Entegre nitrifikasyon inhibitörleri ve en iyi yönetim uygulamaları, yarı-kurak tuzlu-alkali topraklarda daha yüksek verim ve azot kullanım verimi sağlayabilir

Zorlu arazilerde mahsulleri beslemek

Dünyanın birçok kurak bölgesinde çiftçiler, gübre kirliliğini su ve havaya yaymadan tuzlu, rüzgâr etkili topraklarda yeterince gıda üretmek için mücadele ediyor. Çin’in İç Moğolistan bölgesinden bu çalışma, nitrifikasyon inhibitörleri olarak adlandırılan özel katkı maddelerinin yardımıyla azot gübresinin daha akıllıca kullanılmasının—mısır verimini potansiyeline yakınlaştırarak, gübre israfını azaltarak ve çevresel zararı düşürerek—düşük yağış koşullarında bile nasıl etkili olabileceğini gösteriyor.

Kurak, tuzlu çiftliklerin sorunu

Kurak ve yarı-kurak bölgeler dünya tarım arazilerinin %40’ından fazlasını kaplar ve gıdamızın büyük bölümünü üretir; buna karşın az yağış, tuzlu topraklar ve sulamaya yüksek bağımlılık gibi ciddi sorunlarla karşılaşır. İç Moğolistan’ın batısındaki Hetao Sulama Bölgesi’nde çiftçiler geleneksel olarak mısıra çok yüksek miktarda azot gübresi uygular—hektar başına 300–450 kilogram—yüksek verim umuduyla. Ancak verimler gerçekte mümkün olanın sadece yaklaşık %40’ında takılı kalmıştır. Azotun büyük bölümü havaya kaçmakta veya kanallar ve göllere yıkanmakta, para israfına ve suyun kirlenmesine yol açmaktadır. Araştırmacıların temel sorusu, bölgenin ulaşılabilir verimine çok daha yakınlaşıp daha az azot kullanarak ve çevreye daha az kayıp vererek bunu nasıl başarabilecekleriydi.

Daha akıllı bir gübre sistemi tasarlamak

Ekip, çok az yağış ve Sarı Nehir’den taşkın sulaması olan tipik bir tuzlu-alkali toprakta üç yıllık bir arazi deneyi kurdu. Mısır için dört yönetim sistemini karşılaştırdılar: hiç azot uygulanmayan; yaygın yüksek girdili çiftçi uygulaması; azotu yaklaşık üçte bir azaltıp gübrelemeyi basitleştiren “yüksek verim ve yüksek verimlilik” sistemi; ve aynı azaltılmış azot dozunu kullanan ancak gübreye karıştırılmış ve ekimde tek seferde uygulanan DMPP adlı bir nitrifikasyon inhibitörü eklenen “yüksek verim ve strese dayanıklı” sistem. Tüm parsellerde aynı mısır çeşidi ile benzer fosfor ve potasyum uygulandığından farklar esas olarak azot stratejilerinden kaynaklanabiliyordu.

Daha az azotla daha fazla dane

2020–2022 döneminde, gübresiz parsellerde verim düzenli olarak düştü; bu da toprağın tek başına yüksek verimli mısırı beslemeye yetmediğini doğruladı. Buna karşılık, azot azaltılmış iki iyileştirilmiş sistem hektar başına 15–18 ton dane verimine ulaştı—yerel verim potansiyelinin yaklaşık %80’i—normal yıllarda yüksek girdili çiftçi uygulamasıyla eşdeğer veya ona yakın sonuç verdi. Kritik olan, optimize edilmiş sistemlerin bunu hektar başına yalnızca 250 kilogram azot ve tek bir gübre uygulamasıyla başarmasıydı; geleneksel sistemde ise 380 kilogram ve üç uygulama yapılıyordu. Bu, uygulanan azotun bitki tarafından gerçekten alınan payını—azot kullanım verimini—kötü yağış yıllarında %50’nin altından iyi yağış yıllarında yaklaşık veya %60’ın üzerine çıkartarak uluslararası “yeşil kalkınma” hedeflerine ulaşılmasını sağladı.

Kuraklığa karşı yerleşik sigorta

En zorlu sınama 2022’de, yağışların düşmesi ve mısırın kritik bir büyüme döneminde ciddi kuraklıkla karşılaşması oldu. Bu sert koşullar altında, inhibitörsüz azot azaltılmış sistem, yüksek girdili uygulamaya kıyasla kayda değer bir verim düşüşü yaşadı. Buna karşın, nitrifikasyon inhibitörü kullanan sistem verimi korudu; bunun başlıca nedeni tane ağırlığını daha yüksek tutmasıydı. Ölçümler, bu uygulamanın gövde üstü azot alımını koruduğunu, fosfor emilimini artırdığını ve kurak yılda bile toplam bitki biyokütlesini sürdürdüğünü gösterdi. Yüksek pH’lı, tuzlu toprakta amonyumun nitrat haline dönüşümünü yavaşlatarak inhibitör, zaman içinde köklere daha fazla kullanılabilir azot tutarak bitkilerin su stresine karşı daha iyi dayanmasına yardımcı oldu.

Daha temiz tarlalar ve su

Mahsuller uygulanan azotun daha fazlasını aldığından, geliştirilmiş sistemler tarlada çok daha küçük azot fazlaları bıraktı. Yüksek girdili çiftçi uygulaması her yıl hektar başına 160–200 kilogramın üzerinde ekstra azot biriktirdi—muhtemelen gaz olarak kaçacak veya drenaj suyuna sızacak azot. Optimize edilmiş sistemler bu fazlayı yaklaşık yarıya indirdi ve bazı yıllarda inhibitör uygulaması girdilerle çıktılar arasında neredeyse denge sağladı. Bu, sera gazı emisyonu riskinin azalması ve zaten önemli bir kirletici olarak tanımlanan azotun yerel su yollarına akışının düşmesi anlamına geliyor.

Çiftçiler ve çevre için anlamı

Kuru, tuzlu bölgelerde çalışan çiftçiler için çalışma net bir mesaj sunuyor: sadece daha fazla azot eklemek daha fazla dane garantisi vermez; ancak zamana uygun ve daha iyi formüle edilmiş azot verebilir. Azaltılmış oranlı tek bir azot gübresi uygulaması, bir nitrifikasyon inhibitörüyle birleştirildiğinde yüksek mısır verimi sağlayabilir, bitkilerin gerçekten kullandığı gübre oranını artırabilir ve kirliliği azaltabilir. Belki de en önemlisi, bu yaklaşım kurak yıllarda bir tür sigorta işlevi görerek su kıtlığı olduğunda mahsullerin verimini korumaya yardımcı olur. Benzer bölgelerde yaygın olarak benimsenirse, bu uygulamalar gıda üretimini artırırken hassas topraklar ve su kaynakları üzerindeki baskıyı hafifletebilir.

Atıf: Zeng, Z., Wu, L., Liu, J. et al. Synergistic nitrification inhibitors with best management practices can achieve higher yield and nitrogen use efficiency in semi-arid saline-alkali soils. Sci Rep 16, 5287 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36007-1

Anahtar kelimeler: azot kullanım verimi, nitrifikasyon inhibitörü, mısır verimi, yarı-kurak tarım, tuzlu-alkali toprak