Nöbetçi Eczaneler
Bitkilerin ihtiyaç duyduğu azotu sağlamak için yıllardır kullanılan sentetik gübrelerin yerini bazı durumlarda topraktaki yararlı bakteriler alabiliyor. Bu yöntem, özellikle soya üretiminde Brezilya’da milyonlarca hektarlık alanda uygulanıyor. Bitkinin kökleriyle birlikte yaşayan bakteriler havadaki azotu bitkinin kullanabileceği hale getirerek gübre ihtiyacını büyük ölçüde azaltıyor.
Sistemin ekonomik farkı da dikkat çekici. Mariangela Hungria ve çalışma arkadaşlarının geliştirdiği uygulamalara ilişkin World Food Prize (Dünya Gıda Ödülü) verilerine göre, hektar başına yaklaşık 30–50 kilogram sentetik azotlu gübre kullanmanın maliyeti 30–50 dolar seviyesine çıkabilirken bakteriyel uygulamanın maliyeti yaklaşık 2–3 dolar olabiliyor. Soya bitkisi bu bakteriler sayesinde ihtiyaç duyduğu azotu büyük ölçüde biyolojik yollardan karşılayabiliyor.
Bu yöntem ekonomik avantajının yanında çevresel sonuçlar da doğuruyor. Gübre üretimi ve kullanımıyla bağlantılı sera gazı emisyonlarının azalması, yöntemi sürdürülebilir tarım açısından da önemli hale getiriyor.
Brezilyalı mikrobiyolog Mariangela Hungria, bu sistemin geliştirilmesinde uzun yıllar çalışan bilim insanlarından biri. Araştırmaları soya ile başlayan ve daha sonra mısır, buğday, pirinç ve otlaklara uzanan biyolojik tarım uygulamalarının gelişmesine katkı sağladı.
Bitkiler İçin Azot Neden Önemli?
Bitkilerin büyümesi için su, ışık ve çeşitli mineraller gerekiyor. Bu maddeler arasında azot özel bir yere sahip. Yaprakların, gövdelerin ve tohumların gelişiminde görev alan azot, tarımsal verim açısından temel besinlerden biri.
Atmosferde bol miktarda azot bulunuyor. Havanın yaklaşık yüzde 78’i azot gazından oluşuyor. Bitkiler havadaki bu azotu doğrudan kullanamadığı için tarımda azotlu gübrelerden yararlanılıyor.
Modern tarımın yüksek verim elde etmesinde sentetik gübrelerin büyük payı bulunuyor. Özellikle 20. yüzyılda geliştirilen üretim yöntemleri, bitkilere ihtiyaç duydukları besinleri kontrollü biçimde sağlamayı mümkün hale getirdi.
Bu sistem tarımsal üretimi büyük ölçüde artırırken önemli miktarda enerji ve kaynak kullanımını da beraberinde getiriyor. Azotlu gübrelerin üretiminde yüksek miktarda enerji gerekiyor. Gübrelerin ihtiyaçtan fazla kullanılması ise su kaynaklarında kirliliğe ve sera gazı emisyonlarına yol açabiliyor.
Tarım biliminde bu nedenle iki hedef birlikte önem kazandı: Bitkinin yeterli azot almasını sağlamak ve bunu daha az dış girdiye ihtiyaç duyarak gerçekleştirmek.
Bakterilerin tarımda kullanılmasına yönelik araştırmalar bu noktada devreye giriyor.
Azotu Bitkiye Bakteriler Sağlıyor
Bu yöntemin temelinde doğada zaten bulunan bir ilişki var.
Bazı bakteriler bitkilerin köklerinin çevresinde veya doğrudan köklerde yaşayabiliyor. Bu bakteriler atmosferdeki azotu bitkinin kullanabileceği bir forma dönüştürürken bitki de bakterilere yaşamlarını sürdürebilmeleri için gerekli besinleri sağlıyor.
Bu karşılıklı ilişkiye simbiyoz adı veriliyor.
Bilim insanları uzun yıllardır bu doğal ilişkinin tarımda nasıl daha verimli kullanılabileceğini araştırıyor. Amaç, bakterilerin bitkiye sağladığı faydayı artırmak ve farklı tarım koşullarında güvenilir sonuçlar elde etmek.
