MAYIS-HAZİRAN 2024 / BİTKİSEL ÜRETİM
Kimyasal gübrelere çevre dostu alternatif: Mikrobiyal gübreler
Bitkilerin besin durumunu iyileştirerek, bitkilere erişilebilirliğini artıran mikroorganizmaları ortama dâhil eden mikrobiyal gübreler, çevre dostu tarımsal uygulamalar için önemli fırsatlar sunuyor. Üretici için çevre dostu bu alternatif gübrenin tüm detaylarını Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bölümü Öğretim Üyesi aynı zamanda Türkiye Toprak Bilimi Derneği Başkanı Prof. Dr. Ayten Namlı’dan öğrendik.
Mikrobiyal gübre nedir, ne amaçla kullanılır?
Bitkilerin büyüme ve gelişmeleri için gerekli olan besin elementlerinin sağlanmasında rol oynayan mikroorganizmaların ticari formülasyonları olan mikrobiyal gübrelerle (biyogübre) ilgili pek çok tanım yapılmıştır. FAO’ya göre mikrobiyal gübre, atmosferik azotu fikse eden veya toprak besleyicilerini çözündürme (harekete geçirme) konusunda yardımcı olan ve büyümeyi teşvik eden maddeleri salgılayan bakteriler, mantarlar, aktinomisetler ve algler gibi yaşayan veya uyku hâlindeki mikroorganizmaları tek veya kombinasyon hâlinde içeren ürünlerdir. Öte yandan, 29 Mart 2014’te revize edilen 28956 sayılı “Tarımda Kullanılan Organik, Organomineral Gübreler ve Toprak Düzenleyiciler ile Mikrobiyal, Enzim İçerikli ve Organik Kaynaklı Diğer Ürünlerin Üretimi, İthalatı, İhracatı ve Piyasaya Arzına Dair Yönetmelik”in Ek-5 kısmında mikrobiyal gübreyle ilgili tanım yapılmıştır. Buna göre mikrobiyal gübre; “Bitkilerin büyüme ve gelişmeleri ile ilgili hayati faaliyetlerini yürütebilmeleri için gerekli olan besin elementlerinin sağlanmasında rol oynayan mikroorganizmaların ticari formülasyonlarıdır”.
Toprak mikrobiyal topluluğunun yapısı bozulduğunda faydalı mikroorganizmaların sayısı azalır, bu da toprak ekosistem fonksiyonlarının bozulmasına, patojenlerin çoğalmasına ve sonuç olarak bitki büyümesi üzerinde olumsuz etkilere yol açar. Toprak mikroorganizmalarının çeşitliliği ve bolluğu toprak verimliliğinin önemli göstergeleridir. Topraktaki faydalı mikroorganizmaların sayısının artırılması, bitki büyümesini ve gelişmesini etkili bir şekilde destekleyebilir. Mikrobiyal gübrelerin uygulanması yalnızca bitki kökleri çevresinde yeni mikrobiyal toplulukların oluşumunu teşvik etmekle kalmaz, aynı zamanda toprağın ekolojik ortamını da iyileştirir. Mikrobiyal gübre uygulamasından sonra topraktaki faydalı mikrobiyal grupların sayısı artar. Bu faydalı mikroorganizmalar yaşam alanı ve besinler için patojenlerle rekabet eder, patojen istilasına karşı direnç gösterir, toprağın sıkışmasını engeller, toprak agregatlarının oluşumunu teşvik eder ve toprak ortamını bitki büyümesine daha elverişli hâle getirir.
MİKROBİYAL GÜBRE KULLANIMI KONUSUNDA ÇİFTÇİ BİLİNÇLENDİRİLMELİ
Mikrobiyal gübre nasıl yapılır? İçeriği nedir? Kaç çeşit mikrobiyal gübre var?
