Topraksız Bitki Yetistirme Ortamları

İçerisinde toprak bulunmayan her türlü yetiştirme ortamında bitki yetiştirilmesine genel anlamda topraksız tarım adı verilir. Bu yetiştirme tekniğinde bitki yetiştirme ortamı olarak yalnızca besin çözeltileri kullanıldığı gibi çeşitli organik ve inorganik katı materyallerden de yararlanılır.Bir başka tanımla organik tarım; bitkilerin durgun, akan besin solüsyonu veya besin maddelerince zenginleştirilmiş katı yetiştirme ortamları içerisinde yetiştirilmesidir

Fotoğraf 1.1: Topraksız tarım

Ülkemizde topraksız kültür araştırma aşamasındadır. Ege, Erzurum, Çukurova,Uludağ, Ankara ve Namık Kemal Üniversitelerinin Ziraat Fakülteleri bu konuda çalışmaktadır. Ayrıca Ege Tarımsal Araştırma, Seracılık ve Narenciye Araştırma Enstitüleri de bu konuda çalışmaktadır.
Topraksız tarım konusuna ilgi duyan araştırma kurumu ve araştırıcı sayısı her geçen gün artmaktadır. Seracılığın yoğun olarak yapıldığı yerlerde, topraktan kaynaklanan sorunların giderek artması ve topraksız yöntemin çözüm olacağı düşüncesi, topraksız tarımı cazip hale getirmektedir

Resim 1.1: Topraksız tarımın şematik görünümü

Araştırmalar, topraksız ortamda yetiştirilen domates meyvelerinin en az toprakta yetiştirilenler kadar kaliteli olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak artan şehirleşme ve turizm,tarım topraklarının amaç dışı kullanımına, erozyon ve çoraklaşmaya neden olmaktadır. Bu sistemin yerleştirilip yaygınlaştırılması ile tarıma elverişli olmayan taşlık, kayalık, tuzlu ve çorak alanlar ile taban suyu yüksek olan bölgelerde de başarılı seracılık yapılabilecektir.
Topraksız kültür kullanılarak değişik ürünler yetiştirilebilir. Bununla birlikte pazar değeri yüksek bitkilerin seçilmesinde fayda vardır. Topraksız tarımda üretimi yapılan bitkiler aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Topraksız tarımı gerektiren nedenleri şöyle sıralayabiliriz:
 Toprak kaybı: Hızlı nüfus artışından ve bu nüfusun besin ihtiyacını karşılaması için tarım yapılacak toprakların yetersiz kalma durumu vardır. Normal tarım topraklarının bulunmadığı, çöllerin hâkim olduğu ülkelerde ve ülkemizde Akdeniz sahillerindeki meyilli-taşlı arazilerde teraslama yaparak taşıma toprakla tarım yapılmaya çalışılan yerler vardır. Erozyon, çoraklaşma ve tarım topraklarının yerleşim ve turizm alanlarına ayrılan alanlarda yapılması toprak kaybını daha da artırmaktadır.

Toprak yorgunluğu: Seralarda aynı ürünün arka arkaya uzun yıllar yetiştirilmesinden dolayı toprak yorgunluğuna neden olmaktadır. Bu da toprak verimliliğini düşürmektedir. Toprak yorgunluğuna çözüm toprak değişimi ve yetiştirilecek üründe değişiklik yaparak ekim nöbeti uygulamaktır. Ancak bu tür uygulamalar üreticiler için fazla pratik olmadığı gibi fazla ekonomik de değildir. Üstelik modern tarımda alınan tüm önlemlere rağmen, verim ve kalitede
istenilen boyutlarda artışlar sağlanamamıştır.
Hastalık, zararlı ve yabancı ot sorunu: Yoğun tarımın yapıldığı ve sürekli aynı ürünün yetiştirildiği yerlerde bağışıklık kazanan hastalık, zararlı ve yabancı otlar büyük sorun olmaktadır. Modern tarımda ilaçlı mücadele yapılarak sorun ortadan kaldırılmaya çalışılsa da tam bir kontrol sağlanamamaktadır. Sağlığa zararlı ilaç kullanımı özellikle dışa ürün satımında sorunlara neden olmaktadır.
Aşırı gübre ve su tüketimi: Topraklı tarım yapılan alanlarda ve özellikle seralarda bitkilerden daha çok verim ve kalite elde etmek için aşırı gübre kullanmaktadır. Bu durum ileride gübre açığına ve çevrede kirletici etkilerinin olabileceği kuşkularını doğurmaktadır. Topraklı tarım yapılan alanlarda, verilen suyun bitkilerce kullanılan miktarını saptamakta güçlükler çekilmektedir. Suyun toprağın derinliklerine sızması, toprak ve bitkiden buharlaşma ile kaybolması sonucu bitkileri sulamak için kullanılan su tüketimi topraksız tarımda
kullanılanın 4–5 katı olabilmektedir.

