ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ

(1)

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

DOKTORA TEZİ

KÜL VE ODUN KÖMÜRÜNÜN SEBZE TOHUMLARININ DÜŞÜK NEMDE TUTULMASINDA VE DEPODA TOHUM KALİTESİNİN KORUNMASINDA

KULLANIMI

Ebrima S. NJIE

BAHÇE BİTKİLERİ ANABİLİM DALI

ANKARA 2020

(2)

ii ÖZET Doktora Tezi

KÜL VE ODUN KÖMÜRÜNÜN SEBZE TOHUMLARININ DÜŞÜK NEMDE TUTULMASINDA VE DEPODA TOHUM KALİTESİNİN KORUNMASINDA

KULLANIMI Ebrima S. NJIE Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. İbrahim DEMİR

Bu araştırma, odun kömürü ve külünün marul, lahana, soğan, biber ve havuç tohumlarının kalitesini iki yıllık bir süre boyunca korumada etkinliğini araştırmak için yapılmıştır. Tohumlar, 1:0.4, 1:0.6, 1:0.8 ve 1:1 tohum/materyal oranında odun kömürü ve kül üzerinde, 24 ay boyunca oda sıcaklığında (20°C) ve 35°C'de depolanmıştır.

Kontrol tohumları % 5-6 tohum nemi içeriğine kadar kurutulmuş ve -20°C'de hermetik paketlerde saklanmıştır. Her bir depolama metodunda 6, 12, 18 ve 24 ay sonra saklama kabından örnekler alınmış ve çimlenme testine tabi tutulmuştur. Tohum gücünü belirlemek için, tohumlar doymuş sodyum klorür (NaCl) çözeltisi ile oluşturulan %72 oransal nemde 45°C'de 72 saat yaşlandırma testine tabi tutulmuştur. İki depolama yönteminde de, 20 ve 35ôC'de 6 ay sonra tohum canlılığı ile kontrol arasında fark bulunmamıştır. Yirmi ay sonra, 1:0.4 tohum/materyal oranında depolanan marul, lahana, soğan ve biber tohumların canlılığı ve tohum gücündeki düşüş, 20ôC ve 35ôC'de depolanan tüm türlerin kontrolüne kıyasla en yüksek düzeyde olmuştur. Depolama süresinin sonunda, havuç, biber ve lahana tohumları marul ve soğana göre yüksek tohum canlılıklarını korumuştur. Odun kömürü üzerinde depolanan tohumların 20 ve 35ôC'de tüm türlerde daha yüksek canlılık yüzdesi sergilediği gözlenmiştir. Tohum nemi içeriğindeki azalma, 35ôC'de depolanan tohumlarda 20ôC'de depolanan tohumlara göre daha belirgindir. Bununla birlikte, kül ve odun kömürü üzerinde 1:0.4, 1:0.6, 1:0.8 ve 1:1 oranlarında depolanan tohumların tohum nem içeriğinde düşüş açısından önemli bir fark bulunmamıştır. Bu araştırmada kullanılan sebzelerde kül ve odun kömürü kurutucularının 20°C'de 12-18 ay boyunca tohumun canlılığını koruyabileceği sonucuna varılmıştır.

Haziran 2020, 122 sayfa

Anahtar Kelimeler: Kül, kömür, tohum depolama, çimlenme oranı, tohum gücü, lahana, havuç, marul, biber, soğan

(3)

iii ABSTRACT

PhD Thesis

USE OF WOOD ASH AND WOOD CHARCOAL TO MAINTAIN SEED MOISTURE AND SEED QUALITY IN VEGETABLE SEEDS DURING STORAGE

Ebrima S. NJIE University of Ankara

Graduate Institute of Natural and Applied Sciences Department of Horticulture

Supervisor: Prof. Dr. Ibrahim DEMIR

This research was conducted to investigate the efficacy of wood charcoal and ash in maintaining the quality of lettuce, cabbage, onion, pepper and carrot seeds over a two- year period. The seeds were stored over charcoal and ash at a seed/material ratio of 1:0.4, 1:0.6, 1:0.8, and 1:1 and stored at room temperature (20^◦C) and at 35ôC for 24 months. The control seeds were dried to between 5-6% seed moisture content and stored in hermetic packet at -20ôC. Samples were collected from the storage container after 6, 12, 18, and 24 months and subjected to a germination test. To determine the seed vigour, seeds were subjected to an ageing test at 45ôC for 72 hours using 72% saturated sodium chloride (NaCl) solution. There was no difference between the seed viability the control and the treatments after 6 months at 20 and 35ôC under the two storage methods.

After 24 months, lettuce, cabbage, onion and pepper seeds stored at 1:0.4 seed/material ratio exhibited the highest decline mean percentage germination and vigour compared to the control for all species stored at 20ôC and 35ôC. At the end of the storage period, carrot, pepper and cabbage seeds maintained higher seeds quality and vigour compared to lettuce and onion. It was observed that seeds stored over charcoal exhibited higher vigour percentage across all species at 20 and 35ôC. The decline in seed moisture content was more pronounce in seeds stored at 35ôC compared to those stored at 20ôC.

However, no significant difference in decline in seed moisture content of seeds stored over ash and charcoal at 1:0.4, 1:0.6, 1:0.8 and 1:1 ratios. It is concluded ash and charcoal desiccants can preserve seed quality in vegetables used for 12-18 months at 20^oC.

June 2020, 122 pages

Key Words: Ash, charcoal, Seed storage, germination, seed vigour, cabbage, carrot, lettuce, pepper, onion

(4)

iv TEŞEKKÜR

Eğitim kariyerimde bu aşamaya kadar gelebildiğim için yüce Allah'a minnettarım. Rahmetli babam Sheriff NJIE’e ve annem Nyima Lelou'ya beni okula göndermek için cesur bir karar aldıkları ve eğitimim boyunca destekledikleri için minnettarım. Tez araştırmamı yaparken sürekli yalnızlığa katlanan sevgili eşim Fatou Sowe ve kızım Maryam Njie'yi içten takdirlerimi; lisansüstü eğitimim süresince sergilediğiniz hoşgörü ve desteklerinizden dolayı minnettarlık duygularımı sunarım.

Lisansüstü eğitimimin tamamlanması bana hocalık, kardeşlik ve danışmanlık eden sayın Prof. Dr. İbrahim DEMİR’in desteği ve rehberliği ile bu başarıya imza atmamı için büyük katkıda bulunduğu için sonsuz teşekkür ederim. Lisansüstü eğitimin boyunca bana sağladığı desteği ve doktora tez çalışmalarımı ve tezin hazırlanması çok büyük ve vazgeçilmez emek sergilemiştir. Onun olağanüstü mizah ve cömertlik duygusu hayatımda unutulmaz bir etki bırakmıştır. Sayın Prof. Dr. Gölge SARIKAMIŞ ve sayın Prof. Dr. Hakan ULUKAN'a doktora tez eş-danışmanı olarak değerli katkılarından dolayı borçluyum.

Ayrıca, lisansüstü çalışmalarım ve araştırma çalışmalarım için elverişli bir ortam sağlayan Bahçe Bitkileri Bölümü yönetimi, öğretim üyeleri ve çalışanlarına büyük bir şükran duyuyorum. Bölüm başkanımız sayın Prof. Dr. Ruhsar YANMAZ’a minnettarım. Hem yüksek lisans hem de doktora eğitim hayalimin gerçekleşmesi için katkıda bulunan tüm öğretim üyeleri ve öğrencilere sonsuz teşekkür ederim.

Lisans ve doktora eğitim gerçekleşmesi için malı desteği sağlayan Yurtdışı Türkler ve Akraba Topluluklar Başkanlığı Türkiye Burslarına çok borçluyum. Bu destek olmadan lisansüstü eğitim hayalim imkânsız olacaktı. Ayrıca hayallerimi gerçekleştirmeme yardım eden cömert yardımseverlik gösteren ve göstermeye devam eden Türkiye Cumhuriyeti halkına ve hükümetine daima borçluyum.

Tez araştırmamın yürütülmesi yorucu ve zaman alıcıydı ve araştırma sırasında merhametli arkadaşlık olmasaydı mümkün olmazdır. Araştırmam sırasındaki değerli destekleri için Nurcan Memiş’e, Dr. Seid Hussen Muhie’e, Cihat Özdamar’a, Dr. Mustafa Emre Sarı’ya, Hassan Tayyip Demirdelen’e, Dr. Eda Burcu Küçükhüseyin'e derin şükranlarımı sunuyorum.

