Gübre

Bitkiler, büyüme ve yaşamaları için azot, fosfor, potasyum, kalsiyum, magnezyum, kükürt, demir, mangan, bakır, çinko, bor ve bazı hallerde de molibden gibi elementlere muhtaçtır. Bunlar arasında azot, fosfat ve potasyum en önemlileridir. Gübreler, bitkilerin büyümesi için gerekli gıdayı ihtiva eden maddelerdir. Her ne kadar toprak ve su bu gıdanın büyük bir kısmını sağlamaya yeterse de birçok hallerde bir takım gıdalar bakımından fakir olabilirler. Böyle hallerde toprağın gübre ile takviye edilmesi gerekir. Hayvan dışkısı, saman ve diğer bitki artıkları binlerce yıldan beri doğal gübre olarak kullanılmaktadır. Eski zamanlarda toprağın asitliğini azaltmak ve kalsiyum temin etmek için kireçli maddeler kullanılmıştır. Kullanılan ilk kimyevi gübreler, sodyum nitrat ve kemikler olmuştur.

Azot ve fosfor içeren kimyasal ya da hayvansal gübrelerin dikkat ve özen gösterilmeden gerçekleştirilen yaygın kullanımı bugün toprak ve su üzerinde insan eliyle gerçekleştirilen en yaygın çevre kirliliği sebeplerinden birisi olmuştur.

Bitkilerin ideal gelişimi sıcaklık, nem, güneş ışığı, üzerinde geliştiği toprağın fiziksel, biyolojik ve kimyasal özellikleri ile ilgilidir. Hava durumu ve iklim gibi çevresel faktörler yanında toprak pH'ı, tekstürü, havalanma özellikleri, organik madde oranı, toprağın biyolojik yapısı ve besin elementlerinin oransal dengesi bitkilerin topraktaki besin elementlerinden faydalanma durumunu belirleyen faktörlerdir. Bu faktörler bitki gelişimi açısından gübreleme kadar değerlidir ve öncelikle ele alınmaları gereklidir.

Bitkiler karbon, hidrojen ve oksijeni, hava ve sudan; diğer bütün besinleri ise topraktan temin ederler. Bitkinin en çok ihtiyaç duyduğu besinler, kalsiyum, azot, fosfor, magnezyum, potasyum ve kükürttür. Bu elementler hektar başına 11.2 kg’dan 440 kg’a kadar gerekli olabilir. Bitkilerin daha az ihtiyaç duyduğu besinler ise, bor, klorür, bakır, demir, manganez, molibden ve çinkodur. Bunlardan molibdene hektar başına 15 gr, demir ve mangana ise 700 gram ihtiyaç duyulabilir.

Doğal gübreler bitki ve hayvanlardan sağlanır. Bunların en önemlisi guano denilen kurutulmuş kuş gübresidir. Bu gübrede %12 azot ve %12 fosfor pentaoksit vardır. Bütün doğal gübreler azot ve fosfor ihtiva ederler. Fakat sentetik gübrelerden daha pahalı oldukları için, modern ziraatte çok az kullanılırlar.

Bununla beraber doğal gübreler daha yavaş tesirli oldukları, suda daha az çözündükleri için, çim tohumlarına ve yeni filizlerin köklerine zarar vermezler. Bu özellikleriyle sebze ve çiçek yetiştiriciliğinde tercih edilirler. Doğal gübrelerin bir diğer katkısı da toprağın topraktaki organik madde oranının artması ile toprağın su tutma, pH gibi fiziksel özelliklerini düzeltmeleridir. Organik maddeler ayrıca topraktaki K, azot gibi suda kolaylıkla eriyen ve yıkanan mineral maddelerin yağmur suları ile yıkanıp gitmelerine engel olurlar. Doğal gübrelerden en önemlileri; ahır gübresi, kompostlar ve yeşil gübredir. Toprakta en fazla organik madde artışı bitkisel artıkların ve yeşil gübrelerin parçalanarak toprağa verilmesi ile sağlanır.

Ahır gübresi, terkibinde bulunan azot, fosfor ve potasyum gibi bitki besin elementleri dolayısıyla, toprağı besin maddelerince zenginleştirir.Toprağa humus vererek de toprağı ıslah eder. Ahır gübresi, toprağın işlenmesini kolaylaştırır. Toprağın su tutma kabiliyetini ve havalanmasını arttırır. Genel olarak mahsul artışında gübre faktörü, %40 gibi bir artış sağlar.

