Madde Döngüleri-2 N, P, S Biyo-Jeo-Kimyasal Döngüler

... konulu sunumlar: "Madde Döngüleri-2 N, P, S Biyo-Jeo-Kimyasal Döngüler"— Sunum transkripti:

1 Madde Döngüleri-2 N, P, S Biyo-Jeo-Kimyasal Döngüler
PROF. DR. AYTEN NAMLI

2 Azot kazanımı Yağmur ve sulama suyu Tohumlar ile Ticari gübre ile Çiftlik gübresi ile Asimbiyotik N fiksasyonu Simbiyotik N fiksasyonu Azot Kaybı Ürün hasadı Erozyon Yıkanma

3 Azot döngüsü mineralizasyon, fiksasyon, asimilasyon denitirifikasyon.

4 Mineralizasyon olayı esas olarak aminoasit formundaki organik azotun amonyak, nitrit ve nitrat şekillerine dönüşümünü tanımlamaktadır. bunun tersine olarak mineral azot formlarının canlı organizma dokularına alınarak karmaşık bileşikler içinde organik olarak tutulması olayına asimilasyon veya N-immobilizasyonu adı verilmektedir.

5 Azot mineralizasyonunun hızı, ayrışmaya uğrayan organik bileşiklerin C/N oranlarına bağlıdır.
Bu oran 25/1'den büyükse, mikroorganizmalar azot açığını kapatmak için toprak azotundan yararlanır ve bu nedenle bitkiler ile rekabete girerler. Organik maddenin C/N oranı 30/1'den daha geniş ise net immobilizasyon, 20/1'den daha dar ise net mineralizasyon gerçekleşmektedir. Kritik C/N oranı 20/1 olan kavram, kuzey yarıküredeki ılıman işlenir topraklar için ortaya konmuştur.

6 Organik bileşiklerden amonyum iyonlarının türemesi olayı amonifikasyon
Azot mineralizasyonu sonucunda iki ana ürün ortaya çıkmaktadır: amonyum ve nitrat iyonlar Organik bileşiklerden amonyum iyonlarının türemesi olayı amonifikasyon Toprakta özel bakteri grupları tarafından amonyum iyonlarının kademeli olarak nitrit ve nitrat iyonlarına yükseltgenmesi olayı ise nitrifikasyon’dur. Amonifikasyon heterotrofik organizmalar tarafından, Nitrifikasyon ototrof nitelikli organizmalar tarafından yürütülür. Denitfirikasyon süreci:   NO NO2 NO N2 O N2

7 Amonyumun nitrit iyonlarına çevriminden sorumlu toprak bakterileri:
i     Nitrosomonas ii.     Nitrosococcus iii.    Nitrosospira iv.   : Nitrosolobus Nitrifikasyon

8

9 Nitrifikasyonu etkileyen faktörler:
1. Nitrifikasyon bakterileri kuvvetli aerob olduklarından, reaksiyonlar mutlak oksijence zengin koşullarda gerçekleşmektedir. 2. Ortam pH'sı diğer etkili bir çevre faktörü olup hafif asit, nötr veya hafif alkali koşullar nitrifikasyon için uygundur. 3. Nitrifikasyonun optimum sıcaklığı C arasındadır. 4. Tarla kapasitesinin % 80'i düzeyinde nem miktarı nitrifikasyon için optimumdur.

10 Nitrifikasyonu etkileyen faktörler:
5. Toprağa ilave edilen bitki kalıntılarının C/N oranları, süreci etkilemekte ve C/N oranı dar organik maddelerin ilavesi nitrat oluşumunu hızlandırmaktadır. 6. İlkbaharda uygun toprak işleme redoks koşullarını olumlu etkilediğinden nitrifikasyon hızlanmaktadır. 7. Yağış rejimi fazla olan bölgelerde, topraktaki nitratın yıkanması ve taban suyuna karışması fazla olmaktadır. 8. Nadasa bırakılmış alanlarda, yağışlı mevsimlerde, nitratlar drenaj suları ile topraktan kaybolmaktadır. Bu şekilde oluşan azot kayıpları, toprak azot bilançosundaki önemli negatif olaylardandır.

11 Nitrifikasyon İnhibitörleri
Tarım sistemlerinde nitrifikasyonun kontrol altına alınması ve nitrifikasyon hızının azaltılması amacı ile topraklara nitrifikasyon inhibitörleri uygulanmaktadır. Bu amaçla tarımda piridin, primidin, tiazol ve azid türevleri ile bazı amidler kullanılmaktadır. Bu maddelerin içinde en çok uygulama alanı bulan bileşik N-serve ticari adı ile tanınan 2 klor -6- (triklormetil) piridin (nitrapirin)

12 Denitrifikasyon N’un nitrat çevrimi ile gaz formlarına dönüşümü,
Toprak suyla doygun olduğunda ve bakteri nitratı oksijen kaynağı olarak kullandığında gerçekleşir.

13 Heterotrof bakteriler : Fakültatif anaerob bakteriler:
Denitrifikasyon Heterotrof bakteriler : Pseudomonas denitrificans Bacillus nitroxus Ototrof bakteriler: Thiobacillus denitrificans Micrococcus denitrificans Fakültatif anaerob bakteriler: Achromobacter

14 Atmosferde bol miktarda bulunan moleküler azotun amonyum formlarına indirgenerek yarayışlı duruma geçmesine azot fiksasyonu denir. I. Biyolojik Olmayan Azot Fiksasyonu II. Biyolojik Azot Fiksasyonu: Serbest N fiksasyonu Simbiyotik Azot Fiksasyonu

15 Azot-fikse eden bakteriler (*fotosentetik bakteri)
Serbest yaşayan Bitki ile simbiyoz Aerobik Anaerobik Baklagil Diğer bitki Azotobacter Beijerinckia Klebsiella (bazıları) Cyanobacteria (bazıları)* Clostridium (bazıları) Desulfovibrio Purple sulphur bacteria* Purple non-sulphur bacteria* Green sulphur bacteria* Rhizobium Frankia Azospirillum

16 Fiksasyon türü Fikse N2 (1012 g/yıl veya 106 ton /yıl) Biyolojik olmayan Endüstri 50 Yanma 20 Şimşek 10 Toplam 80 Biyolojik Tarımsal alan 90 Orman ve tarım-dışı alan Deniz 35 175 DF Bezdicek & AC Kennedy, in Microorganisms in Action (eds. JM Lynch & JE Hobbie). Blackwell Scientific Publications 1998.

