Türkiye'deki topraklar organik karbon (SOC) bakımından fakirdir. Yanlış işletme ve kullanma sonucu karbon bakımından fakirleşen toprak, karbon yutak alanı olmaktan çıkmakta ve karbon salım alanlarına dönüşmektedir.
Mevcut haliyle tarım, enerji üretiminden sonra en büyük ikinci sera gazı salım kaynağıdır.
Kurak ve yarı kurak tarım bölgeleri, yaklaşık 6,15 milyar hektarı veya dünya toprak alanının yüzde 41'ini kaplar ve küresel gıda arzı için çok önemlidir.
Biçerdöverle hasat yapılması ile anızın daha fazla miktarda tarlada kalmasına neden olmaktadır. Uygulamalarda tarlada kalan anız miktarı 3 bin 716 kg/ha olarak tespit edilmiştir.
Anız (hasat bakiyesi) her yıl uydu görüntüleri ile uzaktan algılama ile tahmin edilebilir.
Hasat bakiyesini (anızı) temizleme (kaldırma) kombinasyonu toprak verimliliğini ve toprağın yağmur suyunun tutma kapasitesini azaltır ve özellikle eğimli arazilerde toprak erozyonunu artırır.
Hasat bakiyesi (anız), karbon (C), azot (N), fosfor (P) ve potasyum (K) açısından zengin olması nedeniyle yenilenebilir bir kaynak olmasının yanı sıra, temel bir tarımsal besin maddesidir.
Bir ton buğday anızı, ortalama 450 kilogram karbon içerir.
Çok sayıda çalışmada, toprakta anızın kırpılarak tutulması sistemlerinin, anızla tutulan sistemlere kıyasla daha fazla toprağın biyolojik aktiviteye sahip olduğunu göstermiştir.
Mikroorganizmalar besin döngüsünü geliştirir ve daha yüksek seviyede agrega (toprak pıhtısı) stabilitesini teşvik eder, bu da daha fazla suyun toprağa sızmasına ve daha esnek bir toprak sistemine neden olur.
Happy Seeder makinesi
Toprakta bırakılmış hasat bakiyesinin malç haline getirilirken doğrudan tohum delmeyi mümkün kılmak için Happy Seeder (Şekil 4) gibi ekipman yenilikleri geliştirilmiştir.
Anız malçlama ve tohumlama fonksiyonlarını tek bir makinede birleştiren Happy Seeder, umut vadeden yeni bir yaklaşımdır.
Anız, Happy Seeder ile önce kesim, toplama ve malç haline getirme yapılır takiben ekim yapılır.
Anızların bulunduğu toprakta malçlanması ile;
- Tarımsal üretim verimi (yüzde 9 ila yüzde 11 oranında) artar.
- Rüzgarla ve yağmur suyu ile toprağın erozyona uğraması önlenir.
- Yaban otu biyokütlesi ~yüzde 60 oranında azalır.
- Yağmur suyunun toprağa sızması sağlanır.
- Taşkın bariyeri görevi görmesine yardımcı olur.
- Toprağın sıcaklık dalgalanmaları tamponlanır.
- Toprağın gözenekliliği artar ve havalanması iyileşir.
- Topraktaki nemin buharlaşması azalır.
Malçlar, iklime dayanıklı tarımsal üretimi geliştirir.
Anız (hasat bakiyesi) malç olarak uygulandığında toprak verimliliğinin korunmasına ve iyileştirilmesine yardımcı olur.
Anız malçlama ile ilgili detay çalışma daha sonra verilecektir.
Kompostlama
Kompostlama, tarımsal atıkları hijyenik, stabilize ve kirlilik içermeyen malzemelere dönüştürebilir, böylece değerli besin maddelerini geri kazanabilir ve toprak verimliliğini artırılabilir.
Kompostlama, tarımsal atıklar için biyolojik bir arıtma yöntemi olarak kullanılmaktadır, ancak kompostlama ürünlerinin güvenli kullanımı için yüksek kompost olgunluğu bir ön koşuldur.
