Toprak Mikroorganizmaları

0 yorum


Bölüm 1


Bu sitenin amacı toprağın fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri arasındaki etkileşimi açıklamak olduğu için, bu yazımızda Toprak Mikroorganizmalarına bir giriş yapacağız. Toprağı ve içindeki mikro canlıları tanıdığımız oranda yetiştiricilik bizler açısından daha kolay olacaktır.
Önce, şu sihirli madde Azot’ tan başlayalım. Azot havanın %78’ini oluşturan renksiz, kokusuz bir gazdır ve havadaki azot normalde insanlar da dahil hiçbir canlı için bir şey ifade etmez. Hatta azotun sözcük anlamı eski Yunanca’da “cansız” demektir. Ancak aynı azot, hücrenin temel yapı taşını oluşturan bir maddedir. Birçok organik maddenin yapısında özellikle de hücrenin temel yapı taşı olan amino asitlerde azot vardır. İşte, havada işe yaramaz durumdaki bu azot, başta bitkilerle simbiyotik ilişkide bulunanRhizobium bakterileri olmak üzere, serbest yaşayan Azotobacter türleri, anaerobik bakterilerden Clostridium türleri, fotosentetik ototrofik bakterilerdenRhodopseudomonas ve Rhodospirillum türleri, kemotrofik bakterilerden Thiobacillustürleri ve mavi-yeşil algler tarafından bitkinin alabileceği biçimlere çevrilir.
Burada bir konuya açıklık getirmek gerekiyor. Organik kaynaktan veya inorganik kaynaktan gelen azot arasında bitki açısından hiç bir fark yoktur. Siz azot ve diğer besinleri bitkiye kimyasal tozları suyla karıştırıp mı verdiniz veya hayvan gübresi şeklinde mi verdiniz bitkinin umurunda bile değildir.
Ancak aşağıdaki iki resme dikkatlice bakın! Ne görüyorsunuz? Siz bakadurun ve biraz düşünün, az ileride ikinci sayfada bunu açıklayacağız.


