SULAMA SUYUNDA ARANAN ÖZELLİKLER
Sulamada kullanılan sular, gerek yüzey suları gerekse yer altı suları olsun saf değildir.
Yer altı suları biriktikleri yere ulaşıncaya kadar geçen safhada veya biriktikleri aküferde
temas ettikleri jeolojik yapıda bulunan eriyebilir maddeleri eriterek bünyelerine alırlar. Bunlar
genellikle tuzlardır. Yüzey suları ise buna ilaveten kaynaktan çıktıktan sonra temas ettikleri
yüzeyler ile akarsu yatakları boyunca ve biriktikleri yerlerde çevrenin etkisinde kalarak
kirlenirler, insan, hayvan ve endüstri atıkları karışabilir.
Sulama suyu içerisinde bulunan maddeler, özellikle kimyasal maddeler, sulanan
bitkiyi ve toprağı etkiler. Bu etki iklim özellikleri, toprak özellikleri, bitki cinsi ve uygulanan
sulama metoduna göre değişir. Kurak ve yarı kurak iklim bölgelerinde sulama sonucunda ağır
bünyeli, az geçirgen topraklarda tuzlaşma ve alkalileşme olabilirken, kış yağışlarının bol
olduğu geçirgen topraklarda bu tehlike yoktur veya daha azdır. Bazı bitkiler çok az tuz
birikmesine hassasiyet gösterirken bazıları daha dayanıklıdır. Su kayıplarının fazla olduğu
sulama metodları uygulandığında yeterli drenaj sağlanmazsa topraklar daha çabuk
tuzlulaşabilir.
Sulama suyu kalite yönünden değerlendirilirken üç husus göz önüne alınır: Fiziksel,
kimyasal ve biyolojik özellikler. Bunlardan kimyasal özellikler kurak ve yarı kurak bölgelerde
biyolojik özellikler de atık suların sulamada kullanıldığı veya sulama suyuna atık suların
karıştığı bölgelerde önemlidir.
Sulama suyu kalitesi başlı başına ayrı bir konudur. Sulama verim arttırıcı önemli bir
faktör olmakla birlikte kalitesi uygun olmayan su ile gerekli tedbirler alınmadan yapılan
sulama neticesinde topraklar tuzlulaşıp çoraklaşarak tamamen elden çıkabilir.
FİZİKSEL ÖZELLİKLER
Sulama suyunun iki fiziksel özelliği sulama yönünden önemlidir. Suyun sıcaklığı ve
suyun taşıdığı askı maddeleri.Burada önemli olan suyun kaynaktaki değil, tarlaya yani bitkiye
verdiği andaki sıcaklığıdır.
Bitkilerin sulama suyu sıcaklığına karşı tepkileri cinslerine göre farklılık gösterir. Bazı
bitkiler hassasiyet gösterirken bazıları önemli ölçüde etkilenmez. Genel olarak bitkinin
sulama suyu sıcaklık istekleri şöyledir:
Optimum sıcaklık: 25 0C
Maksimum sıcaklık: 35 0C
Minimum sıcaklık: 15 0C
Yüksek sıcaklığa sahip sular, kaplıca vb. sıcak su kaynaklarından gelen sulardır.
Suyun iletilmesi sırasında kanal ve arklarda meydana gelen buharlaşma nedeniyle çevreden
aldığı buharlaşma ısısı dolayısıyla kısa sürede sıcaklığı düşer. Bu nedenle sıcak sular önemli
bir sorun teşkil etmez.
Düşük sıcaklıktaki sulama suları genellikle yer altı sularıdır. Kuyulardan çıkarılan
sular hemen tarlaya verildiğinde veya kuyudan çıkarıldıktan sonra toprak altından borularla
tarlaya iletildiğinde sorun olabilir. Açık kanallarla uzun mesafelere iletilen sular iletim
sırasında normal sıcaklığına ulaşır. Baraj ya da akarsularda saptırılan sulama sularında
herhangi bir sorun olmaz.
Düşük sıcaklıktaki sulama suyu sıcaklığa hassas bitkilerde büyümenin yavaşlamasına
neden olur. Soğuk sulama suyuna karşı hassas bitkiler, salatalık, fasulye, kavun, karpuz ve
çeltiktir. Suyun ilk verildiği tavalarda vejetasyonun zayıf olması bunun açık delilidir.
Sulama suyunun taşıdığı askıda maddeler yani sediment, sulama kanallarının tabanına
çökerek suyun akışını olumsuz etkileyip kanal kapasitesini düşürür, bakım masraflarını
arttırır, yağmurlama ve damla sulama gibi basınçlı sulama sistemlerinde tıkanmalara neden
olacağı için filtre ihtiyacı doğurur. Diğer taraftan sulama suyu ile taşınan sedimentin toprağı
iyileştirici rol oynaması bunun olumlu yanıtıdır.
KİMYASAL ÖZELLİKLER
Sulama suyunun en önemli özelliği kurak ve yarı kurak bölgelerde kimyasal
özelliğidir. Bu önem su içerisinde bulunan erimiş tuzlardan kaynaklanmaktadır. Tuz ihtiva
eden su ile sulanan arazilerde su, bitki tarafından tüketilerek veya toprak yüzeyinden
buharlaşarak ayrıldığında suyun taşımış olduğu tuzlar çökerek birikir. Biriken tuz miktarı
belirli seviyeyi aşınca hem bitki yetişmez olur hem de toprağın özelliklerini olumsuz yönde
etkiler. Sonuçta topraklar tuzlulaşıp çoraklaşarak tarım dışı kalır.
Sulama suyundaki tuzlar genellikle Na, K, Ca, Mg katyonları ile karbonat, bikarbonat,
klor ve sülfat anyonlarının meydana getirdiği tuzlardan oluşur. Toprakta en fazla bulunan
tuzlar, genellikle Sodyum klorür, Sodyum sülfat, Sodyum bikarbonat, Magnezyum klorür.
Sulama suyunda bulunan katyonların en önemlisi Sodyum, anyonların ise
bikarbonattır. Her ikisinin birlikte fazla oranda bulunması zamanla toprakta soda oluşumuna
neden olur. Toprakta soda birikmesi değişebilir sodyum oranının artmasına ve toprağın
alkalileşmesine neden olur. Bu ise toprağın fiziksel özelliğini olumsuz etkileyerek toprak
strüktürünü bozar, geçirgenliğini azaltıp, havalanmasını önler.
Sulama suyunda önemli miktarlarda bulunan bu iyonların dışında çok az miktarda dahi
bulunması bitkiye zarar veren, onları zehirleyen mikro elementler bulunabilir. Bunların en
önemlisi bor elementidir.
Bu hususlar göz önüne alındığında kimyasal özellik itibarıyla sulama suyunun
kalitesini belirleyen unsurlardan en önemli 3 tanesi şunlardır:
1. Toplam eriyebilir tuz oranı
2. Sodyum oranı
3. Zehirli element Bor varlığı ve miktarı
ERİYEBİLİR TUZ ORANI
Toprakta biriken tuzlar, eriyerek kök bölgesindeki toprak suyunun konsantrasyonunu
artırırlar. Toprak suyunun tuz konsantrasyonu belirli sınırı aşınca ortaya çıkan osmotik basıç
nedeniyle bitkiler toprak suyunu alamayıp ölürler. Herhangi bir çözelti veya sulama
suyundaki tuz miktarının gravimetrik yollarla ölçülmesi çok zaman alıcı, pahalı ve zordur. Bu
sakıncaları
ortadan
kaldırmak
için
suyun
elektriksel
iletkenliğini
ölçecek
tuz
konsantrasyonunu hesaplama yöntemi geliştirilmiştir.
Saf su elektriği iletmez. Su içindeki iyon miktarı, yani tuz konsantrasyonu arttıkça
suyun iletkenliği artar. Elektrik iletkenliği ile tuz konsantrasyonu arasında doğrusal bir
bağlantı vardır. Aralarındaki ilişkini ampirik yollarla bulunan katsayısı 0,64’tür.
Elektrik iletkenliği, Whetson Köprüsü prensibine göre çalışan iletkenlik ölçer
(Conductivitymeter) ile ölçülür ve birimi mho veya Siemens (S)’tir. Mho değeri direnç birimi
olan ohm’un tersidir. Pratikte EC değeri olarak da adlandırılır.
1 mho=1 S=1/ohm
Rakamlar genellikle birden fazla olduğu için İngilizcedeki çoğul şekliyle mhos olarak
kullanılır. Bu değer suyun iletkenliği için büyük olduğundan binde biri olan milimho
(EC.10-3) veya milyonda biri olan micromho (EC. 10-6) birimleri kullanılır.
1 mho=1*10-3 milimho/cm= 1*10-6 milimho (µmho/cm)
Elektrik iletkenlik değerinin ampirik katsayı ile çarpılmasıyla sudaki tuz miktarı
ağırlık oranı olarak hesaplanabilir.
EC*10-6 *0,64=ppm (milyonda bir)=miligram/litre
EC*10-3 *0,64= gram/litre
Örneğin elektrik iletkenliği 1000 micromhos/cm (EC*10-6 =1000) olan bir sulama
suyunda 1000*0,64=640 ppm=640 mg/L=0,64 g/L tuz vardır.
Suyun elektrik iletkenliğinin ölçülmesi çok kolay, hızlı ve maliyeti düşüktür. Sulama
sularının tuzluluk dereceleri doğrudan ölçülen EC değeri ile sınıflandırılmaktadır. Tuzluluk
derecesi ile ilgili olarak farklı sınıflandırmalar getirilmiştir. Bunlardan günümüze yaygın
olarak kullanılanı, ABD Tuzluluk laboratuarının geliştirdiği sınıflandırmadır:
Eriyebilir tuz miktarına göre sulama suyu sınıfları
Tuzluluk
Tuzluluk
Sınıfları
Derecesi
1. sınıf
Az tuzlu
2. sınıf
Türkçe sembol
Elektrik
Eriyebilir
iletkenlik
(g/L)
T1
0-250
0-0,160
Orta tuzlu
T2
251-750
0,161-0,480
3. sınıf
Fazla tuzlu
T3
751-2250
0,481-1,440
4. sınıf
Çok fazla tuzlu
T4
2251-4000
1,441-3,200
tuz
1. Sınıf Sular
Her türlü toprakta o iklim koşullarında yetişebilen her bitkinin sulanmasında endişesiz
kullanılabilir. Tuz oranı çok düşük olduğu için herhangi bir tuzlaşma sorunu ortaya çıkmaz.
Toprakta birikecek az miktardaki tuz, sulama suyu kayıpları ile kendiliğinden yıkanır.
2. Sınıf Sular
Doğal drenajı olmayan arazilerde drenaj sağlanmadığı taktirde tuzlaşmaya neden
olabilir. Geçirgenliği az olan ağır topraklarda tuzlulaşma tehlikesi daha fazladır. Bu koşullar
yeterince sağlanmadığı taktirde tuza hassas bitkiler olumsuz yönde etkilenebilir.
3. Sınıf Sular
Her türlü arazide drenaj sistemi olmadığı taktirde kullanılmaması gereken sulardır.
Drenaj olmadığı taktirde topraklar kolayca tuzlulaşabilir. Tuzlaşmanın önlenmesi için zaman
zaman toprakta yıkama tedbirleri alınmalıdır. Tuza hassas bitkiler yetiştirilmemelidir.
4. Sınıf Sular
Drenajı iyi sağlanmış hafif toprakların sulanmasında yıkama tedbirleri alınmak
koşuluyla ancak tuza dayanıklı bitkilerin sulanmasında kullanılabilir. Diğer koşullar sağlansa
bile ağır toprakların sulanmasında kesinlikle kullanılmamalıdır. Sonuç olarak bu sular normal
koşullarda sulamada kullanılmamalıdır.
