YAPRAKTAN BESLENME

Gübre, tarımın önemli bir girdisi olup verim artışındaki yeri bütün diğer girdilerin toplamına eşdeğerdir. Tarımda bitkisel üretimin önemli girdilerinden olan gübre tüketimi giderek artmaktadır.
Ancak, bu artış ile beklenen düzeyde üretim artışı sağlanamamaktadır.
Yer yer bilinçsiz ve dengesiz yapılan gübreleme ile toprakların verimlilik dengesi bozulduğundan bu topraklarda yetiştirilen bitkilerden elde edilen ürünün kalitesi de düşmektedir. Gübre tüketimi arttıkça onun uygulama şekillerinde de gelişmeler olmaktadır. Bunlardan önemli bir tanesi de yaprak gübreleridir.
Bitkilerde besin noksanlığında ortaya çıkan verim ve kalite düşüklüğü her zaman topraktan yapılan gübreleme ile kısa sürede giderilemediğinden yapraktan gübreleme ile giderilmeye çalışılmaktadır. Bitki besinlerinin sıvı halde yaprağa püskürtülerek verilmesine “Yapraktan Gübreleme”; bu amaçla kullanılan gübrelere de “Yaprak Gübreleri” adı verilmektedir.
Topraklarımızda genel olarak organik madde miktarı düşük, kil ve kireç kapsamı yüksek, alkali reaksiyonlu olduğundan bitki besinlerinin alınması güçleşmektedir.
Bu bakımdan yapraktan gübreleme ve yaprak gübrelerinin önemi artmaktadır. Son yıllarda, gerek yurt dışında gerekse ülkemizde yaprak gübrelerinin üretim ve tüketiminde hızlı bir gelişme görülmektedir.
Dünya nüfusunun gün geçtikçe artması gıda ihtiyacının hızlı artmasına sebep olmaktadır.
Tarım alanlarının sınırlı olduğu dikkate alınırsa artan gıda maddesi ihtiyacının birim alandan daha çok ürün elde ederek karşılanabileceği açıktır.
Topraktan bitkilerin kaldırdığı besin elementlerinin toprağa geri verilmesi gerekir. Aksi halde toprak gittikçe verimsizleşecek ve elde edilen ürün gün geçtikçe azalacaktır.
Genelde kalkınmakta olan ülkelerin toplam gıda üretimlerinin sadece küçük bir oranı gübre kullanımına dayanır. Artan gıda ihtiyacımızı karşılamak için üretimin herhangi bir yolla arttırılması gerekir.
Bu da inorganik gübre kullanımıyla mümkün olmaktadır.
Gübreleme tohumun çimlenmesinden olgunluk devresinin sonuna kadar, bitki tarafından topraktan sömürülen veya toprak üstü organları tarafından alınabilen organik veya inorganik tabiatlı olan, bitkilerde gelişmeyi uyaran maddelere “gübre”; bu maddelerin toprağa, gövdeye veya yapraklara verilmesine de “gübreleme” denilmektedir (Zabunoğlu ve Karaçal, 1986).
Bitkiler temel beslenmelerini topraktan yaparlar. Ancak, bazı besin elementlerinin toprakta bulunmaması veya yetersiz oranda bulunması, toprağın yapısına bağlı olarak tamamen ya da kısmen bitkinin alamayacağı şekilde tutuluyor olması ve özellikle kurak, yarı kurak bölgelerde topraktaki suyun yetersizliği nedeniyle, bitkilerin besin elementlerini gereği kadar alamamaları durumunda, yaprak gübreleri önemli destek sağlayabilmektedir.
İçeriklerinde bitkiler için gereken besin elementlerinden biri ya da birkaçını bulunduran bu gübreler, sıvı halde yapraklara püskürtülerek uygulanmaktadırlar, (Kacar ve Katkat, 1999).
Bitkiler toprak üstü organları ve özellikle yaprakları aracılığıyla besin elementlerini alarak beslenmelerine katkıda bulunurlar.
Bitkilerin toprak üstü organları bir yandan organik madde üretimi (fotosentez) işlevini
yaparken, bir yandan da su ve suda çözünmüş organik ve inorganik maddelerle gaz şeklindeki basın elementlerini (CO2, O2, SO2, NH3, NO2) absorbe ederler (Kaçar ve ark. 2002).
İlk bakışta görünen bütün net avantajlarına ve ekonomik üstünlüğüne rağmen gariptir ki uygulayıcılar yaprak gübrelerini şüphe ile karşılamaktadırlar. Bunun pek çok nedeni vardır.
