Ekolojik tarimda iÇ pazarin geliŞİMİ

WHAPHAM, C.A., JENKINS, T., BLUNDEN, G., HANKINS, S.D. 1994. The Role of Seaweed Extracts, Ascophyllum Nodosum, in the Reduction in Fecundity of Meloidogyne Javanica. Fundam. Appl. Nematol., 17(2), 181-183.

KOMPOSTLAŞTIRILMIŞ MATERYALLERİN TARIMDA KULLANIMI
Semiha GÜLER ¹
ÖZET
Organik atıkların oksijenin elverişli olduğu kontrollü şartlar altında mikroorganizmalar ve diğer toprak canlıları tarafından biyolojik olarak parçalanması şeklinde tanımlanan kompostlaştırma işlemi, katı şehir atığı, lağım atığı, kereste ve gıda işleme endüstrisi atıkları ve hayvan gübresi gibi birçok organik atığın ekolojik ve ekonomik açıdan en iyi muamele metodudur. Kompost; içerdiği besin elementinden dolayı bitki için besin kaynağı olmakta, toprağın yapısını düzeltmekte, toprak kökenli patojenleri baskı altına almakta ve topraktaki mikroorganizmalar için elverişli ortam oluşturmaktadır. Bu makalede değişik materyallerden elde edilen kompostların tarımda kullanımı ele alınmıştır.

Anahtar kelimeler: organik artık, kompost

ABSTRACT

USE OF COMPOSTED MATERIALS IN HORTICULTURE

Composting described as decomposition of organic wastes by micro-organism and other soil organism under the aerobic conditions is the best treatment method for municipal solid waste, sewage sludge, waste of timber and food processing industries and animal excreta. Compost is the food source for plant due to containing considerable amounts of nutrients, also improve soil structure, suppress soil-borne plant pathogen, and constitute suitable environment for soil micro-organism. In this paper, usage of composted materials derived from different sources in horticulture were briefly discussed.

Key words: organic waste, compost

GİRİŞ

Geçmişte insanoğlunun artan nüfusu besleyecek gıdayı üretebilme amacı ile verimi artırma çabası, bugün çevre kirliliği ve ekolojik denge üzerinde yoğunlaşmıştır. Zira günümüzde kullanılan modern üretim teknikleri ve girdiler çevreye zarar verdiği gibi, bu ürünler ile beslenen insanların sağlığını da olumsuz etkilemektedir. Bilim adamları ve araştırıcılar bu olumsuzlukları gidermek amacı ile çalışmalarını çevre ile dost yeni üretim teknikleri geliştirme üzerinde yoğunlaştırmışlardır. Bu çaba sonucunda “Sürdürülebilir Tarım” adı altında yeni bir üretim şekli geliştirilmiştir. Burada amaç doğal dengeyi bozmadan, insan sağlığına zarar vermeyen ürünü elde etmektir. “Ekolojik veya Organik Tarım” adı altında yürütülen tarımsal faaliyetler de sürdürülebilir tarım içerisinde değerlendirilmektedir.

Bitkisel artıkların ve şehir atıklarının çeşitli yöntemlerle ayrıştırılarak tekrar tarımda kullanılması yani dönüşümünün sağlanması çevrenin korunması açısından önemlidir. Nüfus artışına paralel olarak biyolojik katı atıkların miktarı da artış göstermektedir. Çoğu gelişmiş ülkelerde kişi başına düşen günlük katı atık miktarı 2 kg olarak tahmin edilmektedir (Raviv, 1998). Bu katı atıkların denizi ve toprağı kirletmesi, insanları bu katı atıkları çevreye zarar vermeden yeniden kullanılabilirliğini araştırmaya itmiştir. Şehir atıklarının %50-65'i organik fraksiyondadır. Organik maddenin yok edilmesinin 2 yöntemi vardır. Bunlar; yakma ve kompost oluşturmadır. Yakma işlemi çevreye zarar vermektedir. Kompostlaştırma yani organik maddenin parçalanması işlemi çevre ve ekonomik açıdan tercih edilecek yöntem olmaktadır. Oluşturulan kompostun toprağa uygulanması faydalı ve en akılcı dönüşüm şeklidir, zira toprak organik maddede bulunan bütün elementlerin orijinidir. Verimsiz toprakların (kireçli ve fakir topraklar) yeniden kazanılmasında yani ıslahında kompost uygulaması en etkili yöntemlerden biridir. Kompost ayrıca bitkisel atıklardan (kereste atığı, gıda işleme endüstrisi atığı, park ve bahçelerden elde edilen budama ve çim atığı, mutfak atığı gibi) yetiştirme ortamı olarak kullanılan materyallerin elde edilmesi için de en uygun yöntemdir. Bugün bu yetiştirme ortamları (torf gibi) yüksek fiyatlarla yurtdışından getirtilmektedir. Almanya ve Hollanda bu konuda ilk akla gelen ülkeler arasındadır.