Sulama suyu ile gelen tuzlar toprakta birikeceği için tuz oranı yüksek sularda birikme
hızlı olur ve yetişen bitkileri hemen etkiler. Bu yüzden sulama suyu tuz oranı yüksek sularla
sulanacak olan arazilerde yetiştirilecek bitkiler tuza dayanıklı olmalıdır. Bitkilerin tuza karşı
dayanıklılıkları farklıdır. Tarla bitkilerinin en dayanıklısı arpa, en hassas olanı fasulye, bahçe
bitkilerinin en dayanıklısı ıspanak, en hassası soğandır. Sebzelerin tuza karşı hassas olmaları
seracılıkta sulama suyu kalitesinin önemini ön plana çıkarmıştır.
Sodyum Oranı
Sulama suyunda bulunan katyonlardan Na’un diğerlerine göre özel bir yeri vardır.
Toprakta sodyum miktarının fazla olması toprağın fiziksel özelliklerini bozmasının yanında
toprak reaksiyonunu alkalileştirir. Bu yüzden sulama suyunda fazla sodyum bulunması
istenmez. Sulama suyunun değerlendirilmesinde eriyebilir tuz miktarından sonra ikinci
önemli kriter sodyum miktarıdır.
Sudaki sodyum miktarının değerlendirilmesinde buna ölçü olarak önceleri sodyum
miktarının toprak alkali katyonlar toplamına oranı kullanılmıştır. Ancak sodyum zararı
bikarbonat miktarı arttıkça soda oluşumu nedeniyle daha da arttığı Ca ve Mg varlığının soda
oluşumunu engelleyerek sodyumun zararını azalttığı için sodyum miktarının kalsiyum ve
magnezyum miktarına oranını esas alan bir değerlendirme sistemi geliştirilmiştir. Sudaki
kalsiyum ve magnezyum bikarbonatla birleşerek çökelir ve onun sodyumla birleşip soda
meydana getirmesini engeller.
Bugün sulama suyunda sodyum miktarının değerlendirilmesinde yaygın olarak
kullanılan ölçü sodyum tutulma oranıdır (sodium adsorption rate).
SAR=Na/[√(Ca+Mg)/2]
Sodyumun olumsuz etkisi suyun toplam tuz konsantrasyonuna göre farklıdır. Tuz
konsantrasyonu arttıkça sodyumun olumsuz etkisi de artar. Sözgelimi elektriksel iletkenliği
100 µmho/cm olan bir sudaki 10 SAR değerinin etkisi ile elektriksel iletkenliği 750 µmho/cm
olan bir sudaki 6 SAR değerinin etkisi hemen hemen eşittir. Bu yüzden sodyum oranları ile
ilgili kalite sınıfları arasındaki sınırlar tuzluluk sınıflarındaki gibi kesin değildir. Her sınıfın
alt ve üst değerleri vardır.
ABD tuzluluk laboratuarının geliştirdiği sisteme göre SAR değerini esas alan dört
sodyumluk sınıfı vardır. Belirli SAR değerine sahip bir sulama suyunun sodyumluluk
yönünden hangi sınıfa gireceği bu suyun tuzluluk sınıfına göre değişmektedir. Mesela sar
değeri 9 olduğu zaman EC değeri 2250 µmho/cm olan bir suda sodyumluk bakımından 3.
sınıfa girerken EC değeri 100 µmho/cm olduğu zaman 1. sınıfa girmektedir.
Sodyumluluk
Sınıfı
Derecesi
EC Değeri (µmhos/cm)
Sembol 100
250
750
2250
SAR DEĞERLERİ
1. SINIF
Az
S1
0-10
0-8
0-6
0-4
S2
10-18
8-15
6-12
4-9
S3
18-26
15-22
12-18
9-14
S4
>26
>22
>18
>14
Sodyumlu
2. SINIF
Orta
Sodyumlu
3. SINIF
Fazla
Sodyumlu
4. SINIF
Çok Fazla
Sodyumlu
Sodyumluluk bakımından 1. sınıf sular her özellikteki topraklarda endişe edilmeksizin
kullanılabilir. İkinci sınıf sular geçirgenliği yüksek hafif bünyeli toprakların sulanmasında
sorun çıkarmaz. Ancak kil oranı yüksek orta ve ağır bünyeli katyon değişim kapasitesi yüksek
toprakların sulanması için uygun değildir. Üçüncü sınıf sular drenajı sağlanmış geçirgen ve
içerisinde jips bulunan toprakların sulanmasında kullanılabilir. Bunun dışındaki topraklarda
kullanılmamalıdır. Kullanılması gerekirse mutlaka ıslah maddeleri ile birlikte sulama
yapılmalıdır. Dördüncü sınıf sular normal koşullarda sulamada kesinlikle kullanılmamalıdır.
Ancak suyun tuz oranı çok düşük ise jips gibi toprak ıslah maddeleri ile birlikte sulamada
kullanılabilir. Tuzluluk ve Sodyumluk arasındaki bu ilişki göz önüne alınarak aynı kuruluş
tarafından hem tuzluluk hem de sodyumluluk sınıflarını bir arada gösteren bir diyagram
geliştirilmiştir.
Diyagramın kullanılmasında sembollerden T tuzluluk, S sodyum oranı, T2S1 tuzluluk
yönünden ikinci, sodyumluk yönünden birinci sınıf sulama suyunu gösterir.
Sulama suyunun tuzluluk ve sodyumluk yönünden değerlendirilmesinde karbonat ve
bikarbonat anyonlarının ayrıca önemli bir yeri vardır. Karbonat ve bikarbonat ile klorit
anyonlarının ayrıca önemli bir yeri vardır. Karbonat ve bikarbonat iyonları, daha önce
değinildiği gibi sodyum ile birleşerek soda oluşumuna ve bunun sonucunda da toprağın
alkalileşmesine yol açar. Sudaki kalsiyum ve magnezyum karbonat ve bikarbonat ile
birleşerek çökeldiği ve sodyum ile birleşebilecek miktarı azatlığı için, sudaki karbonat ve
bikarbonat gerçek değerleri ile değil kalsiyum ve magnezyum miktarların bundan çıkartılması
sonucu kalan miktarı ile değerlendirilmelidir. Buna kalıcı sodyum karbonat denir.
Kalıcı sodyum karbonat miktarı 2,5 meq/l’den fazla olan sular sulamada
kullanılmamalıdır.
Toprakta ve sulama suyunda klorid iyonlarının fazla olması meyve ağaçları başta
olmak üzere bazı bitkilere zarar verebilir. Klorid miktarının 8 meq/l (yaklaşık 280 mg/l) den
yüksek olması arzu edilmez.
Zehirli elementler (Bor)
Bazı elementler toprakta ve sulama suyunda çok az miktarda bile bulunduklarında
bitkilere zehir etkisi yaparak onları öldürür veya verimlerini düşürür. Bu elementlerin
başlıcaları Bor (B), arsenik (As), kurşun (Pb), çinko (Zn), civa (Hg), kadmiyum (Cd),
selenyum (Se)’dur. Bunlardan toprakta ve sulama suyunda doğal olarak her zaman
bulunabilen bor elementidir. Çok sık rastlanmasa da bazı sulama sularında tuzluluk ve
sodyumluluk sorunu bulunmadığı halde yüksek bor miktarı yüzünden bu sular sulamada
kullanılmaz. Zehirli elementlerin etkisi, önce yaprak kenarları ve sonra damarlarında
kendisini gösteren yaprak yanması şeklinde görülür.
Bitkilerin bor miktarına göre hassasiyeti bitkiden bitkiye değişmektedir. Bu konuda
bitkiler hassas, orta dayanıklı ve dayanıklı olmak üzere üç gruba ayrılır ve sulama sularının
bor içeriği yönünden sınıflandırılmasında bu durum göz önünde bulundurulur.
İçindeki bor miktarına göre sulama sularının sınıflandıırlması
Sulama suyu bor miktarı (ppm, mg/l)
Bor sınıfı
Hassas
Bitkiler Orta Dayanıklı bitkiler Dayanıklı
Bitkiler
(fasulye,
elma, (Buğday, mısır, pamuk, (Şeker
pancarı,
enginar,
kiraz, ayçiçeği,
kayısı,
patates, yonca, bakla, havuç,
portakal, bezelye, domates, biber, marul, lahana, soğan)
ceviz, dut)
zeytin)
1. sınıf
< 0,33
<0,67
<1,00
2. sınıf
0,33-0,67
0,67-1,33
1,00-2,00
3. sınıf
0,67-1,00
1,33-2,00
2,00-3,00
4. sınıf
1,00-1,25
2,00-2,5
3,00-3,75
5. sınıf
>1,25
>2,50
3,75
Biyolojik Özellikler
Suların biyolojik özelliğini içerisinde bulunan bakteri virüs gibi mikroorganizmaların
miktarı belirler. Suların biyolojik özelliği sulama sularından ziyade içme ve kullanma suları
için önemlidir. Ancak suların biyolojik kirliliği belirli sınırları aşınca sulama yönünden de
sakıncalı olabilir. Sularda organik kirlenme yüzey akışı sırasında gerçekleşir veya atık suların
karışmasıyla meydana gelir.
Organik maddeler suya karıştıktan sonra suyun içinde bulunduğu koşullara göre
ayrışmaya ve çürümeye başlar. Çürüme ve ayrışma büyük oranda oksitlenme ve kısmen de
redüksiyon olayları sonucunda gerçekleşir. Suda oksitlenme için oksijene ihtiyaç vardır. Su
içerisinde ayrışmamış organik madde miktarı ne kadar fazla ise su o kadar kirlidir ve ayrışıp
temizlenmesi için o kadar fazla oksijene ihtiyaç vardır. Suyun bu oksijen ihtiyacı kirliliğin bir
ölçüsü kabul edilip kirlilik birimi geliştirilmiştir. Buna biyolojik oksijen ihtiyacı denir.
Uygulamada 20 0C’de sıcaklık derecesindeki suda bulunan organik maddelerin oksitlenip
ayrışması için 5 günde gerekli olan oksijen ihtiyacına BOI5 denir ve birimi mg/L’dir.
Biyolojik özelliklerine göre su kalite sınıfları
Kalite
Kirlilik derecesi
BOI5 (mg/L)
Mikrop
sayısı Görünüşü
(adet/ml)
1. sınıf
Çok az kirli
<3.0
<100
Mavi
2. sınıf
Hafif kirli
3.0-3.5
<10000
Yeşil
3. sınıf
Fazla kirli
3.5-14.0
<100000
Sarı
4. sınıf
Çok fazla kirli
>14
>100000
Kırmızı
Suyun biyolojik özellikleri sulama suyu açısından göz önüne alındığında hijyenik
özellikleri ön plana çıkar. Normal sulama sularında genellikle herhangi bir hijyenik sorun
olmaz. Atık suların sulamada kullanılması durumunda ise suyun hijyenik özellikleri daha çok
önem kazanır. Özellikle evsel atıksular, hastalıklara neden olabilecek mikroorganizma
taşıdıkları için arıtma yapıldıktan sonra sulamada kullanılmalıdır. Tam arıtma mümkün
olmadığı taktirde ön arıtma yapıldıktan sonra ancak bazı bitkilerin sulanmasında
kullanılmalıdır. Ön arıtma koşuluyla sulanmasına müsaade edilen bitkiler: Şeker pancarı, yağ
bitkileri, patates ve hububat, lif bitkileri, çayır, mera ve yeşil yem bitkileri.
Sebzeler ve çiçek gibi bahçe kültürlerinin sulanmasında ön arıtma yapılmış atık sular
kesinlikle kullanılmamalıdır. Atık sulardaki organik madde ve mikroorganizmalar iyi
havalanan hafif topraklarda daha kolay ve çabuk ayrışırlar.