Sözgelişi yaprak gübreleri ucuz olmalarına karşın, verimli topraklarda etkileri pek anlaşılamamaktadır.
Ayrıca yaprak gübreleri genel olarak özel bir kullanım gerektirmektedir.
Bu da bölgesel özelliklere, iklime, toprağın işlenişine, bitkinin büyüme aşamasına, zamana ve diğer faktörlere göre belirlenmelidir.
Bilimsel olarak, günümüzde yaprak gübrelerinin verime ve kaliteye olan olumlu etkinliği kolayca ispatlanabilmektedir.
Ancak yaprak gübrelerinin tarıma uyarlanması için özel durumlara göre araştırmalar ve uygulamalar yapılmalı ve etkin kullanım için gerekli olanlar üreticinin bilgisine sunulmalıdır. Yaprak gübre uygulaması en yararlı şekilde yapıldığında kullanımında artış sağlanacak ve yaygınlaşabilecektir (Aktaş, 1996).
YAPRAK GÜBRELERİNİN TARİHSEL GELİŞİMİ
Yaprak gübrelemesi tarihsel süreç içerisinde eskiden beri yapıla gelen bir uygulamadır. Fransa’da yapılan bir uygulamada 1844 yılında demir sülfat yaprak gübrelemesinde kullanılmıştır ve kloroza karşı başarı sağlanmıştır. Suyun yapraklar tarafından absorbsiyonu konusu 1676 “Mariotte” tarafından açıklanmıştır (Mariotte, 1676).
Ancak bu konu yüzyılımızda “Wetsel” tarafından deneysel olarak kanıtlanana kadar karanlıkta kalmıştır. 1877’de ise “Böhm” çözünmüş mineral tuzların (Örneğin; kalsiyum) yaprak tarafından absorbe edildiğini ve metabolizmada kullanıldığını belirtmektedir (Böhm, 1877).
20. yüzyılın başında ise “Hiltner” yaprakların dışarıdan madde alması olayına ilk bilimsel kanıtları getirmiştir. Hiltner, hardal bitkisini potasyumsuz besin çözeltisine koymuş ve bitkinin yapraklarını KCl çözeltisi uygulamıştır. Daha sonra ve çiçek, meyve tohumda potasyum iyonları tespit etmiştir (Hiltner, 1909; Hiltner, 1912).
1916’da Havai’de “Johnson” demir eksikliğine bağlı klorozlu ananas bitkilerine demir sülfat solüsyonunu püskürtmüş ve bitkinin bir süre sonra tekrar yeşil renk aldığını gözlemlemiştir, (Johnson, 1916). Bu başarı Amerika’daki çiftçileri 1920’lerde yapraktan gübre uygulamaya teşvik etmiştir.
Ancak bilim adamları yapraktan herbisit ve pestisit uygulamalarının 1940’lardaki başarılı sonuçlarından sonra bile bu konu ile ilgilenmemişlerdir, (Franke, 1985). Bu gün bile yapraktan gübreleme konusunda pek çok araştırılmamış nokta bulunmaktadır.
Wittwer ve arkadaşlarının yapmış olduğu araştırmaya göre, Bitkilerin yapraktan beslenme çalışmalarının 1844 yılında başladığını ve günümüze dek artarak devam ettiğini; bu konudaki çalışmaların 1938 yılından sonra radyoizotopların tarımsal alanda kullanılmaya başlaması ile daha etkili olarak yürütüldüğünü belirtmişlerdir. Yapraklara yapılan azot, fosfor, potasyum ve kalsiyum uygulamalarının bitkinin büyümesinde çok etkili olduğunu, ayrıca birçok bitkide çinko, mangan, bakır, bor ve
molibden noksanlıklarının giderilmesinde bu elementlerin suda çözünebilen tuzlarının yapraklara püskürtülerek verilmesinin etkin olduğunu bildirmişlerdir (Wittwer ve ark., 1963).
BİTKİ YAPRAKLARIYLA BESİN ELEMENTLERİNİN ALINMA MEKANİZMASI
Maddelerin yapraktan alımında bu geçiş stomaların boşluklarında cereyan etmediğinden toplam alınım yaprak yüzeyleri yardımıyla gerçekleşmekte ve üç aşamada gösterilebilmektedir.
• Kutikula’nın aşılması
• Hücre duvarından geçiş
• Plazmalemma’nın yarı geçirgen plazma membranından aktif cereyan eden bir süreç ile maddenin hücreye kazandırılması.
ilk iki aşama strüktürel bir sorun olarak incelenmelidir. Burada, bir tarafta epidermisin
dış duvarını örten yeknesak poren içermeyen kutikula tabakası öte yandan hücre duvarı ele alınmalıdır. Hücre duvarı ve bunun kutikulası strüktürel yapı olarak çok farklı, çeşitli ve karmaşık durum göstermektedir. Bu nedenle de, hücre duvarı yapısının genel olarak geçerli olabilecek şematik çizimi mümkün olamamaktadır.