Enerji ve iş gücü tasarrufu: Topraklı tarımdaki tüm kültürel uygulamalar için iş gücü gereklidir. Toprağın işlenmesi, ekim dikime hazırlanması, çapalanması, sulamaya elverişli hale getirilmesi, sterilizasyonu, bitkilerin gübrelenmesi, yabancı ot kontrolü gibi işlemler nedeniyle iş gücü gereksinimi oldukça fazladır. Başta traktör ve bağlantı ekipmanlar olmak üzere birçok alet ve ekipmanın çalıştırılması için bir hayli enerjiye gereksinim bulunmaktadır. Topraksız tarım,
farklı ülkelerde ve farklı araştırıcılara göre değişik şekillerde sınıflandırılmaktadır; ancak topraksız tarımı, genelde su kültürü ve katı ortam kültürü olmak üzere iki grupta incelemek mümkündür:

Tablo 1.2: Topraksız tarım çeşitleri (Tabloyu Büyültmek için üzerini tıklayınız)

Hidroponik (su) kültürü: Durgun su kültürü, besleyici film ve aeroponik sistemleri içerir. Su kültüründe prensip yetiştirme kabı olarak kullanılan oluklara yerleştirilen bitkilerin köklerini besin eriği ile temas ettirerek beslenmesini sağlamaktır. Böylece kökler hem beslenmekte hem de kökten suyu alabilmektedir.

Katı ortam kültürü: Yetiştirme ortamında kullanılan substratlar ve bu substratların onuldukları yere göre sınıflandırılmaktadır. Topraksız tarım için yetiştirme ortamlarının hazırlanmasında gerekli olan malzemeler şunlardır;
 Taban örtüsü
 Plastik yatak
 Su ve gübre tankı (polietilen, içi sıvanmış tuğla veya beton depo

 Su pompası
 Otomatik sulama için zamanlayıcı
 pH metre ve EC metre (çözeltinin asitliğini ve tuzluluğunu ölçmek için)
Sistemin kurulması ise şöyle yapılır:
Taban eğimi verilmesi: Yetiştiriciliğinin yapılacağı seranın tabanına % 0,5-% 1 eğim verilir. Uzunluğu 60 metre olan bir serada başı ile sonu arasında 60 cm yükseklik farkı olmalıdır. Bu eğim, bitki kök bölgesindeki fazla suyun uzaklaştırılması yani drenaj için gereklidir.

Gübre ve su tankı yapımı: Seranın gübrelenmesi ve sulanmasında kullanılacak olan depo için eğimin düşük olduğu tarafa seranın bir köşesine çukur kazılır. Çukurun boyutları seranın büyüklüğüne ve kullanılacak deponun kapasitesine göre değişir. 1 dekarlık bir serada günlük su ihtiyacını karşılamak için 5-6 tonluk depo gerekir.

Fotoğraf 1.3: Sulama ve gübreleme tanklarının yerleştirilmesi
Taban örtüsünün serilmesi: Drenaj borularının geçeceği yerler, döşenecek boruların çapı kadar kazılır. Seranın tabanına toprakla olan temasın kesilmesi için taban örtüsü serilir. Taban örtüsü olarak sağlam, dokunmuş plastik malzemelerden yapılmış örtüler tercih
edilmelidir.