17 Serbest azot fiksasyonu
Serbest yaşayan ve molekül azotu bağlama yeteneğinde olan mikroorganizmalar bakteriler ve mavi yeşil alglerdir.

18 Serbest azot fiksasyonu
Bakteriler Azotobacter Beijerinckia Pseudomonas Bacillus Klebsiella Mycobacterium Spirillum Clostridium Arthrobacter Mavi-yeşil algler Nostoc Anabaena

19 Simbiyotik Azot Fiksasyonu
Baklagil bitkileri ile simbiyoz oluşturan Rhizobium bakterileri, Baklagil dışındaki ağaç türünden yüksek bitkiler ile simbiyoz oluşturan aktinomisetler Simbiyotik sistem yolu ile dünya azot kazanımının 80 milyon ton olduğu, bunun 35 milyon tonunun yemeklik baklagiller ve 45 milyon tonunun çayır, mera ve orman sistemindeki baklagiller ile sağlandığı hesaplanmaktadır.

20 Çeşitli baklagil bitkilerinin azot fiksasyon düzeyleri
Baklagil bitkileri kg ha-1 yıl-1 Bezelye 52-77 Fasülye 97 Soya fasülyesi 64-121 Fiğ Yonca

21

22

23 Nodül oluşum mekanizması
Enfeksiyon öncesi dönem Enfeksiyon şeridinin oluşması Nodül oluşumu

24 Nodül oluşumu I. Enfeksiyon Öncesi Dönem:
1. Önce bitki kökünden triptofan maddesi salgılanır , bu madde rizosferde bakteri çoğalmasını uyarırken bakteriler de indol asetik asit (IAA) oluştururlar. 2. Bakteri poligalakturonaz enzimi salgılar. 3. Her iki metabolit kök hücrelerini bakterinin girebileceği esnek bir yapıya çevirir.

25

26 II. Enfeksiyon Şeridinin Oluşması:
1. Enfeksiyon şeridi oluşur: Bakterinin kök hücrelerine girmesi ile birlikte kılcal köklerde korteks hücrelerine ulasan bir borucuk olusur. Buna enfeksiyon şeridi veya iplikçigi adı verilmektedir. 2. Bakteriler hızlı çoğalır 3. Nodül oluşumunu başlatır.

27

28 III. Nodül Oluşumu: Hücreler hızlı bölünme ile çoğalır.
Çoğalma olayından sonra bakteriler karakteristik çubuk veya kısa çubuk sekillerini kaybederek iri yapılı X, Y veya düzensiz pleomorfik nitelik kazanırlar. Rhizobium bakterilerinin bu formuna bakteroid adı verilir.

29

30 Rhizobium nodül

31 Volatilizasyon Azotun amonyumun amonyak gazına çevrimi ile olan kaybıdır.

32 Immobilizasyon Mineralizasyonun tersidir. Yarayışsız hale çevrimi

33 Yıkanma Negatif yüklü Nitrat toprak parçacıkları tarafından tutulamaz.
Kolaylıkla yıkanır. Yıkanmanın oranı Drenaj, yağış, nitrat miktarı, bitki sömürmesine bağlıdır.

34 Bitki sömürmesi Tarım işletmelerinin azot amenajmanının temel hedefidir.

35 Denitrifikasyon durur
Değişim Çevresel Faktör pH Sıcaklık Havalanma Artma NH3 volatilizasyon ↑ Nitrifikasyon ↑ NO2- birikimi ↑ Amonifikasyon ↓ (>pH 8) Mineralizasyon ↑ Denitrifikasyon durur Assimilasyon ↑ Nitrat birikir Azalma Denitrifikasyon ↑ (düşük pH) Nitrifikasyon inhibe NH4+ oksidasyon durur Mineralizasyon ↓ Denitrifikasyon ↓ N2 fiksasyon ↓ Nitrifikasyon ↓ NH4+ birikir NO3- yıkanır veya denirifikasyon

36 P FePO4 AlPO4 H2PO4 PO4 CaPO4 H2PO4 P2O3 P2O2 P2O5 P2O4 HPO4
FOSFOR DÖNGÜSÜ FePO4 AlPO4 H2PO PO4 CaPO4 P H2PO4 P2O P2O2 P2O5 P2O HPO4

37 Fosfor Canlılar için gerekli temel maddelerdendir.
Hücrelerde nükleik asitlerin enerji aktarımlarını sağlayan adenozin trifosfat (ATP) maddesinde, hücre zarının yapısında, kemik ve dişlerin yapısında bulunur. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

38 Bitkiler için fosfor Fosfor bitkilerde en fazla genç dönemde kullanılır. Fosfor bitkinin daha çok generatif gelişmesi üzerine etkili olan bir elementtir ve bitkinin generatif organlarında diğer organlarına oranla daha yüksek miktarda bulunur. Fosfor, çiçeklenme biyolojisi, tohum oluşumu, enerji transferi (ATP), gen aktarımı (DNA) gibi konularda mutlak gereklidir. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

39 Fosfor noksanlığı Fosfor noksanlığı bitkinin en çok generatif yönden zarar görmesine neden olur. Fosfor noksanlığında bitki iyi çiçek oluşturmaz, çiçeklenme azalır, kökler zayıftır ve iyi yayılmaz. Gövde bodur ve ince kalır. Tohum ve meyve kalitesi düşüktür. Bitkide metabolik faaliyetler yavaşlar. Fosfor noksanlığı kendini öncelikle yaşlı yapraklarda gösterir. Yapraklar noksanlık durumunda önce koyu yeşile, sonra mavi yeşile, ve daha sonrada kırmızı ve kırmızı-mor bir görünüm sergiler. Genç yapraklar ise normalden daha küçük kalır. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

40 Antagonistik etki Fosfor fazlalığı bitkinin demir (Fe+2) çinko (Zn+),
kalsiyum (Ca+2), bor (B) ve mangan (Mn+2) alınımına engel olur. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

41 Fosforun Alım Formları
H2PO4 (pirimer ortofosfat), HPO4-2 (sekonder ortofosfat) P2O4 (pirofosfat), H3PO4 (metafosfat) organik bileşiklerden nükleik asit ve fosfolipitler fitin Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