Resimlerden çıkarabildiniz mi bilmiyorum. Ama sizi fazla da bekletmeden açıklayalım. Birinci resimde bir mantar (fungus) tarafından yakalanmış bir nematod görülüyor. İkinci resimde ise domates köküne saplanmış ve kökü yiyen bir nematod göreceksiniz.
Neden ikinci resimdeki nematod serbest kalmış?
Neden düşmanı fungus tarafından yakalanmamış?
Üstelik çok sevdiğiniz domates bitkinizin köküyle besleniyor. İşte burada toprak mikroorganizmalarının önemi ortaya çıkıyor ve bitkinin alacağı azotu toprağa organik yoldan mı yoksa inorganik yoldan mı sağlayacağız sorusu önem kazanıyor.
Gerçek bir toprak, bir yaşayan canlılar topluluğudur. Küçük yaratıklar her yerdeler ve toprakta oldukça karmaşık ve ilginç şeyler yapıyorlar. Toprağmızda doğal savaşçılar olarak zararlı mikroorganizmalara karşı bitkilerimizi koruyorlar. Toprağa kimyasal gübre ve ilaç uyguladığımızda toprağımızın bu doğal savaşçılarını yok ediyoruz. Birçok kimse kimyasal gübre ve ilaçları kullanırken bunları öldürdüğünün farkında bile değil. Çünkü bunların büyük çoğunluğu gözle görülebilen canlılar değil. Oysa bunlar toprağınızın zararlılara karşı savaşan askerleridir. Bir komutan düşünün ki savaşta kendi askerlerini öldürüyor. Böyle bir komutan savaş kazanabilir mi? İşte toprağa kimyasal gübre ve ilaç katan bir çiftçide, kendi askerlerini öldüren bir komutan gibidir. Eğer bu küçük askerlerin savaşma gücünü kaybetmelerini istemiyorsanız, toprağa daha fazla bakteri, mantar, protozoa, nematod, solucan ve diğer böcekleri eklemek zorundasınız. Yani kalabalık düşman ordusu karşısında ordunuzu yeni askerlerle takviye etmek ve bunları sürekli besleyerek savaşım yeteneklerini geliştirmelisiniz. Aşağıdaki tabloda 1 cm3 tarım toprağındaki yaklaşık mikroorganizma sayısı görülüyor.
Bakteri: 90.000.000
Aktinomiset: 4.000.000
Mantar: 200.000
Yosun: 30.000
Protozoa: 5.000
Nematod: 30
Yer Solucanı < 1
Bu toprak mikroorganizmaları arasında arasında muazzam bir sinerji vardır. Öncelikle bu sinerjinin farkında olmak gerekiyor. Eğer iyi bir yetiştirici olmak istiyorsanız, bugüne kadar öğrendiğiniz kulaktan dolma bilgileri bir kenara bırakın!
Gübre satıcılarının ve kimyasal gübre üretcilerinin satış temisilcisi olmaktan öteye işlevleri kalmamış ziraatçilerin geleneksel tarım, yeşil devrim, verim artışı sözlerine kulaklarınızı tıkayın!
Televizyonlardan, magazinlerden ve gazetelerden size seslenen bir bilen edasındaki uzmanların önerilerinden uzak durun!
Tek yapmanız gereken toprağınızda ne olup bittiğini anlamaktan geçiyor. Az önce sözünü ettiğimiz gibi, bitkiye azotu inorganik ya da organik yoldan mı vereceğimiz biktinin umurunda olmasa bile bizim umurumuzda olması gerekiyor. Çünkü her azot aynı biçimde değildir. Topraktaki biyolojik akivite ve döngüyü anladığınız anda her şey çok daha kolay olacaktır.
Bitinin kök bölgesinde (rizosfer) bakteriler, mantalar (funguslar), protozoalar, nematodlar ve diğer büyük toprak canlıları birlikte yaşar. Burada yaşayan bütün mikroorganizmalar bitki tarafından salgılanan besin ve mineraller için rekabete girişirler. Bitkilerin kökleri rizosfer bölgesinde yaşayan bakteri ve funguslar için karbonhidrat (şeker vb.) ve protein içeren bileşikler salgılar. Bakteri ve funguslar bu salgılarla beslenirler. Protozoa ve nematodlar ise bu bakteri ve fungusları yiyerek beslenirler. Bu salgılanan sıvı ve yaşayan mikroorganizmaların türü her bitkiye göre farklılık gösterir.
Her bitkiye özgü rizosfer’in flo­rası, köklerinin salgıladığı maddelerin çe­şitli bakteri ve mantarların yaşamasına el­verişli veya elverişsiz oluşuna göre olu­şur. Örneğin, ağaçlar, çok yıllık bitki ve çalılar mantar başat toprakları, tek yıllık bitkiler, sebzeler ve çimler bakteri başat toprakları tercih ederler. Yine Gelişme sezonunun çeşitli evrelerinde kök bölgesinde yaşayan bakteri ve fungusların populasyonu bitkinin gereksinimi olan besinlerin içeriğine göre dönemsel olarak farklılık gösterir.
Topraktaki bakteri ve funguslar küçük gübre parçaları gibidirler. Bunlar kök salgılarından ve diğer canlı artıklarından (bitki kök artıkları, hayvan ölüsü vb.) aldıkları karbonhidrat ve şekerleri bir başka biçime dönüştürerek kendi metabolitik aktivitelerini gerçekleştirirler. Protoza ve nematodlar ise bu bakteri ve fungusları tüketerek, bunların hücrelerinde bağlanmış olan besinlerin tekrar toprağa dönmesini sağlarlar. Bir diğer deyimiyle bu gübre parçalarının toprağa dağıtılması işlevini görürler.
Topraktaki mikroorganizmaların biyolojik aktviteleri sonucu üretilen yapışkanımsı salgılar toprak parçacıklarının bir arada tutunmasını sağlayarak toprağın aggregatlaşmasına(toprak parçacıklarının birleşimi) katkıda bulunur. Bakteri, mantar ve solucanlarpolisakkarit türü, yapışkan karbonhidratlar salgılayarak çeşitli mineraller ile humus parçacıklarının bir arada tutunmasını sağlarlar. Örneğin özel bir mantar türü olan Glomussınıfının ürettiği glomalin enzimi böyle bir enzimdir. Glomalin toprak parçacıklarını bir koruyucu tabaka ile kaplayarak bunların bir arada tutunup dağılmasını önler.
Küçücük olmalarına rağmen bakteriler topraktaki birincil ayrıştırıcılardır. İkinci ayrıştırıcı grup ise mantarlardır. Eğer onlar olmasa bizler çöp dağları içerisinde kaybolup giderdik. Bakteriler bitkisel ve hayvansal atıkları tüketerek bunları kendi azot ve karbon gereksinimlerini karşılamak için tüketirler ve hücre içerisinde bunları çeşitli organik bileşikler halinde tutarlar (immobilizasyon).
