Toprak Besin Ağı – Kara Kutunun Kapağı Açılıyor (1)

Soil Food Web

Eski insanlar, çürüme ve büyümenin doğal döngülerini ”tılsım” ile açıklamışlardır. Bilimsel bir anlayışın eksikliğindeki atalarımız, ekin yetiştirmek için gözlem ve geleneksel uygulamalara bel bağlamışlardı.

Modern kimyasal tarımsa toprağı anlamakta sadece biraz daha iyi olabildi. Kimyasal tarım, doğal döngüleri kontrol etmeyi başaramayarak, sentetik gübreler ve pestisitlerin kullanımıyla bu döngülerin etrafından dolanır. Kimyasal tarımın görünürdeki başarısına rağmen yapılan sert uygulamalar beraberinde kirliliği, toprak kaybını ve diğer fenalıkları getirir.

Bunun tersine, permakültür gibi organik yöntemler, doğanın döngüleriyle birlikte çalışmayı hedeflerler. Ortaya çıkan birçok kavrayışa ve başarılı uygulamaya rağmen özenli bir bilimsel yöntem hâlâ eksik. Permakültür ve takipçileri, bilim yerine bir inanç sistemine bağlı olmakla suçlanıyorlar. İşlerin nasıl yürüdüğüyle ilgili genel bir anlayışa sahip olmadan ilerleme kaydetmek zor.

Buna rağmen yakın zamanlarda, toprak ekolojisi, yeraltı süreçlerinin kara kutusunun kapağını aralayacak kadar gelişti. Mikro-organizmaların toprağın yapısını ve verimini nasıl sağladıklarını anlamaya başlayabiliyoruz. Bitkiler ve mikro-organizmalar arasındaki simbiyotik ilişkinin bir istisna değil de kural olduğunu öğreniyoruz.

Artık sadece kompost-severler değil toprak hakkında heyecanlanan. Amerika’nın hatrı sayılır dergisi Science, bir sayısını ”Toprak: Son Kale” konusuna adadı:

”Ayaklarımızın altındaki toprak, birçok yönden uzak gezegenler kadar yabancıdır bize. Dünya yüzeyinin ilk beş santimetresinde olup biten süreçler, kurak alandaki yaşamın temelidir ama toprağın opaklığı, şimdiye kadar onun nasıl işlediğini anlamamızı sınırladı. Ancak bakış açıları değişmeye başlıyor. Toprağa olan ilgi, geçtiğimiz on yıldaki teknolojik ilerlemelerin teşvikiyle hızla artıyor.”

Dr. Ingham’ı Beklerken

Kuzey Kaliforniya’daki San Mateo Bahçe Merkezi’nde serin bir kış sabahı. Birkaç düzine insan, kahve ve çay içerken, toprak mikrobiyologu Dr. Elaine Ingham’ın toprak besin ağı hakkındaki konuşmasını bekliyoruz. Toprak ekolojisini anlayarak, pestisit ve sentetik gübreye itibar etmeden daha sağlıklı bitkiler yetiştirebileceğimiz temennisinin etkisi altındayız ve bize söylendiği üzre bunun, uzun vadede daha ucuz ve kolay olacağının.

Aslına bakarsanız birçoğumuzun ikna olmaya ihtiyacı yok – San Francisco Yarımadası’nda yaşayan çevrecilerden bir kesitiz: Peyzaj mimarları, bahçıvanlık hocaları, fidanlık sahipleri, Uzman Bahçeciler*, Uzman Kompostçular** ve permakültür aktivistleri. Ingham’ın şöhretini biliyoruz ve işin uzmanını dinlemek için buradayız.

Sonunda Dr. Ingham karşımıza geçiyor ve yola çıkıyoruz. Önümüzdeki iki gün boyunca, çok yoğun ve çarpıcı, her zamankinden çok daha farklı olan bir bilgi yığınına gömülüyoruz. Bu sanki kafanızın vidalarını biri gevşetiyormuş gibi bir his.

Üniversitede hayalini kurduğunuz hocalardan Dr. Ingham. Konusunu çok seviyor ve sizi onunla birlikte paylaşmaya davet ediyor.

Organik konusunda konuşulanların çoğu muğlaktır – Dr. Ingham kontroldeyse asla böyle değil. Bir soru sorun ya da bir şeye itiraz edin ve size, bilimsel literatürden referanslarla tamamlanmış, detaylı bir cevapla geri döner. Uzman Bahçeciler’de söylediğimiz şekliyle: ”bilim temelli bahçecilik önerisi.”

Ingham, 1981’de aldığı PhD ünvanıyla birlikte, toprak mikrobiyolojisini 25 senedir araştırıyor. 1986 ve 2001 yılları arasında Oregon Eyalet Üniversitesi (Corvallis)’te ders verdi. Akademiyi bıraktı ve kendini 1996’da kurduğu, danışmanlık ve analiz hizmeti veren Soil Foodweb, Inc.’e adadı. Hepsi hakemli dergilerde 50’den fazla makale yayımladı.

