Modül 1 · Bölüm 5

Gıda üretimi için marjinal ürün yetiştiriciliği

ENTRCSROSRSL

İklim değişikliği Orta Avrupa'daki tarımı önemli ölçüde etkileyerek ürün verimini, toprak sağlığını, su bulunabilirliğini ve zararlı ve hastalık yönetimini etkiliyor. Bölge artan sıcaklıklar, yağış modellerinde değişiklikler ve kuraklık ve sel gibi daha sık aşırı hava olayları yaşıyor. Çizelge 1, birkaç bilimsel çalışmadan elde edilen verilere dayanarak Orta Avrupa'daki sıcaklık, yağış ve bitki örtüsü dönemindeki değişiklikleri son yüzyılda göstermektedir:

Çizelge 1. Orta Avrupa'da son yüzyıldaki iklim değişiklikleri

İklim ile ilgili değişkenler Geçen yüzyıl içindeki değişim Kaynaklar
Ortalama yıllık sıcaklık 1,5-2,0°C arttı [14]
Kış sıcaklığı 2,0-3,0°C arttı [5]
Yaz sıcaklık 1,5-2,0°C arttı [14]
Yağış Kışın arttı, yazın azaldı [14]
Aşırı yağış olayları Sıklık ve yoğunlukta artış [14]
Bitki yaşam döngüleri 10-30 gün uzadı [24]

İklim değişikliğinin bitkisel üretimde yol açtığı temel sorunlar çoğunlukla yağış dağılımında oluşan değişimler ve artan sıcaklıklardan kaynaklanır. Bunu toprak erozyonu riski, besin maddelerinin yıkanması, yabancı ot populasyonlarında oluşan değişimler ve daha önceden nadir görülen hastalık veya zararlıların ortaya çıkması gibi diğer faktörleri etkiler. Genel bir bakış Çizelge 2'de verilmiştir.

Tablo 2. İklim değişikliğinin bitkisel üretimde yol açtığı başlıca sorunlar

Sorun Tanım Referans
Sıcaklık stresi Yüksek sıcaklıklar tahıl ürünlerinde sıcaklık stresi oluşturarak fotosentezin azalmasına, bodur büyümeye ve verim azalışlarına yol açabilir. Sıcaklık stresi ayrıca zararlıların ve hastalıkların görülme sıklığını artırarak ürün verimliliğini daha da düşürebilir. [21] ; [11]
Kuraklık stresi Değişen yağış desenleri kuraklık stresine yol açabilir ve bu da tahıl ürünleri için suya erişimin azalmasına neden olabilir. Kuraklık stresi verimin azalmasına, kalitesinin düşmesine yol açabilir. [21] ; [11]
Aşırı iklimsel olaylar İklim değişikliği, seller, fırtınalar ve dolu gibi olayların sıklığını ve yoğunluğunu artırır. Bu olaylar ürünlere zarar verebilir, verimi azaltabilir ve ürünün bozulmasına yol açabilir. [11] ; [28] ; [8]
Hastalık ve zararlılarda oluşan değişimler İklim değişikliği hastalık ve zararlıların dağılımında ve davranışlarında değişikliklere neden olarak bunların kontrol edilmesini daha zor hale getirmektedir. Bu, ürünlerde oluşan hasarın artmasına ve verim kayıplarına neden olabilir. [11]
Toprakta bozulma Değişen hava olayları toprak erozyonuna, besin kaybına ve diğer toprak bozunması biçimlerine neden olabilir. Bu, toprak verimliliğini azaltarak sonucunda daha düşük verime ve ürün kalitesinde bozulmalara yol açar. [11] ; [28]

İklim Değişikliğinin Olumsuz Etkilerini Azaltmaya Yönelik Bitkisel Üretim Stratejileri

İklime dirençli tarım, çiftçilerin değişen iklime uyum sağlamalarına ve iklim değişikliğinin getirdiği zorluklara karşın ürün veriminde iyileşmelere yardımcı olmayı amaçlayan çeşitli stratejilerin uygulanmasını içerir. Bu stratejiler, üreticilerin değişen iklime uyum sağlamalarına yardımcı olmak için iklim dirençli tarımda kullanılabilir.

Ürün çeşitliliği ve kuraklığa dayanıklı ürünlerin kullanımı: Üreticiler, farklı iklim koşullarına dayanıklı ürünler yetiştirerek üretimlerini çeşitlendirebilirler. Bu, olumsuz hava koşulları nedeniyle bir ürün başarısız olsa bile diğer ürünlerin hala gelişebilmesini sağlayacaktır.

Ürün veya çeşit karışımlarının yetiştirilmesi: Yerel iklime daha uygun ürün kombinasyonları seçilerek veya kuraklık, sıcaklık ya da sel gibi belirli abiyotik stres koşullarına daha dayanıklı karışımlar kullanarak değişen iklim koşullarına da uyum sağlanabilir.

Koruyucu tarım: Bu, toprak nemini korumaya, toprak erozyonunu azaltmaya ve toprak verimliliğini artırmaya yardımcı olan azaltılmış toprak işleme, örtü bitkisi ve ara ekim gibi uygulamaları içerir.

