İndir - Adnan Menderes Üniversitesi

Adnan Menderes Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 2012; 9(2) : 25 - 38
Journal of Adnan Menderes University Agricultural Faculty 2012; 9(2) : 25 - 38
Derleme / Reviews
SERA GAZI SALINIMLARINDA TARIMIN ROLÜ
Hüseyin Hüsnü KAYIKÇIOÐLU1, Nur OKUR1
ÖZET
Atmosferdeki sera gazlarýndaki (SG) artýþ ve neticesinde gerçekleþen iklim deðiþikliðinin 21.yy da önemli
etkileri olacaktýr. Tarýmsal faaliyetler; üç ana sera gazý olan karbondioksit (CO2), metan (CH4) ve nitroz oksit
(N2O) için bir kaynak konumundadýr. Tarým topraklarý ise tutulan C' un biyokütle ürünlerine ve toprak organik
maddesine dönüþtürülmesiyle, CO2 açýsýndan bir havuz durumunda bulunmaktadýr. Bu çalýþmada, tarým
topraklarýndan sera gazlarýnýn salýnýmý ve C tutulumuyla ilgili bilimsel çalýþmalar derlendi ve tarýmýn nasýl kendi
SG yükünü azaltabileceði ile koruma tedbirleri aracýlýðýyla nasýl sera gazý salýnýmlarýnýn azaltýlabileceði üzerine
bakýþ açýsý oluþturmaya çalýþýldý. Bunun yanýnda tarýmsal uygulamalarýn ve sistemlerin sera gazlarý salýnýmý
üzerine etkisi incelendi.
Tarým alanlarýnýn CO2, N2O ve CH4 salýnýmlarýnýn azaltýlmasý yönüyle potansiyelleri yeterince iyi
tanýmlanamamýþtýr. Ayrýca, öne çýkarýlmasý gereken birçok eksiklikler de bulunmaktadýr. Bunlar arasýnda küresel
iklimin gelecekte nasýl deðiþeceðine dair belirsizlikler, toprak kullanýmý ve bitki örtüsü, kurak iklimlerde ve
düþük kaliteli topraklarda yetiþen tek ve çok yýllýk bitkilerin verim düþüklükleri ile kimyasal gübre etkinliði
sayýlabilir. Bütün bunlara ek olarak, tarýmýn atmosfer üzerine olan net yararlarýný saptayabilmek için, N2O ve CH4
gazlarýnýn dengesi ile yaklaþýk C stoðunu tahminleme metotlarýnýn geliþtirilmesi gereklidir.
Anahtar Kelimeler: Sera gazý, azotlu gübreler, tarýmsal yönetim uygulamalarý, küresel ýsýnma, toprak C
tutulumu
The Role of Agriculture in Greenhouse Gas Emissions
ABSTRACT
The increase of greenhouse gases (GHG) in the atmosphere and the resulting climatic change will have important
effects in the 21st century. Agricultural activity is a source for three primary GHG: carbon dioxide (CO2), methane
(CH4) and nitrous oxide (N2O). Agricultural soils can also be a sink for CO2 through C sequestration into biomass
products and soil organic matter. In this paper; it was summarized the literature on GHG emissions and C
sequestration, provided a perspective on how agriculture can reduce its GHG burden and how it can help to
mitigate GHG emissions through conservation measures. Impacts of agricultural practices and systems on GHG
emission were reviewed.
The potential of agricultural lands for CO2, N2O and CH4 mitigation is not well recognized. Besides, there are a
number of shortcomings that need to be emphasized. These include the uncertainties related to future shifts in
global climate, land-use and plant cover, the poor yields of trees and crops on low fertile soils and under arid
climate conditions, mineral fertilizers efficiency. In addition, more efforts are needed to improve methods for
estimating C stocks and gas balances such as nitrous oxide (N2O) and methane (CH4) to determine net benefits of
agriculture on the atmosphere.
Key Words: Greenhouse gas, N-fertilizers, agricultural management practice, global warming, soil carbon
sequestration
GÝRÝÞ
Dünyanýn oluþumundan itibaren doðanýn
þekillenmesi, bugüne kadar geçen ve durmaksýzýn
devam eden kesintisiz bir süreç olsa bile; bilim
insanlarý bu süreç dizinini jeolojik devirler adý verilen
çeþitli dönemlere ayýrarak incelemektedirler. Her
jeolojik dönem, kendine özgü doða olaylarýný
barýndýran doðal bir süreçtir. Ancak, insanoðlunun
süreç içinde aktif rol almasýyla birlikte bu doðal
dengeler geri dönüþümü zor bir þekilde bozulmaya
baþlamýþtýr.
Fosil yakýtlarýn aþýrý kullanýmý, ormanlarýn
tahrip edilmesi, yanlýþ arazi kullanýmý, doðal
kaynaklarýn bilinçsizce tüketimi, atmosfere salýnan
gazlar ile hýzlý nüfus artýþýnýn yarattýðý ek sorunlar ile
birlikte atmosferin bileþimi deðiþmektedir. Bunun
sonucunda ise günümüzde Küresel Ýklim Deðiþikliði
olarak adlandýrýlan normal olmayan hava koþullarý ile
karþýlaþmaktayýz. Birleþmiþ Milletler Ýklim
Deðiþikliði Çerçeve Sözleþmesi' nde “Ýklim
Deðiþikliði”, karþýlaþtýrýlabilir bir zaman periyodunda
gözlenen doðal iklim deðiþkenlikleri ile doðrudan ya
da dolaylý olarak küresel atmosferin doðal yapýsýný
bozan insan etkinlikleri sonucunda, iklimde oluþan
deðiþikliklerin bütünü olarak tanýmlanmaktadýr. Bu
deðiþikliðin en büyük sebebi ise çeþitli insan
etkinlikleri sonucunda atmosferdeki birikimleri hýzlý
bir artýþ gösteren sera gazlarýnýn, Yerkürenin
radyasyon (ýþýným) dengesini bozmasý ve sonuçta
doðal sera etkisinin kuvvetlendirilerek, þehirleþmenin
de katkýsýyla dünyanýn yüzey sýcaklýklarýný arttýrma
eðilimi göstermeleridir.
Dünya Meteoroloji Örgütü (WMO) ve Birleþmiþ
1
Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bölümü, ÝZMÝR.
25
Sera Gazý Salýnýmlarýnda Tarýmýn Rolü
Milletler Çevre Programý (UNEP) tarafýndan kurulan
Hükümetlerarasý Ýklim Deðiþikliði Panelinin (IPCC),
küresel ýsýnmanýn 2 ºC ile sýnýrlý tutulmasýný
hedefleyen, atmosferdeki sera gazý (SG) miktarýnýn
450 ppm düzeyinde sýnýrlandýrýlmasý senaryosunda
geliþmiþ ve geliþmekte olan ülkelerin sera gazý
salýnýmlarýný sýnýrlamasý ve tespit edilen baz yýlýna
göre azaltmasý gerekmektedir.
SERA GAZLARI
Atmosferdeki kýzýl ötesi ýþýnlarý absorbe eden
SG, ýsýyý hapsetmekte ve dünya yüzeyinin ýsýnmasýna
neden olmaktadýr. Tarýmsal faaliyetlerle atmosferdeki
salýnýmlarý iliþkilendirilebilecek 3 sera gazý
bulunmaktadýr: CO2, CH4 ve N2O. Buna karþýlýk, su
buharý ve birçok halokarbon bileþiklerini de içeren
diðer önemli sera gazlarýnýn salýnýmlarý üzerine
tarýmsal faaliyetlerin etkili olduðu kabul
edilmemektedir (Snyder ve ark., 2009).
Ýnsan kaynaklý CO2 salýnýmlarýnýn % 75' inden
daha fazlasý, fosil yakýtlarýn kullanýlmasýyla
gerçekleþmektedir. Geriye kalan miktarý ise özellikle
ormanlarýn tahrip edilmesini de kapsayan arazi
kullanýmý deðiþikleri nedeniyle meydana gelmektedir.
Metan salýnýmlarýnýn son 25 yýlda iki katýna
çýkmasýnýn antropojenik etkilerle olduðu
düþünülmektedir (Denman ve ark., 2007). Atmosferik
N2O konsantrasyonunun sanayileþme öncesi dönemde
(1800' lü yýllarýn öncesinde) yaklaþýk 270 ppb
düzeyinden 2005 yýlýnda 319 ppb düzeyine yükseldiði
rapor edilmektedir (Snyder ve ark., 2009). Hirsch ve
ark. (2006) ile UNESCO ve SCOPE (2007)' ye göre;
dünya yüzeyinden salýnan N2O miktarý, insan
SG emisyonlarý, milyon ton CO2 eþdeðeri
Enerji
aktivitelerinin bir sonucu olarak sanayi devrimi öncesi
döneme göre % 40 -50 oranýnda artýþ göstermiþtir.
TARIMIN KÜRESEL ISINMAYA KATKISI
Hükümetlerarasý Ýklim Deðiþikliði Paneli
(IPCC, 1996) Rehberi kullanýlarak Türkiye Ýstatistik
Kurumu Baþkanlýðý (TÜÝK; 2012) tarafýndan 2010 yýlý
için hesaplanan toplam SG salýnýmýnýn (401.9 Tg
(1015g)-CO2 eþdeðeri) % 7' si tarýmsal faaliyetler
sonucu olmuþtur. SG bazýnda deðerlendirmeye
alýndýðýnda ise, 2010 yýlý toplam CO2 salýnýmýnýn % 4'
ü, CH4' ün % 30' u ve N2O' nun ise % 74' ü tarýmsal
kaynaklý olarak gerçekleþmiþtir.
Geçmiþ yýllara göre toplam salýným
miktarlarýnda bir artýþ gözlense de, ayný artýþ tarýmsal
kaynaklý salýnýmlarda gözlenmemiþtir (Þekil 1).
A.B.D.' nde tarýmsal kaynaklý SG salýným deðerleri,
toplam sera gazý salýným içerisindeki yeri bakýmýndan
bizdeki deðere paralellik göstermektedir. ABD Çevre
Koruma Ajansý' nýn raporuna göre 2010 yýlý salýným
envanterinin % 7' si tarýmsal kaynaklý olarak
gerçekleþmiþtir. Sektörel bazda en önemli SG
sorununu CO2 oluþturuyorken; tarým için en önemli
SG hayvansal üretim dikkate alýndýðýnda CH4 ve
bitkisel üretim dikkate alýndýðýnda ise N2O dur.
Özellikle çiftlik hayvanlarýnýn metan salýnýmýna
katkýlarý önemli düzeydedir. Bununla birlikte bitki ve
toprak sistemlerine azot giriþlerinden kaynaklanan
N2O salýným deðerleri, ülkemizdeki genel salýným
payýnýn % 74' ünü oluþturur ki tarýmsal faaliyetler
özellikle de toprak yönetimi ve gübre kullanýmý en çok
bu SG' nýn oluþmasýnda etkilidir.
TÜÝK tarafýndan tahmin edilen 2010 yýlý SG
Endüstriyel Ýþlemler
Atýk
Tarýmsal Faaliyetler
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
1990
1995
2000
2005
2010
Yýllar
Þekil 1. Ekonomik sektörler bazýnda ülkemizden gerçekleþen sera gazý salýnýmlarý (milyon ton CO2 eþdeðeri) (TÜÝK, 2012
verileri kullanýlarak hesaplanmýþtýr).