Kompost yapımı Avrupa Birliğinin Atıklarla İlgili Kararnamesinin 5. Fıkrası ile de teşvik edilmektedir (Anon., 1999). Avrupa, kararnamenin kabul edildiği 1999 yılından itibaren toprağa yığılan biyolojik olarak parçalanabilen şehir atıklarının miktarını %65 azaltmayı amaçlamıştır. Bu kararname aynı zamanda özel şirketlerin kompost yapımına olan ilgisini de artırmıştır (Van der Werf, 2000). İngiltere'de 1998 yılında toplam 59 komplekste 910.000 ton yeşil atığın kompostlaştırıldığı tahmin edilmektedir (Gilbert ve Slater, 2000). Yine İngiltere'de katı atıkların faydalı kullanımının 2005 yılında %66'ya, 2010 yılında ise %70'e çıkarılması planlanmıştır. ABD'de, her yıl 574.000 ton katı atığın kompost ve toprak örtü materyali olarak geriye dönüşümü sağlanmaktadır (Purcell ve Stentiford, 2000). Kanada da ise1999 yılında 1.650.000 ton atık işleyen 300'den fazla işletme bulunduğu bildirilmektedir (Antler, 2000). Buradan da anlaşılacağı üzere gelişmiş ülkeler bu konuda oldukça fazla mesafe katetmiş olup, konu ile ilgili kanun ve yönetmelikler yürürlüğe girmiştir.

KOMPOSTLAŞTIRMA

Kompostlaştırma, oksijenin elverişli olduğu kontrollü şartlarda organik artıkların bakteri, mantar, solucan ve diğer organizmalar tarafından biyolojik olarak parçalanmasıdır. Kompostlaştırma işlemi herbirinde farklı mikroorganizmaların rol aldığı üç ayrı devrede gerçekleşmektedir. Başlangıç devresinde organik madde mezofilik aerobik bakteriler tarafından parçalanmaktadır. Bu devrede yığında önemli sıcaklık artışı olmaktadır. Sıcaklık 40 ⁰C’nin üzerine çıktığında mezofilik bakterilerin sayısı azalmaya başlamakta, sıcaklık 50 ⁰C’ye ulaştığında ise termofilik bakteriler devreye girmektedir (Bu devrede sıcaklığın 65⁰C’nin üzerine çıkması önlenmelidir. Zira bu sıcaklıkta termofilik bakterilerin gelişimi dolayısıyla organik maddenin parçalanması sınırlanmaktadır.) Termofilik devredeki yüksek sıcaklık karbonhidrat, yağ ve proteinlerin parçalanmasını hızlandırır. Kompostun olgunlaşma devresi olan son devrede ise elverişli organik madde miktarı azaldığı için sıcaklık azalır ve mezofilik mikroorganizmalar gelişir (Purcell ve Stentiford, 2000).
KOMPOST MATERYALLERİ

Neler kompostlaştırılabilir sorusuna “Bir zamanlar bitki olan tüm materyaller” şeklinde cevap verilebilir. Bitkisel artıklar azot (N) ve karbon (C) içermektedir. Bu materyalleri “yeşil” ve “kahverengi” şeklinde iki gruba ayırmak mümkündür. İyi bir N kaynağı olan materyal “yeşil” diye adlandırılır ve düşük C/N oranına sahiptir (<30:1) . Hayvan gübresi, inorganik azotlu gübreler, mutfaktaki sebze artıkları, yeşil yapraklar ve çim artığı bu gruba girmektedir. Azota nazaran daha fazla C içeren (>30:1) materyaller “kahverengi” olarak adlandırılır. Genellikle kurudur ve yavaş parçalanır. Saman, kuru yaprak, budama artığı, kağıt, hızar talaşı bu gruba örnek olarak verilebilir. İyi bir kompost oluşumu için yeşil ve kahverengilerin bir denge içinde olması gerekmektedir. Hızlı bir parçalanma için optimum C/N oranı 30/1’dir. Azot parçalanmayı sağlayan mikroorganizmaların çoğalması için gerekli olan proteini, karbon ise enerji ihtiyacını karşılamaktadır.

