Azot Eksikliği - büyüme oranı düşer
-yapraklar küçülür ve yaşlı yapraklar zamanından önce sararıp dökülür -kök/gövde oranı genelde büyür
-kloroplastlar bozulur ve az sayıda oluşur (KLOROZ oluşur) -kloroz öncelikle yaşlı yapraklarda ortaya çıkar
noksanlık gübreleme ile giderilebiliruygulama miktarı için ANALİZ şart
Azot
Fazlalığı
-vejetatif gelişmeyi ve tahıllarda kardeşlenmeyi artırır -CHO ile N bileşikler arasındaki denge bozulur
-yatmaya sebep olarak başaklanma ve hasat işlemlerini olumsuz etkiler -hastalık ve zararlılara direnç azalır
-soğuğa-dona duyarlılık artar -kaliteyi olumsuz etkiler
Çizelge 12.18. Azot uygulamasına bağlı olarak şekerpancarının verimi, şeker kapsamı, amino-N kapsamı ve şeker veriminde oluşan değişimler
N uygulaması
(mg kg-1 )
Verim
(kg da-1 ) Şeker kapsamı
(%)
Amino-N kapsamı (meq
100 g-1)
Arıtılabilir şeker (%)
Şeker verimi (kg da-1)
0 3648 18.90 1.45 17.08 622
5 3992 19.21 1.43 17.47 699
20 4337 19.47 1.54 17.68 770
50 5102 19.38 1.62 17.64 903
100 5472 19.24 2.02 17.39 954
200 6378 18.25 3.62 15.75 1005
500 6314 16.48 5.97 13.27 836
Çizelge 12.19. Değişik bitkilerin nitrat içerikleri
Bitki
Çeşidi Nitrat Kapsamı (mg kg
-1, kuru ağ.)
Domates 20-100
Hıyar 20-300
Fasulye 80-222
Üzüm 3-62
Patates 10-150
Havuç 30-800
Turp 261-300
Lahana 250-2300
Marul 382-3520
Ispanak 349-3890
1. GİRİŞ
Bütün dünya topraklarında olduğu gibi ülkemizde de tarım yapılan toprakların çoğunda azot eksikliği görülmektedir. Bu eksikliği giderebilmek için alınması gerekli tedbirlerden birisi toprakların azot içeriğini mikrobiyolojik yolla arttırmaktır. Bu durum iki grup mikroorganizma ile gerçekleşmektedir. Birinci gruba toprakta serbest halde yaşayarak havanın serbest
azotunu tespit eden mikroorganizmalar, diğer gruba ise baklagil bitkileri ile ortak yaşayarak azot tespit eden Rhizobium cinsine ait türler girmektedir. Yerküreye değişik yollarla bir yılda
kazandırılan azotun yaklaşık % 70’ i biyolojik azot fiksasyonu ile sağlanmakta olup bu yolla tespit edilen azotun % 50’ si
Rhizobium - Baklagil simbiyozundan kaynaklanmaktadır.
A. Azot ve azot fiksasyonu
Tüm canlıların yapı taşını oluşturan aminoasit ve proteinler ile nükleik asitler, hormon ve vitaminlerin yapısınıa giren azot canlı yaşamı için temel elementlerdendir. Doğadaki temel azot kaynağı atmosfer olup, N
2ve N
2O formunda 2.8 x 1020 mol azot kapsamaktadır. Azot gazının (dinitrojen = N
2) atmosfer gazları itibariyle hacmen % 78.8’ini azot gazı oluşturmaktadır. Azot ayrıca kayaçların bileşiminde bulunduğundan litosferde, suda çözünmüş durumda hidrosferde ve canlı bünyesinde bulunduğundan biyosferde de bulunmaktadır. Yer kabuğunda bulunan azotun 1016 molü inorganik, 7.8 x 1015 molü ise organik azot formlarındadır.
Doğada azot, bir seri oksidasyon basamaklarında
bulunmaktadır. Bunlar –3 değerlik ile NH
3, 0 değerlik ile N
2, +1
değerlik ile N
2O, +3 değerlik ile NO
2ve +5 değerlik ile NO
3’dür.
Bitkiler ve mikroorganizmaların çoğu atmosferde bulunan N = serbest azot gazından besin maddesi olarak yararlanamazlar.
