Fidan Yetiştiriciliğinde Ve Ağaçlandırmada zeolit mineral kullanımı
Fidan Yetiştiriciliği ve Ağaçlandırma Çalışmalarında Zeolit Mineralinin Kullanımı
Zeolitler, 1756 yılında İsveç’li mineralog Frederich Cronstdet tarafından bulunmuştur. 1750’lerden beri bir mineral türü olarak bilinmesine karşın kristal yapıları ancak, 1930’larda çözümlenebilmiştir. Ticari olarak ancak, 1960’lardan sonra üretilip pazarlanmaya başlanan zeolitin, ülkemizdeki varlığı ilk defa 1971 yılında tespit edilmiştir
Uygulama alanları itibari ile bir çok sektörü ilgilendiren zeolitler, gerek bilimsel gerekse ticari uygulamalar açısından yer-bilimleri, kimya, fizik, ziraat, hayvancılık ve inşaat disiplinlerinin, hatta tıbbın ilgi alanındadır.
Türkiye’de yaygın olarak bulunan zeolit, hayvancılıkta yem katkı maddesi, hayvan altlığı, bitki üretiminde yetiştirme ortamı, gübre katkısı olarak, ayrıca; toksik atıkların tutulması, atık ve kullanma suyu arıtımında geniş kullanım alanı bulmaktadır.
Doğal zeolitin özellikle, orman ağacı fidan üretimi için fidanlıklarda, kumlu fakir topraklarda ve kurak alanlardaki ağaçlandırma alanlarında ise plantasyon başarısını artırmak düşüncesiyle, kullanılabilirliği incelenerek ormancılık sektörüne olası katkıları irdelenmiştir.
Doğal Zeolitlerin fiziksel Özellikleri
Fizikokimyasal özelliklerinden dolayı, bitki yetiştirme ortamı ve toprak düzenleyici olarak, tarımcıların uzun zamandır ilgisini çeken ve doğada pek çok çeşidi olan zeolitin, tarımda yalnız klinoptilolit türü kullanılmaktadır Klinoptilolitin yüksek bir amonyum absorpsiyon kapasitesine sahip olduğu bilinmektedir
Klinoptilolit, dünyadaki zeolit tüfleri arasında en yaygın olan ve yüksek oranda silis içeren bir mineraldir. Yüksek absorpsiyon, iyon değişimi, kataliz ve dehidrasyon özelliklerine sahiptir. Bitki besin maddesi desteğinin yanı sıra ortama bitki yetişmesine için elverişli fiziksel özellikler kazandırmaktadır. Belirtilen özelliklerinden dolayı, klinoptilolit saf veya karışım olarak bitki yetiştirme ortamında ve toprak özelliklerinin düzenlenmesinde kullanılabilecek uygun bir materyal kabul edilmektedir
Özetle;
Plaisance ve Cailleux (1958)’e atfen; zeolitin kafes yapısı içerisinde sayısız su molekülleri ve değişebilir metalik iyonlar içerdiği, kuru zamanlarda, zeolit tarafından tutulan suyun serbest hale geçtiği, yağışlı zamanlarda ise su bünyede tutularak daha fazla suyun kabul edilmediği belirtilmektedir
Doğal zeolitlerin önemli derecede nem çekme eğilimi bulunmaktadır. Bu nedenle, kolaylıkla su absorbe edebilmektedirler. Ayrıca, kristal yapıları ve nem çekme özellikleri bozulmadan absorbladıkları suyu geri verebilmektedirler. Bu özellikleri nedeniyle, aktive edilmiş doğal zeolitler, desikant (nem çekici) olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca; zeolitlerin düşük bağıl nemlerde bile nem çekme özelliklerini yitirmemeleri, zeolitlere özgü çok önemli bir özellik olarak ön plana çıkmaktadır
Sodyumca zengin zeolitlerin toprağın düzenlenmesinde iyi sonuç vermediği, zira serbest kalan fazla miktardaki Na iyonlarının toprakta alkaliliğe neden olmasının yanı sıra, ozmotik problemler oluşturduğu tespit edilmiştir.
Zeolit Rezervleri :
Dünya zeolit rezervleri tam olarak tespit edilmiş değildir. Ancak, 1950’den beri yapılan araştırmalar sonucunda tüm dünyada yaygın olarak bulunduğu belirtilmektedir. Dünya ülkeleri arasında önemli zeolit üreticisi olan Küba, eski SSCB, ABD, Japonya, İtalya, Güney Afrika, Macaristan ve Bulgaristan’ın önemli rezervlere sahip olduğu bilinmektedir .
