Bir bahçıvan olarak hepimiz humus hakkında konuşuruz. Hatta bazılarımız humuslu toprak ve humik asit ve fulvik asit gibi humik maddeler satın alırız. Humusun toprak için iyi olduğu inancıyla topraklarımızdaki humus seviyesini artırmak için bahçelere kompost ekleriz. İyi bahçe toprağı, yüksek humus içeriği nedeniyle koyu renklidir.
Tüm bahçıvanların hemfikir olduğu bir şey varsa, o da humusun bahçe için iyi olduğudur - değil mi?
Belki de değildir!
Bilim artık humus hakkındaki inançlarımızın yanlış olabileceğini söylüyor. Bu blogda dünyayı sarsan bazı haberleri gözden geçireceğim - yoksa bu toprağı sarsan haberler mi?
Humus Yoktur - Yeni Çalışmaya Göre: Toprak Organik Maddesinin Tartışmalı Doğası, Johannes Lehmann & Markus Kleber, Nature'da yayınlandı
Humus Nedir?
Bu soruyu 2013 yılında yazdığım bir önceki yazıda yanıtlamıştım Humus Nedir? Daha fazla ayrıntı için bir önceki yazıyı inceleyebilirsiniz, ancak ben burada kilit noktaları özetleyeceğim.
200 yıl önce toprak bilimciler iyi tarım toprağının siyah olduğunu fark ettiler ve bu siyah şeyi daha iyi anlamak için toprağın mineral bileşenlerinden (yani silt, kum ve kil) çıkarmak için bir yöntem geliştirdiler. Toprağı pH 13 olan güçlü bir alkali çözeltiyle işlediler. Bu prosedür organik bileşeni topraktan çıkardı, böylece onları inceleyebildiler.
Zamanla bu siyah madde humus olarak bilinmeye başladı.
Humusun bazı alışılmadık özellikleri vardır. Çoğunlukla karbon ve biraz nitrojenden oluşur - o kadar da alışılmadık değil. Alışılmadık kısmı humusun çok kararlı olmasıdır. Aslında ayrışması 100 yıl veya daha fazla sürer. Mikroplar, petrol de dahil olmak üzere hemen hemen diğer tüm organik maddeleri sindirebilmelerine rağmen onu sindiremiyor gibi görünüyor.
Alkali ile muamele, hümik asit ve fulvik asit olarak adlandırılan iki ana bileşen üretir.
Ayrışma Humus Üretir
Bahçedeki organik malzemeye ne olduğunu tam olarak anlamaya çalışalım. Organik bitki (ve hayvan) malzemesi toprağa eklenir. Yapraklar yere düşerken doğrudan eklenebilir veya önce bir bahçıvan tarafından kompost haline getirilip sonra toprağa eklenebilir. Bu tartışmanın amacı için her iki süreç de aynıdır. Toprağa girdikten sonra, bitki malzemesi parçaları ayrışırmikropların (çoğunlukla bakteri ve mantarlar) etkisiyle proteinler ve karbonhidratlar gibi büyük moleküllere dönüşür.
Zamanla mikroplar organik maddeyi daha küçük moleküllere ayırır ve bu süreçte bitkilerin kullanması için besin maddeleri açığa çıkar. Bu süreç ortalama 5 yıl sürer. Bu konuda daha fazla ayrıntı için bkz. Kompost - Kompost Nedir .
Sürecin sonunda organik maddelerin çoğu mikroplar tarafından tüketilir ve geriye humus kalır. Humus, mikropların sindiremediği bir maddedir, bu nedenle birikir ve uzun yıllar toprakta kalır. Son derece kararlıdır, bazıları 100 yıl veya daha uzun süre kaldığını iddia etmektedir.
İyi toprakta gördüğümüz siyah renk, ayrışmakta olan organik madde ve humus karışımından kaynaklanır. Çoğunlukla humustur.
Humus - Var mı?
Yukarıda anlatılan ayrışma süreci uzun yıllardır kabul gören bir gerçektir ve son yazımı yazdığım 2013 yılında da kabul gören hikayeydi. Ancak bilim insanlarının bu hikayeyle ilgili her zaman bazı sorunları olmuştur. 100 yıl önce bile bazı bilim insanları humusun varlığını sorguluyordu.
Humus toprakta karakterize edilemez. Bu, bilim insanlarının humusu topraktayken analiz edemeyecekleri anlamına gelir. Sadece pH 13'te ekstraksiyondan sonra onunla çalışabilirler. pH 13 çok alkalidir ve bu pH'ta her türlü garip kimyasal reaksiyon gerçekleşir. Hiç kimse topraktaki humusun ekstraksiyondan sonra incelenen humusla aynı olduğunu kesin olarak söyleyemez.