42 TARIMSAL ÜRÜNLERİN FOSFOR İÇERİĞİ % ?

43 Fitin, fitik asidin kalsiyum-magnezyum tuzudur.
Tarımsal ürünler genellikle % 0.05 ile % 0.50 düzeylerinde fosfor içerirler. Fosfor, bitkilerde fitin, fosfo-lipidler, nükleik asitler, fosforlanmış şekerler ve koenzimler halinde bulunur. Fosfor, organik kombinasyona büyük ölçüde değişime uğramaksızın girer. Bu nedenle fitin, fosfolipidler ve nükleik asitlerde fosfat halinde bulunur. Fitin, fitik asidin kalsiyum-magnezyum tuzudur. Azot ve kükürde kıyasla fosfor anyon halinde alındıktan sonra bitki bünyesinde redüksiyona uğramaz. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

44 TÜRKİYE TOPRAKLARININ FOSFOR KAPSAMI
Genellikle kireç taşı, marn ve benzeri materyallerden oluşmuş toprakların toplam fosfor içerikleri yüksektir. Ortalama en yüksek fosfor kapsamı Çarşamba Ovasında bulunmaktadır. En düşük toplam fosfor kapsamı ise Trakya yöresindeki topraklarda bulunmaktadır. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

45 FARKLILIK? FOSFOR DÖNGÜSÜ

46 Fosfor Döngüsü Farklılık:
P, gaz haline geçemediği için, atmosfere geçiş evresine sahip değildir. Bu nedenle fosfor döngüsü, karalardan sulara, sulardan karalara doğru gerçekleşir. Fosforun yeryüzündeki döngüsü bitkilerin ve diğer organizmaların topraktan fosforu almaları, bitkisel ve hayvansal artıklarla fosforun tekrar toprağa geri dönmesi Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

47 Fosfor döngüsü, gaz formu olmadığı için, maddenin karadan denize oradan tekrar karaya taşındığı çökelti tipi döngüdür. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

48 GUANA DOĞADA FOSFOR DÖNGÜSÜ
Denizlere giden fosfor, fosfor döngüsünden net kayıptır, deniz diplerinde milyonlarca yıl kalır. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

49 Su ekosistemlerinden fosforun bir kısmı karalara dönmektedir.
Deniz canlılarının bir kısmı deniz kuşları tarafından yenir ve kuşlar tünedikleri karalara dışkılarını bırakırlar. Bu kuşların gübresine guano denir ve guano fazla miktarda fosfor ve nitrat içerir. Bitkiler bu gübrelerin fosforunu kullanır ve kara ekosistemi besin zincirlerine fosforu dahil ederler. Güney Amerika'da Peru'nun batı sahilleri guano yataklarınca zengindir. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

50 Yağışla karşılanan fosfor yılda 1 kg/P/ha/yıl altında olmaktadır.
Topraktaki fosforun ana kaynağı topraktaki kayaç ve minerallerdir. İkincil olarak fosforun kaynağı toprağa uygulanan organik maddelerdir Topraktaki fosforun yaklaşık yarısı organik, diğer yarısı inorganik formda bulunur. Organik fosfor hayvan gübreleri ile ve yeşil gübrelerle sağlanabilir, ancak topraktan ürünle kaldırılan fosforu karşılamak çoğunlukla yeterli olamamaktadır. Yağışla karşılanan fosfor yılda 1 kg/P/ha/yıl altında olmaktadır. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

51 TOPRAKLARDA BULUNAN FOSFOR BİLEŞİKLERİ
A-İnorganik Fosfor Bileşikleri B-Organik Fosfor Bileşikleri Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

52 a) Kalsiyum kapsayan inorganik fosfor bileşikleri
A. İnorganik Fosfor Bileşikleri a) Kalsiyum kapsayan inorganik fosfor bileşikleri Florapatit, Karbonat apatit, Hidroksi apatit, Oksi apatit, Trikalsiyum fosfat, Dikalsiyum fosfat Monokalsiyum fosfat Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

53 b) Demir ve alüminyum kapsayan inorganik fosfor bileşikleri
A. İnorganik Fosfor Bileşikleri b) Demir ve alüminyum kapsayan inorganik fosfor bileşikleri Variskit (AlPO4.2H2O) Strengit (FePO4.2H2O) Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

54 B. Organik Fosfor Bileşikleri Topraktaki organik fosforun kaynağı bitkiler, hayvanlar ve mikroorganizmalar. Başlıca beş organik fosfor bileşiği bulunmaktadır: 1-)Fosfolipidler, 2-)Nükleik asitler, 3-)Fitin, 4-)Metabolik fosfatlar, 5-)Fosfoproteinler. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

55 Topraklarda toplam fosforun % 15 ile 85'i organik formdadır.
Organik -P miktarı toprak derinliğine doğru azalır. Organik maddece zengin topraklarda organik -P fazladır. Mineral topraklarda organik C/organik P: /1 Organik N/organik P: /1 Doğal ekosistemlerde bu oran işlenen topraklardan genel olarak daha geniştir. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

56 Genel olarak hakim fosfat formları:
Asit topraklarda Fe ve Al bileşikleri, Baz kalkerli topraklarda ise Ca fosfatlar şeklindedir. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

57 hem de immobilize edilen bir elementtir.
Fosfor da Azot gibi hem mineralize hem de immobilize edilen bir elementtir. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

58 Organik Fosforun Mineralizasyonu
 Bitki dokusunda bağlı bulunan fosforun mineralizasyonunda birçok bakteri, mantar ve aktinomiset etken olur. Organik fosfor bileşiklerinin ayrışması genellikle doğal sistemlerde işlenen alanlara kıyasla hem daha hızlı olur; hem de serbest kalan P- miktarı daha fazladır. Sıcaklık mineralizasyonu hızlandırmaktadır. Termofilik koşullar mineralizasyon için mezofilik koşullardan çok daha uygundur. Ayrıca ortam pH'sı mineralizasyon oranını etkiler. Genel mikrobiyal metabolizma için uygun koşullara gidildikçe, yarayışlı duruma geçirilen P miktarı artmaktadır. Kireçleme organik P içeriğini azaltırken, havalanma organik P mineralizasyonunu artırır. Amonifikasyon için uygun koşullarda fosfat bırakılışı en hızlıdır ve iki olay arasında kuvvetli bir ilişki bulunmaktadır. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

