• Organik Madde Ve Önemi
• Toprakta Organik Madde Bulunmasının Faydaları
• Türkiye Topraklarının Organik Madde İçeriği
• Kaynaklar

ORGANİK MADDE VE ÖNEMİ

Organik madde, bitkisel ve hayvansal doku artıklarının toprağa düşüp ayrışmaya başlamasından, mineralize oluncaya kadar ayrışmanın farklı aşamalarındaki çeşitli organik bileşikleri ifade etmektedir.

Tarımla uğraşmanın son hedefi iyi bir bitki verimi ve cinsi sağlamak olduğuna göre, organik maddenin bitki fizyolojisi, gelişimi ve verimi üzerine etkilerini incelemek, onun tarım bakımından önemini belirtmek için gereklidir. Bu etkiler iki şekilde olur. Bitkiler toprak üzerinde geliştiğine göre, organik maddenin toprak özellikleri üzerinde göstereceği etki, bitki için indrekt niteliğe sahiptir. Direkt etki ise organik maddenin bitki tarafından bünyeye alınması sonunda gösterdiği etkidir.

Bunu Şekil 1’deki gibi şematize etmek mümkündür.

Önce indirekt olanları, yani organik maddenin toprağın fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri üzerine gösterdiği etkileri ele alınırsa; Toprağın bu üç grup altında toplanan özelliklerine yapılan bir etki diğerlerini de dolayısıyla içine alacaktır. Mesela fiziksel bir özellik olan ısı kapasitesinin artması ile kimyasal özelliklerde bir değişme veya aerob şartların sağlanması ile biyolojik aktivitede bir artma olacaktır. O halde toprak özellikleri üzerine yapılan bir etki bir kombinasyon teşkil eder.Bu etkileri ayrı ayrı ele alarak incelemekte mümkündür.

Organik maddenin toprağın fiziksel özellikleri üzerine etkisi strüktür, hava, su , ısı kapasitesi ve kıvama yada konsistansı üzerine etkisi şeklinde olmaktadır.

Toprakta iyi bir strüktürün bulunabilmesi için agregatların olması ve bunların özellikle suya karşı dayanıklı olması gerekir. Agregat oluşumunu ve stabilitesini artıran faktörlerden en önemlisi organik maddedir. Özellikle granül strüktür birimlerinde organik madde miktarının fazla olması, bunların oluşumunda aynı maddenin önemli rol oynadığını göstermektedir. Toprağa bitki ve hayvan artıkları ve organik gübreler şeklinde verilen maddeler mikroorganizma faaliyetinden önce agregat teşkil edici ve bu agregatların stabilitesini artırıcı özelliğe sahip oldukları gibi mikroorganizma tarafından parçalandıkları ve yeni organik bileşikler meydana geldikten sonra da aynı özelliği gösterebilirler. Özellikle şeker selüloz gibi maddeler mikrobiyel parçalanmaya uğradıktan sonra bu etkiyi gösterebilmektedir. Ancak, mikrobiyel faaliyet sonunda organik maddeler tamamıyla ayrışacağından bunların toprağa yeteri kadar organik madde verip agregatlar sağlandıktan sonra bunun sürekli olacağını düşünmemek, aksine daima organik madde ilave etmek gerekir.

Tablo 1’de agregat stabilitesi ile organik madde ilişkisi gösterilmiştir

Toprağa devamlı organik madde vermenin lüzumlu olduğunu bize Şekil 2’deki sonuç da göstermektedir.

Başlangıçta büyük bir stabilite sağlayan organik madde, parçalanan kısmı telafi edilmediği takdirde etkisini kaybetmektedir.

Toprakta yaşayan yağmur solucanları oldukça stabil kot agregatları meydana getirmektedirler. Organik maddece zengin olan topraklarda bol sayıda bu solucanların bulunması kot agregatlarının oluşumunda organik maddenin önemli bir faktör olduğunu gösterir. Bunu özellikle rendzina ve çayır topraklarının A horizonlarında görmek mümkündür.