Mikrobiyal gübrelerin seri üretimi; mikroorganizmaların fermentasyon tankına yetiştirilmesi, taşıyıcı malzemenin işlenmesi, taşıyıcı malzemenin sıvı kültürüyle karıştırılması ve paketlenmesi aşamalarından oluşur. Mikrobiyal gübrelerin hazırlanmasında kullanılan ideal taşıyıcı malzemelerin ucuz, yerel olarak bulunabilir ve işlenmesi daha kolay olmalı, gerekli besin maddelerini içermeli, toksik olmamalı ve yapı olarak organik olmalı (böylece biyolojik olarak parçalanabilir kalmalıdırlar), yüksek su tutma kapasitesine sahip olmalı ve suşların daha uzun süre hayatta kalmalarını desteklemelidir.
Mikrobiyal gübrelerin ticari uygulaması, uygulanan mikroorganizmanın daha uzun süre hayatta kalmasını sağlayabilecek sürdürülebilir taşıyıcılara sahip olmasına bağlıdır. Mikrobiyal gübreler genelde izole edildikleri ortama geri verilmek suretiyle gübre olarak kullanılacaklarından yaşam koşulları mevsimsel değişiklikler dışında aynı kalır.
Mikrobiyal gübreler her zaman toprak veya bitkiye yalın hâlde uygulanmaz, etkinliğinin artırılması amacıyla, bazen farklı türlerle karıştırılarak da uygulanabilir. Araştırmalar bireysel suşlardan oluşan mikrobiyal gübrelere kıyasla iki veya daha fazla suştan oluşmuş karışım kültürlerinin bitki üzerinde daha fazla etkili olduğunu gösterir. Mikrobiyal gübre olarak belirlenen ürünün içerik, kalite ve raf ömür bilgileri önem arz eder. Ticari preparata ait etiket üzerinde hedef ürün ve uygulama yöntemlerinin detaylı tanımlamalarının yapılması da zorunludur. Mikrobiyal gübrelerin yaygınlaşması için çiftçilerin bunları en iyi nasıl kullanacakları, nasıl depolayacakları, bitki yetiştiriciliğine getirebilecekleri faydaları, gübre ve pestisit kullanımının azalabileceği hakkında bilgi sahibi olmaları çok önemli. Mikrobiyal gübre uygulamaları çiftçilerin çoğunluğu için yeni bir uygulama olduğundan bu alanda uygulamanın verimliliğini olumlu etkileyen konularda bilinçlerini arttırmak için tanıtımlar ve eğitimlerle desteklenmeleri gerekir.
Farklı kaynaklarda farklı sınıflandırmaları mevcut olmakla birlikte genel olarak mikrobiyal gübreler azot fikse eden mikrobiyal gübreler, fosfor çözen mikrobiyal gübreler, diğer mineral çözücü mikrobiyal gübreler olarak üç ana kategoriye ayrılabilirler.
SENTETİK KİMYASALLAR YERİNE MİKROBİYAL GÜBRE KULLANIMI YAYGINLAŞIYOR
Sadece organik tarımda mı kullanılır, tüm tarım türlerinde uygulamak mümkün mü?
İnsan ve çevre sağlığını tehdit eden kimyasal girdilerin yerine alternatif bitki besleme ve koruma ürünlerinin kullanılması giderek yaygınlaşıyor. Organik tarım alanlarında da gerek bitki beslemesinde gerek bitki korumada sentetik kimyasallar yerine organik veya mikrobiyal gübre ve biyopestisitlerin kullanılması zorunlu hâle geldi.