59 pH düştükçe fosforun bağlanma miktarı da azalmaktadır
Toprak pH’sı Fosfat minerallerinin çözünmesi pH düştükçe fosforun bağlanma miktarı da azalmaktadır Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

60 Çözünmez inorganik P bileşikleri bitkilere büyük ölçüde yarayışsız durumdadır.
Fakat birçok mikroorganizma fosfatları çözerek yarayışlılığını arttırabilir. Bu tür bakteriler çoğunlukla kök yüzeyi üzerinde yaygındırlar. Pseudomonas, Mycobacterium, Micrococcus, Bacillus, Flavobacterium, Penicillum, Sclerotium, Fusarium, Aspergillus gibi birçok tür çevrimde aktif rol oynar. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

61 trikalsiyum, dikalsiyum, kaya fosfatı ve
Mikroorganizmalar doğal P döngüsünde başlıca etkendir. Bakteriler; trikalsiyum, dikalsiyum, kaya fosfatı ve hidroksi apatit şeklindeki çözünemez inorganik fosfatı çözünür hale getirmektedir. Mineral fosfatların çözünürlüğünde mikroorganizmalarca üretilen organik asitler temel mekanizmadır. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

62 Başlıca organik asit üretici fosfat çözücü bakteriler :
Pseudomonas sp Erwinia ve Pseudomonas cepacia Diğer fosfat çözücüler: R. Leguminosarum, R. Meliloti, B. Firmus (2-ketoglükonik asit salgılarlar) Glukonik asit salgılanması gram negatif bakterilerin P çözebilmesinde temel mekanizma olarak kabul edilmektedir. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

63 Fosfat çözünürlüğü üzerine su faktörü de etki yapar.
Çeltik alanları gibi su bastırılan topraklarda çözünmez durumdaki ferrik fosfatlardaki demir indirgenerek çözünür duruma geçince fosfat çözeltide serbest hale geçer. Fosfor yarayışlılığındaki bu çeşit artış, arid koşullardaki koşullara kıyasla çeltikte neden daha az fosforlu gübre gereksinimi olduğunu açıklamaktadır.

64 Bu enzimler aşağıdaki reaksiyonu katalizler: O
Organik substratlardaki fosforu açığa çıkaran enzimler genel olarak fosfatazlar Bu enzimler aşağıdaki reaksiyonu katalizler: O Fosfataz RO  P  OH + H2O  ROH + HO  P OH OH Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

65 R-O-P-OH R-O-P-OR OH OH Fosfor-monoester Fosfor-diester Fosfatazlar fosfolipidler üzerine etki ederek nükleik asitleri hidroliz ederler. Fitaz enzimi ise fitik asitten veya onun Ca-Mg tuzlarından fosfatları serbest hale geçirirler. Fitaz aktivitesi oldukça yaygın olup, topraktan izole edilen organizmaların % 30 ile 50'sinin fitaz enzimini sentezlendiği belirlenmiştir. Aspergillus, Penicillium, Rhizopus, Cunninghamella, Arthrobacter, Streptomyces, Pseudomonas ve Bacillus türleri bu enzimi sentezleyebilir. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

66 Fosfat çözücü mikroorganizmalar
Fosfat çözücü organizmalar her yerde bulunur ve sayıları topraktan toprağa değişiklik gösterir. Topraklarda doğal populasyonun % 1-50’ sini fosfat çözücü bakteri, % ’ini ise fosfat çözücü funguslar oluşturur. Genel olarak fosfat çözücü bakterilerin sayısı funguslardan kat fazladır. Funguslar tarım topraklarında doğal olarak bulunmakta, P beslenmesini artırmakta, organik asit üretebilmekte ve mineral fosfatların çözünürlüğünü artırabilmektedirler. Fosfat çözünme oranı karbon kaynağı olan glikoz konsantrasyonu arttıkça artmaktadır Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

67 İnorganik fosfatın çözünürlülüğü
Pseudomonas, Mycobacterium, Micrococcus, Bacillus, Flavobacterium, Penicillum, Fusarium, Aspergillus gibi bir çok tür çevrimde aktif rol oynarlar. Bu mikroorganizmalar Ca3 (PO4)2, apatit veya benzer çözünmez maddeleri ana fosfat kaynağı olarak kullanırlar. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

68 N ile P fiksasyonu aynı şeyi mi ifade eder?
FOSFOR FİKSASYONU N ile P fiksasyonu aynı şeyi mi ifade eder? Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

69 N ile P fiksasyonu aynı şeyi mi ifade eder?
N fiksasyonu, bitkiler tarafından kullanılamaz durumdaki N’un bitkiler tarafından kullanılabilir duruma geçmesidir. Topraklarda P fiksasyonu, bitki tarafından alınabilir şekildeki P’un bitki tarafından alınamaz yada daha az alınabilir şekile geçmesidir. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

70 Asit Topraklarda Fosfor Fiksasyonu
Fosforun aktif haldeki Fe, Al ve Mn katyonları ile çökelti meydana getirmek suretiyle fiksasyona uğraması. Kireçli Alkalin Topraklarda Fosfor Fiksasyonu Asit koşullarda H2PO4- (primer orta fosfat) iyonları bulunmasına karşın, alkalin ortamlarda HPO4- (Sekonder ortofosfat) iyonu çoğunlukta bulunmaktadır. Yüksek pH koşullarında bulunan bu HPO4- iyonu kireçli alkalin topraklarda CaHPO4 (dikalsiyum fosfat) ve Ca3(PO4)2 (trikalsiyum fosfat)’leri meydana getirmektedir. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

71 Organik Fosforun Fiksasyonu
Bir organik fosfor bileşiği olan fitin, topraktaki demir, alüminyum ve kalsiyum ile çözünmez tuzları yani fitatları meydana getirmektedir. Organik- P immobilizasyon mineralizasyon (kullanılabilir) P) HxPO4x-3 Katı Faz - PO4 (kullanılamaz)

