Toprak Tuzlanması ve Çiftçilerin Bunu Nasıl Aşabileceği

Toprak tuzlanması, tarımsal üretim potansiyelini her yıl 46 milyon hektara kadar azaltmaktadır (FAO).

Bu yazıda şunları daha ayrıntılı inceleyeceğiz:

• Toprak tuzlanması nedir
• Toprak tuzlanmasının etkileri
• Topraklarımızı iyileştirmek için neler yapabiliriz

Günümüzde küresel ölçekte ürün verimliliğinin önündeki en önemli kısıtlar:

• iklim değişikliği
• çevresel baskılar
• yoğun tarım uygulamaları
• değişen yağış desenleri
• yetersiz gübre kullanımı
• azalan su kaynakları
• düşen toprak verimliliği

Çeşitli çevresel (abiyotik) stres faktörleri arasında toprak tuzluluğu, iklim değişikliğinin dikkat çekici bir sonucu olarak ortaya çıkmakta ve ekili arazilerin yaklaşık %20’sini, sulanan tarım alanlarının ise %33’ünü etkilemektedir.

Resim 1: Toprak tuzlanma sorunları olan bölgeleri gösteren dünya haritası

 

Toprak Tuzlanması Nedir?

Toprak tuzlanması, su ve çevre kirliliğiyle ilgili endişelerle birlikte, son yıllarda dünya gıda güvenliği ve tarım sistemlerinin sürdürülebilirliği için önemli bir tehdit haline gelmiştir. Tuz stresi, toprakta çözünebilir mineral tuzların aşırı birikmesi sonucu oluşur ve bu durumun toprak verimliliği, yapısal istikrarı, biyolojik çeşitlilik ve dolayısıyla ürün verimi üzerinde derin etkileri vardır.

Toprak tuzluluğu; toprakta çözünebilir mineral tuzların (hacim veya ağırlıkça ölçülen) varlığıyla tanımlanır. Buna ek olarak sodyumluluk (Na+ iyonlarının yoğunluğu), bitkilerin besin alımı üzerinde olumsuz etki yapabilir ve toprağın pH dâhil çeşitli fizikokimyasal özelliklerini bozabilir.

Bitkilerde yüksek tuzluluk seviyeleri, hem kök hem de sürgün gelişimini sınırlar. Bunun başlıca nedeni, suyun ve mikro besin elementlerinin alımının kısıtlanmasıdır. Sonuç olarak hücre hasarı ve pek çok fizyolojik süreçte bozulma meydana gelir.

Toprak Tuzlanmasının Bitkiler Üzerindeki Etkileri

Tarlada tuzlanmanın etkileri genellikle şu şekilde gözlemlenir:

• Eşitsiz ürün gelişimi
• Toprak yüzeyinde beyaz tuz tabakalarının oluşması
• Hafif tuzlulukta, bitkilerde mavi-yeşil renklenme
• Tahıl ve yem bitkilerinde çıplak alanlar ve bodur gelişim

Tuzluluk orta seviyedeyse, genellikle tarlada çıplak alanlar oluşmaz fakat bitkilerin gelişimi baskılanır. Tuzlu topraklarda yetişen bitkilerin yaprakları daha küçük olur ve koyu mavi-yeşil bir renk gösterir. Bu durum, kuraklık stresi yaşayan bitkilerin görünümüne benzer.

Ayrıca yaprak uçlarında yanma (özellikle odunsu bitkilerde) görülebilir. Otsu bitkiler ise aynı elementleri yapraklarında biriktirse bile belirgin zarar göstermeyebilir.

 

Toprak Tuzluluğu ile Nasıl Baş Edilir?

Toprak tuzluluğunu çözmek mümkündür ve bunun için uzun yıllar veya büyük maliyetler gerekmeyebilir. Olası çözümler:

• Sulama sistemlerinin verimliliğini artırmak
• Tuzlu drenaj sularını toplamak ve arıtmak
• Tuzdan arındırma tesisleri kurmak
• Yeraltı suyu yenilenme oranlarını artırmak
• Malç veya örtü bitkileri kullanarak suyu korumak (umut verici bir uygulama)

Daha pahalı bir seçenek olsa da, toprağın taşınması bazı durumlarda uygulanabilir.

Daha ileri bir yaklaşım ise genetik olarak geliştirilmiş veya tuza dayanıklı çeşitlerin üretilmesidir. Ancak bu yöntem karmaşık ve tartışmalı olup, henüz yaygın olarak uygulanabilir seviyeye ulaşmamıştır.

 

Topraklarımızı İyileştirmek İçin Ne Yapabiliriz?

