TARIMDA KÜKÜRTÜN ÖNEMİ NEDİR?
TARIMDA KÜKÜRTÜN (S) ÖNEMİ NEDİR?KÜKÜRTÜ KISACA TANIYALIM
Kükürt doğada yaygın olarak bulunan,simgesi S olan kimyasal bir elementtir.Yer kürenin % 0,06 sını oluşturur.Limon sarısında, ametal,yalın katı bir cisimdir.En önemli kükürt yatakları Sicilya,Louisiana ve Japonya’ da eski volkanların yakınında alçı taşı ya da
Kireç taşı katmanları arasında doğal halde bulunur.Çoğunlukla metallerle birleşik halde bulunur.Kükürt Antikçağda bilinen dokuz yalın cisimden biriydi.Kükürtün kimyasal bir element olduğunu 1777 ‘ de Lavoisier ortaya attı. 1810 da Gay Lussac ile Thenard tara-
fından deneysel olarak doğrulandı.Kükürt suda çözünmez,ama benzen de hafif çözülür;
en önemli çözücüsü karbon sülfürdür.Kükürtün birçok kullanım alanı vardır.Ham kükürtün büyük bir bölümü,kükürt dioksit gazı,sülfürik asit, karbonsülfür,tiyosülfat,
vb. üretiminde kullanılır.Türkiye’ de Keçiborlu’ da Etibank tarafından ilenen kükürt
ocakları vardır.
BİTKİLERİN KÜKÜRT ALIMI VE KÜKÜRTÜN FONKSİYONLARI
Bitkiler ihtiyaç duydukları kükürtün büyük bir bölümünü kökleri vasıtasıyla toprak çözeltisinden SO4-2 iyonları şeklinde alırlar.Kükürtün bitkiler tarafından absorbe edilebilmesi için sülfat formuna (SO4-2) oksitlenmesi gerekir.Absorbsiyon solüsyon pH
sı tarafından etkilenmemektedir.Bitkiler az da olsa stomaları aracılığı ile atmosferden kükürtdioksit (SO2) absorbe ederler.Ancak SO2 gazının fazlası bitkilere zehir etkisi yapar.
Meyve ve sebzelere yapraktan uygulanan toz ya da sıvı elementel kükürtün uygulanmasından hemen sonra azda olsa kükürtün alındığı saptanmıştır.Yapraklardaki stomaların günlük açılıp kapanması sırasında hidrojen sülfürün (H2S) bitkiler tarafından
absorbe edildiği saptanmıştır.Fakat ıspanak gibi kükürte hassas olan bitkilerde hidrojen
sülfürün 0,7 mg den daha az konsantrasyonu bile zehir etkisi yapmaktadır (Dekok ve ark.1989). Kükürt daha çok organik maddelerin yapısında bulunur.Bu yüzden toprakta inorganik ve organik formda bulunabilir.Kükürt bitkilerde daha çok yukarı doğru taşınır.
Aşağı taşınma çok sınırlıdır,noksanlığı genç yapraklarda görülür.Kükürt proteinlerin yapı taşı olan aminoasitlerden sistin ve metionin sülfür bağları ve ya köprüleri olarak görev yapan önemli bir elementtir.Bitkide proteinlerin bileşiminde bulunur.Klorofil oluşumu için gereklidir,bitkilerde soğuğa karşı dayanımı arttırır.
Toprak ya da çözeltilerinde 3-5 mg SO4-2 L-1 konsantrasyonu çoğu bitkilerde normal gelişme için yeterlidir.Ancak kolza,yonca,lahana ve kanola gibi bitkilerin kükürt gereksinimleri daha yüksektir.Kükürt noksanlığında ürün miktarı ve kalitesinde düşüşler olduğu tespit edilmiştir.Bu nedenle analizlerle topraktaki ve bitkide ki noksanlık tespit edilip ilave besleme yapılmalıdır.Yağışlı bölgelerin tarım topraklarında toplam S içerikleri
% 0,01 ile 0,15 arasınde değişir (Tisdale ve ark.1972-Kacar ve Katkat 1998).Topraklarda kükürt azota benzer bir döngü içerisinde bulunur.Toprak ile atmosfer arasınada sürekli bir kükürt alışverişi mevcuttur.Toprağa kimyasal gübrelerden,ahır gübresinden,bitki ve hayvan artıklarından,toprak düzenleyicilerden,pestisitlerden ve yağışlardan kükürt girişi
olmaktadır.Topraktan kükürtün yitmesi ise;erozyon,yıkanma,bitkiler tarafından kullanılma,
gaz halinde kayıp (H2S) yolu ile olmaktadır.