72 Fosfor İmmobilizasyonu
Fosforun mikrobiyal nükleik asitlere, fosfolipid veya diğer protoplazmik maddelere özümlenmesi, bu elementin kullanılabilir olmayan formlar halinde birikmesine yol açar. Toprağa katılan organik maddenin ayrışması sırasında ortama fosfat katılması mikrobiyal aktiviteyi arttırır. 100 kısım % 40 C içeren organik substratın ayrışması için, bakterilerin 0.06 ile 0.20 kısım ve aktinomisetlerin 0.58 ile 0.60 kısım fosfora gereksinimleri vardır. C/ N/ P= 100 / 10 / 1

73 Biyolojik Fosfor Fiksasyonu
Fosfor bileşiklerinin biyolojik olarak fiksasyona uğramaları mikroorganizmalarca olmaktadır. Toprakta yarayışlı halde bulunan inorganik fosforun mikroorganizmalarca bünyelerine alınarak organik hale dönüşmelerine, yani fosforun immobilizasyonuna (yarayışsız hale gelmesine) “biyolojik fosfor fiksasyonu” denir. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

74 Fosfor fiksasyonuna etki eden faktörler ?
Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

75 P Fiksasyonuna etki eden faktörler
Kil tipi (1:1) Kil miktarı Tepkime süresi (tohumla birlikte, granül) Gübrenin verilme şekli (banda) pH (6.5-7) Toprak sıcaklığı Organik madde (H2CO3) Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

76 Kilin Cinsi: 1:1 tipi killerin yapısında Fe ve Al hidrous oksitler daha fazla bulunduğu için P fiksasyon kapasitesi 2:1 tipi killere oranla yüksek olmaktadır. Sıcak bölgelerde killerin daha fazla parçalandığı göz önüne alınarak güney bölgelerde 1:1 tipi killer daha yaygın olup bu bölgeler daha yüksek P fiksasyon kapasitesine sahiptir. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

77 Toprakta kil miktarı arttıkça fikse edilen P miktarı da artmaktadır.
Kilin Miktarı: Toprakta kil miktarı arttıkça fikse edilen P miktarı da artmaktadır. Bu durum yüzey genişliği ile ilgilidir. Toprak fraksiyonlarının parça büyüklüğü arttıkça fiksasyon azalır. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

78 Tepkime Süresi: Toprak ile toprağa verilen fosforlu gübre arasında değinim yani tepkime süresi arttıkça daha fazla P fikse edilmektedir. P fiksasyonu 4-6 gün sonunda maksimum düzeye ulaşmaktadır. Fosforlu gübrelerin tohum ekiminden önce toprağa verilmesi sakıncalıdır Fosforlu gübreler tohumla beraber toprağa verilirse tepkime süresi kısalacağı için fiksasyon azalmaktadır. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

79 Gübrenin Verilme Şekli:
Fosforlu gübrelerin toprağa, banda verilmesi ile minimum düzeye indirilmiş olur. Çünkü bu şekilde toprakla gübrenin değinim yüzeyi azaltılmış olur. Fosforlu gübreler toprak yüzeyine serpme yöntemiyle verilirse tepkime süresi artacağı için fikse edilen fosfor miktarı da artar. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

80 Toprak Reaksiyonu: Bitkilerin fosforlu gübrelerden en iyi yararlandıkları pH dereceleri arasındadır. Bu sınırın altında ve üstünde fosfor şiddetle ve farklı mekanizmalar halinde fikse edilmektedir. pH 8.5’in üzerine çıkınca P fiksasyonu azalır. Çünkü pH 8.5’in üzerinde Na iyonları başattır. Bunlar, fosfat ile birleşerek suda çözünebilen Na3PO4 bileşiğini oluştururlar. Ancak pH 8.5’in üzerinde bitki gelişimi yavaşlar. Çünkü toprak tuzlu ya da alkalidir. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

81 Toprak Sıcaklığı: Genel kural olarak sıcaklık kimyasal tepkimelerin hızını artırır. Bu nedenle sıcak iklimlerde fiksasyon daha yüksektir. Bu durum sıcak iklim topraklarında 1:1 tipi killerin (kaolonit) ve Al ile Fe hidrous oksitlerin daha fazla bulunmasıyla açıklanabilir. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

82 Organik Madde: Genel olarak toprakta organik maddenin artmasıyla fikse edilen fosfor miktarı azalmaktadır. Çünkü organik maddenin toprakta ayrışmasıyla CO2 gazı açığa çıkar. Bu gaz suda çözünerek H2CO3’ü oluşturur. Karbonik asit de fosforlu bileşkelerin çözünürlüğünü arttırır ve bitkiler fosfordan daha iyi yararlanırlar. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

83 Toprakta oluşan humus da fosforun bitkiye alınabilirliğini arttırır:
* Humus fosforla birleşerek suda iyi çözünebilen fosfo-humik bileşiklerini oluşturur. * Organik maddenin ayrışmasıyla oluşan humat, sirat, oksalat, tartarat, malat gibi iyonlar, kolloidlere bağlı fosfat iyonlarıyla yer değiştirerek fosforu serbest hale geçirirler. * Humus, Fe ve Al oksitlerin etrafını kaplayarak, bunların fosfat iyonlarıyla temasını engeller. Böylece fosfat iyonları Al ve Fe oksitlerle reaksiyona girmez ve toprak çözeltisinde kalır. Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

84 Toprakta P fiksasyonunu azaltacak önlemler?
Prof. Dr. AYTEN NAMLI Toprak Biyolojisi

85 TOPRAKTA KÜKÜRT DÖNGÜSÜ VE MİKROBİYOLOJİSİ
PROF. DR. AYTEN NAMLI

86 Yerkabuğunda yaygın olarak (% 0.1) bulunur.
Kükürt (S) organizmaların gelişme ve aktivitesi için esas elementlerden biridir. Bazı amino asitlerin yapısına girmesi nedeniyle bir çok proteinin yapısında bulunur. Yerkabuğunda yaygın olarak (% 0.1) bulunur. Toprakta bulunuşu atmosferden, kayaç ayrışmasından, gübreler, pestisitler ve sulama sularından kaynaklanır. Endüstri devriminden itibaren fosil yakıtların yanması sonucu, toprağın S bütçesi atmosfere olan büyük girdiler nedeniyle artmaktadır. PROF. DR. AYTEN NAMLI

