ÖN SÖZ İnsanlık tarihi kadar eski olan tarımsal faaliyetler; zaman içerisinde değişik teknik, yöntem ve uygulamaları ile günümüzdeki seviyesine ulaşmıştır. Hızla artan dünya nüfusu, tarım alanlarının başka amaçlarla kullanımı, tarımsal faaliyetlerin önemini daha da arttırmıştır. Gelişen bilim ve teknoloji, moleküler biyoloji gibi bir çok tekniklerin tarımda kullanılmasını mümkün kılarken, topraktan kaynaklanan problemlere bağlı olarak ortaya çıkan sorunların çözümünde topraksız tarım çalışmalarının ön plana çıktığı gözlenmektedir. Topraksız tarım, üreticilerin ihtiyaçları doğrultusunda çok farklı ortam ve yetiştirme teknikleri ile yapılmaktadır. Bu alanda yazılmış ve yayınlanmış çalışmalarda ve literatürlerde farklı kavramların ve sözcüklerin yer aldığı görülmektedir. Kitabımızda; benzer anlamlar için mümkün olduğunca Türkçemizde karşılığı bulunan veya yaygın kabul görmüş olan sözcükler kullanılmaya çalışılmış ve eş anlamlıları verilmiştir. Örneğin, değişik kaynaklarda “substrat” yerine “materyal, ortam, malzeme” gibi sözcüklerin kullanıldığı gözlenmektedir. Bu çalışmada, aynı anlamda kullanılan farklı kavramların eş anlamları, ilk kullanımında ve bir kez, parantez içinde verilmiştir. Örneğin ortam (materyal veya materyaller) şeklinde ifade edilmiştir. Benzer şekilde “Hindistan cevizi torfu” (coconut peat) veya (coir) olarak verilmiştir. Tüm dünyada, topraksız tarımda kullanılan; değişik fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip pek çok farklı yetiştirme ortamının varlığı dile getirilmiş, ancak ülkemizde en çok kullanılanlar üzerinde odaklanılmaya çalışılmıştır. Bir bilimsel ekip tarafından, oldukça yoğun bir çalışma temposu ile hazırlanan bu kitabın, konu üzerinde çalışmak isteyenlere bir temel oluşturacağı düşüncesi ile ilgilenen ve okuyan herkese faydalı olmasını dileriz.
iii
İÇİNDEKİLER ÖN SÖZ ................................................................................................ iii ŞEKİLLER LİSTESİ ............................................................................ ix RESİMLER LİSTESİ ........................................................................... xi ÇİZELGELER LİSTESİ ...................................................................... xv 1.BÖLÜM: GİRİŞ ve TARİHÇE........................................................... 1 1.1. Giriş ................................................................................................................... 1 1.2. Tarihçe .............................................................................................................. 2 1.3. Topraksız Tarımın Önemi ............................................................................. 9 1.3.1.Topraksız Tarımın Yararları................................................................. 10 1.4. Topraksız Tarımın Olumsuz Yönleri.......................................................... 13 1.5. Türkiye’de Topraksız Tarım ........................................................................ 14 1.6. Topraksız Tarımın Ekonomik Yönü .......................................................... 15 1.7. Topraksız Tarımın Çevreye Etkileri ............................................................ 15 2. BÖLÜM: BİTKİ FİZYOLOJİSİ...................................................... 19 2.1. Bitki Köklerinin Morfolojik Yapısı ............................................................ 21 2.2. Bitki Köklerine Su Alınması ve Taşınması ............................................... 25 2.2.1. Bitkilerde Su Alınımı (Su Absorpsiyonu) .......................................... 25 2.2.1.1. Apoplastik yol .......................................................................... 27 2.2.1.2. Simplastik yol: .......................................................................... 27 2.2.1.3 Transmembran (vakuol) yolu: ................................................. 27 2.3. Bitki Besin Elementlerinin Kök Etki Alanına Taşınımı ve Kök Yüzeyine Alınması ............................................................................... 28 2.3.1. Karbonik Asit Kuramı......................................................................... 28 2.3.2. Kontak Değişim Kuramı..................................................................... 29 2.4. Bitki Besin Elementleri ................................................................................. 31 2.4.1. Karbon (C) ............................................................................................ 34 2.4.2. Hidrojen (H) ......................................................................................... 35 2.4.3. Oksijen (O) ........................................................................................... 35 2.4.4. Azot (N) ................................................................................................ 36 2.4.5. Fosfor (P) .............................................................................................. 41 2.4.6. Potasyum (K) ........................................................................................ 43 2.4.7. Kalsiyum (Ca) ....................................................................................... 45 2.4.8. Magnezyum (Mg) ................................................................................. 49 v