Hijyenik kriterlere göre sulama suyu sınıfları
Etkenler
1. sınıf
2. sınıf
3. sınıf
Mikroorganizmalar
<500
Önemsiz
Önemsiz
bakteriler 0
1
Önemsiz
bakteriler 100
10
0,1
Euterekok bakteriler 100
10
1,0
Hiç yok
Hiç yok
Hiç yok
Patojen parazitler
Hiç yok
Hiç yok
10
Çürüme indeksi
2.0
2.3
2.6
(adet/ml)
Coliform
(adet/ml)
Fekolcoli
(adet/ml)
(adet/ml)
Patojen
mikroorganizmalar
(adet/ml)
Sulama Suyu Sınıflandırılmasının Sınırlılıkları
Sulama sularının sınıflaması için verilen ölçütler, uygulayıcılardan sert eleştiriler
almaktadır. Farklı iki sulama suyu sınıfı arasındaki kesin sınırların tanımlamasını yapmanın
olası olmadığı hatta doğru olmadığı tartışılmaktadır. İlk sınıflandırma ölçütü yalnızca suyun
iyonik bileşimine dayandırılmıştır. Toprak özellikleri, bitki türlerinin tuza dayanımları,
sulama yöntemi ve tarımsal uygulamalar dikkate alınmamıştır. Her hangi bir bölgede 3. sınıf
sayılan bir sulama suyu bir diğer yörede 2., hatta 1. sınıf sayılabilmektedir. Bu nedenle şimdi
uygulayıcılar arasında su niteliği ölçütlerini yalnızca bir genel rehber olarak kullanmak ve
suyun en son değerlendirilmesinde bitki, toprak ve iklim koşullarını dikkate almak konusunda
genel bir anlaşmaya ulaşılmıştır.
Toprak Koşulları
Tuz birikimi toprağın hidrolik iletkenliği ile yakından ilişkilidir. Killi, ağır bünyeli bir
toprağın tuzlulaşma tehlikesi, kumlu hafif bünyeli bir topraktan daha fazladır. Yüksek
düzeyde sodyum içeren (SAR>10) sulama suyunun düşük hidrolik iletkenlikteki bir toprağa
uygulanması, geçirgenlikte ileri ölçüde bir azalmaya neden olabilir. Bu durumda tuzlulaşma
tehlikesi artar. Bununla birlikte yüksek sodyum içeriğine sahip suların uzun müddet
kullanılmasına karşın, tuzluluk tehlikesinin oluşmadığını gösteren örneklere Hindistan, Orta
Asya ve Orta Doğu Ülkelerinde rastlanmıştır. Bu durum iyi doğal drenaj ve hafif bünyeli
topraklardan dolayı ortaya çıkmıştır.
Ayrıca bu alanlarda tuza dayanıklı özel bitkiler kullanılmaktadır.İsrail’de 2300 mg/L
kadar yüksek tuz içeriğine sahip sulama suları düzenli olarak yalnızca kumlu topraklarda ve
damla sistemiyle kullanılmaktadır. İtalya’nın bazı bölgelerinde örneğin Bari yöresinde
kullanılan sulama suyu olağanın dışında çok yüksek 8000-10000 mg/L tuz derişimine sahiptir.
Ancak böyle kötü nitelikli suların kullanılması durumunda toprak verimlilik düzeyini
korumak için özel işletim koşulları uygulanmaktadır. Örneğin sulamaya iki yılda bir izin
verilmekte ve yalnızca iyi drenajlı, 2-3 m derinlikte profile sahip kumlu topraklar
sulanabilmektedir. Sulama mevsiminde biriken tuz 400-600 mm olan kış yağışları ile kolayca
yıkanabilmektedir. Ancak sözü edilen bölgelerde yalnızca bazı özel bitkiler domates ve mısır
başarıyla yetiştirilmektedir.
Bitkilerin Tuza Dayanıklığı
Sulama
suyu
niteliği
bitkilerin
tuza
dayanıklılık
özelliği
açısından
değerlendirilmelidir. Herhangi bir tuzluluk düzeyindeki toprakta tuzsuz toprak koşullarına
göre verimdeki belirli bir azalma o bitkinin tuza dayanıklılığını saptamak için önemli bir ölçüt
olarak kabul edilir. Ancak belli bir sulama suyu niteliği, bazı bitkilerde önemli verim
azalmasına neden olurken bir kısım bitkilerde bunun karşıtı bir durum gözlenebilmektedir. Bir
çok araştırmacı % 10, % 25, % 50 verim azalmasını bir ölçüt kabul ederek bitkilerin tuza
dayanma sınırlarını bulmaya çalışmışlardır.
İklim
Herhangi bir yöredeki yıllık yağış, bitki kök bölgesindeki tuz dengesine önemli ölçüde
etki eder. Kurak ve yarı kurak alanlarda bitki sulama suyu gereksinimini daha fazla sulama
suyu uygulamasına ve bunun sonucu olarak tarım alanlarına daha fazla tuz girmesine neden
olur. Yıllık yağışı yüksek alan yerlerde eğer drenaj sistemi yeterli ise sulama suyu niteliği
dikkate alınmayabilir. Kuşkusuz kurak bölgelerde tuzlulaşma tehlikesi daha da artmaktadır.
Su Niteliğinin Mevsimlik Değişmesi
Sulama suyu niteliği tüm mevsimlerde durağan değildir. Değişme gösterir. Nehir, göl
ve bir çok su biriktirme yapısında yaz mevsimi sonuna doğru tuz derişimi artabilir. Tuz
derişiminin oransal değişimi su yapısının biriktirme kapasitesine bağlıdır. Tuz derişimi
değişimi büyük bir su kütlesinde yalnızca % 10-20 arasında meydana gelirken küçük
havuzlarda göllerde ve rezervuarlarda % 100’e dek yükselmektedir. Örneğin Nil Nehri taşkın
dönemlerinde düşük derişimde tuz taşımasına karşın, kurak sezonda tuz derişimi 2 kat
artmaktadır. Derin kuyu sularının tuz derişimleri çok az değişme gösterirken sığ kuyu suları
önemli değişimlere uğrar. Bu nedenle sulama suları nitelikleri suyun tuz derişiminin
mevsimlik değişimleri dikkate alarak değerlendirilmelidir.
Tuzluluk ve Yaşam
Tuzlulukla ilişkili çalışmalardaki ana düşünce tuzluluğun tüm canlı yaşamına olan
etkisinin anlaşılmasını sağlayarak yaşamın hangi ölçüde tuzluluktan etkilendiğini ortaya
koymaktır.
Tuzluluk sorunu çok değişik yönlerde ele alınmaktadır. Çünkü tuzluluk ve yaşam
ilişkisi oldukça karmaşıktır. Örneğin yeryüzünün % 70’ini kaplamakta olan okyanusların
toplam tuzluluğu % 3.5 dolaylarındadır.
Söz konusu tuz içeriğinin % 80’i NaCl’den oluşmaktadır. Her ne kadar tuzluluk pek
çok bitkinin gelişmesini engellemekte ise de dünyamızdaki toplam bitkisel üretimin çok
büyük bir bölümü okyanuslarda gerçekleşmektedir. Okyanuslarda tek hücreli bitkiler dahil
çok gelişmiş, boyu 10-15 m’ye varan ağaçlar (magrove) yetişebilmektedir. Okyanus tuz
içeriğinin 6 katı tuz içermekte olan Ölü Deniz’de bakteriler yaşayabilmektedir. Çok kurak çöl
yörelerinde de tuzlu ortamda gelişebilen bitki türleri yaygındır. Atriplex ve Salicornia anılan
koşullarda yetişen türler arasındadır. Bu durumda çok tuzlu ortamlarda bile yaşamın
süregelmekte olduğu açıktır.
Topraklarda rastlanan tuz miktarı, okyanuslara kıyasla oldukça düşüktür. Tuzlu
topraklarda çamur süzüğünün kritik NaCl oranı % 0.5 dolaylarındadır. Bu oran okyanuslarda
% 2.7 düzeyindedir. Toprak suyunda NaCl oranı % 0.5’in üzerine çıkmaya başladığı zaman
tuzluluk sorunu ortaya çıkar. O nedenle tuzluluk sorunu pek çok bitki tür ve çeşidinin
gelişmesinin etkilenmeye başladığı çevre ve büyüme ortamı sorunu olarak ele alınmaktadır.
Tuzluluğun Bitki Gelişimine Etkileri
Toprak tuzluluğunun bitki büyümesine etkisi, yetiştirilen bitkiye göre değişir. Sulama
suyundan gelen veya doğrudan toprakta mevcut bulunan tuz çözeltisi bitki büyümesini farklı
biçimlerde etkiler.
1.
Tuz çözeltisi ozmotik potansiyeli artırarak su potansiyelini negatif olarak
düşürür. Toprak suyunun kullanılabilirliği azalır. Bitki su alımında güçlük
çeker. Beslenmesi zayıflar. Bu ozmotik etki veya daha genel ifadeyle
fiziksel etki olarak tanımlanır.
2.
Toprak tuzluluğu, kimi özel iyonların derişimlerini arttırabilir. Bunlar,
ozmotik etkinin dışında bitki metabolizması üzerine toksik etkiye sahiptir.
Buna özel iyonların toksik etkisi veya kimyasal etki denir.
3.
Tuzluluk ve sodyumluluğun toprak üzerinde meydana getirdiği değişiklikler
dolaylı olarak bitki gelişimini etkiler. Örneğin su alımı için metabolik
enerjinin kullanılması ve verimde düşme meydana gelmesi gibi. Bu, dolaylı
etki olarak tanımlanır.
Tuzların bitkiler üzerindeki etkileri konusunda iki farklı görüş vardır. Bazı
araştırmacılar tuz bileşimini dikkate almakla birlikte daha çok anyon türüne önem
vermektedirler. Bu nedenle ‘Klorür Tuzluluğu’ veya ‘Sülfat Tuzluluğu’ gibi deyimler
kullanılmaktadır. Diğer bir kısım araştırmacılar ise tuzların katyonlarının tür ve
miktarına önem vermektedir. Anılan görüşe göre topraktaki tüm fiziksel ve kimyasal
tepkimeler katyonlara bağlı olarak gelişmekte ve- dolayısıyla toprakların fiziksel ve
kimyasal özellikleri katyonlara tarafından denetlenmektedir.
Ozmotik Etki
Genel anlamada ozmotik potansiyel, ψs (tuzlu topraklardan suyun alınması için gerekli
enerji) ve matrik potansiyel ψm veya basınç potansiyeli ψp (tuzsuz topraklarda doymamış veya
doymuş koşullarda suyun alınması için gerekli enerji) ile ψn (pnömatik potansiyel (toprak
boşluklarındaki hava moleküllerinin taşıdığı enerji) birbirine eklenerek olağan tarla
koşullarında toplam toprak su potansiyeli ψw , belirlenir.
ψw= ψs + ψm + ψn
Bitki kök ortamında tuz derişiminin artmasıyla ozmotik basınç yükselir ve mutlak su
içeriğinde azalma olmasına karşın, bitkiye yararlı su yavaş yavaş azalır. Bu durum ilk kez
1890 yılında tanımlanmış ‘Fizyolojik Kuraklık’ diye adlandırılmıştır.
Bitkiler suyu toprakta tutulandan daha büyük bir soğurma kuvveti çıkararak alırlar.
