Prof. Dr. Ufuk Demirel

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi, Tarım Bilimleri ve Teknolojileri Fakültesi, Tarımsal Genetik Mühendisliği Bölümü

Giriş

Dünyada nüfus artışı nedeniyle su ihtiyacı her geçen gün artmakta, buna karşın su kaynakları giderek azalmakta ve dünya nüfusunun % 40’ının yaşadığı yaklaşık 80 ülkede ciddi su sıkıntısı yaşanmaktadır. Dünyadaki tatlı suyun %85’i tarımsal amaçlı kullanılırken, bu suyun % 50’den fazlası verimsiz bir şekilde kullanılmaktadır (Hamdy ve ark., 2003). Türkiye’de küresel iklim değişikliğine bağlı olarak yağış rejiminde düzensizliklerin arttığı, özellikle Güneydoğu Anadolu ve İç Anadolu’da yağış miktarının azalarak kuraklığın arttığı bildirilmektedir (Aküzüm ve ark. 2010, Bahadır 2011, Kapluhan 2013; Öztürk 2002, Türkeş 2012). Tarımda su kayıplarını azaltmanın ve su verimliliğini arttırmanın çeşitli yöntemleri bulunmaktadır. Örneğin sulama yöntemlerinin iyileştirilmesi, bitki yetiştirme dönemlerinin yeniden düzenlenmesi ve kurağa toleranslı/dirençli yeni çeşitlerin ıslah edilmesi bunlar arasında sayılabilir. Etkili sulama sistemleri aracılığıyla her ne kadar tarımsal amaçlı kullanılan suda tasarruf sağlansa da bitki ıslahı aracılığıyla kurak koşullarda da yüksek verim oluşturabilen yeni çeşitlerin geliştirilmesi, daha etkili bir çözüm olarak öne çıkmaktadır. Bu nedenle, kurağa toleranslı/dirençli çeşitler ile suyu daha etkin kullanan sulama yöntemlerinin bir arada kullanıldığı bitkisel üretim sistemleri tarımsal sürdürülebilirlik ve ekonomik tarımsal verimlilik açısından bir gerekliliktir.

Patatesin Kurağa Tarımsal Tepkileri

Patates üretiminde verimi etkileyen en önemli faktörlerden birisi sudur. Patates, bir dekar (1000 metrekare) alanda 5-6 ton yumru verimi oluşturmak için bir üretim sezonunda 500-600 mm suya, yani 1 dekar alanda 500-600 ton suya ihtiyaç duymaktadır. Eğer patates bu su ihtiyacını yağmurla karşılıyorsa sulama yapmaya gerek yoktur. Fakat Türkiye’nin geniş alanlarda patates yetiştirilen hiçbir bölgesinde, bir patates yetiştirme sezonunda 500-600 mm yağış olmamaktadır. Bu nedenle, ülkemizde patates tarımı sulamaya dayalı olarak yapılmaktadır. İç Anadolu bölgesinde patates tarımı Nisan-Ekim aylarında ana ürün olarak yapılmaktadır ve bu dönemde Niğde-Konya bölgesinde toplam 100-160 mm civarında yağış meydana gelmektedir. Bununla birlikte, bitkiler yağışla veya sulamayla gelen suyun tamamından faydalanamazlar. Çünkü suyun bir kısmı kök bölgesinden daha aşağıya, toprağın derinliklerine doğru sızar. Toprağın yapısına göre su sızıntısının miktarı değişiklik göstermektedir. Humuslu topraklarda su sızıntısı az olurken, kumlu topraklarda su sızıntısı çok olmaktadır. Bu nedenle, toprak yapısı kumlu olan Niğde-Nevşehir bölgesinde patates çiftçisi 5-8 gün aralıklarla toplam 12-18 kez sulama yapmaktadır ve toprağa verilen su miktarı toplam 800-900 mm’ye kadar ulaşabilmektedir. Akdeniz bölgesinde özellikle Hatay’da Ocak-Haziran ayları arasında yapılan turfanda patates tarımında 10-15 gün aralıkla 4-6 kez sulama yapılmakta ve sulama miktarı 300-400 mm civarında gerçekleşmektedir. Patates esasen suyu diğer tarımsal bitkilere göre daha etkili kullanan bir bitkidir. Uygulanan her m³ suya karşılık patates 5600 kcal besin enerjisi üretirken, mısır 3860 kcal, buğday 2300 kcal, çeltik ise 2000 kcal enerji üretmektedir (Renault ve Wallender, 2000). Bununla birlikte patatesin kök sisteminin yüzlek olması nedeniyle su eksikliğinden çabuk etkilenmekte ve yeterli suyun olmadığı koşullarda verim ve kalitede çok büyük azalma olmaktadır (Levy 1985, Iwama 2008, Satchithanantham ve ark. 2014). Bu nedenle de patates çoğunlukla su stresine hassas bir bitki olarak değerlendirilmektedir (Van Loon 1981, Schafleitner 2009, Levy ve ark. 2013, Monneveux ve ark. 2013). Patates ılıman iklime sahip orta ve kuzey Avrupa, Kuzey Amerika, Japonya gibi bölgelerde çoğunlukla yağışa dayalı olarak yetiştirilirken, diğer bölgelerde sulanarak yetiştirilmektedir. Yağışa dayalı yetiştirildiği bölgelerde yetersiz yağış nedeniyle, sulamanın zorunlu olduğu kurak, yarı-kurak ve hava nispi neminin düşük olduğu bölgelerde ise yetersiz sulama sebebiyle genel olarak kuraklık stresine maruz kalmaktadır (Levy ve ark. 2013). Kuraklığın patates üretimine etkisinin büyüklüğü, kuraklığın meydana geldiği bitki gelişim dönemine, kuraklığın süresine ve şiddetine bağlıdır. Her bir mm su kısıtlaması sonucu ortalama yumru veriminde 117 kg/ha verim düşüşü meydana geldiği tahmin edilmektedir (Vos ve Groenwold 1988). Kuraklık stresi tarımsal açıdan patatesin bitki gelişimini yavaşlatmakta (Deblonde ve Ledent 2001), erkenciliği teşvik ederek yaşam döngüsünü kısaltmakta (Kumar ve ark. 2007), yumru sayısını düşürmekte (Eiasu ve ark. 2007) ve yumru büyüklüğünü azaltmaktadır (Schafleitner ve ark. 2007). Bunların sonucunda yumru veriminde ve kalitesinde azalma meydana gelmektedir. Jefferies ve McKerron (1987), kurak koşullarda farklı patates çeşitlerinde toplam kuru madde üretimi ile yumru veriminin düştüğünü ve kuru madde oranının arttığını bildirmişlerdir. Bunun yanında, kuraklık stresi patateste fizyolojik olarak yaprak alan indeksinin düşmesine (Shahnazari ve ark. 2007), stoma iletkenliğinin azalmasına (Bansal ve Nagarajan 1987), birim yaprak alanındaki fotosentezin azalmasına (Vasquez-Robinet ve ark. 2008) neden olmaktadır. Patatesin su stresine en hassas olduğu dönem yumru oluşumu ve yumru büyütme dönemleridir (MacKerron ve Jefferies 1988, Fabeirio ve ark. 2001). İklim değişikliği ve patates tarım alanlarının kuraklığa eğilimli bölgelere doğru artış göstermesine bağlı olarak, önümüzdeki 10-20 yıl içinde su yetersizliğinin patates üretimi üzerine olan etkisi olasılıkla artacaktır. Bu nedenle, son yıllarda patateste etkili su yönetimi ve kuraklığa toleranslı çeşitlerin geliştirilmesi gibi konuların sıkça tartışıldığını görmekteyiz (Schafleitner 2009, Levy ve ark. 2013, Monneveux ve ark. 2013).