Kompostlama, faydalı mikroorganizmaların organik atıkları (anız veya hasat bakiyesi) hızla ayrıştıran ve patojenleri ortadan kaldırmaya yardımcı olan ısı üreten doğal bir süreçtir. Kompost, aerobik mikroorganizmaların aktivitesi ile üretilir.
Anız (hasat bakiyesi) kompostlaştırılarak ve tekrar toprakta kullanılarak toprak, karbon yutak alanlarına dönüştürülebilir. Topraktan alınanın bakiyesini toprağa geri verilirse toprak, organik karbon bakımından zenginleşir.
Kompost kullanılmamış ve kompost kullanılmış meralarda hayvanların yayıldığı alanlar Şekil 1'de verilmiştir. Kompost kullanılan meralarda hayvanların daha fazla yayıldığı görülmektedir.
Çin'den sonra Hindistan, dünyanın en büyük çeltik üreticisi ülkedir. Hindistan, kabaca 130 milyon ton saman ile 98 milyon ton çeltik üretiyor.
Bunun yaklaşık yarısı hayvan yemi olarak kullanılmaktadır. Geri kalanı çoğunlukla tarlalarda yakılmakta, ancak küçük bir kısmı tuğla fırınları ile kağıt ve ambalaj endüstrisinde kullanılmaktadır.
Bu kadar büyük miktarda pirinç samanı üretimine rağmen, Hindistan'daki çiftçiler, bu tarımsal atıkların kompost ve çeşitli endüstriler için karlı bir hammadde olarak potansiyelini henüz fark etmiş değiller.
Ortalama hektar başına yaklaşık 5 ton pirinç samanı oluşmaktadır.
Anızın önemli bileşeni olan selüloz ve lignin biyolojik olarak bozulması zor olan bir bileşiktir (Tablo1).
Selülozun ve ligninin biyolojik olarak hızlı ve kolay parçalanabilir forma getirilmesi anızın kompostlaştırılmasında anahtar parametredir.
Lignoselülozik ürün kalıntısının (LCCR) kompostlaştırılması, açık biyokütle yakma ve tarımda kimyasal gübre uygulaması ile ilişkili çevre kirliliğini ele almak için ekonomik maliyetli ve sürdürülebilir bir yaklaşımdır.
Kompostlama sürecinin katma değerli biyo-ürünü, çevre dostu bir şekilde toprak özelliklerinin iyileştirilmesine ve bitki büyümesine katkıda bulunur.
Ancak, LCCR'leri kompostlamak için kullanılan geleneksel süreç yavaştır ve yılda iki veya üç ürün eken çiftçiler için bir engel haline gelir. Bu endişe, LCCR'lerin hızlı kompostlaştırılması için farklı tekniklerin geliştirilmesine yol açmıştır.
Kompostlama için selülolitik azot sabitleyici mikroorganizmaların kullanımı, LCCR kompostlaştırmasını ve kompostun kalitesini artırmak için umut verici bir yöntem olarak ortaya çıkmıştır.
Bu nedenle, burada LCCR kompostlama için selülolitik azot sabitleyici bakterilerin (CNFB) potansiyel kullanımına ilişkin son ilerlemeyi ele almakta ve mahsul verimini doğa dostu bir şekilde artırmak için sürdürülebilir tarım için besin açısından zengin kompostun çeşitli uygulamalarını tartışmaktadır.
Hem selüloz indirgeyici hem de azotu fikse edici aktiviteleri olan bu bakteri bilgisi, hızlı kompostlaştırma, toprak verimliliği, bitki büyümesi ve lignoselülozik tarımsal atıkların sürdürülebilir yönetimi açısından önemlidir ve sürdürülebilirlik için yeni teknolojilerin geliştirilmesi için bir araç sağlar.
