama işlemi, enerji için karbon, protein üretimi için azot un uygun oranda olmasını gerektirir. Verimli, hoş kokulu bir kompost elde etmek için en uygun C:N oranı, kısım karbon için 1 kısım azot tur (25-30:1). Eğer C:N oranı çok yüksek (fazla karbon) kompost bozuşması yavaşlar, C:N oranı çok düşük (aşırı azot) kompost yığını sonuçta kokmuş bir hal alır. Organik materyallerde farklı ortalama C:N oranları vardır (Tablo 2). Kahverengi kompost malzemesi karbon, yeşil kompost malzemesi yüksek miktarda azot içerir. Kompost kullanmak için birkaç ipucu: bitki için gerekli besin ihtiyacının aşılmasını önlemek için çeşitli besin kaynaklarını kullanın, toprağın besin seviyelerini takip için toprak analizi yapın, Mümkünse daha doğru uygulamalar sağlamak için kompostu test edin,

36 Bitkinin azot ve fosfor ihtiyaçlarına göre kompost miktarını hesaplayın. Bu pratik uygulama ile kompost maliyeti, çevre maliyetleri gibi ilgili maliyetlerin artmasının önlenmesine yardımcı olacaktır, mineralleşme oluşum sürecini teşvik etmek, besinlerin akışını ve erozyon kayıpları en aza indirmek için doğrudan toprağın içine uygulayın Tablo 2. Bazı organik materyallerin C:N oranları Tahıl samanı gibi karbon oranı yüksek ama azot oranı düşük olan bitki materyalleri yavaş yavaş dekompoze olur fakat verimli humus kaynaklarıdır. Diğer taraftan, yüksek azot düşük karbon içeren baklagiller gibi bitki artıkları ise çabuk çürüyüp az humus üretirler. Azotun yanısıra fosfor ve kükürt gibi organik maddeler demir, bakır ve çinko gibi mikro besinlerin önemli bir kaynağıdır. Kompost toprak için çok faydalıdır, fakat toprağa gerekenden fazla miktarda kompost uygulaması toprakta besin dengesizliğine neden olur, bu durumun takip edilmesi ve yönetilmesi gerekir.3.

37 5. Özet Kompost bölümünün sonuna geldik. Bu bölümde toprakların organik madde içeriğini artırılmasının, toprağın verimliliğini artırılması için çok önemli olduğunu öğrendik. Kompost uygulamasının toprağın kimyasal ve mikrobiyolojik özellikleri etkileyerek sonuçta organik olarak yetiştiriciliğini yaptığınız bitkilerin bitkisel özelliklerini ve verimliliğini geliştirir. Toprak bakımı, bitkilerin hastalıklara karşı daha sağlıklı ve dirençli olmasının temelidir. Kompost erken aşamalarda malç olarak kullanılabilir ve böylece büyüyen ürünleri yabani ot ve zararlarından korur, nemi ve toprak mineralleri kullanılabilirliğinin artmasında yardımcı olur, aynı zamanda daha sonraki aşamada, toprağın zenginleştirilmesinde ve nem tutma kapasitesinin artmasında yardımcı olur. Kompost kullanımı ayrıca yapay gübre kullanımı azaltılmasında/kaldırılmasında neden olarak, gereksiz yere besin maddelerinin yeraltı suyu içine sızmasının azaltılmasına da katkı sağlar.

38