Bununla beraber hücrenin, hücre duvarına en yakın kısmı olan lümenin büyük bir
bölümünün selülozdan oluştuğu; pektin, kütin ve balmumu kapsayan kutikulanın ise çoğunlukla kütinden oluştuğu bilinmektedir. Kimi durumlarda kutikula, hücre duvarı üzerinde keskin sınırları olan bir tabaka halinde bulunurken, kimi hücre duvarlarında kendi kutikulası ile selüloz duvarlarının arasına farklı kalınlıklarda kutikular tabakalar halinde sıkışmış şekillerde yer alabilmektedir. Bu tabaka gerek kütin gerekse pektin ve selüloz içermekte çoğu kez lamel tabakaları gibi bir yapı göstermektedir (Alpaslan, 2000).
Kutikulada ise suyun geçişi sırasında balmumu tabakası kutikuladan daha fazla olarak su geçişini engellemektedir yani solüsyonun damlaları yüzeyle temas kuramamakta ve yüzeyden kaymakta dolayısıyla yapraktan beslenme mümkün olamamaktadır. Bu aşamada denebilir ki epidermis, stoma tarafından yarılmakta ve açılan yarıklardan (150-3000 cm2) püskürtülen solüsyon için geçiş imkanı ortaya çıkmaktadır. Ancak atrium duvarlarının, merkez çekirdeğin ve hava boşluklarının
devamlı inatçı bir kutikula ile korunduğu da göz önüne alınmalıdır. Bazı otoriteler hücre arası boşlukların lipoid filmler ile kaplı olduğunu belirtmektedirler. Ancak kütin yüksek bir yüzey gerilimi sağlamakta ve bu da su ve sulu çözeltilerin ıslatmasını önlemektedir. Yani damlalar stoma yarıklarına girememektedirler ayrıca bu boşluklar yüksek basınç olmadan suyun yerine geçemeyecekleri şekilde gazla doldurulurlar.
Büyük sayılarına rağmen bu stomal boşluklar solüsyon için bir geçiş yolu
sayılmazlar. Bu nedenle püskürtülen solüsyonun epidermis hücrelerin kutikulalarına doğru emildiği varsayılmaktadır. Eğer damlaların kutikulayı belli bir genişliğe kadar ıslattığını varsayarsak bu durumda geçişi engelleyen bir iç bariyer söz konusudur. Prensip olarak kutikulalarda su alışverişi mevcut olduğuna göre çözülmüş maddelerin de belli bir sınıra kadar geçmeleri gerekmektedir (Alpaslan, 2000).
Her şeye karşın bu küçük çaplı boşluklar çözülmüş maddelerin kutikuladan geçişine izin vermektedir. Püskürtülerek uygulanan çeşitli bitki besin elementlerinin absorbsiyon hız ve mekanizmaları izotop tekniği uygulanarak duyarlı bir şekilde belirlenebilmektedir. Radyo izotoplarla etiketlenmiş bitki besin elementleri püskürtülerek uygulandıktan sonra yaprak diskleri üzerinde yapılan analizlerle absorbsiyon durumu saptanmaktadır (Kacar ve ark, 2002).
Kutikulanın bu rölatif geçirgenliğinden, çözünmüş maddelerin hücre duvarına, kütin
tabakasını aşarak ulaştığı anlaşılmaktadır. Bu alışveriş için bir konsantrasyon ivmesi gereklidir yani bu mekanizma difüzyon temeline dayandırılmaktadır. Yapraktan gübrelemede besin maddelerinin alımında, bitki öz suyundaki madde konsantrasyonunun, püskürtülen besin maddeleri konsantrasyonu ile difüzyon yolu ile dengelenmesi esas olmaktadır.
Bitki besin elementlerinin biyolojik membranlardan taşınması (aktif taşıma) konusundaki görüşlere göre, iyonların başlangıçta belli bir taşıyıcıya bağlanmış olmaları gerekmektedir. Henüz kesin bir bulgu olmamakla beraber bu taşıyıcıların protein molekülleri olması ihtimali yüksektir. Olasılıkla, bunların bir halka halinde iyonları çevreleyip taşıdıkları düşünüldüğünde bu proteinler “tünel protein” olarak adlandırılır. Bu moleküllerin enerji olarak köklerdeki absorbsiyonda da kullanılan
A.T.P. enerjisini kullandıkları sanılmaktadır.