2.4.9. Kükürt (S) ............................................................................................. 52 2.4.10. Demir (Fe) .......................................................................................... 52 2.4.11. Çinko (Zn) .......................................................................................... 54 2.4.12. Bor (B) ................................................................................................. 56 2.4.13. Mangan (Mn) ...................................................................................... 59 2.4.14. Bakır (Cu) ............................................................................................ 60 2.4.15. Molibden (Mo) ................................................................................... 61 2.4.16. Klor (Cl) .............................................................................................. 61 3. BÖLÜM: TOPRAKSIZ TARIMDA YETİŞTİRME SİSTEMLERİ VE ORTAMLAR .......... 65 3.1. Su Kültürü ...................................................................................................... 66 3.1.1. Su Kültüründe Kullanılan Suyun Özellikleri ve Kalitesi ................. 66 3.1.2. Su Kültüründe Kullanılan Yetiştirme Yöntemleri .......................... 68 3.1.2.1. Durgun Su Kültürü ................................................................. 68 3.1.2.1.1. Havalandırmasız Su Kültürü ........................................ 70 3.1.2.1.2. Havalandırmalı Su Kültürü ........................................... 72 3.1.2.2. Akan Su Kültürü...................................................................... 73 3.1.2.2.1. Besleyici Film Tekniği (NFT) ....................................... 73 3.1. Derin Akan Su Kültürü (Hiponika) ............................................................ 77 3.1.2.3. Besin Eriği Sisi (Aeroponik)................................................... 79 3.2. Katı Ortam Kültürü ...................................................................................... 80 3.2.1. Katı Ortamlarda Aranan Özellikler ................................................... 80 3.2.2. Katı Ortamlarda Yetiştirme Yöntemleri ........................................... 83 3.2.2.1. Kum Kültürü ile Yetiştiricilik ................................................ 83 3.2.2.2. Yatak Kültürü ile Yetiştiricilik ............................................... 84 3.2.2.3. Torba Kültürü ile Yetiştiricilik ............................................... 87 3.2.2.4. Saksı Kültürü ile Yetiştiricilik................................................. 93 3.2.3. Katı Ortamlarda Kullanılan Materyaller ............................................ 94 3.2.3.1. Organik Katı Ortam Materyalleri .......................................... 95 3.2.3.1.1. Torf .................................................................................. 95 3.2.3.1.2. Ağaç Kabukları ............................................................. 104 3.2.3.1.3. Hindistan Cevizi Torfu (Coir) .................................... 111 3.2.3.1.4. Talaş ............................................................................... 113 3.2.3.1.5. Diğer Organik Katı Ortam Materyalleri.................... 115 3.2.3.2. İnorganik Katı Ortam Materyalleri ..................................... 115 3.2.3.2.1. Doğal Hâlde Katı Ortam Materyalleri ....................... 115 3.2.3.2.1.1. Kum ve Çakıl ...................................................... 115 vi
3.2.3.2.1.2. Volkan Tüfü ........................................................ 117 3.2.3.2.1.3. Pomza .................................................................. 119 3.2.3.2.2 İşlenmiş Katı Ortam Materyalleri ............................... 122 3.2.3.2.2.1. Vermikulit ............................................................ 122 3.2.3.2.2.2. Perlit ..................................................................... 123 3.2.3.2.2.3. Zeolit .................................................................... 126 3.2.3.2.2.4. Kayayünü ve Cam Yünü .................................... 127 3.2.3.2.2.5. Diğer Sentetik Katı Ortam Materyalleri ve Topraksız Tarımın Geleceği ............................. 130 4. BÖLÜM: YETİŞTİRME ORTAMLARINDA GÜBRELEME VE BESİN ÇÖZELTİLERİ .............. 137 4.1: Yetiştirme Ortamlarında Gübreleme ........................................................ 137 4.2. Besin Çözeltileri ........................................................................................... 138 4.3. Besin Çözeltisinin Tepkimesi (pH) ........................................................... 138 4.4. Besin Çözeltisinin Elektriki İletkenliği (EC)................................................. 143 4.5. Besin Çözeltisinin Sıcaklığı ......................................................................... 146 4.6. Besin Çözeltisinin Oksijen (O2) Doygunluğu ......................................... 147 4.7. Besin Çözeltisinin Hazırlanması ................................................................ 147 4.8. Besin Çözeltilerinde Kullanılan Gübreler ve Özellikleri ........................ 150 4.8.1. Besin Çözeltilerinin Hazırlanmasında İzlenen Yol ....................... 155 4.8.2. Besin Çözeltisinin Uygulanmasında Dikkat Edilmesi Gereken Konular .................................................. 161 5. BÖLÜM: TOPRAKSIZ TARIMDA DEZENFEKSİYON GERİ DÖNÜŞÜM VE YÖNETİM ............................. 165 5.1. Besin Çözeltisi ve Sulama Suyu Dezenfeksiyonu .................................. 166 5.2. Dezenfeksiyon ile İlgili Diğer Yönetim Şekilleri ................................... 173 5.3. Topraksız Ortamda Mikrobiyal Denge.................................................... 175 5.4. Topraksız Ortamda Biyolojik Kontrol Ajanları .................................... 176 5.5. Topraksız Ortamda Hastalıklar ................................................................ 177 5.6. Sonuç ve Değerlendirme ........................................................................... 178 DİZİN ................................................................................................. 183 ÖZ GEÇMİŞ ....................................................................................... 187
vii