26
Kayýkçýoðlu ve Okur
N2O; 13
Diðer; 5
CH4; 58
N2O;
9.65
CO2;
13.14
CH4;
17.48
(a)
(b)
CO2;
326
Þekil 2. 2010 yýlýnda gerçekleþen tarýmsal kaynaklý SG salýnýmlarýnýn daðýlýmý (a) ve Ülke genelindeki toplam sera gazý
salýnýmý (b) (milyon ton CO2 eþdeðeri) (TÜÝK, 2012 verileri kullanýlarak hesaplanmýþtýr).
salýným deðerleri Þekil 1 ve 2' de gösterilmektedir
(TÜÝK, 2012). Bu deðerlere arazi kullanýmý ve arazi
kullaným deðiþikliðinden kaynaklanan salýnýmlar ile
yutaklar olarak sayabileceðimiz tarým topraklarý ve
ormanlarýn olumlu etkisi dâhil deðildir.
TARIMSAL FAALÝYETLERDEN KAYNAKLANAN
GAZLAR
Tarýmsal faaliyetlerle iliþkili sera gazlarý olan
CO2, CH4 ve N2O, atmosferdeki sýcaklýðý tutmalarý ve
yenilenme oranlarý bakýmýndan birbirinden farklýdýr.
Dolayýsýyla bu gazlarýn küresel ýsýnma potansiyeline
katkýlarýnýn hesaplanmasýnda bir zaman aralýðý
dikkate alýnmalýdýr. Günümüzde kullanýlan en güncel
deðerler olan ve Küresel Ýklim Deðiþikliði Paneli 4.
raporunda belirtilen 100 yýllýk bir zaman dilimi için,
CH4 ve N2O gazlarý birim kütlelerinin CO2 gazý birim
kütlesi olarak sýrasýyla 25 ve 298 kez küresel ýsýnma
potansiyeline katkýsý olduðu kabul edilir (IPCC,
2007). Küresel Ýklim Deðiþikliði Paneli 2. raporunda
bu deðerler sýrasýyla 21 ve 310 iken (IPCC, 1996), 3.
raporda ise 23 ve 296 deðerlerine revize edilmiþtir
(IPCC, 2001).
CH4 ve N2O ile karþýlaþtýrýldýðýnda, yüksek
miktarda CO2, tarýmsal faaliyetler aracýlýðýyla bir
döngüye uðratýlýr. Bitkiler, fotosentez yoluyla yüksek
miktarlarda CO2' i tüketirlerken gýda, yem, lif ve yakýt
olarak kullanýlan tüm bitkisel ürünler en sonunda
çürümeyle veya tüketilmeyle tekrar CO2' e geri
çevrilirler. Tarýmdaki C-döngüsünün büyüklüðü
düþünüldüðünde; tarýmsal faaliyetler sonucu oluþan
net CO2 salýnýmý miktarý düþüktür ve bu salýnýmýn ana
kaynaðý tarýmsal faaliyetler ile tarým ürünlerinin
iþlenmesi ile nakliyesi sýrasýndaki enerji kullanýmýdýr.
Metan, büyük oranda çeltik tarýmý ile
hayvancýlýktan kaynaklanan bir SG' dýr. Organik
gübrelerin anaerobik ayrýþmasýndan ortaya çýkan
metan yakalanabilir ve böylece metan salýnýmý
azaltýlabilir. Çeltik tarýmý yapýlmayan tarým topraklarý
atmosferik metan havuzu olarak görülebilse de, CH4
doðal durumda iþlenmeyen topraklarda daha az
oranlarda bulunmaktadýr.
Tarým topraklarýndan gerçekleþen N2O salýnýmý
iki mikrobiyal süreç olan nitrifikasyon ve
denitrifikasyon sonucu meydana gelir (Bange, 2000).
Tarým topraklarýna uygulanan N miktarý
düþünüldüðünde, her iki mikrobiyal olayda üretilen
N2O miktarýnýn daha az olduðu görülmektedir.
Doðada gerçekleþen azot döngüsü (Þekil 3)
incelendiðinde nitrifikasyon ve denitrifikasyon
süreçlerini kontrol eden faktörler arasýnda karmaþýk
bir iliþki olduðu görülmektedir. Çünkü oluþan N2O
miktarý, topraktaki O2 konsantrasyonuna, reaksiyon
yönü ise sýcaklýða baðlýdýr. Düþük sýcaklýklarla N
bileþenlerinin dönüþümü de yavaþlamakta, sýcaklýðýn
yükselmesiyle birlikte bu dönüþüm hýzlanmaktadýr.
Topraktaki O 2 konsantrasyonu, toprak nem
düzeyinden oldukça etkilenmektedir. Topraklarda
suyla dolu boþluk hacminin (SDBH) artýþýna baðlý
olarak O2 konsantrasyonu azalmaktadýr. Tarým
topraklarýndan N2O salýnýmýný etkileyen diðer
faktörler ise; toprak bünyesi, nitrifikasyon için
kullanýlabilecek amonyum (NH 4 + ) miktarý ile
denitrifikasyon için kullanýlabilecek nitrit (NO2-)
konsantrasyonudur (Granli ve Bøckman, 1994;
Firestone, 1982).
Topraklardaki nitrifikasyon olayý Nitrosomonas
sp. gibi NH4+-oksitleyici bakteriler tarafýndan NH4+' un
katabolize edilerek NO2-' e dönüþtürülmesi; NO2-' in de
nitrat bakterileri olan Nitrobacter sp. ve Nitrospira sp.
tarafýndan NO3-' a oksitlenmesidir (Norton, 2008).
Nitrifikantlar son elektron alýcýsý olarak nitriti
kullandýklarýnda, kýsýtlý oksijen koþullarý altýnda nitrit
dönüþümünün yan ürünü olarak az miktarlarda N2O ile
nitrik oksit (NO) oluþur (IFA/FAO, 2001). Yaklaþýk
27
Sera Gazý Salýnýmlarýnda Tarýmýn Rolü
otuz yýl önce, Bremner ve Blackmer (1978), % 0.04 –
0.45 oranýnda N ilave edilmesiyle aerobik koþullar
altýnda nitrifikasyondan kaynaklanan N2O salýnýmý
olduðunu rapor etmiþtir.
Azotun doðadaki bulunuþ formunu belirleyen
nitrifikasyon olayý sonucunda azot formlarý doðada
absorbe edilmekte, kullanýlmakta ve daðýlým
göstermektedir. Nitrifikasyon sürecinde toprak
kolloidleri tarafýndan adsorbe edilen ve bu nedenle
duraðan olan NH4+, toprak kolloidleri tarafýndan çok
az tutulabilen ve bu nedenle de çok hareketli olan NO3-'
a dönüþmektedir. Bu dönüþüm, bitkilerin N
kullanýmlarýný yakýndan ilgilendirmektedir. Çünkü
oluþan NO 3 - , her ne kadar yýkanma veya
denitrifikasyon ile rizosfer bölgesinden uzaklaþmaya
karþý çok hassas olsa bile (Subbarao ve ark., 2006),
bitkilerin en çok yararlandýðý azot formudur.
Firestone ve Davidson (1989) ile Robertson ve
Groffman (2007) tarafýndan da tanýmlandýðý gibi
Nitroz oksit
(N2O)
denitrifikasyon; NO 3 - ' ýn diazot (N 2 ) gazýna
dönüþümüyle meydana gelir. Süreç þu þekilde
meydana gelmektedir:
Nitratýn diazota dönüþüm süreci genelde
tamamlanabilmesine raðmen, küçük ve deðiþken bir
miktar N formu ise genellikle N2O gazý halinde
atmosfere salýnmaktadýr. Salýnýmlar bitki vejetasyon
periyodunun baþýnda, süreç boyunca ve sonunda
görülebilmektedir. Nitroz oksidin çýkýþý, öncelikle iyi
havalanan topraklarýn yaðýþlar ve sulama ile nemli ya
da doygun hale gelmesiyle veya donmuþ topraklarýn
çözülmeleriyle (örneðin kar erimesi) meydana
gelebilir. Bedard-Haughn ve ark. (2006),
topraklardaki mikrobiyal popülasyonun çeþitliðinin,
salýnýmlar üzerinde baskýn bir rol oynadýðýný buna
karþýlýk geçici veya kalýcý çeþitli çevresel faktörler
(NO3-konsantrasyonu, sýcaklýk, SDBH,
yararlanýlabilir-C vs.) arasýndaki etkileþimlerin de
nitroz oksit salýným miktarýný etkilediðini rapor
etmiþlerdir.
Diazot
(N2)
Hasat
Amonyak
(NH3)
Amonyum
ve nitratlý
gübreler
Amonyak
volatilizasyon
Yaðýþ
Nitroz oksit
(N2O)
Hayvancýlýk
Topraküstü
kalýntýlarý
Biyolojik azot
fiksasyonu
Nitrik oksit
(NO)
Hayvan gübresi
Üre
Yüzey akýþ,
erozyon
Bitkinin kullanýmý
Toprak organik
maddesi
Ýmmobilizasyon
Mineralizasyon
Kök kalýntýlarý
Denitrifikasyon
Nitrat
(NO3)
Nitrifikasyon
Bitkinin Kullanýmý
Yýkanma
Amonyum (NH4+)
Þekil 3. Doðadaki azot döngüsü (OECD, 2001' den deðiþtirilerek).
Not: Açýk renkli oklar azot (N) giriþini, koyu renkli oklar ise azot çýkýþýný göstermektedir. Farklý N formlarý koyu renkli
yazýlarla, azot dönüþüm süreçleri ise italik olarak gösterilmektedir.
28
Kayýkçýoðlu ve Okur
Tarým alanlarýndan nitroz oksit (N2O) salýnýmlarý
N2O, gözlemlenen küresel ýsýnmanýn % 6' sýný
gerçekleþtirmektedir (Dalal ve ark., 2003). En çok
N2O salýnýmý azotlu gübre kullanýmýndan ve toprak
bozunumundan ileri gelmektedir. Toprakta oksijen
azlýðýnda veya sýnýrlý oksijen varlýðýnda ya da
topraklardaki organik karbonun fazlalýðý nedeniyle
yüksek oksijen talebi olduðunda, mikroorganizmalar
oksijen yerine NO3- ve NO2-' i kullanmaktalardýr. Bu
substratýn kullanýldýðý denitrifikasyon süreci sonunda,
uygulanan azotlu gübreler, N2O olarak atmosfere
salýnmaktadýrlar (Dalal ve ark., 2003).