Ebrima S. NJIE

Ankara, Haziran 2020

(5)

v

İÇİNDEKİLER

TEZ ONAY SAYFASI

ETİK ... i

ÖZET ... ii

ABSTRACT ... iii

TEŞEKKÜR ... iv

SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ ... viii

ŞEKİLLER DİZİNİ ... ix

ÇİZELGELER DİZİNİ ...x

1. GİRİŞ ... 1

2. KURAMSAL TEMELLER VE KAYNAK ÖZETLERİ ... 15

2.1 Hasattan sonra ve depolama sırasında tohum kalitesini etkileyen faktörler ... 15

2.2 Kül ile tohum depolamaya ilişkin kaynaklar ... 22

2.3 Kömür ile tohum depolamaya ilişkin kaynaklar... 29

3. MATERYAL VE YÖNTEM ... 33

3.1 Materyal ... 33

3.2 Yöntem ... 34

3.2.1 Kontrol tohumlarında (gen bankaları koşulları) tohum neminin düzenlenmesi ... 34

3.2.2 Kül ve kömürde yapılan depolama için örneklerin hazırlanması ... 35

3.2.3 Çimlendirme testlerinin yapılması ... 38

3.2.4 Ortalama Çimlenme Zamanı/Güç Testi... 39

3.2.5 Yaşlandırma testi (YT) ... 40

3.2.6 İstatistiksel Analiz ... 41

4. ARAŞTIRMA BULGULARI ... 42

4.1 Marul ... 42

4.1.1 Marul tohumlarının kül ve kömürün farklı oranlarında 20°C’de 24 ay boyunca depolanmasının çimlenme oranı ve yaşlandırma testi sonrası çimlenme oranına etkisi ... 42

4.1.2 Kül ve kömürle 20°C’de depolanmış marul tohumlarının tohum nemindeki değişim ... 44

4.1.3 Marul tohumlarının kül ve kömürün farklı oranlarında 35°C’de 24 ay boyunca depolanmasının çimlenme oranı ve yaşlandırma testi sonrası çimlenme oranına etkisi... 45

4.1.4 Kül ve kömürle 35°C’de depolanmış marul tohumlarının tohum nemindeki değişim ... 47

4.2 Lahana ... 48

4.2.1 Lahana tohumlarının kül ve kömürün farklı oranlarında 20°C’de 24 ay boyunca depolanmasının çimlenme oranı ve yaşlandırma testi sonrası çimlenme oranına etkisi... 48

(6)

vi

4.2.2 Kül ve kömürde 20°C’de depolanmış lahana tohumlarının tohum

nemindeki değişim ... 50 4.2.3 Lahana tohumlarının kül ve kömürün farklı oranlarında 35°C’de

24 ay boyunca depolanmasının çimlenme oranı ve yaşlandırma testi

sonrası çimlenme oranına etkisi... 51 4.2.4 Kül ve kömürle 35°C’de depolanmış lahana tohumlarının tohum

nemindeki değişim ... 53 4.3 Soğan ... 54 4.3.1 Soğan tohumlarının kül ve kömürün farklı oranlarında 20°C’de

sonrası çimlenme oranına etkisi... 54 4.3.2 Kül ve kömürde 20°C’de depolanmış soğan tohumlarının tohum

nemindeki değişim ... 57 4.3.3 Soğan tohumlarının kül ve kömürün farklı oranlarında 35°C’de

sonrası çimlenme oranına etkisi... 58 4.3.4 Kül ve kömürle 35°C’de depolanmış soğan tohumlarının tohum

nemindeki değişim ... 60 4.4 Biber ... 61 4.4.1 Biber tohumlarının kül ve kömürün farklı oranlarında 20°C’de

sonrası çimlenme oranına etkisi... 61 4.4.2 Kül ve kömürde 20°C’de depolanmış biber tohumlarının tohum

nemindeki değişim ... 63 4.4.3 Biber tohumlarının kül ve kömürün farklı oranlarında 35°C’de

sonrası çimlenme oranına etkisi... 64 4.4.4 Kül ve kömürde 35°C’de depolanmış biber tohumlarının tohum

nemindeki değişimi ... 66 4.5 Havuç ... 67 4.5.1 Havuç tohumlarının kül ve kömürün farklı oranlarında 20°C’de

sonrası çimlenme oranına etkisi... 67 4.5.2 Kül ve kömürde 20°C’de depolanmış havuç tohumlarının tohum

nemindeki değişimi ... 70 4.5.3 Havuç tohumlarının kül ve kömürün farklı oranlarında 35°C’de

sonrası çimlenme oranına etkisi... 71 4.5.4 Kül ve kömürde 35°C’de depolanmış havuç tohumlarının tohum

nemindeki değişim ... 73 4.6 Ortalama çimlenme zamanı özeti ... 74 4.6.1 Altı, 12, 18 ve 24 ay boyunca kontrol ile kül ve odun kömürü Üzerinde

20 ve 35oC'de depolanan tohumların ortalama çimlenme zamanın özeti ... 74

(7)

vii

4.6.2 Yaşlanma testinden sonra kontrol ile 20 ve 35oC'de kül ve odun kömürü

üzerinde depolanan tohumların ortalama çimlenme zamanının özeti ... 80

5. TARTIŞMA ve SONUÇ ... 84

5.1 Kül ve kömür ile depolamanın tohum çimlenmesi üzerine etkileri ... 87

5.2 Kül ve kömür ile depolamanın tohum gücü üzerine etkileri ... 95

5.3 Kül ve kömür ile depolamanın tohumların ortalama çimlenme zaman üzerine etkileri ... 101

5.4 Kül ve kömür ile depolamanın tohum nemi üzerine etkileri ... 107

KAYNAKLAR ... 112

ÖZGEÇMİŞ... 122

(8)

viii

SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ

CO_2: Karbon dioksit

oC: Derece santigrat

%: Yüzde

<: Daha az

>: Daha fazla

≤: Daha az ve eşittir

≥: Daha fazla ve eşittir

±: Artı veya eksi

Kısaltmalar

ÇO: Çimlenme oranı

DNA: Deoksiribonükleik Asit EC: Elektriksel iletkenlik

FAO: Birleşmiş Milletleri Gıda ve Tarım Örgütü GOÜ: Gelişmekte olan ülkeler

K: Kontrol

KT: Kalite test MPa: Mega paskal NaCl: Sodyum Klorit Nİ: Nem İçeriği

OÇZ: Ortalama çimlenme zamanı ON: Oransal Nem

RNA: Ribonükleik asit

ROT: Reaktif oksijen türlerinin

SPSS: ‘Statistical Package for the Social Sciences’ (Sosyal Bilimler için İstatistik Paketi)

TMİ: Tohum Nem İçeriği YT: Yaşlandırma testi

(9)

ix

ŞEKİLLER DİZİNİ

Şekil 1.1 Yıl boyunca Gambiya koşullarındaki tarımsal faaliyetler ile tohum üretim ve

kullanımına ilişkin işlemleri ... 4

Şekil 1.2 Gambiya’nın Jenoi ve Yundum bölgelerinde on yıllın en düşük ve en yüksek ortalama sıcaklık değerlerindeki değişim... 5

Şekil 1.3 Gambiya’nın Jenoi ve Yundum bölgelerinde on yıllın ortalama oransal nem değerleri ... 8

Şekil 1.4 Farklı kömür tiplerinde gözenek boyutu dağılımı ... 14

Şekil 3.1 Tohum nemi silika jel ile dengelenmesi ... 35

Şekil 3.2 Kül ve kömürde depolanan örneklerinin hazırlanması ... 36

Şekil 3.3 Kül ve kömürde depolama yöntemi ... 37

Şekil 3.4 Çimlendirme testin yapılması ... 38

Şekil 3.5 Normal ve anormal fide örnekleri ... 39

Şekil 3.6 Yaşlandırma testinin yapılışı ... 40

(10)

x

ÇİZELGELER DİZİNİ

Çizelge 3.1 Çalışmada kullanılan tohum tür ve çeşitler, ile ilgili bilgiler ... 33 Çizelge 4.1 Marul tohumlarının kül ve kömürün farklı oranlarında 20°C’de 24 ay

boyunca depolanmasının çimlenme oranı (%) ve yaşlandırma testi

sonrası çimlenme oranına (%) etkisi ... 43 Çizelge 4.2 Kül ve kömürde 20°C’ de depolanmış marul tohumlarının tohum

nemindeki değişim ... 44 Çizelge 4.3 Marul tohumlarının kül ve kömürün farklı oranlarında 35°C’de 24 ay

sonrası çimlenme oranına (%) etkisi ... 46 Çizelge 4.4 Kül ve kömürle 35°C’ de depolanmış marul tohumlarının tohum nemindeki

değişim ... 47 Çizelge 4.5 Lahana tohumlarının kül ve kömürün farklı oranlarında 20°C’de 24 ay

sonrası çimlenme oranına (%) etkisi ... 49 Çizelge 4.6 Kül ve kömürde 20°C’ de depolanmış lahana tohumlarının tohum

nemindeki değişim ... 50 Çizelge 4.7 Lahana tohumlarının kül ve kömürün farklı oranlarında 35°C’de2 4 ay

sonrası çimlenme oranına (%) etkisi ... 52 Çizelge 4.8 Kül ve kömürle 35°C’ de depolanmış lahana tohumlarının tohum

nemindeki değişim ... 54 Çizelge 4.9 Soğan tohumlarının kül ve kömürün farklı oranlarında 20°C’de 24 ay

sonrası çimlenme oranına (%) etkisi ... 56 Çizelge 4.10 Kül ve kömürde 20°C’ de depolanmış soğan tohumlarının tohum

nemindeki değişim ... 57 Çizelge 4.11 Soğan tohumlarının kül ve kömürün farklı oranlarında 35°C’de 24 ay