Verimli sulama: Damlama ve yağmurlama sulama gibi verimli sulama sistemleri, çiftçilerin suyu korumasına ve üretimde kullanılan suyun azaltılmasına yardımcı olabilir.

Toprak yönetimi: Toprak analizi yaptırmak, gübreleme ve organik madde gibi uygun toprak yönetimi uygulamaları, toprak kalitesini iyileştirmeye yardımcı olabilir ve bu da mahsul verimini artırabilir.

Ürün rotasyonu: Çiftçiler zararlıları ve hastalıkları yönetmeye ve toprak sağlığını iyileştirmeye yardımcı olmak için ürün rotasyonu yapabilirler.

Tarımsal ormancılık: Bu, gölge sağlayabilen, toprak erozyonunu azaltabilen ve toprak verimliliğini artırabilen ağaçların tarımsal üretim sistemlerine entegre edilmesini içerir.

Hava durumu bilgilerinin kullanımı: Çiftçiler, ekim ve hasat zamanları ve diğer çiftlik yönetimi uygulamaları hakkında bilinçli kararlar almak için hava durumu bilgilerini kullanabilirler.

Geliştirilmiş tohum çeşitlerinin kullanımı: Üreticiler, hastalık ve zararlılara dayanıklı ve yerel iklim koşullarına uyum sağlamış olan tohum çeşitleri kullanılabilir.

Metnin sonraki bölümünde, ürün çeşitlendirilmesine, kuraklığa dayanıklı çeşitlerin kullanımına ve ürün veya çeşit karışımlarının yetiştirilmesine dikkat çekilmektedir. Bahsedilen diğer yöntemlere sonraki bölümlered bahsedilecektir.

Ürün Çeşitlendirmesi ve Kuraklığa Dayanıklı Ürünlerin Kullanımı: Değişen İklim Koşullarında Tarım İçin Tahılların Önemi

İklim değişikliği, artan sıcaklıklar, değişen yağış düzenleri ve daha sık görülen aşırı hava olayları da dahil olmak üzere tahıl üretimine önemli zorluklar getiriyor. Genel olarak, tahıllar iklim değişikliğine en iyi uyum sağlayan ürün grubu olmasına karşın bazı tahıl çeşitleri bu değişen koşullara diğerlerinden daha iyi uyum gösterirler. Aşağıda bazı örnekler sunulmuştur:

Siyez buğdayı (Triticum monococcum L.)

Çalışmalar, Siyez buğdayının diğer modern buğday çeşitlerinden daha fazla kuraklığa toleransı ve esnekliği olduğunu göstermiştir. Bunun başlıca nedeni, bitkilerin kök sisteminin derin olması ve bunun daha derin toprak katmanlarından suya erişmelerini sağlaması ve bu sayede yağmura daha az bağımlı hale gelmesidir. Ayrıca, Siyez buğdayının yapraklarında ve gövdelerinde kalın bir mum tabakası vardır ve bu da terleme yoluyla su kaybını azaltmaya yardımcı olur. Birçok çalışmaya göre, Siyez buğdayının kuraklık koşullarında diğer buğday türlerine göre daha yüksek verime sahip olduğu bulunmuştur [32].

Gernik buğdayı (Triticum diccocum (Schrank.) Schuebl.)

Gernik buğdayı, binlerce yıldır yetiştirilen eski bir türdür. Bazı bitki özellikleri nedeniyle kuraklık koşullarına tolerans gösterme yeteneği ve esnekliği ile bilinir. Bitkilerin kök sistemi, daha derin toprak katmanlarından suya erişebilen geniş bir kök sistemine sahiptir ve bu da onu yağmura daha az bağımlı hale getirir. Çalışmalar, bu derin kök sisteminin Gernik buğdayının kuraklık koşulları altında büyümesini ve verimini sürdürmesini sağladığını göstermiştir [36]. Gernik buğdayının yaprakları ve gövdeleri üzerinde, terleme yoluyla su kaybını azaltan kalın bir mum tabakası vardır. Bu mum tabakası ayrıca bitkiyi yüksek sıcaklıklardan ve diğer çevresel streslerden korumaya yardımcı olur [34]. Gernik buğdayı, kuraklık stresine yanıt olarak prolin ve çözünür şekerler gibi ozmoprotektanları biriktirerek ozmotik potansiyelini de ayarlayabilir. Bu, hücresel su dengesinin korunmasına yardımcı olur ve susuz kalmayı önler [18]. Bitkiler ayrıca su stresine yanıt olarak stoma kapanmasını düzenleyebilir ve bu da terleme yoluyla su kaybını azaltmaya yardımcı olur. Bu stoma düzenlemesi nedeniyle, Gernik buğdayı kuraklık koşulları altında yüksek fotosentez oranlarını koruyabilir [36]. Gernik buğdayı, su kaynaklarının sınırlı olduğu bölgeler için ümit vadeden bir üründür ve su kıtlığı ve iklim değişikliği sorunlarının çözümünde değerli bir alternatif olabilir.

Dinkel Buğdayı (Triticum Dinkela L.)