Yağışlarla toprağa karışan SO2 ve kimyasal gübrelerle verilen polisülfitler, tiyosülfatlar ve bisülfitler yükseltgenerek sülfatlara (SO4 -2) dönüşür. Bitkiler toprak çözeltisinde kolloidal yüzeylerle denge içinde bulunan sülfatlardan kökleri ile yararlanırken, yarayışlı kükürt formu olan sülfatlar bir yandan da organik kükürt bileşiklerine indirgenir. Toprak yapısında yer alan kükürt içeren mineraller sülfitlere dönüşürken indirgenme ve yükseltgenme tepkimeleri ile sülfit ve sülfatlar da birbirlerine dönüşürler.
Kükürt bitkilerin gelişmesi ve büyümesi için önemli bir elementtir.
Buğdayda S noksanlığı, buğdayın tanesindeki protein ve amino asitlerin konsantrasyonunu azaltmasının yanı sıra buğday ununun ekmek yapılabilme özelliğini bozmaktadır
Atmosferde fazla miktarda bulunan SO2 ‘in bitkilerde net fotosentez miktarını olumsuz şekilde etkilediği kısa ve uzun süreli denemelerde saptanmıştır (Keller -1981).Kükürt noksanlığı olan topraklarda yetiştirilen yulaf ve kolza bitkilerinde vejetasyon süresince belirlenen toplam kükürtün yarısına yakın bölümünün atmosferde bulunan SO2’ den alındığı saptanmıştır (Siman ve Jansson 1976).Bitkiler atmosferden stomaları vasıtasıyla SO2 absorbe ederken aynı zamanda atmosfere H2S ve SO2 ‘ de verirler.
BİTKİLERDE NOKSANLIK BELİRTİLERİ
Kükürt bitkide orta derecede taşınabilirliğe (hareketlilik) sahip olduğı için noksanlık belirtileri genç bitki kısımlarında görülür.Kükürt özellikle protein sentezinde öneme sahip olduğu için nok
sanlığında klorofilde dahil olmak üzere protein yapılı tüm moleküllerin protein sentezi azalır.
Orta ya da genç yapraklarda kloroz görülür,sap ve çapı küçülür,saplar daha sert ve kırılgandır.
Yeteri kadar kükürdün alınamaması durumunda kök hidrolik geçirgenliği, stoma açıklıkları ve net fotosentez azalmaktadır. Yapraklarda küçülme ve özellikle yaprak hücreleri sayısındaki azalmadan dolayı S noksanlığı görülen bitkilerin yaprak alanları küçülür ve kloroplast sayıları azalır. Bitkilerde kükürt noksanlığında görülen ve proteinlere bağlı olmayan azot birikiminin (amid ve nitratlar) nedeni olarak nitrat indirgenmesinde önemli rol oynayan, nitrat redüktaz enziminin kükürt noksanlığında işlevini gerçekleştirememesi gösterilmektedir.
Yağlık bitkilerde yağın oluşumunda kükürt temel bir elementtir. Bundan dolayı bitkilerin yağ içerikleri ile kükürt içerikleri arasında doğrusal bir ilişki vardır. Soya fasulyesi hardal ve yer fıstığı gibi yağ bitkilerinde yağ oluşumu üzerine kükürdün önemli bir etkisinin olduğu da uzun zamandır bilinmektedir.
Kükürt , proteinin yapısını inşa eder ve klorofilin formasyonunda anahtar rol oynar (Duke ve Reisenaue,1986). S yetersizliğinde tahıllar maksimum ürün potansiyeline ve iyi bir protein içeriğine ulaşamazlar (Zhao ve ark.,1999). kükürdün bitki gelişimi ve büyümesindeki temel rolüne rağmen özellikle buğday gibi tahılların üretiminde S noksanlığı tanımlanmamıştır (Withers ve ark., 1995). Bu genel inanış tahılların kükürt ihtiyacını organik maddeden, S’lü bileşiklerden ve S depolarından karşılayabildiği düşüncesinden gelmekte idi.
