Azot
(Nitrojen, N)
Azot doğada çeşitli değerliklerde bulunur:
-3 (NH 3 , Amonyak ), (NH 3 + H 2 O NH 4 OH) 0 (N 2 , Moleküler azot ),
+1 (N 2 O Azot protoksit, nitröz oksit, güldürücü gaz, narkoz ), +2 (NO, Nitrik oksit ),
+3 (NO 2 - , Nitrit ),
+4 (NO 2 Azot dioksit ),
+5 (NO 3 - , Nitrat )
Amino asitler, Proteinler,
Nükleotitler
DNA
Klorofil
gibi biyolojik molküllerin temel bileşenidir.
Bu nedenle tüm canlılar karbon, oksijen ve enerji kaynağına ilave olarak azot kaynağına da ihtiyaç duyarlar.
Yaşam azot elementine bağlıdır!
Bir dekar (1000 m2) toprak
üzerindeki atmosferde 9 bin ton azot gazı bulunmaktadır.
Hayvanlar, mikroorganizmalar ve bitkiler azot gazından doğrudan faydalanamazlar.
Bunun için atmosfer azotunun bazı değişikliklere uğraması gerekir.
Bu değişimler, azot gazının
atmosferdeki elektriksel boşalım olayları ile azot oksitlere
dönüşmesi, Rhizobium cinsi bakteriler gibi baklagil
bitkileriyle ortak yaşama sonucu yine toprakta ve bazı tropik bitkilerin yapraklarında serbest yaşayan bakteriler ile mavi-yeşil algler, aktinomisetler tarafından NH3'a indirgenmesi şeklinde olmaktadır.
Doğadaki azot döngüsü
ATMOSFERİK OKSİDASYON
• Azot oksitlerinin en önemli doğal oluşum yolu yüksek sıcaklıkta meydana gelen
oksidasyonlardır.
• Moleküler azot şimşek ya da yanardağ patlamasıyla oksidasyona uğrar.
• Atmosferdeki azot şimşek,yıldırım gibi olaylar sonucunda yer yüzüne yağmurla nitrik asit
şeklinde döner.
• Nitrik asit de topraktaki nitratlara ve
amonyağa dönüştürülür.
Tüm organizmalar amonyağı (NH 3 )
organik azot bileşiklerine
(C-N bağları içeren bileşikler)
dönüştürebilir.
N 2
NH 3
dönüşümü ancak sadece belli mikroorganizmalar [nonsimbiyotik (serbest) ve simbiyotik (ortak)
yaşayan bazı mikroorganizmalar] tarafından gerçekleştirilebilir.
Bu olaya,
BİYOLOJİK AZOT FİKSASYONU denir.
Redüksiyon
(indirgenme)
N 2
NH 3
Azotlu biyomoleküller
Nitrifikasyon
Amonifikasyon
NO 3
AZOT DÖNGÜSÜ;
•Azot fiksasyonu
•Nitrifikasyon
•Asimilasyon
•Amonifikasyon
•Denitrifikasyon
•Deaminasyon reaksiyonlarını içerir.
Azot döngüsünün temel kazanımları
N 2
NH 3
Azotlu biyomoleküller
Nitrifikasyon
Amonifikasyon NO 3
BİYOLOJİK AZOT FİKSASYONU
Atmosferdeki N
2gazının simbiyotik (ortak) ve nonsimbiyotik (serbest) yaşayan toprak
mikroorganizmaları tarafından NH
3’a dönüştürülmesi
N 2 + 8e - + 16ATP + 16H 2 O
2NH 3 + H 2 + 16ADP + 16Pi + 8H +
GENEL REAKSİYON:
Gerçek sayı tam olarak bilinmiyor !
SİMBİYOTİK AZOT FİKSASYONU
Biyolojik azot fiksasyonu, dünya yüzeyinde fikse edilen azotun
% 70'ini kapsamaktadır. Bunun 50'sini ise simbiyotik azot fiksasyonu oluşturmaktadır . Simbiyotik olarak azot fikse eden bakteriler üç grupta toplanmıştır.
1. Baklagil bitkilerinin köklerinde yaşayan bakteriler 2. Baklagil olmayan bitkilerin köklerinde ve
üzerinde yaşayan bakteriler,
3. Bazı bitkilerin yapraklarında yaşayan bakteriler
• Bu olayda bakteri konakçı bitkiye indirgenmiş azotu, konakçı bitki de bakteriye
çözünebilir karbonatları temin etmekte ve azot fiksasyonu konakçı bitkinin köklerinde oluşan nodüllerde
gerçekleşmektedir.