Protein molekülü bağlar çözüldüğünde iyonu serbest bırakır ve iyon böylece rahatça
stoplazmaya difüze olur (Aktaş, 1996).
Yaprak hücreleri tarafından bitki besin elementlerinin alınım mekanizması, kök hücre-
leri tarafından bitki besin elementlerinin alınım mekanizması ile temelde özdeştir. Kök hücreleri gibi yaprak hücreleri de bitki besin elementlerinin alınımında apoplast yolunun göreceli olarak daha fazla kullanırlar (Kacar ve ark., 2002).
BESİN MADDELERİNİN ALINMA HIZI
Yaprak gübrelemesinin etkili olmasında, uygulanan besin maddelerinin alınma hızları etkilidir. Burada elde edilen sonuçların kıyaslanması ve bu sonuçların pratikte uygulanabilirlikleri önem kazanmaktadır. Böylece söz gelişi bir yanda çok az miktarda amid azotunun alınması, gelişmeyi hızla arttırırken öte yandan fosfor taşıyıcılarının alınma hızlarına ilişkin bilgiler etkili yaprak gübrelemenin gelişmesinde önem kazanmaktadır.
Çoğu katyonların alınma hızları anyonlara oranla daha yüksek olmaktadır. Ancak alınma hızı bitki çeşidine ve yaşına göre de çok farklılık göstermektedir. Söz gelişi yulafın, fosfor ve potasyumun azota oranla daha iyi aldığı belirlenmiştir (Sağlam, 2005).
Yaprak gübrelerinin püskürtülerek uygulanmasından sonra, saatle belirlenen çok kısa bir sürede (Çizelge1) bitkide renk değişimleri görülür ancak renk değişikliklerinde olumlu gelişmeler ürün miktarı üzerinde her zaman olumlu yönde etkisini göstermeyebilir. Bununla beraber, çoğu kez ürünün niteliği üzerinde olumlu etkisi ise görülür, (Kacar,1986).
Püskürtülerek uygulanan bitki besin maddelerinin etkileri, toprağa verilen bitki besin maddelerine oranla çok daha çabuk görülür. O nedenle yaprak gübreleri bitkilerde
vejetatif gelişme ile meyve oluşturma arasındaki dengenin sağlanmasına önemli ölçüde yardımcı olur.
YAPRAKTAN BESİN ABSORBSİYONUNU ETKİLEYEN İÇ VE DIŞ FAKTÖRLER
Yapraktan besin absorbsiyonu, köklerde olduğu gibi çözeltinin iyon konsantrasyonu,
iyon değerliği, sıcaklık gibi bir takım dış faktörlerle bitkinin metobolik aktivitesi gibi iç
faktörlerin etkisi altında cereyan eder. Aynı iyon konsantrasyonuna sahip çözeltilerin
uygulandığı yaprakların yapabildiği absorbsiyon, köklere oranla çok daha düşüktür.
Çünkü kutikula tabakası çözünmüş maddelerin absorbsiyon bölgeleri olan plazma-membranlarına difüzyonunu sınırlandırır. Kutikula tabakasının kalınlığı bitki türlerine göre oldukça farklıdır ve aynı zamanda çevresel faktörlerden de etkilenir. Özellikle gölge ve güneşte yetişen bitkilerde bu durum açık bir şekilde görülür (Aktaş, 1996).
Bitkilerin beslenme durumları da yapraklardan besin absorbsiyonunu etkileyen
önemli bir faktördür. Belli bir besin elementinin köklerden yeterli düzeyde alabilen bir
bitkinin yapraklarına püskürtülen besin çözeltisinden aynı besin maddesinin absorbsiyonu oldukça düşük seviyelerde cereyan eder. Buna karşılık noksan düzeyde olan bir besin maddesinin yapraklardan absorbsiyonu üst seviyelerde gerçekleşir. Noksanlık durumunda, yapraklar vasıtasıyla absorbe edilen bir besinin diğer organlara taşınması da daha kolay olmaktadır (Aktaş, 1996).
Bitki besin maddelerinin yapraklar vasıtasıyla absorbsiyonu, yaprağın yaşına göre de değişebilmekte ve genellikle yaşlı yapraklardan absorbsiyon, genç yapraklara göre daha düşük olmaktadır. Bu olayın çeşitli nedenleri vardır. Metabolik aktivitedeki gerileme, kutikula tabakasının kalınlaşması, yaprak hücrelerine besin temin eden apoplastlarda besin iyonları miktarının yükselmesi bu nedenlerden bazılarıdır.