Ancak, bazı özelleşmiş miroorganizma grupları serbest azot gazını redükte ederek, amonyak formuna çevirirler ki, bu olay ise biyolojik azot fiksasyonu olarak tanımlanır. Toprakta
bulunan yarayışlı azot formları yer kabuğunda bulunan azotun çok küçük bir kısmını oluşturmaktadır.
Azot, fosfor ve potasyum ile birlikte topraktan en çok kaldırılan ve hem gaz halinde hem de yıkanma ile kaybolan bitki besin elementlerinden birisidir. Azotun toprak verimliliğinde ve
bitkisel üretimdeki önemli görevi nedeniyle topraktaki azot eksikliği, hem kaliteyi ve hem de kantiteyi olumsuz etkiler.
Azotun çok büyük bir kısmı, toprağın yüzey katmanlarında,
organik bileşikler halinde bulunmaktadır.
Atmosferde bol miktarda bulunan moleküler azotun amonyum formlarına indirgenerek yarayışlı duruma geçmesine azot fiksasyonu denilmektedir.
Azot fiksasyonu, hem biyolojik olan ve hem de biyolojik olmayan yollar ile oluşabilmektedir.
Atmosferdeki azotunun biyolojik olarak bir yıl içersindeki fiksasyonu 175 milyon ton olup, bu değer tüm azot
fiksasyonunun % 75’ini eş değerdir.
Yerkürenin çeşitli kısımlarındaki azot miktarları
Yer Azot formu Miktar (ton)
Atmosfer N
2moleküler azot 3.92 x 10
15Atmosfer N
2O 1.92 x 10
9Litosfer Organik N 7.98 x 10
14Litosfer İnorganik N 196 x 10
14Hidrosfer Organik N 3.36 x 10
11Hidrosfer İnorganik N 9.94 x 10
10Toprak Organik N 1.75 x 10
11Toprak İnorganik N 1.61 x 10
11Kara bitkileri 7.98 x 10
9Kara hayvanları 2.10 x 10
7Deniz bitkileri 1.96 x 10
7Deniz hayvanları 1.96 x 10
7Doğadaki temel azot kaynağı, atmosferin hacim olarak % 78.8’ ini oluşturan azot gazıdır. Yer kabuğundaki azotun 10
16mol’ü inorganik;
7.8 x 10
15mol’ü ise organik azot formundadır.
3. AZOT FİKSASYONU
Azot Fiksasyonu Milyon (ton/ yıl ) Oran (%)
Endüstriyel (Haber- Bosch ) 40 15.4
Atmosferik (Elektrik gerilimleri… ) 10 3.8
Yanma (Endüstriyel,Oto… ) 20 7.7
Ozonlanma 15 5.8
Biyolojik 175 67.3
Toplam 260 100
Atmosferde bulunan moleküler azotun, amonyum formlarına indirgenerek
toprakta tutulması şeklinde tanımlanan azot fiksasyonu; biyolojik olan ve olmayan yollarla gerçekleşmektedir. Atmosferin azotundan organizmaların çoğu doğrudan yararlanamadığından azot ancak nitrat (NO3)
-ya da amonyum iyonları (NH4 )
+şeklinde alınabilmektedir.