Kompostlamada anızlardaki lignin ve selüloz gibi zor ayrışan maddelerin biyolojik olarak hızlı, seri ve pratik olarak parçalanabilen, humusça zengin stabil bir ürüne dönüştürülmesi oldukça önemlidir.
Anızdaki selülozları biyolojik olarak biyo-bozulur hale getirmede kullanılan lignoselülolitik mikroorganizmaların çoğu bakteri veya mantardır.
Actinomycetes (filamentli bakteriler) ve mantarlar, kompostlama sürecinde aktif olan başlıca mikroorganizma gruplarıdır. Kompostlama sürecindeki en önemli ayrıştırıcılar, diğerleri arasında Pseudomonas, Burkholderia, Zymomonas ve Xanthomonas dahil olmak üzere kemoorganotrofik mikroorganizma grubuna ait olan saprofit organizmalar olarak da bilinen bakteriler olarak tanımlanmıştır.
Aspergillus, Penicillium ve Trichoderma sp en yüksek lignoselülaz üreten mantar türleri olmakla birlikte, mantarlar lignoselüloz parçalayıcı enzimlerin ana üreticileridir.
Bununla birlikte, bakterilerin lignoselüloz biyodegradasyonunda kilit oyuncular olduğu öne sürülmüştür. Bakteriler genellikle mantarlardan daha yüksek büyüme hızlarına sahiptir ve lignoselülotik enzimleri çok yüksek sıcaklıklara daha toleranslıdır.
İkinci olarak, bazı bakteriler biyolojik azot fiksasyon süreci ile azot gereksinimlerini karşılayabilirler. Tarımsal lignoselülozik lifler, biyo-dönüşüm sürecini sınırlayan azot bakımından yetersizdir.
Bu nedenle, azot fiksasyonu yoluyla azot sağlayan selülolitik bakteriler, kombine azot kaynağı gerektiren mikroorganizmalardan daha fazla tercih edilir.
Çeşitli kompost tesislerinden Pseudomonas, Klebsiella ve Bacillus türleri de dahil olmak üzere birçok bakteri toplanmıştır.
Çiftliklerde hasat bakiyelerinin (anızların) hayvan gübreleri ile harmanlanması sonucu elde edilen karışımdan pratik olarak kompost üretimi yapılır. Kompost üretimi ile ilgili detay çalışma linkte verilmiştir.
Kompostlama ile atık (anız) hacmi en az yüzde 50 oranında azalır. Kompost uygulaması ile yerüstü ve yeraltı su kaynaklarının kirlenmesi önlenir, nakliye maliyetini düşer, toprağın organik karbon içeriği artar ve tarımsal üretim verimi artar.
Hızlı kompostlama
'18 Günlük Berkley Hızlı Kompostlama' ve 'Kuzey Dakota Eyalet Üniversitesi Sıcak Kompostlama' gibi hızlı yöntemlerde, anız (hasat bakiyesi) gibi hammaddeler parlayıcılarla küçük boyutlara getirilir (Tablo 2) ve hızlandırılmış aerobik ayrıştırma için; amonyum sülfat, tavuk gübresi, idrar gibi mineral bileşikler kullanılır ve malzemenin günlük olarak döndürülmesi (çevrilmesi) yapılır.
Daha küçük ölçeklerde fazla makine desteği olmadan boyut küçültmesi yapmak mümkün, ancak büyük ölçekli uygulamalarda mekanizasyon gerekli olabilir.
'18 Günlük Berkley Hızlı Kompostlama' yöntemleri sadece iki ila üç haftalık aktif bir kompostlama süresi gerekir.
Hızlı Kompostlamaya etki eden parametreler;
- Oksijen ve havalandırma,
- Besi maddeleri (C:N oranı),
- Nem,
- Porozite,
- Yapı,
- Partikül boyutu,
- pH,
- Sıcaklık,
- Süredir.
Kompostlama için tavsiye edilen şartlar Tablo 2'de verilmiştir.
Anızların dane boyutlarını Tablo 2'de verilen sınır değerleri arasına getirmek için Shredder (parçalayıcı) kullanılması tavsiye edilmektedir.
