APS tarafından Phytobiomes’te yayınlanan ilginç bir çalışma, aşırı fosforlu gübrelemenin verim üzerine olan etkilerini ortaya koyuyor.
Yazarlara göre, aşırı fosforlu gübreleme (inorganik), toprak mikroplarını değiştirerek bitki büyümesini olumsuz yönde etkiliyor.
Fosfor, fotosentez dahil olmak üzere birçok fizyolojik ve biyokimyasal proseste rol oynayan kilit bir bileşendir ve bu nedenle tüm canlı hücreler için önemlidir. Topraktaki mikroorganizmalar, azot fiksasyonu (atmosferdeki azotun (N2) amonyağa(NH3) dönüşmesidir) ve fosfor döngüsü gibi önemli işlemlerin yapılmasından sorumludur.
Bu nedenle, sözde mikrobiyom dinamikleri, bitki büyümesi için besinlerin mevcudiyetini önemli ölçüde etkileyebilir. Topraklarda yeterli fosfor olmaması durumunda, bitki yeterince boy yapamaz, rengini yeterince alamaz ve verim düşük olur.
Cornell Üniversitesi ve Pennsylvania Eyalet Üniversitesi’nden araştırmacılar yaptıkları çalışmada, mahsul sağlığı için kritik olan mikrobiyal fonksiyonları araştırarak, özellikle toprağın besin geçmişi nedeniyle bu işlevlerdeki değişiklikleri incelediler.
Çalışmada Kullanılan Ortamlar
Çalışmada, yüksek besin kalitesinin yanı sıra yüksek verim ve adaptasyon yeteneği nedeniyle yonca (Medicago sativa) bitkisini kullandılar. Bunun için fazla miktarda fosfor içerek 4 farklı yetiştirme ortamı kullandılar.
Bitkiler dört besin işleminde ortak bir başlangıç olarak toprak mikrobiyomuyla büyütüldü: kontrol (gübresiz), organik fosfor (kompost ilave edildi), düşük inorganik P (düşük üçlü süper fosfat, TSP) ve yüksek inorganik P (yüksek TSP).
Yüksek biyokütle bitkilerinin rizosferlerinden gelen mikrobiyomların ileri aktarıldığı birkaç koşullandırma nesnesinden sonra, dört işlem boyunca mikrobiyom bileşimi belirgindi. Elde edilen mikrobiyomlar daha sonra her bir besin işlemine nakledildi, bu da genellikle hidrolitik enzim aktivitesinde fonksiyonel değişikliklere ve aynı besin rejimine nakledilen diğer mikrobiyomlarla taksonomik yakınlaşmaya yol açtı.
Bununla birlikte, yüksek inorganik P-şartlandırılmış mikrobiyomlar, bileşimsel değişime karşı dirençlidir. Buna paralel olarak, yüksek inorganik P-şartlandırılmış mikrobiyomlarla büyütülen M. sativa, diğer mikrobiyomlarla aynı besin rejimi altında yetiştirilen bitkilerden daha düşük biyokütleye, daha az nodül ve daha düşük N’ye sahiptir.
Ardından, besin kaynaklı aracılı değişikliklerin toprak mikrobiyomu kompozisyonu ve aktivitesindeki – yüksek verimli DNA dizilimi kullanılarak ölçülen – dört büyüme devresi boyunca yonca verimi üzerindeki etkisine baktılar.
Ayrıca, toprak mikroorganizmalarının işlevinin, örneğin yüksek fosfor gibi işlemlerden sonra bile kullanılmadığını kontrol ettiler. Şaşırtıcı bir şekilde, daha yüksek fosfor içeriği bulunan toprakta yetişen yoncaların, daha düşük seviyelerle işlenmiş veya hiç fosfat içermeyen toprakta yetişen yonca bitkilerine kıyasla daha düşük verim verdiğini gözlemlediler.
Toprak besinlerinde meydana gelen değişiklikler, toprak mikrobiyomunun yapısını ve aktivitesini hızla değiştirdi. Çalışmada, fosfatla muamele edilmiş mikrobiyomların, işlevsel olarak ilave fosforlara karşı dirençli olduğunu; bunun da, bitki büyümesi üzerinde olumsuz etkiler yarattığını gözlemlediler.
Sonuç olarak…
Sonuçlar, mahsul verimini ve üretkenliği artırmak için toprağa eklenen bileşenlerin, toprak özellikleri üzerinde uzun vadeli etkilerin olabileceğini vurgulamaktadır. Yazarların yazdığı gibi, “Farklı mikrobiyomlar, bitki özellikleri üzerinde ölçülebilir şekilde farklı etkilere sahip olabilir.” Başka bir deyişle, toprakta bulunan mikrobiyomların türü ve bunların işlevleri, çiçeklenme zamanı, kuraklık toleransı ve hastalık gibi bitki özelliklerini büyük ölçüde etkileyebilir.”
Üreticiler ekinlerin verimini artırmak için sıklıkla fosfatlı gübreler kullanırlar. Ayrıca, gübreler veya kompostlar genellikle topraktaki azot içeriğini arttırmakta ve bu da fosfor konsantrasyonlarında bir artışa yol açmaktadır. Her iki yaklaşım da, bitki büyümesi için gerekenden çok daha yüksek fosfor seviyelerine neden olur. Ayrıca, tarım akışındaki azot ve fosfor çevre kirliliğine neden olmaktadır.
Daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulmasına rağmen, bulgular hassas tarımda yeni stratejilere yol açabilir. Belki çalışma sayesinde aşırı fosforlu gübreleme işlemenin azaltılmasıyla kültür bitkilerinin çevresel etkilerinin bir kısmı azaltabilir.
Kaynak: Popüler Tarım | Bilim Haberleri
Kaminsky, L.M. et al. Medicago sativa has Reduced Biomass and Nodulation When Grown with Soil Microbiomes Conditioned to High Phosphorus Inputs. Phytobiomes (2018). DOI: 10.1094/PBIOMES-06-18-0025-R