Şekil: 2 – Agregat stabilitesi ile zaman arasındaki ilişki. (P.K Peerlkamp’a göre)

Organik maddenin toprakların hava, su ve ısı kapasitesi üzerine etkisi önemlidir.Organik madde kendi ağırlının 3-5 katı su tutma özelliğine sahiptir. Aslında toprağın fiziksel özelliklerinde organik maddenin meydana getirdiği değişiklik, kolloid dispers halde bulunan humin maddelerinin fazla su tutma güçlerine dayanmaktadır. Fazla suyun tutulması boşluklar hacminin artmasını da sağlar. Toprağın bütün  pF noktalarında organik maddenin içerdiği su miktarı anorganik parçacıkların ihtiva  ettiğinden 5-10 kat fazladır. Bu da herhangi bir anda miktarı minimumda olan belirli büyüklükteki porların artırılmasını ve bu suretle normal bir por dağılımını sağlamış olur. Böylece  hafif topraklarda higroskopisite ve yararlı su ihtiva eden boşluklar artar. Ağır topraklarda ise daha çok hava ihtiva eden boşluklar artmaya başlar.  Organik madde sayesinde hem bütün porozite hem de hava boşlukları hemen hemen iki katına çıkarılabilir. Mesela toprakta en az %20 hava boşluğu isteyen pancar bitkisi yetiştirebilmek için ağır topraklara yeteri kadar organik gübre vermek lüzumu vardır. Hava boşluğunun artırılmasıyla, atmosferle toprak havası arasındaki gaz değişimi normal şartlara ulaştırılmış, fazla miktarda biriken CO2 in atmosfere verilmesi ve noksan Oksijenin alınması sağlanmış olur.

Organik madde tarafından tutulan su daha çok bitkilerin alabileceği bir güçte bağlanmıştır. Ağır killi topraklarda organik madde toprağı gevşetmek suretiyle fazla suyun alt katlara sızmasını sağlar. Kumlu topraklarda ise durum tamamen farklıdır. Bunlarda organik maddenin gösterdiği fonksiyon yararlı suyun artırılması şeklinde olmaktadır. Başka bir ifade ile suyun alt katlara sızmasına engel olur. Yararlı su, tarla kapasitesindeki su miktarı ile daimi solma noktasında toprağın ihtiva ettiği su miktarı arasındaki farktır. Saf silis kumuna %1-2 oranında organik madde ilave ederek bitkilere yararlı suyun miktarını iki katına çıkarmak mümkündür.

Organik maddenin, özellikle toprakta yeni oluşan humin maddelerin siyaha kadar  varan koyu renkli oluşu, güneş ışınlarını daha iyi absorbe etmelerini ve bu suretle içinde bulundukları toprakların daha çabuk ve daha iyi ısınmalarını sağlar. Organik maddesi bol olan topraklar ilkbaharda erken ısınacakları için buralarda vejetasyon periyodu uzamış olur. Organik maddelerin ısınma ısısı 0,3-0,4 kal/gr, toprağın mineral kısımlarının ise yaklaşık olarak 0,2 kal/gr’dır. Bu da organik maddece zengin toprakların ısı kapasitelerinin daha yüksek olacağını gösterir.

Toprağın fiziksel özelliklerinden konsistans, bilindiği gibi bilhassa toprak işleme zamanını tayin yönünden önemlidir. Toprağın plastiklik özelliği gösterdiği anda ihtiva ettiği su miktarı toprakların tekstürüne ve organik madde miktarına göre değişir. İki plastik sınırı vardır: Alt plastiklik sınırında toprağa yuvarlak bir kalem şekli verilmesi mümkün iken, üst plastiklik sınırında toprak yer çekimi kuvvetinin etkisi ile akacak durumdadır. Organik madde içeren ağır bir toprak, aynı oranda killi fakat organik maddesi olmayan bir toprağa oranla daha fazla su kapsamında işleme duruma girer. Başka bir ifade ile aynı tekstüre sahip iki topraktan, organik madde içereni, içermeyene oranla işleme aletlerine yapışması için daha fazla su ihtiva etmesi gereklidir. Büyük bir yağıştan sonra organik maddece zengin topraklar daha erken işlenebilirler ve tava gelirler.

