Toprak Tuzluluğu Nedir? EC Değeri, Belirtiler ve Yönetimi

Toprak tuzluluğu nedir ve neden oluşur?

Toprak tuzluluğu, kök bölgesindeki suda çözünmüş tuzların (sodyum, kalsiyum, magnezyum klorür ve sülfatları gibi) birikmesidir. Tuz, kökün sudan su çekmesini zorlaştırır; bitki toprak nemli olsa bile "susuzmuş gibi" görünür. Dünyada tuzdan etkilenen toprakların yaklaşık 1.381 milyon hektar, yani kara yüzeyinin yaklaşık %10,7'si olduğu bildirilmektedir [25].

Tuzluluğun tarlada başlıca dört kaynağı vardır:

• Sulama suyu: Her sulama suyu bir miktar tuz taşır. Su buharlaşır, tuz toprakta kalır. Tuzlu kuyu veya dönüş suyu kullanılıyorsa birikim hızlanır.
• Yetersiz drenaj: Fazla verilen su tarladan uzaklaşamazsa tuz yıkanıp aşağı inemez, kök bölgesinde döner durur.
• Yüksek taban suyu: Taban suyu yüzeye yakınsa kılcal yükselmeyle tuzlu su yukarı çıkar ve buharlaşınca yüzeyde beyaz tuz kabuğu bırakır.
• Gübre tuzları: Gübreler de tuzdur. Yağışla yıkanmayan seralarda ve damla sulama yapılan alanlarda ihtiyacın üzerinde verilen gübre yerel tuz birikimine yol açabilir.

Türkiye'de tuzlanmanın ana nedeni gübre değil, salma ve karık sulama ile drenaj eksikliğidir [123] [124]. Islak (drenaj sorunlu) alanlarla birlikte tuzlanma nedeniyle verimini kısmen ya da tamamen yitirmiş alan yaklaşık 4,2 milyon hektar olarak verilmektedir [123]. Tuzluluk ve alkalilik sorunu yaşayan alan yaklaşık 1,5 milyon hektardır; Harran Ovası'nda 150 bin hektarın yaklaşık 70 bin hektarı hatalı sulama ve drenaj eksikliği yüzünden çoraklaşmıştır [124].

Ulusal verimlilik envanterine (TOVEP) göre ise örneklenen tarım topraklarının %95,5'i tuzsuz, %3,7'si hafif, %0,6'sı orta ve %0,2'si çok tuzludur [107] [86]. Yani sorun ülke geneline yayılmış değil; sulanan ovalarda, kapalı havzalarda ve seralarda yoğunlaşmıştır.

EC, ECe ve 1:2,5 değeri arasındaki fark nedir?

EC (elektriksel iletkenlik), toprak çözeltisindeki çözünmüş tuzların toplamını gösterir. Birimler birbirine eşittir: 1 dS/m = 1 mS/cm = 1 mmhos/cm = 1000 µS/cm. Eski raporlarda tuz "% toplam tuz" olarak da yazılabilir.

Raporu okurken en önemli soru, değerin hangi yöntemle ölçüldüğüdür:

• ECe (saturasyon ekstraktı): Toprak tam doygun çamur haline getirilir, süzülen çözeltide ölçülür. Tuzluluk sınıfları ve bitki tuz eşikleri bu değer içindir [93] [111].
• EC 1:2,5: Toprağa ağırlıkça 2,5 kat su eklenir. Tuz daha çok suda seyreldiği için okunan değer ECe'den yaklaşık 3,7–4,3 kat küçüktür [96] [97].

Sık yapılan hata, 1:2,5 değerini ECe tablosuyla okumaktır. Bu durumda tuzlu bir toprak "tuzsuz" görünür. Hakemli bir yayında bile 1:2,5 ile ölçülen değerlerin ECe sınıflarıyla değerlendirildiği görülmüştür [90].

Kaynak: Türkiye toprakları üzerinde yapılan çalışma [96]; katsayılar bu çalışmayı uygulayan açık kaynak yazılımdan okunmuştur [97]. Sonuç yaklaşıktır.

Örnek: 1:2,5 yönteminde 1,0 dS/m okunan orta bünyeli bir toprak yaklaşık 4,2 dS/m ECe'ye karşılık gelir; yani tuz eşiğindedir (bu notta yapılan hesap). Raporda yöntem yazmıyorsa laboratuvara sorun. Raporun diğer satırlarının nasıl okunacağı için toprak analizi rehberine bakabilirsiniz.

Tuzluluk sınıfları nelerdir, toprak hangi değerde tuzlu sayılır?

