Domateslerde Erken Su Stresi Tespiti

Hollanda'da Domateslerin Susuzluğu Yapraklar Solmadan Tespit Edilmeye Çalışılıyor

Hollanda'da modern sera yetiştiriciliğine yönelik yürütülen yeni bir araştırma, domates bitkilerinin su ihtiyacının gözle görülür belirtiler ortaya çıkmadan önce belirlenmesine odaklanıyor. Twente Üniversitesi bünyesindeki ITC Fakültesinde doktora araştırmasını sürdüren Joman Alshnaikat, üniversitenin UT FieldLab araştırma serasında yetiştirilen 250 domates bitkisini termal kameralar, hiperspektral sensörler ve fotosentez ölçüm cihazlarıyla inceliyor. Araştırmanın temel amacı, bitkilerde su stresinin erken aşamalarında meydana gelen fizyolojik değişimleri belirleyerek bu değişimlerin uzaktan algılama teknolojileriyle tespit edilip edilemeyeceğini araştırmak.

Su stresi yapraklar solmadan önce başlıyor

Domates bitkileri yeterli suya ulaşamadığında fizyolojik süreçlerinde çeşitli değişiklikler meydana geliyor. Bitki yapraklarında bulunan ve stoma olarak adlandırılan küçük gözenekler, normal koşullarda gaz alışverişini ve su buharının dışarı verilmesini sağlıyor. Yaprak yüzeyinden gerçekleşen su buharlaşması, bitkinin serinlemesine de yardımcı oluyor. Su eksikliği başladığında bitki, mevcut suyunu koruyabilmek için stomalarını kapatabiliyor. Ancak bu durum yaprakların buharlaşma yoluyla serinlemesini azaltıyor. Bunun sonucunda yaprak sıcaklığı artabiliyor ve fotosentez için gerekli karbondioksit alımı sınırlanabiliyor. Bu değişiklikler, yapraklarda gözle görülür solma belirtileri ortaya çıkmadan önce başlayabiliyor. Twente Üniversitesi araştırmacıları, su stresinin bu erken aşamalarını sensörlerle belirlemenin yollarını araştırıyor.

250 domates bitkisi sensörlerle inceleniyor

Araştırma kapsamında üniversitenin UT FieldLab tesisindeki serada 250 domates bitkisi yetiştirildi. Bitkilerin çevresine ve üst bölümlerine yerleştirilen farklı ölçüm cihazlarıyla gelişim süreçleri takip edildi. Çalışmada kullanılan termal kameralar, yaprakların yüzey sıcaklıklarını ölçerek bitkiler arasındaki sıcaklık farklılıklarını ortaya koyuyor. Yeterli suya ulaşamayan bitkilerde buharlaşmaya bağlı soğuma azalabildiği için yaprak sıcaklığı, su stresine ilişkin önemli bir gösterge olarak değerlendiriliyor. Araştırmacılar, termal görüntülerden elde edilen verileri diğer fizyolojik ölçümlerle karşılaştırarak sıcaklık değişimlerinin bitkilerin su durumuyla ilişkisini inceliyor.

Hiperspektral sensörlerle görünmeyen değişimler izleniyor

Araştırmada termal kameraların yanında hiperspektral sensörler de kullanılıyor. Bu sensörler, bitki yapraklarından yansıyan ışığı insan gözünün ayırt edemediği çok sayıda dar dalga boyu aralığında ölçebiliyor. Bitkilerin su durumu ve fizyolojik özellikleri değiştikçe ışığı yansıtma biçimleri de farklılaşabiliyor. Araştırmacılar, bu farklılıkların su stresinin erken belirtilerini belirlemek amacıyla kullanılıp kullanılamayacağını inceliyor. Çalışmada ayrıca LI-COR LI-6800 adlı taşınabilir fotosentez ölçüm sistemiyle yaprakların fotosentetik faaliyetleri değerlendiriliyor. Bu sayede termal görüntüler, hiperspektral ölçümler ve fotosentez verileri birlikte analiz edilebiliyor.

Serada sıcaklık 45 dereceye ulaştı

Araştırma sırasında çevresel koşullar da önemli bir rol oynadı. Deneylerin gerçekleştirildiği temmuz ayında Avrupa'nın bazı bölgelerinde etkili olan sıcak hava dalgası, araştırma serasındaki sıcaklıkları da yükseltti. Twente Üniversitesi'nin açıklamasına göre güneşli günlerde sera içi sıcaklık dış ortamdan 5 ila 10 derece daha yüksek ölçüldü. Bazı dönemlerde sıcaklık yaklaşık 45 dereceye ulaştı. Bu koşulların yönetilmesi için serada önceden kurulan sisleme ve gölgeleme sistemlerinden yararlanıldı. Araştırmacılar, yüksek sıcaklıkların bitki gelişimi ve su stresi üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesinde yetiştirilen domates çeşidinin de önemli olduğunu belirtiyor. Bu nedenle sera koşullarına ve araştırmanın gerçekleştirildiği mevsime uygun çeşitlerin seçilmesi gerektiği vurgulanıyor.

Gelecekte dronlar ve uydular kullanılabilir

Araştırmanın uzun vadeli hedeflerinden biri, tek tek yapraklarda belirlenen fizyolojik değişimlerin daha geniş üretim alanlarında da tespit edilebilmesi. Bu amaçla yaprak seviyesinde yapılan ölçümler, bitkinin tamamını kapsayan sensör verileriyle karşılaştırılıyor. Araştırmacılar, belirli sıcaklık veya ışık yansıması değişimlerinin su stresiyle güvenilir şekilde ilişkilendirilmesi durumunda benzer göstergelerin gelecekte dronlar ve uydu sistemleriyle izlenebileceğini değerlendiriyor. Böylece geniş tarım alanlarında bitkilerin su ihtiyacının daha erken belirlenmesine yönelik teknolojilerin geliştirilmesi mümkün olabilir. Ancak araştırma henüz bu yaklaşımın ticari ölçekte doğrulandığı bir uygulama olarak sunulmuyor.

Akıllı sulama sistemlerine katkı sağlayabilir

Modern seracılıkta sulama kararları; yetiştirme ortamının özellikleri, drenaj miktarı, iklim verileri ve bitkilerin gelişim dönemleri dikkate alınarak veriliyor. Bitkinin fizyolojik durumunun doğrudan ölçülmesi ise sulama yönetimine ek bilgi sağlayabilecek bir araştırma alanı olarak öne çıkıyor. Twente Üniversitesi'nde yürütülen çalışma, bitkilerde su eksikliğinin yalnızca gözle görülen belirtilerle değil, sıcaklık ve ışık yansıması gibi ölçülebilir değişimlerle de değerlendirilebilmesine odaklanıyor. Araştırmadan elde edilen veriler, gelecekte sulama kararlarını destekleyen yeni sensör sistemlerinin geliştirilmesine katkı sağlayabilir. Bununla birlikte çalışmada henüz ticari sera işletmelerinde sağlanmış belirli bir su tasarrufu veya verim artışı oranı açıklanmış değil. 

Araştırma, domates yetiştiriciliğinde su stresinin erken tespitine yönelik teknolojilerin geliştirilmesi açısından önemli bir bilimsel çalışma olarak dikkat çekiyor.

Kaynak: www.utwente.nl

Derleme ve Türkçe Editoryal Düzenleme: AgroAktüel