Triticum Dinkela, kavuzlu buğday olarak da bilinir, tarihsel olarak yetiştirilen bir diğer eski buğday türüdür. Ayrıca kuraklık koşullarına dayanıklılığı ve esnekliği ile de bilinir. Kavuzlu buğday, toprağa derinlemesine nüfuz edebilen ve farklı toprak katmanlarından su emebilen geniş bir kök sistemine sahiptir. Çalışmalar, kavuzlu buğdayın diğer buğday türlerine göre daha fazla kök uzunluğu yoğunluğuna sahip olduğunu ve bunun da daha derin toprak katmanlarından suya erişmesine ve kuraklık koşulları altında büyümesini sürdürmesine yardımcı olduğunu göstermiştir [31]. Gernik buğdayı gibi, kavuzlu buğdayın yapraklarında yüksek mum içeriği vardır ve bu da terleme yoluyla su kaybını azaltır. Çalışmalar, bu mum tabakasının kavuzlu buğdayın su durumunu korumasına yardımcı olduğunu ve kuraklık koşulları altında susuz kalmayı önlediğini göstermiştir [7]. Başka bir husus da ozmotik ayarlamadır. Kuraklık stresine yanıt olarak bitkiler, prolin ve çözünür şekerler gibi ozmoprotektanlar biriktirebilir. Bu, hücresel su dengesini korumaya ve susuz kalmayı önlemeye yardımcı olur [7]. Ayrıca, su stresine yanıt olarak stoma kapanmasını düzenleme yeteneği de pratiktir ve bu da terleme yoluyla su kaybını azaltmaya yardımcı olur [31].

Darı ( Panicum miliaceum L.)

Darılar, sıcak ve kurak koşullara oldukça iyi uyum sağlamış tahıl ürünleridir ve bu durum onları suyun sınırlı bulunduğu alanlar için mükemmel bir seçenek haline getirir. Darılar, mısır veya buğday gibi tahıl ürünlerinden önemli ölçüde daha az suya ihtiyaç duyar. Darılar, toprağa derinlemesine nüfuz edebilen ve farklı toprak katmanlarından suya erişebilen lifli bir kök sistemine sahiptir [30]. Ayrıca, kuraklık stresine yanıt olarak yaprakların yuvarlanma yeteneği de faydalıdır. Bu mekanizma, su durumunu korumaya ve kuraklık koşulları altında susuz kalmayı önlemeye yardımcı olur [2]. Darılar ayrıca prolin ve çözünür şekerler gibi ozmoprotektanları biriktirerek ozmotik potansiyellerini ayarlayabilir [19]. Etkili bir şekilde, su stresine yanıt olarak stoma kapanmasını da düzenleyebilir ve bu da terleme yoluyla su kaybını azaltmaya yardımcı olur [3].

Sorgum (Sorghum bicolor L.)

Sorgum, gerek taneleri gerekse yem bitkisi olarak yaygın bir şekilde yetiştirilen sıcak iklim tahıllarından biridir. Sorgum geleneksel olarak Afrika kıtasının kurak bölgelerinde yetiştirilir. Sorgumun geniş kök sistemi, daha derin toprak katmanlarından suya erişebilir ve bu da onu yağmura daha az bağımlı hale getirir [19]. Bitkiler su stresine yanıt olarak yapraklarını kıvırabilir ve bu da terleme yoluyla su kaybını azaltmaya yardımcı olur [2]. Kuraklık stresine yanıt olarak sorgum, prolin ve çözünür şekerler gibi ozmoprotektanları biriktirerek ozmotik potansiyelini ayarlayabilir [29]. Sorgum ayrıca su stresine yanıt olarak stoma kapanmasını düzenleyebilir ve bu da terleme yoluyla su kaybını azaltmaya yardımcı olur. Bu stoma düzenlemesi nedeniyle sorgum kuraklık koşulları altında fotosentez oranlarını koruyabilir [22]. Sorgum, sınırlı su kaynaklarına sahip bölgeler için umut vadeden bir üründür ancak bitki örtüsü için nispeten yüksek sıcaklıklara ihtiyaç duyar. Avrupa koşullarında olgunlaşma yalnızca en sıcak bölgelerde kaçınılmazdır. Ayrıca olgunlaşmanın sorun olmaktan kalktığı yeşil bir yem bitkisi olarak kendini kanıtlamaya başlamaktadır.

Karabuğday (Fagopyrum exculentum Moench.)

Karabuğday, daha serin iklimlere adapte olmuş ve çeşitli toprak tiplerine dayanabilen bir tahıl ürünüdür. Ayrıca zararlılara ve hastalıklara karşı nispeten dayanıklıdır, bu da onu düşük girdili bir ürün yapar. Genellikle nemli toprak gerektiren bir ürün olarak kabul edilmesine rağmen, bazı çeşitlerin nispeten kuraklığa dayanıklı olabileceğine dair kanıtlar vardır. Karabuğday, toprağa derinlemesine nüfuz edebilen ve farklı toprak katmanlarından suya erişebilen lifli bir kök sistemine sahiptir [26]. Bitkiler su stresine yanıt olarak yapraklarını kıvırabilir, bu da terleme yoluyla su kaybını azaltmaya yardımcı olur [37]. Ozmotik potansiyeli ayarlama yeteneği, hücresel su dengesini korumaya ve susuz kalmayı önlemeye yardımcı olur [39]. Karabuğdayın nispeten yüksek su kullanım verimliliğine sahip olduğu bulunmuştur, bu da diğer ürünlere göre kullanılan su birimi başına daha fazla biyokütle üretebileceği anlamına gelir [10]. Genel olarak, karabuğdayın kuraklığa dayanıklılık potansiyeli vardır, ancak kuraklık koşullarında en iyi performansı gösterdiği belirli çeşitleri ve koşulları belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.

