Gübre, bitkinin beslenmesinde gerekli olan kimyasal elementleri sağlamak için toprağa ilave edilen herhangi bir madde.
Gübreler, bitkilerin büyümesi için gerekli gıdayı ihtiva eden maddelerdir. Her ne kadar toprak ve su bu gıdanın büyük bir kısmını sağlamaya yeterse de birçok hallerde bir takım gıdalar bakımından fakir olabilirler. Böyle hallerde toprağın gübre ile takviye edilmesi gerekir.
Bitkiler, büyüme ve yaşamaları için azot, fosfor, potasyum, kalsiyum, magnezyum, kükürt, demir, mangan, bakır, çinko, bor ve bazı hallerde de molibden gibi elementlere muhtaçtır. Bunlar arasında azot, fosfat ve potasyum en önemlileridir.
Hayvan pislikleri, saman ve diğer bitki artıkları binlerce yıldan beri doğal gübre olarak kullanılmaktadır. Eski zamanlarda toprağın asitliğini azaltmak ve kalsiyum temin etmek için kireçli maddeler kullanılmıştır. Kullanılan ilk kimyevi gübreler, sodyum nitrat ve kemikler olmuştur.
Bugün doğal ve yapay gübrelerin her ikisi de değişik şekillerde elde edilmektedir. Bitkinin beslenmesi öncelikle yapay (mineral ya da ticari) gübre dediğimiz azot, fosfor ve potasyum tarafından sağlanır. Genellikle yapay gübrelerin ihtiva ettiği besin, azot, fosfor pentoksit (P2O5) ve potas (K2O) olarak ifade edilir. Yapay gübrelerin ticari ambalajlarında bir veya daha fazla madde bulunur. Karışık gübrelerin bileşimi çoğunlukla gübre ambalajlarının üzerindeki bir seri numara ile belirtilir. İlk sayı azotun yüzdesini, ikincisi fosfor pentaoksidin yüzdesini ve üçüncüsü de potasın yüzdesini belirtir. Böylece 5-10-10 şeklinde işaretlenmiş bir karışık gübre % 5 azot, % 10 fosfor pentaoksit ve % 10 potas ihtiva eder.
Doğal gübreler
Gübrelemede kullanılan traktör.
Doğal gübreler bitki ve hayvanlardan sağlanır. Bunların en önemlisi guano denilen kurutulmuş kuş gübresidir. Bu gübrede % 12 azot ve % 12 fosfor pentaoksit vardır. Bütün doğal gübreler azot ve fosfor temin ederler. Fakat sentetik gübrelerden daha pahalı oldukları için, modern ziraatte çok az kullanılırlar. Bununla beraber doğal gübreler daha yavaş tesirli oldukları, suda daha az çözündükleri için, çim tohumlarına, yeni filizlerin köklerine zarar vermezler. Bu özellikleri dolayısıyle sebze ve çiçek yetiştiriciliğinde tercih edilirler. Doğal gübrelerin bir diğer katkısıda toprak yapısını düzeltmesidir.
Doğal gübrelerden en önemlileri; ahır gübresi, kompostlar ve yeşil gübredir.
Ahır gübresi
Ahır gübresi, terkibinde bulunan azot, fosfor ve potasyum gibi bitki besin elementleri dolayısıyle, toprağı besin maddelerince zenginleştirir.Toprağa humus vererek de toprağı ıslah eder. Ahır gübresi, toprağın işlenmesini kolaylaştırır. Toprağın su tutma kabiliyetini ve havalanmasını arttırır.
Genel olarak mahsul artışında gübre faktörü, % 40 gibi bir artış sağlar. Memleketimizde takriben 150 milyon ton ahır gübresi istihsal edilmektedir. Bunun 80-100 milyon tonu tezek olarak yakılmaktadır. Halbuki yakılan miktarın gübre olarak kullanılmasıyla elde edilebilecek mahsul artışı iki milyon ton kadardır.
