Modül 2 · Bölüm 7

İklim değişikliği açısından gübrelemeyi daha sürdürülebilir hale getirmek

ENTRCSROSRSL

Dünya üzerindeki hızlı nüfus artışına paralel olarak insanların gıda tüketimleri de artış göstermiştir. Tarımsal üretimdeki artışlar ise tarımsal girdi kullanımını önemli boyutlara çıkarmıştır. Bugün dünya üzerinde bitkisel üretim yapanların temel amacı, alabilecekleri en yüksek miktar ve kalitede ürün elde edebilmektir. Bu amaca ulaşabilmek adına tarımda kullanılan en önemli girdilerin başında gübreler yer almaktadır. Kimyasal gübreler günümüzde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Dünya genelinde tarımsal üretimde son yıllarda kullanılan azotlu, fosforlu ve potasyumlu gübre miktarları Çizelge 1’de gösterilmiştir.

Çizelge 1. Dünyada yıllar itibariyle azotlu, fosforlu ve potasyumlu gübre tüketimleri [1]

Yıllar Azotlu gübre (N) Fosforlu gübre (P₂O₅) Potasyumlu gübre (K₂O)
2017 109.923.828 44.807.567 38.872.528
2018 108.795.192 44.456.769 38.961.263
2019 105.111.079 44.119.119 36.995.315
2020 110.541.659 48.364.923 39.024.540
2021 108.688.168 46.269.708 40.128.174

Bitkisel üretimde kimyasal gübrelerin yanı sıra organik gübre uygulamaları da önemli boyutlardadır. Dünya genelinde 2020 yılı verilerine göre 28 milyar tona yakın hayvan gübresi kullanımı gerçekleşmiştir [1]. Gübrelemenin hızla artmasına karşın gübrelerin etkin kullanımıyla ilgili çok önemli sorunlar vardır. Bugün dünya genelinde yapılan birçok çalışmada gübre kullanım etkinliğinin çok düşük oranlarda kaldığı bilinen bir gerçektir. Başarılı bir gübreleme, bitkilerin gelişme dönemleri boyunca gerekli besin ihtiyaçlarını sağlamanın yanı sıra bunu çevreye en az düzeyde zarar verecek şekilde yapabilmek ile ölçülmelidir. Nitekim bugün dünya üzerinde özellikle yanlış ve aşırı gübre kullanımına bağlı olarak ciddi çevre sorunları ile karşı karşıyayız.

Küresel ısınmaya neden olan sera gazlarının önemli bir bölümü tarımsal faaliyetler sonucunda atmosfere salınmaktadır. Tarım kaynaklı sera gazı emisyonları büyük oranda, metan (CH4) ve nitröz oksit (N2O) gazından oluşmaktadır. Gübreler aracılığıyla atmosfere önemli sera gazı salınımı olmaktadır. Tarımsal faaliyetler sonucunda atmosfere salınan gazların 2020 yılı verilerine göre % 13’lük kısmı toprağa uygulanan sentetik gübreler ve hayvan gübrelerine bağlı olarak gerçekleşmiştir [1].

Tarım kaynaklı emisyonlar içerisinde kimyasal gübre kullanımına bağlı olarak gerçekleşen artış oranı diğer emisyon kaynaklarına göre zamanla çok daha yüksek seviyelere ulaşmıştır. Çizelge 2’de tarımsal kaynaklı bazı faaliyetlerin yıllar içerisindeki sera gazı emisyonları gösterilmiştir. Geçen 60 yıllık süreçte sentetik gübrelere bağlı oluşan emisyon miktarındaki artış oranı 10 kata yaklaşmıştır.

Çizelge 2. Yıllar İçerisinde Tarım Kaynaklı Sera Gazı Emisyonlarında Görülen Değişimler [1].