87 Topraklardaki toplam S kapsamı % 0.002 ile 10 arasında değişmektedir.
En yüksek düzeyleri tuzlu ve organik topraklarda saptanmaktadır. Pek çok yüzey toprakta toplam kükürdün % 90’dan fazlası organik S bileşikleri şeklinde bulunur. Topraklarda organik C, toplam N ve organik S kapsamları arasında sıkı bir ilişki bulunmaktadır. Dünya ölçeğinde ortalama C:N:S oranı; tarım toprakları için 130:10:1 doğal çayır- orman sistemleri için 200:10:1 düzeyindedir. Doğal çayır topraklarının tarıma açılması N’un kükürtten daha hızlı kaybına neden olursa da, C-S bağlarının azalması ve kaybı azottan çok daha sıkı bir ilişki göstermektedir. PROF. DR. AYTEN NAMLI

88 Kükürt doğada +6 ile -2 değerlikler arasındaki oksidasyon basamaklarında bulunur.
En fazla oksitlenmiş formu sülfatidler halinde sinir sisteminin bir komponenti olarak bulunurken, En indirgenmiş şeklini sülfatlaşmış polisakkaritler oluşturur. Sülfatlaşmış polisakkaritler bütün mikroorganizmalar tarafından enerji birikimi ve dönüşümü, amino asit ve protein sentezi, enzim reaksiyonları ve koenzimlerin, ferridoksinler ile vitaminlerin bir bileşeni olarak gereksinilir. PROF. DR. AYTEN NAMLI

89 Topraktaki doğal kükürt formları a. İnorganik kükürt
Pek çok tarım toprağında toplam kükürdün % 25’ten daha azı inorganik formlardadır. Tarım topraklarında başlıca inorganik S formları: sülfid (S-2) elementel S (S°), sülfit (SO3-2, tiyosülfat (S2O3-2), tetratiyonat (S4O6-2) ve sülfat (SO4-2). İyi drenajlı topraklarda sülfidler toplam S’ün % 1’den azını oluştururlar. Ölçülebilir düzeydeki tiyosülfat ve tetra tiyonat iyonları varlığı ise yalnızca S’lü gübreler veya kirleticilere maruz kalmış topraklarda saptanmaktadır. Topraklardaki sülfat iyonları büyük çeşitlilik gösterebilir: Kolay çözünür SO4-2; Adsorbe edilmiş SO4-2; Çözünmez SO4-2 Kalsiyum karbonat ile birlikte çökmüş veya kristalize olmuş SO4-2 (genellikle kalkerli topraklarda) Bitkiler kükürdü sülfatlara çevrildikten sonra kullanabilirler.

90 Karbon bağlı S grupları:
Organik kükürt Organik-S formları iki geniş gruba ayrılabilir: Organik sülfatlar C-S bağlarıdır. Organik sülfatlar topraktaki S-bütününün % 30 ile 75’ini oluştururlar. Organik sülfatlar: sülfat esterleri (C-O-S) sülfamatlar (C-N-S) ve sülfatlaşmış tiyoglikozidler (N-O-S)’dir. Karbon bağlı S grupları: Amino asitler, proteinler, polipeptidler, biyotin ve tiamin gibi heterosiklik bileşikler, sülfinatlar, sülfonlar ve sülfoksitler şeklinde bulunurlar. PROF. DR. AYTEN NAMLI

91 PROF. DR. AYTEN NAMLI

92 KÜKÜRT DÖNGÜSÜ Kükürt içeren Proteinler önce topraktaki çeşitli organizmalar aracılığıyla kendilerini oluşturan aminoasitlere parçalanır Aminoasitlerdeki kükürt başka bir dizi Toprak mikroorganizması yardımıyla Hidrojen sülfüre dönüşür. Hidrojen sülfür Oksijenli ortamda kükürt bakterileri aracılığıyla önce kükürde sonra sülfata çevrilir. Sülfatlar da başka bakteriler tarafından yeniden hidrojen sülfüre dönüşür.

93 KÜKÜRT DÖNGÜSÜ 5. Eğer bitki veya hayvan ölürse yapılarındaki Proteinin parçalanmasıyla kükürt HS şeklinde açığa çıkar. 6. HS kükürt bakterileri tarafından önce SO’ e daha sonra da SO iyonuna dönüştürülür. 7. SO iyonları bazen doğada serbest olarak reaksiyona girerek sülfatlı bileşikleri de verebilirler. 8. Organizmalar tarafından alındığı takdirde kükürt içeren iki aminoasit olan Sistein ve Metionin’nin yapısına katılırlar.

94 SÜLFAT İNDİRGENMESİ SO4-2’ın H2S’e indirgenmesi esas olarak anaerob bakterilerce gerçekleştirilir. İyi havalanan tarım topraklarında bu olay önemli değildir. Ancak periyodik olarak su altında tutulan veya su basan alanlarda ve kolay ayrışabilir organik kalıntıların varlığında S döngüsünün temel olaylarından biridir. Sülfat indirgeyen bakterilerin etkilediği reaksiyon: 2CH3CHOHCOONa + MgSO4H2S + 2CH3COONa +CO2 +MgCO3 + H2O PROF. DR. AYTEN NAMLI

95 SÜLFAT İNDİRGENMESİ A. Sülfat redüksiyonu yapan bir grup bakteri organik karbonu ve enerji kaynaklarını tam olarak CO2’e oksitleyemez. Bu grup Desülfovibrio ve Desülfotomaculum türlerini kapsar. Bu grup üyelerinin bazı suş’ları SO4-2 yokluğunda piruvat üzerinde fermentatif olarak gelişebilmelerine rağmen esas ürünleri asetat ve H2S’tir. Desülfovibrio’nun bazı türleri H2S ve SO4-2’ü temel enerji kaynağı olarak kullanma yeteneğine de sahiptirler. B. Sülfat indirgeyenlerin ikinci grubunu organik karbonu tümü ile CO2’e oksitleyen organizmalar: Bu grubun bütün üyeleri anaerob koşullarda SO4-2 ’ı terminal elektron alıcı olarak kullanarak asetatı CO2’e oksitleyebilirler. Böylelikle, anaerobik koşullarda organik maddenin tam bir oksidasyonu söz konusu olabilmektedir. Bu grup sülfat indirgeyen bakteriler daha çok mikrobiyal çeşitleri içerirler: Desülfotomaculum acetoxidans Desülfobacter, Desülfococcus, Desülfosarcina ve Desülfonema türleri de sayılabilir. PROF. DR. AYTEN NAMLI