Toprağa verilen gübrenin ilk üç sene verim üzerine tesir ettiği, üç seneden sonra da bu tesirin giderek azaldığı müşahade edilmiştir. Dekara verilen iki ton iyi ahır gübresiyle, toprağa 10 kg azot, 5 kg fosfor, 11 kg potas verilmiş olur. Memleketimiz şartlarında ahır gübresi genel olarak ahırdan dışarı atıldıktan sonra ekim zamanına kadar açıkta bırakılmaktadır. Bu durumda yağışlar ve fermantasyon gazlarıyla gübre içinde bulunan besin maddelerinin büyük bir kısmı zayi olmaktadır. Onun için ahır gübresinin iyi muhafaza edilmesi lazımdır. Ahır gübresini gayet sıkı bir yığın halinde biriktirip, içine hava girmesine mani olacak şekilde sıkıştırmak masrafsız ve en pratik bir muhafaza yoludur.
Kompostlar
Yeşil gübreler.
Çiftlikte meydana gelen bitki ve hayvani menşeli artıkların bir araya toplanıp, gübre yapmak üzere çürümeye terk edilmesiyle elde edilir.
Çiftlikteki bitki ve hayvan artıkları takriben 30 cm yüksekliğinde yayılır. Üzerine su serpilerek iyice ıslatılır ve sıkıştırılır. Bunun üzerine 5-15 cm yüksekliğinde, varsa ahır gübresi, yoksa toprak veya odun külü yayılır. Bunu takiben yine 30 cm’lik bitki artığı konur. Sulandıktan sonra, tekrar 5-15 cm toprak veya odun külü ilave edilerek istenilen yükseklikte bir kompost yığını yapılır. Yığına yukarı doğru daralan bir şekil verilir. Rutubet kaybını önlemek için en üste toprak serilir. Hazırlanan kompost yığını 3-4 hafta kendi haline bırakılır. Bundan sonra birer ay ara ile bir veya iki defa alt üst edilerek yığının her tarafının çürümesi sağlanır. 3-4 ay sonra kompost gübre kullanılmaya hazır bir hale gelir.
Sanayii şeklinde kompostlama da mümkündür ve farklı çeşitleri vardır. Kompostlama aslen bir fermentasyon biçimidir. Aerobik ve anaerobik olarak ikiye ayrılmaktadır.
Yeşil gübreler
Ekilmiş bir mahsulün hasat edilmeden, toprağı ıslah etmek maksadıyla, toprağa gömülmesine yeşil gübreleme ve bu maksat için kullanılan bitkilere ise yeşil gübre adı verilir.
Yeşil gübre bitkileri, toprakta çürüyerek, toprağı organik maddece zenginleştirir. Bünyelerinde bulunan besin maddeleri de toprağa geçer. Toprağın yapısı düzelir.
Yeşil gübrelemede, daha ziyade fiğ, bakla, soya fasulyesi, taş yoncası gibi havanın azotundan istifade ederek, köklerinde azot biriktiren ve bu sebeple toprağı azotça zenginleştiren bitkinin seçilmesi en uygundur. Yapılan birçok denemeler neticesinde, bunların kendilerinden sonra gelen mahsulün verimini % 20-100 arasında arttırdığı görülmüştür.
Yapay gübreler
Yapay gübre örneği.
Yapay gübreler, sıvı ve katı halde bulunur. Genellikle taşınması ve depolanması kolay olduğundan, katı ve granül haldekiler tercih edilir. Eskiden kimyevi gübreler toz halinde yapılmaktaydı. Toz halindeki gübreler çok nem çekici ve taşınması zor olduğundan terk edilmiştir. Sıvı gübreler ise gün geçtikçe önem kazanmaktadır.
Gübreleme, genellikle ilkbaharda yapılır. Fakat kışın hafif ve yağışlı geçtiği bölgelerde sonbaharda yapılmaktadır. İstenirse ekstra olarak bitkinin büyüme mevsiminde katı gübre, mevsim ortasında ise sıvı gübre kullanılır. Uçucu özellikte olan gübreler, toprak altına konur. Bitki köklerinin, toprağın derinliklerine gitmesi sağlanır.
Toprağın yapısına ve yetiştirilen bitkinin çeşidine göre azot, fosfor ve potas ihtiva eden yapay gübrelerin dekara verilecek miktarları hesap edilir ve buna göre verilir.