Ev atıkları ve lağım çamuru yanında kompostlaştırılacak çok çeşitli organik atık mevcuttur. Bahçe, şehir ve tarımsal budama artıkları yanında kereste endüstrisi atığı da kompostlaştırılabilir. Hayvan gübresi çok fazla sayıda ve farklı mikroorganizma populasyonuna sahip olması sebebiyle kompost yapımında hammadde olarak özel bir öneme sahiptir.

Gıda ve gıda işleme endüstrisinin atıkları üniform ve organik maddece zengin olması sebebiyle kompost yapımı için özellikle uygundur. Örneğin, elma posası, şeker kamışı lifi, sebze artıkları, zeytin ve üzüm posası, mısır koçanı, pamuk çiğidi, balık atığı ilk akla gelenlerdir. Değişik tipte kabuk ve kavuzlar da iyi fiziksel özelliklerinden dolayı kullanılabilirler. Örneğin, çeltik kavuzu, fıstık kabuğu gibi. Hindistan cevizi lifi yaygın olarak kullanılmakta ve bunu çeltik kavuzu takip etmektedir.

Bazı materyaller kolayca parçalanabildiği halde bazıları ile sorunla karşılaşılmaktadır.
Bunlar;

• 
  Çim artığı,
  
• 
  Hastalıklı bitki artıkları
  
• 
  Herbisit ve pestisit kalıntılı bitkilerdir.
  

Çim artığı: Yeni biçilmiş çim oldukça yüksek nem ve N içerir. Nem yığının keçeleşmesine ve oksijensiz ortamın oluşmasına neden olmaktadır ki bu da kötü kokuya yol açmaktadır. Bu sorunu ortadan kaldırmak için yeni biçilmiş çim artığı kahverengi bir materyal ile dengeye getirilmelidir. Odun parçaları, kuru yaprak, kesilmiş tahta parçaları bu amaçla kullanılabilir. Bu hacimli materyaller yığının keçeleşmesini önlemekte ve yığına oksijenin girişini sağlamaktadır. Ayrıca yığın oluştururken kahverengi materyal ile başlanmalı ve yine kahverengi materyal ile bitirilmelidir. Bu uygulama alttan havanın girişini sağladığı gibi üstten de kokuyu emer. Kokuyu önlemenin bir diğer yolu ise kompostun özellikle ilk hafta içerisinde sık sık havalandırılmasıdır.

Hastalıklı bitkiler: Hastalıklı bitkilerin yığına ilave edilmesinden duyulan endişe kompostlaşma esnasında hastalığa neden olan etmenin canlılığını muhafaza etmesi ve üzerinde yetiştirilen bitkiyi enfekte etmesidir. Hepsi olmamakla birlikte çoğu bitki hastalık etmenleri 55-60⁰C yüksek sıcaklığa üç gün maruz bırakıldıklarında ölürler. Bu sıcaklığa “sıcak kompostlaştırma” sırasında ulaşılabilmektedir. Bununla birlikte hastalıklı bitkilerin komposta ilavesi tavsiye edilmemektedir.

Herbisit ve pestisitler: Organik materyale herbisit ve pestisit uygulanmışsa yeterli süre geçtikten sonra kompostlaştırma işlemine başlanmalıdır.
KOMPOST OLUŞUMUNA ETKİ EDEN FAKTÖRLER:

Kompostlaştırma işlemi çok sayıda parametrenin kontrol altında tutulmasını gerektiren bir işlemdir. Mikrobiyal parçalanma oranını en üst düzeyde tutabilmek için bazı faktörlerin gözönünde bulundurulması gerekmektedir. Bunlar:

• 
  nem,
  
• 
  havalandırma,
  
• 
  yığının sıcaklığı,
  
• 
  organik materyalin parça iriliği
  
• 
  C/N oranıdır.
  

Nem: Organik maddenin parçalanmasını sağlayan mikroorganizmalar çoğalmak için neme ihtiyaç duyarlar. Kompost yığını yeterince nemli (%40-60) olmalı, buna karşın aşırı ıslak olmamalıdır. Zira bu durumda yığına hava girişi önlenmekte, bu da anaerobik ortamın oluşmasına neden olmaktadır. Bu durum parçalanmayı yavaşlattığı gibi kötü koku oluşumuna da yol açmaktadır.