Soya fasulyesinin köklerini Bradyrhizobium japonicum
bakterileri ile inoküle eden bir
araştırıcı, bu yolla fikse edilen
azotun dekar başına 4-12 kg
arasında olduğunu bulmuştur.
NONSİMBİYOTİK (SERBEST) AZOT FİKSASYONU
Toprak ve su ekosistemlerinde serbest olarak yaşayan nitrogenaz
enzimine sahip mikroorganizmalarca atmosferin moleküler azotunun fiksasyonuna nonsimbiyotik azot fiksasyonu denir.
Bu şekilde azot fikse eden organizmalar :
1. Zorunlu anaeroblar Ör. Clostridium pasteurianum
2. Fakültatif Anaeroblar Ör. Klebsiella
(E. coli'nin yakın akrabası).3. Mavi-yeşil algler (Siyanobakteriler) Ör. Anabaena 4. Fotosentetik bakteriler Ör. Rhodobacter
5. Bazı methan bakterileri Ör. Methanobaculus
ENZİM SİSTEMİ 2 farklı proteinden oluşur:
NİTROGENAZ (KOMPONENT I) (Mo-Fe PROTEİNİ)
NİTROGENAZ REDÜKTAZ (KOMPONENT II)
(Fe PROTEİNİ)
( Azotobacter ’de Vanadyum)
Azotun indirgenmesini sağlar.
Ferridoksin veya Flavoproteinden (elektron taşıyıcı küçük proteinler) nitrogenaza elektron
transfer eder.
Her iki enzim de demir-kükürt (4Fe-4S) demetleri içerir.
Figure 24.2. Nitrogen Fixation. Electrons flow from ferredoxin to the reductase (iron protein, or Fe protein) to nitrogenase
(molybdenum-iron protein, or MoFe protein) to reduce nitrogen to ammonia. ATP hydrolysis within the reductase drives conformational changes necessary for the efficient transfer of electrons.
Nitrogenaz kompleksi O 2 ile inaktive olur. Sadece en azından lokal ANAEROBİK KOŞULLARDA
çalışır.
• Anaeroblar için SORUN YOK!
• Fakültatif anaeroblar ( Klebsiella ) sadece
ANAEROBİK KOŞULLARDA azot fikse eder.
• Diğer organizmalar KORUYUCU
MEKANİZMALARA sahiptirler:
• Azot fiksasyonu yapabilen siyanobakteri türleri heterosit adı verilen az sayıda
özelleşmiş hücre ile azot fiksasyonu yaparlar.
• Heterosit, hücre duvarı oldukça kalın olan bir hücredir. Oksijeni geçirmez.
• Zorunlu aerob Azotobacter 'de hücre içi O 2 konsantrasyonu solunum zincirinin kesintiye uğratılmasıyla düşük tutulur.
• Baklagillerin kök nodülerinde anaerobik ortam O 2 bağlayan leghemoglobin tarafından
sağlanır.
N 2
NH 3
Azotlu biyomoleküller
Nitrifikasyon
Amonifikasyon NO 3
Azot fiksasyonunun ikinci adımıdır.
Azot fiksasyonu sonucu oluşan amonyağın nitritlere ve nitratlara dönüşmesi olayıdır.
Nitrit bakterileri tarafından gerçekleştirilir.
NİTRİFİKASYON
NH 4 + +3O 2 2 NO 2 +2 H 2 O + 4H + + enerji (Nitrosomonas)
2 NO 2 + O 2 2 NO 3 + enerji
(Nitrobacter)
NİTRAT REDÜKSİYONU
• Toprakta nitrifikasyon sonucu
oluşan ve kimyasal gübrelerle ilave
olunan NO 3 - için bir dizi olası durum
ortaya çıkar:
N 2
NH 3
Azotlu biyomoleküller
Nitrifikasyon
Amonifikasyon NO 3
Aspergillus,Hansenula,
Enterobacter, Rhizobium gibi mantar, maya ve bakteriler
tarafından nitrat, amonifikasyon ile amonyağa redükte edilir ve
asimilasyon ile amino asitlerin
sentezinde kullanılır.
N 2
NH 3
Azotlu biyomoleküller
Nitrifikasyon
Amonifikasyon NO 3
Fotosentetik
organizmaların çoğunda ve Denitrifikasyonda ise pek çok bakteri nitratı, nitrit, nitrik oksit, nitroz oksit ve azot gazı (NO
3NO
2NO N
2O N
2)'na
redükte edebilmektedir.