Kinoa ( Chenopodium quinoa Willd .)

Kinoa, çok soğuk iklimlerden aşırı sıcak hava koşullarına dayanabilen bir tahıl türü olup diğer tahıllara göre daha az su gereksinimi vardır. Hasatlık ve zararlılara karşı dirençli bir türdür. Kinoa diğer ürünlere göre çok daha az suya ihtiyaç duyar ve bu da onu düşük yağışlı ve sınırlı sulama olan bölgeler için çok uygun hale getirir. Yılda sadece 250-300 mm yağışla hayatta kalabilirken, diğer birçok ürün en az 500-600 mm gerektirir [4]. Kinoa geleneksel olarak kurak koşullarla karakterize edilen Güney Amerika'nın And Dağları bölgesinde yetiştirilir [15]. Su eksikliği nedeniyle diğer ürünlerin yetişemediği alanlarda yüzyıllardır yetiştirilmektedir. Kinoa, küçük yaprak alanına ve alt toprak katmanlarından suya erişmesini sağlayan derin bir kök sistemine sahip olduğu için suyu verimli bir şekilde kullanma yeteneğiyle bilinir [38]. Kinoa, kuraklık koşullarının başlamasından önce hızla olgunlaştığı ve tohum ürettiği benzersiz bir kuraklık kaçış stratejisine sahiptir [4]. Genel olarak kinoa'nın kuraklığa dayanıklılığı ve kurak ve yarı kurak bölgelere uyum sağlayabilmesi, onu iklim değişikliği ve artan su kıtlığı karşısında sürdürülebilir tarım için umut vadeden bir ürün haline getirmektedir.

Arpa ( Hordeum vulgare L.)

Arpa, geleneksel olarak Orta Avrupa bölgesinde yetiştirildiği için heyecan verici bir üründür. Daha soğuk sıcaklıklara iyi uyum sağlayan ve çeşitli toprak tiplerine dayanabilen bir üründür. Ayrıca nispeten kuraklığa dayanıklıdır ve mısır veya buğday gibi diğer tahıl ürünlerinden daha az suya ihtiyaç duyar. Arpada kuraklığa dayanıklılık, derin kök sistemleri, azaltılmış yaprak alanı ve artan su kullanım verimliliği gibi özelliklerle elde edilebilir [9]. Arpa ayrıca, gelişim aşamalarının zamanlamasındaki değişiklikler, dağılım ve fenolojideki kaymalar ve büyüme ve fizyolojik süreçlerdeki değişiklikler dahil olmak üzere iklim değişikliğine karşı bir dizi uyarlanabilir tepki gösterebilir [27]. Arpa, daha derin katmanlardan toprak nemine erişmesine olanak tanıyan nispeten derin bir kök sistemine sahiptir [23]. Arpa ayrıca, DREB1 transkripsiyon faktörü geninin ifadesi gibi gen ifadesini düzenleyerek kuraklığa dayanıklılığını artırabilir [13]. Arpanın belirtilen özellikleri, bitkilerin yüksek sıcaklıklar ve kuraklık stresi dahil olmak üzere bir dizi iklim koşuluna dayanmasına neden olur [6].

Bahsedilen tahıl türleri değişen iklim koşullarına daha iyi uyum sağlar ve daha az su ve daha az girdiyle yetiştirilebilir, bu da onları sınırlı kaynaklara sahip alanlar için ideal hale getirir. Bu ürünler organik tarımda yetiştirilmeye de uygundur. Çiftçiler, bu iklime dayanıklı tahıl ürünlerini yetiştirmeyi teşvik ederek gıda güvenliklerini artırabilir ve iklim değişikliğine karşı dayanıklılıklarını artırabilirler.

Belirtilen özelliklerin yanı sıra, bahsedilen tahılların değişen bir iklimde yetiştirilmesini önceden belirleyen, yetiştirilmelerini destekleyebilecek ikinci avantajlarından da yararlanmak mümkündür. Bunlar, kanıtlanmış besinsel faydaları olan tahıl türleridir.

Kabuklu buğday türlerinin temel avantajı, organik tarım koşullarında bile %15 veya daha fazlasına ulaşan tahıldaki yüksek protein içeriğidir. Besinsel açıdan bakıldığında, protoplazmik protein fraksiyonlarının yüksek içeriği olumludur. Eincorn ve Gernik, klasik mayalı ürünler yapmak için uygun değildir; bu nedenle, gıda endüstrisinde makarna gibi diğer ürünleri hazırlamak için kullanılırlar. Çizelge 3'te daha fazla bilgi verilmiştir. En yaygın arpa ürünü biradır. Ancak arpa, gıda işleme açısından yeterince değer görmeyen bir hammaddedir çünkü ondan çok çeşitli ürünler hazırlanabilir. Arpanın çıplak formları gıda işleme için en uygundur.