Toprağa verilen gübrenin ilk üç sene verim üzerine tesir ettiği, üç seneden sonra da bu tesirin giderek azaldığı müşahede edilmiştir. Dekara verilen iki ton iyi ahır gübresiyle, toprağa 10 kg azot, 5 kg fosfor, 11 kg potasyum verilmiş olur. Memleketimiz şartlarında ahır gübresi genel olarak ahırdan dışarı atıldıktan sonra ekim zamanına kadar açıkta bırakılmaktadır. Bu durumda yağışlar ve fermantasyon gazlarıyla gübre içinde bulunan besin maddelerinin büyük bir kısmı zayi olmaktadır. Onun için ahır gübresinin iyi muhafaza edilmesi lazımdır. Ahır gübresini gayet sıkı bir yığın halinde biriktirip, içine hava girmesine mani olacak şekilde sıkıştırmak masrafsız ve en pratik bir muhafaza yoludur.

Çiftlikteki bitki ve hayvan artıkları takriben 30 cm yüksekliğinde yayılır. Üzerine su serpilerek iyice ıslatılır ve sıkıştırılır. Bunun üzerine 5–15 cm yüksekliğinde, varsa ahır gübresi, yoksa toprak veya odun külü yayılır. Bunu takiben yine 30 cm’lik bitki artığı konur. Sulandıktan sonra, tekrar 5–15 cm toprak veya odun külü ilave edilerek istenilen yükseklikte bir kompost yığını yapılır. Yığına yukarı doğru daralan bir şekil verilir. Rutubet kaybını önlemek için en üste toprak serilir. Hazırlanan kompost yığını 3-4 hafta kendi haline bırakılır. Bundan sonra birer ay ara ile bir veya iki defa altüst edilerek yığının her tarafının çürümesi sağlanır. 3-4 ay sonra kompost gübre kullanılmaya hazır bir hale gelir.

Aynı zamanda Solucan Gübresi'de bir kompost gübredir. Çeşitli oranlarda hayvan gübresi ve evsel organik mutfak atıklarının karıştırılarak solucanlara yedirilmesi sonucu elde edilen bu organik gübre içeriğindeki organik madde muhtevası nedeniyle toprağın su tutma ve havalandırma kapasitesini arttırır. Solucanların gübreye geçirdikleri vücut sıvıları (sölom sıvısı) sayesinde bitkilerde patojenlere karşı direnç oluşturur. Solucanların sindirim sisteminde bulunan, çok sayıdaki mikroorganizma taşıyan, azot fikse eden bakteriler ve antibiyotik etkisi yaratacak doğal büyüme hormonları ve enzimler dışkıya yani gübreye geçer ve bu sayede bitkilerin büyümesinde hız ve direnç sağlar.

Ekilmiş bir mahsulün hasat edilmeden, toprağı ıslah etmek maksadıyla, toprağa gömülmesine yeşil gübreleme ve bu maksat için kullanılan bitkilere ise yeşil gübre adı verilir.

Yeşil gübrelemede, daha ziyade fiğ, bakla, soya fasulyesi, taş yoncası gibi havanın azotundan istifade ederek, köklerinde azot biriktiren ve bu sebeple toprağı azotça zenginleştiren bitkinin seçilmesi en uygundur. Yapılan birçok denemeler neticesinde, bunların kendilerinden sonra gelen mahsulün verimini %20-100 arasında arttırdığı görülmüştür.

Yapay gübreler, sıvı ve katı halde bulunur. Genellikle taşınması ve depolanması kolay olduğundan, katı ve granül haldekiler tercih edilir. Eskiden kimyevi gübreler toz halinde yapılmaktaydı. Toz halindeki gübreler çok nem çekici ve taşınması zor olduğundan terk edilmiştir. Sıvı gübreler ise gün geçtikçe önem kazanmaktadır.

Gübreleme, genellikle ilkbaharda yapılır. Fakat kışın hafif ve yağışlı geçtiği bölgelerde sonbaharda yapılmaktadır. İstenirse ekstra olarak bitkinin büyüme mevsiminde katı gübre, mevsim ortasında ise sıvı gübre kullanılır. Uçucu özellikte olan gübreler, toprak altına konur. Bitki köklerinin, toprağın derinliklerine gitmesi sağlanır.

Toprağın yapısına ve yetiştirilen bitkinin çeşidine göre azot, fosfor ve potas ihtiva eden kimyasal gübrelerin dekara verilecek miktarları hesap edilir ve buna göre verilir.

Azotlu gübrelerin çeşitli tipleri vardır. En çok amonyum ve nitrat tuzları halinde kullanılır. Bunlar arasında en önemlileri, sırasıyla amonyak ve amonyum hidroksit, amonyum nitrat, amonyum sülfat, amonyum fosfat, sodyum nitrat, kalsiyum nitrat, potasyum nitrattır. Bunlardan amonyak sıvı, diğerleri ise katı olup, amonyaktan elde edilirler. Kalsiyum nitrat ve potasyum nitratın dışındaki bütün azotlu gübreler toprağı asidik yaparlar. Fakat bu asitlik uygun kireçleme ile kolaylıkla düzeltilebilir. Siyanamid, üre ve üre-form adı verilen üre-formaldehid bileşiği de azot gübresi olarak kullanılmaktadır. Ayrıca bu sayılan bileşiklerin değişik oranlardaki karışımları ayrı patentler altında piyasaya sunulmaktadır.