Yapay gübreler şunlardır:
Azotlu gübreler
Azotlu gübrelerin çeşitli tipleri vardır. En çok amonyum ve nitrat tuzları halinde kullanılır. Bunlar arasında en önemlileri, sırasıyla amonyak ve amonyum hidroksit, amonyum nitrat, amonyum sülfat, amonyum fosfat, sodyum nitrat, kalsiyum nitrat, potasyum nitrattır. Bunlardan amonyak sıvı, diğerleri ise katı olup, amonyaktan elde edilirler. Kalsiyum nitrat ve potasyum nitratın dışındaki bütün azotlu gübreler toprağı asidik yaparlar. Fakat bu asitlik uygun kireçleme ile kolaylıkla düzeltilebilir. Siyanamid, üre ve üre-form adı verilen üre-formaldehid bileşiği de azot gübresi olarak kullanılmaktadır. Ayrıca bu sayılan bileşiklerin değişik oranlardaki karışımları ayrı patentler altında piyasaya sunulmaktadır.
Amonyak
% 82 azot ihtiva eden amonyak, normal sıcaklıkta bir gazdır ve basınç altında taşınmalıdır. Amonyak gazı direkt gübre olarak kullanılacağı zaman, toprağın 15-20 cm kadar altına gönderilir. Böylece buharlaşıp gitmesine mani olunur. Sıvı amonyak, amonyak gazının suda çözünmesi ile elde edilir. Bu durumda % 20-28 azot ihtiva eder. Sıvı amonyağın buhar basıncı az ve taşınması kolaydır. Ayrıca toprağın derinliğine gönderilmesine gerek yoktur.
Amonyum nitrat
Amonyağın oksitlenmesiyle elde edilen nitrik asit, amonyakla birleştirilerek amonyum nitrat elde edilir. Amonyum nitrat % 32-33,5 azot ihtiva eder. Çok geniş bir kullanma sahası vardır. Pekçok ürün için faydalıdır. Yalnız pirinç yetiştirilmesinde kullanılmaz. Çünkü su baskını olan sahalarda mikrobik denitrifikasyon işlemi ile nitrat, azot gazına dönüşür ve kaybolur. Amonyum nitrat, granül halinde ve kireç ile karıştırılarak satılır.
Üre
45-46 azot ihtiva eden konsantre edilmiş azotlu bir gübredir. Amonyak ile karbondioksidin basınç altında birleştirilmesiyle elde edilir. Toprakta hızla amonyum karbonata hidroliz olur. Bu sebepten kararsız olup, amonyak gazı salıverir. Amonyak kılcal kökleri tahrip ettiği için üre, tohumun veya genç bitkinin yakınına konulmaz.
Fosfatlı gübreler
Fosfatlı gübre örneği.
Fosfatlı gübreler veya fosfat gübreleri olarak daha çok fosfat asidinin kalsiyum tuzları kullanılır. Fosfatlı gübrelerin imalinde çeşitli kaynaklar vardır. Bunlar doğal trikalsiyum fosfatlar, hayvan kemiklerinden elde edilen fosfatlar ve tomas çelik üretim konverterlerinden çıkan curuflardır. Doğal fosfat yataklarının en önemlileri Amerika’da ve Fas’ta bulunmaktadır. Bu fosfatlar ince bir şekilde öğütülerek başka işlem yapılmadan asidik topraklara kullanılabilir.
Süperfosfatlar
Süferfosfatlar, doğal fosfatlar üzerine sülfat asidi etkisiyle meydana getirilir. İlk süperfosfat fabrikası, İngiltere’de 1855 yılında kurulmuştur. Bunu 1868’de Almanya ve Fransa, 1870’te Amerika takip etmiştir. Trikalsiyum fosfat Ca3(PO4)2 suda çözünmez, dolayısıyla bitkiler tarafından emilemez. Trikalsiyum fosfatın sülfat asidi ile muamelesinden suda çözünebilen monokalsiyum fosfat elde edilir, buna süperfosfat denir.