Kaynaklar arasında sınıf sınırları biraz farklıdır. Türkiye'deki raporlarda en sık Richards (1954) sınıfları kullanılır; ABD Toprak Etüt El Kitabı ise 2–4 dS/m aralığını "hafif tuzlu" sayar.

Kaynaklar: Richards sınıfları [93] (aktaran [88] [90]); Soil Survey Manual sınıfları [94] (aktaran [87]); % tuz sınıfları Toprak Etüt Standartları [95].

Tuzlu, sodik ve tuzlu-sodik toprak arasındaki fark nedir?

Bu üç kavram sık karıştırılır, ama ıslah yolları farklıdır. Ayrımı yapmak için analizde EC'nin yanında sodyumla ilgili iki ölçüt istenir:

• SAR (sodyum adsorpsiyon oranı): Toprak çözeltisinde (veya sulama suyunda) sodyumun kalsiyum ve magnezyuma göre oranıdır. Suyun ya da toprağın sodyum riskini gösterir.
• ESP (değişebilir sodyum yüzdesi): Kil ve organik madde yüzeylerinde tutulan katyonların ne kadarının sodyum olduğunu gösterir.

Bu bilgilere göre:

• Tuzlu toprak: Çözünmüş tuz fazladır (EC yüksek), sodyum oranı yüksek değildir. Toprak yapısı genelde bozulmaz; yüzeyde beyaz kabuk görülebilir. Yıkama ile düzelir.
• Sodik (alkali) toprak: Tuz toplamı yüksek olmayabilir, ama bağlı sodyum fazladır. Kil dağılır, toprak ıslanınca çamurlaşır, kuruyunca sertleşir ve kabuk bağlar; su içeri sızmaz. pH çoğu zaman 8,5'in üzerine çıkar. Bu nedenle pH 8,5'i geçen bir raporda EC ve ESP birlikte istenmelidir (bkz. toprak pH değeri).
• Tuzlu-sodik toprak: Hem tuz hem sodyum yüksektir. Önce sodyum sorunu ele alınmadan yalnız yıkama yapılırsa, tuz giderken toprak sodik hale geçip yapısını kaybedebilir.

Türkiye'deki tuzdan etkilenen çorak alanların bir değerlendirmesine göre bu alanların %74'ü tuzlu, %25,5'i tuzlu-alkali ve %0,5'i alkalidir [125]. Yani sorunun dörtte birinde sodyum da işin içindedir.

Tuz stresi bitkide nasıl anlaşılır?

Tuz stresi bitkide iki yoldan etki eder. Birincisi ozmotik etkidir: kök çevresindeki çözelti "koyulaştığı" için bitki suyu çekmekte zorlanır [111]. İkincisi, sodyum ve klorür gibi iyonların yapraklarda zamanla birikmesidir. Tarlada görülen başlıca fizyolojik belirtiler şunlardır:

• Toprak nemliyken bile bitkinin günün sıcak saatlerinde pörsümesi, yaprakların mat ve koyu yeşil görünmesi,
• Büyümenin yavaşlaması, boğum aralarının kısalması, yaprakların küçük kalması,
• Yaşlı yaprakların kenar ve uçlarından başlayan kuruma ve yanıklık,
• Tarlada lekeler halinde zayıf gelişen alanlar; bu alanlarda çoğu zaman yüzeyde beyaz tuz izi veya sertleşmiş kabuk,
• Çıkışın düzensiz olması; çimlenme ve fide dönemi tuza en hassas dönemlerdir.

Hangi ürün ne kadar tuza dayanır?

Maas ve Hoffman'ın eşik–eğim modeline göre her bitkinin bir tuz eşiği vardır. ECe bu eşiği aştıktan sonra, eşiğin üzerindeki her 1 dS/m için verim bitkiye özgü bir oranda düşer [111].

Kaynak: Maas & Hoffman (1977) [111]; literatürde yaygın kullanılan standart değerler. Değerler ECe (saturasyon ekstraktı) esaslıdır; 1:2,5 ile ölçülmüş bir sonuç bu tabloyla doğrudan karşılaştırılmamalıdır.

Örnek: ECe değeri 3,5 dS/m olan bir tarlada mısırın eşiği 1,8 dS/m aşılmıştır. Modele göre bu, yaklaşık %22 verim kaybı beklentisi demektir (1,8 × %12; bu notta yapılan hesap). Aynı tarla buğday için eşiğin altındadır. Tuzlu tarlada ürün seçimi, ıslah tamamlanana kadar en ucuz önlemdir.

Tuzlu toprak nasıl ıslah edilir?