%82 azot ihtiva eden amonyak, normal sıcaklıkta bir gazdır ve basınç altında taşınmalıdır. Amonyak gazı direkt gübre olarak kullanılacağı zaman, toprağın 15–20 cm kadar altına gönderilir. Böylece buharlaşıp gitmesine mani olunur. Sıvı amonyak, amonyak gazının suda çözünmesi ile elde edilir. Bu durumda %20-28 azot ihtiva eder. Sıvı amonyağın buhar basıncı az ve taşınması kolaydır. Ayrıca toprağın derinliğine gönderilmesine gerek yoktur.

Amonyağın oksitlenmesiyle elde edilen nitrik asit, amonyakla birleştirilerek amonyum nitrat elde edilir. Amonyum nitrat %32-33,5 azot ihtiva eder. Çok geniş bir kullanma sahası vardır. pek çok ürün için faydalıdır. Yalnız, pirinç yetiştirilmesinde kullanılmaz. Çünkü su baskını olan sahalarda mikrobik denitrifikasyon işlemi ile nitrat, azot gazına dönüşür ve kaybolur. Amonyum nitrat, granül halinde ve kireç ile karıştırılarak satılır.

%45-46 oranında azot ihtiva eden konsantre edilmiş azotlu bir gübredir. Amonyak ile karbondioksidin basınç altında birleştirilmesiyle elde edilir. Toprakta hızla amonyum karbonata hidroliz olur. Bu sebepten kararsız olup, amonyak gazı salıverir. Amonyak kılcal kökleri tahrip ettiği için üre, tohumun veya genç bitkinin yakınına konulmaz.

Fosfatlı gübreler veya fosfat gübreleri olarak daha çok fosfat asidinin kalsiyum tuzları kullanılır. Fosfatlı gübrelerin imalinde çeşitli kaynaklar vardır. Bunlar doğal trikalsiyum fosfatlar, hayvan kemiklerinden elde edilen fosfatlar ve tomas çelik üretim konverterlerinden çıkan curuflardır. Doğal fosfat yataklarının en önemlileri Amerika’da ve Fas’ta bulunmaktadır. Bu fosfatlar ince bir şekilde öğütülerek başka işlem yapılmadan asidik topraklara kullanılabilir.

Süperfosfatlar]], doğal fosfatlar üzerine sülfat asidi etkisiyle meydana getirilir. İlk süperfosfat fabrikası, İngiltere’de 1855 yılında kurulmuştur. Bunu 1868’de Almanya ve Fransa, 1870’te Amerika takip etmiştir. Trikalsiyum fosfat Ca3(PO4)2 suda çözünmez, dolayısıyla bitkiler tarafından emilemez. Trikalsiyum fosfatın sülfat asidi ile muamelesinden suda çözünebilen monokalsiyum fosfat elde edilir, buna süperfosfat denir.

En çok kullanılan fosfatlı gübre %18-20 fosforpentaoksit (P2O5) ihtiva eden normal süperfosfattır. %45-50 fosforpentaoksit ihtiva eden zenginleştirilmiş süperfosfat gün geçtikçe daha fazla önem kazanmaktadır. Fosfor yüzdesi zengin olan fosfat gübreleri yalnız başına kullanıldığı gibi diğer gübrelerle karıştırılarak da kullanılır.

Azot ve fosfor gibi iki faydalı elementi ihtiva etmesi bakımından çok önemlidir. Monoamonyum fosfat ve diamonyum fosfat olmak üzere iki çeşittir. Amonyum fosfat üretmek için önce trikalsiyum fosfattan, elektrik fırınında fosfor elde edilir. Fosfor su buharı ile muamele edilerek fosforik asit haline çevrilir. fosforik asit (H3PO4)nin uygun miktardaki amonyak ile muamelesi neticesinde amonyum fosfat elde edilir. Bu işlemler fazla miktarda elektrik enerjisine ihtiyaç gösterir. Amonyum fosfat gübreleri %11-14 azot, %48 civarında fosforpentaoksit (P2O5) ihtiva ederler.

Bütün potasyum gübreleri suda çözünürler. Potasyum tuzlarının çoğu, esas itibarıyla (%91-93 nispetinde) gübre olarak kullanılırlar. Potasyum ihtiva eden yatak ve kayalardan üretilerek zenginleştirilir ve gübre şekline getirilirler.