Dünya zeolit tüketimi yılda 750 000 ton olup, bu tüketimin %70’inin deterjanlarda, %10’unun katalizör ve adsorban üretiminde, %8’inin desikan üretiminde ve kalan %8’ininde diğer alanlarda olduğu belirtilmektedir
Doğal zeolit kaynakları bakımından Türkiye’nin zengin bir ülke olduğu belirtilmektedir Mevcut zeolit rezervlerinin 45.8 milyar ton gibi büyük hacimlerde olduğu tespit edilmiştir
Türkiye’nin mevcut zeolit yatakları Ankara (Polatlı, Nallıhan, Beypazarı), Kütahya-Saphane, Manisa-Gördes, İzmir-Urla, Balıkesir-Bigadiç ve Kapadokya Bölgesinde bulunmaktadır. Bu bölgelerde; zeolitin analsim, klinoptilolit türleri başta olmak üzere sabazit, erionit türleri önemli yer tutmaktadır
KULLANIM ALANLARI
Son yıllarda önemli bir endüstriyel hammadde durumuna gelen doğal zeolitler; kirlilik kontrolü, enerji, tarım-hayvancılık, maden-metalürji ve diğer alanlar olmak üzere, farklı sektörlerde kullanılmaktadır. Örneğin, Japonya 1960’lı yıllarda, mevcut olan 100 000 tonluk zeolit üretiminin büyük kısmını kağıt sanayisi ve tarımda, Küba 1982 yılında 20 000 ton zoliti tarım sektöründe, ABD 1990 yılındaki 15 500 ton’luk zeolit üretiminin çoğunu yem katkı maddesi olarak su kültürlerinde ve tarımda kullanmıştır (1).
Tarım Sektörü
Zeolitli tüfler, gübrelerin kötü kokusunu gidermek, nem içeriğini kontrol etmek ve asit toprakların pH’ının yükseltilmesi amacıyla, uzun yılardan beri kullanılmaktadır.
a-Gübreleme ve Toprak Hazırlığı
Doğal zeolitler, yüksek iyon değiştirme ve su tutma özellikleri nedeniyle, toprağın tarım için hazırlanmasında, çoğunlukla kil bakımından fakir topraklarda yaygın biçimde kullanılmaktadır. Ayrıca; yüksek amonyum seçiciliği nedeniyle, gübre hazırlanmasında taşıyıcı olarak klinoptilolit kullanılmasıyla, amonyumun bitkiler tarafından daha etkin biçimde kullanılması sağlanmaktadır. Klinoptilolitin nem absorblama özelliğinden dolayı, gübrelerde depolama sırasında oluşan pişme ve sertleşme de önlenmektedir
b-Tarımsal Mücadele
Doğal zeolitlerin iyon değiştirme ve absorblama kapasitelerinin yüksekliğinden dolayı tarımsal mücadelede, ilaç taşıyıcı olarak yararlanılmaktadır
c-Toprak Kirliliğinin Kontrolü
Doğal zeolitlerin katyon seçme ve değiştirme özelliklerinden, sadece besleyici iyonların bitkiye aktarılmasında faydalanılmayıp, aynı zamanda beslenme zincirlerinde Pb-Cd-Zn-Cu gibi istenmeyen bazı ağır metal katyonlarının tutulmasında da yararlanılabilir
d-Organik Atıkların Muamelesi
Doğal zeolitler dışkıların kötü kokusunun giderilmesinde, nem içeriklerinin kontrolünde ve dışkıların oksijensiz ortamda çürümesiyle oluşan metan gazının diğer gazlardan ayrılmasında kullanılmaktadır
Peyzaj Planlamalasında
Park-bahçe düzenlemesinde dikim yapılacak noktalarda zeolit kullanımıyla;
- Çalı veya ağacın kök zonunun fiziksel özelliklerini ıslah eder,
- Porozite, infiltrasyon ve toprak sıkışmasına karşı mukavemeti artırır,
- Dikim şokuna karşı bitkinin mücadelesinde bitkiye emniyetli bir şekilde besin maddesi sağlar
Çim sahaları tesis edilirken veya mevcut çim sahalarının ıslahında zeolitlerin başarı ile kullanıldığı belirtilmektedir. Çim sahalar oluşturulurken toprağın havalandırılması aşamasında, çimin köklerinin bulunacağı derinliğe maksimum miktarda zeolit karıştırılır. Mevcut çim sahalarda ise, daha ince tanecikli zeolit yüzeyden uygulanır. Uygulanan zeolit çimlerin köklerinde biriktikçe toprağa ilave edilen besin maddelerinin daha etkin kullanımı sağlanmaya başlar
Çim sahalarında zeolit kullanımının başlıca avantajları;
- Çimler için gerekli suyun daha uzun süre toprakta kalmasını sağlar,
- Toprağın katyon değiştirme kabiliyetini artırır,
- Toprağın su ve hava geçirgenliğini artırır,
- Tarım ilacı kullanım miktarını azaltır,
- Toprağın fiziksel özelliklerini artırır,
- Çim köklerinin oluşumunu hızlandırır ve iyileştirir,
- Gübrenin ve besin maddelerinin suyla yıkanıp uzaklaşmasını dolayısıyla yer altı sularına karışmasını azaltır,
- Gübre kullanımını azaltarak çevre kirliliğinde önleyici fonksiyon görür
ZEOLİTİN ORMANCILIKTA KULLANIM OLANAKLARININ İRDELENMESİ
Yavaş yarayışlı gübre olarak etkili olması,
Ürenin bozulması ile oluşan amonyağı kanallarına alarak bakteriyel azotlama işlemini yavaşlatması ve amonyum ve nitrat zehirlenmesini önlemesidir
Zeolitin belirtilen her iki özelliğinin de, Enso tipi fidan üretiminin yapıldığı ve aşırı yağış, fertigasyon yöntemiyle sürekli-yoğun besleme tekniğine dayalı üretim sisteminden kaynaklanan bazı sorunlara çözüm olabileceği düşünülmektedir. Yetiştirme ortamında biriken aşırı su (yağmur ve gübrelemenin fertigasyon yöntemiyle yapılıyor olması sebebiyle) nedeniyle fidan köklerindeki çürüme olasılığına karşı zeolitin nem absorblama özelliği, söz konusu çürüme problemlerini azaltabilir. Ayrıca, yoğun gübrelemeden kaynaklanan, bitkide toksik etki yapan besin maddelerinin tutulmasında, rol üstlenebilecektir.
