SEBZE TOHUMLARINDA KALTEY YLETRC UYGULAMALAR Yksek Lisans rencisi

SEBZE TOHUMLARINDA KALİTEYİ İYİLEŞTİRİCİ UYGULAMALAR Yüksek Lisans Öğrencisi Esra CENGİZ Danışman Prof. Dr. Ahmet BALKAYA

TOHUMDA KALİTE Kimlik • Genetik safiyet • Fiziksel safiyeti • Homojenlik • Tohum ağırlığı Hijyen Performans • Çimlenme • Tohum gücü (VİGOR) • Nem içeriği • Tarla çıkışı • Depolanabilirlik • Tohum sağlığı • Fungus • Yabancı ot • Böcek ve kırmızı örümcek

Tohumda kalite parametrelerinden en önemlisi tohum canlılığı, tohum gücü, fiziksel ve genetik safiyet’ tir.

Bitkisel üretimin ilk aşaması tohum ekimi ve çimlenme aşamasıdır. Ekilen tohumların kısa sürede, homojen olarak çimlenmesi, fide çıkışının tamamlanması istenir.

Tohum çıkış performansını etkileyen faktörler Tohum Kaynaklı Yaşlanma Dormansi Tohum kabuğu Çevresel Kökenli Biyotik Yabancı ot Mikroorganizmalar Abiyotik Kuraklık Sıcaklık Kaymak tabakası

Ekim Öncesi Tohum Uygulamalarının Tarihsel Gelişimi Suya batırma işlemi ekim ve çıkış arasındaki süreyi kısaltmada kullanılan eski bir yöntemdir. 17. yüzyılda tuz solüsyonlarıyla yapılan ekim öncesi tohum uygulamaları, Rus çiftçilerinin sıkça yapılmış olduğu uygulamalardır. ( Yapparov ve Ishakov, 1974 )

Mısırlılar, 3000 yıl kadar önce bazı tohumları papirus şeritler üzerine bir kısım yapıştırıcılarla yapıştırarak ekmeye başlamışlardır. İlk defa 1898 yılında özel bir firma tarafından bandlanmış tohum hakkında uygulamalar yapılmıştır.

Wilkinson (1918) turp, fasulye, mısır ve hıyar tohumlarının çimlenme hızını artırmak amacıyla bir gece suda bekletmenin çimlenmeyi hızlandırdığını belirtmiştir. Sıvı ekim yöntemi ise 19. yüzyılın başlarında havuç ve kereviz için ABD, İngiltere ve Hollanda’ da kullanılmıştır. Evenari (1980), eski Yunan çiftçilerinin çimlenme ve çıkış oranını hızlandırmak için hıyar tohumlarını süt, su yada bal içine batırdıklarını bildirmiştir.

Tohumlarda son yıllarda tohum performans artışını sağlamak amacıyla çeşitli uygulamalar yapılmakta ve yeni teknikler kullanılmaktadır.

Tohum Kalitesinin İyileştirme Uygulamalarının Temel Amacı Çok özel koşullarda belirli yetiştiricilik materyalleri kullanarak tohum ve fide performanslarını artırmaktır.

Tohumlara Yapılan Kaliteyi İyileştirici Uygulamalardan Sağlanan Olumlu Etkiler Yavaş çimlenen türlerde tohumların hızlı ve kısa sürede çimlenmesi sağlanır. Tohumlarda çimlenme ve fide çıkışı homojen olur. Küçük embriyolu, sert kabuklu, yavaş düzensiz çimlenen ve çıkış gösteren türler homojen ve hızlı çimlenme ile fide çıkışı sağlarlar.

Tohumlar kaymak tabakasından etkilenmeden toprak üzerine çıkabilirler. Toprak altı zararlılarının saldırısına uğramadan hızlı bir şekilde toprak yüzeyine çıkabilirler. Uygulama görmüş tohumların erken ve hızlı fide çıkışı yabancı otlarla olan rekabeti iyileştirir.