Bakteriler ve funguslar diğer canlılar tarafından tüketildiği veya ölerek çürümeye başladıkları zaman bu besinler mineral halde serbest kalmaya başlar. İşte bu mineraller bitkinin besin olarak alabileceği türden minerallerdir. Yeşil bitki artıkları daha fazla şeker içerdiği için bakteriler tarafından öncelikle tüketilen besindir. Bunların parçalanması diğer karmaşık karbon bileşiklerinin parçalanmasından daha kolaydır. Oysa selüloz, lignin gibi daha dayanıklı bileşiklerin parçalanmasında aktinomisetler ve mantarlar aktiftir. Özellikle bakterilerin ortamda çoğalması ve yaşayabilmesi için ortam nemi ve sıcaklık çok önemlidir. Hatta burada öyle bir döngü vardır ki kuzey yarımkürede bizimde bulunduğumuz enlem çizgisinde, bu aktivite mart ayında başlar, mayıs ve haziran aylarında doruğa ulaşır ve temmuz ayından itibaren düşmeye başlayarak soğuk kış günlerinde minimuma iner.
Bu toprak mikroorganizmaları ve bitki kökleri arasındaki organik madde ve besin alışverişine gelecek olursak; topraktaki Katyon Değişim Kapasitesi üzerinde kısaca durmak gerekir. (Ayrıtılı bilgi için bu linkteki yazıya bakınız.)
Bilindiği üzere toprak kum, silt (mil), kil gibi inorganik maddeler ile bitki artıkları, hayvan ölüleri, humus, glomalin gibi organik maddelerden oluşuyor. Bitkiler için organik maddelere bağlı olan azot, fosfor vb. nin hiç bir değeri yoktur. Ancak bunlar, elementel katyonlara dönüştükleri oranda bitki kökleri tarafından alınabilir biçimlere dönüşüyorlar. Kum ve silt parçacıkları elektriksel iyonları büyüklükleri dolayısıyla bağlayamazlar ancak kil ve humus parçacıkları artı yüklü iyonları (katyonları) bağlayabilirler. Bunlardan,  Ca (++), K (+), Na (+), Mg (++), Fe (++), NH4(+) ve (H+) iyonları kil ve humus parçacıklarına bağlanır.
Toprakta ayrıca anyonlar bulunur. Bunlar, Cl (-), NO3 (-), SO4 (–), PO4 (–) tür. Ancak kil ve humus parçacıkları negatif (–) yüklü oldukları için anyonları iterler. Bir diğer deyimiyle anyonlar toprakta bağlanamaz ve toprak solüsyonu içerisinde kalırlar.Yağmur ve sulama sırasında bunlar topraktan süzülerek yıkanırlar. Bu yüzden anyon içeren gübreleri illede kullanmak zorunda kalırsanız, (Bu satırların yazarı kesinlikle kimyasal gübre önermiyor.) kullanırken dikkatli olmak ve az miktarda ve sık aralıklarla kullanmanız gerekir.
Bitkilerin köklerinin yüzeyinde ise bitkinin kendisi tarafından tutulan katyonlar vardır. Bir bitki kökü kil veya humus parçacığı ile temas ettiğinde, kil ve humus parçacığı ile kök arasında katyon değişimi gerçekleşir. (Linkini verdiğim yazıdaki kavanoz örneği. Unutmayın kavanoz hiç bir zaman boş kalamaz!) Kökler bu değişim sırasında H(+) iyonlarını kullanırlar. Kil ve humus parçacıklarına bir adet H (+) katyonu vererek kil ve humus parçacığından ise kendisi için yararlı bir besin olan Ca (++), K (+), Na (+), Mg (++), Fe (++), NH4 (+) iyonlarını alır. Bu durumda topraktaki değişim kapasitesi dengesi her zaman sabit kalır. Aşağıdaki tabloda çeşitli toprak türlerinin katyon değişim kapasitesi görülmektedir.
Toprak TekstürüCEC (meq/100gr)
Kumlu (Açık Renkli)3-5
Kumlu (Koyu Renkli)10-20
Tınlı10-15
Milli Tınlı15-25
Killi ve Killi Tınlı20-50
Organik Topraklar50-100
Asidik topraklarda hidrojen iyonu konsantrasyonu düşüktür. Bu yüzden toprak pH sini düzenlemek için toprağa hidroksil (OH-) iyonlarını sağlayacak besinleri eklemek gerekir. Burada bakteri ve mantarların bir önemine daha vurgu yapamak gerekiyor. Bakteri ve mantarlar yüzeylerinde hem katyonik hem de anyonik iyonlar barındırabilirler ve toprak solüsyonu ile sürekli anyon ve katyon değişimi gerçekleştirirler. Bu durum aynı zamanda toprak pH sini etkiler.
Buraya kadar anlatılanlardan çıkan sonuç şu olmaktadır: Görüldüğü üzere toprak yapısı, toprak kimyası ve toprak biyolojisi birbirine sıkı bağlarla bağlıdır ve topraktaki besin alışverişi çok karmaşık biyokimyasal süreçlerden geçmektedir. İşte bu nedenle, topraktaki organik madde miktarını kontrol altında tutmak ve eksilen organik madde miktarının yerine sürekli yenisini eklemek gerekmektedir. Üstelik organik madde eklenmesi sadece mikroorganizmaların populasyonun artışında değil bitki için alınabilir su miktarının artışında da önemli katkı sağlamaktadır. Son yapılan bir çalışmada (Hudson,1994) toprak organik maddesinin %1’den %2’ye çıkarılması durumunda topraktaki bitkiler tarafından kullanılabilir su miktarının %60 oranında arttığını göstermektedir. (Topraktaki toplam su miktarının %5 ten %8’e çıkması) Doğal olarak toprağın su tutma kapasitesinin artırılması bitki gelişimi üzerinde olumlu etkide bulunacak ve özellikle kurak yaz mevsiminde bitki için toprakta daha fazla alınabilir su olacaktır.
Özellikle bazı ticari gübrelerin kullanımından kesinlikle kaçınmak gerekmektedir. Bunlardan anhydrous ammonia (susuz amonyum, NH3) ve potassium chloride(potasyum klorür, KCl) nin toprak mikroorganizmaları üzerinde yıkıcı etkisinin olduğu ortaya çıkmıştır.
Not: Bu yazının hazırlanmasında ve kullanılan resimlerde toprak biyolojisi konusunda, özel bir yeri olan ve Soil Food Web (Toprak Besin Ağı) diye bir kavramı literatüre kazandıran Toprak Biyologu Elaine Ingham’ın yazılarından yararlanan,  Steve Diver’in hazırlamış olduğu Introduction to The Soil Food Web broşüründen yararlanılmıştır.