Uluslararasý Gübre Endüstrisi Birliði ile
Birleþmiþ Milletler Gýda ve Tarým Örgütü tarafýndan
yapýlan tahminleme modeline göre; dünya çapýnda
1436 milyon ha büyüklüðündeki tarým arazilerinden
1995 yýlý için tarýmsal alanlardan gerçekleþen yýllýk
küresel N2O-N salýným miktarý yaklaþýk 3.2 milyon
tondur. Bu salýnýmýn % 34' ü geliþmiþ ülkelerden, %
66' ý ise geliþmekte olan ülkelerden
kaynaklanmaktadýr. Bununla birlikte gübre kullanýmý
ile salýným arasýndaki iliþkiyi ortaya koymak istersek;
tarým alanlarýna giren mineral azotlu gübre miktarýnýn
% 3.3' ü, ekili alanlardan salýnan küresel N2O
miktarýdýr. Geliþmekte olan ülkeler göz önüne
alýndýðýnda bu oran % 3.4 olarak gerçekleþmektedir
(IFA/FAO, 2001). 2006 yýlýnda gerçekleþtirilen
Hükümetlerarasý Ýklim Deðiþikliði Paneli' ne göre
(IPCC, 2006), tarým alanlarýna giren mineral N' un %1'
inin N2O-N' u olarak salýnýma uðradýðý
varsayýldýðýnda, ülkemizde 2010 yýlýnda kullanýlan
1.3 milyon ton mineral N' a (FAOSTAT, 2012a)
karþýlýk yaklaþýk 13.4 bin ton N2O-N' unun tarým
topraklarýndan salýndýðý tahminlenebilir.
Kullanýlan N kaynaðýna baðlý olarak N2O
salýnýmý aslýnda bölgesel bazda geniþ farklýlýklar
gösterebilmektedir. Thornton ve Valente (1996), N2O
salýným miktarlarýnýn belirlenebilmesi için varyasyon
katsayýlarýnýn % 100 – 300 arasýnda deðiþtiðini
saptamýþlardýr. Günümüzde geçerli olan Tier 1
yöntemiyle saptanan salýným faktörü 0.003 – 0.03
arasýnda deðiþmekte olup ortalama 0.01 olarak kabul
edilmektedir (IPCC, 2006). Konuya küresel ýsýnma
potansiyeli açýsýndan bakýldýðýnda ise; tarým
topraklarýna uygulanan her kg N giriþi, 1.4 – 14.0 kg
CO2' e karþýlýk gelmekte ve ortalama olarak 4.65 kg
CO2 olarak kabul edilmektedir (Snyder ve ark., 2009).
McSwiney ve Robertson (2005), mineral gübre
kullanýmýna baðlý olarak tarým topraklarýndan
gerçekleþebilecek olan N2O gazýný tahmin edebilmek
amacýyla hesaplanan salýným faktörü deðerinin ancak
tarýmsal ürünlerden alýnabilecek maksimum verim
için gerekli olan N miktarýnýn veya bundan daha azýnýn
kullanýldýðý durumlarda geçerli olabileceðini, çünkü
azotlu gübreden kaynaklanan N2O salýným miktarýnýn,
topraklara yüksek miktarlarda N giriþi olmasý
durumunda çok fazla deðiþkenlik göstereceðini
belirtmiþlerdir. Halvorson ve ark. (2008), Del Grosso
ve ark. (2008) ile Burton ve ark. (2008) ise
Hükümetlerarasý Ýklim Deðiþikliði Paneli' nde (IPCC,
2006) saptanan salýným faktörü de dahil olmak üzere
ayarlanan N2O salýným faktörlerinin, tahminlenen
mevsimsel salýnýmlarýn üzerindeki bir deðere karþýlýk
geldiðini gözlemlemiþlerdir. Eðer yapýlan azotlu
gübreleme, bitkinin ve topraðýn alým kapasitesinden
fazla olursa N2O için belirlenen salýným faktörü de
yükselebilecektir (Grant ve ark., 2006; Halvorson ve
ark., 2008).
Gübrelenen alanlardan kaynaklanan N 2 O
salýnýmýný etkileyen en önemli faktörler þu þekilde
belirtilebilir (IFA/FAO, 2001):
1. Ýklim, topraktaki organik C içeriði, toprak
bünyesi, topraðýn drenaj durumu, NO3-N' u
miktarý ve toprak pH' sý ile
2. Kültürel iþlemler ile ilgili faktörler: (a) gübre
tipine göre N uygulama oranlarý ve (b)
üretimi yapýlan ürün cinsi.
Özellikle hafif bünyeli, zayýf drenajlý ve nötr ya
da hafif asit reaksiyonlu topraklarda NO3-N' unun
ortamda bulunuþuyla birlikte N2O salýnýmý artýþ
göstermektedir. Ayrýca, gübreleme amacýyla susuz
amonyaðýn kullanýlmasý ya da mineral ve organik
gübrelerin karýþtýrýlarak uygulanmasý, yine salýnýmý
arttýran faktörlerdir. Azot içeriði yüksek olan azotlu
gübrelerin uygulanmasý, bunun yanýnda kullanýlan
gübre miktarýnýn artýþ göstermesi de N2O salýnýmýnda
artýþa sebep olacaktýr. Salýným artýþýna etkili diðer bir
faktör olan bitki türünde ise N2O salýnýmý çayýrçimenler < baklagil olmayan tek yýllýk bitkiler <
baklagiller þeklinde artan bir sýra izlemiþtir. Bunlarla
birlikte, Parkin (2008) tarafýndan da belirtildiði üzere;
N2O salýnýmýn ölçüldüðü sürenin uzunluðu ve sýklýðý
da yerel ya da bölgesel ölçekte önemli bir faktör olarak
karþýmýza çýkmaktadýr.
Del Grosso ve ark. (2006)' nýn da deðindiði üzere
topraktan direkt N2O salýnýmýný arttýran bir baþka
faktör de, tarýmsal uygulamalara baðlý olarak
amonyak buharlaþmasý ve NO 3 - yýkanmasýnýn
artmasýdýr. Buharlaþan azot, N 2 O salýnýmýný
etkileyebilmektedir. Çünkü bu azotun bir kýsmý tarým
dýþý ve tarýmsal arazilerin üzerinde ve yüzey sularýnda
kalarak N2O salýnýmýyla sonuçlanacak dönüþüm
süreçlerine substrat oluþturacaktýr. Yýkanan ve drenaj
sularýna karýþan NO3- ise denitrifiye olarak salýnýma
katký saðlayabilecektir.
Crutzen ve ark. (2008) atmosferik N2O' in
küresel artýþ oranýný dikkate aldýklarýnda, doðrudan ve
dolaylý olarak gerçekleþen salýným toplamýnýn,
topraklara uygulanan N' un % 3 - 5' i arasýnda
olduðunu ve bu deðerinde Hükümetlerarasý Ýklim
Deðiþikliði Paneli' nde (IPCC, 2006) ayarlanan N2O
salýným faktörü deðerinin üç ila beþ katý kadar
büyüklükte olduðunu bildirmiþlerdir. Araþtýrmacýlar
29
Sera Gazý Salýnýmlarýnda Tarýmýn Rolü
tarým alanlarýndaki düþük N2O deðerlerini, küresel
N2O bütçesinden hesaplanan ve çok daha yüksek olan
deðerlerle karþýlaþtýrdýklarýnda; aradaki bu büyük
farklýlýðýn arka planýnda N2O salýnýmýnýn önemli
ölçüde tarým alanlarýnýn dýþýnda; nehirler, deltalar ve
kýyý bölgeleri, hayvancýlýk ve amonyak ile NOx
bileþiklerinin atmosferik çökelmeleri gibi
kaynaklardan oluþtuðunun anlaþýlabileceðini, ancak
yine de gübre kullanýmýyla da iliþkili olduðunu
belirtmiþlerdir.
Buna karþýlýk Nevison ve ark. (2007) ise, küresel
antropojenik N giriþi için % 2 düzeyindeki salýným
faktörünün, son 150 yýlýn üzerindeki bir zaman
diliminde gerçekleþen atmosferik N2O artýþýný
açýkladýðýný rapor etmiþlerdir. Galloway ve ark.
(2004) da benzer görüþle, 20. yüzyýlýn sonlarýnda
insan aktiviteleri neticesinde gerçekleþen yaklaþýk 156
Tg N yýl-1 miktarý ile iliþkili olarak % 2.5 düzeyindeki
salýným faktörünün N2O' in troposferik birikimini
açýklayabileceðini belirtmiþlerdir.
Tarýmsal kaynaklý N2O salýným deðerlerini
tahmin etmedeki belirsizlikler; özellikle
denitrifikasyonla iliþkili N2O ve N2 salýnýmlarýnýn,
uygun metodoloji ve ölçümlerle belirlenmesinin
önemine vurgu yapmaktadýr. Doðal ekosistemin
büyüklüðüne karþýlýk, N 2 konsantrasyonunda
meydana gelen küçük artýþlarý belirlemedeki zorluk
nedeniyle denitrifikasyonu ölçümlemek zordur.
Karasal ve sucul ortamlardaki denitrifikasyon
miktarýný direkt olarak belirleyebilme üzerine bir dizi
geliþmeler olsa bile, çok az sayýda bilim insaný bu yeni
yaklaþýmlar üzerinde çalýþmaktadýr.
Net N2O salýnýmý üzerine pek çok araþtýrmanýn
odaklandýðýný belirten Chapuis-Lardy ve ark. (2007),
buna karþýlýk N2O' in net negatif akýþý yani
atmosferden topraklar üzerine akýþýyla ilgili olarak
sayýlý araþtýrmanýn olduðuna vurgu yapmaktadýrlar.
Araþtýrmacýlar, N2O tüketimini düzenleyen salýným
faktörleri ile ilgili henüz yeterli bulgularýn olmadýðýný
ve konu ile ilgili yapýlacak çalýþmalarýn çok deðerli
olduðu sonucuna varmýþlardýr. N2O tüketiminin
arttýrýlmasý açýsýndan topraklarýn ve özellikle de
toprak biyolojisinin daha elveriþli hale getirilmesi ile
ilgili yapýlabilecek çalýþmalar, bilim insanlarýna
tarýmsal kaynaklý N2O salýnýmlarýnýn azaltýlabilmesi
yönüyle deðerli bilgileri saðlayabilecektir.
Kireçlemeden kaynaklanan CO2 salýnýmlarý
Tarým topraklarýnýn pH deðerini yükseltebilmek
için topraklara tarýmsal kireç uygulandýðýnda,
içeriðinde bulunan karbonatýn bir kýsmý CO2 olarak
salýnabilmektedir. Günümüzde geçerli olan IPCC Tier
1 metoduna göre, kalsit kireçtaþý (CaCO3) için 0.12 kg
C kg-1, dolomit (CaMg(CO3)2) için ise 0.13 kg C kg-1
salýným faktörleri kullanýlmaktadýr (IPCC, 2006).
Bununla birlikte IPCC Tier 2 metodu kullanýlarak ülke
bazýnda spesifik salýným faktörleri de
30
hesaplanabilmektedir. Buna göre, A.B.D. seragazý
envanteri için kalsit kireçtaþý ve dolomit için sýrasýyla
0.059 ve 0.064 kg C kg-1 salýným faktörleri
kullanýlmaktadýr (West ve McBride, 2005). Bütün
bunlar göz önüne alýndýðýnda kireç kullanýmýnýn
küresel ýsýnma potansiyeli açýsýndan 0.22 kg CO2 kg-1
CaCO3 ortalama deðeri bulunacaktýr. Hamilton ve ark.