Bitki büyüme gelişime ve hasat olgunluğu üzerine olumlu etki yapar. Özellikle yeşil aksamı tüketilen türlerde (ıspanak, lahana, marul, pırasa, maydanoz vb. ) verim ve kalite artar ve erkencilik sağlanır. Düşük ve yüksek sıcaklık nedeniyle ortaya çıkan tohum dinlenmesini ortadan kaldırmak için tohumlara ön uygulamalar yapılır (Soğan, domates, biber, maydanoz ve marul gibi).

Tohumlarda Kaliteyi İyileştirici Uygulamalar Hidrasyon Fiziksel Yöntemler Kimyasal Yöntemler

Hidrasyon, tohumların çeşitli yollarla bünyelerine su almaları olayıdır.

Tohum Hidrasyon Uygulamasının Amaçları ØÇimlenme oranını yükseltmek ØTohumların çimlenebilecekleri sıcaklık aralıklarını genişletmek ØFide gelişiminde uniform bir yapı sağlamaktır.

Çimlenme Sırasında Suyun Alınımı Tohumun bünyesine su alımı üç fazda gerçekleşir. Şekil 1. Tohumda çimlenme sırasında su alımı safhaları (Bewley ve Black. , 1978)

Tohum Hidrasyon Uygulamaları Suda Bekletme (Soaking) Humidifikasyon Su Emdirme (Imbibition) (Imbibition Priming (Osmotik Koşullandırma)

Suda Bekletme (Soaking ) Sert kabuklu sebze tohumlarında çok eski zamanlardan beri uygulanan bir uygulama şeklidir. Tohumlar suda bekletme uygulamaları ile suyu bünyelerine hızlı bir şekilde almaktadırlar.

Kavun, karpuz, hıyar, kabak gibi tohumlar ekimden bir gece önce su içinde bekletilir ve sonra ekilirler.

Humidifikasyon Suya doyurulmuş bir atmosferde (%100 oransal neme sahip bir ortamda ) su alımının ilk safhasında tohumların bünyelerine çok yavaş su girişi sağlanmasıdır.

M E N L A S N A R O 0 % 10

Rao ve ark. (1987), marul tohumlarında yaptıkları bir çalışmada, humidifikasyon uygulamalarının; fide büyümesini arttırdığını ve fide gelişmesi sırasında ortaya çıkan morfolojik anormalliklerin miktarını azalttığını göstermişlerdir.

Sivritepe ve Dourado (1994), bezelye tohumlarında humidifikasyon için en uygun sıcaklığın 16°C ve uygulama sonunda ulaşılması gereken tohum nem kapsamının ise %16. 3 -18. 2 arasında olduğunu bildirmektedirler.

Demirkaya (2011), Demre sivri, kandil dolma ve Yalova çarliston çeşidi biber tohumlarına 3 gün süre ile humidifikasyon uygulanmıştır. Uygulamadan sonra tohumlar 25ºC, 30ºC, 35ºC, 40ºC‘de çimlendirme testlerine alınmıştır. 25ºC, 30ºC’de çimlenme oranı artmış, ve bu uygulamalarının ortalama çimlenme süresini kısalttığını belirtmiştir.

PRİMİNG (Osmotik Koşullandırma) Tohumların, osmotik bir çözelti ya da su içerisinde, çimlenmenin ilk aşamasına kadar su alımına izin veren ancak kökçüğün tohum kabuğundan çıkışına izin vermeyen, ekim öncesi bir uygulama olarak tanımlanabilir (Kontrollü su çektirme).

Kritik nem kapsamı bazı türlerin tohumlarında belirlenmiştir. Buna göre; göre Soğanda %18 (Ward ve Powell, 1983) Marulda %15 (İbrahim ve ark. , 1983) Bezelyede %34 -38 (Sivritepe ve Eriş, 2000)

Priming Uygulamalarının Etkileri v. Tohum canlılığı üzerine etkileri v. Tohum gücü üzerine etkileri v Bitki gelişimi üzerine etkileri v Verim üzerine etkileri

Çevresel Streslere Karşı Tolerans Yeteneği Geliştirilmesi Üzerine Priming Uygulamalarının Etkileri v Düşük ve yüksek sıcaklık stresi üzerine etkileri v Tuzluluk stresi üzerine etkileri v Işık stresi üzerine etkileri v Kuraklık stresi üzerine etkileri

Depolama Sonrası Tohumlarda Yaşlanma İle Teşvik Edilen Genetik Bozulmaların Onarımı Üzerine Priming Uygulamalarının Etkileri Depolama öncesi yapılan priming uygulamaları, tohumların depolanması esnasında canlılık kaybını önlemekte, yaşlanma nedeniyle hücre çekirdeği ve sitoplazmada meydana gelen zararların onarımını yapmak suretiyle tohumlarda fayda sağlamaktadır (Sivritepe 1992).