Bölüm 2
Mikrobiyoloji ve Toprak o kadar geniş kapsamlı bir konu ki açıkçası nerden başlayacağımı bilmiyorum. Örneğin 1 santimetreküp verimli bir mera toprağında aşağıdaki sayılarda mikroorganizma bulunmaktadır.

Bakteri: 90.000.000
Aktinomiset: 4.000.000
Mantar: 200.000
Yosun: 30.000
Protozoa: 5.000
Nematod: 30
Yer Solucanı < 1

Hiç düşündünüz mü? Neden nematod deyince aklınıza patojenik (zararlı) bir canlı geldiğini. Oysa nematodların sadece çok küçük bir bölümü zararlıdır. Nematodların çoğunluğu, sanılanın aksine bitkiler için zararlı değildir. Bunlar çeşitli bakteri, mantar ve diğer nematodları yiyerek beslenirler ve bu yolla hem topraktaki biyo çeşitliliğin dengede tutulmasına hem de bu canlıların vücutlarındaki minerallerin toprağa salınmasına katkıda bulunurlar. Araştırmalar bitki tarafından alınan kullanılabilir “azotun %30-50 kadar kısmının nematodların bakterileri tüketmesi sonucu oluştuğunu göstermektedir.” (Jeff Lowenfels, Wayne Lewis, 2006) Bitki zararlılarından Japon böceği, peradatör nematodlar sayesinde bitkilere zarar veremezler. Ayrıca nematodlar en az solucanlar kadar toprak işlemesine katkıda bulunurlar. Bunlara ek olarak bazı entomopatojenik (patojen olmayan) nematodlar, bazı özel zararlılara karşı mücadele de biyolojik kontrol aracı olara olarak kullanılıyorlar. Örneğin; Steinernema carpocapsae, güveler, pamuk kurdu, köstebek cırcırı vb. zararlılara karşı,Heterorhabditis indica, kırmızı palmiye böceğine karşı, Phasmarhabditis hermaphrodita, sümüklü böceklere karşı biyolojik mücadelede kullanılıyor.

Modern konvensiyonel tarım sistemleri bize nedenlerle uğraşmak yerine septomlara odaklanmayı öğretti. Toprakta şu zararlı var, "hemen şu kimyasalı uygulamalısın" düşüncesi belleğimize kazındı. Bu nedenle biz, yabancı otlarla mücadele için herbisitlerin, hastalıklarla mücadele için fungisitlerin, zararlı böceklerin kökünü kurutmak için insektisitlerin kullanım miktarlarını artırarak mücadele edebileceğimize inandık ve verimi artırmak için inorganik madde içeren gübreleri ve zararlılarla savaşmak için pestisitleri verdik.

Oysa yetiştiricilikte, toprağın fiziksel, kimyasal özelliklerinin yanında, biyolojik yetşitiricilik (çiftçilik) toprak parametrelerinin dengesini ilke edinir. Toprak biyolojik yetiştiriciliğin kalbidir ve toprakta fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik parametreler bir denge içerisindedir.