(2007), tarýmda kireç kullanýmýnýn drenaj sularýný
bikarbonat açýsýndan zenginleþtirmesi nedeniyle bir
CO2 havuzu oluþturduðu sonucuna varmýþlardýr.
Araþtýrýcýlar ayrýca, nitrifikasyondan kaynaklanan
asidik koþullarýn bu havuzu azaltabileceðini
belirmiþlerdir.
Yaygýn olarak kullanýlan azotlu gübrelerin (üre,
amonyum nitrat, susuz amonyak) topraklarda
oluþturduðu asitliði dengeleyebilmek için kg N baþýna
en çok 3.6 kg kirece ihtiyaç bulunmaktadýr (Snyder ve
ark., 2009). IPCC Tier 2 yöntemi kullanýlarak, bu
miktarda kireç uygulamasýnýn küresel ýsýnma
potansiyeline katkýsýnýn 3.6 x 0.22 = 0.84 kg CO2 kg-1
N olacaðý hesaplanabilir ki bu da azotlu gübre
uygulamasýnýn bir sonucu olan tahmini N2O salýným
deðeri ile karþýlaþtýrýldýðýnda küçük bir miktardýr. Bu
faktör sadece düþük pH ve düþük tamponlama
kapasitesine sahip topraklarda kullanýlan azot ile
i l i þ k i l i o l a c a k t ý r. K i r e ç l i t o p r a k l a r b a z ý
asidifikasyonlardan yarar da saðlayabilirler. Zira bu
topraklar pH açýsýndan daha nötr bir hale gelebilirler
ki, bu da bazý bitki besin elementlerinin yarayýþlýlýðýný
arttýrabilir.
Topraklarýn asidifikasyonu neticesinde beliren
kireç ihtiyacý sadece azotlu gübre kullanýmýnýn bir
sonucu olarak meydana gelmemektedir. Topraklarýn
asitleþmesi, ayrýca, bitki kök proton atýmýyla (örneðin
H+ iyonu eksudasyonu) (Marschner, 1991), ürün
hasatýyla birlikte alkali katyonlarýn ortamdan
uzaklaþmasýyla (Jackson ve Reisenauer, 1984) ve
asidik yaðýþlarla da meydana gelebilir veya artabilir.
Kireçleme kaynaklý salýnýmýn azaltýlmasý için
tek uygun yol, karbonatlý materyallerin yerine
sönmemiþ kireç (CaO) veya sönmüþ kireç (Ca(OH)2)
gibi oksitlerin uygulanmasýdýr.
Üre gübresi kullanýmýndan kaynaklanan CO2
salýnýmlarý
Topraklara üre gübresi uygulanmasý, endüstriyel
üretim sürecinde ürenin oluþumuna katýlan CO2' in
kaybýna yol açar. Üre (CO(NH2)2) toprakta, su ve üreaz
enzimi varlýðýnda; NH4+, hidroksil iyonu (OH-) ve
b i k a r b o n a t a ( H C O 3 - ) d ö n ü þ t ü r ü l ü r. K i r e ç
uygulamasýný takiben toprakta gerçekleþen reaksiyona
benzer þekilde bikarbonat; kendisini oluþturan CO2 ve
suya ayrýlýr. Tier 1 metoduna göre üre gübresi
kullanýmýna baðlý olarak CO2 salýným faktörü 0.20
olarak hesaplanmýþtýr (IPCC, 2006).
Kirece benzer þekilde, üre içindeki tüm C' un,
CO2 olarak yayýlmasý da mümkündür. Fakat kimyasal
Kayýkçýoðlu ve Okur
karakteristik açýsýndan tahminlemedeki hatalarý
ortadan kaldýrmak adýna kullanýlan belirsizlik faktörü
maksimum - % 50 olarak kullanýlabilir. Üre, her 28 g N
için 12 g C içerdiðinden; küresel ýsýnma potansiyeli
açýsýndan uygulanan her kg üre-N için 1.6 kg CO2
deðeri hesaplanabileceði gibi, belirsizlik faktörünün
uygulanmasý ile de bu deðer 0.8 kg CO2 deðerine
düþmektedir. Bu küresel ýsýnma potansiyel deðeri,
azotlu gübre uygulamalarýnýn ortaya çýkardýðý kireç
ihtiyacýna karþýlýk gelen deðere benzer olsa bile, hala
daha azotlu gübre uygulamalarý sonucu meydana
gelebilecek N2O salýným deðeri ile kýyaslandýðýnda
düþük düzeydedir.
Çeltik tarýmýndan kaynaklanan CH4 salýnýmlarý
Göllenmiþ alanlarda yapýlan çeltik (Oryza sativa
L.) tarýmý, CH4 salýnýmlarýnýn büyük antropojenik
kaynaklarýndan birisidir. 2010 yýlýnda dünyada 159
milyon ha alanda çeltik tarýmý gerçekleþtirilmiþ olup,
buðday (1.) ve mýsýr (2.) tarým alanlarýndan sonra en
büyük 3. alanda tarýmý yapýlan üründür. (FAOSTAT,
2012b).
Bufogle ve ark. (1998) yaptýklarý
çalýþmalarýnda, çeltik tarýmýnda azotlu gübre olarak
üre yerine amonyum sülfat kullanýlmasý durumunda
CH4 salýnýmýnýn daha düþük olduðunu saptamýþlardýr.
Su altýnda kalan topraklar daha indirgen hale
geldiklerinden, sülfat indirgeyici bakteriler
metanogenik bakteriler ile etkili bir þekilde rekabete
girebilmektedirler. Jugsujinda ve ark. (1995)
tarafýndan yapýlan bir çalýþmada, çeltik tarýmýnda
NO3-N kullanýlmasýyla topraðýn redoks potansiyelinin
arttýðý ve bu nedenle de CH4 salýnýmýnýn azaldýðý
ortaya koyulmuþtur. Çin' de çeltik bitkisi ile yapýlan ve
N kaynaðý olarak hayvan gübresi ile ürenin
kullanýldýðý bir baþka araþtýrmada N2O salýnýmlarýna
(> + 200 mV) göre CH4 salýnýmlarý düþük redoks (daha
indirgen) potansiyelde (< - 100 mV) ortaya çýkmýþ ve
bu iki SG salýnýmý arasýnda istatistiki olarak önemli
düzeyde ters iliþki saptanmýþtýr (Hou ve ark., 2000).
Bu sonuçlar, su altýndaki çeltik topraklarýnýn drene
edilmesiyle N2O salýnýmlarýnýn teþvik edilme riskinin
olacaðýnýn göstergesidir. Hou ve ark. (2000) topraktan
- 100 ila + 200 mV arasýnda oluþturulacak redoks
potansiyeli ile CH4 oluþumunun önleneceði ve ayrýca
N2O' in N2' a indirgenmesinin de az olacaðýný
belirtilmektedir.
Lindau ve ark. (1990) ekili olmayan üre
uygulanmýþ alanlara karþýn, üre uygulanan çeltik
alanlarýndan daha fazla CH 4 salýnýmlarýnýn
gerçekleþtiðini rapor etmiþlerdir. Araþtýrýcýlar ayrýca,
azotlu gübre uygulamasýna baðlý olarak N2O
salýnýmlarýnýn düþük ve üre uygulamalarýndan sonra
N2O salýnýmlarýnýn kontrol parselindekinden daha
yüksek olmadýðýný belirtmektedirler. Toprakta çeltik
bitkisinin bulunmasý ve uygulanan azotlu gübrenin
tipi; N2, N2O ve CH4 salýnýmlarýna etki etmektedir.
Üre ya da amonyum bazlý azotlu gübrelerin
kullanýmýndan sonra topraklarýn ani ýslanmalarý ve
sürekli su altýnda kalmalarý nitrifikasyonun ve N2O
salýnýmlarýnýn azaltýlmasý için etkili bir önlemdir
(Hutsch ve ark., 1999).
Toprak organik maddesinin yönetiminden
kaynaklanan CO2 salýnýmlarý
Topraðýn organik madde havuzlarý
Organik madde, toprak içinde bulunan ve
birbirinden az çok farklý olan havuzlarda yerleþmiþ
durumdadýr. Karbonun en aktif olan ve hýzlý
dönüþümlere uðrayan havuzunda mikrobiyal
biyokütle ile kolay ayrýþabilir bitki kalýntýlarý
bulunmaktadýr. Bu materyaller hýzlý bir þekilde
dönüþüme uðradýklarýndan, toplam toprak organik
maddesinin % 3-5 gibi küçük bir kýsmýný oluþtururlar.
Topraktaki C' un, gerek fiziksel gerekse de
biyokimyasal olarak ayrýþmaya karþý dayanýklý olan
diðer büyük havuzu ise, toprakta uzun bir süre kalmýþ
olan ve yaþlý karbon olarak tarif edilebilen kýsýmdan
oluþmaktadýr. Bu karbon havuzu, kil mineralleri
tarafýndan sýký bir þekilde çevrelenmesi ve
mikroorganizmalar ile onlarýn substratý arasýnda
fiziksel bariyer oluþturan toprak agregatlarýnýn
aralarýnda bulunmasý sebebiyle hýzla bozunuma
uðramadan korunabilmektedir. Bunun yanýnda,
örneðin lignin ve polifenoller gibi organik substratlar
ile toprak tanecikleri arasýnda kimyasal kompleks
reaksiyonlarý neticesinde ayrýþmaya dayanýklý ürünler
ortaya çýkmaktadýr. Toprak makroagregatlarý (> 200
µm) içinde bulunan C, mikroagregatlar (50 - 200 µm)
içinde bulunana göre, daha hýzlý dönüþüme uðrayacak
ve bu yüzden de toprakta kalýþ süresi kýsalacaktýr
(Jones ve Donnelly 2004). Topraklardaki en dayanýklý
C, kil mineralleri ile kompleks halinde bulunan ya da
biyokimyasal olarak korunabilen organik
materyallerdir.
Toprakta C tutulumu
Karbon tutulumu; atmosferik CO2' in güvenli bir
þekilde depolanabileceði yani kýsa zamanda tekrar
salýnýmýnýn yapýlmayacaðý, uzun-yaþamlý toprak
organik C havuzlarý içerisine transferi anlamýna
gelmektedir (Lal, 2004). Bu olgu, bilimsel ve politik
alanda büyük bir ilgiye sahiptir. Zira bu alanlarda ilgi
çekmesinin nedeni, doðal ve kullanýma açýk karasal
ekosistemin bir C havuzu olarak iþlev görebileceði ve
bunun insan kaynaklý atmosferik CO2 yükseliþini
azaltmaya yardýmcý olabileceði gerçeðidir. Gerçekten
de karasal havuzlar, sera gazý salýnýmlarýný azaltma
hedefleri içerisinde Kyoto Protokolü' nde yer almýþtýr.
Ýklimsel deðiþiklikler altýnda doðal ekosistemlerin bir
C kaynaðý olarak mý yoksa C havuzu olarak mý
davranacaðý konusu çok belirgin deðildir. Çünkü bu
durum, topraklarýn sahip olduklarý C içeriklerindeki
31
Sera Gazý Salýnýmlarýnda Tarýmýn Rolü
dengelerini; yani ayrýþmayla C' un kaybý ile birincil
üretimden saðlanan C kazancý arasýndaki dengeyi
etkileyebilecek olan birçok faktöre baðlýdýr (Þekil 4).