Priming Ajanları PEG 4000, 6000, 8000 ( Polyethylene Glycol ) Potasyum (KNO 3, KH 2 PO 4 , K 3 HPO 4 ) Sodyum (Na. Cl, Ca. Cl, Sodyum polypropionate) Magnezyum gibi inorganik tuzlar Mannitol, Gliserol ve Sakkaroz gibi düşük molekül ağırlıklı organik bileşikler Deniz yosunu

PRİMİNG YÖNTEMLERİ • Suda Priming (Hidropriming) • Osmotik Çözeltilerde Primig (Osmopriming) • Tuzlu Çözeltilerde Priming (Haloprimig) • Termopriming (Thermopriming) • Katı Çözeltilerde Priming (Solid Matrix Priming) • Biyolojik Bileşik İçeren Priming (Biopriming) • Organik Bileşik İçeren Çözeltilerde Priming (Organic priming)

Osmotik Çözeltilerde Priming ( Osmopriming ) Tohum içindeki su ile dışındaki çözeltinin osmotik basınçları arasında fark yaratmak ve böylece çimlenmeyi başlatacak kadar suyun girişini sağlamaktır.

Nasıl Uygulanır? Ø Petri kapları içinde PEG çözeltisi emdirilmiş kurutma kağıtları arasında, Ø Kütlesel tohum uygulamalarında tohumları çözelti içinde askıda tutulabilen havalandırmalı uygulama kapları (Bubble-coloumn) kullanılır. Ø Bu sisteme uygulanan 2 ml/dakika hava, tohumların çözelti içinde askıda kalmasını sağlar. Ø Ayrıca bu sistemdeki çözelti ve tohum karışım ortamına saf O₂ ilavesinin de yapılması ile tohum çimlenmesinin iyileştirilebildiği saptanmıştır.

Kabarcıklı Kolon Tekniği (Bubble-Coloumn)

Uygulama sonunda; Çözeltiden süzülerek ayrılan tohumlar saf su ile hızlı bir şekilde 3 kez yıkanır. Yıkanan tohumlar üzerindeki su soğuk hava akımı ile veya santrifüj yardımıyla hızla uzaklaştırılır. Tohumların hızla yüzey kurusu hale gelmesi önemlidir. Aksi halde üzerindeki osmotik basıncı kalkmış tohumların uygun nemli ortamda ve sıcaklıkta kalması halinde hızlı kökçük çıkışı gözlenir.

Havuç tohumlarının % 3 KH₂PO₄çözeltilerinde, Marul tohumlarının % 1 K₃PO₄ çözeltisindeki uygulamalarından, en iyi çimlenme ve çıkış sonuçları elde edilmiştir, !!!Ancak bu uygulamalarda radicil çıkışı için çok dikkatli olunmalıdır, Çünkü K+ etkili madde olarak çimlenmeyi teşvik eder.

150 m. M KNO₃ çözeltisi ile yapılan priming uygulamasının marul tohumlarında fide gelişimi üzerine olan etkileri (Mc. Donald 2000).

Katı Çözeltilerde Priming ( Solid Matriks Priming ) Tohumun katı taşıyıcı ortamda kontrollü hidrasyonudur. ü ü ü Taşıyıca da aranan özellikler: Suda çözünürlüğünün az olması Yüksek su tutma kapasitesi Yüksek yüzey alanı Tohuma toksik olmaması Tohum yüzeyinde tutunma kabiliyeti

Kullanılan Taşıyıcılar Vermikulit Torf

Kum

Zeolit Diatoma toprağı Kum

Tohum ve taşıyıcı, katlar halinde serilir ya da karıştırılır. Amaç; tohumların yavaş su alımıyla eşit hidrasyon seviyelerine ulaşmalarıdır. Süre genellikle 14 gündür. Sıcaklık genellikle 15 -25 ºC’dir.