Humus Neden Bu Kadar Stabil?
Ayrışma süreci, mikropların bitki materyalini gittikçe daha küçük moleküllere ayırması nedeniyle gerçekleşir ve yine de humus onların sindirim süreçlerine karşı bağışıktır.
Humus hakkında başka ne biliyoruz?
Humus çok büyük moleküllerden oluşur, ancak uzun yıllar süren çalışmalar boyunca hiç kimse bu moleküllerin yapısını net bir şekilde tanımlayamamıştır. Günümüzün bilimsel araçlarıyla hemen hemen her şeyin moleküler yapısını belirleyebildiğimiz düşünüldüğünde bu gariptir. Humus hala "çoğunlukla karbon ve hidrojenden oluşan büyük, tanımlanamayan, oldukça değişken bir molekül" olarak tanımlanmaktadır - bu bize şunu söylemezÇok fazla!
Bilim insanları bunun ne olduğunu bilmiyor ve neden bu kadar kararlı olduğunu açıklayamıyorlar.
Daha da ilginç olanı moleküllerin büyüklüğüdür. Mikropların organik maddeleri giderek daha küçük moleküllere ayırdığını unutmayın. O zaman neden böyle bir sürecin sonunda çok büyük moleküllere sahip oluyoruz? Süreç başladığında bu moleküller bitkilerde mevcut değildi. Bu, ya kendi başlarına oluştukları anlamına gelir - ki bu doğada nadir görülen bir durumdur ya da birileri tarafından yaratılmışlardır.tamamen bilinmeyen biyolojik bir süreçtir.
Hiç kimse büyük moleküllerin neden ve nasıl oluştuğunu açıklayamamıştır.
Humus Yoktur!
Nature dergisinde Aralık 2015'te Johannes Lehmann & Markus Kleber tarafından "Toprak Organik Maddesinin Tartışmalı Doğası" adlı çok ilginç bir makale yayınlandı, ref 1. Nature dergisine aşina olmayanlar için, yeni keşiflerin krem-DE-la-creme'sini yayınlama eğiliminde olan en iyi bilimsel dergilerden biridir ve son derece saygındır.
Ayrıntıları aşağıda açıklayacağım, ancak bu makalenin söylediği şey, humusa 200 yıldır yanlış şekilde baktığımızdır. Humus toprakta mevcut değildir. pH 13 ekstraksiyon işlemi sırasında humus yaratılır. Güçlü alkali humusu yaratır.
Toprakta organik madde vardır. pH 13 çözeltisi ile işlendiğinde, büyük humus moleküllerini oluşturan bir süreçten geçer.
Yeni Ayrıştırma Modeli
Yukarıda bahsi geçen makalede verilen bilgileri kullanarak ayrıştırma sürecini yeniden açıklayacağım.
Organik bitki materyali toprağa eklenir. Toprağa girdikten sonra bitki materyalinin parçaları mikropların etkisiyle proteinler ve karbonhidratlar gibi büyük moleküllere ayrılır.
Zamanla mikroplar organik maddeyi daha küçük moleküllere ayırır ve bu süreçte bitkilerin kullanması için besin maddeleri açığa çıkar.
Organik madde iki nedenden dolayı yavaş ayrışıyor gibi görünmektedir;
- molekülleri toprakla etkileşime girerek mikroplardan saklanır
- mikroplar büyük moleküller oluşturarak sürecin yeniden başlamasını sağlar
Büyük organik madde molekülleri toprakla daha önce düşünülenden daha fazla etkileşime girer. Aslında toprak, organik maddeyi bakterilerden bir dereceye kadar gizleme eğilimindedir ve ayrışma sürecini yavaşlatır.
İkinci önemli nokta ise mikropların küçük molekülleri kullanıp tıpkı bitkilerin yaptığı gibi büyük moleküller oluşturmalarıdır. Basit şekerleri, nitratı ve fosfatı alıp bunlardan proteinler, DNA ve karbonhidratlar oluştururlar. Bu yeni bir bilgi değil, ancak makale bu sürecin fark ettiğimizden çok daha önemli olduğunu öne sürüyor. Mikroplar ayrıştırma sürecini yavaşlatarakHer şeye yeniden başlamak.