Fotoğraf 1.4: Taban örtüsünün serilmesi
Yatakların yerleştirilmesi: Plastik yataklar çift sıra dikim için 40 cm en ve 15 cm yüksekliğinde yapılır. Bunu sağlayacak plastik malzemenin 70 cm eninde olması gerekir; çünkü tabanı 40 cm olacak şekilde yanlardan 15 cm kıvrılarak dik duruma getirilerek sabitlenir. Yatakların boyu 30 metreyi geçmemelidir. Yataklar arasında 1 metrelik yürüme yolu bırakılmalıdır.

Fotoğraf 1.5:Yatakların yerleştirilmesi

Yatakların eğim tarafındaki uçları uygun bir şekilde drenaj borularına bağlanır. Drenaj borusu PVC veya polietilen borulardan yapılmalıdır. Yataklardan süzülen fazla suyun drenaj boruları ile toplanıp tekrar sulama ve gübreleme tanklarına geldiği sisteme kapalı sistem, sera dışına akıtıldığı sisteme ise açık sistem adı verilir. Kapalı sistemlerde açık sistemlere göre % 20-30 oranında gübre ve su tüketimi sağlanmaktadır.

Fotoğraf 1.6: Drenaj borularının yerleştirilmesi
Daha sonra ortam olarak ne kullanılacaksa yataklara doldurulur. Damla sulama boruları yerleştirilir ve bağlantıları yapılır. Damla sulama boruları su ihtiyacına bağlı olarak tek ya da iki sıra halinde döşenir.

Sulama sistemi: Topraksız tarımda topraklı tarımdan farklı olarak gün içinde az miktarda fakat çok kere sulamaya ihtiyaç vardır. Bunun için sulama sisteminin otomatik olmasında fayda vardır. Piyasada otomatik sulamayı sağlayacak basit zamanlayıcılar
satılmaktadır.

Fotoğraf 1.7: Drenaj ve sulama borularının birleştirilmesi


Fotoğraf 1.8: Topraksız tarım yapımına hazır sera

1.1. Topraklı ve Topraksız Yetiştirme Ortamlarının Karşılaştırılması
Topraklı yapılan yetiştiricilikte en önemli avantaj yetiştirme ortamının azot, fosfor, potasyum ve diğer mikro elementleri içermesidir; ancak sıvı gübreleme yapılan ortamlar için bu özellik avantaj sayılamaz. Artık günümüz için dezavantaj halini almıştır.
Toprak içeren yetiştirme ortamlarının olumsuz yönleri şunlardır:
 Toprağın istenilen miktarda ve özellikte sürekli olarak bulunması zordur.
 Çeşitli hastalık, zararlı ve yabancı otlarla bulaşık olabileceğinden sterilizasyon yapılmadan kullanılmaz. Sterilizasyon maliyet açısından pahalı ve oldukça zahmetli bir iştir.
 Toprak içeren karışımlar daha ağır ve masraflıdır.
Bunun yanında topraksız yetiştirme ortamlarının avantajları ise şunlardır:
 Yetiştirme ortamlarında kullanılan çeşitli materyaller homojen olarak
sağlanabilir. Kullanılacak olan bu materyaller daha çok sterilizasyon olanaklıdır.
 Yetiştirme ortamı olarak kullanılacak pek çok materyal (perlit, vermikülüt vb.)
sterilizasyona gerek göstermez.
 Yetiştirme ortamları genellikle daha hafif ve taşınmaları kolaydır.
 Karışıma katılan materyallerin besin maddesi içeriği düşüktür. Böylece beslenme programlarının daha kolay düzenlenmesine olanak sağlar. Topraksız yetiştirme ortamının en önemli dezavantajı sıvı gübreye fazla bağımlılık göstermesi ve tamponluk kapasitesinin yetersiz oluşudur; bu nedenle yetiştirme ortamının dikkatli ve sürekli kontrol edilmesi gerekir. Kök ortamının pH, tuzluluk ve besin maddesi dengesi çabuk bozulur. Bunların kontrolü bilgi birikimi ve deneyim gerektirir. Topraksız tarımda ideal bir yetiştirme ortamında bulunması gereken özellikler
şunlardır:
 Bitkinin kök sistemi için yeteri kadar havalanma sağlanmalıdır.
 Yeterli su tutma kapasitesine sahip olmalıdır.
 Strüktür özelliğini uzun süre koruyabilmelidir.
 Yabancı ot tohumu, hastalık ve zararlılardan arındırılmış olmalıdır.
 Bitkilere zehir etkisi yapacak herhangi bir madde içermemelidir.
 Bitkilere destek ve kararlılık sağlamalıdır.
 Temini kolay ve maliyeti ucuz olmalıdır.