Mariangela Hungria’nın araştırmaları da bu alana odaklandı. Brezilya’nın tropikal koşullarında hangi bakterilerin hangi bitkilerle daha iyi çalıştığını araştırdı ve elde edilen sonuçların çiftçilerin kullanabileceği tarımsal ürünlere dönüştürülmesine katkı sağladı.
Soya ile Bakteriler Arasındaki Ortaklık
Soya, bu sistemin en başarılı uygulamalarından biri oldu.
Soya bitkisinin köklerinde rizobyum (rhizobia) adı verilen bakteriler yaşayabiliyor. Bu bakteriler köklerde küçük yapılar oluşturarak atmosferdeki azotun bitkinin kullanabileceği hale gelmesine yardımcı oluyor.
Böylece soya bitkisi, ihtiyaç duyduğu azotun önemli bölümünü kökleriyle birlikte yaşayan bakteriler aracılığıyla elde edebiliyor.
Burada bilimsel araştırmanın önemli bir kısmı hangi bakterinin kullanılacağını belirlemekten oluşuyor. Farklı bakteriler aynı sonucu vermiyor. Toprağın özellikleri, iklim, bitki çeşidi ve uygulama zamanı gibi etkenler bakterilerin başarısını etkileyebiliyor.
Hungria’nın araştırma grubu Brezilya’nın tarım koşullarına uygun bakterileri belirlemek ve bunların kullanımını geliştirmek üzerine çalışmalar yürüttü.
Bakteriler daha sonra tohumlara veya toprağa uygulanabilen ürünler haline getirildi. Bu ürünlere mikrobiyal aşılayıcılar (microbial inoculants) deniyor.
Çiftçi açısından uygulamanın mantığı oldukça basit: Bitkinin yanında çalışacak yararlı bakteriler ekim sırasında sisteme dahil ediliyor.
Uygulamanın Maliyeti
Bakterilerin tarımda kullanılmasının en dikkat çekici yönlerinden biri maliyet.
World Food Prize’ın Hungria’nın çalışmaları hakkında yayımladığı bilgilere göre Brezilya’da hektar başına yaklaşık 30–50 kilogram sentetik azotlu gübre kullanılabiliyor. Bu miktarın maliyeti yaklaşık 30–50 dolar seviyesine ulaşabiliyor.
Bakteriyel uygulamanın maliyeti ise hektar başına yaklaşık 2–3 dolar.
Aradaki fark, bakterilerin bitkinin azot ihtiyacını karşılamaya yardımcı olmasından kaynaklanıyor. Soya gibi uygun bitkilerde bakteriler, sentetik azotlu gübreye duyulan ihtiyacı büyük ölçüde ortadan kaldırabiliyor.
Bu durum Brezilya gibi milyonlarca hektarlık tarım alanına sahip bir ülke için büyük bir ekonomik avantaj oluşturuyor.
Bakteriyel uygulamanın başarısında bir başka önemli nokta da her üretim döneminde yeniden uygulanabilmesi. Hungria’nın çalışmaları, tropikal koşullarda bakterilerin her üretim döneminde yeniden uygulanmasının soya üretiminde verim ve kârlılığa katkı sağlayabildiğini ortaya koydu.
Brezilya’da Soya Üretiminin Yüzde 85’i
Yöntemin başarısı laboratuvar sonuçlarıyla sınırlı kalmadı. Brezilya’daki çiftçiler bakteriyel uygulamaları geniş ölçekte kullanmaya başladı.
Brezilya dünyanın en büyük soya üreticilerinden biri. Ülkenin sıcak iklimi ve geniş tarım alanları, soya üretiminde büyük bir kapasite oluşturuyor. Bu ölçekte sentetik gübre kullanımını azaltabilecek bir yöntemin ekonomik etkisi de büyüyor.
World Food Prize’ın verilerine göre azot bağlayan bakterilerin kullanıldığı uygulamalar Brezilya’nın soya ekim alanlarının yaklaşık %85’inde uygulanıyor. Bu alan 30 milyon hektardan fazla.
Bu oran, bakteriyel uygulamanın Brezilya’da deneysel bir yöntem olmaktan çıkıp tarımsal üretimin yerleşik parçalarından biri haline geldiğini gösteriyor.
Hungria’nın çalışmalarında çiftçilerle doğrudan yapılan uygulamalar da önemli yer tuttu. Laboratuvarda elde edilen sonuçların gerçek tarlalarda sınanması, farklı toprak ve iklim koşullarında nasıl sonuç verdiğinin görülmesini sağladı.