Bu faktörler arasýnda toprak verimliliði (besin
elementleri yarayýþlýlýðý vb.), sulama yönetimi,
vejetasyon tipi ve ekstrem iklim olaylarýna karþý
hassasiyet (donma-çözülme vb.) sayýlabilir.
Birincil üretimin artýþ saðlanmasý sonucunda
artan CO2, topraktaki C tutulumunu arttýrabilecekken
(Post ve ark., 1982), konu ile ilgili yeterince
destekleyici bilimsel araþtýrma gerçekleþtirilmemiþtir.
Artan CO2' e baðlý olarak bitkilerin göstereceði olumlu
tepkiler, ortamda bulunan besin elementlerinin azlýðý
nedeniyle sýnýrlandýrýlabilecektir. Dolayýsýyla doðal
ekosistemlerin C tutma kabiliyetleri de
sýnýrlandýrýlmýþ olacaktýr. Ayrýca topraktaki bulunan
hareketli C fraksiyonundaki CO2-odaklý yükseliþler,
ormanlardaki ince kök sisteminin çoðalmasýný ve
bunun bir sonucu olarak da toprak mikrobiyal
aktivitesi ve solunumunu teþvik edecektir. Böylece
topraklara artan C giriþi, mikrobiyal aktivite sayesinde
uzun dönem saklanabilen C havuzuna hiçbir net etkisi
olmamasý ile dengelenecektir (Schlesinger ve Lichter
2001).
Topraktaki C' un artan miktarý, ayrýca,
mikrobiyal aktiviteyi topraktaki mevcut karbonun da
ayrýþtýrýlmasýný arttýrýcý bir þekilde teþvik edebilir.
“Priming effect” olarak adlandýrýlan bu durum
nedeniyle, topraktan CO2 çýkýþý artacak ve böylece
toprak C deposunda azalýþ olacaktýr (Körner ve
Arnone 1992; Hungate ve ark. 1997; Fontaine ve ark.
2004). Bu CO2 artýþýnýn da, bir çok doðal ekosistemde
gerçekleþen C tutulmasýndaki artýþa süreklilik
kazandýrmasýna sebep olacaðý pek olasý
görünmemektedir (Beedlow ve ark. 2004).
C tutulmasý amacýyla topraklarýn yönetilmesi;
akýlcý bir toprak idaresi ile C havuzu olarak rol oynama
potansiyeli sunan tarýmsal ve degrade topraklar
açýsýndan çok uygundur (Lal, 2004; Smith, 2004). Lal
ve Bruce (1999) tarafýndan yapýlan bir çalýþmada
akýlcý yaklaþýmlar ile dünya çapýndaki tarýmsal alanlar
tarafýndan gerçekleþtirilebilecek karbon tutulum
potansiyeli ortaya koyulmuþtur. Araþtýrmacýlara göre,
erozyon kontrolü ile 0.08 – 012 Pg yýl-1; bozulmuþ
topraklarýn geri kazanýmý ile 0.02 – 0.04 Pg yýl-1; tuzlu
topraklarýn ýslahý ile 0.15 – 0.175 Pg yýl-1; koruyucu
toprak iþleme ve bitki artýklarý yönetiminin
yaygýnlaþtýrýlmasý ile 0.18 – 0.24 Pg yýl-1; bitki
yetiþtirme yöntemlerinin iyileþtirilmesi ile 0.30 – 0.40
Pg yýl-1; biyoyakýt üretimi sonucu mevcut C' un
dengelenmesiyle de 0.30 – 0.40 Pg yýl-1 miktarlarýnda
C tutulumu saðlanacaktýr. Küresel ölçekte
bakýldýðýnda dünyadaki tarýmsal alanlarýn C tutma
potansiyelleri yaklaþýk olarak 0.75 – 1.0 Pg yýl-1 ya da
ormanlýk alanlarýnýn kaybý ve diðer tarýmsal
faaliyetler sonucu oluþan 1.6 – 1.8 Pg yýl-1 düzeyindeki
salýnýmýn yaklaþýk % 50' sidir.
Doðal alanlarýn, tarýmsal alan olarak ilk
32
dönüþümlerinde ve sonrasýnda gerçekleþtirilen sürekli
yetiþtiricilik faaliyetlerinde kullanýlmalarý ile toprak C
stoðunu sistematik bir þekilde bozunuma uðratan
otlatmadan dolayý, topraklar çok büyük bir C kaybýna
maruz kalmýþlardýr. Tarýmsal ve degrade topraklarýn C
havuzlarýný uzun dönemde arttýrýcý örneðin, sýfýr
toprak iþlemenin yaygýnlaþtýrýlmasý, örtü bitkilerinin
kullanýlmasý, düþük yoðunluklu otlatma sistemlerinin
benimsenmesi gibi bir dizi stratejiler önerilmektedir
(Lal, 2004). Toprak yönetim deðiþikliklerinin toprak C
deposunu nasýl teþvik edebileceðine dair bir örnek
Fransa' dan verilebilir. Bu ülkede 1970' lerden beri
büyük miktarlarda çayýr ve mera arazilerinin tarýmsal
arazilere dönüþtürülmesi sonucu topraktaki C
miktarýnda önemli bir düþüþ olmuþtur. Bu iþlenen
arazilerinin yarýsýnýn (≈　90000 ha) kalýcý çayýr mera
arazilerine geri döndürülmesi sonucu toprak organik
C miktarýnda yaklaþýk 16 milyon ton düzeyinde bir
artýþýn olabileceði, bu miktarýn da Fransa' daki fosil
yakýtlardan kaynaklanan CO2 salýnýmýnýn % 10' a eþit
olduðu tahmin edilmektedir (Soussana ve ark. 2004).
En önemli CO2 yutaklarý olarak kabul edilen orman
alanlarýnýn tarýma açýlmasý sonucunda 260 - 590 ton
CO2 ha-1, su altýndaki alanlarýn dönüþümünden ise
2210 ton CO2 ha-1 salýnýma uðrayacaktýr (IPCC, 2000).
Topraktaki C birikiminde büyük ölçüde artýþ
saðlayabilecek olan toprak yönetimindeki diðer
deðiþiklikler içinde toprak iþlemesiz tarýmýn geniþ
çaplý yaygýnlaþtýrýlmasý sayýlabilir. Örneðin Brezilya'
da, toprak iþlemesiz tarýma devam eden dönüþümlerin
sonucunda 9 milyon ton C yýl-1 düzeyindeki miktarýn
topraklarda biriktiði saptanmýþ (Cerri ve ark., 2004);
A.B.D.' nde, toprak iþlemesiz tarýmýn
yaygýnlaþtýrýlmasý sayesinde toprak C deposunun 337
kg C ha-1 yýl-1 düzeyinde arttýðý (West ve Marland,
2002) ve tropikal bir ülke olan Nijerya' da ise
geleneksel toprak iþleme faaliyetleri yerine toprak
iþlemesiz mýsýr üretiminin yerleþmesiyle toprak C'
nunda 0.17 t C ha-1 yýl-1 düzeyinde bir artýþýn olduðu
belirlenmiþtir (Lal, 1997).
Arazi kullaným deðiþikliklerinin sadece C
tutulumu üzerindeki yararlý etkileri deðil ayný
zamanda bu deðiþikliklerin metan (CH4) ve nitroz
oksit (N2O) gibi diðer sera gazlarýnýn net salýnýmlarý
üzerine etkilerini de dikkate almak çok önemlidir.
Özellikle de toprak iþlemesiz tarýmý bu açýdan daha iyi
irdelemek gereklidir. Topraklarýn C deposunu teþvik
ederken, bu uygulama ile ayrýca düþük poroziteli,
sýkýþmýþ topraklardaki denitrifikasyonun artmasýndan
dolayý N2O' in atmosfere salýnýmýn potansiyelini de
arttýrmaktayýz (Smith ve Conen 2004). Çünkü bu
sistemde heterotrof denitrifikasyon bakterilerine daha
çok daha fazla karbon ve enerji kaynaðý olarak
kullanabilecekleri bitki materyalinin sunulmasýyla
salýnýmýn artmasý yanýnda (Dorland ve Beauchamp,
1991; Iqbal, 1992; Dalal ve ark., 2003), yabancý otlarýn
da artýþý teþvik edilecek dolayýsýyla onlarý kontrol
edebilmek için; diðer tarýmsal girdilerden daha yüksek
Kayýkçýoðlu ve Okur
küresel ýsýnma potansiyeline sahip olan herbisitlerin
yüksek miktarda kullanýmý gerekecektir (Lal, 2004;
Maraseni ve ark., 2007). N2O salýnýmýndaki bu artýþ ise
sistemdeki sera gazý dengesini etkileyebilecektir ki bu
da artan C depolamadan elde edilen faydalarý azaltma
potansiyeline sahiptir. Bu durum, Six ve ark. (2004)
tarafýndan ortaya koyulmuþtur. Araþtýrýcýlar, toprak
iþlemesiz tarým ve geleneksel iþleme yöntemleri
uygulanan sistemlerdeki toprak kaynaklý sera gazý
salýnýmlarý (CO2, N2O, and CH4) hakkýndaki küresel
verileri deðerlendirmiþlerdir. Toprak iþlemesiz tarýma
yeni döndürülen sistemlerin geleneksel sistemlere
oranla, N2O salýnýmýndaki artýþ nedeniyle daha büyük
küresel ýsýnma potansiyeline sahip olduklarýný ortaya
koymuþlardýr. Bunun yanýnda araþtýrýcýlar, sýfýr toprak
iþlemenin küresel ýsýnma potansiyelini sadece uzun
dönemde ( > 20 yýl) ve nemli iklim bölgelerinde
azaltacaðýný belirtmiþlerdir. Kurak bölgelerde de, çok
kesin olmamakla birlikte küresel iklim
potansiyelindeki azalma 20 yýldan sonra kendini
gösterebilecektir. Bu baðlamda, sýfýr toprak iþlemenin
teþvik edilmesinin ve C tutulmasý amacýyla yapýlan
diðer tarýmsal uygulamalarýn her zaman çok geçerli
olmadýðý, çünkü bunlarýn net sera gazý dengeleri
üzerine etkisinin yüksek deðiþkenlik gösterdiði,
birçok faktörün etkisi altýnda ve zamana baðlý olduðu
belirtilmelidir (Six ve ark. 2004; Smith ve Conen
2004).
bazlý materyal teknolojilerinin ortaya
çýkmasý,
4. Tarýmsal kalkýnmanýn gerçekleþebilmesi
amacýyla baþka yeni arazileri tarýma açmak
için gerekli olan ihtiyacýn karþýlanabilmesi
adýna tahýl, hayvancýlýk ve diðer tarýmsal
ürünlerdeki üretim veya verim
etkinliklerinde sürekli kazanç saðlanmasý.
Ýyileþtirilmiþ gübre yönetimi; yukarýdaki dört
stratejinin her birisi için geçerli olan önemli bir
konudur. Ýyileþtirilmiþ bir gübre yönetimi için
aþaðýdaki konular önemlidir:
1.
2.
3.