Kompostlamada kullanılan bazı anızlar ve atıkların karbon ve azot oranları, C:N oranı ve nem içeriği Tablo 3'te verilmiştir.
Tablo 2 incelendiği zaman tavsiye edilen C:N oranının 25:1-30:1 olduğu görülmektedir. Hayvan gübresi de iyi (fazla) bir azot kaynağıdır.
Kompostlama için Tablo 3'deki veriler kullanılarak ana atık türü buğday samanı, yulaf samanı, tahıl sapları veya pirinç sapları ile harmanlanacak inek gübresi, kümes hayvanları gübresi veya koyun gübresi oranı tespit edilerek C:N oranı, 25:1-30:1 olacak şekilde reçete hazırlanır.
C/N oranı 40:1'i geçmemeli, aksi takdirde kompostlama süreci başlamaz.
Yüksek C:N oranı, düşük kompost kalitesini ve yavaş bir ayrışma oranını temsil ederken, düşük C:N oranı, daha hızlı bir ayrışma ile yüksek kaliteyi temsil eder.
Kompostlama işleminde dış kaynaklı aşılama yapılırsa (eklenirse), mikrobiyal aktivite daha erken sürede başlar ve böylece kompostlama süresi kısalır.
Anız (hasat bakiyesi), kompost üretimi için uygun bileşime sahiptir. Kompostlama ile anız (hasat bakiyesi) toprağa geri döndürülür.
Anızların (hasat bakiyelerinin) dane boyutlarını 3,2-12,7 mm'ye getirmek için önceden parçalanması tavsiye edilir (Tablo 2).
Diğer yandan işletme esnasında nem oranını (yüzde 50-yüzde 60) su ilave ederek sağlanabilir.
Hızlı kompostlamada ortam nemi yüzde 40'da düşük ve yüzde 60'dan yüksek olmaması tavsiye edilir. Homojen nemlendirme için harmanlanmış karışımı iyice ıslatılmalı.
Kompostlama sıcaklığının 55 ila 60 derece arasında tutulması tavsiye edilir. Hem nem oranı ve hem de sıcaklık kontrol altında tutulmalıdır.
Nem oranı yüzde 40 altına düştüğü zaman ortam nemlendirilmeli. Sıcaklık ise 60 derecenin üzerine çıktığında havalandırma yapılması tavsiye edilir.
Anızdan (hasat bakiyesinden) üretilen kompost yüzde 1,7 ila 2,1 azot, yüzde 1,5 fosfor ve yüzde 1,4 ila 1,6 potasyum gibi besin açısından zengin maddeler içerir.
Bu da toprağın tarımsal üretim verimini yüzde 4 ila 9 artırır.
Kompostlama ile optimize edilmiş besin faktörlerine ve ayrıştırma sürecine dayalı olarak kompost ürününün kalitesini önemli ölçüde artırmaya yardımcı olabilir.
Kompost, toprak iyileştirici olarak veya doğrudan ekim substratı olarak kullanılır. Kompost uygulaması, yalnızca mahsul veriminde değil, aynı zamanda toprak verimliliğinde de bir artışa neden olur.
Popüler bir kompostlaştırma yöntemi, toprak verimliliğini önemli ölçüde artıran solucanları kullanarak kompost üreten Vermikompostlamadır.
Vermikompostlama, anız içindeki organik materyali biyolojik olarak oksitlemek ve stabilize etmek için solucanların ve mikroorganizmaların kullanılmasını içerir.
Vermikompost, bitkiler tarafından kolayca özümsenen yüksek besin içeriğine sahip, yüksek gözenekliliğe ve iyi su tutma kabiliyetine sahip, kararlı ve ince bölünmüş bir maddedir.
Buğday, darı, şeker kamışı ve bakliyattan elde edilen anızların, inek gübresi ile karıştırıldığında (harmanlandığında) özellikle değerli solucan gübresi üretildiği bulunmuştur.