Biyolojik Bileşik İçeren Priming( Biopriming )

FİZİKSEL YÖNTEMLER Islatma-Kurutma (Hardening) Skarifikasyon (Scarificasyon) Uygulamaları Düşük ve Yüksek Sıcaklık Uygulamaları

ISLATMA-KURUTMA (Hardening) Bu uygulama şeklinde tohumlar türlere bağlı olarak 12 saat ıslatma, 12 saat kurutma veya 24, 36 saat veya 48 saat sürelerle 2 veya 3 kez tekrarlı ıslatma-kurutma uygulamalarına tabi tutulur. Böylece hem kökçük çıkışına izin verilmez hem de embriyo gelişimi geri olan tohumlarda embriyo büyümesi sağlanmış olur ve böylece uygulama görmüş bütün tohumlarda kökçük, çıkışa hazır aşamaya getirilir.

Bu uygulama üretici koşullarında rahatlıkla uygulanabilecek bir yöntemdir. Örneğin domates tohumu bir kez torbada: - 36 saat su içinde bekletilir. - 36 saat serilerek kurutulur. - 36 saat ikinci kez su içinde ıslatılırlar. - 36 saat ikinci kez serilerek kurutulurlar. - 36 saat üçüncü kez su içinde ıslatılırlar. - 36 saat üçüncü kez serilerek kurutulur ve hemen tarlaya ekilirler.

Scarificasyon Uygulamaları Ø Ø Tohum kabuğun çıtlatılması Çizilmesi Zımparalanması Aşındırılması uygulamaları yapılır.

Düşük ve Yüksek Sıcaklık Uygulaması Çimlenme oranları düşük, küçük tohumlu bitkiler 3 ay süre ile 0 ºC ve 5 ºC ’de nemli kağıtlarda tutulurlar. Yüksek sıcaklık uygulaması soğuk uygulamanın ardından 45 ºC de 48 saat bekletme şeklinde yapılır. Soğuk uygulama ile birlikte ayrıca dinlenmeyi ortadan kaldırdığı bilinen GA 3 ‘ün farklı dozları değişik sürelerde uygulanarak çimlenme oranları artırılabilmektedir.

KİMYASAL YÖNTEMLER Hormon Uygulama Sıvı Ekim Tekniği (Fluid drilling) Tohum Kaplama Uygulamaları Tohum Bantlama

Hormon Uygulama Bitki hormonları ile bitki büyümesini ve büyüme ilgili birçok faaliyetleri kontrol altına almak mümkündür. En sık kullanılan hormonlar: ü Gibberellin ü Absisik asit(ABA) ü Oksin ü Sitokinin ü İndol Asetik Asit (IAA) ü Etilen

Marul tohumlarında yapılan çalışma da GA₃ ve kinetin ile yapılan tohum uygulamalarından sonra tuzlu koşullardaki ekimlerde çimlenme oranı ve hızının artırıldığı ortaya konmuştur. Benzer şekilde soğan tohumlarının 100 ppm’lik GA₃ muamelesi ile çimlenme oranının % 15 -25 oranında artırıldığı belirtilmiştir.

Sıvı Ekim Tekniği (Fluid drilling).

Jelatin Olarak Kullanılan Materyaller Ø Hspan (Hidrolize edilmiş nişasta) Ø Laponite ( Sentetik kil) Ø Kağıt tutkalı (Selülozik temelli suda eriyebilen bir polimer)

Sıvı Ekim Nasıl Yapılır? Ø Öncelikle tohumlar priming işlemine tabi tutulur. Ø Daha sonra köklerin istenilenden fazla büyümesini engellemek için depolanır. Ø Tohumlar taşıyıcı jel ile karıştırılır. Ø Jelatinin içine çimlendirilmiş tohum karıştırıldıktan sonra ise, o gün ekim yapılmalıdır.

Pelletleme (Tohum Kaplama) Küçük, şekilsiz, tüylü ve dikenli tohumların şekillerini düzeltmek tohumun iriliğini arttırmak, tohum üzerindeki tüylerin ve dikenlerin ortadan kaldırılması için tohum etrafına bazı katı partiküller sardırılır. Bu şekilde uygulama görmüş tohumlara pellet tohum=kaplanmış tohum, yapılan işlemede pelletleme (tohum kaplama) adı verilir.