Toprakta bulunan kükürdün yaklaşık % 80-90’ını organik bileşiklerde ya hücre öz suyunda SO4 şeklinde ya da protein bileşiklerinde S-H veya S-S bağları şeklinde bulunan kükürt, % 10-20’sini ise inorganik sülfat formunda bulunan kükürt oluşturmaktadır. Dolayısıyla organik maddece zengin topraklar organik maddece fakir olan topraklara oranla göreceli olarak daha fazla kükürt içermektedir. Organik bağlı S, bitkilerin direkt kullanımı için uygun olmamasına rağmen yetersizlik durumlarında bitkinin S ihtiyacı için potansiyel olarak kullanılabilir. S döngüsü biyokimyasal ve biyolojik mineralizasyonu kapsamaktadır. Biyolojik mineralizasyon enerji sağlamak için gerekli organik C ihtiyacını sağlayan mikrobiyal aktiviteler tarafından yürütülmesi sonucu oluşan S bağlaması
Biyokimyasal S mineralizasyonunu kontrol eder ki, biyokimyasal mineralizasyon enzimatik hidrolizden dolayı ester sülfatlardan SO4-2 salınımıdır (Scherer-2009). Şekil-4
BİTKİLERİN KÜKÜRT İÇERİKLERİ
Bitkilerde kükürt asal olarak proteinler,uçucu bileşikler ve sülfat bileşikleri şeklinde bulunur.Bit
Kilerde bulunan sistein,sistin ve methionin gibi aminoasitlerin yapı maddesi olan kükürt anılan aminoasitlerden oluşan proteinlerde yer alır.Uçucu kükürt bileşikleri başta hardal olmak üzere soğan,sarımsak,pırasa vb. bitkilerde bulunur.Bitkilerde inorganik kükürt sülfatlar şeklindedir.Kimi bitkilerde toplam kükürtün % 65’ i sülfatlardan oluşmuştur.Bitkilerde kükürt miktarı kuru madde ilkesine göre % 0,15 ile % 0,50 arasında değişir.Bazı bitkilerin kükürt içerikleri kalsiyum,fosfor ve mağnezyum içeriklerinden daha yüksektir.Lahana,şalgam,hardal,kanola vb. bitkilerde kükürt çok yüksek miktarlarda olup bu bitkiler kükürt taşıyıcıları olarak ta tanımlanmaktadır.Anılan bu bitkilerin pişirilmesi esnasında ve çürümelerinde duyulan keskin kokunun sebebi içerdikleri kükürtten ileri gelmektedir.Öte yandan klorofilin yapısında yer almamakla beraber kükürt klorofil sentezinde etkilidir.Soğan,sarımsak,hardal ve benzeri bitkiler uçucu kimi kükürt bileşiklerini içerirler.Bu bileşikler temelde disülfitler yada polisülfitlerdir.Sarımsağa özgü kokuyu veren uçucu yağ asiti aşağıda açık formülü verilen bir diallildisülfittir.
CH2 = CH - CH2 – S – S - CH2 – CH = CH2
Hardal,lahana,turp,şalgam,kolza gibi temelde Curiciferae familyasına bağlı tarımsal önemi olan bitkilerde bulunan ve hardal yağları olarak adlandırılan bileşikler de S içerirler.Glutamat,aspartat
Alanin ve serin gibi aminoasitleri hardal yağlarının sentezlenmesinde görev yaparlar (Fowden-1967).Kükürt noksanlığı görülen bitkilerde amid ve nitrat şeklinde proteine bağlı olmayan azot birikir.Bitkilerde nitrat birikimi,kükürt noksanlığında nitratın indirgenmesinde önemli rol oynayan nitrat redüktaz enziminin işlevinin gerektiği şekilde yapamamasına dayanılarak açıklanmaktadır.
Keten,soya fasulyesi,yer fıstığı ve kolza gibi yağ bitkilerinde kükürt yağ oluşumu üzerine önemli etki yapar.Bu uzun yıllardır bilinen bir olgudur.Öte yandan kükürt ile birlikte uygulanan
Mağnezyum bitkilerde yağ miktarının dikkate değer düzeyde artmasına neden olur.
Lahanagillerin yüksek miktarda S’e gereksinim duyması S içeren glukosinolatlar ile ilişkili olduğu ve bu bileşiğin bitkide tat, aroma ve hastalıklara karşı dirençte önemli bir role sahip olduğu bilinmektedir. Bitki vegetatif dokularındaki S’ün % 10’ nun glukosinolat şeklinde olduğu saptanmıştır. (BlakeKalff ve ark., 1998; Fieldsen ve Milford, 1994). Buna karşın lahanagillerin dokusundaki total S’ün % 50’den fazlası SO4 şeklindedir. Lahanagillerin yüksek S ihtiyacı içsel S kullanımlarının düşük olmasına rağmen yüksek sülfat alım kapasitesine sahip olmalarından kaynaklanabilmektedir.