Mikroskopa bakarak geçen yıllar ona farklı bir bakış açısı kazandırdı. Bunlardan bir tanesi, eğer uzaydan bakılacak olursa insanların çubuk bakterilere çok benzediğidir. Diğer birçok iyi biyolog gibi birlikte çalıştığı organizmalara alâkası ve saygısı var.

Aynı zamanda teknik bir konsepti anlaşılır hale getiren, yerinde metaforlar üretmek gibi bir yeteneği var:

  • Zararlı böcekler ve hastalıklar strese girmiş bitkinin yanlış habitatta büyümesini engellemek için onu yok eden ”çöp toplayıcıları”dır.
  • Komposta su eklerken, ”Goldilocks Prensibi”ni*** takip edin (ne çok az, ne çok fazla – tam kararında).
  • Birkaç gün süren dersler sonunda 100 sayfadan fazla not almış ve detaylarda kaybolma noktasına gelmiştim. Ingham’ın mesajı nasıl özetlenir? Bir deneme:

      Dünyadaki yaşam, yerin altındaki karmaşık ekolojik sistem – toprak besin ağı – tarafından sağlanır.
      Özellikle yanlış önerilerle yapılan tarım ve bahçecilik yöntemlerindeki cahillikliklerle, toprak besin ağınının işleyişini bozduk.
      Toprak biyolojisini onararak, besin ağına sağlını geri kazandırabiliriz.

    Ingham’ın toprak besin ağını anlatmak için gösterdiği resim birçokları tarafından kabul görüyor. Ama fikirler nadiren uyumlu bir bütünde birleşebiliyor. Ona ne şüphe! Kavramlar farklı alanlardan geliyor – mikrobiyoloji, ekoloji, toprak bilimi ve tarım bilimi. Tüm dikkatlerini kendi alanlarına veren uzmanlar, çoğu kez büyük resmi görmekte zorlanıyorlar.

    Büyük resmin ötesinde, Ingham diğer bilim insanlarından farklılık gösteriyor. Akademide olması beklenenden daha büyük bir tutkuya sahip. Ayrıca bazı bilimsel yöntem ve önerileri, her zamankilerden daha farklı. Örneğin, o ve ortakları toprağın sağlığını belirlemek adına mikroskopta doğrudan sayım yapmak için yöntemler geliştirdiler. Ingham, halk arasında genel olarak aerobik kompost çayı savunucusu olarak biliniyor.

    Bu yazının geri kalanı Ingham’ın sunumundaki önemli noktaları öne çıkarıyor ve sonrasında bu görüş hakkındaki çıkarımları tartışıyor. Daha fazla öğrenmek için, yazının sonundaki kaynak listesine bakabilirsiniz. Özellikle önerilen, Ingham’ın da yazarlarından biri olduğu Soil Biology Primer.

    Toprak Besin Ağı

    Toprak besin ağı hakkında bilgi edinmek, başka bir gerçekliğe girmek gibi. Mikrobiyal dünyanın sonuçlarını çürümede, gıdada (şarap ve peynir mesela) ve hastalıklarda görüyoruz. Buna rağmen bu dünya bize tamamen yabancı olan sayılarla ve ölçeklerle çalışıyor. Science dergisinden Young ve Crawford’a göre, bir avuç dolusu iyi bahçe toprağı, içinde şu ana kadar yaşamış tüm insanlardan daha fazla organizma barındırır: 1 trilyon bakteri (10 üzeri 12), 10.000 protozoa, 10.000 nematod ve 25 km mantar.

    Sayıların çok yüksek olduğunu biliyor ve resmin umutsuzluk verici bir şekilde karmaşık olduğunu düşünüyordum. Oysaki topraktaki organizmaların, kontrol edilebilir sayıdaki işlevsel gruplara mensup olduklarını öğrendim. Bu gruplar üzerine çalışılabilir ve onlar hakkında genellemeler yapılabilir. Ingham’ın çalışma arkadaşlarından Andrew Moldenke şöyle söylüyor:

    ”Heryerdeki tüm topraklar, aynı temel varlık gruplarını kapsar. Bir çöl, tundra, yağmur ormanı ya da bir mısır tarlası arasındaki fark sayılardır (varlıkların görece yoğunlukları).”

    Farklı grupları birbirine bağlayan kavram toprak besin ağıdır.

    Soil Food Web

    Enerji ve besinler, bir grup diğerinden beslendikçe iletilir.

    Besin ağının en alt seviyesinde, en nihayetinde bitkilerden gelen organik maddenin çürümesi vardır. Bazı organizmalar için kökler beslenme kaynağıdır.