Tarýmsal kaynaklý CO2 salýnýmýnýn azaltýlmasý
Karbon, tarýmsal üretimimiz içerisinde büyük
miktarlarda bir döngüye sahip olduðundan, C
tutulmasýndaki küçük artýþlar ve solunumdaki (C
salýnýmý) küçük azalýþlar ile birlikte; salýným ile
tutulum arasýndaki net denge bazýnda büyük
deðiþikliklere yol açabilirler. Aslýnda, bitkiler (çayýr
ve meralar dâhil); CO2' i toprakta depolanabilen
organik C formuna dönüþtürmek suretiyle
yakalayabilirler. Dolayýsýyla yapýlan tarýmsal
uygulamalar ile toprak organik maddesi artýþ
gösterdiðinde, bahsedilen yolla CO2' de uzun dönemde
atmosferden uzaklaþabileceði belirtilebilir (Lal ve
ark., 2003; Follett ve ark., 2001). Robertson (2004)
tarafýndan bildirilen 4 strateji ile tarýmsal kaynaklý net
CO2 salýnýmý azaltýlabilecektir. Bunlar:
1. Tarým makinalarýnýn, sulama zamaný
planlamasýnýn ve yakýt tüketen diðer çiftlik
faaliyetlerinin yakýt verimliliðindeki
iyileþtirmeler sonucu enerji verimliliðindeki
kazanýmlar,
2. Toprak iþlemedeki, bitkisel kalýntýlar ile
hayvansal atýklarýn idaresindeki ve örtü
bitkilerinin, nadas dönemlerinin ve diðer
münavebe yöntemlerinin kullanýlmasýndaki
deðiþiklikler sonucu toprakta C tutulumu,
3. Enerji üretimi ve endüstriyel hammaddeler
için fosil yakýtlarýn kullanýmýnýn azaltýlmasý
amacýyla biyoyakýtlarýn üretimi ve biyolojik
4.
Ürün verimliliði arttýrmak için gübre
kullanýmý ayný zamanda üretim sürecinde
diðer enerji tüketen girdilerin kullaným
etkinliðini arttýrýr. Bununla birlikte zaten
gübreleme faaliyeti bile bir enerji tüketimi
gerektirdiðinden, optimum miktarda gübre
kullanýmýnýn önemi vurgulanmalýdýr.
Gübreler, ekili alanlardaki net birincil
üretimin artmasýyla birlikte, bitkisel
atýklardaki organik C' un topraða dönüþünü
arttýrabilir.
Biyoyakýtlar için artan talebi
karþýlayabilmek amacýyla birim alanda daha
fazla biyokütle üretimine ihtiyaç
olduðundan, gübre kullanýmýnda artýþ
olacaktýr. Eðer hedeflenen amaç net enerji
üretimini ya da fosil yakýtlarýn kullanýmýný
azaltmak ise, bu gübre kullanýmý mutlaka en
etkin ve verimli þekilde olmalýdýr.
Gübre kullanýmýnýn amacý ürün verimindeki
artýþ ise, orman alanlarý ile diðer doðal
alanlarýn tarým arazilerine dönüþümü
engellenmelidir.
TARIM TOPRAKLARINDAN GERÇEKLEÞEN
SERA GAZI SALINIMLARINI ETKÝLEYEN
FAKTÖRLER
Toprak özellikleri
Mosquera ve ark. (2007)' na göre; topraklarda
hem N2O' in hem de CH4' ýn oluþumu ve kullanýlmasý,
farklý mikrobiyal süreçlerin bir sonucu olarak
gerçekleþmektedir ki bu mikrobiyal süreçler
mikroorganizmalarýn geliþimini etkileyen bazý
faktörler tarafýndan kontrol edilmektedir. Bu faktörler
arasýnda, topraðýn O2 içeriði, toprak sýcaklýðý, mineral
N içeriði ve toprak pH' sý sayýlabilir. Bu faktörler
üzerine, toprak yönetimi ile ilgili uygulamalarýn
(toprak kullanýmý, hayvan gübresi ve kimyasal
gübreler aracýlýðýyla besin maddesi uygulamalarý,
bitkilerin ya da bitki artýklarýnýn topraklara
karýþtýrýlmalarý, toprak iþleme, kompaksiyonun
azaltýlmasý) etkisi, dolaylý olarak salýným düzeylerini
etkileyebilir.
Deðiþen ýslanma ve kuruma döngüsü
nitrifikasyon sürecinin gerçekleþmesine izin vermekte
ve su ile dolu boþluk hacmi (SDBH) yaklaþýk % 60
düzeyinin üzerinde ama doygunluk düzeyinin altýnda
33
Sera Gazý Salýnýmlarýnda Tarýmýn Rolü
olmaktadýr. Bu koþullar N2O salýnýmlarý için en uygun
þartlarýn oluþmasýna katkýda bulunmaktadýr (Granli ve
Bøckman, 1994). Topraklarda gerçekleþen N kaybýnýn
büyüklüðü, toprak nemi ve N yarayýþlýlýðý, özellikle de
NO3- yarayýþlýlýðý arasýndaki interaksiyon tarafýndan
kontrol edilmektedir (McSwiney ve Robertson, 2005).
Su kullaným etkinliðini geliþtirmek ve aþýrý
nemli koþullar ile iliþkili olarak hava ile dolu
boþluklardaki indirgenme olaylarýný önlemek
amacýyla uygun sulama yöntemlerinin kullanýlmasý,
N2O salýnýmlarý potansiyelini düþük seviyede tutmaya
yardýmcý olabilir. Toprak nem düzeyinin, SDBH' nin
% 60' ýna kadar yükselmesi ile nitrifikasyon ve CO2
oluþumu teþvik edilmektedir (Linn ve Doran, 1984;
Granli ve Bøckman, 1994). Linn ve Doran (1984)
tarafýndan yapýlan bir çalýþmada; sýfýr toprak iþleme
yapýlan ve pullukla iþlenen topraklar arasýnda CO2
oluþumda % 90 düzeyinde bir farklýlýk N' lu gübre
uygulamalarýndan baðýmsýz olarak, SDBH' leri
arasýndaki farklýlýk nedeniyle meydana gelmiþtir.
CO2
Benzer þekilde, Kanada' da yapýlan bir çalýþmada
topraklarda gerçekleþen denitrifikasyon miktarý
öncelikli olarak topraðýn O2 miktarýndan, daha sonra
ise SDBH' nden ve yarayýþlý C içeriðinden etkilendiði
belirtilmiþtir. Yine ayný çalýþmada, fazlaca nemin
bulunduðu ama doygun olmayan koþullar altýnda
N2O:(N2O+N2) oranýnýn genellikle yüksek olduðu
görülmüþtür (Gillam ve ark., 2008).
Topoðrafya da tarým topraklardaki N 2 O
salýnýmlarýný etkileyen bir faktördür. Izaurralde ve ark.
(2004) suyun toplanma eðiliminde olduðu örneðin
çukur alanlarda, eðimli alanlara göre N2O salýnýmlarýn
daha fazla olduðunu rapor etmektedirler. Eðimli
arazilerin üst bölümleri ile karþýlaþtýrýldýklarýnda
çukur alanlarda daha yüksek su ile dolu boþluk hacmi
ve toprak organik maddesi bulunmaktadýr. Bu nedenle
kýyaslanan iki pozisyon arasýnda mikrobiyal aktivite,
yarayýþlý azotun dönüþümü ve bitkilerin besin
elementlerini alýnýmlarý açýsýndan farklýlýklar
bulunacaktýr.
CO2
C’ un kalma süreleri
Yapraklar
RuBisCo
Yaprak
döküntüsü
Odunsu
doku
Yapraklar
Yaprak dökenler = 1 yýl
Ýðne yapraklýlar = 2-8 yýl
Dal ve gövde
döküntüsü
Odunsu doku
Dallar = 1-10 yýl
Gövde = 10-100 yýl
Ýnce köklerin
ölümü
Ýnce kökler
Bir kaç günden bir kaç yýla
kadar
Döküntü tabakasý ve toprak
N
CHO
C ve N
Döküntülerin ayrýþmasý
Yapraklar =
> 1 yýl, < 10 yýl
Dallar =
> 1 yýl, < 100 yýl
Ýnce kökler =
> 1 yýl, < 10 yýl
Gövde =
> 100 yýl
Toprak organik maddesi
Toprak organik maddesi
Aktif havuz =
< 1 yýl
Ara havuz =
> 10 yýl, < 100 yýl
Pasif havuz =
> 100 yýl
Þekil 4. Orman ekosistemindeki C alýnýmý, salýnýmý ve saklamasýnýn þematik diyagramý. CHO; bitkiler, toprak ve
atmosfer arasýndaki fotosentez ürünlerinin hareketini temsil etmektedir. (Bardgett, 2005' ten deðiþtirilerek).
34
Kayýkçýoðlu ve Okur
Toprak sýkýþmasý (kompaksiyon)
Fragipan horizonu bulunuþuyla iliþkili olarak
yüksek hacim aðýrlýk deðerleri, bununla birlikte toprak
iþleme uygulamalarý ile biçerdöverler, traktörler ve
römorklar gibi tarým alet ve makinalarý tarafýndan
gerçekleþen toprak sýkýþmasýyla iliþkili olarak yüksek
hacim aðýrlýk deðerleri, nemli toprak koþullarý altýnda
havalanmanýn azalmasýna neden olabilirler. Toprak
yüzeyinin bitki artýklarý tarafýndan saðlanan bir örtü
tarafýndan korunurken kompaksiyonun azaltýlmasý ya
da ortadan kaldýrýlmasý; denitrifikasyonun ve bu
baðlamda N2O salýnýmlarýnýn düþük oranlarda, CH4
salýnýmlarýnýn ise yüksek oranlarda gerçekleþmesine
yol açabilir. Yapýlan bir çok çalýþmada toprak
sýkýþmasý sonrasýnda topraklardan daha yüksek N2O
salýnýmlarý gerçekleþtiði belirtilmektedir (Thomas ve
ark., 2004; Teepe ve ark., 2004).
Mosquera ve ark. (2007) kompaksiyonun,
topraklarýn atmosferik CH4' ý kullanma ve okside etme
yeteneklerinde % 30 – 90 arasýnda bir azalma
saðlayabileceðini bildirmiþlerdir. Yine ayný çalýþmada
topraklarýn hafif düzeydeki kompaksiyonu N2O
salýnýmýný % 20 oranýnda azaltýrken, þiddetli
sýkýþmanýn N2O salýnýmýný iki katýna çýkardýðý
belirtilmiþtir. Kuvvetli bir sýkýþma sonrasý topraklarýn
gevþemesi sýrasýnda; kompaksiyon kuvveti
azaltmakta ve N2O salýnýmý % 20 oranýnda artýþ
göstermektedir. Toprak sýkýþmasýnýn N2O salýnýmýný
arttýrmasý yönüyle etkisi genel olarak killi topraklarda
yüksek, kumlu topraklarda ise düþük düzeydedir.
Kompaksiyonun, bitkinin kök geliþimi ile rizosfer
bölgesi mikrobiyal süreçlerini azaltmasýyla iliþkili
olarak bitki geliþimini olumsuz yönde etkilediði
gözlenmektedir.