Çok komik gelecek ama, topraktaki karbon oluşumunun yaklaşık %20’ sinden sorumlu (bazı kaynaklar %27 diyor) Glomalin enzimi (bu enzim mikoriza mantarları tarafından salgılanan bir enzim) daha 1995’te keşfedilmiş. İnsan bunu duyunca şaşırıyor. Sırf evrimin fikir babası olduğu için Darwin'in solucanların topraktaki yararı üzerine yaptığı araştırmalar kilisenin baskısıyla güme gitmiş. Ya da soğuk savaş yıllarında Rus Araştırmacı Krasilnikov’un 1958’de yazdığı Soil Microorganisms and Higher Plants kitabı ciddi bir kaynak olmasına rağmen batılı araştırmacılar tarafından göz ardı edilmiş.

Otları kullanarak toprağa karbon sağlama, yeşil gübreleme ve kompost sadece topraktaki mikroorganizmaların sayısını artırmıyor aynı zamanda toprakta nemin tutulmasını, topraktaki katyon değişim kapasitesinin artmasını (ki bu başlı başına başka bir yazının konusu olabilecek çok önemli bir konu), topraktaki azotun tutulmasını ve korunmasını sağlayarak toprak yapısını geliştiriyor.

Rus Yazar N.A. Krasilnikov’un Soil Microorganisms ve Higher Plants isimli kitabının çok önemli bir kitap olduğunu, bu kitapta 400 adet örnek çalışma olduğunu ve bu kitabın modern tarım bilimciler tarafından gözardı edildiğini, biliyor mudunuz? Çünkü 1950'lerin sonlarında gündeme gelen "yeşil devrim" bize çok şey vaad ediyordu. Yoğun kimyasal kullanımıyla muazzam bir verim artışı olacak ve dünyada açlık bitecekti. Oysa bugün görüyoruz ki bu tamamen bir kara propanda. Ne dünyada açlık bitti, ne de beklenen verim artışı sağlandı. Şimdilerde aynı propaganda genetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO) üzerinden yürütülmekte. Tamamen yalan. Hindistan'da GDO'lu pamuk eken çiftçiler fusarium denilen hastalıktan muzdarip ve sadece küçük bir bölgede 1000'in üzerinde çiftçi intihar etmiş durumda.

Hiç düşündünüz mü? Sadece 1 santimetreküp topraktaki 90.000.000 bakteri ve 200.000 adet mantar hangi işlevlere sahip.

Önce şu sihirli madde Azot’tan başlayalım. Azot havanın %78’ini oluşturan renksiz, kokusuz bir gazdır ve havadaki azot normalde insan da dahil hiçbir canlı için bir şey ifade etmez. Hatta azotun sözcük anlamı eski Yunanca’da “cansız” demektir. Ancak aynı azot, hücrenin temel yapı taşını oluşturan bir maddedir. Bir çok organik maddenin yapısında özellikle de hücrenin temel yapı taşı olan amino asitlerde azot vardır. İşte havada işe yaramaz durumdaki bu azot, başta bitkilerle simbiyotik ilişkide bulunan Rhizobium bakterileri olmak üzere, serbest yaşayan Azotobacter türleri, anaerobik bakterilerden Clostridium türleri, fotosentetik ototrofik bakterilerden Rhodopseudomonas ve Rhodospirillum türleri, kemotrofik bakterilerden Thiobacillus türleri ve mavi-yeşil algler tarafından bitkinin alabileceği forma çevrilir. Aynı azotu bitkiye dışarıdan hayvan gübresi vererek ya da yapay yoldan, amonyum, üre ve nitrat şeklinde de verebilirsiniz. Bu bitkinin umurumda değildir.

Gerçek bir toprak, bir yaşayan canlılar topluluğudur. Bu küçük yaratıklar her yerdeler ve toprakta oldukça karmaşık ilginç şeyler yapıyorlar. Toprağmızda doğal savaşçılar olarak zararlı mikroorganizmalara karşı bitkilerimizi koruyorlar. Toprağa kimyasal gübre ve ilaç uyguladığımızda toprağımızın bu doğal savaşçılarını yok ediyoruz. Birçok kişi, kimyasal gübre ve ilaçları kullanırken bunları öldürdüğünün farkında bile değil. Çünkü bunların büyük çoğunluğu gözle görülebilen canlılar değil. Oysa bunlar toprağınızın zararlılara karşı savaşan askerleridir. Bir komutan düşünün ki savaşta kendi askerlerini öldürüyor. Böyle bir komutan savaş kazanabilir mi? İşte toprağa kimyasal gübre ve ilaç katan bir çiftçide, kendi askerlerini öldüren bir komutan gibidir. Eğer bu küçük askerlerin savaşma gücünü kaybetmelerini istemiyorsanız, toprağa daha fazla bakteri, mantar, protozoa, nematod, solucan ve diğer böcekleri eklemek yada bunların yaşayabilceği ortamları oluşturmak zorundasınız. Yani kalabalık düşman ordusu karşısında ordunuzu yeni askerlerle takviye etmek ve bunları sürekli besleyerek savaşım yeteneklerini geliştirmelisiniz.