Bitki ile ilişkili mikroorganizmalar: Umut verici bir çözüm

Tuz stresine karşı bitkilerin uyumunu artırmak için, rizosferde veya tuza dayanıklı bitkilerin köklerinde yaşayan, aynı zamanda bitki gelişimini teşvik edici özelliklere sahip bazı mikroorganizmaların kullanımı umut verici bir stratejidir.

Bu yararlı mikroorganizmalar şu maddeleri üreterek tuz stresini azaltır:

• osmoprotektanlar
• antioksidanlar
• ACC deaminaz enzimleri
• hormonlar
• ekzosakkaritler
• organik asitler
• nitrik oksit
• sideroforlar

Ayrıca besin elementlerinin kullanılabilirliğini artırırlar. Bu tür tuza dayanıklı bitki gelişimini teşvik eden bakterilerin (PGPB) tarla bitkilerine aşılanması, tuzlu topraklarda büyümeyi ve verimi artırmıştır.

Resim 3: Penicillium bitki büyümesini destekler, tuz stresi toleransını artırır ve kimyasal gübre kullanımını azaltır.

 

 

Penicillium’un Önemi

Penicillium adlı toprak mantarı, özellikle tarımda toprak tuzluluğunun azaltılması açısından büyük önem taşır.

Penicillium’un etkileri:

• Tuz toleransı: Yüksek tuzlulukta yaşayabilir.
• Tuz azaltma: Bitki kökleri tarafından Na ve Cl alımını azaltarak zararları hafifletir.
• Besin elementlerini çözme: Tuzluluk nedeniyle azalan besin kullanılabilirliğini artırır.
• Bitki gelişimini teşvik: Tuz stresini azaltarak fizyolojik süreçleri iyileştirir, verimi artırır, kaynak kullanımını daha verimli hale getirir.

Bitki–mikroorganizma etkileşimi şu faydaları sağlar:

• stres toleransının artması
• kök yapısının değişmesi
• toprak kalitesinin iyileşmesi
• besin alımının artması
• patojen baskılanması

 

Resim 4. NS'ye (kontrol) 1:50 seyreltme oranında eklendiğinde A3 CFF'nin (Penicillium) tuz stresini hafifletme yeteneğinin değerlendirilmesi. 

 

Resim Açıklaması

 

  (A) 1 aylık tedaviden sonra çekilen bitki morfolojisi fotoğrafı, 

  (B) Sürgün uzunluğu, 

  (C) Kök uzunluğu, 

  (D) Yaprak alanı, 

  (E) Sürgün kuru ağırlığı, 

  (F) NS (kontrol), 

  NS ile Penicillium (A3CFF), 

  NaCl (250 mM), 

  250 mM NaCl ve Penicillium (A3CFF + 250 mM) ile yetiştirilen tütün fidelerinin kök kuru ağırlığı. 

 Çubuklardaki farklı harfler, Duncan testine göre (p < 0,05) anlamlı değerleri temsil etmektedir.5    

 

Önemli Not

Penicillium’un etkinliği, toprağın özelliklerine ve çevresel koşullara bağlı olarak değişebilir. Bu nedenle, uygulanmadan önce tarım uzmanlarına veya yerel tarım danışmanlık hizmetlerine başvurulmalıdır.

Sürdürülebilir çözümler; tarımsal mikroorganizmalar, entegre toprak verimliliği yönetimi, doğal bitki koruma ve biyo-gübreler sayesinde mümkün olmaktadır. Bu yaklaşımlar, hem yüksek kaliteli verim sağlar hem de güvenli bir gıda zincirinde tüm paydaşların sağlığını korur.

Kaynaklar

Vassileva M, Martos V, Del Moral LFG, Vassilev N. Effect of the Mode of Fermentation on the Behavior of Penicillium bilaiae in Conditions of Abiotic Stress. Microorganisms. 2023 Apr 19;11(4):1064. doi: 10.3390/microorganisms11041064. PMID: 37110487; PMCID: PMC10143995.

1. doi: 10.1126/science.aag0654
2. Al-Busaidi A.S., Cookson P. Salinity-pH relationships in calcareous soils. Agric. Mar. Sci. 2003;8:41–46. doi: 10.24200/jams.vol8iss1pp41-46.
3. Sanjuán J., Nápoles M.C., Pérez-Mendoza D., Lorite M.J., Rodríguez-Navarro D.N. Microbials for Agriculture: Why Do They Call Them Biostimulants When They Mean Probiotics? Microorganisms. 2023;11:153. doi: 10.3390/microorganisms11010153.
4. Tarroum M, Romdhane WB, Al-Qurainy F, Ali AAM, Al-Doss A, Fki L, Hassairi A. A novel PGPF Penicillium olsonii… Front Microbiol. 2022 Oct 27;13:996054. doi: 10.3389/fmicb.2022.996054. PMID: 36386667; PMCID: PMC9648140.

Daha fazla bilgi için: FAO Soil Salinity