Havalandırma: Havalandırmanın amacı kompost yığınına mikroorganizmanın ihtiyaç duyduğu oksijeni sağlamaktır. Kompost oluşumunun başlangıcında parçalanma çok hızlı olup buna bağlı olarak oksijen ihtiyacı da artmaktadır. Zira ideal şartlarda mikroorganizmalar çok hızlı çoğalmakta ve elverişli oksijeni tüketmektedir. Bu nedenle yığın özellikle ilk haftalarda daha sık karıştırılmalıdır. Havalandırmanın bir diğer yolu da kompost yığınına meşe yaprağı, çam ibresi gibi hacimli materyallerin ilavesidir. Bu materyaller oksijen girişini sağladığı gibi kompaktlaşmayı da önlemektedir.

Yığının sıcaklığı: Kompost yığınının sıcaklığı biyolojik aktivitenin bir fonksiyonudur. Mikroorganizma sayısı çoğaldıkça yığının sıcaklığı artmaktadır. Yığının minimum sıcaklığının 3 gün 55⁰C’de tutulması yabancı ot tohumları ve bitki patojenlerinin yok edilmesi açısından önemlidir.

Organik materyalin parça iriliği: Organik materyalin parça iriliğini azaltmak kompostlaştırma işleminin hızını artıracaktır. İdeal irilik 5-7.5 cm’dir. Parça iriliğinin çok az olması havalanmayı azalttığından parçalanmanın yavaşlamasına ve kötü koku oluşumuna yol açan anaerobik şartların oluşmasına neden olmaktadır.

C/N oranı: En ideal C/N oranı 30/1’dir (ağırlık esasına göre). C/N oranı mikroorganizmaya dengeli besin sağlama açısından önemlidir. Karbon hücre sentezi ve solunum için gerekli enerjiyi sağlamaktadır. Azot ise protein, nükleik asit ve enzimler için gerekli bir elementtir. Aşırı azot gaz halinde amonyak üretimine, aşırı karbon ise düşük mikrobiyal parçalanmaya neden olmaktadır. Kompost yapımında kullanılan bazı materyallerin C/N oranı Çizelge 1’de verilmiştir.


Çizelge 1. Bazı Organik Materyallerin C/N Oranı

Materyal	C/N oranı
Kahve artığı	20:1
Mısır sapı	60:1
Ahır gübresi	20:1
Meyve artığı	35:1
Çim artığı	20:1
At gübresi	60:1
Yaprak	60:1
Gazete kağıdı	50-200:1
Meşe yaprağı (yeşil)	26:1
Peat moss	58:1
Çam ibresi	60-110:1
Çürümüş gübre	20:1
Testere talaşı/odun	600:1
2 ay havalandırılmış testere talaşı	325:1
Saman	80-100:1
Mutfak artıkları	15:1
Sebze budama artığı	12-20:1

KOMPOSTUN TARIMDA KULLANIMI

Kompostun tarımda kullanımı doğrudan toprağa uygulama veya bitki yetiştirme ortamı olarak kullanma şeklinde olmaktadır.

Toprağa Uygulama

Doğrudan toprağa uygulanan kompost bitkiye besin elementi sağladığı gibi toprağın fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerinde de etkili olmaktadır. Bu nedenle sorunlu toprakların iyileştirilmesinde de kullanılabilmektedir.

Besin Elementleri Açısından Etkisi

Çoğu kompost önemli miktarlarda bitki besin elementi içermektedir. Potasyum gibi bir kısmı hemen kullanıma hazır olup, bir kısmı ise zaman içinde elverişli forma mineralize olmaktadır. Hektara 20 ton ahır gübresi uygulandığında ortalama olarak 400-500 kg N uygulanmış olmaktadır ki bunun %10'nu elverişli formdadır. Dalzell ve ark. (1987) tarla koşullarında kompost uygulamasını izleyen mevsimde azotun %25'nin elverişli durumda olduğunu belirlemişlerdir. Azotun mineralizasyonunun devam etmesinden dolayı bitkinin çok az veya hiç azota ihtiyaç duymadığı dönemde kök bölgesinden yer altı sularına doğru bir nitrat yıkanması söz konusudur. Çevre kirliliği ve ekonomik açıdan istenmeyen bir durum olan nitrat yıkanması örtü bitkisi yetiştirilmesi ile önlenebilmektedir (Lewan, 1994). Kompostun bitkiye besin elementlerini doğrudan sağlaması dışında, birçok dolaylı etkisi de bulunmaktadır. En önemlisi bitki besin element döngüsünü iyileştirmesidir. Toprağın fosforu fiksasyon kapasitesi kompost uygulaması ile önemli ölçüde azalmaktadır (Browaldh, 1992). Bir diğer dolaylı etkisi ise toprağın katyon değişim kapasitesini (KDK)'ni artırmasıdır (Lax, 1991). Toprağın bu özelliklerinde görülen iyileşme gübrenin kullanım etkinliğini de artırmaktadır.