Bu toprak mikroorganizmaları arasında arasında muazzam bir sinerji vardır. Öncelikle bu sinerjinin farkında olmak gerekiyor. Eğer iyi bir yetiştirici olmak istiyorsanız, bugüne kadar öğrendiğiniz kulaktan dolma bilgileri bir kenara bırakın, gübre satıcılarının ve gübre satıcılarının satış temisilcisi olmaktan öteye işlevleri kalmamış ziraatçilerin geleneksel tarım, yeşil devrim, verim artışı sözlerine kulaklarınızı tıkayın ve televizyonlardan, magazinlerden ve gazetelerden size seslenen bir bilen edasındaki uzmanların önerilerinden uzak durun. Tek yapmanız gereken toprağınızda ne olup bittiğini anlamaktan geçiyor. Yukarıda sözünü ettiğimiz gibi, bitkiye azotu inorganik mi veya organik yoldan mı vereceğimiz biktinin umurunda olmasa da bizim umurumuzda olması gerekiyor. Çünkü her azot aynı biçimde değildir. Topraktaki biyolojik akivite ve döngüyü anladığınız anda her şey çok daha kolay olacaktır.

Bitinin kök bölgesinde (rizosfer) bakteriler, mantarlar, protozoalar, nematodlar ve diğer büyük toprak canlıları birlikte yaşar. Burada yaşayan bütün mikroorganizmalar bitki tarafından salgılanan besin ve mineraller için rekabete girişirler. Bitkilerin kökleri rizosfer bölgesinde yaşayan bakteri ve mantarlar için karbonhidrat (şeker vb.) ve protein içeren bileşikler salgılar. Bakteri vemantarlar bu salgılarla beslenirler. Protozoa ve nematodlar ise bu bakteri ve mantarları yiyerek beslenirler. Bu salgılanan sıvı ve yaşayan mikroorganizmaların türü her bitkiye göre farklılık gösterir. Her bitkiye has rizosfer’in florası, köklerinin salgıladığı maddelerin çeşitli bakteri ve mantarların yaşamasına elverişli veya elverişsiz oluşuna göre oluşur. Örneğin, ağaçlar, çok yıllık bitki ve çalılar mantar başat toprakları, tek yıllık bitkiler, sebzeler ve çimler bakteri başat toprakları tercih ederler. Yine gelişme sezonunun çeşitli evrelerinde kök bölgesinde yaşayan bakteri ve mantarların populasyonu bitkinin gereksinimi olan besinlerin içeriğine göre dönemsel olarak farklılık gösterir.

Topraktaki bakteri ve mantarlar küçük gübre parçaları gibidirler. Bunlar kök salgılarından ve diğer canlı artıklarından (bitki kök artıkları, hayvan ölüsü vb.) aldıkları karbonhidrat ve şekerleri bir başka biçime dönüştürerek kendi metabolitik aktivitelerini gerçekleştirirler. Protoza ve nematodlar ise bu bakteri ve mantarları tüketerek, bunların hücrelerinde bağlanmış olan besinlerin tekrar toprağa dönmesini sağlarlar. Bir diğer deyimiyle bu gübre parçalarının toprağa dağıtılması işlevini görürler.

Topraktaki mikroorganizmaların biyolojik aktviteleri sonucu üretilen yapışkanımsı salgılar toprak parçacıklarının bir arada tutunmasını sağlayarak toprağın aggregatlaşmasına (toprak parçacıklarının birleşimi) katkıda bulunur. Bakteri, mantar ve solucanlar polisakkarit türü yapışkan karbonhidratlar salgılayarak çeşitli mineraller ile humus parçacıklarının bir arada tutunmasını sağlarlar. Örneğin özel bir mantar türü olan Glomus sınıfının ürettiği Glomalin enzimi böyle bir enzimdir. Glomalin toprak parçacıklarını bir koruyucu tabaka ile kaplayarak bunların bir arada tutunup dağılmasını önler.