sonrası çimlenme oranına (%) etkisi ... 59 Çizelge 4.12 Kül ve kömürde 35°C’ de depolanmış soğan tohumlarının tohum

nemindeki değişimi ... 60 Çizelge 4.13 Biber tohumlarının kül ve kömürün farklı oranlarında 20°C’de 24 ay

sonrası çimlenme oranına (%) etkisi ... 62 Çizelge 4.14 Kül ve kömürde 20°C’ de depolanmış biber tohumlarının tohum

nemindeki değişimi ... 63 Çizelge 4.15 Biber tohumlarının kül ve kömürün farklı oranlarında 35oC’de 24 ay

sonrası çimlenme oranına (%) etkisi ... 65 Çizelge 4.16 Kül ve kömürde 35°C’ de depolanmış biber tohumlarının tohum

nemindeki değişimi ... 67 Çizelge 4.17 Havuç tohumlarının kül ve kömürün farklı oranlarında 20°C’de 24 ay

sonrası çimlenme oranına (%) etkisi ... 69 Çizelge 4.18 Kül ve kömürde 20°C’ de depolanmış havuç tohumlarının tohum

nemindeki değişim ... 70 Çizelge 4.19 Havuç tohumlarının kül ve kömürün farklı oranlarında 35°C’de 24 ay

boyunca depolanmasının çimlenme oranı (%) ve yaşlandırma testi sonrası

çimlenme oranına (%) etkisi ... 72

(11)

xi

Çizelge 4.20 Kül ve kömürde 35°C’ de depolanmış havuç tohumlarının tohum

nemindeki değişim ... .74 Çizelge 4.21 Kontrol ile 20oC ve 35oC’de kül ve kömür üzerinde depolanan

tohumların ortalama çimlenme zamanındaki (OÇZ) değişim ... 77 Çizelge 4.22 Kontrol ile 20oC ve 35oC’de Kül ve Kömür ortamlarda depolanan

tohumların yaşlandırma testinden sonra ortalama çimlenme zamanındaki

değişikleri ... 82 Çizelge 5.1 Kontrol ile 20 ve 35°C'de ve 1:0.4,1:0.6, 1:0.8 ve 1:1 tohum/materyal

oranında depolanan marul, lahana, soğan, biber ve havuç tohumlarının normal çimlenme yüzdelerindeki değişim. Değerler kontrol değerlerinden uygulanmış tohumlardaki değerleri çıkartarak elde edilmiştir ... 92 Çizelge 5.2 Kontrole göre 20 ve 35°C'de ve 1:0.4,1:0.6, 1:0.8 ve 1:1 tohum/materyal

oranında depolanan marul, lahana, soğan, biber ve havuç tohumlarının hızlı

yaşlandırma sonrası normal çimlenme yüzdeleri arasındaki fark ... 99

(12)

1 1. GİRİŞ

İki bin elli yılında dünya nüfusunun 9 milyarı aşması beklenmekte olup, nüfus artışının büyük bir kısmı gelişmekte olan ülkelerde yaşanacaktır. Öte yandan, buna paralel olarak küresel ölçekte tarımsal üretimin, artan nüfusun gıda ihtiyacını karşılamak için neredeyse %70 oranında artması gerekmekte (Anonymous 2014a); bunun başarılabilmesi için de çiftçiler tarafından tohum da dâhil olmak üzere yüksek kaliteli ekim materyallerin engelsiz tedarikinin sağlanması gerekmektedir. Ancak, küresel gıda üretiminde mevcut kısıtlamalar, bitki genetik kaynaklarının tükenme endişesi ve doğal ekosistemdeki biyolojik çeşitliliğin kaybı ile sınırlılık göstermektedir.

Geçtiğimiz yüzyıl boyunca, tüm dünyadaki birçok ülke ve araştırma kurumları tarafından ex–situ veya in–situ depolama mekanizmaları ve teknikleri kullanarak bitki genetik kaynaklarını korumak için yoğun bir çaba harcamaktadır (Anonymous 1994, Corvalan vd 2005, Gomez–Campo, 2006). Dünyada milyonlarca tohum ve bitki çoğaltma kaynakları içeren yaklaşık 8000 tohum gen bankası vardır. Agronomik bitki türlerinin çoğunu içeren ortodoks tohumlar öncelikle ex–situ tohum depolama araçlarıyla korunur. Ancak, tüm canlılar gibi tohumlar da yaşlanır, kaliteleri bozulur ve uzun süreli depolamaya bırakıldıklarında ölürler (Fu vd 2015). Tohumun bozulması;

depolama sırasında yüksek sıcaklığa, neme, oksijene maruz kaldığında şiddetlenen ve doğal olarak geri dönüşü olmayan bir işlemdir. Tohumları düşük sıcaklıkta ve tohum nemi içeriğinde depolamak bozulma hızını yavaşlatabilir ve tohumların raf ömrünü uzatabilir (Doijode 2001, Rao vd 2006b).

Başarılı bir tarımsal üretim için tohumlar çiftçilere yeterli kalitede, miktarda ve zamanda sağlanmalıdır. Tohumlar hasattan bir sonraki ekim mevsimine kadar veya daha uzun sürelerde depolandığı için, depolama süresinde tohumun sağlıklı bitkilere oluşturabilmek ve çimlenme yeteneklerinin (Canlılık) yeterince korunması önemlidir.

Bu nedenle, oransal nem, sıcaklık ve tohum nem içeriği dâhil değişen depolama koşullarının tohum kalitesinin üzerindeki etkilerini tespit edilmesi çok önemlidir.

(13)

2

Gelişmekte olan ülkelerdeki tarımsal üretim ve üretkenlik, gelişmiş bitki çeşitlerinin tohumlarına erişim eksikliği nedeniyle, kaliteyi büyük ölçüde etkilenmektedir.

Çiftçilerin bu sorunları, gelişmiş ve yüksek kaliteli tohumlara üretim mevsimlerinde erişimlerinin yeteri ve doğru zamanda sağlanmasıyla, önemli ölçüde azaltılabilir. Öte yandan, kırsal yetiştirme alanlara ve topluluklara yeterli tohum ile ekim kaynaklarına doğru zaman ve miktarlarda erişme durumu olan tohum güvenliği, gıda güvensizliğinin giderilmesi için çok etkin kaynaklardan biridir (Anonim 2014b).

On binlerce yıl önce insanın tohumda üretkenlik potansiyelini keşfetmesiyle, yerleşik tarımsal üretimin ve uygarlığın doğması ve oluşmasına önemli katkısı olmuştur.

Tohumlar; varolmasından beri nesiller boyunca bitki çeşitlerinin seçimi, ıslahı ve üretimi için en önemli genetik materyallerdir (Ashworth vd 2002, Steeves 2007).

Tohumlar tartışmasız küresel tarımsal üretim ve verimlilik tarihindeki en önemli ve vazgeçilmez kaynaklardır. Gelişmekte olan ülkelerde ve dünyadaki çoğu küçük ölçekli çiftçinin tohum ihtiyacının yaklaşık %75–90'ı, resmi olmayan tohum sistemi veya bir sonraki üretim mevsimi için toplanan ve biriktirilen tohum stoğundan sağlanmıştır (Gill vd 2013). Aynı zamanda tohum, bitki üretiminde kullanılan temel gen kaynağıdır ve bitki gen bankası oluşumu ile sürdürülebilirlik için önemli bir girdi ya da rezervuardır.

Gelişmekte olan ülkelerdeki (GOÜ) kırsal tarım topluluğunun çoğu birincil tohum kaynağı ya resmi ya da gayrı resmi sistemdir. Resmi tohum kaynakları, yıllarca bitki yetiştirme programlarının sonuçları olan yüksek kaliteli ve sertifikalı tohumlar elde etmektedir. Kaliteli tohumlar, bitkisel üretim ile kalitenin önemli belirleyicisidir ve dünya çapında gıda güvenliği üzerinde büyük etkiye sahiptir. Bitkisel üretimin amacına ve yoğunluğuna bağlı olarak, bitkisel üretim için tohum kaynakları çiftçiden çiftçiye ve toplumdan topluma farklılık gösterebilir. Genellikle önceki yılın bitki hasadından tohumları ayrılır ve sonraki yılın ekim mevsimi için uygun ortamlarda depolanır. Öte yandan, çiftçilerin çoğu komşulardan, yerel tohum satıcılarından veya resmi (özel veya devlet) tohum kaynaklarından da tohum sağlayabilmektedir Anonymous (2003).

Çiftçilerin, kırsal halkların veya toplulukların kullanımına sunulan tohumların varlığı, erişimi, uygunluğu ve kalitesi, bitkisel üretim için çok önemlidir. Kaliteli tohum, en

(14)

3

bütünleşmiş tarımsal girdilerden biridir, gerekli miktarda bulunabilirliği ile satın alınabilirliği, başarılı bir bitkisel üretim için çok önemlidir. Gelişmekte olan ülkelerde ve dünyadaki küçük çiftçilerin çoğu kendi tohum ihtiyacının yaklaşık %75–90'ı, gayrı resmi tohum sisteminden veya bir sonraki üretim mevsimi için kendi üretiminden ayrılan tohum veya çiftçinin sahip olduğu tohum stokundan sağlanmaktadır (Sundaramari vd 2011, Gill vd 2013).