N 2
NH 3
Azotlu biyomoleküller
Nitrifikasyon
Amonifikasyon NO 3
MİNERALİZASYON
ORGANİK
FORM İNORGANİK
FORM
MİNERALİZASYON
ORGANİK
AZOT İNORGANİK
AZOT
MİNERALİZASYON
Amin grubunun uzaklaştırılması:
1. Doğrudan uzaklaştırma
R-CH
2CH-NH
2-COOH ---> R-CH=CH-COOH + NH
32. Deaminasyon (oxidative - aerobic, reductive - anaerobic)
Oxidative: R-CH
2CH-NH
2COOH + 1/2 O
2---> R-CH
2-CO-COOH + NH
3Reductive: R-CH
2CH-NH
2COOH + 2H+ ---> R-CH
2CH-COOH + NH
33. Dekarboksilasyon
Reductive: R-CH
2CH-NH
2COOH + H
2---> RCH
3+ CO
2+ NH
3Oxidative: R-CH
2CH-NH
2COOH + O
2---> R-COOH + CO
2+ NH
34. Üre hidrolizi - Amonifikasyon CO(NH
2)
2+ HOH + ÜREAZ ---->
H
2NCOOHNH
4(Ammonium Carbamate)---> 2NH
3+ CO
22NH
3+ HOH ---> 2NH
4OH
İMMOBİLİZASYON
NH
4+oluştuktan sonra değişik yollara gidebilir:
ORGANİK
FORM İNORGANİK
FORM
İMMOBİLİZASYON
ORGANİK
AZOT İNORGANİK
AZOT
İMMOBİLİZASYON
Mikroorganizmalar ve bitkiler tarafından asimile edilebilir (immobilize edilebilir).
Toprakta (değişim kompleksleri içinde) tutulabilir.
Toprağın alt tabakalarında fikse edilebilir.
Topraktaki organik materyallerle (SOM, soil organic matter) reaksiyona girerek kinon-NH2 kompleksleri oluşturur.
Çürümüş yapraklar ve gübredeki NH3 şeklinde uçabilir.
Ototrofik nitrifikasyon bakterileri tarafından nitrifiye edilebilir.
Zeytin bahçelerinde en çok kullanılan bitki besin maddesi azottur. Azot tek başına veya diğer besin maddeleri ile kompoze edilerek
kullanılmaktadır. Zeytin ağacı azot gübrelerine en kolay yanıt veren bitkidir. Doğada organik
maddelerin parçalanmasıyla zeytin köklerinin
kolayca alabileceği nitrat formunda azot gübresi
oluşmaktadır.
Azot nitrat formunda suda kolayca
çözündüğünden su ile birlikte köklere kadar
kolayca taşınmaktadır. Ancak su miktarının
fazlasıyla, su ile birlikte kök bölgesinin dışına
taşınarak, kolayca yıkanabilmektedir. Zeytin
ağacı ihtiyacı olan azotun hepsini mart ve
temmuz ayları arasında kullanır.
Ağustos ve daha sonraki aylarda azot mahsul kalitesini bozar ve takip eden yılda çiçek gözlerinin oluşumunu
engeller.
Ocak ayındaki soğuklardan sonra oluşmaya başlayan çiçek tomurcukları, yapraklardaki azot miktarı yeterli ise daha sağlıklı oluşur. Durgun
dönemde semptomolojik olarak herhangi bir belirti görülmeyebilir ancak azot noksanlığında ağaç
ilkbahar aylarında yeterli tane tutamaz.
Baharda zeytinin uyanması ile birlikte, ağaçtaki yeni sürgünlerde, genel bir renk açıklığı görülür. Bu
dönemde azotu normal alabilen ağaçların sürgünleri daha uzun yaprakları daha iri, sürgünleri daha güçlü oluşur. Azot noksanlığında meyve tutumuyla birlikte sürgün gelişimi durur ve ertesi yıl ürün verecek
sürgünlerin miktarında azalmalar dikkati çeker. Azot
takviyesi zamanında yapılmazsa tanelerin irileşmesi de
durur. Ağacın renk açıklığı daha kolay fark edilir.
Bitkideki Görevi
- Tüm yaşam sistemi için gerekli bir besin maddesidir.
- Tüm hücreler azota ihtiyaç duyar
- Yaprak ve gövde oluşumunu teşvik eder - Proteinin ana maddesidir
- Güneş enerjisini bitki enerjisine dönüştüren klorofilin temel maddesidir
- Klorofil içeren koyu yeşil yapraklar oluşmasını sağlar - Besin maddelerinin protein içeriğini arttırır, verim ve kaliteye etki eder
- Bitki vegetatif gelişme döneminde fazla miktarda azot
kullanır.
Genel Noksanlık Belirtileri
- Öncelikle yaşlı yapraklarda sonra genç yapraklarda açık yeşil sarı renk.