Küçücük olmalarına rağmen bakteriler topraktaki birincil ayrıştırıcılardır. İkinci ayrıştırıcı grup ise mantarlardır. Eğer onlar olmasa bizler çöp dağları içerisinde kaybolup giderdik. Bakteriler bitkisel ve hayvansal atıkları tüketerek bunları kendi azot ve karbon gereksinimlerini karşılamak için tüketirler ve hücre içerisinde bunları çeşitli organik bileşikler halinde tutarlar (immobilizasyon). Bakteriler ve mantarlar diğer canlılar tarafından tüketildiği veya ölerek çürümeye başladıkları zaman bu besinler mineral halde serbest kalmaya başlar. İşte bu mineraller bitkinin besin olarak alabileceği türden minerallerdir. Yeşil bitki artıkları daha fazla şeker içerdiği için bakteriler tarafından öncelikle tüketilen besindir. Bunların parçalanması diğer karmaşık karbon bileşiklerinin parçalanmasından daha kolaydır. Oysa selüloz, lignin gibi daha dayanıklı bileşiklerin parçalanmasında aktinomisetler ve mantarlar aktiftir. Özellikle bakterilerin ortamda çoğalması ve yaşayabilmesi için ortam nemi ve sıcaklık çok önemlidir. Hatta burada öyle bir döngü vardır ki kuzey yarımkürede bizimde bulunduğumuz enlem çizgisinde bu aktivite mart ayında başlar, mayıs ve haziran aylarında doruğa ulaşır ve temmuz ayından itibaren düşmeye başlayarak soğuk kış günlerinde minimuma iner.

Bakteriler, aktinomisetler, mantarlar ve protozoalar oldukça çeşitli ve psikofil, mezofil ve termofil olmalarına göre, organik maddenin parçalanması sırasında hepside farklı aşamalarda görev alıyor. Örneğin kompost bölümünde sürekli olarak belirtilen, ısınma ve soğuma aşaması her aşamada farklı mikroorganizmaların rol almasından kaynaklanıyor.

Kompostlaşma işlemini incelersek, mikroorganizmalar arasında bakteriler, mayalar, küf mantarları ve aktinomisetler katkıda bulunuyorlar. Ancak bunların rolü ortamın sıcaklığı ve nemiyle çok yakından ilişkili. Her mikroorganizma türü farklı sıcaklık evrelerinde devreye giriyor. Yani kompostlaşma mikroorganizmaların üremesi ve ölmesi ve farklı bir türün yeniden üremesi ve ölmesi şeklinde gelişiyor. En sonunda da ortamdaki besin bitince kompostlaşma tamamlanmış oluyor.

Kompostlaşma aşamasında düşük nem şartlarında (%50-60 nem) özellikle küf mantarları ve aktinomisetler aktif rol oynuyorlar.

Daha yüksek nem şartlarında (% 60-80 nem) bakteriler kompostlaştırma işleminde işleminde aktif rol oynuyorlar.

Yukarıdaki açıklamaları dikkate alırsak kompostlaşma işlemi üç evrede gerçekleşiyor. Bu evrelerde işlem yapan mikroorganizmalar şunlardır:

1- Mezofilik Evre

Birinci aşamada mezofilik bakterilerle beraber aktinomisetler, mayalar ve diğer mantarlar; yağları, proteinleri ve karbonhidratları ayrıştırır.

Sıcaklık 30 °C’ye erişinceye kadar küf mantarları, bakteriler, protozoalar aktif rol oynar. 30-40 °C arasında aktinomisetler egemen olmaya başlarlar ve ortamda topraksı koku yayılır. Aktinomisetler asıl humuslaştırıcı organizmalar olarak bilinir.

2- Termofilik Evre

Sıcaklık 40-50 °C’ ye ulaştığında kompostlamayı başlatan organzimaların hemen hemen tamamı ölür ve bunların yerini 70 °C sıcaklığa kadar dayanabilen ve ısı üretebilen termofilik bakteriler alır. Termofilik bakteriler kendileri için mevcut besini tükettiklerinde ısı üretmeyi durdururlar ve kompost soğumaya başlar.

3- İyileştirme (soğuma) Evresi

Kompostlamanın sonuç aşamasında, çok sayıda solucan ve böcek larvaları oluşmaktadır. Ürün kalitesini yükselmek için, öğütme, elekten geçirme ve gerekirse açık havada 30-60 gün kurutma işlemi bu aşamada yapılıyor.

Ek olarak, özellikle aktinomisetler ve mantarlar ayrıştırma işleminde oldukça aktiftirler. Zaten hem mantarlar hemde aktinomisetler dünyadaki organik madde döngüsünde ayrıştırıclar grubuna dahil ediliyorlar. Aslında aktinomisetler bir tür bakteri. Ancak mantarlar gibi miselyumlara (iplikler) sahip oldukları için mantarlar gibi işlev görüyorlar. Kompostlaşma sırasında oldukça aktif bir mikroorganizma grubu olup kısaca değinmekte yarar var.