Bio-Decomposer-biyolojik ayrıştırıcı-anızı tarlada kompostlama
Pencap Tarım Üniversitesi'nden (PAU) bilim adamları, tarlada kalan hasat bakiyesini biyolojik olarak zengin toprağa (komposta) dönüştürmek için basit ve hızlı bir kompostlama tekniği geliştirmiştir.
Bu sistem Hindistan'da hasat sonrası bakiye anız üzerinde organik tarım uygulamasını artırmak, anız yakılmasına son vermek, kimyasal gübre kullanılmasını azaltmak, sera gazı karbon salımını önlemek, toprağı karbon yutak alanına dönüştürmek ve toprakta hızlı ve seri olarak kompost üretmek amacıyla uygulanmaya başlanmıştır.
Böylece anızlı toprak bir sonraki 15-20 gün gibi kısa süre içinde ekime hazır hale getirilmektedir.
Bio-Decomposer veya mikrobiyal solüsyonu, tarlaya püskürtüldüğünde ürün kalıntılarını (anızı) ayrıştırma ve gübreye dönüştürme özelliğine sahiptir.
Biyo-ayrıştırıcılar, bozulma süreci için gerekli enzimleri üretebilen mantar suşlarının ekstre edilmesiyle yapılan kapsüller biçimindedir. Sonunda bu mantar türleri, çeltik samanının normal orandan daha hızlı bir şekilde ayrışmasına yardımcı olur.
"Bio-Decomposer" kapsülleri önce sıvı bir solüsyon hazırlamak için kullanılır ve ardından anızların malçlandığı tarlalara püskürtülür. Bilim adamlarına göre bio-decomposer, mahsul kalıntılarını ayrıştırır ve gübreye dönüştürür.
Pratik kompostlama tekniği
5 ila 10 kilogram boyutlarında paketlenmiş kuru pirinç samanı alınır ve her litre çözelti için bir mililitre mantar (Aspergillus awamori) spor süspansiyonu ve bir gram üre su ile karıştırılarak hazırlanan çözeltiye batırılır.
Kuru saman demeti, hazırlanan çözeltinin ağırlığının bir buçuk katı kadar emecektir.
Örneğin, 5 kilogramlık bir paket için 7,5 ila 8 litre solüsyon kullanır. Islak saman demeti daha sonra yaklaşık 20 dakika boyunca eğimli bir yüzey üzerine yayılmış bir polietilen levha üzerine boşaltılır. Boşaltılan çözelti yeniden toplanabilir ve yeniden kullanılabilir.
İyi drene edilmiş demetler üzerine daha sonra toz kaya fosfatı serpilir. Bir yığın oluşturmak üzere kurutulmuş dalların üzerine katman katman yerleştirilir.
Toprak ve saman demetleri arasındaki boşluk havalandırmaya yardımcı olacaktır. Yığın ideal olarak 1,5 metre yüksekliğinde ve genişliğinde ve 5 metre uzunluğunda olmalıdır.
Böyle bir yığının, 750 litre çözeltiye batırılmış 500 kg samanı barındırması muhtemeldir. Yığın daha sonra yığında nemin tutulmasını sağlamak için bir kuru saman tabakası ile kaplanır.
Yığın düzenli aralıklarla su kaynağına ihtiyaç duyar. Bunun için yığına itilen ve dakikada 10 ila 40 litre su veren bir enjeksiyon borusu tasarlanır. 100 litre ilk sulama yedinci günde yapılır. Daha sonra on beşinci günde yığın iyice çevrilir ve içine 240 litre su dökülür.
Otuzuncu günde yığın tekrar çevrilir ve 200 litre su ilave edilir. Bu işlemlerden sonra yığının merkezindeki sıcaklık dört gün içinde 60oC'ye ulaşırken, yığının tabanındaki sıcaklık 4oC ile 6oC arasında kalır.