Çizelge 3. Kabuklu buğday türleri ve arpanın özel üretim kalitesi

Parametre Siyez buğdayı Gernik buğdayı Dinkel Buğdayı Arpa
Protein içeriği Genellikle %15 civarında; İçeriği %20'yi aşan genotipler de bulunabilir. Sentetik azotlu gübrelerin uygulanmadığı organik tarım koşullarında bile yüksektir (genellikle %15-20). Yüksek, genellikle %14-19. lisin, treonin ve triptofan gibi bazı temel amino asitleri içerir
Potansiyel ürünler Maya dışı ürün (bisküvi, Arap ekmeği, tahıl pirinci). Mayasız ekmek, kahvaltılık tahıllar, ekstrüde ürünler, makarna. Ekmek, unlu mamuller, makarna, ekstrüde ürünler ve hazır yemekler, kavuzlu buğday birası, kavuzlu buğday kahvesi. lapa, çay, bira.
Zayıf yönler Düşük pişirme kalitesi (proteinlerin düşük şişme kapasitesi). Düşük pişirme kalitesine sahip glüten; mayalı pişirme ürünleri için uygun değildir. Önemli bir zayıflık yok. Arpa ürünlerine düşük müşteri ilgisi
Güçlü yönleri Daha yüksek karotenoid içeriği. Daha yüksek besin değeri (normal buğdayla karşılaştırıldığında). İyi pişirme kalitesi, daha iyi teknolojik işlenebilirlik. Yüksek beta-glukan içeriği
Ürün bulunabilirliği Siyez buğdayı ürünleri birçok ülkede (Avusturya, Almanya, Fransa, İtalya vb.) satın alınabilmektedir. Gernik buğdayının tam (kabuğu çıkarılmış) taneleri veya hatta Gernik buğdayı unu ve makarnaları da mevcuttur. Geniş ürün yelpazesi mevcuttur. Geniş ürün yelpazesi mevcuttur.

Çizelge 4'te listelenen ürünlerin avantajı, hepsinin glütensiz ürünler için kullanılabilir olmasıdır. Bunlar, birçok geleneksel gıda ürününün üretildiği geleneksel ürünlerdir. Ancak, bunların çoğu Avrupa'daki tüketiciler tarafından bilinmemektedir, bu nedenle bunları pazarlarken bu gerçeği hesaba katmak önemlidir. Kinoa'nın en büyük dezavantajı yüksek fiyatıdır.

Çizelge 4. Kabuklu buğday türlerinin özel üretim kalitesi

Parametre Darı Sorgum Karabuğday Kinoa
Protein içeriği Genellikle %10-12 aminoasitleri içermez . Genellikle %10-13, yüksek lizin içeriği. %14 civarında yüksek protein içeriği, kolay sindirilebilir.
Potansiyel ürünler Yulaf lapası, bazlama, pilav, bira. Yulaf lapası, kuskus, bira, şurup. Erişte, yulaf lapası, çay, kabuğu çıkarılmış tane. Tahıl, pul, makarna, patlamış mısır.
Zayıf yönler Anti-besin içeriği, özel tat, tahılın zor işlenmesi. Acı tat, zor sindirilebilirlik potansiyeli, işlenme potansiyeli. Spesifik lezzet, alerjik potansiyel ve işlenmesi zor. Potansiyel saponin riski ve antibesin içeriği.
Güçlü yönleri Glütensiz Glütensiz Glütensiz Glütensiz
Ürün bulunabilirliği Avrupa'da sınırlı sayıda mevcuttur, Avrupa'da sınırlı sayıda mevcuttur. Geniş ürün yelpazesi mevcuttur. Geniş ürün yelpazesi mevcuttur.

Bitki veya Çeşit Karışımlarının Yetiştirilmesi: İklim Değişikliğine Direnci Artırmak İçin Karışık Kültürlerin Kullanılma Olanakları

Ürün karışımları veya birlikte ekim, aynı tarlaya iki veya daha fazla ürünün birlikte ekilmesini içerir. Bu uygulama, biyoçeşitliliği artırarak ve ürün başarısızlığı riskini azaltarak iklim değişikliğinin üretim üzerindeki olumsuz etkilerini hafifletmeye yardımcı olabilir. Ürün karışımlarının iklim değişikliğinin olumsuz etkilerine karşı bir araç olarak kullanılabileceği bazı yollar şunlardır:

  • Bitkisel üretimin çeşitlendirilmesi: Ara ekim, aynı tarlada farklı ürünlerin yetiştirilmesine olanak tanır ve bu da ekim sisteminin iklim değişikliği etkilerine karşı dayanıklılığını artırabilir. Örneğin, Çin'de yürütülen bir çalışma, mısırın soya fasulyesiyle ara ekiminin verim istikrarını artırdığını ve monokültüre kıyasla ürün başarısızlığı riskini azalttığını buldu.