Aktinomisetler: 

Dallanan iplikler oluşturan ipliksi, gram pozitif bakterilerden (bazı yerlerde bakteri olarak kabul edilmiyorlar) meydana gelen oldukça büyük bir gruptur. Başarılı büyümenin ve dallanmanın sonucunda Mycelium (Miselyum) adı verilen kollara ayrılmış ağsı yapılar oluştururlar. Bitkilerdeki odunsu selüloitik bölümlerin parçalanmasında rol alıyorlar. Aktinomisetler içerisinde Streptomyces özel bir öneme sahiptir. Komposttaki "toprak kokusu" dediğimiz kokunun sebebi bu canlıların geosmin adı verilen metabolik ürünleridir.

Szileri daha fazla sıkmadan şimdilik burada keselim. Ancak iyi bir yetiştirici olmak istiyorsak toprak mikroorganizmalarının işlevini bilmek zorundayız. Mikrobiyoloji ilk başta zor gelse de, okudukça bu küçük yaratıkların toprakta ne kadar harika işler yaptıklarını kavrayacaksınız.

Mavi-Yeşil Algler (Cyanobakteriler)


Azot fikse eden mavi-yeşil algler ışık enerjisini kullanarak fotosentetik mekanizma yolu yardımı ile enerji sağlayan ve bunun bir kısmını azot fiksasyonu mekanizmasında kullanan organizmalardır.

Bu organizmalar toprak ekosistemindeki yüksek bitkilere benzer fotosentez yolu ile oksijen üreten ve karbon dioksit fiksasyonu yapan ve azot fikse eden tek organizmadır. Alglerin azot bağladığı ilk kez Frank (1889) tarafından ileri sürülmüş, 1928'de Drewes saf kültürde mavi-yeşil alglerden Nostoc ve Anabaena türlerinin azot bağladığını göstermiştir.

Mavi yeşil alglerin özellikle çeltik tarlalarında önemli ekonomik rolleri bulunmaktadır. Yağmurlu dönemlerde nemli pirinç tarlalarında azot miktarının 15-50 kg/ha düzeyleri arasında değiştiği belirtilmektedir. Ayrıca arid bölgelerde ve çöl alanlarda gelişen alg türleri azot kazancı bakımından önemlidir. Bu tür bölgelerde mavi-yeşil algler tarafından bağlanan atmosfer azotu 3 kg/ha/yıl düzeyindedir.

Antartika'da yaygın olan Nostoc algal-peat olarak tanımlanan organik toprak nitelikli bir oluşumun temel bileşenidir. Mavi-yeşil alglerin fotosentetik canlılar olması azot fiksasyonu bakımından güneş ışıma şiddeti, diğer bir deyimle fotosentez koşullarına bağlı olmalarına neden olmaktadır. Kış koşullarında sıcaklık ve fotosentez koşulları yeterli olmadığından azot fiksasyonu çok önemsiz düzeyde gerçekleşmektedir. Bahar aylarında oluşan fiksasyonun 8 kg/ha /yıl düzeyine ulaştığı belirlenmiştir.



Rhizobium Bakterileri



Rhizobium cinsi bakteriler Rhizobiaceae familyasına dahildirler. Bunlar genetik olarak farklı, fizyolojik olarak heterojen bir grubu oluştururlar.

Rhizobiumlar çubuk şeklinde, spor oluşturmayan, gram negatif, genel olarak aerobik metabolizmaya sahip olmakla beraber çok düşük oksijen varlığında da gelişebilen bakterilerdir. Optimum gelişme sıcaklıkları 25-30 °C, gelişme pH'ları 6-7 arasındadır. Bazı şuşlar gelişmeleri için vitaminlere ihtiyaç duyarlar.

Rhizobium cinsine giren bakterilerin sınıflandırılması henüz tamamlanmamıştır. Sınıflamada esas olan ayrım baklagil çeşitlerinde nodül oluşturma yeteneğidir. Bu şekilde yapılan ayrım "çapraz aşılama gruplarına göre" yapılan sınıflama şeklidir. Rhizobium bakterilernin çeşitli baklagillerle nodül oluşturmaları bir diğer deyişle bakteri çeşitlerini enfekte etme özellikleri spesifiktir. Buna göre;

Rhizobium leguminosarum: Bezelye, mercimek, fiğ
Rhizobium phaseoli: Fasulye
Rhizobium trifoli: Üçgül
Rhizobium meliloti: Yonca
Rhizobium lupini: Bakla
Rhizobium japonicum: Soya, börülce, yerfıstığı
Rhizobium Cicer: Nohut




Kaynaklar:

http://www.bizimbahce.net/forum/toprak-mikroorganizmalari-t12180.0.html