96 Uçucu kükürt bileşiklerinin üretimi
 Tuzlu bataklık topraklardan önemli miktarlarda H2S üretilmesine karşın, aerob tarım topraklarından H2S de dahil olmak üzere küçük miktarlarda S-içeren gazlar serbest kalır. Topraklarda oluşan diğer kükürtlü gazlar: Sistein ve sistin ayrışmasından türeyen karbon disülfid (CS2), Tiyosiyanat ve izotiyosiyanatların ayrışmasından türeyen karbonil sülfid (COS); Metil merkaptan (CH3SH), Dimetil sülfid (CH3SCH3), Dimetil disülfid (CH3SSCH3) bileşikleridir. PROF. DR. AYTEN NAMLI

97 Topraklarda kükürt oksidasyonuna katılan mikroorganizma grupları:
İndirgenmiş inorganik-S bileşikleri: S°, S-2 S2O3-2 (tiyosülfat) SO3-2 çoğunluk sülfat iyonlarına oksitlenirler. S°  S2O3-2  S4O6-2  SO4-2 Topraklarda kükürt oksidasyonuna katılan mikroorganizma grupları: 1.Kemolitotrof bakteriler: Thiobacillus 2.Fotoototrof bakteriler : Mor ve yeşil kükürt bakterileri (çeltik alanlarında) 3. Heterotrof bakteriler : Geniş bir bakteri ve mantar grubu PROF. DR. AYTEN NAMLI

98 Thiobacillus aşağıdaki gruplara ayrılabilir:
T.thioparus: S2,S°, S2O3-2 ve SCN- bileşiklerini aerobik olarak oksitler. Bu bakteri kuvvetli ototrof olup pH sınırları arasında gelişir. T.thiooxidans: esas olarak T.thioparus’a benzemekle birlikte, optimal olarak çok asit koşullarda (pH=1) gelişir. Bu türler Waksman ve Joffe (1922)’ın ilk kez tanımladıkları klasik S oksitleyici türleri temsil etmektedir. T.denitrificans: kükürtün indirgenmiş formlarını oksitleyen ve aynı zamanda NO3-’ı N2’a indirgeyen bir türdür. T.ferrooxidans: Fe+2 iyonlarını enerji kaynağı olarak kullanarak Fe+3 şekline oksitler. Bu bakteri S2- oksitleyememesine karşın T.thiooxidans’a benzer.    PROF. DR. AYTEN NAMLI

99 Toprakta Kükürt Döngüsünü Etkileyen Faktörler
 Çeşitli araştırma sonuçları değerlendirildiğinde toprak özellikleri ile S oksidasyonu arasındaki etkileşimler konusunda çelişkili bilgiler dikkati çekmektedir. Bazı bulgulara göre toprak özellikleri kükürt oksidasyonunu etkilemezken, başka bulgulara göre oksidasyon olayı alkali topraklarda asit koşullara oranla daha hızlı gelişmektedir. Toprağa kireç ilavesi S oksidasyonunu bazı koşullarda hızlandırırken, bazen geciktirmekte veya hiç etki yapmayabilmektedir. Oksidasyon en uygun olarak mesofilik koşullarda olmakta, yüksek ve düşük sıcaklıklarda oksidasyon oranı düşmektedir. PROF. DR. AYTEN NAMLI

100 Toprakta Kükürt Döngüsünü Etkileyen Faktörler
Oksidasyonun optimal olduğu nem koşulları ise tarla kapasitesidir. Toprağa ilave olan elementel S’ün parçacık büyüklüğü ile oksidasyon hızı arasında da önemli ilişki belirlenmiştir. Organik maddenin S oksidasyonuna etkisi konusunda da çelişkili bulgular bulunmaktadır. Şayet toprakta heterotrofik S oksidasyonu başat olay ise, beklenebileceği gibi S oksidasyon olayları, ilave edilen organik madde tarafından uyarılmaktadır. Bu saptama çoğunlukla doğru olsa bile aykırı sonuçların bulunduğu da belirtilmektedir. PROF. DR. AYTEN NAMLI

101 SO4-2- S  APS PAPS (Aktif sülfit) sülfür + serine  sistein
İmmobilizasyon İmmobilzasyon ve mineralizasyon biyolojik olaylar olup topraktaki çözünür sülfat havuzu iki olay ile kuvvetle ilişkilidir. İnoganik SO4-2‘ın organik-S’e mikrobiyal olarak özümlenmesinde “özümleyici sülfat redüksiyonu yolu” immobilizasyon olarak tanımlanır. Bu olay adenozin 5’-fosfosülfat (APS) ve 3’-fosfoadenozin- 5’-fosfosülfat (PAPS) gibi iki enerjice zengin sülfat nükleotidin ve ATP-sülfürilaz etkisi ile yürür: SO4-2- S  APS PAPS (Aktif sülfit) sülfür + serine  sistein PROF. DR. AYTEN NAMLI

102 Mineralizasyon: Heterotrofik toprak mikroorganizmaları organik kükürt bileşiklerini gelişmek için ayrıştırır ve bu sırada C-S bağları kırılır, S serbest kalır. Gelişen mikroorganizmaların S gereksinimi substrattaki S kapsamı tarafından karşılanamıyorsa, mineralizasyon ve gelişme kısıtlanacaktır. PROF. DR. AYTEN NAMLI

103 Toprakta kükürt mineralizasyonuna etki eden faktörler:
Mineralizasyon, belirli bir zamanda biriken SO4-2-S’ü miktarı üzerinden veya immobilizasyon ile mineralizasyon arasındaki farktan belirlenir ve “net mineralizasyon” olarak tanımlanır. Yüksek bir net mineralizasyon için“ mineralizasyon-immobilizasyon” olayında mineralizasyon sürecinin başat olması gerekmektedir. mikrobiyal aktivite, toprak sıcaklığı, nemi, pH düzeyi ve Organik substratın C:S oranı. PROF. DR. AYTEN NAMLI

104 Aerob topraklarda net S mineralizasyonu, sıcaklık 5° C’den 30° C’ye arttıkça artmakta , 50° C’den itibaren azalmaktadır. Toprak nemi de S mineralizasyonu üzerine etki yapar. Su tutma kapasitesinin % 60’ı S birikimi için optimumdur. Toprakların havada kurutulması, kurutma fırınında bekletme veya toprakların ısıtılması organik-S’ten SO4-2 halinde kükürdün serbest kalmasına neden olur. Kuruma ve ıslanma olaylarının tekrarlanması da topraklardan S serbest bırakılmasını uyarmaktadır. PROF. DR. AYTEN NAMLI