Büyük ölçekli gıda şirketleri ve tüketiciler tarafından hibrit tohumlara yönelik artan talebi, tarımsal toplukların arasında geleneksel tohum çeşitlerinin kademeli olarak tükenmesine neden olmaktadır. Kalitesi geliştirilen tohum kullanımının getirdiği üstünlüğe rağmen, gayrı resmi tohum sistemi dünyadaki küçük ölçekli çiftçilerin toplam tohumluk ihtiyacının yaklaşık %80–90'ını sağlamaktadır (Anonymous 2014b).

Gelişmekte olan ülkelerdeki tohum güvensizliği; tohumların hasadı, işlenmesi ve depolanması için çok eski yöntem ve tekniklerinin kullanılmasıyla daha da karmaşık hale gelmektedir.

Bu sorunlar, ekonomik farklılaşmalar, yetersiz yağmur yağmasıyla meydan gelen kuraklıklık, tükenmiş toprak besinleri, tarıma uygun alanlara erişim eksikliği, çiftlik işçiliği gibi nedenlerden dolayı çiftlik hanelerindeki kronik tohum güvensizliği daha da artmaktadır. Tropik iklim koşullarında, depolamadan önce tohum neminin azaltılmasında çok önemli olan kurutma gibi hasat sonrası işlemler, çok yüksek oransal nem (ON) düzeyleri nedeniyle güçlük çekilmekte; ayrıca, çiftçilerin tohuma erişiminin kısıtlı oluşu, bitki üretimi için düşük kaliteli tohumluk kullanmına bağımlı kılmaktadır (Louise, 2008).

Tohumlara erişim, tarımsal üretim mevsiminin başarılı olmasının en önemli belirleyicisi olduğundan gıda güvenliğinin sağlamak için de önemli bir öncüdür. Bu nedenle ve aynı zamanda, geçim kaynağı olarak nüfusun büyük kısmının tarımsal üretime bağlı olan gelişmekte olan ülkelerde verimli ve etkili bir tohum sisteminin bulunması tarımsal ve kırsal kalkınma için ayrılmaz bir gerçektir. Gambiya gibi gelişmekte olan ülkelerde tohumlar ya çiftçilere çok ihtiyaç duyduklarında mevcut değildir ya da çok düşük kalitede elde edilmektedir. Depolama esas, bir sonraki ekim mevsiminden önce

(15)

4

tohumlarının fiziksel ve fizyolojik özelliklerini koruyacak bir durumu korunmasıdır.

Çiftlik aileleri kendi tarlalarındaki bitki üretiminin genetik çeşitliliğin sürdürülmesini sağlamak üzere tohumları depolanmaktadırlar. Bu nedenle, tohumların kontrollü ortamlarda (depolarda) canlılığını korumaya yönelik in–situ veya ex–situ olarak depolanması, onların çiftçilere ulaşılabilirliğinin sağlanması açısından çok önemlidir.

Aktivite Ocak Şub Mar Nis May Haz Tem Ağu Eyl Eki Kas Ara

İthalat

Ekim

Bakım

Hasat

Hasat sonrası

Depolama

Kalan tohumların

Depolanması

Şekil 1.1 Yıl boyunca Gambiya koşullarındaki tarımsal faaliyetler ile tohum üretim ve kullanımına ilişkin işlemleri

Çiftçiler; çeşitli depolama teknikleri, kaplar ve farklı depolama öncesi tohum işleme uygulamalarını kullanarak uzun zamandır tohum depolaması yapmaktadırlar ki bunlar tohum canlılığının korunmasını ve depolanan tohumların zararlılardan korunmasını amaçlamaktadır. Oransal nem ve sıcaklık gibi zararlı çevresel koşullara karşı dirençlerine bağlı olarak, tohumların canlılığı daha uzun veya kısa sürede korunabilmektedir (Daws vd 2007, Metha vd 2012).

Tohumların yaşlanmasına neden olan en önemli faktör sıcaklık ve oransal nemdir.

Yüksek tohum nem içeriği (TNİ) ve sıcaklığın birlikte etkileri, depolanan tohumların metabolizmasını hızlandırarak, onların fizyolojik olarak bozulmalarına da yol açar.

(16)

5

Depolama sırasında deponun sıcaklığı, depolanan tohumların TNİ ve ON değerleri, depolanan tohumlardaki canlılığının korunmasında önemli rol oynar. Ayrıca, 25–

35^oC'yi aşan sıcaklıklar, depolanan tohumlarda bozulma süresini hızlandırmasına karşılık, depolama ortamındaki böceklerin aktivitelerinin artması ve sayıca çoğalmaları için ideal bir koşul sağlarken; bunun altında veya üzerindeki sıcaklık derecelerinin

<13ôC veya >40ôC, depolama ortamındaki böcek ve zararlılarının aktivitelerini inhibe ettiği bulunmuştur (Eeckhout vd 2013). Ayrıca, (20–40)ôC‟lik sıcaklık aralığında ve % 70'in üzerindeki oransal nemin, zararlıların depolama ortamında büyümesi, yayılması ve dağılımı için uygun bir koşul sağladığı da saptanmıştır.

Şekil 1.2 Gambiya‟nın Jenoi ve Yundum bölgelerinde on yılın en düşük ve en yüksek ortalama sıcaklık değerlerindeki değişim (Kaynak: Gambiya Balıkçılık ve Su Kaynakları Bakanlığı, Su Kaynakları Bölümü)

10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0

Ortalama sıcaklık (oC)

Aylar

On yıllın ortalama sıcaklık değerleri (^oC)

Jenoi min sıc Jenoi mak sıc Yundum min sıc Yundum mak sıc

(17)

6

Higroskopik yapıları nedeniyle tohumlar, depolamadan önce tohum nem içeriğine bağlı olarak çevre ortamından nem emer veya kendi bünyelerindeki nemi kaybeder. Bu ise tohum kalitesinin düşmesine, çimlenme gücünün kaybetmesine ve ardından da tohumların ölmesine yol açar. Yüksek nem içeriği, tohumda solunumu hızlandırır, depolama ortamındaki sıcaklığın, CO2 ve enzimlerin birikmesine yol açmaktadır. Bu ayrıca, nişastanın ve proteinlerin parçalanmasına yol açar ki bu durum tohum kalitesinin bozulmasına neden olmaktadır (Roberts and Ellis 1989).

Tohumların %9 tohum nemine kadar kurutulması ve daha sonra %60'ın altındaki oransal nemde depolanması hem tohumların raf ömrünü uzatır ve hem de depolanan tohumlarda “küflenme” olasılığını azalmaktadır (Lawrence vd 2017). Tohum nem içeriğinin Türkiye'nin farklı bölgelerinde çevre koşullarında depolanan marul (Lactuca sativa) tohumlarının canlılığın korunmasına yönelik önemli etkileri, 2016 yılında yapılan bir araştırmada Demir ve diğerleri (Demir vd 2016) tarafından şöyle özetlenmiştir. Yüzde (%7–10) arasındaki tohum nem içeriği ve hermetik alüminyum folyolarda 28 ay boyunca depolanan marul tohumlarında, tohum nem içeriği ile depolanmış tohumların canlılığındaki düşüş arasında bir korelasyonun olduğu anlaşılmış; yüksek nem içeriğine sahip tohumların, düşük nem içeriğine sahip tohumlara göre daha hızlı can kaybı yaşadıkları vurgulanmıştır. Ortodoks tohumlarda, tohum nem içeriği yüzde 14'ün altına düştüğünde metabolizma hızı minimum düzeye inmektedir.

Yüksek sıcaklık, depolama ortamı ile havanın nem içeriği gibi parametreler depolanan tohumlarda solunum hızının artmasına, tohumlarda küf oluşumuna ve sonunda tohumların ölmesine neden olur.

Havuç, yerfıstığı, marul ve soğan tohumlarınında %2.0 ve %3.7 tohum nem içeriğinde (ultra-kuru ve kuru) ve –20–20^oC sıcaklıkta ve hermetik koşullarda depolandığında, ultra–kuru depolamadaki kalite kaybının, kuru olarak depolanan tohumlara göre daha yavaş olduğu saptanmıştır (Rao vd. 2006a). Depolama sırasında tohumlardaki nem içeriği değişimi, 20°C'de depolanan ultra kuru ve kuru tohumlardan çok daha yüksektir.

Marul tohumlarının yaklaşık %2.6'lık nem içeriğine ultra–kurutma uygulaması ile düşük sıcaklıktaki (–20^oC) depolamanın tohumların depo ömürün uzamasını özendirdiği anlaşılmıştır (Roa vd 1987, Hong vd 2005).