1.2. Bitki Yetiştirme Ortamlarının Hazırlanmasında Dikkate Alınması Gereken Fiziksel Özellikler
Bitki yetiştirme ortamlarının hazırlanmasında dikkate alınacak en önemli fiziksel parametreler şunlardır:
 Toplam porozite
 Hava kapasitesi
 Kolay yararlanabilir su kapasitesi
 Hacim ağırlığı
Tek materyal kullanarak bu fiziksel özellikleri istenen düzeyde sağlamak bazen mümkün olmayabilir. Bunu sağlamak için iki veya daha fazla materyalin karışımı kullanılır. Uygun bir yetiştirme ortamında her şeyden önce bitki kökleri için yeterli su ve hava sağlanmalıdır; ancak bu iki gereksinimi dengelemek çoğu kez sorun olur. Hem havanın hem de suyun aynı anda yeteri kadar bulunması için yetiştirme ortamı yüksek toplam poroziteye sahip olmalıdır. Ancak toplam porozite su, hava dengesinin istenilen düzeyde sağlanıp sağlanamayacağı hakkında bilgi vermez. Yetiştirme ortamının gözenek büyüklüğü dağılımı önemlidir yani gözeneklerin ne kadarının su tutan ince gözenekler, ne kadarının da havalanmayı sağlayan iri gözenekler olduğu önemlidir.
Toplam porozite bazı mineral topraklarda hacimce % 50’den daha düşük değerlerdeolduğu gibi bazı turba çeşitlerinde % 95 dolaylarında olabilir.
Toplam porozite = 98.39(-,+ 0.26) – 36.55(-,+ 0.36) X hacim ağırlığı eşitliği ile ifadeedilir.
Su ile doygun bir yetiştirme ortamında fazla suyun drene olmasından sonra suyun terk ettiği gözenekler hava ile dolar. Suyun drene olmasından sonra ortamda kalan hava ile dolu gözeneklerin hacmi ortamın toplam hava kapasitesinin altına düşmemelidir; çünkü bitki kökleri, fazla miktarda oksijene gerek duyar. Bunu karşılamak için yetiştirme ortamında hava ile dolu durumda bulunan geniş gözeneklerin toplam hacim içerisindeki oranı en az % 10, tercihen % 20 üzerinde olmalıdır. Yetiştirme ortamının hava kapasitesi en az % 10-20 olmalıdır.
Eğer bir ortamda havalanmayı sağlayan geniş gözeneklerin hacmi toplam yetiştirme ortamının hacmine oranı % 20 den fazla ise havalanma açısından sorun yoktur. Ancak yetiştirme ortamının su tutma kapasitesi de önemlidir. Bitkiye yarayışlı su yer çekimi etkisi ile drene olamayacağı dar gözeneklerde tutulur. Su tutan gözeneklerin belirli genişlik arasında olması istenir yani toprakta tutulan suyun büyük bir bölümünden bitki yararlanır. Yetiştirme ortamındaki hava su oranına bağlı olarak bitki gelişmesi mevsimlere, yetiştirme sistemine ve gelişme dönemine göre değişir. Örneğin drenaj sistemli kumlu yastıklarda yazın daha ince materyaller kullanılır. Serin yörelerde ve kışın ise daha iri materyaller tercih edilir.
Yetiştirme ortamında dikkate alınması gereken diğer bir özellik de hacim ağırlığıdır. Düşük hacim ağırlığındaki materyaller taşıma masrafını azalttığı için özellikle saksı ve konteynırlar tercih edilir. Özellikle hafif plastik saksılarda uzun boylu ve hacimli bitkilerin yetiştirilmesi durumunda devrilmeye dayanıklılık çok önemlidir. Hacim ağırlığı yüksek daha yoğun karışımlar stabiliteyi sağlayan faktörlerdendir; bu nedenle karışımlar hazırlanırken maliyet ve stabilite faktörleri dikkate alınmalıdır.
Bitki yetiştirme ortamlarında sağlanmak istenen fiziksel koşulların sürekliliği de önemlidir. Bunun için karışımlar genellikle bitki gelişme dönemi içerisinde strüktürel stabiliteye sahip materyaller seçilmelidir.
Yetiştirme ortamı olarak tek başına kullanılacak veya diğer materyaller ile karıştırılacak ortamın seçiminde dikkate alınacak faktörler şunlardır:
 Materyalin özellikleri
 Maliyeti
 Sürekli ve homojen olarak sağlanması