  • Toprak sağlığının iyileştirilmesi: Ürün karışımları, toprak mikroorganizmalarının çeşitliliğini artırarak ve besin döngüsünü iyileştirerek toprak sağlığını iyileştirebilir. Bu, toprak verimliliğini iyileştirebilir ve verimliliği artırabilir ve dolayısıyla çiftçilerin değişen iklim koşullarına uyum sağlamasına yardımcı olabilir. Örneğin, Brezilya'da yürütülen bir çalışma, mısır ve fasulyenin ara ekiminin toprak verimliliğini iyileştirdiğini ve monokültüre kıyasla ürün verimini artırdığını buldu.

  • Hastalık ve zararlıların yönetimi: Ara ekim, zararlıların yaşam alanlarını bozarak ve hastalıkların yayılmasını azaltarak hastalık ve zararlıların yönetilmesine de yardımcı olabilir. Bu durum, olumsuz çevresel etkilere sahip olabilen pestisitlere olan gereksinimi azaltabilir. Örneğin, Kanada'da yürütülen bir çalışma, buğday ve bezelyenin ara ekiminin monokültüre kıyasla yaygın kök çürümesi vakalarını azalttığını buldu.

İşte Orta Avrupa'da iklim değişikliğinin bitkisel üretim üzerindeki olumsuz etkilerini azaltmak için kullanılan bazı ürün karışımlarına örnekler:

Kışlık buğday ve fasulye Almanya'da test edildi. Kışlık buğday ve fasulyenin birlikte ekilmesinin, monokültüre kıyasla toprak verimliliğini iyileştirdiği ve ürün verimini artırdığı bulundu. Karışım ayrıca azot sızma riskini azalttı ve besin maddesi alım verimliliğini iyileştirdi [20].

Polonya'da çavdar ve baklagillerin birlikte ekilmesi test edildi. Çavdarın fiğ, bezelye veya yonca gibi baklagillerle birlikte ekilmesi, toprak yapısını ve verimliliğini iyileştirdi, erozyonu azalttı ve verim istikrarını artırdı [35].

Macaristan'da mısır ve soya fasulyesinin birlikte ekilmesiyle ilgili deneylerin verim istikrarını artırdığı, toprak verimliliğini iyileştirdiği ve hastalık ve zararlı riskini azalttığı bulundu [1].

Avusturyalı bilim insanları, yoncanın toprak neminin korunmasına ve buharlaşmanın azaltılmasına yardımcı olması nedeniyle kışlık buğdayın yoncayla birlikte ekilmesinin kuraklığa dayanıklılığı iyileştirdiği konusunda araştırma yaptı. Bu karışım toprak yapısını ve verimliliğini pozitif olarak etkiledi [12].

Almanya'da arpa ve baklagillerin (bezelye veya bakla) birlikte ekilmesi test edildi. Monokültüre kıyasla artan verim istikrarı ve kuraklık toleransı kaydedildi [16].

Mısır ve fasulye ara ekiminin İsviçre'de test edilmesinin kuraklık toleransını artırdığı ve besin döngüsünü ve toprak organik maddesini geliştirerek toprak sağlığını iyileştirdiği bulundu [33]. Belirtilen etki ve yazara bir bağlantı da dahil olmak üzere daha fazla örnek Çizelge 5'te verilmiştir.

Çizelge 5. Birlikte ekimin yararlarını gösteren bazı örnekler

Fayda Mekanizma Örnek Referans
Bitkisel üretimin çeşitlendirilmesi Bitki yetiştirme sisteminin dayanıklılığını artırır Kışlık buğday / tarla fasulye Almanya'da melezleme [20]
Toprak sağlığının iyileştirilmesi Toprak yapısını ve verimliliğini iyileştirir Çavdar / baklagil Polonya'da karışık ekim [35]
Hastalık ve zararlı yönetimi İstila riskini azaltır Mısır / soya fasulyesi Macaristan'da karışık ekim [1]
Kuraklığa toleransın geliştirilmesi Toprak nemini korur ve buharlaşmayı azaltır Kışlık buğday / yonca Avusturya'da karışık ekim [12]
Kuraklığa toleransın geliştirilmesi Sisteme ek besin maddeleri sağlar Arpa / baklagil Almanya'da melezleme [16]
Kuraklığa toleransın geliştirilmesi Besin döngüsünü ve toprak organik maddesini artırır Mısır / fasulye İsviçre'de karışık ekim [33]
Kuraklığa toleransın geliştirilmesi Toprak su kullanım etkinliğini artırır Sorgum / Sudan otu Macaristan'da karışık ekim [25]

Çeşit karışımları, bir ekimde daha fazla çeşitlilikte buğday çeşidi yetiştirmeyi içerir ve iklim değişikliği karşısında çeşitli faydalar sağlayabilir ve verim istikrarının korunmasına yardımcı olabilir:

İklim dayanıklılığı: Değişen iklimle birlikte kuraklık, sıcak hava dalgaları ve yoğun yağış gibi aşırı hava olayları daha sık hale geliyor [17]. Farklı özelliklere sahip buğday çeşitlerinin bir karışımını yetiştirmek, bu tür olaylara karşı dayanıklılığı artırmaya yardımcı olabilir. Örneğin, bazı çeşitlerin toprağın derinliklerinden suya erişebilen daha derin kök sistemleri olabilirken, diğerleri sıcağa veya kuraklığa daha iyi dayanmalarını sağlayan özelliklere sahip olabilir.