Eğer bitki gerekli içsel düzenleme yapamaz ve gerektiği ölçüde kuvvet harcayamazsa yeterli
su alamaz. Su gerilimi ile karşı karşıya kalır. Bu olay toprak kurduğu zaman veya tuzlu
koşullarda meydana gelir. Toprak süzüğündeki tuz miktarı bitkinin harcaması gereken enerjiyi
arttırır ve harcanan ek kuvvet ‘Ozmotik Etki’ olarak adlandırılır. Daha basit bir anlatımla
ozmotik potansiyel toprak suyundaki tuz iyonlarının taşıdığı enerji diye de tanımlanabilir. Su
içerikleri aynı olan iki toprakta tuzluluk düzeyi daha düşük olandan bitki daha fazla su
alabilir. Bunun nedeni tam olarak açıklanamamaktadır. Tuzların su ile yakın ilişkilerinden
kaynaklandığı sanılmaktadır.
Tuzluluk arttıkça suyun bitkiye yararlılığında çok önemli bir azalma meydana gelir.
Kuraklıkta olduğu gibi tuzluluktan bitki zararlanması, büyüme geriliği, yaprak zararlanması
ve ölümü, yalnızca yüksek tuz derişimiyle karşı karşıya uzun müddet kalınması sonunda
meydana gelir.
Sulama aralığında toprak kururken bitkiler kök bölgesinin her bir kesiminde sürekli
değişen su eksikliği ve tuzluluk etkisi ile karşı karşıya kalırlar. Sulamadan hemen sonra
toprak-su içeriği kök bölgesinin her derinliğinde en yüksek eriyebilir tuz derişimi ise yaklaşık
en düşük düzeylerdedir. Ancak sulama aralığında toprak suyu bitkiler tarafından kullanılırken
her ikisi de değişir. Toprağın ilk katmanından fazla kök yoğunluğu nedeniyle daha çok su alır
ve anılan katman sık sık sulama veya yağışla yeniden doldurulur. Sözü edilen işlem sırasında
etkin bir yıkama meydana gelir. Bu nedenle toprağın ilk katmanında ozmotik etki aşağı
katmanlarından daha düşüktür.
Bitki toprak suyunu kullanırken kök derinliğinde yukarıdan aşağıya doğru gidereke
azalan bir su tüketim deseni meydana gelir. Tuzlu koşullarda değinilen tüketim deseni değişir.
Katmanlar arasında farklılaşma görülür. Kök bölgesindeki su tüketim deseni sulama
programlarıyla da yakından ilgilidir. Sık sulama uygulamalarında üst toprak katmanından
kaldırılan su miktarı artar ve kök derinliği daha sığlaşır.
Hangi sıklıkta yapılırsa yapılsın özellikle tuzluluğun suyun yararlılığını etkilediği
koşullarda sulamalar zamanında ve su geriliminden bitkiyi koruyacak miktarda yapılmalıdır.
Üst toprak katmanlarının zamanında ve yeterli su verilerek sulandığı durumlarda alt
katmanlardaki tuzluluk çok önemli değildir. Ancak sulama aralıkları açılırsa bitki gerekli
suyun bir bölümünü aşağı katmanlardan almaya çalışır. Bu durumda bitkinin daha sonraki
büyüme dönemleri eğer, sıcak ve rüzgarlı günlere denk gelirse çok yüksek bir toprak suyu
açığı ve ozmotik etki ortaya çıkabilir. Böylesi koşullarda suyun alımı ve köklere doğru iletimi
bitki gereksinimini karşılamaya yetecek hızda olmaz ve zararlı bir su gerilimi meydana gelir.
Bir çok bitkide değinilen durum bitkisel zararlanmalara ve verim düşmelerine neden
olmaktadır.
Bitkiler aynı tuzluluk düzeyinden eşit ölçüde etkilenmez. Bazıları diğerlerine göre
tuzlu bir topraktan suyu çıkarmaya ve soğurmaya daha yeteneklidirler. Bu nedenle tuzluluğa
daha dirençlidirler. Bitkiler arasında tuz direnci (rezistansı) bakımından görülen farklılığın
nedenleri henüz tam olarak anlaşılmamıştır. Ancak bitki-tuzluluk ilişkileri kültür bitkilerinin
tuz dirençleri arasında 8-10 kat farkın olduğunu göstermektedir. Sulanan alanlarda yıkama
yoluyla tuzluluk yetiştirilen bitkinin dayanım (tolerans) sınırlarında tutulamaz ise verimde
düşmeler meydana gelir. Olay tuza daha dayanıklı bir bitki ekilmediği sürece devam eder.
Özel İyonların Etkileri
Özel iyonlar bitkiye toksik etki yaparak gelişmeyi ve ürün verimini olumsuz yönde
etkilerler. İyonların zehirleme etkileriyle ilgili sorunlar, tuzluluk sorunundan farklıdır. Anılan
sorun doğrudan bitki bünyesinde meydana gelir ve oluşmasında su eksikliğinin herhangi bir
katkısı yoktur. İyonların toksik etkileri olağan koşullarda toprak suyu ile birlikte alınmaları ve
yaprakta transpirasyon sonucu birikmeleri yüzünden bitkiye zarar vermeleri ile ortaya çıkar.
Verilen zararın düzeyi zamana, iyon değişimine, bitki duyarlılığına ve su kullanımına
bağlıdır. Sulama suyunda bulunan zehirleyici etkisi olan iyonlar klorit, sodyum ve bor’dur.
Anılan iyonlar tek tek ve birlikte zararlı olabilir.
Bitkilerin beslenme gereksinimleri ve bazı özel iyonları soğurma yetenekleri ayrımlı
olduğundan sözü edilen toksik iyonların etkileri de bitkilere göre farklılıklar gösterir. Örneğin
toprakta fazla bulunan kalsiyum, havuç ve fasulyelerde potasyumun alınmasını güçleştirir.
Buna karşı yüksek miktarda magnezyum veya sodyum bazı ürünlerde kalsiyum ve potasyum
yetersizliği yaratmaktadır. Benzer şekilde fazla miktardaki bikarbonat özellikle meyve
ağaçlarında demir yetersizliği ve kloroza neden olmaktadır. Ayrıca fazla nitrat bağ ve bahçe
pancarlarında aşırı büyüme yaratmaktadır.
Toksik etki, çoğu kez tuzluluk ve infiltrasyon sorunları ile birlikte ortaya çıkabilir.
Hatta tuzluluk düşük düzeyde olsa bile anılan durum meydana gelebilir. Sodyum ve klorit
iyonları yağmurlama sulama sırasında doğrudan yapraklar tarafından soğurulabilmektedir.
Yaprak soğurması toksik elementin yığışımını artırır. Bu olay tipik olarak düşük toprak suyu
ve yüksek atmosfer sıcaklığının olduğu koşullarda meydana gelmektedir.
Toksik iyonlar içerisinde kloritin özel bir durumu vardır. Anılan iyon protoplazma
tarafından soğrulmaz ve kimyasal olarak bağlanmaz. Bitkinin hücre özünde serbest olarak
depo edilir. Buna karşı sülfat ve nitrat iyonları bitkiler tarafından indirgenir ve protein
yapımında kullanılır. Eğer bu iyonlar fazla miktarda alınmazlarsa hücre boşluklarında serbest
iyonlar olarak toplanırlar.
Toksik iyonlara ek olarak bir çok iz elementin çok küçük miktarları bile bitkilere
zehirleyici etki yapar. Ancak sulama sularının büyük çoğunluğu bu iz elementlerinin çok
küçük derişimlerini içerirler. Her bir iz elementin izin verilebilen sınır değerleri belirlenmiştir.
Bunlar bitkilerin zararlanmasını önlemek için kabul edilen sınır değerler olarak sayılmaktadır.
Toksik Etki Gösteren Elementler
Klorit (Cl)
Atom ağırlığı 35.457 olan, 1 değerlilikli elementtir. Çözeltide daha çok sodyum klorür
formunda kaya tuzu olarak bulunur. En çok deniz suyu ve doğal su kaynakları anılan tuzu
içerirler. Klorürlü tuzlar içerisinde en zehirli olan magnezyum klorürdür. Klor iyonları toprak
kolloidleri tarafından tutulmadığı için toprak suyu ile birlikte profilde hareket edebilir. Çoğu
klor tuzlarının eriyebilirliği fazla olduğu için toprak suyunda veya drenaj suyunda derişimi
hızla yükselir. Kökler tarafından alınarak yapraklara kadar gelebilir. Yaprak içinde birikir.
Genellikle suda bulunan klor iyonlarından ileri gelen zehirlenmeler görülür.
Önceleri klor derişimi sulama sularının sınıflandırılmasında çok önemli bir ölçüt
sayılmıştır. Suyun çok nitelikli sayılabilmesi için az oranda klorit içermesi bir ön koşul olarak
kabul edilmiştir. Aslında klorun çok az miktarı bitki gelişimi için gereklidir. Klor iyonunun
bitkilerde karbonhidrat iletimini ve stomaların açılıp kapanmasını denetlediği bilinmektedir.
Yapraklarda biriken kloritin derişimi, bitkinin direnç sınırını geçerse zararlanma
belirtileri ortaya çıkar. Klor zehirlenmesi ilk önce yaprak uçlarında görülür. Yaprak ucu kurur.
Zehirlenme arttıkça kurumalar yaprak ucundan kenara doğru gelişir. Ölü doku miktarının aşırı
biçimde artması yaprağın düşmesine veya tüm yaprakların dökülmesine neden olur. Bu
belirtiler duyarlı bitkilerde yaprakta biriken klor derişimi kuru ağırlığın % 0.3-1.0
oranındayken ortaya çıkmaya başlar. Ancak bu bitkiler arasında klora karşı gösterilen
duyarlılık değişir. Örneğin bir çok meyve ağacında % 0.3 klorit derişiminde anılan zararlar
görülmeye başlar. Bitki dokularının kimyasal analizleri kullanılarak klorit zehirlenmesine
karar verilmektedir. Analizde kullanılan dokular bitkilere göre değişir. Bazı bitkilerde yaprak
parçaları üzüm gibi bir kısım bitkilerde ise bazen yaprak sapları daha fazla kullanılmaktadır.
Sulanan alanlarda klorit alımı yalnızca su niteliğine değil, aynı zamanda yıkama suyu miktarı
ile denetlenen toprak kloritine ve bitkinin klorit salgılamasına bağlıdır.
Meyve çeşitlerinde klorit dayanım düzeyleri
Bitki
Çeşit
Yaprakta
Zarar
Oluşturmayan İzin Verilebilir
En Yüksek Klor Derişimi
me/L Sulama Suyu
Avokado
Narenciye
Bağ
Tek Çekirdekli Meyveler
Guatemala
4.0
Meksika
3.3
Altıntop
16.6
Mandalin
10.0
Tatlı Portakal
6.7
Salt greek
27.0
Cardinal
6.7
Perlette
13.3
Marianna
17.0
Üzümsüler
Çilek
Böğürtlen
6.7
Ahududu
3.3
Lassen
5.0
Shasta
3.3
Çizelgedeki rakamlar sulama suyunda bulunan ve me/L birimi ile tanımlanan klorit
derişimini göstermektedir. Anılan değerler yerel denemelerde değiştirilmelidir. Örneğin kahve
klorite karşı dirençli bir bitki olmasına rağmen eğer sulama suyundaki klor düzeyi çok az
artarsa klor birikmesinin azalması kadar yapraklarında giderek artan oranda istenmeyen
yanma özellikleri meydana gelmektedir. Bu özellikler kahvenin ticari değerini önemli ölçüde
etkiler.
Sodyum (Na)
Atom ağırlığı 22.997 değerliği +1 olan bir elementtir. Dünya yüzünde en fazla
özellikle alkali metallerin büyük çoğunluğunda yapı taşı olarak bulunur. Sulama sularının
hemen hepsinde en azından ölçülebilecek miktarda deniz suyunda ise çok miktarda vardır.