Seçilen verimli canlı mikrobiyal kültürlerden oluşan bir mikrobiyal gübre, tohuma veya toprağa uygulandığında, konakçı bitkinin rizosferinde veya iç kısmında kolonileşebilir ve daha sonra birincil besin maddelerinin bitkide bulunabilirliğini, tedarikini veya alımını artırarak bitki büyümesini teşvik edebilir. Mikrobiyal gübre hazırlanmasında kullanılan en önemli mikroorganizma grupları bakteriler, mantarlar ve çoğunluğu bitkilerle simbiyotik ilişki içinde olan siyanobakterilerdir. Doğaları ve fonksiyonlarına göre önemli mikrobiyal gübre türleri azot ve fosfor sağlayanlardır. Bitkilerin düzgün büyümesi için gerekli olan azot, fosfor, potasyum ve diğer temel elementler gibi besin maddelerinin iyileştirilmesi ve temini için mikrobiyal gübreler sahada aşılanır. Mikrobiyal gübrelerin uygulama yöntemleri değerlendirilirken öncelikle topraktan uygulanmaları gerektiği akıldan çıkarılmamalı. Yapraktan uygulama mikrobiyal gübrelerin hedeflerine ve amacına uygun değildir.
Mikrobiyal gübreler tarım toprağına çeşitli şekillerde aşılanabilir. Mikrobiyal gübrelerin uygulamaları arasında toprak uygulaması, tohum kaplama ve fide kök daldırma uygulamaları yer alır. Doğrudan toprağa aşılama yönteminde, mikrobiyal gübre doğrudan toprağa uygulanır. Örneğin fosfatı çözen mikrobiyal gübre, çiftlik gübresi ve kaya fosfatından oluşan bir karışım, nem içeriği yüzde 50'de tutularak gece boyunca gölgede tutulur ve ardından toprağa uygulanır.
Tohuma aşılama olarak bilinen uygulama ise tüm aşı türleri içinde oldukça etkili, ekonomik ve en yaygın yöntemdir. Burada tohumlar belirli oranda mikrobiyal gübre, steril su ve sakkaroz içeren bulamaçla düzgün bir şekilde kaplanır ve ekimden önce 24 saat süreyle gölgede kurutulur. Sıvı mikrobiyal gübrelerde tohum miktarına bağlı olarak kaplama işlemi miktar azsa plastik torbada veya miktar fazlaysa kovada yapılabilir. Tohum aşılaması iki veya daha fazla bakteri ile yapılabilir. Bu gibi durumlarda herhangi bir antagonist etki olmaksızın ve her bir bakteriden maksimum miktarda alınması önemlidir.
Mikrobiyal gübre uygulamasının bir diğer şekli ise fide kök daldırma olarak da bilinen kök aşılamasıdır. Bu uygulama tahıllar, sebzeler, meyveler, ağaçlar, şeker kamışı, pamuk, üzüm, muz ve tütün gibi plantasyon ürünleri için yaygındır. Bu yöntemde fide kökleri mikrobiyal gübre süspansiyonuna belirli süre batırıldıktan sonra dikim işlemi gerçekleştirilir. Batırma işleminin süresi bitkiler için değişiklik gösterebilir. Örneğin sebze mahsulleri için ekimden önce 20-30 dakika yeterli olurken çeltik için 8-12 saat gerekir.
MİKROBİYAL GÜBRELEME BİTKİ İÇİN FAYDALI MİKROORGANİZMALARLA YAPILIYOR
Yetiştiricilik açısından önemi nedir?
Mikrobiyal gübreler, bitkilerin besin durumunu iyileştiren ve bitkilere erişilebilirliğini artıran mikroorganizmaları ortama dâhil eder. Sürdürülebilir tarımda bu mikroorganizmalar mahsullere önemli faydalar sağlar. Bitki sistemlerini (epifitler, endofitler ve rizosferler) kolonileştirmenin yanı sıra faydalı olanlar çevredeki ekosistemlerden besin alımında da önemli rol oynarlar. Mikroorganizmalar özellikle de mantarlar, bitkilerde koruyucu bir işlev görerek savunma sistemlerinin tepkilerini artırır ve topraktaki demir eksikliği veya fosforun çözünmesiyle ilgili durumlarda anahtar rol oynar. Böylece bitkiyle ilişkili mikroorganizmalar, doğal ve aşırı koşullar ne olursa olsun bitki büyümesini destekleyebilir.