 Yetiştirme sistemi
Materyalin özellikleri ortamın çeşitli özellikleri yönünden son derece önemlidir.
Ortamın iyi su tutma özelliği yanında iyi bir drenaja da sahip olması gerekir. Bu özellik materyalin çeşidi yanında tane iriliği ile de ilgilidir. Tanelerin büyüklüğü, şekli ve gözenekli olup olmadığı ortamın su tutma özelliği üzerine etki yapar. Taneler küçük ise o kadar sıkı yığılma geçerlidir. Gözenekli yapıdaki tanecikler sadece tanecikler arasında değil, taneciklerin iç boşluklarında da su tuttukları için su tutma kapasiteleri daha yüksektir. Materyalin bitkiler için zararlı olabilecek toksik madde içerip içermemesi de önemlidir. Örneğin hızar talaşı çoğunlukla yüksek oranda NaCl içerir. Bunun nedeni tomrukların uzun süre tuzlu suda kalmasıdır. Talaşın NaCl içeriği analiz edilip kullanılmalı gerekli olursa suyla iyice yıkanmalıdır.
Yetiştirme sistemi de kullanılacak materyalin seçimini etkiler. Örneğin alttan sulanan çakıl kültürü çok kaba materyal gerektirir. Buna karşılık damla sulama sistemlerinde daha ince materyaller kullanılır. Materyal seçiminde en etkili faktör maliyettir. Kök ortamında ya da diğer amaçlıolarak seçilen materyallerin ekonomik olanları tercih edilmelidir.
1.3. Yetiştirme Ortamlarının Fiziksel Karakterizasyonunda Belirlenen Özellikler
Bitki yetiştirme ortamının iki fiziksel işlevi vardır. Bunlar bitkiye durak görevi
yapmak ve köklerin ihtiyacı olan su ve havayı bulundurmaktır. Günümüzde organik ve
inorganik olmak üzere farklı yetiştirme ortamları kullanılmaktadır. Bu yetiştirme ortamları
ve fiziksel özellikleri farklı olabilir.
Yetiştirme ortamlarının kullanım sürelerine bağlı olarak kalite özelliklerinin azaldığı da görülmektedir. Bunun için yetiştirme ortamının fiziksel özelliklerinin belirlenmesi uygulama açısından büyük önem taşır.
Yetiştirme ortamının fiziksel karakterizasyonu iki konuda önemlidir:
 Yetiştirme ortamı olarak kullanılmak üzere temin edilen materyallerin ygunluklarının belirlenmesi,
 Günümüz standartlarına uygun bitkisel üretimde yetiştiricilik süresince de buözelliklerin kontrol edilerek gereken düzenlemelerin yapılmasıdır.
1.3.1. Bitki Gelişimini Dolaylı Etkileyen Fiziksel Özellikler
Bitki gelişimini dolaylı etkileyen fiziksel özellikleri şöyle açıklayabiliriz:
 Tanelerin iriliklerine göre dağılımı: Yetiştirme ortamındaki tanelerin irilikleri,boşlukların büyükleri ve miktarları hacim ağırlığı ile hava kapasitesi üzerine etkilidir.
Yapılan araştırmalara göre 0,5 mm’ den daha küçük tanelerden oluşan ortamlarda hava oranının azaldığı ancak çok çeşitli ortamlar için 0,5-6 mm arasındaki tane iriliğinin etkili boyut olduğu belirlenmiştir.
 Hacim ağırlığı: Yetiştirme ortamının kuru ağırlığının hacmine oranıdır. Saksıda yetişen bitkilerin sağlam duruşu için önemli bir özelliktir.
Turba ve hafif karışımların hacim ağırlığı düşüktür. Düşük hacme sahip karışımların olumsuz bir yönleri bulunmaz. Düşük hacim ağırlığı ve karışımların hazırlaması ve bitkilerin taşınması sırasında avantaj sağlar. İyi bir saksı kompostonun boşluklar hacminin yüksek, hacim ağırlığının düşük olması aranılan bir özelliktir.
 Tane yoğunluğu: Boşlukları çıktıktan sonra yetiştirme ortamının kütlesinin hacmine oranıdır. Tane yoğunluğu toplam boşluklar hacminin hesaplanmasında kullanılır.
 Toplam boşluklar hacmi: Yetiştirme ortamının en önemli özelliklerinden biridir. Boşluk hacminde mevcut su ve havanın oranı ve miktarı toplam boşluklar hacmi ile ilgilidir.