Sodyum tuzlarının yaklaşık tümü suda eriyebilir özelliktedir. Sodyum da diğer katyonlar gibi
sulama suyu ile toprağa uygulandığında özellikle kil mineralleri ile tepkimeye girer.
Kültür bitkileri, sodyumsuz veya çok az sodyum içeren ortamlarda olağan olarak
gelişirler. Eğer sodyum gerekiyorsa miktarı çok küçük düzeydedir. Yüksek düzeydeki
sodyum bitkilere zehir etkisi yapar. Sodyum zehirlenmesi klorit zehirlenmesi kadar kolayca
tanınmaz. Sodyum birikmesinin zehirleyici düzeye çıkmasından önce uzunca bir sürenin
geçmesi gerekir. Zehirlenme belirtileri ilk önce yaşlı yapraklarda ortaya çıkar. Tipik sodyum
zehirlenmesi belirtileri kenarlara doğru yaprak yanması şeklinde kendini gösterir. Bu belirtiler
yaprak ucunda meydana gelen klorit zehirlenmesinin tam tersi görünümündedir. Sodyum
zehirlenmesine karşı duyarlı bitkiler olarak yaprağını döken meyveler, sert çekirdekliler,
narenciye, avokado, fasulye sayılmaktadır. Meyve bitkilerinde yapraklarındaki sodyum
derişimi % 0.25-0.50 (kuru ağırlık) geçtiğinde sodyum zehirlenmesi görülür.
Sodyum zehirlenmesine karar vermek ve zehirlenmeyi izlemek için genellikle yaprak
dokusu kullanılmaktadır. Ancak toprak, su ve bitki dokusu analizlerinin birlikte yapılması
doğru tanı olasılığını arttırır. Sodyum zehirlenmesini tanımak için yalnızca yaprak ayası
kullanıldığı zaman zehirlenme gösteren çevreden sodyum zararı görmemiş bir bitkiden alınan
yaprakların da birlikte analiz edilmesi önerilmektedir.
Eğer toprakta yeterli miktarda kullanılabilir kalsiyum varsa sodyum zehirlenmesi
genellikle azalmaktadır. Ortaya çıkan sodyum zehirlenmesi ya basit bir olaydır ya da
kalsiyum eksikliği olasılığı veya henüz araştırılmakta olan diğer etkileşimlerle iç içe geçmiş
çok karmaşık bir olay olabilir. İlk çalışma sonuçları en azından birkaç tek yıllık bitkide
sodyum zehirlenmesinden daha çok kalsiyum eksikliğinin meydana gelebildiğini göstermiştir.
Bu bitkilerin kalsiyum nitrat veya alçı gibi materyallerle yapılan gübrelemeye tepki
göstermeleriyle açıklama doğrulanmıştır.
Potansiyel sodyum zehirlenmesi göstergesi SAR değeridir.
Bazı Kültür Bitkilerinin Değişebilir Sodyuma Karşı Gösterdikleri Dirençler
Duyarlı (ESP<15)
Yarı Dayanıklı (15<ESP<40)
Dayanıklı (ESP>40)
Avokado
Havuç
Yonca
Yap. Döken meyve
Üçgül
Arpa
Yeşil fasulye
Şeker kamışı
Şekerpancarı
Pamuk
Soğan
Çim
Mısır
Çeltik
Pamuk
Bezelye
Sorgum
Çayırotu
Altıntop
Ispanak
Portakal
Domates
Şeftali
Buğday
Mercimek
Yer fıstığı
Böğrülce
Sodyum iyonlarının neden olduğu potansiyel zehirlenmenin kestirilmesinde dikkatli
olunmalıdır. Çünkü yüksek SAR değerine sahip sularla ortaya çıkan zehirlenme belirtileri
kötü infiltrasyon koşulları yüzünden meydana gelebilmektedir. Sodyuma duyarlı olarak
bilinen bir çok bitki, toprak yapısı iyi durumda tutulduğunda çok iyi gelişme gösterir.
Genellikle bu bitkiler iyi durumda tutulabilirse daha yüksek ESP düzeylerine de
dayanabilmektedir.
Sodyum eksikliği bitkilerin potasyum alım ve kullanımlarını etkiler. Örneğin
şekerpancarında gözlenen potasyum noksanlığı NaCl verilmesi ile giderilebilmiştir. Sodyum
iyonunun toksik etkisi çoğu kez toprağa olan kötü etkisi ile dolaylı olarak oluşmaktadır.
Toprakta artan değişebilir sodyum yüzdesi (ESP) nedeniyle kalsiyum alımı güçleşir ve
bitkilerde kalsiyum noksanlığı ortaya çıkar.
Bor (B)
Atom ağırlığı 10.82 olan +3 değerlikli bir iyondur. Bor doğada bir çok formda
bulunur. Özellikle boraks (tincal), kalsiyum borat (colemanite) veya borik asit olarak, sıcak
maden sularında rastlanır. Hemen tüm sulama sularında değişik derişimlerde vardır. Asit
sularda iyonize halde borik asit, olarak bulunurken pH’sı 9.2’den yüksek olan alkali sularda
hem borik asit hem de tetraborat iyonu halinde bulunmaktadır. pH 9.2 olduğu durumlarda
yalnızca tetraborat oluşur. Sudaki metaborat formu daha çok pH’nın 9.2’den yüksek olduğu
alkali ortamlarda meydana gelir. Borun bir çok tuzu suda eriyebilir özelliktedir.
Sodyuma hiç benzemeyen bor aslında bitki gelişmesi için temel elementlerden
birisidir. Eğer sudaki miktarı gereken miktardan fazla ise bitkiye zehir etkisi yapar. Bir kısım
bitkiler için 0.2 mg/L bor, gelişme için gereklidir. Ancak 1-2 mg/L ise zehirleme yapar.
Yüzey suları kimi zaman toksik olacak düzeyde bor içerirler. Kuyu veya özellikle jeotermal
alanlarda ve fay kırıklarına yakın yerlerdeki kaynak suları ara sıra toksik miktarda bor
içerirler.
Bor iyonu sulama suları ile toprağa eklendiğinde profilde dikkate değer herhangi bir
etki yapmaz. Toprak parçacıkları tarafından tutulur ve sonra ard arda yapılan yıkamalarla
profilden uzaklaştırılabilir.
Sulama suyundan kaynaklanan bor sorunları topraktan kaynaklananlardan daha çok
meydana gelir. Bor zehirlenmesi hemen tüm bitkilerde görülebilir. Fakat tuzlulukta olduğu
gibi bitkiler arasında geniş bir direnç değişim aralığı vardır. Bor zehirlenmesi belirtileri
öncelikle yaşlı yapraklarda sararma, beneklenme ve yaprak ucunda kenarlara doğru
kurumalarla kendini gösterir. Kuruma ve sararmalar zamanla bor birikimi arttıkça damarlar
arasından merkeze doğru gelişir. Tipik yaprak belirtilerini göstermeyen ancak bordan ciddi bir
biçimde etkilenmiş ağaçlarda örneğin badem gibi dal ve gövdede zamklanma dikkate
değerdir.
Bir çok bitkide zehirlenme belirtileri, yaprak ayasındaki bor derişimi 250-300 mg/kg
(kuru ağırlık) düzeyini geçtikten sonra ortaya çıkar. Ancak duyarlı bitkilerin hepsi
yapraklarında bor biriktirmez. Örneğin sert çekirdekli meyveler (şeftali, erik, badem),
yumuşak çekirdeklilere (elma, armut vb.) göre bordan kolayca zarar görürler. Fakat
güvenilebilir bir tanım amacıyla yapılacak yaprak analizleri için yeterli miktarda bor
biriktirmezler. Bu bitkiler için aşırı bor zararlanması durumu toprak ve su analizleri ve ağacın
gösterdiği belirtiler ile büyüme özelliklerinden anlaşılabilir.
Bikarbonat
Molekül ağırlığı 61.018, birleşme değeri -1 olan bir anyondur. Doğada su
kaynaklarının dışında yaygın şekilde bulunmaz. Kalsiyum bikarbonat normal karbonattan
daha eriyebilir özelliktedir. Fakat durağan değildir. Sıcaklık ve buharlaşmanın artması sonucu
karbondioksit kaybolur ve kalsiyum karbonata dönerek çöker.
Sulama sularının çoğu bir miktar kalsiyum karbonat taşır. Bu nedenle toprakta
kalsiyum karbonat depolanır. Anılan işlem sulu tarımda büyük öneme sahiptir ve toprakta
kalsiyum miktarının artması sonucunu doğurur. Bitki kökleri ve mikroorganizmalar tarafından
çıkarılan karbondioksit suda eridiği zaman bikarbonat derişimi artar. Ortamda karbondioksit
karbonat ve bikarbonat iyonlarının artması suyun pH değerini yükselterek alkali özelliklerin
hakim olmasını sağlar. Bunun sonucu olarak kalsiyum çöker ve sistemde sodyum kalır. Zaten
bikarbonatın bitkiye zararlı etkisi ortamda sodyumun artmasına neden olduğu için dolaylı
yoldandır.
Bikarbonat iyonu tuzlu ortamlarda çok fazla miktarda bulunur. Bitkilerde sararma
belirtilerinin oluşmasına neden olur. Anılan iyonun bitki beslemesi yönünden önemi çok
küçüktür. Tarla bitkileri karbondioksiti gaz fazında doğrudan atmosferden, buna karşılık suda
yaşayan bitkiler gerekli karbondioksiti bikarbonat formundan almaktadırlar.
Diğer İyonlar
Silikatlar
Molekül ağırlığı 60.06’dır. Doğada bolca kristal ve amorf formunda veya silikat
mineralleri olarak bileşikler halinde bulunur. Sıcak sularda az alkali karbonatlarda daha fazla
eriyebilir niteliktedir. Doğal sular 10-50 ppm dolaylarında silikat içerirler. Toprakların ana
elementidir. Sulama sularında az bulunur. Toprağın fiziksel ve kimyasal özelliklerine etkisi
çok azdır. Silikat iyonu silikon formunda tüm bitkiler tarafından alınır. Özellikle çayır otları
tarafından büyük oranlarda alınarak ve epiderm dokuda koruyucu bir katman olarak
biriktirilmektedir.
Florid (F)
Atom ağırlığı 19.00, değerliği +1 olan elementtir. Florspar ve kriyolit olarak bulunur.
Doğal sular özellikle sıcak kaynak suları, önemli miktarda flor içerir. Sulama sularında düşük
miktarlarda bulunduğunda toprak ve bitki gelişimine etkisi ya yoktur ya da çok azdır. Asıl
önemi insan beslemesi konusundadır. Küçük miktarları olağan diş gelişimi için gereklidir.
Nitrit (NO2)
Molekül ağırlığı 46.008, birleşme değeri -1’dir. Olağan koşullarda sulama suyunda
bulunmaz. Sudaki varlığı bazen durgun kuyu sularında olduğu gibi anaerobik koşulların
meydana geldiğini gösterir. Organik nitrojenin nitrata oksidasyonunda nitritin bir ara basamak
olduğu kabul edilmektedir. Böylece protein nitrojeni amonyağa sonra nitrite sonra da nitrata
indirger. Nitrit tuzları suda erirler. Eğer sulama suyunda düşük derişimlerde bulunuyorsa
toprağa kimyasal olarak etki yapmaz. Yalnızca topraktaki mikrobiyal dağınıklığı arttırabilir.
Kötü havalanan topraklar genellikle ölçülebilecek miktarda nitrit içerir. Nitrit derişiminin
avakado ve narenciyeye zehir etkisi yaptığı çok önceki yıllarda gösterilmiştir.