Fiziksel Etkileri

Kompost uygulamanın en önemli etkilerinden biri de toprağın fiziksel özelliklerini düzeltmesidir. Kompostun toprağın fiziksel özellikleri üzerindeki en önemli etkisi toplam gözenek (porozite) ve agregat stabilitesini artırmasıdır. Bu değişiklikler azalan yoğunluk ve toprak kuvveti tarafından teşvik edilir (Tester, 1990). Azalan toprak kuvveti tohum çıkışının, kök gelişiminin ve toprak işlemesinin kolaylaşması anlamına gelmektedir. Kumlu ve killi-tınlı toprakta elverişli su tutma kapasitesi artmaktadır. Toprağın organik C içeriği ile nem içeriği arasında doğrusal bir ilişkinin olduğu ortaya çıkarılmıştır (Avnimelech ve ark., 1992). Kompost ilavesinin agregat stabilitesini etkilemesinin asıl mekanizması polisakkarit ve diğer organik moleküllerle sementasyonudur (Tisdall ve ark., 1982). Çoğu kompost çözünebilir iki değerlikli katyon (Ca ve Mg) bakımından zengindir. Bu iyonlar toprakta kilin flokülasyonunu sağlamaktadırlar.

Toprak Islahında Kullanımı

Kompostun toprak özellikleri üzerindeki etkileri kompostun verimsiz toprakların ıslahında kullanılabileceğini göstermektedir. Örneğin, asidik toprakta yetiştirilen bitkinin besin element içeriği üzerine olumlu etkisi (Smith, 1992), alkali ve tuzlu toprakların ıslahı Avnimelech ve ark., 1994) ve ağır toprakların strüktürünün düzeltilmesi gibi (Parr ve ark., 1992).

Kompostun Yetiştirme Ortamı Olarak Kullanımı

Kompostun yetiştirme ortamı olarak kullanımı gittikçe artış göstermektedir. Bunun birçok nedeni vardır. En önemlilerini şu şekilde sıralayabiliriz:

1. 
   Gıda üretiminde kullanılamayan kompostun süs bitkileri ve ağaçlarının gübrelenmesinde kullanılması
   
2. 
   Torfun maliyetinin yüksek olması
   
3. 
   Doğal dengeyi koruma çabası ve çevre bilincinin gelişmesi
   
4. 
   Torfun teşvik ettiği toprak patojenlerini kompostun baskı altına alması
   

Kompostun yetiştirme ortamı olarak kullanımı tarlaya uygulanmasına göre farklılık arzetmektedir. Bunun asıl sebebi kompostun kök bölgesindeki miktarıdır. Doğrudan toprağa uygulamada yüksek dozlarda dahi kompost kök hacminin %1'ni teşkil etmesine karşın, yetiştirme ortamı olarak kullanıldığında kök bölgesinin %10-100'nü teşkil edebilmektedir. Bu nedenle yetiştirme ortamı olarak kullanıldığında kompostun bitki üzerindeki etkisi daha güçlü ve doğrudan olmaktadır. Kompost olgunlaşmamış veya stabilize olmamış ise elverişli şartlarda parçalanma devam edecektir. Mikrobiyal aktivite ortamdaki çözünmüş oksijen ve azotu geri alacaktır. Tuzluluk, organik molekül ve fitotoksik iyonların konsantrasyonu, pH, fitopatojen organizmalar gözlenmeli, gerekliyse düzeltilmelidir. En önemlisi ortamın fiziksel özelliğidir. Yüksek hacim ağırlığı ve düşük poroziteye sahip kompostlar (örneğin şehir atığı ve lağım çamuru gibi) ortamın en az kısmını teşkil etmelidir. Büyüme ve verim daha az önem taşıyorsa bu oran artırılabilir.