Organik madde, toprak canlıları, özellikle mikroorganizma için varlığı mutlak gerekli bir maddedir. Bir taraftan toprağın fiziksel özelliklerini iyileştirip canlılara optimal yaşama ortamı hazırlarken, bir taraftan da onlara gıda ve enerji kaynağı görevi görür. Çok az istisnaları ile toprak mikroorganizmasının karbon kaynağı organik maddedir. Organik madde bileşimi ve miktarı ile toprakta bulunan canlıların cinsi ve faaliyeti arasında sıkı bir ilişki vardır. Yeteri kadar organik maddenin toprakta bulunması, saprofit organizmaların gelişimini teşvik eder. Bu suretle parazit beslenmeye geçiş önlenmiş olur.

Memleketimiz için büyük bir tehlike teşkil eden erozyonun önlenmesinde organik maddenin oynadığı rolü çok büyüktür. Memleketimizde Afrika çöllerindeki gibi kum fırtınalarının cereyan etmeye başlaması, meraların yıldan yıla tükenmesi, organik madde noksanlığının toprağın agregat stabilitesinde doğurduğu azalmadan kaynaklandığı bir gerçektir.

Organik maddenin toprak kimyası yönünden önemi daha da büyüktür. Huminleşme olayı esnasında teşekkül eden  küçük ve büyük moleküllü muhtelif maddeler toprakta cereyan eden kimyasal olaylara ve toprağın reaksiyon, değişim kapasitesi gibi kimyasal özelliklerine  etki ederler. Toprak oluşumu sırasında kayaların ve minerallerin ayrışmasına da bu maddelerin etkisi vardır. Bunlardan daha önemlisi organik maddenin aynı zamanda bir besin kaynağı olmasıdır. Bünyesine bağlamış olduğu bitki besin maddelerinin miktarını küçümsememek lazımdır. Bunun yanında bitkilerin toprakta mevcut mineral besin maddelerini teminde organik madde önemli fonksiyonlar gösterir.

Huminleşme olayında bir çok organik ve anorganik asitler meydana gelir. Anorganiklerden HNO3 H2SO4 ve H3PO4, organiklerden de sirke asidi, limon asidi, oksalik asid, fulvo asidleri, humin asitleri vs. örnek verilebilir. Bu asitler daha birçok fonksiyonlara sahip oldukları gibi toprağın pH’sında da bir düşme meydana getirirler. Küçük moleküllü organik asitler mikroorganizmalar tarafından parçalanabilecekleri veya yıkanabilecekleri için bunların doğurduğu pH düşmesi geçicidir. Organik madde, parçalanması esnasında açığa çıkardığı asitlerle pH’da bir düşme meydana getirmek, yani ortamda hidrojen iyonları konsantrasyonunu artırmakla beraber  kendisinin tampon özelliği vardır. Toprakta fazla olarak bulunan hidrojen iyonları organik madde tarafından absorbe edilerek pH düşmesi önlenmiş olur.

Topraklarda gıda maddelerinin yıkanmasını önlemesi bakımından killerin ve organik maddenin iyonları tutma özelliği önemlidir. Organik maddelerin bu özelliği, kapsadıkları karboksil (COOH) ve fenolik hidroksil (OH) guruplarından ileri gelmektedir ve katyon değişim kapasiteleri anorganik toprak komplekslerine oranla çok büyüktür.

Bazı topraklardan ekstrakte edilen organik maddenin ve içerisindeki humin asitleriyle fulvo asitlerinin değişim kapasiteleri ayrı ayrı incelendiğinde, en yüksek değişim kapasitesinin humin asitlerinde olduğu görülmektedir.

Tablo. 2. Bazı toprak kolloidlerinde katyon değişim kapasiteleri

Organik maddenin bitki besin maddelerinin topraktaki durumları, hareketleri ve formları üzerine de etkisi vardır. Mesela toprakta bulunan demir, mangan, bakır ve çinko gibi ağır metaller ekseriya suda zor çözünür bileşikler halindedir. Halbuki organik maddenin bu minerallerle meydana getirdiği şelatlar minerallerin çözünürlüğünü artırır ve bu suretle bitkilerin mikro element ihtiyacı karşılanmış olur. Bugün bitkilerde demir eksikliğinin doğurduğu kloroz hastalığının ortadan kaldırılması için toprağa demir-şelat gübre olarak verilmektedir.