Emisyon Kaynağı Salınım miktarı (Kiloton CO2 eşdeğeri) Değişim Oranı (%)*
1961 1970 1980 1990 2000 2010 2020
Enterik fermentasyon 1829661 2069925 2320767 2493671 2473802 2654500 2849716 56
Çeltik tarımı 487941 560752 609831 620854 653281 682752 686111 41
Sentetik gübreler 63209 174069 334374 425288 446178 559822 625107 889

*Değişim oranları 1961 yılına göre 2020’de gerçekleşen miktarlar üzerindendir

Gübre Kullanımının Çevresel etkileri

Tarımsal kaynaklı sera gazı emisyonları büyük oranda nitroz oksit (N2O) ile metan (CH4) gazından oluşur. Bu gazlar CO2’e oranla atmosferde daha az bulunmasına karşın küresel ısınma potansiyelleri daha yüksek olan gazlardır. Küresel İklim Değişikliği Panelinde 100 yıllık bir zaman dilimi için, CH4 ve N2O gazlarının birim kütlelerinin CO2 gazına oranla sırasıyla 25 ve 298 kez daha fazla küresel ısınma potansiyeline sahip olduğu belirtilmiştir. Nitroz oksit molekülleri, atmosferde ortalama 114 yıl kalabilmektedir [2]. Küresel olarak, N2O emisyonlarının bir bölümü atmosfere doğal yollarla girmesine karşın önemli oranda insan faaliyetlerine bağlı olarak emisyon gerçekleşmektedir [3]. İnsan kaynaklı N2O emisyonları büyük oranda tarımsal faaliyetler ile gerçekleşirken bu faaliyetler içerisinde azotlu gübre kullanımı en büyük paya sahiptir. N2O’nun tarım topraklarında üretilmesinin iki ana yolu nitrifikasyon ve denitrifikasyon olaylarıdır. Sentetik gübrelerin yanı sıra hayvan gübreleri de tarımsal kaynaklı sera gazı emisyonları içerisinde önemli bir paya sahiptir. Hayvan gübreleri aracılığıyla gerçekleşen sera gazı salınımları toplamda tarım kaynaklı sera gazı salınımlarının yaklaşık % 22’sine neden olmaktadır [1].

Gübrelerin çevreye olan olumsuz etkileri sera gazı salınımına sağlamış oldukları katkı ile sınırlı değildir. Özellikle aşırı kullanıma bağlı olarak daha farklı çevresel sorunlara da neden olabilirler. Önemli olan bazılarına aşağıda değinilmiştir.

Yeraltı sularında oluşan nitrat kirliliği

Dünyanın birçok bölgesinde yeraltı suları içme suyu kaynağı olarak kullanılmaktadır. İçme sularında insan sağlığını tehdit eden en önemli faktörler mikrobiyolojik kirlilik ve nitrat kirliliğidir. Günümüzde yer altı sularında görülen nitrat kirliliğine neden olan faktörlerin başında gübreler gelmektedir. Azotlu gübreler doğrudan nitrat içermeleri yanında, uygulandıktan sonra kolaylıkla nitrata dönüşebilmektedirler. Toprağa uygulanan ve bitkiler tarafından kullanılmayan azot özellikle nitrata dönüştükten sonra toprak tarafından tutulmaz ve suyla birlikte hareket eder. Bu durum yeraltı sularının nitratla bulaşmasında temel etkendir. Toprağa uygulanan azotlu gübrenin %2-10 arasındaki kısmının yüzey suları ya da yeraltı sularına karıştığı ifade edilmektedir [4]. Topraklara ve sonrasında yüzey ve yeraltı sularına nitratın karışması yalnızca kimyasal azotlu gübre kullanımına bağlı olarak gerçekleşmez. Organik gübre kullanımı ile de önemli miktarda azot toprağa kazandırılmış olmaktadır. Mineralizasyon sonucunda oluşan nitrat aynı çevresel zararı gösterir.

Bitkilerde nitrat birikimi

Nitrat yüzey ve yeraltı sularında sorun olduğu gibi bazen de bitkilerin bünyesinde belirli bir düzeyin üzerine çıkarak sorun yaratabilmektedir. Bitkiler tarafında topraktan en fazla kaldırılan elementlerin başında azot gelir ve doğal olarak bünyelerinde fazla miktarda azot içerirler. Bitkiler bu azotu protein başta olmak üzere bazı bileşiklerin sentezinde kullanırlar. Bununla birlikte bazen aşırı azotlu gübre tüketimine bağlı olarak bitkilerin absorbe ettiği azot düzeyi yükselir ve bitkilerde nitrat birikimi görülebilir. Bu durum özellikle yaprağı yenen sebze türlerinde sorun olarak karşımıza çıkmaktadır.