Sülfür (S)
Atom ağırlığı 32.06 ve +2 değerlikli iyondur. Pirit, demir, sülfit, kurşun sülfit, civa
sülfit, galena, cinnebar ve diğerleri gibi minerallerin önemli bir parçasıdır. Doğal sularda
genellikle hidrojen sülfit olarak bulunur ve çok az oranda bulunsa bile kokusu ile hemen
tanınır. Bazı derin kuyu sularında önemli miktarda vardır. Bu sularda sülfat iyonu derişimi
kalsiyum ve magnezyum miktarları düşüktür. Zira anaerobik koşullarda oksidasyonla sülfatın
indirgenmesi ile sülfit ortaya çıkmaktadır.
Doğal sulardaki derişimi ile hidrojen sülfürün toprak özelliklerine etkisi yoktur. Bu
durumun iyi havalanan topraklarda sülfitin hızla sülfata oksidasyonu yüzünden meydana
geldiği sanılmaktadır. Üreticilerin hidrojen sülfürlü sulara karşı önyargılı olmaları, böylesi
suların bor ve sodyum gibi diğer toksik elementleri içerme olasılıklarının yüksek oluşuna
bağlanabilir. Oksidasyonun hızlı olduğu koşullarda hidrojen sülfürlü suların bitkiye herhangi
bir zararı olmaz. Hatta bir sülfür kaynağı olarak yararlı da olabilir.
Fosfat (PO4)
Ortofosfat , molekül ağırlığı 94.998 birleşme değeri -3 olan bir anyondur. Volkanik
kayaların hemen tümünün yapı taşıdır. Toprakta küçük miktarlarda bulunur. Gübreleme
amacıyla kullanılan fosfatın temel kaynağı yaklaşık her yerde bulunan kalsiyum fosfat
toryularıdır. Kalsiyum fosfatın eriyebilirliği nötral ve hafif alkali koşullarda çok düşüktür.
Bunun sonucu olarak bir çok doğal kaynakta yalnızca iz element olarak bulunur. Sulama suyu
ile toprağa verilen çok küçük miktardaki fosfatın toprağın fiziksel ve kimyasal özelliklerine
önemli bir etkisi olmaz. Büyük olasılıkla trikalsiyum fosfat şeklinde çöker. Fosfat bitki
beslemede önemli bir element olduğundan suda bulunması istenir. Çoğu sulanır alanlarda
fosfat eksikliği görüldüğü için dışardan süper fosfat tipindeki yapay gübreler uygulanır. Suda
fosfat iyonlarının fazla bulunmasının belki de elde bilgi olmadığı için bitki üzerindeki etkisi
bilinmemektedir.
Demir (Fe)
Atom ağırlığı 55.85 olan +2 veya +3 değerlikli bir elementtir. Alüminyumla beraber
en fazla bulunan metaldir. Minerallerin aşınması sırasında toprakta birikir. Demir
bileşiklerinin hafif alkali sularda eriyikleri yoktur. Su içindeki derişimi ender hallerde birkaç
ppm değerini geçer. Ancak, bazı kaynaklar eğer kullanma suyu ve endüstri amacıyla
kullanılırlarsa zararlı olabilecek miktarda koloidal süspanse demir taşırlar. Koloidal demirin
topraktaki işlevi, ince toprak parçalarını birleştirerek daha büyük agregatlar yapmaktır.
Toprakta bitkiler için yeterli demir bulunur. Klorosiz olayı topraktaki demir eksikliğinden
çok, bitkinin demir alımındaki yetersizliğinden kaynaklanır.
Alüminyum (Al)
Atom ağırlığı 26.97 olan +3 değerlikli, doğada en fazla bulunan ve kil minerallerinin
önemli bir elementidir. Hafif alkali sularda erimez. Ancak sulandırılmış asit ve kuvvetli alkali
eriyiklerde tam olarak erir. Sulama sularında her zaman bulunan düşük derişimlerdeki
alüminyum toprak veya bitkiye bir etkisi yoktur. Asit topraklarda olduğu gibi su içerisinde
yüksek derişimlerde bulunduğu durumlarda bir çok bitkiye zehir etkisi yapar. Çok küçük
miktarlar halinde bazı bitkilerde bulunmasına karşın, bitki büyümesi için temel madde
sayılmaz.
Amonyum İyonu (NH4)
Molekül ağırlığı 18.04, birleşme değeri -1’dir. Bazı atıksu kaynaklarında ve durgun
sularda bulunmasına karşın iyi havalanan sularda, olağan koşullarda rastlanmaz. Sulama
sularında önemli miktarda bulunduğu durumlarda azot gübresi olarak topraklara uygulanır.
Sulama sularında amonyum tuzlarının olması topraklarda ayrışmayı (dispersiyon) arttırıcı,
geçirgenliği düşürücü etki yapar. Fakat anılan etki sürekli değildir. Amonyum iyonu okside
olarak hızla nitrata dönüşür. Suda bulunan küçük miktardaki amonyum iyonunun toprağa hiç,
bitkiye de belki yararlı olmasının dışında herhangi bir etkisi olmaz.
Kalsiyum (Ca)
Atom ağırlığı 40.08 değerliği +2’dir. Doğada çok bulunan bir elementtir. Bir çok
mineral ve kayanın temel maddesidir. Tarım yönünden en önemli bileşikleri kireç taşı, alçı ve
kalsiyum fosfattır. Kalsiyum hemen hemen tüm toprak, doğal su, bitki dokusu ve hayvan
kemiklerinde bulunur. Kalsiyum tuzlarının eriyebilirlikleri çok değişiktir. Karbonat ve fosfat
tuzları suda erimezken, asitte eriyebilir niteliktedir. Kalsiyum ve magnezyumun fazla
bulunduğu sular sert su olarak adlandırılır. Kalsiyumun sulama sularında fazla olması,
toprağın fiziksel ve kimyasal özelliklerini etkiler. Toprağı kolay işleyebilir, gevrek hale
getirir. İnfiltrasyon kapasitesini yükseltir.
Kalsiyum olağan bitki gelişimi için temel maddedir. Alkali karbonat formunda sulama
suyu ile fazla verilmesi, kalsiyumun elverişliliğini artırmaz. Kalsiyum eksikliğine daha çok
yağışlı alanlarda rastlanır.
Magnezyum (Mg)
Atom ağırlığı 24.32; değerliği 2’dir. Doğada çok fazla bulunur. Mika gibi bir çok
püskürük kayanın temel taşıdır. Serpartin bir magnezyum silikat, dolomit ise bir kalsiyum
magnezyum karbonattır. Mineral kaynaklar ve deniz suyu yüksek bir çok doğal sular ise
düşük miktarda içerir. Tüm magnezyum tuzları suda çözünürler. Ancak asitte daha çok
çözünürler. Topraklara kalsiyum gibi etki eder. Bitki büyümesi için temeldir. Özellikle yeşil
bitkilerin klorofillerinin önemli bir parçasını oluşturur.
Potasyum (K)
Atom ağırlığı 39.096, değerliği +1 olan püskürük kayalarda tortul kayalardan daha
fazla bulunan bir elementtir. Toprağı oluşturan bir çok kompleks silikatların temel taşı olan
bir maddedir. Silikat mineralleri dışında çok sayıda potasyum tuzları suda çözünür
niteliktedir. Ancak doğal sularda ve toprak suyundaki miktarı ender olarak birkaç ppm
düzeyini geçer. Toprakta tepkimesi sodyumda olduğu gibidir. Ancak öyle zararlı etkisi
yoktur. Potasyum bitki büyümesi için temel sayılan elementlerden birisidir.
Karbonat (CO3)
Molekül ağırlığı 60.01; birleşme değeri -2’dir. Kireç taşı, dolomit ve demir karbonat
formlarında bulunur. İlk ikisi verimli topraklarda vardır ve genellikle iyileştirici olarak
kullanılır. Alkali karbonatlar, mineral kaynaklarında bol, doğal sularda çok az bulunur.
Sodyum ve potasyum karbonatlar suda çözünürler. Buna karşı, kalsiyum ve magnezyum
karbonatlar, çözünmezler. Eriyebilir karbonatlar, sulama suyu ile toprağa ekilirse ve toprakta
kalsiyum ve magnezyum yoksa, sodyumlulaşma tehlikesi belirir. İstenmeyen özellikler
meydana gelir. Eğer kalsiyum ve magnezyum örneğin alçı bulunuyorsa, kalsiyum karbonat
oluşur ve çöker. Toprakta çok az değişme meydana gelir. Sulama suyunda sodyum karbonat
gibi alkali karbonatların olması istenmez ve bitkilere zehir etkisi yapar.
Sülfat (SO4)
Molekül ağırlığı 96.06, birleşme değeri -2’dir. Doğada en fazla bulunan sülfat bir
kalsiyum tuzu olan alçıdır. Sulama sularında ve toprakta küçük derişimlerde bulunur. Sodyum
ve magnezyum sülfatlar suda çözünebilir. Kalsiyum sülfat ise suda çok az çözünür. Sülfat
toprakta tuzluluğun artmasından çok diğer toprak özelliklerine etki eder. Suda bulunması
bitkiler için yararlıdır.
Nitrat (NO3)
Molekül ağırlığı 62.008, birleşme değeri +1’dir. Nitratın asıl kaynağı Şili’dir. Sodyum
nitrat olarak bulunur. Tüm nitrat tuzları suda çözünürler ve kolayca yıkanırlar. Verimli
topraklar nitrat içerir. Bunun organik maddenin oksidasyonundan veya atmosferdeki
elementel azotun fikasasyonundan ileri geldiği kabul edilir. Yer altı suları yüzey sularına göre
daha fazla nitrat içerir. Bu değer 1 ppm’den azdır. Anılan miktar toprağa herhangi bir etki
yapmaz. Ancak sürekli sodyum nitrat gübrelemesi yapılması, toprakların yapı ve hidrolik
iletkenliğini kötü biçimde etkiler. Sulama suları ile yeterli miktarda nitrat uygulanması
özellikle çayır otlarında gelişmeyi arttırır.
TUZLU ORTAMLARDA BİTKİ GELİŞİMİ
Bitki türleri ve toprak tuzluluğu ilişkileri
Çözünebilir tuzlar bitkiler tarafından kolayca alınabilir. Alınan tuzlar, bitkilere,
beslenme ve metabolizmayı bozarak, zehirleyici etki yapar. Ayrıca bitkinin topraktan su
alımını güçleştirir. Toprak yapısını bozarak gelişimini yavaşlatır, hatta durdurur. Bitki
dünyasının gelişme verimi içinde bazı türler, tuzlu ortamlarda yetişebilmeleri için gerekli
denetim sistemine sahiptir. Buna karşı diğerleri böyle bir düzeneğe sahip değildir ve tuzlu
ortamdan kolayca etkilenir biçimde kalmışlardır. Tuza karşı dayanıklılık, genetik bir sistemel
denetlenmektedir. Benzer türden olmalarına karşın tuzluluğa karşı dayanıklılıkları farklı
bitkiler vardır. Bu bitki tipine ecotype denilmektedir.
Bitkiler tuzlu ortama gösterdikleri tepki açısından iki gruba ayrılır:
1. Halofit
2. Glikofit
Ancak bu ayrım kesin değildir. Bitki türleri tuza çok yüksek düzeyde dayanıklı olanlardan çok
duyarlı olanlara kadar değişme gösterir. Halofitler tuz içeriği yüksek toprak ve su
ortamlarında kolayca gelişebilen bitkiler grubudur. Glikofitler ise tuza çok duyarlı bitkilerdir.
Bir de kuraklığa çok dayanıklı bitki grubu bulunmaktadır. Buna da kserofitler denir. Sözü
edilen son bitki grubu çok kurak koşullarda gelişebilmesine karşın tuzluluğa tepkileri
açısından Glikofitlere benzer.