Potasyum tuzlarının üretimi: Denizlerdeki oranı düşük olan potasyum tuzları, tuzla ana sularında biriktirilerek çıkarılır. Böyle bir biriktirme bazı kapalı deniz veya göllerde de doğal bir sûrette vukua gelerek kaya tuzu gibi yataklar teşekkül eder. Stassfurt ve Alzas potas madenleri buna güzel birer misal teşkil eder.

Potasyum sülfat üretimi: İlkel madde olarak kainit kullanılır. Bunun sıcak suda eritilmesi ve çözeltinin soğutulmasıyla %55 potasyum sülfat ihtiva eden bir ürüne varılır. Yeni bir kristalizasyondan sonra da sanayide kullanılan %90’lık tuz elde edilir.

Potasyum klorür üretimi: Zenginleştirilmiş potasyum klorür, en çok kullanılan potaslı gübreyi teşkil eder. Bunun üretimi için de madenden gelen ve ortalama %50 karnalit, %20 kieserit ve %30 silvinit ihtiva eden ham ürün, birkaç kademe kristalizasyon işlemlerinden geçirilerek %90’lık potasyum klorür elde edilir.

Alzas yataklarının en önemli ürünü ortalama %30-60 KCl, %50-65 NaCl, %0,1-0,7 MgCl2 ve %9-14 çözünmeyen kısım ihtiva eden “silvinit”tir. Bu madde sadece parçalanıp öğütüldükten sonra bileşimine göre %20-22 veya %14-16 K2O’lu gübre olarak satılır veyahut zenginleştirilerek özel gübreler hazırlanır. Alzas ürünlerinde mağnezyum bulunmadığından, bu işlem Stassfurttaki üretime nazaran ana suların buharlaştırılmasına lüzum olmaksızın hasıl olması sebebiyle basittir. İşlemin esası sodyum ve potasyum klorürlerinin soğukta ve sıcaktaki çözünürlük farkına dayanır.

Potasyum tuzlarının kayalardan çıkarılması: Potasyum tuzları bazı kayalardan da çıkarılmaktadır. Fakat pek bol değildirler. Önemli bir maden feldispattır ki ortalama %2,4 K2O ihtiva eder. Ancak bu oran üretim masrafını karşılayamaz. Buna karşılık İtalya’da bulunan ve leucit (4 SiO2Al2O3K2O) ihtiva eden bazaltlar (Bkz. Bazalt) bu hususta daha elverişlidir. Burada potasyumun kazanılması için yapılan bir usûlde (blanc usûlü), leucitli taşlar kum şekline getirilerek, bazaltı çeken ve leuciti bırakan bir elektro mıknatıs tesiriyle zenginleştirme yapılır. Bu suretle %23 Al2O3, %18 K2O ve %55 SiO2 ihtiva eden bir ürüne varılır. Klorür asidi tesiriyle silis çöker ve potasyum klorürle alüminyum klorür ihtiva eden bir çözelti meydana getirir. Bu iki tuz da billurlaşma işlemleriyle birbirinden ayrılarak %90’lık potasyum klorür, öte yandan bir çöktürme ile alüminyum üretimine elverişli saf alüminyum elde edilir.

En az iki çeşit bitki besin elementi içeren gübrelere kompoze gübre (ing. "compound fertilizer") denir . Bugün doğal ve yapay gübrelerin her ikisi de değişik şekillerde elde edilmektedir. Bitkinin beslenmesi öncelikle yapay (mineral ya da ticari) gübre dediğimiz azot, fosfor ve potasyum tarafından sağlanır. Genellikle yapay gübrelerin ihtiva ettiği besin, azot (N), fosfor pentoksit (P2O5) ve potas (K2O) olarak ifade edilir. Yapay gübrelerin ticari ambalajlarında bir veya daha fazla madde bulunur. Karışık gübrelerin bileşimi çoğunlukla gübre ambalajlarının üzerindeki bir seri numara ile belirtilir. İlk sayı azotun yüzdesini, ikincisi fosfor pentaoksidin yüzdesini ve üçüncüsü de potasın yüzdesini belirtir. Böylece 5-10-10 şeklinde işaretlenmiş bir karışık gübre %5 azot, %10 fosfor pentaoksit ve %10 potas ihtiva eder. Süper kompoze gübreler ise NPK dışında mineral maddeler de ilave edilen daha kompleks yapıdaki kimyasal gübrelerdir. Bu gübreler Zn, Fe, Sülfat gibi ilave besin elementleri ihtiva ederler.

Özellikle azotlu gübrelerin yıkanarak veya nitrifikasyon ile bitki tarafından kullanılmadan kaybedilmesinin önüne geçilmesi ve toprakta daha uzun süre dengeli bir şekilde kullanılabilirliğini sağlamak üzere geliştirilen gübre formlarıdır. yavaş salınım özelliği farklı teknikler kullanılarak sağlanabilir.