(18)

7

Mekanize tarımsal üretim teknikleri ile kaynaklarına erişiminde sınırlılıktan dolayı gelişmekte olan ülkelerdeki hemen hemen tüm bitki hasadı, tohum çıkarma, kurutma ve depolama gibi hasat öncesi ve sonrası tarımsal işlemleri çiftçiler tarafından elle yapılmaktadır. Küçük ölçekli çiftçiler arasındaki düşük mekanizasyon düzeyinin birlikte etkileri, tarlada %15 tahıl, işlemeleri sırasında %13–20 ve depolamada yaklaşık %15–

25 ürün kaybıyla sonuçlanmaktadır ki bu durum yıllık yaklaşık 310 milyar dolarlık tahmini mali zararla eşdeğerdir. Afrika Sahra altında hasat sonrası ve depolama tekniklerini erişilemezliğin yaptığı birlikte etkileri, bölgede üretilen tahıl ve baklagillerden %20–30‟unun kaybolmasına neden olmaktadır (Dickie vd 1990, Manandhar vd 2018).

Gambiya‟da gibi tropikal iklim ortamlarda; hasattan bir sonraki ekim mevsimine kadar ve hasat sırasında oransal nem ve sıcaklığın genellikde %75 ve 30^oC'nin üzerinde olduğu saptanmıştır. Bu nedenle yerlerde, açık veya hermetik olmayan ortamlarda depolanan tohumlar, uzun süreli depolama için aşırı nem taşımakta olup, güvenilir düzeyin ötesindedir (Roberts ve Ellis 1989, Arjun ve Pratima 2014).

Yine, tropik iklim koşullarındaki sıcaklık ve oransal nem gibi hava koşulları, açık havada tohum depolanması veya yerinde veya çiftliklerde tohum depolamasını zorlaştırmaktadır (Ellis 1991, Bradford vd 2018). Havuç ve marul tohumları 20°C'de kâğıt torbalarda ve %50‟lik oransal nem ile oda koşullarında depolanması tohumların çimlendirme yüzdelerinde düşüşe neden olmuştur. Altı yıllık depolama sürresinin sonunda havuç tohumların çimlendirme yüzdesini %50 üzerinde olurken, marul tohumlarının çimlendirme yüzdesi iki yıl içinde %50'ye düşmüştür.

(19)

8

Şekil 1.3 Gambiya‟nın Jenoi ve Yundum bölgelerinde on yıllın ortalama oransal nem değerleri (Kaynak: Gambiya Balıkçılık ve Su Kaynakları Bakanlığı. Su Kaynakları Bölümü)

Tohumların uzun süre depoda kalmasını sağlamayı amaçlayan başarılı bir tohum depolama programında, tohumların aşırı sıcaklık, yüksek oransal nem ve gazına uğraması engellenmelidir. Bu çevresel faktörlerin tohum kalitesinin bozulması üzerindeki etkileşimli etkileri, Harrington'un temel kurallarında; tohum nemi içeriğinde

%1'lik bir azalmanın depolanan tohumlardaki nem içeriği %5–14 arasında olunca tohum depolama ömrünün iki katına kadar uzayabileceği vurgulanmaktadır (Harrington 1972).

Temel kural olarak, ortam sıcaklığın 5^oC azalmasının tohumlardaki depolama ömrünü iki katına çıkardığını bilinmektedir (Anderson ve Baker 1983). Tohumlar, aşırı sıcaklık ve oransal nem koşullarına uğradıklarında, mantar ve diğer mikrobik istilalara maruz kalarak, yaşlanma ve bozulmaları hızlanmaktadır.

Tropikal çevre koşullarında, eğer depolama koşulları uygun değilse tohum canlılığı 6 aydan fazla korunamamaktadır. İdeal depolama koşulları, depolanmış tohumlarda solunum ve metabolizmanın inhibe edilmesine yöneliktir, bu da tohumun metabolik

20 30 40 50 60 70 80 90 100

Oransal nem değerleri (%)

Aylar

On yılın ortalama oransal nem (%)

Jenoi ort ON Yundum Ort ON

(20)

9

aktiviteleri yavaşlatmaya ve depolanan tohumlardaki yaşlanma sürecinin yavaşlatılmasına yardımcı olmaktadır. Tohum kaplarının odun külü, kum veya taze çimento tozu gibi dolgu malzemeleriyle doldurulması, kaplar içindeki oksijen miktarını kısıtlamak ve böylece depolama sırasında mikroorganizmaların aktivitelerini engellemek için çok önemli olabilir. Dolgu maddeleri tohumlar arasındaki gözenekleri ya da boşlukları kaplayıp, depolama sırasında tohumları istila edebilecek mikroorganizmaları boğarak, depolama ömürlerini uzatırlar (Aidoo 1993, Anonymous 2016).

Uzun süreli tohum canlılığını korumayı amaçlı depolama işlemleri çok maliyetlidir ve bu bakımdan GOÜ‟deki çiftçiler veya hükümetler için omuzlanamayacak kadar büyük bir yüktür. Eskiden çiftçiler, bir sonraki üretimi için ayrılmış tohumların veya tüketim için ayrılmış tohumların ve diğer tarım ürünlerinin yerinde depolanması için basit ve modifiyeli yapılar inşa ediyorlarken, tohum ve meyvelerin kalite ve depolama ömürlerini koruyabilmek için genellikle yeraltı yapılarını ya da ambarlarını da kullanmaktadırlar.

Değişen oransal nem aralıklarında yapılan üç aylık depolama süresince farklı lahangil türlerine tohumlarının, canlılıkları ve fizyoloji parametrelerinde önemli bir düşüş kaydetmiştir. Havuç tohumlarında, yaşlanma ile lipit peroksidasyon ve elektrolit sızıntısı ile tohum membran bütünlüğünün kaybedilmesi arasında pozitif bir ilişkinin olduğunu ortaya konulmuştur (Al–Maskri vd 2002). Tohum nem içeriğinin düşük düzeyde tutulması tohumların canlılığının uzatılması için çok önemli bir faktördür.

Tohumların higroskopik yapıda olduğu gerçeği göz önüne alındığında, depolanan tohumların atmosferle minimum temasın olması veya depolama süresince tohum nem içeriğinin düşük tutulması gerekmektedir. Bununla birlikte, tohumların düşük sıcaklıklarda depolanması, gen bankaları veya soğuk depolama sisteminin oluşturulması düşük gelirli çiftçiler ya da devletler için oldukça pahalı ve sürekli finanse edilmeyecek bir uygulamadır.

Tohum gen bankaları; modern tohum depolama yapılarıdır ve dünya çapında ex–situ olarak çeşitli bitki germplazm havuzunun korunmasına yönelik farklı ülkelerde

(21)

10

kullanılmaktadır. Permafrost (–18 - –20^oC) koşullarda saklanan tohumlar, daha uzun süre depolanabilirler ve genelde sel, yangın, epidemi, deprem gibi doğal afetlerle meydana gelebilecek tohum stokundaki kaynakların tamamen tükenmesine karsı birçok değerli birer sigorta görevi yaparlar (Rao vd 2006a). Standart bir tohum gen bankasının koruma ve depolama yönetimiyle ilgili yüksek maliyetlerden dolayı, gelişmekte olan ve yoksul ülkelerin çoğunda pratik olarak bu teknikler uygulanamaz birer tohum depolama yöntemini oluşturur. Dünyadaki tohum gen bankalarında yaygın olan tohumların soğuk veya soğutularak depolanmasının oynadığı önemli role rağmen, teknik, pahalı ve güvenilmez elektrik kaynağını gerektirmesi nedeniyle gelişmekte olan ülkelerde ve dünyanın birçok yerinde pratik olarak bu tekniğin uygulanması neredeyse olanaksızdır.

Tohumların %5 nem içeriğine kadar kurutmanın olumlu etkisinin, –5^oC - –10^oC arasında depolamanın gen bankası koşullarında, 40 yıl boyunca depolanan lahanagillerde tohum canlılığını korumak için önemli olduğunu vurgulanana çalışmalarında; tohumlar yaklaşık %1.5–3 nem içeriğine kadar kurutulduktan sonra hermetik kaplarda paketlenerek, 40 yıl gen bankasında depolanmış. Depolama öncesi tohumlara uygulanan ultra kurutma uygulamanın depolama süresince canlılığın korunmasında etkili iken, bu uygulamanın aynı zamanda bazı tohumlardaki dormansıyi kırdığı saptanmıştır (Rao vd 2006b, Pérez–García vd 2009).

Eski zamanlardan beri tohum depolaması için doğal bitki parçalarının, bitki yan ürünlerinin ve diğer âtıl doğal malzemelerin kullanımı, gelişmekte olan ülkelerin kaynağı kısıtlı çiftçileri arasında yaygın bir geleneksel tohum depolama uygulaması olmuştur. Öyle ki, tohum kaplarının odun külü, kum veya taze çimento tozu gibi atıl malzemelerle doldurulmasının, kaplardaki oksijen miktarını kısıtlamada önemli rolünün olabileceği ve böylece de depolama‟daki mikroorganizma aktivitesini engelleyebileceği ileri sürülmüştür (Sundaramari vd 2011). Dolgu maddesi niteliğindeki materyaller tohumlar arasındaki gözenekleri ya da boşluklarını kaplar, böylece depolama sırasında tohumları istila edebilecek mikroorganizmaları ve mikroorganizma yükünü azaltarak, depolanan tohumların ömrünü uzatır. Öte yandan, çiftçiler depolanan tahıl veya tohumlara zarar veren canlı veya mantarlara karşı depolamada geleneksel uygulamalara başvururlar. Depolama yapıları ve yöntemler, tohumların zararlı çevresel faktörlere

(22)

11

uğramasını kısıtlarken aynı zamanda tohumları zararlılara karşı koruyan ve geleneksel yollardan sağlabilen materyal ve bitki malzemelerini birarada kullanımını (Anonymous 2003, Kiruba vd 2006, Thompson 2016).