Halofitler
Genelde tuzlu ortamlarda yaşayabilen tuza dayanıklı bitkilerin tümüne, halofit bitkiler
denilmektedir. Halofit bitkiler aldıkları yüksek oranda sodyum ve klor iyonlarını
yapraklarında biriktirerek tuz derişim düzeylerine karşı direnç gösterirler. Bu bitkiler,
yığıştırdıkları tuzu düşük toprak suyu potansiyeline karşı ozmotik düzenleme yapmak için
kullanırlar. Bu çeşit ozmotik düzenlemenin en önemli özelliği biriken tuzun yaprak
hücrelerinin vakuollerinde yatırılmasıdır. Böylece yaprak hücrelerindeki stoplazma ve
organellerin enzim ve metabolik fonksiyonlarını etkilemeyecek bir tuz düzeyinde tutulmaları
sağlanmaktadır. Bu yalıtım tuzlu bir çevrede bulunan halofitin gelişmesi, yaşaması için çok
büyük bir öneme sahiptir. Stoplazma içerisinde ozmotik düzenleme metabolik ve enzim
fonksiyonları ile birlikte erimiş tuzlar tarafından yapılmaktadır. Erimiş tuzlar organik
kökenlidir. Ayrıca stoplazmada 4000 mg/L dolaylarında potasyum olduğu sanılmaktadır.
Fonksiyonel olan ozmotik düzenleme için stoplazma ve vakuolün çözelti
potansiyelinin birbirine eşit olması gerekir. Ancak bu iki hücre kesimi arasında kısmen büyük
çözeltiler asimetrik olarak dağılır. Sitoplazma ile vakuol arasındaki zar yüksek çözelti
eğimlerini korumak için önemli bir tuz taşıma düzeneğine sahiptir. Halofitlerdeki ozmotik
düzenleme sürekli büyüme için gerekli olan turgoru devam ettirir.
Toprak tuzluluğunun artmasına karşı gösterdikleri farklı tepkilerden dolayı halofit
bitkiler 2 gruba ayrılabilir. Bunlardan birisi dikotiledon halofitleridir. Deniz kenarları ve diğer
tuzlu ortamlarda yetişen Salicornia’larla aynı kökten gelmektedirler. Sözü edilen bitki türünün
büyümesi 15000 mg/L sodyum klorit derişiminin yukarısında bile gelişerek devam
etmektedir. Daha yüksek tuzluluk düzeyi, böyle tuza dayanıklı bitkilerde bile büyümeyi
durdurur. Diğeri ise monokotiledon halofitleridir. Monokotiledon halofitlerin yaklaşık 10000
mg/L sodyum klorit derişiminde yavaşlar.
Glikofitler
Bu bitkilerin çoğu nispeten düşük tuz derişimine karşı sodyum veya klorit veya her
ikisinin net iletim hızlarını düşürerek köklerden filizlere tuz aktararak tepki gösterir. Dışarı
tuz atan bu glofitlerin çoğu bitki bünyesindeki su potansiyeli düşmelerine karşı organik
çözeltilerin sentezini artırarak ozmotik düzenleme yapamazlar. Bu nedenle anılan bitkiler,
düşük su potansiyelinde turgorlarında bir azalma ile karşı karşıya kalırlar. Glikofitlerin bu
çeşitlerinde tuzluluk, ozmotik gerilimi (stresi) özendirebilmektedir.
Tuza duyarlı glofitler örneğin birçok baklagiller, meyve ağaçları ve bağlar tuzlu bir
ortamda bulunduğunda iyon alımını yeterli ölçüde denetleyemeyen bir sisteme sahiptirler.
Denetimsiz olarak alınan tuzlar, içsel tuz derişimini yükseltir ve zararlı olurlar. Bu bitkilerde
tuz yalıtım aygıtı tam olarak gelişmemiştir. Bu tür zararlanmanın, ozmotik gerilim ve
özellikle iyon zehirlenmesinden ileri geldiği sanılmaktadır. İyon zehirlenmesi genellikle hücre
zarlarında ortaya çıkabilir. Stoplazmadaki yüksek tuz derişimi enzim ve organlara da zarar
verebilir.
Tuza gösterilen tepkinin ayrıca iki görüntüsü daha vardır:Eğer tuza dirençli bir glikofit
tuzlu ortamı ozmotiksel olarak düzenleye bilseydi artan iyon alımı iletimi ve özellikle organik
bileşiklerin sentezi için büyümede kullanılması gereken enerjinin bir kısmını bu işlere
harcaması gerekirdi. Ancak ozmotik düzenleme için harcanması gerekli enerji miktarı hala
tam olarak anlaşılamamıştır. İyon yalıtımı için harcanan enerji aslında büyümenin
duraklamasına neden olmaktadır. Ozmotik düzenleme için gerekli olan organik bileşiklerin
sentezindeki karbonun payı büyümenin yavaşlamasının nedeni sayılabilmektedir. İkincisi tuz
stresi ilk önce kök içinde duyulur. Ancak ozmotik düzenlemeye kadar büyümenin durması ve
iyon zehirlenmesi çok daha açık olan filizlerde ortaya çıkar. Buna ek olarak hücresel
oluşumlar kök-filiz etkileşimi ve tüm bitkinin eş güdümü tuzluluğa gösterilen tepkinin ancak
bir parçası sayılmaktadır.
Bitkilerde Tuza Dayanıklılığı Artıran Denetim Sistemleri
Tuzlu Ortamda Bitkilerin Gösterdiği Tepkiler
Kültür bitkilerinin bir kısmı tuza dirençlidir. Bu bitkinin tuzu almadığı dışaldığı
anlamında kullanılan bir deyimdir. Bir kısım kültür bitkisi ise tuzu alır ancak yaşamını devam
ettirir. Böylesi özellik gösteren bitkiler ise tuza dayanıklı bitkiler olarak bilinir. Kültür
bitkilerinin tuza dayanıklılık derecesine göre tuzlu ortam içindeki olası tepkileri gösterdikleri
belirtiler, maddeler halinde sıralanmıştır:
1.
Tuza duyarlı bitkiler : Yapraklar kalınlaşır ve etlenir. Yapraklar küçülür,
kök çürümesi görülür. Yapraklarda yanma ve sararmalar meydana gelir.
Susuzluk belirtileri ortaya çıkar.
2.
Tuza orta dayanıklı bitkiler: bu bitkiler tuza az dayanıklı bitkilerden
gözlenen tepkileri gösterir. Ancak bunların diğerlerinden önemli farklılığı
hücrelerinde tuz biriktirebilmeleri nedeniyle tuzluluğun belirli bir sınırı
aşmaması, koşuluyla tuzlu ortamlarda daha iyi gelişme göstermesidir.
3.
Tuza çok dayanıklı bitkiler: Bu grup bitkiler tuzun çok olmasına değil az
olmasına karşı tepki göstermektedir. Bünyelerinde çok yüksek oranda tuz
biriktirirler.
Kül
içerikleri
%
38’e
kadar
yükselir.
Bünyelerinde
biriktirdikleri NaCl, toplam tuz içeriklerinin % 7’si kadar olabilir.
Bitkilerde genetik kökenli tuz dayanım sistemleri
Bitkilerde tuz dayanımı ile ilgili olarak çoğu genetik kökenli olmak üzere bir
seri denetim sistemi oluşmuştur. Tümü bitkinin tuza dayanımını arttırmaya dönük
işlev görürler. Konu edilen denetim sistemleri, bitkilerin ortama uyum fizyolojisi ile
tuz zehirlenmesi arasındaki ilişkilerin incelenmesiyle ortaya çıkarılmaktadır. Anılan
oluşumlara ilişkin kimi önemli özellikler aşağıda özetlenerek verilmiştir:
Bitki İçinde Tuz Taşınması
Bazı bitki çeşitlerinin tuzlu ortam içinde köklerinde büyük oranda sodyum (Na)
biriktirmesine karşın üst kesimlerinde sodyum bulunmamaktadır. Diğer bir deyişle
bitkilerde sodyum iyonunun yukarı kesimlere gitmesini engelleyici bir denetim sistemi
bulunmaktadır. Bitkiler, söz konusu denetim sistemleri bakımından farklı gruplara
ayrılabilir:
a) Hiç biriktirmeyenler: Sodyum iyonunun bitkinin yukarı bölümlerine yavaş
yavaş köklerindeki birikmeye bağlı olmadan, taşındığı bitkilerdir. Örneğin
mısır ve fasulye bu tür özelliğe sahip bitkilerdir.
b) Az biriktirenler: sodyum iyonunun gövde ve yaprak gibi bitkinin üst
bölümlerine değişen miktarlarda taşındığı bitkilerdir. Örneğin buğday, arpa,
çavdar, bezelye ve domates.
c) Biriktirenler: Sodyum iyonunu yaprak ve gövdelerinde biriktiren bitkiler.
Pancar, ıspanak, pamuk.
Sodyumun bitkilerin üst bölümlerine taşınıp taşınmaması yalnız bitki çeşidine
değil ortam tuzluluğuna ve bitkinin tuzlu ortamda kalış süresine de bağlıdır. Fasulye
bitkisi ile sürdürülen denemeler sodyum bitkisinin yukarı bölümlerine taşınmasının
gövde sistemi tarafından sağlandığını göstermiştir. Değinilen denetim sistemi, yalnızca
sodyum iyonu için çalışmaktadır.
Tuz Salgılayıcı Organlar
Tuz salgılayan bazı hücresel yapılar, bitki içindeki tuz miktarının denetimini
sağlayabilmektedir. Anılan organlar, bir derişim eğimine karşı olarak bitki dışına tuz
pompalamaktadır. Bu sistem dışarı atılan tuzda belirli ölçüde seçicilik özelliği
göstermekte ve metabolik zehirler tarafından etkilenmektedir. Evapotranspirasyon
sırasında buharlaşan bitki öz suyu söz konusu hücresel yapı yüzeylerinde büyük
miktarlara varan tuz birikmesine neden olmaktadır. Bunun sonucu olarak tuz
salgılayan hücresel yapılar önemli düzeylere varan tuz derişimi eğimine karşı
çalışmaktadırlar. Yaprak yüzündeki tuz kalıntılarının yağmur ya da çiğle yıkanması
gereklidir. Yoksa yüksek tuz derişimi bitki yapraklarına zarar verebilir.
Tuz Birikmiş Olan Yaprakların Dökülmesi
Tuza dayanıklı olan veya olmayan bazı bitki grupları tuzun biriktiği yaprakları
dökmekle bir anlamda dokularda birikmiş fazla tuzu dışarı atmaktadırlar. Anılan
biçimde denetleme yapan bitki gruplarında söz konusu sistemin etkin şekilde
çalışabilmesi için tuzun belli bir miktarda birikmesi gerekmektedir.
Dokular arasında Tuz Taşınımı
Bitkilerin tuza dayanıklılığını artıran diğer bir denetim sistemi de tuzun duyarlı
dokulardan diğer dokulara taşınması ve bu dokularda birikmesidir.
Dışarı ve İçeri Tuz Pompalanması
Bazı deniz alglerinde gözlenen bir denetim sistemidir. Bu sistemde Cl ve K
iyonları içeri pompalanırken Na iyonu, dışarı atılmaktadır. Aynı şekilde tuzdan
etkilenen pamuk bitkisinde yapraklarda klorofilin parçalandığı yaprak orta damarının
sarardığı ve yaprak altında yer yer lekelerin varlığı görülmüştür. Bu, bitkinin fazla
suyu dışarıya salgılamaya çalıştığını göstermektedir. Ayrıca pamukta tuzluluktan
öncelikle yaşlı alt yaprakların etkilendiği saptanmıştır. Açıklanan durum pamuğun
kimi yapraklarında tuz dayanımının varlığını ortaya koymaktadır.
