1 / 111

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

Madde Döngüleri-2 N, P, S Biyo - Jeo -Kimyasal Döngüler. PROF. DR. AYTEN NAMLI. Azot kazanımı Yağmur ve sulama suyu Tohumlar ile Ticari gübre ile Çiftlik gübresi ile Asimbiyotik N fiksasyonu Simbiyotik N fiksasyonu Azot Kaybı Ürün hasadı Erozyon Yıkanma. Azot döngüsü.

doris
Download Presentation

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

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

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

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

  3. Azot döngüsü • mineralizasyon, • fiksasyon, • asimilasyon • denitirifikasyon.

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

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

  6. Azot mineralizasyonu sonucunda iki ana ürün ortaya çıkmaktadır: amonyum ve nitrat iyonlar Organik bileşiklerden amonyum iyonlarının türemesi olayı amonifikasyon Toprakta özel bakteri grupları tarafından amonyum iyonlarının kademeli olarak nitrit ve nitrat iyonlarına yükseltgenmesi olayı ise nitrifikasyon’dur. Amonifikasyon heterotrofik organizmalar tarafından, Nitrifikasyon ototrof nitelikli organizmalar tarafından yürütülür. Denitfirikasyon süreci: NO3 NO2NO N2 O N2

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

  8. Nitrifikasyonu etkileyen faktörler: • 1. Nitrifikasyon bakterileri kuvvetli aerob olduklarından, reaksiyonlar mutlak oksijence zengin koşullarda gerçekleşmektedir. • 2. Ortam pH'sı diğer etkili bir çevre faktörü olup hafif asit, nötr veya hafif alkali koşullar nitrifikasyon için uygundur. • 3. Nitrifikasyonun optimum sıcaklığı24-29 C arasındadır. • 4. Tarla kapasitesinin % 80'i düzeyinde nem miktarı nitrifikasyon için optimumdur.

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

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

  11. Denitrifikasyon • N’unnitrat çevrimi ile gaz formlarına dönüşümü, • Toprak suyla doygun olduğunda ve bakteri nitratı oksijen kaynağı olarak kullandığında gerçekleşir.

  12. Denitrifikasyon • Heterotrof bakteriler : • Pseudomonasdenitrificans • Bacillusnitroxus • Ototrof bakteriler: • Thiobacillusdenitrificans • Micrococcusdenitrificans • Fakültatifanaerob bakteriler: • Achromobacter

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

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

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

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

  17. Baklagil bitkileri kg ha-1 yıl-1 Bezelye 52-77 Fasülye 97 Soya fasülyesi 64-121 Fiğ 100-170 Yonca 150-400 Çeşitli baklagil bitkilerinin azot fiksasyon düzeyleri

  18. Nodül oluşum mekanizması • Enfeksiyon öncesi dönem • Enfeksiyon şeridinin oluşması • Nodül oluşumu

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

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

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

  22. Rhizobium • nodül

  23. Volatilizasyon • Azotun amonyumun amonyak gazına çevrimi ile olan kaybıdır.

  24. Immobilizasyon • Mineralizasyonun tersidir. • Yarayışsız hale çevrimi

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

  26. Bitki sömürmesi • Tarım işletmelerinin azot amenajmanının temel hedefidir.

  27. FePO4 AlPO4 H2PO4 PO4 CaPO4 P H2PO4 P2O3 P2O2 P2O5 P2O4 HPO4 FOSFOR DÖNGÜSÜ

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

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

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

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

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

  33. TARIMSAL ÜRÜNLERİN FOSFOR İÇERİĞİ % ?

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

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

  36. FARKLILIK? • FOSFOR DÖNGÜSÜ

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

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

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

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

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

More Related