İçme suları ve gıdalar aracılığıyla alınan nitrat, canlıların bünyesinde önce nitrite dönüşür ve daha sonra nitrozamin bileşikler oluşturur. Bu bileşikler de toksik, mutajenik ve kanserojenik olarak kabul edilen bileşiklerdir [5].

Topraklarda tuzluluk oluşumu

Toprak tuzluluğu, suda çözünebilir tuzların çeşitli şekillerde toprakta birikmesi olayıdır. Doğal yollarla ve yapay şekillerde meydana gelebilir. Doğal yollarla oluşan tuzluluk özellikle kurak ve yarı kurak bölgelerde gerçekleşir. Bu alanlarda yıkanma ile yeraltı sularına karışan çözünebilir tuzlar, kapilarite ile toprağın üst katmanlarına taşınır ve sonra buharlaşma sonucunda su ortamdan uzaklaşır ve tuzlar kalır. Yapay yollarla topraklarda oluşan tuzluluk çoğunlukla sulama ve gübrelemeden kaynaklanmaktadır. Özellikle yetiştiriciliğin yoğun olarak yapıldığı alanlarda yüksek miktarlarda gübre kullanımına bağlı olarak uzun yıllar içerisinde toprakta tuzluluk miktarı artar. Gübrelemenin damla sulama ile birlikte uygulanması durumunda bu süreç daha da hızlanmaktadır. Damla sulama yönteminde toprağın tamamı değil daha küçük bir alan sulanmaktadır. Bu nedenle bu küçük alanda daha yoğun bir gübre konsantrasyonunun oluşması söz konusudur (Şekil 1).

Şekil 1. Gübre uygulaması sonucunda toprak yüzeyinde oluşan tuz birikimi (Kaynak: West Coast Nut, https://www.wcngg.com)

Tuzluluk tarımsal üretimde bitki gelişimini sınırlandıran en önemli toprak özelliklerinden birisidir. Toprakların tuzlanması bitkilerin su ve besin maddeleri alımını olumsuz yönde etkiler. Bitki kök bölgesinde tuz yoğunluğunun artmasına bağlı olarak ozmotik basınç artar bitkinin suyu alması güçleşir. Ayrıca bazı iyonların artışına bağlı olarak toksik etkiler görülür ve bitkilerde tuz stresi oluşur [6]. Gübreler birbirlerine göre farklı oranlarda tuzluluk etkisi oluştururlar. Bir gübrenin toprak çözeltisinde oluşturduğu tuz konsantrasyonu, onun tuzluluk indeksi değerini verir. Çizelge 3‘de bazı azotlu gübrelerin tuzluluk indeksi değerleri verilmiştir. Özellikle tuzluluğun sorun olduğu alanlarda tuzluluk indeksi daha düşük olan gübrelerin tercih edilmesi gerekir.

Çizelge 3. Bazı gübrelere ait tuzluluk indeksi değerleri [7].

İsim Etkili madde oranı (%) Tuzluluk indeksi Birim besin başına düşen tuzluluk indeksi değeri*
Susuz amonyak 82 N 47,1 0,57
Amonyum nitrat 34 N 104 3,06
Amonyum sülfat 21 N, 24 S 68,3 3,25
Üre 46 N 74,4 1,62

*Bir birim 9 kg‘a eşdeğerdir

Ötrofikasyon

Ötrofikasyon, bazı bitki besin elementlerinin artışıyla sularda sucul yaşamın artması, buna bağlı olarak su kalitesindeki düşüş ve sudaki yaşam ortamlarında meydana gelen bozulmalar olarak tanımlanabilir. Tarımsal üretimde kullanılan gübreler aşırı kullanılmaları halinde yüzey ya da yüzey altı sularına karışmaktadırlar. Bu şekilde sulara karışan ve özellikle azot ve fosfor içeren gübreler, ötrofikasyona neden olan en önemli kirleticiler durumundadır. Ötrofikasyon çoğunlukla göl, gölet, gibi alanlarda görülmesine karşın bazen nehir ve denizlerde de görülebilmektedir (Şekil 2).