En çok kullanılan fosfatlı gübre % 18-20 fosforpentaoksit (P2O5) ihtiva eden normal süperfosfattır. % 45-50 fosforpentaoksit ihtiva eden zenginleştirilmiş süperfosfat gün geçtikçe daha fazla önem kazanmaktadır. Fosfor yüzdesi zengin olan fosfat gübreleri yalnız başına kullanıldığı gibi diğer gübrelerle karıştırılarak da kullanılır.
Amonyum fosfat
Azot ve fosfor gibi iki faydalı elementi ihtiva etmesi bakımından çok önemlidir. Monoamonyum fosfat ve diamonyum fosfat olmak üzere iki çeşittir. Amonyum fosfat üretmek için önce trikalsiyum fosfattan, elektrik fırınında fosfor elde edilir. Fosfor su buharı ile muamele edilerek fosfat asidi haline çevrilir. Fosfat asidi (H3PO4)nin uygun miktardaki amonyak ile muamelesi neticesinde amonyum fosfat elde edilir. Bu işlemler fazla miktarda elektrik enerjisine ihtiyaç gösterir. Amonyum fosfat gübreleri % 11-14 azot, % 48 civarında fosfatpentaoksit ihtiva ederler.
Potasyumlu gübreler
Potasyumlu gübre örneği.
Bütün potasyum gübreleri suda çözünürler. Potasyum tuzlarının çoğu, esas itibariyle (% 91-93 nisbetinde) gübre olarak kullanılırlar. Potasyum ihtiva eden yatak ve kayalardan üretilerek zenginleştirilir ve gübre şekline getirilirler.
Potasyum tuzlarının üretimi: Denizlerdeki oranı düşük olan potasyum tuzları, tuzla ana sularında biriktirilerek çıkarılır. Böyle bir biriktirme bazı kapalı deniz veya göllerde de doğal bir sûrette vukua gelerek kaya tuzu gibi yataklar teşekkül eder. Stassfurt ve Alzas potas madenleri buna güzel birer misal teşkil eder.
Denizlerde uzun yıllar boyunca sodyum klorür çöker ve ana sular kalsiyum, mağnezyum ve potasyum tuzlarınca zenginleşir. Açık denizle olan bağlantı kesilince ana sular zenginleşmeye devam eder ve mağnezyum ile tuzlardaki sıraya göre çökmeğe başlarlar. Mesela, Stassfurtta çöken ham ürünlerin bileşimi şöyledir:
1. Silvinit (% 18-20 K2O)
2. Karnalit (% 9-10 K2O)
3. Kainit (% 13-14 K2O)
4. Hartsalz adı verilen bir silvinit + kieserit karışımı (% 12 K2O)
Bu tuzların uzun mesafelere nakli için zenginleştirilmeleri lazımdır. İşlemler ilkel maddelerin cinsine göre şöyle yapılır:
Sodyum Nitratlı gübre örneği.
Potasyum sülfat üretimi: İlkel madde olarak kainit kullanılır. Bunun sıcak suda eritilmesi ve çözeltinin soğutulmasıyla % 55 potasyum sülfat ihtiva eden bir ürüne varılır. Yeni bir kristalizasyondan sonra da sanayide kullanılan % 90’lık tuz elde edilir.
Potasyum klorür üretimi: Zenginleştirilmiş potasyum klorür, en çok kullanılan potaslı gübreyi teşkil eder. Bunun üretimi için de madenden gelen ve ortalama % 50 karnalit, % 20 kieserit ve % 30 silvinit ihtiva eden ham ürün, birkaç kademe kristalizasyon işlemlerinden geçirilerek % 90’lık potasyum klorür elde edilir.
Alzas yataklarının en önemli ürünü ortalama % 30-60 KCl, % 50-65 NaCl, % 0,1-0,7 MgCl2 ve % 9-14 çözünmeyen kısım ihtiva eden “silvinit”tir. Bu madde sadece parçalanıp öğütüldükten sonra bileşimine göre % 20-22 veya % 14-16 K2O’lu gübre olarak satılır veyahut zenginleştirilerek özel gübreler hazırlanır. Alzas ürünlerinde mağnezyum bulunmadığından, bu işlem Stassfurttaki üretime nazaran ana suların buharlaştırılmasına lüzum olmaksızın hasıl olması sebebiyle basittir. İşlemin esası sodyum ve potasyum klorürlerinin soğukta ve sıcaktaki çözünürlük farkına dayanır.