Bazı bitkilerde kırmızı yada turuncu renkler oluşabilir.
- Gelişmede anormallikler
- Hububat ve meralarda protein düzeyinde azalma
- Mısırda tipik belirtisi yapraklarda "V" şeklinde sararma - Olgunlaşmada gecikme
- Hastalık ve böcek salgınlarına karşı dayanıklılığın azalması - Küçük meyveler, daha az verim
- Daha kısa raf ömrü
Alımını Azaltan Koşullar
- Nitrat azotunun yıkandığı hafif ve kumlu topraklar - Su baskını olan topraklar
- Yetersiz havalanma sonucu yapısal problemleri olan topraklar - Düşük organik maddeye sahip mineralli topraklar
- Daha önceki ürünlerce azotu tüketilmiş topraklar
- Amonyum formunun yüksek pH' a sahip topraklara uygulanması.
- Bitki kök gelişiminin sınırlı olması - Erken dönemde aşırı nem
Bitkilerin ana maddesi ve asal yapı taşıdır.
Azot amonyum ve nitrat formunda alınır.
Azot bitkilerin motorudur.
Azot toprakta fazla tutunmadığından azot fazlalığı tehlikesinden çok azot noksanlığı tehlikesi ile karşılaşılır.
Azot
Azot Eksikliği
Orta ve yaşlı yapraklarda başlar.
bitki küçük kalır, verim ve kalite düşer,
Yapraklar solgun bir renk kazanırlar ve giderek tümüyle
sarararak dökülürler,
sürgünler büyümez,
çiçek oluşumu durur ve oluşmuş çiçekler döllenmez,
meyveler irileşmez ve doğal rengini almaz.
– BESİN NOKSANLIKLARI
• Zeytin ağaçlarında, topraktan bitki besin elementleri alımında, belirti gösteren veya saklı kalan beslenme sorunları ortaya çıkmaktadır.
• Azot Noksanlığı:
• Azot noksanlığında yaprakların bir kışmında veya hepsinde sarılık (kloroz) meydana gelir. Ağaçların alt ve orta kısımlarında yaprak dökümü olur.
Sürgünlerde zayıflık, sürgün oluşumunda ve yapısında azalma görülür. Somak ve çiçek oluşumu azalır. Çiçek ve meyve dökümü olur, meyveler küçülür, meyvenin et oranında ve yağ miktarında azalma olur.
• Noksanlığa; toprakta azot ve organik madde yetersizliği, düşük toprak sıcaklığı, düşük fosfor miktarı ve aşırı kuraklık neden olabilir.
• Çözümü için, toprak ve yaprak analizleri yaptırılmalı, analiz sonuçlarına göre ya topraktan azotlu gübreler; ya da yapraktan üre verilmelidir. Ara bitkisi olarak baklagiller devreye sokulabilir.
Azot Fazlalığı
Bitkide anormal boya kaçma,
bitki dokularında gevşeme,
meyvede olgunlaşmayı geciktirir,
çiçek oluşumu durur veya geç çiçek açar,
meyvelerin yola dayanımı azalır,
depolamada çabuk çürüme görülür,
meyve kabuğu incelir,kuru madde miktarı azalır ve
lezzetsiz meyveler ortaya çıkar.
AZOT (
Azot Miktarı
Azot/ağaç Ürün Miktarı
Kg/ağaç
Meyve Sayısı
Adet/ağaç
350 g 128 287
500 g 165 338
1350 g 186 359
Sites ve Ark., 1954
• Zeytin ağaçlarında, topraktan bitki besin elementleri alımında, belirti gösteren veya saklı kalan beslenme sorunları ortaya çıkmaktadır.
• Azot Noksanlığı:
• Azot noksanlığında yaprakların bir kışmında veya hepsinde sarılık (kloroz) meydana gelir. Ağaçların alt ve orta kısımlarında yaprak dökümü olur.
Sürgünlerde zayıflık, sürgün oluşumunda ve yapısında azalma görülür. Somak ve çiçek oluşumu azalır. Çiçek ve meyve dökümü olur, meyveler küçülür,
meyvenin et oranında ve yağ miktarında azalma olur.
• Noksanlığa; toprakta azot ve organik madde yetersizliği, düşük toprak sıcaklığı, düşük fosfor miktarı ve aşırı kuraklık neden olabilir.
• Çözümü için, toprak ve yaprak analizleri yaptırılmalı, analiz sonuçlarına göre ya topraktan azotlu gübreler; ya da yapraktan üre verilmelidir. Ara bitkisi olarak baklagiller devreye sokulabilir.