SONUÇ
Topraklarýn biyolojik özelliklerini ve iþlevlerini
etkileyen tarýmsal aktiviteler, sera gazlarýnýn
atmosfere salýnýmlarýnýn potansiyel kaynaðýdýr.
Toprak ekosisteminin sera gazlarýnýn tutulmasý,
deposu ve yayýlmasý rollerinden hangisini
üstlenebileceði, sisteme girenlerin ve çýkanlarýn
dengesine baðlýdýr. Bu denge, toprak solunumu ve
nitrifikasyon oraný gibi biyolojik süreçler ile toprak
erozyonu ve arazi kullaným deðiþikliði gibi diðer
süreçlerin etkisi altýndadýr. Net sera gazý salýnýmýný
azaltýcý tedbirler arasýnda, azaltýlmýþ toprak iþleme ile
toprak C tutulumunun arttýrýlmasý, bitki
münavebelerinin yaygýnlaþtýrýlmasý, azotlu
gübrelerden bitkilerin yararlanma düzeylerinin
arttýrýlmasý ile nitrifikasyonu azaltýcý kimyasal ya da
doðal inhibitörlerin kullanýlmasý sayýlabilir.
Topraklarýn ve ürün deseninin uygun yönetimi
sonucunda, atmosferik-C' un organik madde olarak
topraklarda depolanmasýyla sera gazlarý salýnýmý da
azalacaktýr. Tarýmsal kaynaklý sera gazlarý salýnýmýn
eðilimi ana hatlarýyla; sosyo-ekonomik geliþme
düzeyi ve oranýna, nüfus artýþý ve beslenme
alýþkanlýklarýna, uygun teknolojilerin tarýmda
kullanýlmalarýna, iklim deðiþikliði ile ilgili ülke
politikalarýna ve gelecekte karþýlaþacaðýmýz iklim
deðiþikliklerine baðlýdýr. Sonuç olarak, tarýmsal
sektörün sera gazlarýný azaltma potansiyelinin çok
kesin olmamasý, bir görüþ birliði saðlanmasýný
güçleþtirmekle birlikte saðlýklý politika yapýlmasýný da
engellemektedir. Fakat bu, tarýmsal kaynaklý sera gazý
salýnýmýnýn önemini azaltmamaktadýr. Genel bakýþ
açýsýyla, sera gazlarýnýn tarýmda azaltýlmasýyla ilgili
yapýlacak uygulamalar çok önemlidir. Son yapýlan
çalýþmalarýn ýþýðý altýnda; ülkelerin iklim deðiþikliði
politikalarý arasýnda bir sinerjinin oluþmasý,
sürdürülebilir kalkýnmanýn saðlanmasý ve doðal
ekosistemin iyileþtirilmesi, tarým sektöründeki sera
gazý salýnýmlarý azaltma potansiyelinin küresel bazda
arttýrýlabilmesi adýna yol göstereceði söylenebilir.
KAYNAKLAR
Bange, H.W. 2000. Global change: it's not a gas. Nature,
408: 301–302.
Bardgett, R.D. 2005. The biology of soil: a community and
ecosystem approach. In: Biology of Habitats (Crawley,
M.J., C. Little, T.R.E. Southwood and S. Ulfstrand,
eds.) Oxford University Press Inc., New York, USA.
242 p.
Bedard-Haughn, A., A.L. Matson, D.J. Pennock. 2006. Land
use effects on gross nitrogen mineralization,
nitrification, and N2O emissions in ephemeral
wetlands. Soil Biology & . Biochemistry, 38:
3398–3406.
Beedlow, P.A., D.T. Tingey, D.L. Phillips, W. Hogsett, D.M.
Olszyk. 2004. Rising atmospheric CO2 and carbon
sequestration in forests. Frontiers in Ecology and the
Environment, 2: 315–322.
Bremner, J.M., A.M. Blackmer. 1978. Nitrous oxide:
emission from soils during nitrification of fertilizer
nitrogen. Science, 199: 295–296.
Bufogle Jr., A., P.K. Bollich, J.L. Kovar, C.W. Lindau, R.E.
Macchiavellid. 1998. Comparison of ammonium
sulfate and urea as nitrogen sources in rice production.
Journal of Plant Nutrition, 21(8): 1601–1614.
Burton, D.L., X. Li, C.A. Grant. 2008. Influence of fertilizer
nitrogen source and management practice on N2O
emissions from two Black Chernozemic soils.
Canadian Journal of Soil Science, 88: 219–227.
Cerri, C.C., M. Bernous, C.E.P. Cerri, C. Feller. 2004.
Carbon cycling and sequestration opportunities in
South America: the case of Brazil. Soil Use and
Management, 20: 248–254.
Chapuis-Lardy, L., N. Wrage, A. Metay, J.-J. Chotte, M.
Bernoux. 2007. Soils, a sink for N2O? A review. Global
Change Biology, 13: 1–17.
Crutzen, P.J., A.R. Mosier, K.A. Smith, W. Winiwarter.
2008. N2O release from agrobiofuel production negates
global warming reduction by replacing fossil fuels.
Atmospheric Chemistry and Physics, 8: 389–395.
Dalal, R.C., W. Wang, P. Robertson, W.J. Parton. 2003.
Nitrous oxide emission from Australian agriculture
35
Sera Gazý Salýnýmlarýnda Tarýmýn Rolü
lands and mitigation options: a review. Australian
Journal of Soil Research, 41: 165–195.
Del Grosso, S.J., A.D. Halvorson, W.J. Parton. 2008. Testing
DAYCENT model simulations of corn yields and
nitrous oxide emissions in irrigated tillage systems in
Colorado. Journal of Environmental Quality, 37:
1383–1389.
Del Grosso, S.J., W.J. Parton, A.R. Mosier, M.K. Walsh,
D.S. Ojima, P.E. Thornton. 2006. DAYCENT
National-scale simulations of nitrous oxide emissions
from cropped soils in the United States. Journal of
Environmental Quality, 35: 1451–1460.
Denman, K.L., G. Brasseur, A. Chidthaisong, P. Ciais, P.M.
Cox, R.E. Dickinson, D. Hauglustaine, C. Heinze, E.
Holland, D. Jacob, U. Lohmann, S. Ramachandran,
P.L. da Silva Dias, S.C. Wofsy, X. Zhang. 2007.
Couplings between changes in the climate system and
biogeochemistry. In: Climate Change 2007: The
Physical Science Basis. Contribution of Working
Group I to the Fourth Assessment Report of the
Intergovernmental Panel on Climate Change
(Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M.
Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller, eds.).
Cambridge University Press, Cambridge, United
Kingdom. pp. 499 – 587.
Dorland, S., E.G. Beauchamp. 1991. De-nitrification and
ammonification at low soil temperatures. Canadian
Journal of Soil Science, 71: 293–303.
FAOSTAT, 2012a. Besin maddesi tüketimi: Azotlu gübreler,
2010. (Consumption in nutrients (tonnes of nutrients):
Nitrogen Fertilizers (N total nutrients), in 2010.
FAOSTAT, 2012b. Hasat edilen alan: Pirinç ve çeltik, 2010.
(Area Harvested) (ha): Rice, paddy in 2010.
Firestone, M.K. 1982. Soil nitrogen budgets. In: Nitrogen in
Agricultural Soils (Stevenson, F.J., ed.). Agron.
Monogr. 22. American Society of Agronomy, Crop
Science Society of America, Soil Science Society of
America, Madison, Wisconsin, pp. 289–326.
Firestone, M.K., Davidson, E.A. 1989. Microbiological
basis of NO and N2O production and consumption in
soil. In: Trace Gas Exchange between Terrestrial
Ecosystems and the Atmosphere (Andreae, M.D. and
D.S. Schimel, eds.). Wiley, Berlin, pp. 7–22.
Follett, R.F., Kimble, J.M., Lal, R. 2001. The Potential of
U.S. Grazing Lands to Sequester Carbon and Mitigate
the Greenhouse Effect (Follett, R.F., J.M. Kimble and
R. Lal, eds.) Lewis Publishers, A CRC Company, Boca
Raton, FL, 472 p.
Fontaine, S., G. Bardoux, L. Abbadie, A. Mariotti. 2004.
Carbon input to soil may decrease soil carbon content.
Ecology Letters, 7: 314–320.
Galloway, J.N., F.J. Denter, D.G. Capone, E.W. Boyer, R.W.
Howarth, S.P. Seitzinger, G.P. Asner, C.C. Cleveland,
P.A. Green, E.A. Holland, D.M. Karl, A.F. Michaels,
J.H. Porter, A.R. Townsend, C.J. Vorosmarty. 2004.
Nitrogen cycles: past, present, and future.
Biogeochemistry, 70: 153–226.
Gillam, K.M., B.J. Zebarth, D.L. Burton. 2008. Nitrous
oxide emissions from denitrification and the
partitioning of gaseous losses as affected by nitrate and
carbon addition and soil aeration. Canadian Journal of
Soil Science, 88(2): 133–143.
Granli, T., O.C. Bøckman. 1994. Nitrous oxide from
agriculture. Norwegian Journal of Agricultural
Sciences, Supplement 12. 128 p.
Grant, R.F., E. Pattey, T.W. Goddard, L.M. Kryzanowski, H.
36
Puurveen. 2006. Modeling the effects of fertilizer
application rate on nitrous oxide emissions. Soil
Science Society of America Journal, 70: 235–248.
Halvorson, A.D., S.J. Del Grosso, C.A. Reule. 2008.
Nitrogen, tillage, and crop otation effects on nitrous
oxide emissions from irrigated cropping systems.
Journal of Environmental Quality, 37: 1337–1344.
Hamilton, S.K., A.L. Kurzman, C. Arango, L. Jin, G.P.
Robertson. 2007. Evidence for carbon sequestration by
agricultural liming. Global Biogeochemical Cycles,
21: GB2021, doi:10.1029/2006GB002738.
Hirsch, A.I., A.M. Michalak, L.M. Bruhwiler, W. Peters, E.J.
Dlugokencky, P.P. Tans. 2006. Inverse modeling
estimates of the global nitrous oxide surface flux from
1998–2001, Global Biogeochemical Cycles, 20:
GB1008, doi:10.1029/2004GB002443. 17 p.
Hou, A.X., G.X. Chen, Z.P. Wang, O. Van Cleemput, W.H.
Patrick Jr. 2000. Methane and nitrous oxide emissions
form a rice field in relation to soil redox and
microbiological processes. Soil Science Society of
America Journal, 64: 2180–2186.
Hungate, B.A., E.A. Holland, R.B. Jackson, F.S. Chapin,
H.A. Mooney, C.B. Field. 1997. The fate of carbon in
grasslands under carbon dioxide enrichment. Nature,
388: 576–579.
Hutsch, B.W., X. Wang, K. Feng, F. Yan, S. Schubert. 1999.
Nitrous oxide emission as affected by changes in soil
water content and nitrogen fertilization. Journal of
Plant Nutrition and Soil Science, 162: 607–613.
IFA/FAO, 2001. Global Estimates of Gaseous Emissions of
NH 3 , NO, and N 2 O from Agricultural Land.