Hastalık ve zararlılara dayanıklılık: Buğday çeşitlerinin bir karışımını yetiştirmek, hasatalık ve zararlıların istila riskini azaltabilir. Birden fazla çeşit birlikte yetiştirildiğinde, zararlıların ve hastalıkların yayılma olasılığı daha düşüktür ve daha kolay kontrol edilebilirler.

Verim istikrarı: Buğday çeşitlerinin bir karışımını yetiştirmek, zamanla daha istikrarlı verimler sağlamaya yardımcı olabilir. Farklı çeşitlerin farklı büyüme kalıpları ve çevre koşullarına tepkileri olduğundan, bazı çeşitler bir yılda daha iyi performans gösterirken diğerleri başka bir yılda daha iyi performans gösterebilir. Üreticiler, çeşitlerin bir karışımını yetiştirerek, belirli bir yılda iyi bir ürün elde ettiklerinden daha emin olabilirler.

Besin verimliliği: Bazı buğday çeşitleri belirli toprak koşullarına veya besin seviyelerine daha iyi adapte olmuştur. Çeşitliliklerin bir karışımını yetiştirmek, tüm toprak besinlerinin etkili bir şekilde kullanılmasını sağlayarak daha verimli besin kullanımına ve potansiyel olarak daha yüksek verime yol açabilir.

Gelişmiş biyoçeşitlilik: Buğday çeşitlerinin bir karışımını yetiştirmek, çiftlikte artan biyoçeşitliliğe katkıda bulunabilir. Çiftçiler, ürünü çeşitlendirerek daha geniş bir bitki ve hayvan türü yelpazesi için bir yaşam alanı sağlayabilir ve bu da sağlıklı ve dengeli bir ekosistemin korunmasına yardımcı olabilir.

Azaltılmış çevresel etki: Buğday çeşitlerinin bir karışımını yetiştirmek, gübre ve pestisit gibi sentetik girdilere olan ihtiyacı azaltarak çiftçiliğin çevresel etkisini azaltabilir. Ürünün çeşitliliği, zararlıları ve hastalıkları doğal olarak kontrol etmeye yardımcı olarak kimyasal müdahalelere olan ihtiyacı azaltabilir.

İyileştirilmiş toprak sağlığı: Buğday çeşitlerinin bir karışımını yetiştirmek, yararlı toprak mikroorganizmalarının büyümesini teşvik ederek toprak sağlığını iyileştirebilir. Farklı çeşitlerin farklı kök yapıları olabilir ve toprak mikrobiyal çeşitliliğini ve aktivitesini teşvik etmeye yardımcı olabilecek farklı bileşikler salgılayabilir.

Kaynaklar

  1. Árendás, T. et al. (2017). Intercropping of maize and soybean increases efficiency of resource use and grain yields. Journal of Agronomy and Crop Science, 203(3): 209-217.

  2. Babar, M.A., et al. (2016). Leaf rolling and membrane stability index in relation to drought tolerance in different sorghum genotypes. Pakistan Journal of Botany, 48(2), 689-696.

  3. Babu, P.P., et al. (2016). Expression of drought-responsive genes and identification of molecular markers associated with drought tolerance in finger millet (Eleusine coracana). Plant Biotechnology Reports, 10(2), 89-96.

  4. Bazile, D., Jacobsen, S. E., & Verniau, A. (2016). The global expansion of quinoa: trends and limits. Frontiers in Plant Science, 7, 622.

  5. Beniston, M., Rebetez, M., Giorgi, F., & Marinucci, M. R. (1997). An analysis of regional climate change in Switzerland. Theoretical and Applied Climatology, 58(1-2), 221-243.

  6. Ceccarelli, S. (2014). Adaptation to climate change—Sustainable agriculture. In Plant breeding and farmer participation. Springer, Dordrecht, pp. 171-188.

  7. Chen, C., et al. (2014). Comparative analysis of drought-responsive proteins in wheat and its progenitor species Triticum urartu. Journal of Proteomics, 109, 20-31.

  8. FAO (2021). Climate change and food security: Risks and responses. Food and Agriculture Organization of the United Nations. http://www.fao.org/3/cb3696en/cb3696en.pdf

  9. Farooq, M., Hussain, M., Siddique, K. H., & Ozturk, L. (2014). Drought stress in plants: An overview. In Plant Responses to Drought Stress. Springer, Cham, pp. 1-33.

  10. Fukuda, Y., et al. (2018). Differences in water-use efficiency among upland crops and their dependence on environmental conditions in a cool temperate region. Field Crops Research, 218, 93-101.

  11. Hatfield, J. L., Boote, K. J., Kimball, B. A., Ziska, L. H., Izaurralde, R. C., Ort, D., et al. & Thomson, A. M. (2011). Climate impacts on agriculture: Implications for crop production. Agronomy Journal, 103(2), 351-370.

  12. Herzog, F. et al. (2019). Intercropping winter wheat and clover improves soil structure and reduces drought stress. Plant and Soil, 442(1-2): 85-100.

  13. Hussain, S. S., Kayani, M. A., Amjad, M., Transcription, & Shah, T. (2011). Plant signaling for drought tolerance. Pakistan Journal of Botany, 43(5), 2235-2243.