Hücre Öz suyundaki Değişmeler
Bitkiler tuzlu ortama hücrelerindeki organik asitlere mineral elementleri
bağlayarak tepki gösterirler. Örneğin dokulardaki elektrolitlerin kuagule olma
tehlikesine karşı plazmanın, kolloidlerini korumak için, albüminleri oluşturduğu
sanılmaktadır. Böylece albüminler bir sistemde tuzların kuagüle etme etkilerine karşı
hidrofob kolloidlerin direnci artmaktadır. Hatta yapıla bir çok araştırmada tuz
zehirlenmesi sonucu zarar gören yeşil bitkilerin hücre öz suyunda albüminlerin
bulunduğu saptanmıştır. Çoğu araştırmacı albüminlerin hidrojen iyonu derişiminin
değiştiği ortamlarda koruyucu maddeler olarak kabul etmektedir.
Ozmotik Basıncın Düzenlemesi
Bitkilerin kök bölgeleri çevrelerindeki ozmotik basıncın yükselmesine karşılık,
sürekli olarak su hareket yönünün kendilerine doğru olmasını sağlayacak denetim
sistemlerine sahip oldukları kanıtlanmıştır. Örneğin tuza karşı duyarlı olan glikofit
bitki grubundan domates ve biber üzerinde yapılan çalışmalarda bu bitkilerin kök
çevresi ozmotik basıncın artmasına karşın su alımlarında bir değişme olmadığı
gözlenmiştir. Anılan bitkiler çevre ozmotik basıncı arttırıldığında iki değerli besin
maddesi iyonları bir değerlilere tercih etmişlerdir. Diğer bir deyişle çevre tuzluluğu
arttırıldığında bitki öz suyu ozmotik basıncı ek bitki besin maddesi alımıyla yeniden
düzenlenmiştir. Ancak bu amaçla metabolik enerji kullanımı artmış ve bunun sonucu
olarak verimde düşme gözlenmiştir. Halofit bitkiler grubunun yavaş gelişimi
metabolik
enerjinin
büyük
bölümü
ozmotik
basıncı
düzenleme
amacıyla
kullanmalarına bağlanmaktadır.
Ortam tuzluluğunun artması ile bazı bitkiler hücre öz suyundaki iyonların
nicelik ve niteliğini değiştirerek ozmotik basıncı düzenleyebilir. Örneğin halofitler,
oksalik asit üretirler, glikofitlerden fasulye yapraklarındaki potasyum iyonu içeriğini
artırır. Tüm bu örnekler ortam tuzluluğu arttığı zaman bitkilerin çaresiz olmadıklarının
bir kanıtıdır. Bitkiler, belli sınırlar içinde olma koşulu ile değişen çevre koşullarına
uyabilmeleri için denetim sistemleri ile donatılmışlardır.
Tuza karşı çok duyarlı olan glikofit bitki grubunun ortamdaki Na iyonunu
bünyelerine almayıp dışlamaları, verilebilir. Anılan yeteneklerin sodyum alımının
denetimindeki başarısı oranında bitkiler tuza, yüksek sodyum iyonu derişimine
dayanıklıdırlar. Bir çok araştırma bulgularına göre, tuzlulukta önemli olan tuz
iyonlarının miktarı değil, birbirine kıyasla bitki dokularında bulunma oranıdır. Aynı
bitki türü içinde tuza dayanıklı olan ve olmayan tiplerin (ekotip) tuzluluk
çalışmalarında materyal olarak kullanılması, özellikle tuza dayanıklı kültür bitkilerinin
geliştirilmesinde genetik özelliklerin daha iyi anlaşılmasını sağlayacaktır.
Tuz Dayanımını Etkileyen Diğer Etmenler
Bitkiler söz konusu tuz dayanıklılığını değişik yöntemlerle sağlamaktadırlar.
Örneğin yonca ve şeker pancarı gibi bitkiler, derin köklü olmaları nedeniyle
gereksindikleri su ve besin maddelerini tuz derişiminin yüksek olduğu katmanlar
yerine daha derinlerden sağlayabilmektedirler. Bezelye ve arpa gibi bitkiler tuzlu
ortamdan etkilenmelerini en az düzeye indirgeyebilmektedirler.
Bazı bitkiler ise tuza dayanıklılık yerine gelişme dönemlerini ortamın en az
tuzlu olduğu dönem içerisinde tamamlamaktadırlar. Buna çok sayıda yıllık çim tür ve
çeşitleri örnek verilebilir. Bazı bitkilerin besin maddesi almalarında seçicilik özelliği
gözlenmektedir. Anılan özelliği taşıyan bitkiler bu sayede toksik özelliği olan iyonları
ortamdan almamaktadırlar.
Araştırma sonuçlarına göre bitkilerin tuz direnci büyüme mevsiminin sonuna
doğru artmaktadır. Ancak birkaç bitki bu kuralın dışına çıkmaktadır. Örneğin çeltik
çiçeklenme ve köklenme dönemlerinde tuzluluğa karşı çok duyarlı olduğu halde
çimlenme ve tohum bağlama dönemlerinde çok dirençlidir. Benzer durum arpada da
görülür. Genellikle hemen tüm bitkiler, ekim ve ilk gelişme dönemlerinde tuza karşı
çok duyarlıdırlar.
Tatlı mısır bitkisi ilk çıkışta tuzluluktan çok etkilendiği halde püskül çıkarma
ve dane dolum dönemlerinde verimde azalma olmaksızın sulama suyu tuz içeriği 9
dS/m kadar arttırılabilmektedir. Tohumun çimlenmesi sırasında tuzluluğa karşı çok
duyarlı olduğundan dolayı ekim sırasında tohum yatağı tuzluluğunu olabildiğince
düşük düzeyde tutmak gereklidir.
Bazı meyve ağaçlarında örneğin narenciye, badem, sert çekirdekli meyveler ve
bağ gibi kökler tuz direncini önemli ölçüde etkiliyebilir. Kökler özellikle sodyum ve
klor gibi toksik iyonların tuzlarını dışarı atmak için kendi yeteneklerinde değişme
yapabilirler. Tuz soğrulmasındaki azalma, dokulardaki tuz yığışımını da azaltabilir.
Tuzların sözü edilen dışarı atılma özelliği tuzlu koşullarda ürünün gelişmesi için çeşit
ölçüsünde ticari amacı olan kök sistemlerinin seçimine kadar olanak sağlamaktadır.
Tek yıllık bitkiler arasındaki çeşit farklılıkları özellikle tuzluluğa dayanıklı
bitki grubu içinde daha fazla ortaya çıkar. Tuz direnci için, bitki besleme tipinin seçimi
yakın zamanlarda önemli bir aşamaya ulaşmıştır. Özellikle genetik olarak tuz
dayanımı çok fazla çalışmalar yapılmaktadır. Eğer başarılı olursa bitki besleme ve gen
seçimi ile çok tuzlu suların sulamada kullanılma olanağına kavuşulacaktır. Ancak tuz
dayanımı konusundaki bu çok yeni bilgilerin kullanımında dikkatli olunmalıdır. Yeni
geliştirilmiş ve tuza dayanıklı olan bir çeşit için ancak onun kendi özelliklerine göre
karar verilmelidir.
İklim Etmenleri
İklim özellikleri bitkinin tuza karşı gösterdiği direnci etkiler. Genellikle serin
iklimlerde ya da yılın serin dönemlerinde yetişen bitkiler, daha sıcak ve kurak
dönemlerde büyüyen benzer bitkilere göre tuzluluğa karşı daha yüksek bir dayanıma
sahiptir. Serin dönemde bitki su isteği düşük olduğu için, tuzluluktan ötürü azalan
toprak suyu elverişliliği tehlikeli bir düzeye ulaşmaz. Yağışın veya uygulanan sulama
suyunun büyük bir bölümü toprakta yığışan tuzların yıkanmasında etkili olabilir.
Bunun karşıtı olarak yaz ayları gibi yüksek evapotraspirasyon isteminin olduğu kuru
ve sıcak dönemlerde bitki kökleri tarafından soğrulan su miktarı, toprak suyunun hızlı
eksilişi ve kök çevresinde artan tuz derişimi yüzünden yeterli olmayabilir. Bu koşullar
altında bitkiler, normal olarak kuru sıcak rüzgarların estiği dönemlerde beklenenden
çok erken su eksikliği gösterebilir. İklim özelliklerinin tuza dayanıklı bitkilerden çok
duyarlı çeşitleri etkilediği söylenebilir.
Ozon formundaki hava kirliliği kentsel alanların çevresindeki geniş alanlarda
giderek yaygınlaşmaktadır. Toprak tuzluluğu yeşil bitki örtüsünde ve yapraklı
sebzelerde ozon zararlarını etkisizleştirme eğilimindedir. Değinilen bitkiler hava
kirliliğinin olduğu alanlarda diğer alanlara göre toprak tuzluluğuna daha dayanıklı gibi
görülebilirler.
Toprak Etmenleri
Toprak su tutma kapasitesi ve sulama sıklığı, bitkilerin tuz dayanımına önemli
ölçüde etki ederler. Yavaş kuruyan topraklarda ozmotik ve matrik potansiyeller
küçüktür. Bu potansiyellerin bitki gelişimi üzerindeki yavaşlatıcı etkisi toplumsal
olmaya eğilimlidir. Kısa sulama aralıkları ozmotik ve matrik potansiyellerinin her
ikisinin de etkisini azaltır. Örneğin günlük olarak damla sistemiyle sulanan biber
bitkisinin tuz dayanımı karık sistemiyle uzun aralıklarla sulanana göre önemli ölçüde
artmıştır.
Gübreleme bitkilerin tuz dirençlerine çok az etki eder. Eğer toprak verimliliği
sınırlayıcı bir etmen ise uygun bir gübreleme ile verim yükseltilebilir. Ancak ek gübre
uygulamaları tuz dayanımını artırmaz. Gübreler büyük miktarda eriyebilir tuzlar
olduğundan dolayı gübreleme zamanı ve yeri çok önemlidir. Eğer uygun biçimde
gübreleme yapılmazsa tuzluluk sorununun ortaya çıkmasına yardımcı veya neden
olabilir.
Tuzluluk ve Bitkisel Verim İlişkileri
Herhangi bir kültür bitkisinin tuza dayanıklılığı tuzlu ortam içinde ürün verip
vermediği ile ölçülür. Bir kısım bitki önceden de açıklandığı gibi ozmotik düzenleme yaparak
tuzlu ortamlarda bile ürün verebildiği halde diğerleri verememekte, bitki hücreleri zarar
görmekte ve kloroplastlar erken bozulmaya uğrayarak kloroz başlamaktadır. Kültür bitkileri
tuzluluğa dayanımları yönünden ayrımlılıklar gösterir. Tuza çok duyarlı bitkilerden (fasulye)
çok dayanıklı bitkilere (arpa ve pamuk) dek geniş bir değişim aralığı bulunmaktadır. Tarımsal
ürünler ortamın tuz derişimine gösterdikleri dayanım yönünden 4 sınıfa ayrılabilir.
Her hangi bir bitkinin tuzluluğa karşı gösterdiği dayanım en iyi şekilde oransal verimle
toprak tuzluluğunun karşılıklı işaretlenmesi yoluyla tanımlanabilir. Birçok bitki için bu
ilişkiden elde edilen grafik sigmoidal yapıdadır. Kimi bitkiler tohum ve meyve verimleri sıfır
değerine ulaşmadan önce tuzluluktan dolayı öldükleri için sigmoidal eğrinin alt yarısı dikkate
alınmaz.
Download

SULAMA SUYUNDA ARANAN ÖZELLİKLER Sulamada kullanılan