Şekil 2. Sularda ötrofikasyon oluşumu (http://mk.uni-pannon.hu/)

Besin elementleinin artışına bağlı olarak suların içerisinde fitoplanktonlar, algler ve bazı sucul bitkilerin yoğunluğu artar. Bunlar öldükleri zaman su tabanında bir çökelti oluştururlar ve mikroorganizmalar tarafından parçalanırlar. Bu esnada yoğun oksijen tüketimine bağlı olarak ortamdaki çözülmüş oksijen miktarı hızla düşer. Bu da başta balıklar olmak üzere diğer suda yaşayan canlıların ölümüne ve mevcut su kalitesinin düşmesine neden olur.

Gübre Kullanım Etkinliğinin Artırılması ve Gereksiz Gübre Kullanımının Önüne Geçilmesi

Tarımın en önemli girdilerinden olan gübrelerin çoğunlukla yanlış kullanıma bağlı olarak etkinlikleri sınırlı miktarlarda olmaktadır. Bitkisel üretimde en fazla kullanılan gübre çeşidi azotlu gübrelerdir. Azotlu gübreler tarım topraklarından atmosfere N2O salınımının ana kaynağını oluşturur. Sera gazı salınımına neden olmalarının yanında yukarıda bahsedildiği gibi birçok çevre sorununda önemli rol oynarlar. Bu nedenle kullanımlarına dikkat edilmedikleri sürece çevre açısından önemli riskler barındırmaya devam edeceklerdir.

Başarılı bir gübrelemenin en önemli koşulu bitkinin gelişme dönemi boyunca besin gereksinimini karşılarken bunu ekosisteme minimum düzeyde zararla gerçekleştirebilmektir.

Gübre kullanım etkinliği, bitkilerin sağlıklı bir gelişim için gereksinim duyduğu besin elementlerini optimum düzeyde kullanabilmesi ya da maksimum seviyede bitki aksamlarını oluşturabilme yeteneği olarak tanımlanabilir [8].

Azot kullanım etkinliği, yapılan uygulamalara ve çevresel etkenlere bağlı olarak değişmekle birlikte dünya genelinde yaklaşık %25-40 arasında olmaktadır [9]. Gübre kullanım etkinliğini azaltan bazı etkenler ve bunların azaltma oranları Çizelge 4’te gösterilmiştir.

Çizelge 4. Gübre kullanım etkinliğini azaltan bazı etkenler [10].

Etkenler Azaltma oranı (%)
Uygun olmayan tohum yatağı 10-20
Uygunsuz bitki çeşidi 20-40
Geç ekim dikim 20-40
Yetersiz sulama 10-25
Hastalıklar 15-20
Zararlılar 5-50
Bilinçsiz gübre uygulaması 20-50

Tarımda sürdürülebilir üretim yapmanın yolu gübre kullanım etkinliğini artırarak aşırı gübre kullanımının önüne geçmek ve bunun yanında uzun dönem toprak verimliliğini koruyacak uygulamalara yönelmekten geçer.

Doğru gübreleme programları uygulayabilmek

Küresel olarak tarımsal üretimde gübrelemenin bilinçsiz bir şekilde yapılması çözüm bekleyen en önemli konuların başında gelmektedir. Doğru gübreleme için yetiştirilecek bitkinin besin maddesi gereksiniminin bilinmesi büyük önem taşır. Bununla birlikte bitkilere beslenme programları oluşturulurken toprak özelliklerinin de mutlaka bilinmesi gerekir. Aksi takdirde uygulanacak gübrenin doğru miktarını ve uygun çeşidini belirleyebilmek çok güçtür. Bitki gereksiniminin altında gübre uygulanmasına bağlı olarak verim kayıpları yaşanır. Bunun yanında gübrenin aşırı miktarda uygulanması ise verim ve kalitenin bozulmasının yanı sıra çevreye de zarar verir. Kullanılacak gübrenin miktarını ve çeşidini doğru belirleyebilmenin tek yolu yapılacak toprak ve yaprak analizlerinden yararlanmaktır. Gübreleme için toprak örnekleri, ekim veya dikim öncesi çok yıllık bitkilerde ise gelişme mevsimi başında alınmalıdır.