Tuzu topraktan uzaklaştırmanın tek gerçek yolu onu suyla kök bölgesinin altına taşımaktır. Bu nedenle tuzlu toprak ıslahında sıralama önemlidir:

1. Teşhis: EC (tercihen ECe), pH, SAR veya ESP birlikte ölçtürülür. Sera ve damla sulanan alanlarda tuz yüzeyde ve damlatıcı çevresinde biriktiği için numune hem 0–20 hem 20–40 cm'den alınır.
2. Sulama suyu analizi: Kuyu veya dere suyunun EC ve SAR değeri ölçtürülür. Su tuzluysa, aynı suyla yapılan yıkama tuzu azaltmak yerine yerinde tutabilir.
3. Drenaj: Taban suyu yüksekse veya su tarlada göllenip kalıyorsa önce drenaj (açık kanal, kapalı dren) sağlanır. Drenajı olmayan tarlada yıkama, taban suyunu yükseltip sorunu büyütebilir.
4. Yıkama: Drenaj çalışıyorsa, ürün ihtiyacının üzerinde verilen yıkama suyuyla tuz aşağı indirilir. Yıkama miktarı toprak bünyesine, suyun tuzuna ve hedeflenen EC'ye göre hesaplanır.
5. Sodik toprakta kalsiyum kaynağı: Sodyum sorunu varsa yalnız su vermek yetmez. Jips (alçı taşı) gibi kalsiyum kaynakları kil yüzeyindeki sodyumun yerini alır; açığa çıkan sodyum sonra yıkamayla uzaklaştırılır. Jips miktarı ESP ve toprak analizine göre hesaplanmalıdır; göz kararı uygulama önerilmez.
6. Kültürel önlemler: Sık ve az su yerine planlı sulama, ihtiyaca göre gübreleme, organik madde artırımı ve ıslah süresince tuza dayanıklı ürün seçimi.

Bu adımların tümü bir ziraat mühendisi veya drenaj uzmanıyla planlanmalıdır. Genel ıslah yaklaşımı için toprak ıslahı rehberine, ana sayfadaki tuz bölümü için tuzluluk özetine bakabilirsiniz.

Bacillus araştırmaları tuz stresi hakkında ne söylüyor?

Bitki köküyle birlikte yaşayan bazı bakterilerin tuz stresi altındaki bitkiye nasıl katkı sağlayabileceği uzun süredir araştırılmaktadır. Burada anlatılanlar literatürdeki belirli suşlarla yapılmış çalışmalardır, herhangi bir ürünün iddiası değildir.

ACC deaminaz ve stres etileni

Bitki tuz, kuraklık veya ağır metal gibi bir strese girdiğinde "stres etileni" adı verilen hormonu fazla üretir; bu da kök büyümesini yavaşlatır. ACC deaminaz enzimi taşıyan bazı bakteriler, etilenin öncülü olan ACC'yi parçalayarak bu artışı sınırlayabilir. Derlemelerde bu mekanizmanın stres altındaki bitkinin büyümeye devam etmesine katkı sağlayabildiği anlatılmaktadır [69] [66]. Ancak bu enzim her Bacillus suşunda bulunmaz.

B. subtilis GB03 ve sodyum birikimi laboratuvar

Bacillus subtilis GB03 suşu, 100 mM NaCl tuz stresi altındaki Arabidopsis bitkisinde sodyum taşıyıcı HKT1 genini dokuya özgü biçimde düzenlemiş; bitkide daha az sodyum birikmiştir [79]. Bu, mekanizmayı gösteren değerli bir bulgudur, fakat bir model bitkide ve laboratuvar koşulunda elde edilmiştir.

Kanıtlar ve sınırlar

• Bakteri tuzu yok etmez. Çalışmalarda ölçülen, bitkinin strese dayanıklılığıdır; topraktaki tuz miktarı değil.
• Suşa özgüdür. Bir türün adı yeterli değildir; ACC deaminaz gibi özellikler aynı tür içinde bile suştan suşa değişir [69].
• Laboratuvar ile tarla farklıdır. Aşılanan bakterinin yerli mikroplarla rekabeti ve köke yerleşmesi sonucu belirler; tarla sonuçları tutarsız olabilir [68] [78].
• Islahın yerini tutmaz. Drenajı bozuk, tuzlu suyla sulanan bir tarlada hiçbir mikrobiyal uygulama yıkama ve drenajın işini yapamaz.

Bacillus bakterilerinin kökle ilişkisi için Bacillus bakterileri sayfasına ve ana sayfadaki mekanizma bölümüne bakabilirsiniz.

Tuz yönetimi drenaj, yıkama ve doğru sulamayla yapılır; mikrobiyal gübreler bu adımların yerine geçmez. Kök gelişimini destekleyen mikrobiyal gübrelerin etiket bilgisi ve uygulama dozları için Proverim ürün sayfasına bakabilirsiniz.