Stassfurt ve Alzastan başka Amerika’da (Teksas), Afrika’da Tunus ve Avrupa’da (Fransa, İspanya) diğer bazı potasyum tuzu madenleri mevcuttur.
Potasyum tuzlarının kayalardan çıkarılması: Potasyum tuzları bazı kayalardan da çıkarılmaktadır. Fakat pek bol değildirler. Önemli bir maden feldispattır ki ortalama % 2,4 K2O ihtiva eder. Ancak bu oran üretim masrafını karşılayamaz. Buna karşılık İtalya’da bulunan ve leucit (4 SiO2Al2O3K2O) ihtiva eden bazaltlar (Bkz. Bazalt) bu hususta daha elverişlidir. Burada potasyumun kazanılması için yapılan bir usûlde (blanc usûlü), leucitli taşlar kum şekline getirilerek, bazaltı çeken ve leuciti bırakan bir elektro mıknatıs tesiriyle zenginleştirme yapılır. Bu suretle % 23 Al2O3, % 18 K2O ve % 55 SiO2 ihtiva eden bir ürüne varılır. Klorür asidi tesiriyle silis çöker ve potasyum klorürle alüminyum klorür ihtiva eden bir çözelti meydana getirir. Bu iki tuz da billurlaşma işlemleriyle birbirinden ayrılarak % 90’lık potasyum klorür, öte yandan bir çöktürme ile alüminyum üretimine elverişli saf alüminyum elde edilir.
Guano, esasen penguen ya da karabatak gibi deniz kuşlarının dışkılarından oluşan bir madde. 19. yüzyılda tarımda çok popüler olan bir gübredir.
Kökeninin doğal ve organik olmasına rağmen tarımsal üretimde kullanılan ilk suni gübrelerden kabul edilir. 1840’dan sonra Justus von Liebig’in teşvikleri ile kesin olarak kullanıma geçmiştir. Doğal güherçilenin yanında guano patlayıcı madde imalatında kullanılmıştır.
Potasyum nitrat, suda tamamen eriyen bir Potasyum bileşiğidir. Güherçile olarak da bilinen bileşik doğal halde kayaçlarda ve mağaralarda oluşan beyaz renkli kabuksu yapıda bulunur. Yapay üretimi Potasyun hidroksitin nitrik asit ile ya da potasyum klorürün sodyum nitratla tepkimeye girmesi sonucu gerçekleşir.
Potasyum nitrat, bitkiler için çok önemli iki besin maddesini taşıyan, verim ve kalite arttırıcı bir yapay gübrenin ana maddesi olarak da yaygın olarak kullanılır. Bitkilerin pek çok türü, atmosferdeki serbest azotu kullanamaz, azot tuzları olarak almak zorundadırlar. Oysa organik bileşiklerin çok önemli bir bileşenidir azot. Potasyum nitrat, bitkilerin kullanabileceği bir azot ve potasyum kaynağı olarak önem taşır.Potasyum bitkinin meyve kalitesini,adedimi ve raf ömrünü uzatır. Bu bileşik aynı zamanda,elektrokimyasal yöntemlerde kullanılan tuz köprülerinin yapısında da bulunur.
Potasyum nitratın sanayide diğer yaygın kullanımı patlayıcı madde ve havai fişeklerdir. Pudra şekeri ile karıştırılarak ateşlendiğinde hacminin 600 katı büyüklüğünde bir duman oluşturduğu için duman bombası ve duman efektlerinde kullanılır. Doğru karışım oranları 40 mol şekere 60 mol potasyum nitrat olacak şekildedir. İstenirse pudra şekeriyle birlikte dikkatle ısıtılıp eritilir ve macun kıvamına getirilerek de kullanılabilir ancak ısıtırken karışımın alev alma tehlikesi vardır.
Kaynak: msxlabs.org