Hayvan gübresi uygulamaları ya da farklı organik gübreleme uygulamaları sıkça yapılan yöntemlerdir. Bu tür uygulamalar bitkilerin gereksinimi olan besin maddelerini karşılaması açısından oldukça önemlidir. Eğer bir alanda gübreleme farklı bir hayvan gübresi ile kombine edilecekse, gübreleme yapılmadan önce hayvan gübresi analizi de yapılmalıdır. Hayvan gübresinde var olan bitki besin maddesi içerikleri hesap edilerek verilecek gübre miktarı ona göre ayarlanmalıdır.

Azot gübrelemesi yapılırken, bitkinin gelişme dönemleri dikkate alınarak gübre dozlara bölünmeli ve gübreleme planları, uygun sulama yönetimi ile desteklenmelidir. Uygulanan azotlu gübrenin toprak yüzeyinde kalması ya da sulama sonucunda derine infiltrasyonu gübrenin kullanım etkinliğini azaltırken önemli çevresel sorunlara neden olur.

Azot kullanımında yerel hava tahminlerinden yararlanarak uygun zamanda gübre uygulamak olası azot kayıplarının önüne geçmek adına önemlidir. Toprak sıcaklığındaki ve toprağın suyla doygunluğundaki artışa bağlı olarak topraklardan azot kaybı doğru orantılı bir şekilde artış gösterir. İklim faktörleri ile azot kaybı arasındaki ilişki, tarım topraklarının yönetiminde dikkate alınmalıdır. Bu durum Çizelge 5’te görülmektedir [11].

Çizelge 5. Toprak sıcaklığı ve su doygunluğuna bağlı olarak denitrifikasyonla oluşan tahmini N kayıpları

Toprak Sıcaklığı (C⁰) Suyla doygun gün sayısı

Azot kaybı

(Uygulanan azotun %’si)

13-16 5 10
10 25
24-27 3 60
5 75
7 85
9 95

Daha düşük emisyon oluşturan gübrelerin kullanılması

Tarımsal kaynaklı sera gazı emisyonlarının en büyük kaynaklarından biri gübre uygulamalarıdır. Bu yüzden farklı türde gübre kullanımlarının emisyon oranlarına etkilerinin bilinmesi ve uygun olan gübrelerin tercih edilmeleri emisyonların azaltılmasında yardımcı olabilir. Bu amaçla Çin’de yapılan bir çalışmada farklı gübre türlerine ait sera gazı emisyon miktarları karşılaştırılarak en düşük emisyona ve en düşük maliyete sahip gübreler belirlenmeye çalışılmıştır [12]. Elde edilen verilere göre tarladan kaynaklanan doğrudan N2O emisyonları dikkate alınmadığında, gübre kaynaklı emisyonlar, üretimden kaynaklanan toplam emisyonların %48’ini oluşturmuştur. Araştırmacılar, gübre kaynaklı emisyonların düşürülmesinin, gerekli ve öncelikli bir önlem olduğunu belirtmişler ve buldukları sonuçlara göre amonyum bikarbonat, kalsiyum süperfosfat ve potasyum klorürün en düşük sera gazı emisyonuna sahip gübreler olduğunu ifade etmişlerdir. Bu gübrelerin kullanımıyla emisyon miktarında %49 oranında bir düşüş sağlanacağına dikkat çekilmiştir.

Diğer azotlu gübrelerden farklı olarak üre gübresi toprağa uygulandığında, endüstriyel üretim sürecinde ilave edilmiş olan CO2 salınır. Üre (CH4N2O) su ve üreaz enzimlerinin varlığında amonyum (NH4+), hidroksil (OH-) ve bikarbonat (HCO3-) iyonlarına dönüşür. Reaksiyon sonucunda oluşan HCO3-, kireç eklendikten sonra kendisini oluşturan CO2 ve H2O’ya ayrılır ve bu şekilde topraklardan CO2 salınımı gerçekleşir [13].

