Asıl Mesele Kaplama: Tarımda Kontrollü Salınımlı Gübreler

50 yılı aşkın bir süre önce ICL’nin Osmocote Kontrollü Salınımlı Gübreleri (CRF) ABD’de ilk polimer kaplı gübreler olarak tanıtıldı: organik reçine kaplamalı bir NPK granülü, tek bir besin maddesi uygulamasının uzun süre yeterli olmasını sağlıyordu. Bu, gübre uygulamasında yepyeni bir prensibin başlangıcı oldu. Bu konsept ilk olarak, besin maddesi kaybının ürünün kalitesini doğrudan etkilediği saksıda yetiştirilen yüksek değerli süs bitkileri için geliştirildi. CRF konsepti, gübre uygulamasının verimliliği ve basitliğinin çok anlamlı olduğu çilek ve meyve ağaçları gibi diğer yüksek değerli ürünlerde de hızla benimsendi.

Daha kapsamlı bahçe ve tarım ürünlerinde benimsenme ise, esas olarak CRF ile geleneksel gübreler arasındaki fiyat farkı nedeniyle henüz söz konusu değildi. Son 10-15 yılda, yeni teknolojik gelişmeler daha ekonomik ve daha verimli CRF gübrelerinin üretilmesini mümkün kılarak tarımda kontrollü salımlı gübrelerin daha yaygın kullanımı için olanaklar yarattı.

Küresel nüfusun 2050 yılına kadar daha da artması ve ekilebilir arazilerin azalması beklendiğinden, üreticilerin ellerindeki arazileri daha verimli kullanmaları gerekiyor. Aynı zamanda, küresel baskılar ve iklim değişikliği de gübrelerin daha hassas bir şekilde uygulanması ve dünya çapında tarımın çevresel etkilerini azaltmaya yardımcı olan teknolojilerin kullanılması ihtiyacını artırıyor.

En Yüksek Besin Maddesi Kullanım Verimliliği

CRF, en yüksek besin maddesi kullanım verimliliğine sahip gübre teknolojisi olarak kabul edilmektedir. CRF de dahil olmak üzere mineral gübrelerin dünya nüfusunun yaklaşık yarısının beslenmesinden sorumlu olduğuna inanılmaktadır. Geleneksel gübreler uygulandıktan hemen sonra toprakta çözünerek sadece kısa bir süre için besin sağlar. Bitkinin ihtiyaç duyduğu besin maddesini almasını için birden fazla gübre uygulaması gereklidir. Çoklu uygulamalar, maliyetli oldukları ve son araştırmaların da gösterdiği üzere toprak sıkışmasını artırdıkları için büyük üreticiler için uygulamada karmaşa yaratabilir.

Özel kaplamaları sayesinde CRF granülleri, besin maddelerini uzun bir süre boyunca ve kademeli olarak salar. Bir CRF ürününün kullanım ömrüne bağlı olarak, besin salınımı birkaç haftadan aylara kadar uzanabilir.

CRF’ler, çevreye salınan besin maddesi kayıplarının azaltılması ve bitki çukurlarına uygulama gibi yeni kullanım yöntemleri sayesinde besin maddesi kullanım verimliliğini destekler.

Bitkilerin besin maddesi ihtiyaçları ile CRF’nin besin maddesi salınımı arasında yakın bir eşleşme sağlanarak besin maddesi verimliliğinde artış elde edilir. Bu sadece optimum büyümeye yol açmakla kalmaz; aynı zamanda besin sızıntısını, buharlaşmayı, denitrifikasyonu ve yüzey akışını da azaltır.

CRF, daha düşük toplam besin girdileriyle mahsul verimini koruyabilir veya artırabilir; bu, örneğin yönetmeliklerin toplam azot girdilerini sınırlamaya başladığı bölgelerde önemli bir avantajdır.

CRF’ler gerekli uygulama sayısını azaltır: iş gücümaliyetlerinin yüksek olduğu bölgelerde, dik eğimler veya zayıf altyapı nedeniyle mekanizasyon ve gübre nakliyesinin zor olduğu (tropikal) bölgelerde önemli bir avantaj sunar.

Yetiştirme koşullarına bağlı olarak, CRF’ler aşağıdakileri önemli ölçüde azaltabilir:

• toplam gübre kullanımı: %20 oranında, hatta %50’ye kadar ulaşabilir.
• sızıntı: %55’e varan oranlarda.
• denitrifikasyon: ortalama %40’a varan oranlarda.
• buharlaşma: %40’a varan oranlarda.

(Rakamlar ICL’nin CRF teknolojileri ile yapılan bağımsız araştırmalara dayanmaktadır)

Kontrollü Salınımlı Gübre Nedir?