Özellikleri ü Kaplama materyali olarak; vermikulit, kil, perlit, talk vb. , tohum üzerinde yapıştırma işlemini sağlamak içinde reçine, jelatin, şeker, nişasta veya sodyum bikarbonat (Na. HCO₃), silisyum oksit (Si. O₂) veya pektin gibi eriyikler, methylcellulose, polyvinylalcohol, polyo xylethylene glycol temelli mumlar vb. ayrıca anaerobik zararı azaltmak için tohuma oksijen sağlamak amacıyla kalsiyum oksit ve peroksit kullanılır. ü Pellet materyali güçlü ve stabil olmalı ancak su ve hava alımını engellememelidir.

Kaplama işlemi, eczacılıkta kullanılan ilaç kaplama metotlarına benzer geliştirilen dönensel kaplama kazanlarında tohumların üzerine katı partiküllerin sardırılması şeklinde yapılmaktadır.

üTohumların Avantajları çimlenme ve fide çıkışında homojenlik sağlanması. üŞekli bozuk, birbirine yapışan tohumların tek kaplanarak doğrudan tarlaya ekim tekniklerinin kolaylaştırılması. üTohumdan tasarruf sağlar. üTohum çevresinde pestisitler bulunduğu için ilaçlama masrafları azalır( insan ve çevre sağlığı ).

üTohum kaplama maddesi içine ilave edilen bitki besin maddesi ile ilave gübrelemeden tasarruf yapılması. üHidrofilik (kolay su tutabilen ) materyaller ile kaplama yapılarak düşük su stresine karşı koruma sağlanması, üHidrofobik (su tutmayan) materyaller kullanılarak da yüksek su stresine karşı koruma sağlanması, üKaplama ile tohumların nem ve gaz alışverişi kısıtlanarak depo ömrünün uzatılabilmesi sayılabilir.

Film Kaplama

Ø En belirgin etkisi, stres koşulları altındaki tohum için uygun mikro çevre oluşturulmasıdır. Ø Daha az pestisisit kullanılır. Bu da insan ve çevre sağlığına olumlu etkisidir. Bu uygulamaların kalıcı olabilmesi için daldırma ya da püskürtme şeklinde çeşitli polimerler kullanılır. ØKaplama tekniğinden farkı , tohum şeklinin

Film kaplamada kullanılabilen polimerler Carboxymethylcellulose (CMC) Polyvinylalchol, Polyvinylchloride (PVC) Polyvynylidenedichloride (PVDC) Ethylcellulose vb. sayılabilir.

Film kaplama işlemi aynı tohum pelletleme işleminde olduğu gibi benzer araçlar kullanılarak yapılabilir. Ancak bu teknikte tohum üzerine kaplanan materyal sıvı olduğundan kaplama ortamına püskürtme şeklinde verilir ve dönen hazne içindeki tohumlar birbiri ile yapışmadan ince bir film tabakası ile boyanmaları sağlanır.

Film kaplaması yapılmış tohumların kaplanmamış tohumlara göre daha geç çimlenmesi bu tekniğin en önemli dezavantajı olarak görülmektedir.

Tohum Bantlama .

Bantlanmış Tohumun Avantajları ü Hassas ekim için çok daha uygundur. ü Bütün tohumları aynı ekim derinliğine ekmek mümkündür. ü Aynı derinliğe ekilen tohumların çimlenmelerinde, gelişme ve olgunlaşmalarında tam bir yeknesaklık sağlanır. ü Ürünün büyük kısmı aynı anda hasat olgunluğuna gelir. Ürünün hasatı, tasnifi ve ambalajlanması daha kolay olur.

ü Tohum israfı büyük ölçüde azalır. ü Bandlanmış tohumun ekimi daha çabuk ve kolaydır. ü Kıymetli tohumlarda ve özelikle F 1 hibrit tohumlardan fide yetiştirmede daha yüksek randıman ve erkencilik sağlanır. ü Bandlanmış tohumun bu avantajlarının yanında en önemli dezavantajı , üretim maliyetinin yüksek olmasıdır.