Farklı özelliklerdeki topraklarda farklı gübre çeşitlerinin sera gazı emisyonuna katkılarının belirlenmesine yönelik çalışmaların artırılması ve o bölgelerde daha az emisyona neden olan gübrelerin tercih edilmesine özen gösterilmelidir.

Toprak organik madde içeriğinin artırılması

Tarım alanlarında doğru bir bitki besleme yönetimi, toprak organik karbonu tutulumu ile birlikte düşünülmelidir. Genel olarak, organik gübre ve kompost kullanımı toprak organik karbon havuzunu, inorganik gübrelerin kullanımına oranla daha fazla geliştirecektir. Topraklarda organik madde miktarının az olduğu durumlarda toprak sağlığı bundan olumsuz etkilenir ve verimlilik düşer. Öte yandan, toprakta organik karbon miktarını artırmak, aynı zamanda tarımsal ekosistemlerin atmosferik CO2' i absorbe etme ve toprakta depolama kapasitesini arttırdığından, karbon tutulumunu artırmanın bir yoludur [14]. Hasat sonrasında ürün artıklarının yakılması ve aşırı kimyasal gübre kullanımı, biyolojik kaynakların azalmasına neden olur ki bu durum tarımsal ekosistemin bir karbon yutağı olarak potansiyel kapasitesini zayıflatır ayrıca gübreleme ile oluşan emisyonun artmasına neden olabilir.

Bu amaçla yapılan bir çalışmada ürün artıkları sığır gübresi ile kompost haline getirilerek kışlık buğday ve mısır rotasyonunda farklı uygulamalarla denemiştir [15]. Çalışmada, %100 sığır gübresi, %100 mineral azot, %75 sığır gübresi + %25 mineral azot ve %50 sığır gübresi + %50 mineral azot olmak üzere dört farklı gübre uygulaması denenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre kimyasal gübrenin organik gübre ile değiştirilmesinin sera gazı emisyonlarını önemli ölçüde azalttığı ve sığır gübresi ilavesiyle buğday ve mısır veriminin arttığı belirtilmiştir. Araştırmacılar kimyasal gübrenin organik gübre ile değiştirilmesi durumunda tarım ekosisteminin bir karbon kaynağından karbon yutağına dönüşeceğini ve sera gazı emisyonlarının azalacağını vurgulamışlardır.

Verimliliği artırılmış gübrelerin kullanılması

Gübrelerin etkinliğini artırarak hem toprakta olası kayıpları en aza indirmek hem de içermiş oldukları besin elementlerinden bitkilerin daha yüksek oranda yararlanmalarını sağlamak son yıllarda fazlaca tercih edilmeye başlanan bir yöntem olmuştur. Verimliliği artırılmış gübreler şeklinde genel olarak isimlendirilen bu gübreler “bitki alımını artıran ve besin elementi kaybını azaltan özelliklere sahip gübre ürünleri" olarak tanımlanmaktadır [16]. Daha çok azotlu gübrelerde verimliliğin artırılmasını hedef alan bu tür ürünlerde kaplama, kapsülleme, inhibitör ilavesi gibi farklı yöntemler kullanılmaktadır. Yavaş ve kontrollü salınım yapan gübreler ile inhibitörlü gübreler daha yüksek azot kullanım etkinliğinine sahip olmalarının yanında gübrelemeden kaynaklanan N2O emisyonlarını azaltma potansiyellerine sahiptirler.

Bu tür gübrelerin bitkilerin beslenme programlarına dahil edilmeleri üretimde verimliliği artırmak ve sera gazı emisyonlarını azaltmak için önemli olduğu açık olmakla birlikte ortaya çıkan maliyetin bir şekilde sübvanse edilmesi bir gereklilik olarak görünmektedir.

Mikrobiyal gübrelerin kullanılması

Dünyada artan gıda talebini karşılamak için tarımda kimyasalların yoğun kullanımı giderek artan çevre sorunlarına neden olmaktadır. Daha sürdürülebilir bir üretim için alternatif girdilere yönelmek kaçınılmaz hale gelmektedir. Bunlardan birisi de mikrobiyal gübrelerdir.