Tüm CRF’lerin aynı olmadığını ve genellikle yavaş salınımlı gübreler (SRF) kastedildiğinde CRF teriminin – yanlışlıkla – kullanıldığını belirtmek önemlidir. Şimdi bu iki gübre türünün resmi tanımlarına bakalım:

CRF: “Besin salınımının kontrol edildiği, belirli bir sıcaklıkta belirtilen besin salınım oranını ve belirtilen salınım süresini karşılayan gübre.” (ISO 8157:2015)

SRF: “Hidroliz ve/veya biyolojik bozunma ve/veya sınırlı çözünürlük yoluyla, amonyum sülfat, amonyum nitrat ve üre gibi ‘referans çözünür’ bir ürünle karşılaştırıldığında, bitkiler için mevcut besin maddelerinin alınımının belirli bir süreye yayıldığı gübre.” (ISO 8517:2015)

Dolayısıyla, iki gübre için besin maddesi salınım mekanizması tamamen farklıdır. SRF’ler, çözünmesi veya besin maddelerini serbest bırakması belirli bir zaman alan minerallerdir. CRF’ler iyi kalitede bir kaplama ve tutarlı bir üretim süreci gerektirir. SRF besin maddelerinin salınımı sıcaklık, su, toprak pH’ı ve mikroorganizmalardan etkilenirken, CRF’ler yalnızca sıcaklık ve sudan etkilenir.

Kontrollü Salınım Teknolojileri

Kaplamayı oluşturmak için uygulanan malzemelerde de farklılıklar bulunmaktadır. Anlaşılması gereken en önemli husus, bu farklılıkların mevcut olduğu ve besin maddesi salınım verimliliğini doğrudan etkilediğidir. En verimli kaplama teknolojisi son geliştirilen polimer kaplamadır. Bu, besin maddesi salınımı üzerinde en iyi kontrolü sağlar ve böylece salınımda herhangi bir dalgalanma olmadan bitki taleplerine en yakın şekilde uyar.

CRF seçerken dikkate alınması gereken bir diğer husus da farklı besin maddeleri, besin maddelerinin kombinasyonu ve hatta kaplama seviyeleridir. 10’luk kaplamalı fraksiyondan oluşan bir gübre karışımı genellikle kontrollü salınımlı gübre olarak adlandırılır. Ancak tahmin edebileceğiniz gibi, uzun ömürlülük özelliği, verimliliği ve bitki güvenliği üzerindeki etkisi %100 kaplamalı bir CRF’den çok farklıdır. Gübre bitkinin köklerine ne kadar yakın uygulanırsa, tamamen kaplanmış bir CRF ürünü kullanmak o kadar önemli hale gelir. Örneğin, gübrelerin dikim çukuruna uygulandığı ve genç ağacın veya fidenin doğrudan bunun üzerine dikildiği ormancılıkta, iyi kalitede, %100 kaplamalı bir CRF çok önemlidir.

Tamamen kaplanmış bir CRF aynı zamanda bitki besin maddesi kayıplarını azaltmak için en etkili seçenektir. Bu gübrenin besin maddesi kullanım verimliliğini artırır ve çevreye salınan emisyonları azaltır.

Kontrollü Salınım Besin Maddesi Kayıplarını Önler

Azot (N), özellikle hafif (kumlu) topraklarda nitrat sızıntısı yoluyla kayıplara açıktır. Tropikal iklimlerde toplam azot kayıpları en yüksek seviyededir. Kontrollü salınımlı gübre ile azot genellikle toprağa dahil edilir. Böylece sızıntı en aza indirilir. N’nin etrafındaki kaplama, uygulamadan kısa bir süre sonra topraktaki yüksek NO3 seviyelerinin önüne geçilmesini sağlar; böylece sızıntı da önlenebilir.

Fosfor (P) toprakta bağlanmaya maruz kalır. Bu durum, alkali/kireçli P sabitleyici topraklarda ve alüminyum ve demir (hidr)oksitler bakımından zengin asidik P sabitleyici topraklarda gerçekleşebilir. Nemli tropik bölgelerin büyük bir kısmı, ağırlıklı olarak P bağlayıcı olan asidik yüksek derecede ayrışmış kil tipi topraklarla kaplıdır. CRF’ler toprak bağlanmasını önleyebilir: CRF’lerdeki fosfor topraktaki besin konsantrasyonunu düşük tutabilir ve böylece reaktif minerallerle çökelmeyi veya bunlara tutunmayı sınırlayabilir.