Daha önce de belirtildiği gibi organik madde bünyesine bitki besin maddelerini bağlamış durumdadır. Bu maddelerden azot önemli bir yer tutar. Çünkü topraktaki kayaların ve minerallerin ayrışması sonunda birçok bitki besin maddeleri açığa çıktığı halde azot bu yolla kazanılamamaktadır. Tabii vejetasyon altında bulunan toprakların azot ihtiyacı bitki ve hayvan artıklarından sağlanmaktadır. Kültür topraklarında ise ek organik gübre vermek gerekmektedir. Organik maddelerden azot ihtiva edenler yumurta akı maddeleridir. Bunların parçalanması ve amonifikasyona uğraması sonunda açığa çıkan amonyak, nitrit ve nitrata çevrilebilir. Toprakta aerob şartlar hakim olduğu ve reaksiyon nötr veya hafif alkali olduğu takdirde amonyum iyonlarının birikmesi söz konusu olamaz. Nitrit birikmesi ise ancak kuvvetli alkali topraklarda gerçekleşir. Bitkiler azotu hem nitrat hem de amonyum şeklinde alabilirler. Organik maddede bulunan azotun nitrat iyonlarına kadar parçalanmasına mineralizasyon denir. Bu olayla organik madde miktarı arasında doğru bir orantı vardır. O halde toprak organik maddece ne kadar zengin olursa azot mineralizasyonu da o kadar hızlı olur. Toprağa verilen anorganik azotlu gübrelerdeki azotun nitrat iyonu şeklinde yıkanma tehlikesi olduğu halde huminleşme olayı esnasında humin asitleri bünyesine bağlanan azot böyle bir tehlike ile karşı karşıya değildir. Aksine bitkilere düzenli azot sağlayan bir kaynak durumundadır.

Organik maddece bulunan fosfor da mikrobiyel faaliyet sonunda toprağa karışabilir. Fakat bu fosforun daha çok mikroorganizmalar tarafından kullanıldığı düşünülmüştür. Bu da fosforun topraktan yıkanıp gitmesinin önlenmesi ve yine toprağa kazandırılması demektir. Çünkü ömürleri çok kısa olan mikroorganizmalar hayat faaliyeti sona erince toprakta yeniden organik bağlı bir fosfor açığa çıkmış olur.

Toprakta birçok fosfor bileşikleri vardır. Bunların çözünürlüğü genellikle azdır ve bitkiler bundan yararlanamazlar. Halbuki humin maddeleri şelat ve kompleks yapıcı özellikleri sayesinde fosforun toprakta bitki tarafından alınabilir hale geçmesi birkaç şekilde olur.

1.    Fosfat iyonlarının kil minerallerinin yan yüzlerinde bulunan pozitif yüklerle nötrleşmesine organik madde anyonları engel olur.

2.    Mikrobiyel ayrışma esnasında açığa çıkan limon asiti, oksalik asit gibi organik asitler demir ve alüminyum gibi metallerle suda çözünebilir şelatlar yaparlar. Bu suretle demir ve alüminyum fosfatların oluşumu önlenmiş olur. Eğer daha önce meydana gelmiş böyle fosfatlar varsa, bunlarında çözünürlüğü artırılır.

3.    Kalsiyum karbonat ihtiva etmeyen topraklarda organik madde kalsiyum iyonlarını kuvvetle bağladığı için toprağa gübre olarak verilen fosfatların apatite dönüşmesi önlenmiş olur. Ancak, kalsiyum karbonatlı topraklarda mümkün değildir. Çünkü orada toprak eriyiğinin kalsiyum konsantrasyonunu kalsiyum karbonat tayin eder.

4.    Huminleşme olayını gerçekleştiren anorganik asitler toprakta zor çözünür formda bulunan fosfatlarla reaksiyona girerek suda kolayca çözünebilecek forma çevrilmelerini sağlayabilirler.

Toprağın fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinin optimumda olması, hiç şüphesiz bitkinin verimini artıracaktır.

- Yukarı git -