  14. IPCC (2014). Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Part B: Regional Aspects. Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.

  15. Jacobsen, S. E. (2017). Adaptation of quinoa (Chenopodium quinoa) to northern European agriculture: studies on the developmental pattern. Journal of Agronomy and Crop Science, 203(1), 38-47.

  16. Kage, H. et al. (2016). Intercropping with legumes improves the drought tolerance and yield of barley under field conditions. Journal of Agronomy and Crop Science, 202(2): 125-135.

  17. Kahiluoto, H., Kaseva, J., Balek, J., Olesen, J. E., Ruiz-Ramos, M., Gobin, A., et al. & Kersebaum, K. C. (2019). Crop diversification strategies for the mitigation of climate change impacts on European agriculture. Agriculture, Ecosystems & Environment, 283, 106583.

  18. Karimizadeh, R., et al. (2016). Assessment of drought tolerance of Gernik wheat (Triticum dicoccum Schübler) lines by stress tolerance indices. Cereal Research Communications, 44(4), 624-634.

  19. Kholova, J., et al. (2010). Drought stress characterization of post-rainy season (rabi) sorghum in India. Field Crops Research, 117(2-3), 221-230.

  20. Koepke, B. et al. (2021). Intercropping of winter wheat and field beans: effects on soil fertility, yield and nitrogen leaching. Agriculture, Ecosystems & Environment, 313: 107359.

  21. Lobell, D. B., Schlenker, W., & Costa-Roberts, J. (2011). Climate trends and global crop production since 1980. Science, 333(6042), 616-620.

  22. Ludlow, M.M., & Muchow. M.J. (1990). A critical evaluation of traits for improving crop yields in water-limited environments. Advances in Agronomy, 43, 107-153.

  23. Manschadi, A. M., Christopher, J., deVoil, P., Hammer, G. L., & Meinke, H. (2006). The role of root architectural traits in adaptation of wheat to water-limited environments. Functional Plant Biology, 33(9), 823-837.

  24. Menzel, A., Sparks, T. H., Estrella, N., Koch, E., Aasa, A., Ahas, R., et al. & Wu, X. (2006). European phenological response to climate change matches the warming pattern. Global Change Biology, 12(10), 1969-1976.

  25. Nyéki, J. et al. (2020). Yield and yield stability of sorghum and sudangrass in mono- and intercropping under dryland conditions. Agronomy, 10(9): 1376.

  26. Pan, Y., et al. (2020). Root distribution and drought tolerance of Fagopyrum tataricum in karst and non-karst areas. Journal of Soil and Water Conservation, 75(3), 267-274.

  27. Porter, J. R., & Semenov, M. A. (2005). Crop responses to climatic variation. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 360(1463), 2021-2035.

  28. Porter, J. R., Xie, L., Challinor, A. J., Cochrane, K., Howden, S. M., Iqbal, M. M., et al. & Lobell, D. B. (2014). Food security and food production systems. In Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Part A: Global and Sectoral Aspects. Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press. pp. 485-533.

  29. Reddy, B.V.S., et al. (2015). Drought tolerance mechanisms in sorghum and their relevance to breeding for drought-resistant crops. Annals of Applied Biology, 166(2), 117-137.

  30. Reddy, B.V.S., et al. (2019). Pearl Millet: A Climate-Resilient Crop for Sustainable Dryland Agriculture. Frontiers in Plant Science, 10, 42.

  31. Royo, C., et al. (2016). Dinkel wheat under Mediterranean conditions: Yield and grain quality responses to drought stress. Field Crops Research, 196, 331-342.

  32. Saeidi, M., Abdoli, M., & Kafi, M. (2015). Effects of drought stress and sowing date on yield and yield components of Siyez wheat (Triticum monococcum L.). Journal of Agricultural Science, 7(12), 41-50.

  33. Seufert, V. et al. (2012). Intercropping for the management of pests and diseases in vegetable agroecosystems: a review. Agronomy for Sustainable Development, 32(2): 369-382.

  34. Shahid, M.A., et al. (2011). Gernik wheat (Triticum dicoccum) for saline and drought stress tolerance. African Journal of Biotechnology, 10(50), 10131-10139.

  35. Siczek, A. et al. (2019). Intercropping of winter rye with legumes improves soil structure and fertility in organic farming system. Soil and Tillage Research, 186: 119-129.

  36. Teklu, Y., et al. (2019). Phenotypic diversity and evaluation of Ethiopian Gernik wheat (Triticum dicoccon Schrank) accessions for drought tolerance. Agriculture, 9(7), 144.

  37. Wang, Y., et al. (2019). Effect of drought stress on the growth, photosynthesis, and antioxidant system in buckwheat seedlings. Polish Journal of Environmental Studies, 28(2), 789-799.

  38. Zerpa, D., Arancibia, R. A., & Marconi, P. L. (2015). Drought resistance mechanisms of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.): a review. Chilean Journal of Agricultural Research, 75(1), 49-57.

  39. Zhang, Y., et al. (2016). Physiological response of buckwheat to drought stress and water-saving irrigation. Journal of Agronomy and Crop Science, 202(4), 317-326.