Kompostlama için oksijen konsantrasyonu yüzde 15 ila yüzde 20 arasında kalmalı ve çevrilme işlemi buna göre yapılmalı.
Yığın, koyu renklenme ve yığının tatlı toprak kokusu ile gösterilen kırk beşinci günde kompostlaştırılacaktır. Saman telleri görünür olsa da kolayca kırılırlar. Yumuşak kompost hazırdır.
Kompostun avantajları:
- Kompost, bitkilerin ihtiyaç duyduğu tüm besin maddelerini sınırlı miktarlarda sağlar.
- Toprakta C:N oranının korunmasına yardımcı olur ve ayrıca toprağın verimliliğini artırır.
- Toprağın/çiftliğin fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerini iyileştirir.
- Toprağın su tutma kapasitesini arttırır.
- Biyolojik aktivitenin artması nedeniyle daha düşük derinliklerde bulunan besinler bitkilerin kullanımına sunulur.
- O kadar etki eder ki topraktan buharlaşma nem kaybını en aza indirir.
- Toprağın pH'ını iyileştirir ve stabilize eder.
- Fosfat çözücü bakteriler, azotu fikse eden (sabitleyen) bakteriler ve ayrıca eser elementlerin dengeli miktarı ile mikro besinler açısından daha zengin organik gübredir.
- Belirli toprak kaynaklı bitki veya mahsul patojenlerini kontrol edebilir veya bastırabilir.
- Ağır toprakların sızmasını ve geçirgenliğini arttırır, böylece erozyonu ve akıntıları azaltır.
Karbon dioksite göre 300 kat daha fazla sera gazı etkisi olan azot oksit (N2O) emisyonunun yaklaşık yüzde 70'i yanlış tarım uygulaması sonucu topraktan salımlanmaktadır.
Japonya
Pirinç, Japon diyetinin temel gıdasıdır ve pirinç tarlaları Japonya'daki ekilebilir arazi alanının yarısından fazlasını oluşturmaktadır.
Japonya'daki pirinç samanının yaklaşık yüzde 61,5'i, aynı zamanda mikroorganizmaların aktivitesini de teşvik etmek için genel organik bileşikler için tarlaya sürülüyor.
Japonya'da yapılan uygulamalarda anız üzerine hayvan gübresi kompostu uygulanması tarımsal üretim verimliliğini artırmaktadır.
Happy Seeder makinesi
Anız sonrası sürülmemiş tarlalara da ekim yapılabilir. Tek şart, harmandan sonra anızın parçalanmış olması ve tarlaya eşit bir şekilde yayılmasıdır.
Happy Seeders adı verilen ekim makineleri, anızla kaplı tarlalarda beş cm derinliğinde yarıklar açar ve tohumları eker.
Tutulan anız, toprak nemini korur ve yabani otları bastırır. Beş altı ayda anız, kendi kendine biyolojik olarak bozulur ve humusa dönüşür.
Çiftçilerin 2 çevre dostu seçeneği var: Mutlu Ekme Makinesi ve Süper Ekme Makinesi.
Anızları parçalayan/kesen ve bir sonraki tohumu eken teknolojik olarak gelişmiş makineler (Şekil 4).
Anızın toprağa karıştığı tarlalarda, mantarlar da dahil olmak üzere mikropların, samanı sindirirken bitkilerle azot için rekabet edeceğine dair bir endişe; bu, bitki büyümesini ve verimini etkileyebilir.
Bu nedenle, çiftçilere üreyi ekim sırasında ve daha sonra sulama sırasında uygulamamaları tavsiye edilir.
Son söz:
Çözümlere erişim olmadan cezalar işe yaramaz.
Anızı (hasat bakiyesini) yerinde hızlı şekilde komposta dönüştürülen toprak, karbon salım kaynağı olmaktan yutak alanına dönüştürülür.
*Bu makalede yer alan fikirler yazara aittir ve Independent Türkçe'nin editöryal politikasını yansıtmayabilir.
© The Independentturkish