Bilimsel araştırmanın tarlaya taşınmasıyla birlikte yeni sorular ortaya çıktı. Aynı yaklaşım başka ürünlerde de kullanılabilir miydi? Farklı bakteriler birlikte uygulandığında sonuç daha da iyileştirilebilir miydi?
Bu sorular araştırmaların soya dışına taşınmasını sağladı.
Bakteriyel Gübreler Soya ile Sınırlı Kalmadı
Soya üretimindeki başarı, bakterilerin başka tarım ürünlerinde kullanılmasına yönelik çalışmaların hızlanmasını sağladı.
Mısır, buğday ve pirinç gibi ürünlerin soya ile önemli bir farkı bulunuyor. Soya baklagiller grubunda yer alırken bu ürünler farklı bitki gruplarına ait. Dolayısıyla soyanın kökleriyle doğal olarak kurduğu bakteriyel ilişkinin aynısını bu ürünlerde kullanmak mümkün değil.
Bu nedenle farklı bakterilerin özellikleri araştırıldı.
Azospirillum brasilense ile Yeni Bir Aşama
Bu çalışmaların önemli sonuçlarından biri Azospirillum brasilense adlı bakterinin tarımda kullanılmaya başlanması oldu.
Bu bakteri soya gibi baklagiller dışındaki bitkilerle de ilişki kurabiliyor. Bitkinin azot kullanımına katkıda bulunurken kök gelişimini destekleyen maddelerin oluşmasına da yardımcı oluyor.
Köklerin daha iyi gelişmesi bitkinin topraktaki su ve besin maddelerine ulaşmasını kolaylaştırabiliyor. Bu özellik özellikle sıcak ve kurak koşullarda önem kazanıyor.
Hungria’nın araştırma grubu, bu bakterinin farklı tarım ürünlerinde nasıl kullanılabileceğini araştırdı. Çalışmalar sonucunda bakteriyi içeren biyolojik ürünler geliştirildi.
Bu ürünlerin kullanım alanı zamanla genişledi. World Food Prize’ın aktardığı verilere göre Azospirillum brasilense temelli ürünler bugün Brezilya’da 14 milyon hektardan fazla mısır alanında kullanılıyor.
Bakteriyel uygulamalar mısırın yanı sıra buğday, pirinç ve hayvanların beslendiği otlaklarda da kullanılmaya başladı.
İki Bakterinin Birlikte Kullanılması
Araştırmalar ilerledikçe tek bir bakterinin sağladığı faydayı başka bir bakterinin özellikleriyle birleştirme fikri ortaya çıktı.
Soya ve fasulye üzerinde yapılan çalışmalarda rizobyum bakterileri ile Azospirillum brasilense birlikte kullanıldı. Bu yöntem birlikte aşılama (co-inoculation) olarak adlandırılıyor.
Rizobyum bakterileri bitkiye azot sağlarken Azospirillum bitkinin kök gelişimini destekliyor. Böylece aynı bitki üzerinde farklı görevleri bulunan bakterilerden birlikte yararlanılıyor.
Bu uygulamanın kök gelişimini desteklediği, bitkinin su ve besin maddelerini almasını kolaylaştırdığı ve kuraklık koşullarındaki dayanıklılığa katkı sağlayabildiği belirlendi.
Buradaki yaklaşım, biyolojik tarım araştırmalarının temel özelliklerinden birini de gösteriyor: Amaç tek bir bakteriyi bulup her sorunu çözmek yerine, bitki ile mikroorganizmalar arasındaki farklı ilişkileri birlikte değerlendirmek.
3.000’den Fazla Çiftçiyle Beş Yıllık Çalışma
Yöntemin gerçek tarlalardaki etkisini ölçmek için binlerce çiftçinin katıldığı çalışmalar gerçekleştirildi.
Hungria’nın ekibi, Brezilya’da 3.000’den fazla küçük üreticiyle beş yıl boyunca çalıştı. Birlikte aşılama yönteminin kullanıldığı tarlalardaki ekonomik ve çevresel sonuçlar takip edildi.
Çalışmada yöntemi kullanan çiftçilerin sezon başına hektar başına ortalama 111,50 dolar ek kâr elde ettiği bildirildi.
Aynı çalışmada hektar başına yaklaşık 350 kilogram CO₂ eşdeğeri emisyon azaltımı hesaplandı.