TOPRAKTAKİ KÜKÜRTÜN DEĞİŞİMİ
Sülfit,sülfat ve elementel kükürt inorganik bileşikler şeklinde bulunur.Kurak ve yarı kurak bölge topraklarında bulunan toplam kükürt ün çoğunluğu çözünebilir kalsiyum,mağnezyum,potasyum ve sodyum sülfatlar şeklindedir.Yapılan çalışmalarda topraklarda ki kükürtün % 80-90 ının organik bileşikler şeklinde ve % 10-20 sinin inorganik bileşikler şeklinde bulunduğunu göstermiştir.Proteinlere bağlı şekilde ki kükürt ise aerobik koşullar altında yükseltgenir.Yükseltgenme derecesi ise toprakta bulunan mikroorganizmaların cins ve miktarları ile toprak havalanmasına bağlıdır.Koşullar aerobik olsun ya da olmasın organik kükürtün parçalanmasındaki ilk aşamada H2S oluşur.Topraklarda kükürdün değişimi çoğunlukla organik maddenin parçalanması ile yakından ilgilidir.Organik kükürt bileşiklerinin H2S ‘ e parçalanması sistin molekülü örnek alınarak aşağıdaki formülde gösterilmiştir.
HOOCCHNH2CH2S – SCH2CHNH2COOH + 4 H2O ----à2CH3COOH + HCOOH + 2CO2 + 2NH3 + 2H2S
Aerobik koşullar altında ise H2S aşağıda formüle edildiği gibi ileri derecede yükseltgenerek sülfat şekline dönüşür.
2H2S + O2 -----à2H2O + 2S
2S + 3O2 + 2H2O------à2H2SO4
2H2SO4 <-------à 4H+ + 2SO4-2
Organik materyali parçalayarak H2S’ i oluşturan organizmalar heterotrofik organizmalardır.
Buna karşın H2S’ in elementel kükürt ve sülfat şekline dönüştürülmesinde rol oynayan organizmalar ise ototrofik organizmalardır.
İyi havalanan,nem ve sıcaklığın uygun olduğu koşullarda demir(II) sülfür FeS elementel kükürte kimyasal olarak yükseltgenir.Daha sonra elementel kükürt, kükürt bakterileri ile yükseltgenerek sülfat şekline dönüşür.Havasız,nemli ortamda denklem tersine çalışır,PH yükselir.
FeS + H2O + ½ O2 -------------àFe(OH)2 + S (Kimy.yükseltg.)
2S + 2H2O + 3O2---------------à 2H2SO4 (Biyolojik yükseltg.)
AŞIRI KÜKÜRT VE ZARARLARI
Aşırı kükürt yaprak boyutunun azalmasına,yaprak damarları arasında sararma ve yanmalara neden olur.Kükürt ile N (Azot) arasında sinerjistik,As,B,Mo,Pb,Se,Fe arasında antagonistik etkileşim vardır.
KÜKÜRTLÜ GÜBRELER
Topraklarımıza bitki artıkları ve ahır gübreleri ile önemli miktarlarda kükürt verilir.Tahıl bitkilerinin saplarında,yumrulu bitkilerin üst aksamında daha fazla kükürt vardır.Örneğin bir ton at gübresi ile yaklaşık 5,5 kğ ve bir ton sığır gübresi ile 7,2 kğ kükürt verilmektedir.
Azotlu gübre olarak yaygın şekilde kullanılan Amonyum sülfat gübresinde % 24,2 ;demir sülfatta % 18,8 normal süper fosfatta % 13,9 kadar kükürt bulunmaktadır.Bunlardan başka günümüzde Potasyum sülfat,mağnezyum sülfat,çinko sülfat,mangan sülfat,Potasyum mağnezyum sülfat,Bakır sülfat,Potasyum tiosülfat,Amonyum tiyosülfat gibi birçok kükürtlü gübre kullanılmaktadır.
Bitki çeşit ve türlerinin kükürt (S) miktarı hesaplanarak doğru ve bilinçli besleme yapmalıyız.Tarla koşullarında, bitki türlerine uygun S gübreleme dozunun, uygulama zamanı ve formunun belirlenerek tarımsal üretimde para,zaman ve emek kaybı önlenebilir.
Zir.Müh.Mustafa FERSİZ
12,09,2025
ÖRNEK BİR BİTKİDE BİTKİ BESİN ELEMENTLERİNİN ORANLARI
KÜKÜRT BEŞİNCİ SIRADA
AMİNOASİT