Japon çiftçiler azotlu gübrelere doğal zeolit ekleyerek, azotun topraktan yıkanmasına engel olmaya çalışmışlardır Bu uygulama ile yukarıda belirtilen dışarıdan beslemeye dayalı yoğun gübreleme rejimi uygulanan fidanlıklar için, ciddi gübre tasarrufu sağlanacağı tahmin edilmektedir. Ayrıca kum ağırlıklı toprakları olan fidanlıklarda, zeolit kullanımıyla, su ve gübre ekonomisi dışında ayrıca, kültürlerde kullanılan pestisitlerin toprak içerisindeki yararlı mikroorganizmalara, fidanlık çevresindeki su-karasal ortamdaki canlılara, olabilecek kirletici etkileri azaltıcı yönde, olumlu etkileri olabilecektir.
Aktive edilmiş doğal zeolitlerin katyon değiştirme özelliklerinden yararlanılarak, bitkisel üretim alanında uygulamalar gerçekleştirilmektedir. Zeolitler, toprakta kullanılan diğer maddelere kıyasla en yüksek katyon değiştirme kapasitesine sahiptir. Bu özellik sayesinde, zeolit kullanımı topraktan besin maddelerinin kaybını önleyerek, söz konusu besin maddelerinin kontrollü olarak salınımı ile en etkin bir biçimde gübre kullanımını sağlamaktadır. Bu etki kumlu topraklarda daha da belirgin hale gelmektedir
Ayrıca, zeolitlerin NH4 iyonunu tutmaları ile toprak bu açıdan tamponlanmakta ve NH4 fazlalığının yaratabileceği sakıncalar önlenebilmektedir. Böylece aşırı gübre kullanımı önlenerek tasarruf sağlanmakta, çevre kirliliği açısından daha emniyetli bir çalışma gerçekleştirildiği gibi, gübrenin etkin kullanımı nedeni ile verimi de artmaktadır
Zeolitin nem absorblama ve desorblama özelliği; yüksek eğimli, fakir-kumlu topraklardaki ve kurak mıntıka ağaçlandırmalarında fidan performansını ve dikim başarısını artırıcı etki yapabileceği kanaatini oluşturmaktadır. Söz konusu sahalardaki, tüplü fidan harçlarında veya dikim çukuru içerisine, zeolitin belirli oranda karıştırılması, nem absorplama/desorplama fonksiyonunu aktif hale getirebilir.
Yetiştirme ortamı olarak kullanılan perlit ve diğer volkanik kökenli agregatlar gibi hafif ve sıkışma-aşınmaya dayanıklı olması yanında tüp içerisinde uzun üretim periyoduna ihtiyaç gösteren orman ağacı türü fidanlarının yetiştirilmesinde stabilitesi yüksek agregat kullanımı gerekmektedir. Bu amaca yönelik olarak, uygun tür ve tane boyutundaki zeolit kullanılabilir.
Zeolitin bünyesindeki Na iyonları nedeniyle toprakta alkaliliğe neden olması, pH’ın düşük olduğu fidanlık topraklarında (asidik toprak) pH’ı dengeleyici/yükseltici etki yaparak, ıslah edici bir rol üstlenebilir.
SONUÇ ve ÖNERİLER
Zeolit, ülkemizde bir çok bölgede bol ve ucuz olarak sağlanabilecek ve önemli bir hazırlık işlemi gerektirmeden yetiştirme ortamı ve toprak düzenleyici olarak kullanılabilecek bir materyaldir. Çoğu ekonomik, fiziksel ve kimyasal özellikleri, halen kullanılmakta olan perlite ve diğer mineral bitki yetiştirme ortamlarına yakın ve/veya daha üstündür.
Sonuç olarak zeolitin, Türkiye’deki mevcut potansiyeli dikkate alınarak, geniş kullanım alanları yanında ormancılıkta da değerlendirme olanaklarına ilişkin araştırmalara başlanmalıdır.