    Bu organik maddeden beslenenler; bakteriler, mantarlar, köklerden beslenen nematodlar (mikroskobik yuvarlak solucanlar) ve diğer organizmalardır.

    Onlardan beslenenler, protozoa (amip gibi tek hücreli ogranizmalar), nematod ve eklem bacaklıların (haşere ve akarlar gibi eklemli bacakları olan ”böcekler”) bazı türleri gibi birinci seviye avcılardır.

    Onların üstünde de resimde gösterildiği gibi daha yüksek seviyelerdeki avcılar vardır.

    Bu, fazlasıyla basitleştirilmiş diyagramda bile toprak besin ağının kendi içinde birbirine ne kadar farklı şekillerde bağlı olduğunu görebilirsiniz.

    Bakteri ve mantar – ayrıştırıcı ve mutualistler

    Yeraltının yıldızları bakteriler ve mantarlardır.

    Bakteriler yüksek oranlı azot içeren protein paketleridir. Andrew Moldenke’ye göre ”elektrik santrali” gibidirler. Eğer ihtiyaç duydukları besinler ”bakterinin bulunduğu alandaysa metabolik hızları emsalsizdir. Ama her şeyin var olması gerekir, tıpkı elektrik santrallerindeki kömür ve fosil yakıt gibi.”

    Buna karşılık olarak Moldenke, mantarları ”tren yolu sistemleri olarak tanımlar. Mantarlar, karbonu ve azotu bir bölgeden bir bölgeye mobilize edebilen son derece uzun ipliksi sistemlerdir…”

    Toprak ekolojisini öğrenmeden önce bakteri ve mantarların hep figüran olduklarını düşünmüştüm. Bazılarının hastalığa sebep olduklarını biliyordum, ama geri kalanlar zararsız ve sıradan gözüküyordu. Ingham’ın söylediği birkaç şey ne kadar yanıldığımı fark etmemi sağladı.

    * Ingham’ın söylediğine göre bakteri ve mantarlar, bitkilerden 1 milyon önce evrildiler.
    — Bitkiler hali hazırda bakteriler ve mantarlar tarafından mesken edilmiş bir dünyada geliştiklerine göre, bu mikro-organizmalardan yararlanacak şekilde evrilmezler miydi?

    * Bitkilerin yaklaşık %80’inin köklerinde onlarla ilişkide olan mantarlar vardır (mikorizal mantarlar). Bu veri Science dergisinden.
    — Bitki-mantar ilişkisindeki bir şey son derece önemli olmalı ki bu kadar geniş çaplı olsun.

    * Bitkiler fotosentetik üretimlerinin %20’si kadarını köklerinden salabilirler. (Bu veri Science dergisinden; Ingham’a göre bu sayı çok daha yüksek.)
    — Bitkiler, eğer bu gıdalara ilgi gösteren bakteri ve mantarlardan karşılığında yaşamsal bir şey almıyor olsalar böyle hatrı sayılır bir yatırımı neden yapsınlar?

    Bakteri ve mantaların bitkilere sunduğu hizmetlerden bazıları şöyle:

    * Toprağın yapısını inşa etmek. Bakteriler ufak birikintileri (toprak döküntülerini) birbirine yapıştırır; mantarlar da ufak birikintileri yapıştırarak daha büyük birikintiler oluştururlar.

    * Besinleri depolamak ve onları bitkilerin kullanabileceği biçimde salmak. Moldenke bu fenomene ”mikrobiyal sünger” adını verir. Mikro-organizmaların bunu yapmalarının bir yolu bünyelerinde azot ve diğer besinleri bulundurmak – besinlerin inorganik formlarındaki durumlarına kıyasla çözünüp yağmurda yıkanıp gitme ihtimali çok daha az olur.

    * Bitkileri hastalıklara ve zararlılara karşı korumak. Yararlı bakteriler ve mantarlar, patojenlerle (hastalığa sebep olan mikro-organizmalar) rekabete girer ve bitkideki olası enfeksiyon bölgelerini işgal ederler.

    Toprağın en büyüleyici kısmı ”rizosfer” – bitki köklerinin etrafındaki topraktır. Burası, bitkilerin köklerinden dışarı verdiği şekerler, karbonhidratlar ve proteinlerin çekimine kapılan bakteriler ve mantarlarla dolu, yoğun etkinliğin olduğu bir mıntıkadır.

    Her zamanki gibi Ingham’ın bu süreci anlattığı çarpıcı görselleri var. Köklerden dışarı verilenlerin, kek yapmak için gerekenlerle [şeker, karbonhidratlar (un) ve protein (yumurta)] aynı olduğunun altını çizerek, onları ”kekler ve kurabiyeler” diye adlandırır. Çekici olmalarına şaşırmamak gerek.