Bu sonuçların arkasında iki temel etki bulunuyor. Birincisi, sentetik azotlu gübre ihtiyacının azalması. İkincisi ise kullanılan girdilerle daha verimli üretim yapılabilmesi.
Dolayısıyla burada bakterilerin atmosferdeki karbondioksiti doğrudan emmesi söz konusu değil. Çevresel kazanç, tarımsal üretimde daha az sentetik gübre kullanılmasıyla ortaya çıkıyor.
Bakteriler Karbondioksiti Nasıl Azaltıyor?
Bakterilerin tarımda kullanılmasıyla ortaya çıkan çevresel sonuçların anlaşılması için gübrenin üretim sürecine de bakmak gerekiyor.
Azotlu gübrelerin üretimi enerji yoğun bir süreç. Gübre fabrikalarında kullanılan enerji ve üretim sırasında gerçekleşen kimyasal işlemler sera gazı emisyonlarına yol açıyor.
Gübre tarlaya ulaştığında da süreç devam ediyor. Topraktaki azotun bir bölümü bitki tarafından kullanılmadan çevreye karışabiliyor ve bazı koşullarda güçlü bir sera gazı olan azot oksitlerin oluşmasına katkıda bulunabiliyor.
Biyolojik azot bağlama yöntemi, bitkinin ihtiyaç duyduğu azotun bir bölümünü bakteriler aracılığıyla sağlamasına yardımcı oluyor. Böylece sentetik gübre üretimi ve kullanımına duyulan ihtiyaç azalıyor.
Bu nedenle bakterilerin tarımdaki rolü, karbonu doğrudan yakalayan bir teknoloji olmaktan çok emisyon kaynağını azaltan bir üretim yöntemi olarak değerlendiriliyor.
230 Milyon Ton CO₂ Eşdeğeri Emisyon
Brezilya’da yöntemin milyonlarca hektara yayılması çevresel etkinin de büyümesini sağladı.
Hungria’nın çalışmalarıyla ilgili hesaplamalarda, geliştirilen biyolojik tarım teknolojilerinin Brezilya’da yaklaşık 230 milyon ton CO₂ eşdeğeri emisyonun önlenmesine katkıda bulunduğu belirtiliyor.
Bu rakam, bakterilerin atmosferden 230 milyon ton karbondioksit çektiğini göstermiyor. Hesaplama, daha az sentetik azotlu gübre kullanılmasının üretim ve tarım kaynaklı emisyonlar üzerindeki etkisini ifade ediyor.
Milyonlarca hektarlık alanda küçük bir değişiklik yapılması, ülke genelinde çok büyük bir çevresel sonuca dönüşebiliyor.
40 Milyon Hektardan Fazla Alanda Kullanılıyor
Bakteriyel tarım teknolojilerinin ulaştığı ölçek, yöntemin neden dikkat çektiğini açık biçimde gösteriyor.
Hungria’nın çalışmalarıyla geliştirilen mikroorganizma temelli teknolojilerin Brezilya’da 40 milyon hektardan fazla alanda kullanıldığı belirtiliyor.
Bu alan soya ve mısır başta olmak üzere farklı tarım ürünlerini ve otlakları kapsıyor. Brezilya’da her yıl 70 milyondan fazla bakteriyel ürün dozu satıldığı bildiriliyor.
Rizobyum ve Azospirillum brasilense bakterilerinin birlikte kullanıldığı ürünler de milyonlarca hektarlık soya alanına ulaştı.
Bu büyüklükte bir kullanım, yöntemin laboratuvar deneyinden çıkıp gerçek tarım ekonomisinin parçası haline geldiğini gösteriyor.
Brezilya örneğinde bilimsel araştırma, çiftçi uygulaması ve ekonomik sonuç birbirine bağlanmış durumda.
Mariangela Hungria’nın Çalışmaları
Bu dönüşümün arkasındaki bilim insanlarından biri Mariangela Hungria.
Hungria’nın bilimsel kariyerinin önemli bölümü Embrapa Soja, yani Brezilya Ulusal Soya Araştırma Merkezi’nde geçti. Burada toprak mikroorganizmaları üzerine çalışmalar yürüttü ve Brezilya’nın tropikal tarım koşullarına uygun biyolojik uygulamaların geliştirilmesine katkı sağladı.
