Toprak Besin Döngüsü
Toprak besin döngüsü, bitkiler için temel besin maddelerinin mineral, organik, değişebilir ve çözelti havuzları arasında ayrışma, biyolojik dönüşüm, sorpsiyon, alım ve kayıp yoluyla hareketini ifade etmektedir.
Tanım
Toprak besin döngüsü, bitki besin maddelerini toprağın mineral, organik, adsorbe edilmiş ve çözünmüş havuzları arasında ve toprak, bitkiler ve daha geniş çevre arasında aktaran biyolojik, kimyasal ve fiziksel süreçler bütünüdür.
Kapsam
Bu konu, temel bitki besin maddelerini ve bunların toprak döngülerini, özellikle azot, fosfor, potasyum ve kükürtü, besin maddelerinin kullanılabilirliğini yöneten mineralizasyon, fiksasyon, sorpsiyon ve alım süreçlerini ve besin kaybı yollarını kapsamaktadır. Toprak kimyası ve biyolojisini, verimliliği tanımlayan besin maddesi tedariki ile ilişkilendirmektedir.
Temel sorular
- Hangi besin maddeleri temeldir ve bitkiler bunları hangi formlarda almaktadır?
- Mineralizasyon ve immobilizasyon besin maddesi kullanılabilirliğini nasıl kontrol etmektedir?
- Sorpsiyon ve fiksasyon fosfor ve potasyum kullanılabilirliğini nasıl sınırlamaktadır?
- Besin maddeleri topraktan hangi yollarla kaybedilmektedir?
Anahtar kavramlar
- Temel makro besin maddeleri ve mikro besin maddeleri
- Mineralizasyon ve immobilizasyon
- Toprak azot döngüsü
- Fosfor sorpsiyonu ve fiksasyonu
- Potasyum fiksasyonu ve salınımı
- Besin kaybı yolları
Temel kuramlar
- Besin havuzları ve dönüşümleri
- Her besin maddesi, ayrışma, mineralizasyon, sorpsiyon ve alım yoluyla mineral, organik, değişebilir ve çözelti havuzları arasında döngüye girmektedir; herhangi bir zamandaki kullanılabilirlik, toplam içerikten ziyade bu dönüşümlerin dengesini yansıtmaktadır.
- Toprakta azot döngüsü
- Toprak azotu, fiksasyon, amonyuma mineralizasyon, nitrata nitrifikasyon, bitki ve mikrobiyal alım ve yıkanma, denitrifikasyon ve buharlaşma yoluyla kayıplar aracılığıyla hareket etmekte, bu da azotu en dinamik ve yönetime duyarlı besin maddesi haline getirmektedir.
Mekanizmalar
Minerallerde ve organik maddede tutulan besin maddeleri, ayrışma ve mikrobiyal ayrışma yoluyla toprak çözeltisine ve değişim bölgelerine salındığında kullanılabilir hale gelmektedir; kökler de buradan bunları almaktadır. Azot, mikroplar tarafından mineralizasyon, nitrifikasyon ve denitrifikasyon yoluyla dönüştürülmektedir; fosfor güçlü bir şekilde sorbe edilmekte ve çökelmekte, bu da çözünürlüğünü sınırlamaktadır; potasyum ise killer üzerinde ve içinde tutulmaktadır. Kayıplar, nitrat gibi çözünür iyonların yıkanması, azotun gaz halinde kayıpları ve hasat ve erozyon yoluyla uzaklaştırılmasıyla meydana gelmektedir.
Klinik önem
Besin döngüsünü anlamak, gübre ve hayvan gübresi yönetimi için temel oluşturmaktadır: besin maddelerinin kullanılabilirlik ve hareketlilik açısından neden farklılık gösterdiğini, arzın ürün talebiyle nasıl eşleştirileceğini ve girdileri israf eden ve suyu kirleten kayıpların nasıl en aza indirileceğini açıklayarak hem üretkenliği hem de çevrenin korunmasını desteklemektedir.
Tarihçe
Liebig'in 19. yüzyıldaki bitki beslenmesinin mineral teorisi, ürün büyümesinin mineral besin maddelerinin tedarikine bağlı olduğunu ve verimin en kıt besin maddesi tarafından sınırlandığını belirten minimum yasasını ortaya koymuştur. Yirminci yüzyıl toprak bilimi, modern besin yönetimine temel oluşturan, özellikle azot ve fosfor olmak üzere bireysel besin maddelerinin döngülerini detaylandırmıştır.
Öne çıkan isimler
- Justus von Liebig
- Nyle C. Brady
- Ray R. Weil
İlgili konular
Temel eserler
- brady2016
- sparks2003
Sıkça sorulan sorular
- Azot neden en sık sınırlayıcı ve en kolay kaybedilen besin maddesidir?
- Azot büyük miktarlarda gerekmektedir ve oldukça hareketli ve gaz halindeki formlar aracılığıyla döngüye girmektedir; nitrat drenaj suyuyla kolayca yıkanmakta ve azot, denitrifikasyon ve amonyak buharlaşması yoluyla gaz olarak kaybedilebilmektedir, bu nedenle hem sıkça eksikliği görülen hem de tutulması zor bir besin maddesidir.
- Bir toprak bir besin maddesi açısından zengin olmasına rağmen bitkilerde neden hala eksikliği görülebilmektedir?
- Toplam besin içeriği, kullanılabilirlikle aynı değildir; örneğin, fosfor ve potasyum bol miktarda bulunabilmekle birlikte büyük ölçüde minerallerde kilitlenmiş veya güçlü bir şekilde sorbe edilmiş olabilmektedir, bu nedenle sadece toprak çözeltisindeki ve değişim bölgelerindeki küçük bir kısmı bitkiler tarafından kolayca alınabilmektedir.