    Köklere bu yolla gelen bakteri ve mantarlar ”kötü adamlara karşı savaşan iyi kapli şövalyelerdir.”

    ……………………………………………………………………………………………………

    Simbiyotik Mantar:

    Çark içinde çark… yaşam içinde yaşam.

    Simbiyotik mantarın besin emme bölümlerinin (koyu mavi) üstünde görüldüğü bitki beslenme kökleri. Vezlküler-arbusküler mikoriza (”VAM”) mantarı birçok bitkinin kök sistemini kolonize ederek bitkiye besin ve suyun yanı sıra parazitik nematodlara ve kök çürümesi mantarlarına karşı koruma sağlar.

    ……………………………………………………………………………………………………

    Mantar ağırlıklı x bakteri ağırlıklı topraklar

    Mikroskobik bakış açısından çıkarsak, mantarlar ile bakteriler arasındaki ayrım çiftçiler ve bahçıvanlar için pratik sonuçlar taşır. Farklı bitki toplulukları farklı mantar/bakteri oranlarına sahiptir.

    Çıplak toprak, yabani otlar ve sebze gibi ardıllığın ilk aşamalarına ait topluluklarda bakteriler baskındır. Çiçekler ve sıralı ekim ürünlerin çoğunda mantarlar ile bakteriler dengededir. Çalı ve ağaç gibi ardıllığın ileriki aşamalarındaki topluluklarda mantarlar baskındır.

    Yetiştirdiğiniz ürünün bakteri/mantar oranını bildiğinizde, birini ya da diğerini teşvik etmek üzere farklı uygulamalara girişebilirsiniz. Misal, çapalamak ya da kazmak bakterilerin mantarlara baskın gelmesine yol açar. (Tarım arazilerinin çoğunda bakteriler baskındır.) Ingham yetiştirdiğiniz bitkiye uygun kompostun uygulanmasını önerir; meyve ağaçlarının etrafına mantar ağırlıklı (kozalaklı ağaçlara hayli mantar ağırlıklı), otlar için bakteri ağırlıklı kompost gibi. Ingham, toprak yapmak için mantarı fazlalaştırın, diyor.

    Avcılar, mühendisler, taksiler ve parçalayıcılar

    Toprak besin ağında daha büyük organizmalar bir dizi farklı rol üstlenir.

    Bunların çoğu av türlerinin nüfusunu dengede tutar.

    Büyük organizmaların bir kısmı, özellikle de topraksolucanları, açtıkları tüneller sayesinde hava kanalları yaratarak toprağın mimarisini geliştiren “mühendislerdir”.

    Mikro-eklembacaklılar bakteriler gibi daha küçük ve hareket kabiliyeti sınırlı organizmaların “taksileridir”, onların toprağın her yerine ve yaprak yüzeylerine yayılmalarına yardımcı olurlar. Böylelikle, bakterileri besinin olduğu yere taşırlar.

    Andrew Moldenke kimi eklembacaklıların ölü bitki parçalarını parçaladıklarını, böylelikle besin maddelerinin bakterilerin erişimine açıldığını belirtir.

    ……………………………………………………………………………………………………

    Faydalı nematodlar:

    Topraktaki çoğu nematod türü (mikroskobik yuvarlaksolucanlar) faydalıdır. İşte bakterileri besleyen bir nematoda örnek. Nematodlar, azotça zengin bakterileri yiyerek, ardından da azot fazlasını bünyelerinden dışarı atarak azotu bitkilerin kullanabileceği bir biçimde toprağa geri kazandırır. Diğer nematod türleri de bitki köklerindeki ya da diğer nematodlardaki mantarlarla beslenir.

    ……………………………………………………………………………………………………

    *ÇN: Master Gardeners, Amerika’da halkı bahçıvanlık konusunda bilgilendirmeyi amaçlayan gönüllü bir program.
    **ÇN: Master Composters, Amerika’da halkı kompost konusunda bilgilendirmeyi amaçlayan gönüllü bir program.
    ***ÇN: Goldilocks Principle, aşırı uçlardan sakınarak, kararında olanı seçmeyi öğütleyen bir çocuk masalından türetilmiş, birçok dalda kullanılan bir prensip.

    Çeviri: Hira Doğrul, Iraz Candaş
    Kaynak: Soil food web – opening the lid of the black box

    One Response to “Toprak Besin Ağı – Kara Kutunun Kapağı Açılıyor (1)”

    1. selahattin dedi ki:

      bahce bitkilerini nasil koruruz

    Trackbacks/Pingbacks

    1. Permakültür: Bir paradigma dönüşümünün tasarım kolu – Toby Hemenway | Permakültür Platformu - […] düşünmeyi öğretir. Mesela, seçilecek olası yollardan biri olan örtü malçlama, topraktaki besin ağını görmemize yardımcı olur, bu da bize,…

    Leave a Reply

    E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

    *