Araştırmalarının temelinde mikroorganizmaların bitkilerle kurduğu ilişkileri anlamak bulunuyordu. Laboratuvarda belirlenen bakterilerin gerçek tarım alanlarında denenmesi, hangi koşullarda başarılı olduklarının görülmesini sağladı.
Bu çalışmalar sonucunda 30’dan fazla mikroorganizma temelli teknolojinin geliştirilmesine öncülük ettiği belirtiliyor.
Hungria’nın yaklaşımında çiftçilerle yapılan çalışmalar da önemli yer tutuyor. Laboratuvarda geliştirilen bir yöntemin gerçek değerinin tarlada ortaya çıktığını savunan araştırmacı, farklı bölgelerdeki üreticilerle birlikte çalışarak bakteriyel uygulamaların sonuçlarını izledi.
Bu süreç, biyolojik tarım araştırmalarının Brezilya’da geniş ölçekte uygulanmasına katkıda bulundu.
2025 World Food Prize ile Ödüllendirildi
Mariangela Hungria’nın onlarca yıllık çalışmaları, 2025 yılında uluslararası önemli bir tarım ödülüyle karşılık buldu.
World Food Prize Foundation (Dünya Gıda Ödülü Vakfı), 13 Mayıs 2025’te Hungria’nın 2025 World Food Prize (2025 Dünya Gıda Ödülü) sahibi olduğunu açıkladı. Ödülün parasal değeri 500 bin dolar.
Ödülün gerekçesinde özellikle biyolojik azot bağlama çalışmalarının tropikal tarımda verimlilik, çiftçi gelirleri ve sürdürülebilirlik açısından yarattığı etki öne çıkarıldı.
Hungria’nın ödül alması, aslında onlarca yıl önce başlayan bir araştırma sürecinin geldiği noktayı gösteriyor. Toprakta yaşayan mikroorganizmaları inceleyen çalışmalar, zaman içinde milyonlarca hektarlık tarım alanında kullanılan uygulamalara dönüştü.
Ödül bu nedenle hikâyenin başlangıcı değil, uzun bir bilimsel araştırma sürecinin sonucu olarak değerlendirilebilir.
Tarımın Geleceğinde Bakteriler Daha Büyük Rol Oynayabilir
Mariangela Hungria‘nın çalışmaları, bitkilerin ihtiyaç duyduğu besinleri sağlamak için doğadaki canlılardan yararlanmanın tarımda büyük bir potansiyele sahip olduğunu gösteriyor.
Bitkiler milyonlarca yıldır bakteriler ve diğer mikroorganizmalarla birlikte yaşıyor. Modern biyoloji bu ilişkileri daha ayrıntılı biçimde inceleyerek tarımsal üretimde kullanılabilecek yöntemlere dönüştürüyor.
Brezilya örneğinde sonuçlar oldukça somut. Bakteriyel uygulamalar milyonlarca hektarlık alanda kullanılıyor, çiftçilerin sentetik gübre maliyetini düşürüyor, ithal gübre ihtiyacını azaltıyor ve tarımın sera gazı emisyonlarının düşürülmesine katkı sağlıyor.
Üstelik sistemin temelindeki fikir oldukça basit: Bitkiye ihtiyaç duyduğu besini daha fazla kimyasal maddeyle vermek yerine, bitkinin bu besini elde etmesine yardımcı olan doğal ortaklardan yararlanmak.
Hektar başına birkaç dolarlık bakteriyel uygulamanın onlarca dolarlık sentetik gübre ihtiyacını karşılayabilmesi, bu yaklaşımın ekonomik boyutunu ortaya koyuyor. Milyonlarca hektara yayıldığında küçük bir maliyet farkı milyarlarca dolarlık sonuca dönüşebiliyor.
Buradaki asıl bilimsel gelişme de bakterilerin tek başına “gübre” haline getirilmesi değil. Bitki ile mikroorganizma arasındaki doğal ilişkinin anlaşılması, uygun bakterilerin seçilmesi ve bu ilişkinin büyük ölçekli tarımsal üretimde kullanılabilir hale getirilmesi.
Bu nedenle Mariangela Hungria’nın çalışmaları, biyoloji ile tarımın kesiştiği noktada önemli bir örnek oluşturuyor. Toprağın içinde gözle görülmeyen canlılarla başlayan araştırmalar, bugün milyonlarca hektarlık tarım alanında kullanılan bir üretim yöntemine dönüşmüş durumda.