Depolanan tohumlar ayrıca doğal afetlerden sonra çiftçilerin geçim kaynaklarını, gelirlerini ve gıda güvenliğini yeniden oluşturmak için bir depodur. Bu nedenle, küçük ölçekli çiftçiler tarafından orta vadeli tohum depolaması için kullanılabilecek depolama yöntemi pratik olarak uygun, düşük maliyetli teknikler üzerine uyumlu çabaların araştırılmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu, gıda güvenliğini ve kırsal yoksul çiftçilerin yaşam koşullarını iyileştirmek için çok önemlidir. Yerel çiftçiler tarafından üretilen tahıllarının veya tohumlarının çoğu, kullanılmadan önce bambu sepetleri, toprak kaplar veya su kabakları gibi geleneksel yapılar içinde tutulur. Depolanan tahıl veya tohumları zararlılara koruyabilmek veya depo ömürleri uzatabilmek için depolanan bu tohumlara veya depolama ortama tuz, kireç, kömür, kül, neem yaprağı, inek gübresi gibi malzemeler uygulanabilmektedir (Golob 1997, Mehta vd 2012).

Kül, toprak kabuğundaki en bol element olan, bileşik bir silikon ve oksijenden olan silika‟yı içermektedir. Silika ayrıca kayalar, kum, seramiklerde bulunur ve silika jelin ana bileşenidir; fabrikalarda üretilen ticari bir kurutucudur. Tohum depolama kabının odun külü, kum veya taze çimento tozu gibi âtıl materyallerle doldurulması, kabın içindeki oksijen düzeyini azaltıp, mikroorganizma aktivitesini azaltmak ya da düşürmek için önemlidir. Bu tür katkılar aynı zamanda, böcek zararlılarının depolanan tohumlardaki zararlı etkilerinin azaltılmasına neden olmaktadır. Odun külü ve odun kömürü ekstraktlarının kullanıldığı depolanmış tohumlarda, patojenik mantarların büyümesini önlediği ve depolama süresince böcek faaliyetlerinin kısıtlandığı belirtilmiştir (Oguntade ve Adekunle 2009, Prakash vd 2016).

Hintli çiftçiler tarafından odun külü, tuz, sarımsak karanfil, kurutulmuş kırmızıbiber, kum gibi doğal materyallerin farklı koşul ve teknikler altında alternatif bir tohum depolama materyali olarak kullanımı birçok araştırmacı tarafından belgelenmiştir. Neem yaprağı tozu, tütün yaprağı, odun kömürü, odun külü, çeltik pirincinin tohum kalitesini koruma ve tohum nemi içeriğinin korunmasındaki olumlu etkisi Nyarko vd (2006)

(23)

12

tarafından saptanmıştır. Benzer şekilde, odun külü, börülce ve maş fasulyesinde (Callosobruchus chinensis Linn, C. maculatus) gibi depo zararlılarının etkilerini ortadan kaldırmak için tohumların depolanmasında için kullanılmıştır (Baoua vd 2012, Gumaa ve Elamin 2015).

Yanmış inek gübresi ve fasulye kabuklardan elde edilen kül, öğütülmüş neem yaprakları, mutfaktaki ocakların üzerine tohum asılması, güneşte kurutma yerli çiftçiler tarafından hasattan sonra mısır ve sorgum tohumların korumak için kullanılan geleneksel yöntemlerden bazılarıdır (Mngol vd 2015). Bu yerli depolama teknikleri, çiftçilerin tohumlarını daha ucuz yöntemlerle depolamasını yerel olarak yetiştirilen ürün çeşitlerinin zamanında saklamasına yardımcı olamakta böylece bir sonraki üretim mevsiminden önce tohum canlılığının kaybolmasını önlenmektedir.

Börülce (Vigna unguiculata) bitkilerinin hasat sonrası kalıntılardan elde edilen külün, depolama sırasında yine börülce tohumlarının üzerindeki Callosobruchus maculatus (Fabricius) (Coliustera bruchidae) hasarın önlemesinde önemli ölçüde etkili olduğu bulunmuştur (Apuuli ve Villet 1996). Yüzde 5,10, 15, 20 ve 30 tohum/kül oranında ve 30^oC‟de ve %70 oransal nemde depolanarak, ardından böceklerle bulaştıktan sonra depolama ortamındaki böcek aktivitesi ve böceklerin çoğalmasını engellenmiştir. Kül ortamında depolanan tohumlara verilen zararılar ve depolanan tohumlar arasında böceklerin çoğalmasını önlemesinde önemli bir etkiye sahip olduğu olduğu gözlenmiştir (Mishra vd 2018).

Kömür, kurutucu özelliği sahip bir materyal olan susam (Sesamum spp.) tohumları, orta vadeli depolamada tohum canlılığını korumada olumlu etkilere sahip olduğu belirlenmiştir. Tohum ile kurutma materyallere göre değişen oranlarda depolanan tohumlar, tohum canlılığın, çimlendirmesi ve depolanan tohumlardan elde edilen fidelerin fizyolojik parametrelerinde on üç (13) haftadan daha uzun süre depolandıktan sonra oldukça düşük bir bozulma süresi kaydetmişlerdir (Oyekale vd 2014)

Kenya'da çiftçiler tarafından altı aylık depolama süresince mısır tohumun kalitesinin korunmasında inek gübresinden elde edilen külün etkin olduğu saptanmıştır. İnek

(24)

13

gübresinden elde edilen kül ile uygulanmış ve hermetik olarak depolanan tohumların, inek gübresinden elde edilen kül ile muamele edilen ve torbalarda depolananlara göre daha az elektriksel iletkenlik (EC) değeri, daha az Nİ ve daha yüksek çimlenme yüzdesi göstermiştir. Ayrıca, inek gübresinden elde edilen külün sentetik kimyasal böcek ilacı olan “Mortein Doom” ile aynı çimlenme yüzdesini verdiği gözlenmiştir (Wambugu vd 2009).

Odun kömürü/biyokömür, toprağın su tutma kapasitesini arttırmaya yönelik, toprak iyileştirme tekniği olarak kullanılan önemli bir bitki yan ürünüdür. Yanma derecesi, gözenek boşluklarının miktarı ve odun kömürünün toplam yüzey alanı odun kömürünün su emme düzeyini etkileyen kritik özelliklerdir. Gözenek boyutları ve boşluklarının odun kömüründeki yapısal dağılımının da odun kömürünün su tutma kapasitesinde önemli bir rol oynadığı belirtilmiştir (Wildman ve Derbyshire 1990, Zhang ve You 2013).

Kömürün su emici özellikleri birkaç araştırmacı tarafından ortaya koymuştur. Toprağın su kapasitesinin artırılmasına ve toprağın yapısının iyileştirilmesine yardımcı olmak için toprağa uygulanan biochar toprağın su tutma kapasitesi yükseltiği saptanmıştır (Dugan vd 2014). Susam tohumlarının orta vadeli depolanmasında depo ömrüne ve tohum canlılığını korunmasına olumlu etkileri olmuştur. Değişken kömür oranlarında depolanan tohumlar, on üç (13) haftanın üzerindeki depolama sonrasında tohum çimlendirmesi ve fide canlılığı parametrelerinde oldukça düşük bir bozulma oranı kaydedilmiştir (Oyekale vd 2014).

(25)

14

Kömürleşmiş Moraballi Ahşap Okside Bickershaw Kömür (hvCb) 40000 nm 16000nm

Okside Bickershaw Kömür (hvCb) Aktif Oksitlenmiş Hatfield Kömürü (hvCb)

80 000 nm 9000 nm

Şekil 1.4 Farklı kömür tiplerindeki gözenek boyutu dağılımı (Wildman ve Derbyshire 1990)

Afrika ülkelerin çoğunda, özellikle kırsal alanlarda, hasat sonrası kayıpları uygunsuz depolama teknikleri kırsal bölgelerde tohum güvensizliğine yol açmaktadır. Bu sorun, mevsimsel sıcaklıklardaki dalgalanma ve depolanan tohumlarda küf ve böcek istilası oluşumunun öncüsü olan oransal nem ile daha da artmaktadır. Bu problemlerin göze alındığı bu çalışma, odun külü ve kömürünün depolama sırasındaki tohumlarda nem içeriğini koruma etkinliğini araştırmak ve aşağıdaki hipotezleri test etmek için yapılmıştır:

1. Kömür ve kül, tohum nemleri ile sebze tohumlarının tohum kalitesini korumada etkili midir?

2. Tohum nem içeriğini korumada kontrol olarak kullanılan kömür ve kül, – 20^oC‟lik depolama koşullarına göre ne derece etkilidir?