Tohum veya toprağa uygulandığında atmosfer azotunu fiske eden, bitki besin elementlerinin alınabilirliğini artırarak veya sekonder metabolit üretimiyle bitkisel gelişmeyi teşvik eden; rizosferde kolonize olabilen veya bitki dokularına girebilen, canlı mikroorganizmalardan meydana gelen materyale biyolojik gübre adı verilir [17]. Çoğunlukla atmosfer azotunu fikse eden bakterilerden oluşan bu grup gübreler içerisinde fosfat çözücü ve hormon üretici bakteriler de bulunmaktadır. Biyolojik gübre olarak kullanılan bakteriler genel olarak Bitki Gelişimini Teşvik edici Rizobakter (PGPR) olarak isimlendirilirler. Bugüne kadar yürütülmüş olan çalışmalarda özellikle Azotobacter, Azospirillum, Burkholderia, Pseudomonas, Bacillus ve Paenibacillus cinslerine ait türlerin PGPR olarak öne çıktığı görülmüştür [18].

Çoğunlukla tek başlarına yeterli olmasalar da mikrobiyal gübrelerin kullanımı ile yoğun sentetik gübre kullanımını azaltmak mümkün olabilecektir. Genellikle topraktan izole edilen bakteriler arasından aktif olanları etkinlikleri ve uygulandıkları ortama uyum gösterme özellikleri dikkate alınarak başarılı bir şekilde uygulanabilirler.

Gübrelemede hassas tarım teknolojilerinden yararlanma

Son yıllarda tarımda giderek artan şekilde yer bulan uygulamalardan bir tanesi de hassas tarım teknikleridir. Teknolojide kaydedilen yeniliklerin tarımla entegrasyonu sonucu ortaya çıkan ve özellikle büyük ölçekli işletmelerde önemli avantajlar sağlayan bir uygulamadır. Hassas tarım, yetiştiricilik yapılan alanda tüm alana aynı uygulamayı yapmak yerine farklı özelliklerdeki alanlara değişken düzeyli uygulamaları esas alan bir yöntem benimser.

Değişken oranlı gübre uygulamaları hassas tarımdaki uygulamalardan birisi olup son yıllarda özellikle azotlu gübrenin uygulanmasında sıkça tercih edilen bir yöntem olmuştur. Değişken oranlı gübre uygulamaların gerçekleştirilmesinde temel olarak kullanılan iki yöntem bulunur [19]:

Bunlardan biri harita tabanlı değişken oranlı uygulama olup, arazide ölçümü yapılan parametrelerden elde olunmuş haritaları kullanır. Diğer yöntem sensör tabanlı değişken oranlı uygulamadır. Sensör tabanlı uygulamada haritalama olmayıp, toprak ya da bitki karakteristiklerine göre gerçek zamanlı sensörler aracılığıyla hareket halindeyken ölçümler alınır. Bu ölçümlerden elde edilen veriler değişken oranlı uygulayıcıya gönderilerek uygulama gerçekleştirilir (Şekil 3). Her iki yöntemde de temel amaç tüm sahaya sabit ve eşit miktarda gübre vermek yerine toprak ya da bitkilerdeki belirlenen değişkenliklere göre gübreleme miktarını ayarlamaktır.

Şekil 3. Sensör tabanlı değişken oranlı uygulama bileşenleri [19]

Kaynaklar

  1. FAO, (2023). FAOSTAT, Food and Agriculture Organization of the United Nations. http://www.fao.org/faostat/en/#data, (Acces date: 16.08.2023).

  2. IPCC, (2007) Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth AssessmentReport of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 996 pp.

  3. IPCC, (2013). Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. [Stocker, T. F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S. K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P. M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1585 pp.

  4. Sönmez İ, Demir H, (2011). Tarımsal Kaynaklı Nitrat Kirliliği ve olumsuz Etkileri. Uluslararası Katılımlı I. Ali Numan Kıraç Tarım Kongresi ve Fuarı 27-30 Nisan, 2011, Bildiriler Kitabı: 287-294, Eskişehir.