International Fertilizer Industry Association and the
Food and Agriculture Organization of the United
Nations, Rome, Italy. p. 106.
ftp://ftp.fao.org/agl/agll/docs/globest.pdf (eriþim 14
Kasým 2012).
IPCC, 1996. Climate Change 1995. In: The Science of
Climate Change. Contribution of Working Group I to
the Second Assessment Report of the
Intergovernmental Panel on Climate Change
(Houghton, J.T., L.G. Meira Filho, B.A. Callander, N.
Harris, A. Kattenberg and K. Maskell, eds.).
Cambridge University Press, Cambridge, United
Kingdom. 588 p.
IPCC, 2000. The Special Report on Land Use, Land-Use
Change, and Forestry (Watson, R.T., I.R. Noble, B.
Bolin, N.H. Ravindranath, D. J. Verardo and D.J.
Dokken, eds.). Cambridge University Press,
Cambridge, United Kingdom. 375 p.
IPCC, 2001. Climate Change 2001. In: The Scientific Basis.
Contribution of Working Group I to the Third
Assessment Report of the Intergovernmental Panel on
Climate Change (Houghton, J.T., Y. Ding, D.J. Griggs,
M. Noguer, P.J. van der Linden, X. Dai, K. Maskell,
C.A. Johnson, eds.). Cambridge University Press,
Cambridge, United Kingdom. 881 p.
IPCC, 2003. Good Practice Guidance for Land Use, LandUse Change and Forestry (Penman, J., M. Gytarsky, T.
Hiraishi, T. Krug, D. Kruger, R. Pipatti, L. Buendia, K.
M., T. Ngara, K. Tanabe and F. Wagner, eds.). IPCC
National Greenhouse Gas Inventories Programme
Technical Support Unit. Japan. 590 p.
IPCC, 2006. N2O Emissions from Managed Soils, and CO2
Emissions from Lime and Urea Application. In:
Agriculture, Forestry and Other Land Use (Eggleston,
Kayýkçýoðlu ve Okur
S., L. Buendia, K. Miwa, T. Ngara and K. Tanabe, eds.).
Intergovernmental Panel on Climate Change
Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories.
5 4
p .
h t t p : / / w w w . i p c c nggip.iges.or.jp/public/2006gl/pdf/4_Volume4/V4_11
_Ch11_N2O&CO2.pdf (eriþim 14 Kasým 2012).
IPCC, 2007. Climate Change 2007: The Physical Science
Basis. In: Contribution of Working Group I to the
Fourth Assessment Report of the Intergovernmental
Panel on Climate Change, 2007 (Solomon, S., D. Qin,
M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M.
Tignor and H.L. Miller, eds.). Cambridge University
Press, Cambridge, United Kingdom. 996 p.
Iqbal, M. 1992. Potential rates of de-nitrification in 2 field
soils in southern England. Journal of Agricultural
Science, 118: 223–227.
Izaurralde, R.C., R.L. Lemke, T.W. Goddard, B. McConkey,
Z. Zhang. 2004. Nitrous oxide emissions from
agricultural toposequences in Alberta and
Saskatchewan. Soil Science Society of America
Journal, 68: 1285–1294.
Jackson, T.L., H.M. Reisenauer. 1984. Crop response to lime
in the western United States. In: Soil Acidity and
Liming (Adams, F., ed.). 2nd edition. American Society
of Agronomy, Crop Science Society of America, Soil
Science Society of America, Madison, Wisconsin, pp.
333–347.
Jones, M.B., A. Donnelly. 2004. Carbon sequestration in
temperate grass land ecosystems and the influence of
management, climate and elevated CO2. New
Phytologist, 164: 423–439.
Jugsujinda, A., R.D. DeLaune, C.W. Lindau. 1995.
Influence of nitrate on methane production and
oxidation in flooded soil. Communications in Soil
Science and Plant Analysis, 26: 2449–2459.
Körner, C., J.A. Arnone. 1992. Responses to elevated
carbon-dioxide in artificial tropical ecosystems.
Science, 257: 1672–1675.
Lal, R. 1997. Long-term tillage and maize monoculture
effects on a tropical Alfisol in Western Nigeria. II. Soil
chemical properties. Soil and Tillage Research, 42:
161–174.
Lal, R. 2004. Soil carbon sequestration impacts on global
climate change and food security. Science, 304:
1623–1627.
Lal, R., J.P. Bruce. 1999. The potential of world cropland
soils to sequester C and mitigate the greenhouse effect.
Environmental Science & Policy, 2: 177-185.
Lal, R., R.F. Follett, J.M. Kimble. 2003. Achieving soil
carbon sequestration in the U.S.: a challenge to the
policy makers. Soil Science, 168: 827–845.
Lindau, C.W., R.D. DeLaune, W.H. Patrick Jr., P.K. Bollich.
1990. Fertilizer effects on dinitrogen, nitrous oxide,
and methane emissions from lowland rice. Soil Science
Society of America Journal, 54: 1789–1794.
Linn, D.M., J.W. Doran. 1984. Effect of water-filled pores
space on carbon dioxide and nitrous oxide production
in tilled and nontilled soils. Soil Science Society of
America Journal, 48: 1267–1272.
Maraseni, T.N., G. Cockfield, A. Apan. 2007. A comparison
of greenhouse gas emissions from inputs into farm
enterprises in Southeast Queensland, Australia. Journal
of Environmental Science and Health, 42: 11–19.
Marschner, H. 1991. Root-induced changes in the
availability of micronutrients in the rhizosphere. In:
Plant Roots—the Hidden Half (Waisel, Y., A. Eshel and
U. Kafkafi, eds). Marcel Dekker, Inc., New York, pp.
505–528.
McSwiney, C.P., G.P. Robertson. 2005. Nonlinear response
of N2O flux to incremental fertilizer addition in a
continuous maize (Zea mays L.) cropping system.
Global Change Biology, 11: 1712–1719.
Mosquera, J., J.M.G. Hol, C. Rappoldt, J. Dolfing. 2007.
Precise soil management as a tool to reduce CH4 and
N2O emissions from agricultural soils. Report No: 28.
W a g e n i n g e n .
p .
4 2 .
http://www.asg.wur.nl/NR/rdonlyres/F81D87456596-4296-A292-8553950E2B98/40310/28.pdf
(eriþim 14 Kasým 2012).
Nevison, C.D., N.M. Mahowald, R.F. Weiss, R.G. Prinn.
2007. Interannual and seasonal variability in
atmospheric N2O. Global Biogeochemical Cycles, 21:
GB3017, doi:10.1029/2006GB002755. p.13.
Norton, J.M. 2008. Nitrification in agricultural soils. In:
Nitrogen in Agricultural Systems (Schepers, J.S. and
W.R. Raun, eds.),. Agron. Monogr. 49. American
Society of Agronomy, Crop Science Society of
America, Soil Science Society of America, Madison,
Wisconsin. pp. 173–199.
OECD, 2001. Methods and Results (Vol. 3). Environmental
Indicators for Agriculture. Organisation for Economic
Co-Operation and Development (OECD) Publications.
France. p. 400.
Parkin, T.B. 2008. Effect of sampling frequency on
estimates of cumulative nitrous oxide emissions.
Journal of Environmental Quality, 37: 1390–1395.
Post, W.M., W.R. Emmanuel, P.J. Zinke, A.G.
Stangenberger. 1982. Soil carbon pools and world life
zones. Nature, 298: 156–159.
Robertson, G.P. 2004. Abatement of nitrous oxide, methane,
and the other non-CO2 greenhouse gases: the need for a
systems approach. In: The Global Carbon Cycle (Field,
C.B. and M.R. Raupach, eds.). Island Press,
Washington, DC, pp. 493– 506
Robertson, G.P., Groffman, P.M., 2007. Nitrogen
transformation. In: Soil Microbiology, Biochemistry,
and Ecology (Paul, E.A., ed. ). Springer, New York,
NY, pp. 341–364.
Schlesinger, W.H., J. Lichter. 2001. Limited carbon storage
in soil and litter of experimental forest plots under
increased atmospheric CO2. Nature, 411: 466–469.
Six, J., S.M. Ogle, F.J. Breidt, R.T. Conant, A.R. Mosier, K.
Paustian. 2004. The potential to mitigate global
warming with no-tillage management is only realized
when practiced in the long term. Global Change
Biology, 10: 155–160.
Smith, K.A., F. Conen. 2004. Impacts of land management
on fluxes and trace greenhouse gases. Soil Use and
Management, 20: 255–263.
Smith, P. 2004. Soil as carbon sinks: the global context. Soil
Use and Management, 20: 212–218.
Snyder, C.S., T.W. Bruulsema, T.L. Jensen, P.E. Fixen. 2009.
Review of greenhouse gas emissions from crop
production systems and fertilizer management effects.
Agriculture, Ecosystems and Environment, 133:
247–266.
Soussana, J.F., P. Loiseau, N. Vuichard, E. Ceschia, J.
Balesdent, T. Chevallier. 2004. Carbon cycling and
sequestration opportunities in temperate grasslands.
Soil Use and Management, 20: 219–230.
Subbarao, G.V., O. Ito, K.L. Sahrawat, W.L. Berry, K.
37
Sera Gazý Salýnýmlarýnda Tarýmýn Rolü
Nakahara, T. Ishikawa, T. Watanabe, K. Suenaga, M.
Rondon, I.M. Rao. 2006. Scope and strategies for
regulation of nitrification in agricultural
systems—challenges and opportunities. Critical
Reviews in Plant Sciences, 25: 303–335.
Teepe, R., R. Brumme, F. Beese, B. Ludwig. 2004. Nitrous
oxide emission and methane consumption following
compaction of forest soils. Soil Science Society of
America Journal, 68: 605–611.
Thomas, S., H. Barlow, G. Francis, D. Hedderley. 2004.
Emission of nitrous oxide from fertilized potatoes. In:
SuperSoil 2004: 3rd Australian New Zealand Soils
Conference, 5–9 December 2004, University of
Sidney, Australia.
Thornton, F.C., R.J. Valente. 1996. Soil emissions of nitric
oxide and nitrous oxide from no-till corn. Soil Science
Society of America Journal, 60: 1127–1133.
TÜÝK, 2012. Seragazý Emisyon Envanteri 1990 -2010. T.C.
Ýstatistik Kurumu Baþkanlýðý Haber Bülteni.
Yayýnlanma Tarihi: 01.06.2012, Sayý: 10829. Ankara.
UNESCO ve SCOPE, 2007. Human Alteration of the
Nitrogen Cycle: Threats, Benefits and Opportunities.
April 2007-No. 4. UNESCO-SCOPE, Paris, France. p.
6.
West, T.O., A.C. McBride. 2005. The contribution of
agricultural lime to carbon dioxide emission in the
United States: dissolution, transport, and net emissions.
Agriculture, Ecosystems and Environment, 108:
145–154.
West, T.O., G. Marland. 2002. A synthesis of carbon
sequestration, carbon emissions, and net carbon flux in
agriculture: comparing tillage practices in the United
States. Agriculture, Ecosystems and Environment, 91:
217–232.
Sorumlu Yazar
Hüseyin Hüsnü KAYIKÇIOÐLU
[email protected]
Geliþ Tarihi
Kabul Tarihi
38
: 19.08.2012
: 15.12.2012