%Toplam boşluklar hacmi= 100 (1- Hacim ağırlığı )

_____________

Tane yoğunluğu

formülü ile bulunur.

Toplam boşluklar hacmi mineral madde ağırlıklı inorganik karışımlarda %50, bazı turba çeşitlerinde ise % 90 civarındadır. Bir yetiştirme ortamının toplam boşluklar hacmi ne kadar fazla ise o kadar yüksek havalanma ve su tutma potansiyeline sahiptir.

 Hacimsel büzüşme: Yetiştirme ortamı 105 0C kurutulduktan sonra başlangıçtaki hacminde meydana gelen % azalmadır.
% Hacimsel büzüşme = 100 h – h1

_____

h
h = Yetiştirme ortamının örnekleme anındaki hacmi
h1 = Ortamın etüvde kurutulduktan sonraki hacmi
Hacimsel büzüşmenin yüksek değerlerinin organik yetişme ortamlarının zayıf
strüktürlü olduğunu gösterir. Büzüşme oranının kurutmadan sonra % 30’dan fazla olmaması
gerekir.
 Organik madde: Turba başta olmak üzere yetiştirme ortamları için öncelikli bir özelliktir. Yüksek kaliteli bir turbanın kuru maddesindeki organik madde
içeriğinin en az % 95 olması gerekir.
 Taze örneklerdeki su içeriği: Taze örneklerde su içeriği % 80’den fazla olmamalıdır.

 Konteynır kapasitesi: Konteynır içersindeki yetiştirme ortamının doygun hale getirilip belirli bir süre sonunda fazla suların süzülerek uzaklaşmasından sonra ortamda kalan su miktarıdır.
 Katyon değişim kapasitesi (KDK): Yetiştirme ortamının belirli bir biriminin
tutabildiği değişebilir katyonların mili eş değer gram sayısıdır. Birimi me/100 gr veya me/100 ml olarak ifade edilir.
 pH (Suyun tutulma kapasitesi): Suyun tutabilme kuvvetinin ifade şekillerindendir. Su sütunu yüksekliğinin cm olarak değeridir. Su sütununun ağırlığı tabanına yaptığı basınca eşittir. Su sütünü yüksekliği ne kadar yüksek olursa tabanın yaptığı basınçta o kadar yüksek olur.
1.3.2. Bitki Gelişimini Doğrudan Etkileyen Fiziksel Özellikler
 Hava ile dolu boşluklar hacmi: Tane iriliği ile yakından ilgili bir özelliktir.
Tane iriliği arttıkça hava ile dolu boşluklar hacmi de artar. Yapılan araştırmalar
sonucu hava ile dolu boşluklar hacminin % 10-20 arasında olması gerektiği
kanısına varılmıştır.
 Kolay yarayışlı su kapasitesi: Bazı araştırmacılara göre yetiştirme ortamındaki olay yarayışlı su içeriği optimum % 20’nin üzerinde olması gerekir. Bazı araştırmacılara göre ise bu miktarın % 75-90 olması gerekir.
 Su tamponlama kapasitesi: Su tamponlama kapasitesi ani sıcaklık artışlarında bitkiden meydana gelen transpirasyon süresince bitki tarafından gerek duyulan rezerv suyun miktarıdır. Bu suyun miktarı 4-5 mm kadardır.