(26)

15

3. KURAMSAL TEMELLER VE KAYNAK ÖZETLERİ

3.1 Hasattan Sonra ve Depolama Sırasında Tohum Kalitesine Etkileyen Faktörler

Villers (1974), 20ôC‟de ve %0, 25, 50, 75 ve %100 oransal nemde saklanan marul tohumlarının yaşayabilirliği ile kalitedeki düşüşün; 12 ay süreyle 25ôC ve 30ôC'de, nemin tam emdirilmiş koşullarda saklanmış diğer örnekler ile karşılaştırmışlardır. Otuz (30ôC) derecedeki sabit sıcaklıkta depolanan tohumların canlılığı ve kalitesindeki düşüşün, düşük sıcaklıklarda depolananlardan daha az olduğu; daha düşük oransal nem ve karanlıkta depolananların canlılıklarını daha uzun süre korudukları belirlenmiştir.

Öte yandan araştırmacı, kuru koşullarda depolanan tohumların verdikleri fidelerde daha yüksek oranlı anormal fide yüzdesi kaydetmiş; yaşlı tohumlarda depolama süresi uzadıkça, daha yüksek oranda kromozomal hasarlarının olduğunu, ayrıca yüksek tohum nemi içeriğinin de depolanan tohumlardaki tohum kalitesi bozulmasını hızlandırdığını da tespit edilmiştir.

Rao vd (1987), Yüzde 3.3–%18.1 arasındaki tohum nem içeriğine sahip marul tohumlarının, 30°C–60°C arasındaki sıcaklıklarda depolanması halinde çimlenme yüzdesinde kademeli bir düşüşün olduğunu vurgulamıştır. On iki ve 19 gün boyunca 40^oC ile %9.8 tohum nem içeriğinde olup, yaşlanma testine yapılan tohumlardaki çimlendirme yüzdesinde sırasıyla %98–78 ve %23'lük azalmaya neden olduğu belirlemişlerdir. Depolanan tohumlarda tohum nem içeriği ve depolama sıcaklığına bağlı olarak kromozomların yıpranmasında oldukça belirgin artışa neden olmuştur.

Yüksek sıcaklıkta depolanan tohumların kromozomal yıpranma derecesi ve nem içeriğinin daha çok olduğunu gözlenmiştir. Tohum nem içeriği artışı ile yüksek sıcaklıklarda depolanan tohumlardaki canlılık kaybının hızla düştüğü; tohumdaki nem içeriğine %5.5–3.3'ten daha çok su kaybının, depolanan tohumlarda kromozomal yıpranması daha çok artışa yol açmadığı; %13–18.1 tohum neminde daha çok olmayan kromozom bozulmasında daha fazla oranında artış gözlemişlerdir.

(27)

16

Roberts ve Ellis (1989), tohum nem içeriğin ortodoks tohumların depolanabilirliğini üzerindeki uzun süreli olumsuz etkisini öne çıkarmışlardır. Yapılan araştırmalar, düşük nem içeriğinde (%2–6) tohumların metabolik aktivitelerindeki düşüş nedeniyle ortodoks tohumlar canlılığını önemli ölçüde koruduğunu; ayrıca, yüksek tohum nemi içeriği

%15–28, tohumlardaki metabolik aktivitenin artması ve depo ortamının küf oluşumuna uygunluğu nedeniyle tohum canlılığı olumsuz yönde etkilenmektedir. Nitekim tohum canlılığını uzun süre koruyabilmek için tohum nemin (–350 – –14) MPa arasındaki su potansiyelinin olması gerektiği vurgulamıştır. Marulun %2 nem içeriği sınırının altında daha fazla kurutulmasının, marul tohumlarının uzun ömürlülüğü üzerinde önemli bir etkiye neden olmadığı; %28 nem aralığının üzerindeki tohum nem içeriğinin ortodoks tohumlarda canlılığın bozulmasını hızlandırdığı bulunmuştur.

Ellis ve Hong (1996), Çayır üçgülü (Trifolium pratense) ve Adi yonca (Medicago sativa) tohumlarının depolanmasına sıcaklık ile tohum nem içeriğine etkilerini araştırmışlardır. Tohumlar, çayır üçgülü için %2.2 ila 14.9 veya adi yonca için %2.0–

12.0 arasında değişen nem içeriğine kadar kurutularak, tohum canlılığın üzerindeki ultra–kuru uygulamasının etkilerini araştırmak için 14.5 yıl boyunca hermetik kaplarda –20, 65, 50, 40, 30 ve 60^oC'de depolamaya alınmıştır. Depolama süresince –20°C'deki depolamada ve %2.2–14.9 ve %2.2–%12.6 arasında nem aralığına kadar kurulmuş tohum partileri arasında hiçbir canlılık kaybı saptanmamıştır. Tohum canlılığı, yüksek tohum nemi içeriği ve depolama sıcaklığın artışıyla değişen aralıklar da azalmış; ancak, depolama öncesinde tohumlardaki nem içeriğinin %4–6'nında olması (kurutulması) halinde tohum canlılığı üzerinde herhangi bir pozitif etki sağlamadığını gözlemişlerdir.

Yangping vd (1999), depolama sıcaklığının, farklı kaplarda saklanan Galce soğan (Allium fistolosum L.) tohumlarının raf ömrü üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu ileri sürmüştür. Başlangıç çimlenme yüzdesi %95 ve tohum nemi içeriği %5.5 olan tohumlar; kapalı kutu, alüminyum polietilen torba ve kraft torbalarda ve –6ôC, 6ôC'de veya depolanmış olanlar; alüminyum polietilen torbalarda tutulan ve 6ôC'de saklanıp, oda sıcaklığında tutulan tohumların çimlenme ve canlılık indekslerinde 3 yıllık depolamadan sonra önemli bir azalma gözlenmiştir. Oda sıcaklığında ve 6ôC'de depolananlar, 3 ay sonra kraft kâğıt torbalarda tutulan tohumlardaki canlılık tam olarak

(28)

17

kaybolmuştur. Depolama sıcaklığının tohumların diğer fizyolojik parametreleri üzerinde de önemli bir etkisinin olduğu belirlenmiştir. Eksi 6^oC'de saklanan tohumlar, kap tipine bakılmaksızın daha yüksek fide çıkış yüzdesi ve fide taze ağırlığına sahip olmuşlardır.

Kraft kâğıt torbalardaki tohumların, tüm saklama sıcaklıklarında ve kapalı kutularda, alüminyum polietilen torbalarda tutulanlardan daha hızlı canlılık kaybına uğradıklarını gözlemişlerdir.

Hong vd (2005), ultra–kurutma ve hermetik koşullaraki düşük sıcaklıklarda tohum depolamanın havuç (Daucus carota L.), yer fıstığı (Arachis hypogaea L.), marul (Lactuca sativa L), kolza (Brassica napus L.) ve soğan (Allium cepa L.)‟ın raf ömrünü korumasına olumlu etkide olduğu belirtmişlerdir. Tohumlar iki kurutma uygulamalarına tabi tutulup laboratuvar ortamında depolanmış; diğer tohumlar ise permafrost (–20°C) altında depolanmış 10 yıl boyunca depoya konulmuş. Eksi 20°C'de depolanmış tohumlar %2–3.7 tohum nemi içeriğine, laboratuvar ortam koşullarında depolanan tohumlar ise %5–6 nem içeriğine kadar kurutulmuş. Yirmi dört derecede depolanan yerfıstığı tohumlarının depolama süresi sonunda yaklaşık %3'lük önemli bir nem artışı sergiledikler. Ancak, 10 yılın depolama süresinden sonra –20^oC'de depolanan yerfıstığı ile soğan tohumların nem içeriklerinde herhangi bir artış görülmezken; aynı sıcaklıkta depolanan havuç ve marul tohumlarının tohum nem içeriğinde hafif bir artış olmuştur.

Depolama süresinin sonunda –20°C'de depolanan kuru ve ultra kurutulmuş tohumlar arasında, canlılık açısında önemli bir varyasyon gözlenmemiş; fakat kuru koşullardaki ultra kuru depolama ile bu yöntemin, kuru depolamaya göre tohumların depo canlılığı üzerinde olumlu bir etkisinin olduğu ileri sürmüşlerdir.

Rao vd (2006b), silika jel ile birlikte ve silika jelsiz ve farklı kaplarda tutulan ve 25^oC'de saklanan soğan tohumlarının saklama süresi boyunca tohum kalitesi parametrelerinde kademeli bir düşüş sağladığını belirtmiştir. Üç, 6, 9, 12, 15, 18 ve 21 aylık depolamadan sonra silika jel olmadan depolanan tohumlarda tohum çimlendirme yüzdesi ve fide güç indeksindeki düşüş daha yüksektir. Silika jel olmadan ve çevre koşullarında depolanan tohumların çimlenme yüzdesi %99'dan %55'e, silika jel ile depolanan tohumların çimlenme yüzdesi ise %99'dan %21'e düşmüştür. Yirmi beş derecenin altında, silika jel ile saklanan tohumlar 12 ve 21 ay depolandıktan sonra

(29)

18

çimlenme yüzdeleri %99'dan 76'ya ve %65'e düşmüş, silika jel olmadan yapılan depolamadaki çimlenme yüzdesi ise sırasıyla %99'dan 64'e ve %35'e şeklindeki bir düşüş gerçekleşmiştir. Pamuklu kumaşta, alüminyum kutuda, siyah polietilen ve poli–

lamine poşetlerde saklanan tohumlarda saklama süresince çimlendirme yüzdesindeki düşüş oranlarının değiştiği gözlenmiştir. Poli–lamine keselerde saklanan tohumlar harıç tohum canlılığı, 12 ay sonra %70'den daha az çimlenme yüzdesi göstermiştir.