  5. Ekici, K., Alişarlı M. & Sancak, Y.C., (2008). “Peynir çeşitlerinde nitrit ve nitrozaminler”, YYÜ. Veteriner Fakültesi Dergisi. 2: 71-72

  6. Gürel A, Avcıoğlu R, (2001). “Bitkilerde Strese Dayanıklılık Fizyolojisi”, 21. bölüm, Editörler: Özcan, S., Gürel, E., Babaoğlu, M., ‘‘Bitki Biyoteknolojisi II, Genetik Mühendisliği ve Uygulamaları’’, Selçuk Üniversitesi Vakfı Yayınları, 308-313.

  7. Mortvedt JJ, (2001). Calculating Salt Index. Fluid Journal. 9(2):8-11.

  8. Blair, G., (1993). Nutrient efficiency-What do we really mean? In: P.J. Randall et al. (Eds.), Genetic Aspects of Plant Mineral Nutrition. Proc. 4th Int. Symp. Of Genetic Aspects of Plant Mineral Nutrition, pp.205-13, Kluwer Academic Publications, Dordrecht, The Netherlands.

  9. Lenka S, Rajendiran S., Vassanda Coumar M., Dotaniya M.L. and Saha J.K., (2016). mpact of Fertilizers use on Environmental Quality. Souvenir of National Seminar on “Environmental concern for fertilizer use in future” at Bidhan Chandra Krishi Viswavidyalaya, Kalyani on February 26, 2016. file:///C:/Users/pc/Downloads/Fertilizeruseonenvironment-JKSaha%20(2).pdf (Acces data: 10.04.2019).

  10. Karaman, M. R., & Turan, M. (2012). Sustainable Management Strategies and Fertilizer Efficiency Parameters in Plant Nutrition. Toprak Su Dergisi, 1(1), 15-21.

  11. Anonim, (2017). İyi Tarım Uygulamaları Kodu. Sularda Tarimsal Faaliyetlerden Kaynaklanan Nitrat Kirliliğinin Önlenmesine Yönelik Iyi Tarim Uygulamalari Kodu Tebliği, TEBLİĞ NO: 2016/46, https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2017/02/20170211-12.htm, (Acces data: 21.08.2023).

  12. Wang, Z. B., Chen, J., Mao, S. C., Han, Y. C., Chen, F., Zhang, L. F., ... & Li, C. D. (2017). Comparison of greenhouse gas emissions of chemical fertilizer types in China's crop production. Journal of Cleaner Production, 141, 1267-1274.

  13. Snyder, C.S., Bruulsema, T.W., Jensen, T.L., & Fixen. P.E. (2009). Review of greenhouse gas emissions from crop production systems and fertilizer management effects. Agriculture, Ecosystems and Environment, 133: 247–266

  14. Elbasiouny H, El-Ramady H, Elbehiry F, Rajput VD, Minkina T, Mandzhieva S, 2022. Plant nutrition under climate change and soil carbon sequestration. Sustainability 2022, 14, 914. https://doi.org/10.3390/su14020914

  15. Liu, H., Li, J., Li, X., Zheng, Y., Feng, S., & Jiang, G. (2015). Mitigating greenhouse gas emissions through replacement of chemical fertilizer with organic manure in a temperate farmland. Science Bulletin, 60(6), 598-606.

  16. Association of American Plant Food Control Officials, (2013). AAPFCO Official Publication 65. AAPFCO, Little Rock, AR.

  17. Çakmakçı R. , (2005). Bitki Gelişimini Teşvik Eden Rizobakterilerin Tarımda Kullanımı. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi. 2005; 36(1): 97-107.

  18. Çakmakçı, R., (2014). "Mikrobiyal Gübre Olarak Kullanılabilecek Mikroorganizmaların Etki Mekanizmaları ve Özellikleri," Mikrobiyal Gübre Çalıştayı, .23-24 Ekim, Kastamonu, T.C. Gıda tarım ve Hayvancılık Bakanlığı, 60. Yıl. Toprak Gübre ve Su kaynakları Merkez Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü , ILgaz/Kastamonu, Turkey, pp.5-17, 2014

  19. Grisso, R., Alley, M., Thomason, W., Holshouse, D., & Roberson, G.T. (2011). Precision farming tools: variable-rate application. Virginia Cooperative Extension, 442-505. https://vtechworks.lib.vt.edu/bitstream/handle/10919/47448/442-505_PDF.pdf?sequence=1 (Acces data: 22.08.2023).