Biyogübreler üzerine yapılan araştırmalar, içerdikleri mikroorganizmaların verimi artırmak için yeterli besinleri nasıl sağladığını ortaya koyar. Mahsul yönetiminin faydalı mikroorganizmalar tarafından desteklenmesi, tüketicilerin sağlıklı ürünlere yönelik artan beklentileri ve çevre dostu mahsul sistemlerinin uygulanmasına yönelik mevcut politikalar açısından, kimyasal girdilere dayalı geleneksel tekniklere çevre dostu bir alternatiftir. Biyotik streslere ek olarak tarımdaki yararlı mikroorganizmaların, bitkilerin sel, su kıtlığı ve aşırı tuzluluk gibi abiyotik streslere karşı toleransını artırdığı biliniyor. Mikrobiyal kökenli bitki büyüme düzenleyicileri, çevre dostu tarımsal uygulamalar için önemli fırsatlar sunduğundan, tarımsal ve ekolojik açıdan büyük ilgi görüyor.
Mikrobiyal gübrelerin bazıları bitkisel hormon üretimiyle bitki büyümesini teşvik eder. Bunlardan oksinler, sitokininler ve giberallinler gibi hormonların üretilmesi bitki gelişimi ve kalitesinde doğrudan veya dolaylı etki sağlar. Mikrobiyal gübrelerin doğrudan etki mekanizmaları; biyolojik azot fiksasyonu, inorganik fosfor çözünürlüğünün arttırılması, organik fosfor bileşiklerinin mineralizasyonu, demir alımının artırılması ve bazı iz elementlerin oranında artış sağlama, çevresel stresi azaltma, bakteri-bitki ilişkisinde uyum, vitamin sentezi ve kök geçirgenliğini artırma şeklindedir. Mikrobiyal gübrelerin dolaylı mekanizmaları ise antibiyotik üretimi ile hastalıkları azaltan biyokontrol ajanları olarak rol almaları, değişik organik bileşiklerle kirlenmiş olan topraklarda engelleyici ksenobiyotikleri parçalayarak bitkileri korumaları olarak sayılmaktadır.
Bitkiye hangi aralıklarla verilmelidir?
Mikrobiyal gübrelerin uygulama dozu, uygulama şekli ve uygulama zamanı hakkında gerekli bilgiler gübrenin etiketinde beyan edilir. Mikrobiyal gübreler, tohumlar aracılığıyla veya doğrudan toprağa uygulandığında rizosferde etkileşime girerek çoğalır ve besin döngüsüne katılarak ürün verimini artırır. Bu nedenle tercihen ekim veya dikimden hemen sonra veya maksimum bitki ihtiyaçlarından önce olmak üzere erken bitki evreleri süresince uygulanması önemlidir. 5-10 yıl sürekli kullanımdan sonra ebeveyn aşıları büyüme ve çoğalma için yeterli olduğundan mikrobiyal gübre uygulamasına gerek kalmayabilir.
Sonuç olarak üretim kaybına neden olmadan tarımsal üretimde kimyasal gübre yükünün azaltılması mümkün ancak büyük zorluklar içerir. Mevcut toprak yönetimi stratejileri esas olarak insan ve çevre için ciddi bir tehdit oluşturan inorganik kimyasal bazlı gübrelere dayanır. Yararlı mikroorganizmaların biyogübre olarak kullanımı, gıda güvenliği ve sürdürülebilir mahsul üretimindeki potansiyel rolleri nedeniyle tarımda önemli hâle geldi. Mikrobiyal gübrenin yararlı yönlerinin farkına varılması ve modern tarıma uygulanması önemlidir. Ancak mikrobiyal gübrenin başarısı yeni stratejilerin bulunmasına bağlıdır. Bu alandaki en büyük zorluk işleyişinin anlaşılmasında yatar. Etkili aşılar elde etmek için raf ömrünün kısa olması, uygun taşıyıcının bulunmaması, sıcaklığa duyarlılık, taşıma ve depolamadaki zorluklar hâlâ çözülmesi gereken alanlardır.