Daws vd (2007), tohum kabuklarının su ve oksijen geçirgenliğinin, açık ve çevre koşulları altında depolanmış tohumların canlılığın uzatılmasında önemli fizyolojik özellikler olduğunu belirtmişlerdir. Güney Afrika'nın Cape Floristik Bölgesi'nden toplanmış 200 yıllık Fabaceae (Liparia sp. Acacia sp. ve Leucospermum sp.

tohumlarının yapılan çimlendirme testlerinde canlı oldukları anlaşılmıştır. İngiltere'nin Kew bahçesindeki Ulusal Arşivlerden sağlanan tohumların yapılan (C–14) radyokarbon tarihlemesi ile bunların 200 yıl önce toplandıkları belirtilmiştir. Fabaceae familyasından olan bu tohumların olası halini bozmak için çeşitli uygulamalara tabi tutulduktan sonra ve 20/10 ^oC'de 8 saat ışık altında ve karanlıkta 16 saat yürütülen çimlendirme testlerinden sonra bazı tohumların canlı oldukları ve bunlardan L. villosa ve P. conocarpa türlerindeki çimlendirme yüzdelerinin sırasıyla %64 ve %12.5 olduklarını kaydetmişlerdir.

Rajjou ve Debeaujon (2008) reaktif oksijen türlerinin (ROT), depolanan tohumlardaki tohum kalitesinin bozulmasına yol açan önemli bir öncül olduğunu belirtmiştir.

Uygunsuz tohum depolama yöntemleri, tohumları aşırı nem ve sıcaklığa maruz bırakıp, tohumlardaki metabolik aktiviteleri özendirdiğini; bu durumun proteinler, deoksiribonükleik asit (DNA) ve ribonükleik asit (RNA) gibi tohumun önemli fizyolojik yapılarının kopması, hasar görmesi ve parçalanması ile sonuçlanmaktadır.

Kurutma, depolama işlemleri ile tohum kalitesinin bozulmasına katkıda bulunan hasat ertesi metabolik ve fizyolojik süreçleri geciktirebileceğini belirtmiştir. Tohum içindeki metabolik aktivitelerin yavaşlatması doğrudan, tohumun yavaş bozulma sürecine ve tohum kalitesinin uzun süre korunmasında önemli rol oynamaktadır. Ortodoks tohumlardaki tohum neminin depolamaya için uygun düzeylerde kurutulması, depolama ortamında ROT türleri gibi toksik bileşiklerin üretiminin azaltılmasına ve tohum

(30)

19

kalitesinin bozulmasını geciktirip, raf ömrünün uzamasına yardımcı olduğu vurgulamışlardır.

Pérez–García vd (2009), tohumların %5 nem içeriğine kadar kurutulmasının olumlu etkisini ve (–5^oC – –10)^oC arasındaki depolamanın gene bankası koşullarında 40 yıl boyunca depolanan Brassicaceae tohumlarının depo canlılığını korumak için etkili olduğunu belirlemişlerdir. Tohumları yaklaşık %1.5–3.0 nem içeriğine kadar kuruttuktan sonra hermetik kaplarda paketleyerek 40 yıl gene bankası koşullarıda depolamışlar. Depolamadan öncesi tohumların ultra kurutma işlemine tabi tutulması halinde ve tohum depolama süresince tohum canlılığının korunmasında etkili bir faktör olduğunu belirlemişlerdir.

Anonim (2010)‟a göre, tohumların sıcak ve nemli çevre koşullarına bırakılması tohum gücündeki düşüşe neden olabilir. Hasat, taşıma ve depolama sırasında tohumlarda oluşan zararlılar, tohumların fizyolojik fonksiyonlarındaki bozulmanın sonucu olarak ortaya çıkar. Sıcaklık, oransal nem ve tohum nemi içeriği, depolama sırasında tohumların bozulma hızının önemli belirleyiciler olup. Bu faktörlerin birleşik etkilerinin tohum içinde hızlı metabolik aktiviteler, depolama ortamı içinde nemin birikmesi ve tohumların depoda mikroorganizmalarca enfekte olmasıyla sonuçlanırken. Tohum türüne göre tohum içindeki metabolik aktiviteyi önlemek ve bozulmayı geciktirmek için düşük nem içeriğine kadar kurutulması gerekmekte, buna göre, depolanacak tohumlar için önerilen tohum nem içeriği tahıl, baklagil ve sebze tohumlarında sırasıyla %13,

%10 ve %8 şeklinde değişmektedir.

Nagel ve Börner (2010)‟e göre tohumların uygunsuz depolama koşullarında canlılığını sürdürebilmeleri türlere (genotipe) bağlıdır. Chive (Allium schoenoprasum L.), Hıyar (Cucumis sativus L.), Havuç (Daucus carota L.), Marul (Lactuca sativa L) ve Lahana (Brassica oleracea L.) dâhil 18 sebze türü tohumları, oda sıcaklığında (20.3±2.38^oC) sıcaklık ve %50.5±6.3 oransal nem (ON) 2, 14.9, 6.1, 4.6 ve 7.3 yıllık depolamadan sonra %50'nin üzerinde çimlenme yüzdesi bildirmişlerdir. Depolanan tohumların canlılığının, depolama süresi uzadıkça kademeli olarak azaldığı da gözlenmiştir. Altı yıllık depolamadan sonra tarla koşularda ekilen havuç tohumları %49.2±18.5 çıkış

(31)

20

sergilemiştir. Marul tohumları, 6 yıllık depolamadan sonra tarla koşullarda hiç çimlenememiştir. Allium schoenoprasum tohumları da 12 aylık depolamadan sonra çimlenmemiştir. Test edilen türlerin çimlenme ve tarlarda çıkış oranı, her tür için yukarıdaki depolama sürelerinden sonra ticari olarak kabul edilemez seviyelere düştüğü kaydedilmiştir.

Croft vd (2012), farklı depolama tekniklerinin, amaranth (Amaranthus cruentus), lablab fasulye (Lablab purpureus 'Chiang Dao'), moringa (Moringa oleifera 'Phetchabun') tohum canlılığı, tohum nemi içeriği ve tohum canlılığı üzerindeki etkisini incelemişlerdir. Depolanan tohumların 0, 3, 6, 9 ve 12 aylık depolamadan sonra tohum kalitesi, tohum nem içeriği ve diğer fizyolojik parametrelerde farklılık gösterdiğini belirtmişlerdir. Kâğıt pakette depolanan ve soğutulan tohumların tüm türler arasında en yüksek nem içeriği segirlemişken en düşük nem içeriği iki vakum işleminde gözlenmiştir. Çimlenme yüzdesindeki düşüş olmakla birlikte bu durum depolama süresinin sonunda ve türler arasında değiştiğini; Lablab tohumlarının en yüksek, moringa ve domates tohumlarının ise en düşük çimlendirme yüzdeleri sergilemiştir. Bu durumun aynı zamanda en yüksek çimlenme yüzdesine sahip uygulamalar arasında da değiştiğini saptamışlardır. Araştırmaıcılar; kâğıt ambalajlarda depolanan ve soğutulan tohumlardaki 12 aylık depolamadan sonra en düşük (%8.6) çimlenme oranını kaydetmişlerdir. Vakum sızdırmaz ve soğutulmuş tohumlarda en yüksek çıkış yüzdesini, tohum depolanan kağıt paketlerinden en düşük çıkış yüzdesinn alınmıştır.

Soğutulmamış koşullarda ve tarla şartlarında tohumlar çıkış testine tutulduklarında aynı ilişkiyi gözlemişlerdir. Depolama süresinin sonunda, soğutulmayan koşullardaki tohumlarda, soğutulmuşlara göre en yüksek ortalama süreyi ve (%50) çimlenme oranını saptanmıştır. Kağıt paketlerde saklanan ve soğutulan uygulamalarda, vakumlu sızdırmaz uygulamalardan %50 daha az çimlenme oranı almış, ancak her iki uygulama arasında önemli bir fark bulamamışlardır.

Mira vd (2013)‟e göre sıcaklık, oransal nem ve tohum nem içeriği farklı Brassicaceae tohumlarının canlılık ve kalitesi üzerindeki birikimli etkilerinin saklama süresi ile ilişkili olduğunu saptanmışlardır. Tohum nem içeriği değişken olan tohumlar, 45, 35, 20, 5, –25 ve –170°C arasındaki sıcaklıklarda depolandığında, çimlendirme