105 Toprağa ilave edilen organik substratların C:S oranı, mineralizasyonu kuvvetle etkilemektedir. Yonca kalıntıları olayı uyarırken, mısır kalıntıları ve saman SO4-2-S oluşumunu 26 haftadan fazla geciktirmektedir. Geniş C:S oranında S mineralizasyonu daha düşük olmaktadır. C:S oranı geniş olan gri topraklardan mineralize olan S miktarı, C:S oranı daha dar olan kahverengi topraklarda daha fazladır. PROF. DR. AYTEN NAMLI

106 Topraktaki Kükürt Döngüsüne Katılan Enzimler
Kükürt döngüsü içinde aktivite gösteren iki önemli enzim arilsülfataz ve rodanaz enzimleridir. Kükürt döngüsüne katılan sistein disülfohidraz gibi özel enzimler de bulunmaktadır. A. Sülfatazlar Sülfatazlar (sülfohidrolaz, EC 3.1.5) sülfirik asit esterlerini hidroliz eden enzimlerdir. Bu enzimlerin pH optimumları topraklarda arasındadır. S° ilave edilmiş topraklarda arilsülfataz aktivitesi ile pH arasında önemli negatif ilişki belirlenmiştir. Topraklardaki arilsülfataz aktivitesi ile organik C kapsamı, toplam-N, kil yüzdesi, mikrobiyal biyokütle, mikrobiyal aktivite (CO2 oluşumu ve O2 tüketimi), amidaz, invertaz, -galaktozidaz, üreaz aktiviteleri ve toprağın S statüsü arasında önemli ilişkiler saptanmıştır. Toplam-S, organik-S, C - S ve ester-S’ü ile toprak arilsülfataz aktivitesi arasında da önemli pozitif ilişkiler tanımlanmıştır R-C-O-SO3- + H2O  R-C-OH + SO4-2 + H+

107 B. Rodanaz Enzimi(Rhodanese, tiyosülfat-siyanid sülfotransferaz):
Rodanaz aktivitesi, S2O3-2 ın dönüşümünde etkili olan bir enzimdir. S2O3-2 + CN-  SO3-2 + SCN- Bu enzim hayvan ve bitki dokularında, bakteri ve topraklarda gözlemlenmiştir. Aktivite ile organik C kapsamı arasında ilişki belirlenmiştir. Elementel -S’ün oksidasyonu sırasında oluşan tiyosülfat geniş ölçüde rodanaz aktivitesi ile ilgilidir. Uzun süreli S° gübrelerinin uygulanması topraklardaki rodanaz aktivitesini artırmaktadır. Bu artış ototrof ve heterotrof tiyosülfat oksitleyen bakterilerin sayısal artışı ile kuvvetli bir ilişki göstermektedir. Tersine olarak su altındaki çeltik topraklarında S° oksidasyonu ile rodanaz aktivitesi arasında ilişki saptanmamıştır ve enzim aktivitesi toprak tipine bağlı olarak değişmektedir. Rizosfer toprakları her zaman rizosfer dışı bölgeden daha yüksek bir enzim aktivitesi göstermektedir.

108 Atmosferden kaynaklanan S ile kirlenen topraklarda kükürt dönüşümleri
PROF. DR. AYTEN NAMLI

109 Atmosferden kaynaklanan S ile kirlenen topraklarda kükürt dönüşümleri
 Fosil yakıtlar ve S’lü maden filizlerinin kavrulması sonucu atmosferde ortaya çıkan kirlenme, seyreltik H2SO4 formunda topraklara girmektedir. Bu nedenle sülfat atmosferden toprağa giren ana iyondur. Bunun yanında az miktarda SO4-2 ve H2SO4 de topraklara girmektedir. Atmosferik olarak kirlenmiş bölgelerdeki toprak ve bitkiler, yüksek düzeyde kirlenmeye maruz kalmamış aynı bölge örneklerine kıyasla oldukça yüksek düzeylerde toplam ve sülfat kükürdü içerirler. Atmosferik olarak kirlenmiş topraklarda sülfat, sülfit ve tiyonat halindeki inorganik S çoğunlukla yüksek olup, kirletici kaynağa olan mesafe ile azalır. Bu artış, inorganik-S oksitleyen türlerin bileşimini de arttırmaktadır. Kirlenmemiş topraklarda thiobacilli gruplarının genellikle az sıklıkta bulunduğu veya bulunmadığı buna karşılık S emisyonlarının ulaştığı topraklarda sayılarının arttığı saptanmıştır. Kirlenmiş topraklara ilave edilen elementel kükürdün kirlenmemiş topraklardakinden daha hızlı oksitlenmesi, hava kirliliğine bağlı toprak asitleşmesinde mikrobiyal S oksidasyonunun önemli olduğunu göstermektedir. Bu tür kirlenen topraklarda rodanaz aktivitesinin de arttığı son bulgularda yer almaktadır. ASİT YAĞMURLARI

110 PROF. DR. AYTEN NAMLI

111 Topraklara kükürt ilavesinin olumsuz etkileri ve toprak olayları
 Kükürt gübrelemesinin ürün gelişimi üzerine olumlu etkilerine rağmen elementel kükürdün oksidasyonu toprak asitleşmesine ve toprakta istenmeyen zararlı etkilerin ortaya çıkmasına etken olabilir. Elementel kükürt gübre olarak kullanıldığında pH’nın önemli düzeyde ve mikrobiyal biyokütle karbonunun % 2 ile 51 düzeyinde azaldığı belirlenmiştir. Toprak organik C’unun azaldığı, C/N oranının daraldığı, Toplam S ve SO4-2 miktarlarının arttığı gözlenmiştir. Tekrarlamalı kükürt uygulamaları bazı toprak enzimlerinin aktivitelerini ve protozoa, alg ve nitrifikasyon organizmalarının populasyonlarını azaltmaktadır. Kaynak: Koray Haktanır, Sevinç Arcak, Toprak Biyolojisi ders kitabı PROF. DR. AYTEN NAMLI