Tohumda Uygulamalarının Bize Kazandırdıkları ü Yüksek oranda çimlenme ve çıkış üHomojen çimlenme üKuvvetli fide gelişimi üErkencilik üVerim artışı

TEŞEKKÜRLER

TEŞEKKÜRLER

TEŞEKKÜRLER

Priming Uygulamalarını Etkileyen Faktörler ü Hidrasyon sırasında değişen koşullar (Sıcaklık, ışık, tohum nem kapsamı ) ü Osmotik düzenleyicilerin türü ü Oksijen varlığı (% 5’ten fazla olmalıdır ) ü Uygulamanın süresi üMikrobiyal bulaşmanın kontrolü üKurutma

Çimlenmesi İyileştirilmiş Tohumların Depolanması Önçimlendirme yapılmış ve orijinal ağırlığına kadar kurutulmuş olan tohumların ekim zamanına kadar bekletilmesi gerekli ise tohumlara kazandırılan bu olumlu etkinin kaybolmaması önem taşır. Örnek; Uygulama görmüş domates tohumlarının 12 ay (Duman ve Eser, 1992 ), Soğan tohumlarının orijinal tohum paketi içinde 12 ay, Biber tohumlarının yine paket içinde 6 ay süreli, kazandırılan olumlu etkiden hiç kayıp olmaksızın depolanabileceği ortaya konmuştur (Çetin ve Duman, 2004).

Soğan tohumlarının depolama koşullarına bağlı olarak 15 C stres koşulundaki çıkış gücü değerleri.

Kaplama İşleminin Tohumlarda Neden Olabildiği Bazı Olumsuzluklar: üKaplama işlemi tohumun çimlenmesine ve radicil çıkışına fiziksel bir bariyer oluşturabilir. üBazı durumlarda da kaplama tohumda çimlenme ve çıkış süresini uzatabilir.

Kaplanmış tohumların, normal kaplanmamış tohumlarda olduğu gibi, depolanmasına dikkat edilmelidir. Fazla nemli yerlerde saklama tohumun canlılığını çabuk kaybettirir. Serin, kuru ortamlarda depolanmalıdır. Genelde 10˚C sıcaklık ve %30 nemin olması arzu edilir.

Özellikleri ü Çıkışı geciktirici özellikte ise erken dönemlerde ekimi mümkün kılar ( Düşük sıcaklıkta su alım zararının hafiflemesi ). ü Nişasta temelli olanlar yavaş su alım özelliği nedeniyle üşüme zararını azaltır. ü Hibrid tohum üretiminde erkek ve dişi hatların zamansal olgunluğunu sağlayabilir. ü Tür, çeşit hatta lotları ayırmak için çarpıcı, cazip renk maddeleri eklenebilir. ü Kaplama materyali su ve hava geçirimli olmalı. ü Dağılmaz ve tozlanmaz nitelikte olmalı (Uygulama, paketleme, depolama ve ekimde). ü Tohum ağırlığında küçük bir artış meydana getirebilir ( % 0. 1 -10 ? ? ? ? arası).

Özellikleri ü Aşırı pestisit kullanımı ve toksidite problemini azaltır ( Çevre ve canlı sağlığı). ü Tohum/fide döneminden başka bitkinin ileriki gelişme döneminde de etkili olabilir. ü Genellikle spekturumu dar. ü Farklı toprak koşullarında her zaman başarılı değildir. ü Tohum, bitki ve toprakta süreklilik göstermeyebilir. ü Zararlı mikroorganizma baskısına karşı işlem steril koşullarda yürütülmelidir. ü Geleneksel tohum işleme alet- ekipmanları bioajanda fiziksel zarar oluşturabilir.

Yapılan çalışmalarda bazı rizobakterilerin kavunda fide ve tohum üzerine etkileri değerlendirilmiştir. INR-7, GBO 3 ve IPC-11 ırklarının Fusarium spp. ve Didymella bryonioe’ye karşı etkili olduğu, SE-34 ve T-4 izolatlarının ise Myrothecium sp. ’nin oluşturduğu simptomları azaltarak tohum çimlenmesi ve fide gelişmesi üzerine olumlu etki sağladığı belirlenmiştir (Lokesh ve ark. , 2007).