Çizelge 1. Azot Fiksasyonu Kaynak: Drevon (1983)
A-Yemeklik Bağlanan azot
Calapa (Kalaba ) Calapogenium moeunoides 370 - 450 Horse bean (İri bakla ) Vicia faba 45 - 522 Pigeon pea ( Güvercin bezelyesi ) Cajanus cajan 168 - 280 Cow pea (Yem börülcesi ) Vigna unguiculata 73 - 354 Guar Cyanopsis tetragonoloba 41 - 220 Soybean (Soya fasulyesi ) Glycine max 60 - 168 Chickpea (Nohut ) Cicer arietinum 103 Lentil ( Mercimek ) Lens culinaris 88 - 114 Groundnut ( Yerfıstığı ) Arachis hypogaea 72 - 124 Pea ( Bezelye ) Pisum sativum 52 - 77 Bean ( Fasulye ) Phaseolus vulgaris 40 - 70
Tarla koşullarında bazı baklagillerin yılda bağladıkları azot miktarları (kg/ha/yıl)
B- Yemlik baklagiller Fikse edilen azot ( kg /ha/ yıl
)Tick clover ( Desmodium ) Desmodium intartum 897 Sesbania ( Sesbanya ) Sesbania cannabina 542 Leucaena ( Leusanya ) Leucania leucacephale 74 - 584 Centro (Sentrol ) Centrocema pubescens 126 - 398 Alfalfa ( Yonca ) Medicago sativa 229 - 290 Subclover (Yer altı üçgülü) Trifolium subterraneum 207 Ladino clover ( Ak üçgül ) Trifolium repens 165 - 189 var. gigante
White clover ( Ak üçgül ) Trifolium repens 128
Stylo ( Stiylo ) Stylosanthes spp. 34 - 220
Vetch ( Tüylü fiğ ) Vicia villosa 110
Puero ( Puero ) Pueraria phaseolides 99
3.1. Biyolojik Olmayan Azot Fiksasyonu
Doğadaki serbest azot; yıldırım, morötesi ışıma gibi fiziksel yollarla atmosferden biyosfere azot bileşikleri şeklinde; yağmur suyunda çözünmüş olarak ya da sanayi yöntemleriyle geçebilmektedir. Yağmur suyunda amonyum (NH
4) ve nitrat (NO
3) olmak üzere iki temel formda bulunan azot, dolanım yolu ile atmosfere girmiş olabildiği gibi fikse edilmiş azotta olabilmektedir.
3.2. Biyolojik Azot Fiksasyonu
Biyolojik azot fiksasyonunda, atmosferdeki elementer azotun toprağa geçişi
bazı özel mikroorganizmalar tarafından gerçekleşmektedir. Bu organizmaların
bir kısmı bağımsız olarak bu işlevi gerçekleştirirler ki buna kısaca serbest azot
fiksasyonu denilmektedir. Bununla birlikte yarayışlı azotun toprağa
bağlamasında baklagil bitkileri ile simbiyotik yaşayarak azot tesbit eden
Rhizobium bakterileri büyük önem taşımaktadır
Ekosistem Fiksasyon
Tarla Alanı 7-28
Mer’ alar- Çayırlar : (Baklagil Olmayanlar ) 7-114 Mer ‘ alar-Çayırlar : (Baklagillerle Karışık ) 73-865
Ormanlar 58-594
Çeltik Alanları 13-99
Sular 70-250
Çizelge 2. Çeşitli Ekosistemlerdeki Biyolojik Fiksasyonla Kazanılan Azot
Miktarı (kg N /ha/ yıl)
Atmosferdeki geniş rezervden dolayı moleküler haldeki azotun miktar olarak pek çok bitki tarafından doğrudan kullanımı olanaksız olup, bunun yerine azotun okside olmuş veya indirgenmiş formlarına gereksinmesi vardır.
İnsanoğlu tarımsal verimliliği ve üretimi sınırlandıran azot açığını kapatabilmek için yoğun çalışmalara girmiştir. Bu çalışmalar arasında endüstriyel üretim son yüzyılda ağırlık kazanmışsa da endüstriyel üretimin enerji yoğun sistem olması; ayrıca taşıma, depolama, dağıtım gibi girdilerde artış veya kimilerinde dar boğazların ortaya çıkmasına neden olmuştur.
Özellikle 1974 yılındaki Dünya petrol krizi, gübre fiyatlarının önemli ölçüde artmasına neden olmuş ve tarımda verimliliği olumsuz yönde etkilemiştir.
Bu nedenle alternatif kaynakların araştırılması güncellik kazanmıştır.
Yukarıdaki çizelgede de görüldüğü gibi dünya yüzeyinde tespit edilen azotun % 70’i biyolojik yolla olmaktadır. Biyolojik olarak bağlanan azotun yarısı Rhizobium-Baklagil arasındaki simbiyotik ilişkiden kaynaklanmakta;
ayrıca, biyolojik azot fiksasyonundaki enerji gereksinimi ya doğrudan ya
da dolaylı yolla fotosentez ile güneş enerjisinden sağlanmaktadır.
Biyolojik azot fiksasyonu ile sadece baklagiller değil doğadaki diğer bitkiler de yarar(lar) sağlamaktadır.