Potassium (K) can leach easily on sandy soils in heavy rainfall areas and highly weathered tropical soils. CRFs can prevent leaching. Because of complicated infrastructures in many tropical countries, lowering the input and transport of nutrients to plantations can be very important to improve the crop’s carbon footprint.

Potasyum (K), yoğun yağış alan bölgelerdeki kumlu topraklarda ve yüksek derecede ayrışmış tropikal topraklarda kolayca sızabilir. CRF’ler sızıntıyı önleyebilir. Birçok tropik ülkedeki karmaşık altyapılar nedeniyle, tarlalara besin girdisini ve taşınmasını azaltmak, bitkinin karbon ayak izini iyileştirmek için çok önemli olabilir.

“ICL olarak son on yıldaki kaplama uzmanlığımızı ve deneyimimizi, belirli bir bitkide veya bitki grubunda daha yüksek besin kullanım verimliliği oluşturan belirli kaplama yüzdelerine ve uzun ömürlere sahip özel formülasyonlar geliştirmek için kullandık.”

Tarımda Başarı Hikayeleri

CRF’ler, besin maddesi verimliliğinin, gübre girdilerinin ve uygulamalarının azaltılmasının çok önemli olduğu birçok bitkide (örneğin muz, kahve, palm yağı, pirinç, şeker kamışı ve patates) halihazırda başarıyla kullanılmaktadır. Ancak, her bölgede, uygulandığı her üründe daha yüksek besin maddesi etkinliği ve daha yüksek verim sağlayacak, herkese uyan tek bir CRF yoktur. Bitkinin ihtiyaçlarını anlamak ve mümkün olan en iyi CRF’yi buna ve bölgedeki yetiştirme koşullarına göre eşleştirmek hayati önem taşımaktadır.

ICL olarak son on yıldaki kaplama uzmanlığımızı ve deneyimimizi, belirli bir bitkide veya bitki grubunda daha yüksek besin kullanım verimliliği yaratan belirli kaplama yüzdelerine ve uzun ömürlere sahip özel formülasyonlar geliştirmek için kullandık. Bu, CRF konseptlerinin etkinliği, kapsamlı deneme programımız ve bağımsız araştırmalarımızla kanıtlanmış ve bunun sonucunda özel CRF programları ortaya çıkmıştır.

Hollanda’da patates denemesi. Geleneksel azot bazlı gübrelerle (yetiştirici uygulaması, kırmızı çizginin üstü) üç uygulama yerine tam kaplamalı ICL CRF’nin (Agrocote Max, kırmızı çizginin altı) bir uygulaması toplam verimi %9 artırdı ve 45 Euro/da ekstra gelir sağladı.

Brezilya’nın Minas Gerais eyaletinde, geleneksel gübrenin yılda 3 kez üst gübreleme yoluyla uygulandığı bir kahve denemesi (solda) ile sadece bir uygulamada 4-5M’lik bir ICL CRF formülasyonu (sağda).

CRF’nin Geleceği?

Son on yıldaki teknolojik gelişmeler, tarımsal uygulamaları değiştiren daha ekonomik kontrollü salınımlı gübreleri mümkün kılmıştır. CRF’ler artık besin maddesi kayıplarını azaltmada ve geleneksel yetiştirici uygulamalarına göre daha düşük veya benzer besin girdileriyle bitki verimini korumada veya artırmada önemli bir rol oynamaktadır.

Yaşam döngüsü analizleri, üreticilere, ticarete ve tüketicilere, geleneksel tarımsal gübrelere kıyasla bu teknolojinin çevresel faydaları ve azaltılmış karbon ayak izi hakkında daha fazla bilgi sağlayacaktır.

CRF’lerin verimliliğine ilişkin bağımsız araştırmalar devam etmektedir ve gübre uygulamalarının çevresel etkisini azaltmak için politika yapıcıları herhangi bir yeni mevzuatta bu teknolojiyi benimsemeye ikna etmek önemlidir.

Mevcut polimer-kükürt ve polimer kaplamalar çok yavaş parçalanır ve besin maddeleri salındıktan sonra toprakta etkili bir şekilde etkisiz hale gelir. Mümkün olduğunca ince (bir insan saçı kadar ince) ve geçirgen olacak şekilde tasarlanırken, kaplamanın işlevini yerine getirmesine izin verir: önceden tanımlanmış bir süre boyunca besin maddelerinin salınımını kontrol etmek. Önümüzdeki on yıl içinde, CRF kaplamaların biyolojik olarak parçalanabilirliğine ilişkin yeni Avrupa kuralları gibi yeni mevzuat, gübre üreticilerini daha hızlı parçalanan yeni kaplama teknolojileri geliştirmeye zorlayacaktır.