Toprak, herhangi bir zamanda çok çeşitli molekül boyutları içerir - Toprak Organik Maddesinin Tartışmalı Doğası - araştırma makalesinin başlığı.
Toprağa yeni bitki ve hayvan materyalleri eklendiğinde ve mikropların ölümüyle sisteme sürekli olarak büyük moleküller girer. Bu organik madde sürekli olarak daha küçük ve daha küçük moleküllere ayrışır ve sonunda nitrat ve fosfat gibi basit besinlere ve karbondioksite dönüşür.
Toprak, daha önce tanımlandığı gibi humus içermez. Büyük ve kararlı humus molekülleri ile hümik ve fulvik asitler yoktur. Humus ve ilgili asitler ancak toprak pH 13 çözeltisiyle işlendikten sonra test tüpünde bulunur.
Bu Bahçıvan İçin Ne Anlama Geliyor?
Bahçıvan için çok fazla bir şey değişmiyor. Toprağa organik madde eklemenin önemli olduğunu zaten biliyorduk - bu değişmedi. Organik maddenin zaman içinde bitkileri beslediğini biliyoruz. Agregatlar oluşturarak toprak yapısını iyileştirdiğini biliyoruz.
Yazımda da açıklandığı gibi Humus Nedir? Birçok insan satıyor olsa da humus satın alamazsınız. Sattıkları şey sadece süslü bir etiketi ve muhtemelen daha yüksek bir fiyat etiketi olan organik maddedir.
Hümik Maddeler
Hümik madde terimi, hümik asit ve fulvik asit de dahil olmak üzere bir dizi ürün için kullanılır.
Artık bunların ekstraksiyon sürecinde yaratıldığını ve bu nedenle insan yapımı kimyasallar olduğunu biliyoruz. Yaygın inanışın aksine, hümik maddeler organik DEĞİLDİR (organik bahçecilik anlamında).
İşe yarıyorlar mı? Bitkiler için herhangi bir değer katıyorlar mı? Başka bir yazının konusu gibi görünüyor - ancak kısa cevap, bunların bir değeri olabileceğidir - ancak bahçede gerçek bir değeri destekleyen bilimsel kanıtlar en iyi ihtimalle zayıftır.
Bilimsel Süreç
Bugünlerde bilim ve bilimsel süreç hakkında çok fazla olumsuz basın var. Her şey Monsanto tarafından kontrol ediliyor ve tüm bilim insanlarına sonuçları hakkında yalan söylemeleri için para ödeniyor. Birazcık sağduyusu olan herkes bunun saçmalık olduğunu bilir.
Bilim her zaman doğru değildir. Humus konusunda 200 yıl boyunca yanıldılar. Bunun bir nedeni toprak bilimi araştırmalarının çok iyi finanse edilmemesidir - ancak 200 yıl uzun bir süredir.
Humusla ilgili konular 1888 gibi erken bir tarihte gündeme gelmiş (ref 1), ancak reddedilmiştir. 50 yıl sonra tekrar gündeme gelmiş ve yine reddedilmiştir. Şimdi bu fikre daha fazla destek var gibi görünüyor. Bunun bir nedeni, artık topraktaki humusu tespit edebilmesi gereken daha iyi bir teknolojiye sahip olmamız, ancak hiç bulamamasıdır.
Tüm bunların önemli noktası, bilim araştırmalarının kendi kendini düzelten bir süreç olduğudur. Zaman içinde hatalar yeni çalışmalarla düzeltilir. Sistem çalışır. Zaman içinde bilim doğru sonuçlara ulaşır. 1916 yılında Albert Einstein tarafından öngörülen yerçekimi dalgalarını ilk kez gözlemledik. Bilim zaman zaman yavaş olabilir, ancak alternatiflerden çok daha iyidir.
Bu humus hikayesinin sonu mu? Muhtemelen hayır. Tartıştığım makale çok yeni ve tüm bilim insanları buna katılmıyor. 2 yıl sonra humus hakkında tekrar yazmam ve hikayeyi değiştirmem oldukça olası, ancak sanmıyorum. Eski humus hikayesiyle ilgili sorunlar artık açıkça açıklanmıştır ve yeni teori elimizdeki verilere uymaktadır.
Bu makale, yeni görüşün neden daha fazla benimsenmediğini tartışmaktadır.
Referanslar:
- Toprak Organik Maddesinin Tartışmalı Doğası: //www.nature.com/nature/journal/v528/n7580/abs/nature16069.html
- Fotoğraf Kaynağı: Toprak Organik Maddesinin Tartışmalı Doğası