Biyolojik azot fiksasyonu; besin üretimi bakımından önemli olduğu gibi erozyonun önlenmesi ve ekolojik dengenin korunması açısından da ayrı bir önem taşımaktadır. Biyolojik olarak azot fiksasyonu bazı mikroorganizmalarca (bakteri ve cyanobacter) nitrogenaz enzimini kullanarak, düşük enerji tüketimi ile gerçekleştirilebilmektedir.
Bir dilekar tarlanın yüzeyindeki havada yaklaşık 9 bin ton azot gazı
bulunur. Baklagil olmayan bitkiler ile hayvanlar ve mikroorganizmaların
büyük bir kısmı element halindeki bu azottan yararlanamazlar. Bunların
yararlanabilmesi için gaz halindeki azotun diğer elementlerle bileşikler
haline dönüşmesi gerekir.
Bütün dünya topraklarında olduğu gibi ülkemizde de tarım yapılan toprakların çoğunda azot eksikliği vardır.
Bu eksikliği giderebilmek için alınması gereken önlemlerden birisi de topraklardaki azot içeriğinin mikrobiyolojik yolla artırılması gelmektedir.
Bu ise iki grup mikroorganizma ile gerçekleşmektedir:
İlk grupta; toprakta serbest halde yaşayarak havanın serbest azotunu
bağlayan mikroorganizmalar varken diğer grupta baklagil bitkileri ile ortak
yaşayarak azot bağlayan Rhizobium cinsine ait türler bulunmaktadır
(Ülgen, 1972).
3.2.1.Serbest azot fiksasyonu
Serbest yaşayan ve moleküler azotu bağlama yeteneğinde olan mikroorganizmalar; bakteriler ile mavi-yeşil alglerdir.
Serbest azot fikse edebilen bakteriler; oksijen isteklerine göre 2 gruba ayrılır:
- Aerobik bakteriler: Azotobacter ve Beijerinkia’ dır. Azotobakter chroococum bu bakterilerden en önemlisi olup ortam koşullarına bağlı olarak her bir (g) toprakta yüz bin tanedir. Yine, yıllık azot fiksasyon düzeyleri ortalama 2 - 3 kg N / da arasında değişir.
- Anaerobik bakteriler: Clostridium 1 (g) toprakta 10 bin - 1 milyon
kadar olup, yıllık azot fiksasyon düzeyleri 0.5-3 kg /da dır.
* Özellikle Mavi-Yeşil alglerden Nostac ve Anabaena azot bağlayan önemli türlerdendir.
Uygun ışık, su ve besin maddesi varlığında tespit ettikleri azotu bünyelerine bağlarlar. Bu yolla fiske edilen azot ortalama 27 kg / ha’
dır. Bu organizmalar azot gübrelemesinin yapılmadığı çeltik
tarlalarında da hektara 50 kg dolayında azot bağlayabilmektedir.
3.2.2 Simbiyotik azot fiksasyonu
Simbiyotik yolla azot fikse eden organizmalar; baklagil bitkileri ile simbiyoz oluşturan Rhizobium bakterileri ile baklagil dışındaki ağaç türünden yüksek bitkilerle simbiyoz oluşturan aktinomisetlerdir.
Kimi Rhizobium türleri, kendilerine has konukçu baklagil bitkisinin köklerinden girerek oluşturdukları (kök) yumruları (= nodül) içinde havada serbest halde bulunsa da canlılar tarafından doğrudan yararlanılamayan azotu biriktirirler.
Bu ortak yaşam şeklinde, bakteriler kendiler için gereken besin maddelerini konukçu bitkiden sağlarlar, konukçu bitki(ler) ise kök nodüllerindeki bakterilerin biriktirdiği azottan yararlanırlar.
Bu nodüller içerisinde biriktirilen azot, bitkinin hasadından sonra
mikroorganizmalarca parçalanarak elementer hale dönüştürülür ve şekilde
baklagil bitkilerinin köklerini saldığı toprak katmanlarını organik azotça
zenginleştirirler yani derinlemesine gübreleme yaparlar.
Bitki Türü Azot Miktarı
(kg/da) % 20’lik Amonyum Sülfat Karşılığı (kg/ da)
Adi Yonca 19.7 98.5
Taş yonca 11.6 58.0
Ak Üçgül 16.6 83.0
Soya Fasulyesi 10.5 52.5
KarışıkBaklagiller 14.0 70.0
Çizelge 3. Bazı Baklagil Yem bitkilerinin Toprağa Bağladıkları
Azot Miktarları