Farklı kullanımlar altındaki topraklarda nem ve sıcaklığın azot mineralizasyonuna etkisi

Abstract

Azot mineralizasyonu topraktaki azot döngüsünün çok önemli bir bölümünü oluşturmaktadır. Toprak organik maddesinden inorganik azotun serbest bırakılması azot mineralizasyonudur. Bu süreç, toprak organik maddesinin kalitesi, mikrobiyal aktivite, toprak sıcaklığı ve nemi gibi birçok süreç tarafından kontrol edilmektedir. Bitkilerin kullanabildiği azot kaynakları farklı mikroorganizma gruplarının iş gördüğü mineralizasyon ile oluşur ve ekosistemin verimliliğinin sürekliliği için gereklidir. Toprakların mineralizasyon kapasiteleri ve bunu etkileyen toprak özelliklerinin bilinmesi, azotlu gübrelerin tarımsal etkinliklerinin arttırılmasında önemli rol oynamaktadır. Bu çalışmanın amacı, farklı kullanımlar (orman, mera ve tarım) altındaki topraklarda farklı sıcaklık ve nem değerlerinin organik N mineralizasyonuna etkisinin belirlenmesidir. Çalışma Tokat çevresinde doğal mera, orman ve tarıma açılmış alanlarda yürütülmüştür. Toprak örnekleri 0-5, 5-15 ve 15-30 olmak üzere 3 farklı derinliklerden alınmıştır. Alınan örnekler analize hazırlandıktan sonra tekstür, pH, hacim ağırlığı, organik madde, kireç, tarla kapasitesi, toplam N, organik N, mineralize N ve mikrobiyial biyokütle N değerleri tespit edilmiştir. Mineralizasyon çalışması iki farklı nem (tarla kapasitesi % 30 ve % 60) değerleri ve sıcaklıkta (20 oC ve 35 oC) yürütülmüştür. Çalışma alanında toprak pH' sı 7,6 ile 7,94 arasında değişim göstermiştir. Orman toprağında toplam N ve mikrobiyal N yüksek olmasına rağmen 20 oC sıcaklıkta mineralize N düşük bulunmuştur. Fakat, sıcaklığın 35 oC çıkmasıyla her iki nem koşulunda en yüksek mineralize N ormanda belirlenmiştir. Bu durum orman toprağının sıcaklıktaki artışa oldukça duyarlı olduğunu göstermektedir. Yüksek sıcaklıkta nem değerindeki artış tarım ve orman toprağında mineralize N değerinde önemli bir artışa neden olmuştur. Toprak nem değerindeki artış minaralize N miktarını en fazla yüzey toprağında artırmıştır. Sıcaklık ve nemin farklı arazi kullanımlarında mineralize N üzerine olan etkisi önemli bulunmuştur (p<0,05). Gelecekte küresel ısınmayla sıcaklıktaki artışın özellikle en büyük organik madde deposuna sahip ormanda mineralizasyonun daha fazla artmasına neden olacaktır. Bu durum yer üstü ve yer altı su kaynaklarını inorganik N tarafından kirlenme potansiyelini artırmaktadır.

Nitrogen minaralization is an important part of nitrogen (N) cycle. The release of inorganic N from organic N is called N mineralization. Nitrogen mineralization in soil is controlled by the quality of soil organic matter, microbial activity, soil moisture and temperature. A variety of soil microorganism involves in N mineralization, which is important for plant available N and fertility of ecosystems. The increases of the effect of N fertilizers in agricultural ecosystem can depend on the mineralization capacity of soils and the factors affecting soil mineralization. The objective of this study is to determine the effects of moisture and temperature on mineralizable N content in soils under agriculture, forest and arable use. This study was conducted at arable land, forest and agricultural areas in Tokat province. Soil samples were taken from 0-5, 5-15, and 15-30 cm depths using a hand probe. After preparation of soil samples, texture, pH, bulk density, organic matter, lime content, water holding capacity, total N, organic N, mineralizable N and microbial biomass N were determined. Soil samples were incubated at three different moisture content (%30 and %60 water holding capacity) and temperatures (20 oC and 30 oC). Soil pH of study area ranged from 7.6 to 7.9. Mineralizable N content at 20 oC was lower in forest even with the higher total N and microbial biomass N. However, the greatest mineralizable N contents were obtained at 35 oC in both moisture contents of forest soil. This result indicates that forest soil is too sensitive to the increases of soil temperature. At higher temperature, the increases of soil moisture content resulted a greater mineralizable N content in agriculture and forest soils. The increases of mineralizable N content with moisture were greater at the surface soils. The effects of temperature and moisture on mineralizable N content was significant under different management systems (p<0,05). Global warming will greatly increase mineralization especially in the greater organic matter stock of forest. Therefore, the high N mineralization has a greater potential for N contamination in surface and ground waters.