Patatesin kurağa yüksek düzeyde hassas olması ve tüm dünyada su kaynaklarındaki azalma eğilimine bağlı olarak, fazla verim ve kalite kaybı olmadan daha az (kısıtlı) su ile üretim yapmayı amaçlayan araştırmalar artmaktadır. Shock ve Feibert (2002), Oregon’un yarı-kurak koşullarına sahip bölümünde, patateste evapotransprasyonun (ET) %100’ü, %70’i ve %50’si olacak şekilde üç farklı sulama uygulaması yapmışlar ve araştırmanın sonucunda, kısıtlı sulama koşullarında hem toplam yumru veriminde kayıplar meydana geldiğini belirlemişler hem de çiftçilerin karının azaldığını hesaplamışlardır. Yapılan başka bir araştırmada patates yumru veriminin %30 kısıtlı sulama uygulamasında (%70 ET uygulaması), kontrole (%100 ET) göre %24 azaldığı bildirilmiştir (Alva 2008). Belçika’da sıcak iklim koşullarında yapılan bir çalışmada, 6 farklı patates çeşidi kullanılarak, üç değişik sulama uygulamasının patates üzerine etkisi incelenmiştir (Deblonde ve ark. 1999). Bu çalışmada, 1) yağışı tamamlayıcı olarak tam sulama, 2) sadece yağış ve 3) plastik örtüyle yağışın engellenmesi vasıtasıyla kuraklığa maruz bırakma şeklinde üç uygulama yapılmıştır. Yağışı engellemek için plastik örtü kullanarak yapılan kuraklık uygulaması, bitkilerin %50 çıkış tarihinde başlatılmış ve çıkıştan sonraki 55-57. Güne kadar devam ettirilmiş, ardından plastik örtü kaldırılmıştır. Sonuç olarak, kontrolle mukayese edildiğinde kuraklık stresi uygulamasında hem yumru verimi hem de hasat indeksi önemli düzeyde azalmıştır. Deblonde ve ark. (1999) yaptıkları bu çalışmada, yetiştirme döneminin ilk devrelerinde meydana gelen kuraklık stresine geççi çeşitlerin, erkenci çeşitlere göre daha iyi dayandığını bildirmişlerdir. Lübnan’da yapılan bir çalışmada, ölçülen ET’nin %80’ni şeklinde uygulanan orta kısıtlı sulama koşullarında patateste pazarlanabilir yumru veriminin kontrole (%100 ET) göre azalmadığı fakat ET’nin %60’ı düzeyinde uygulanan şiddetli su kısıtlamasının pazarlanabilir yumru verimini %21 düşürdüğü belirlenmiştir (Darwish ve ark., 2006). Farklı sulama rejimlerinin patates gelişimi ve verimi üzerine etkisinin araştırıldığı bir çalışmada, yüzey buharlaşmayla (Evaporasyon, Ep) kaybolan suyun 1,25, 1,00, 0,75, 0,50 ve 0,25 katı damla sulamayla patatese uygulanmıştır. Sonuç olarak, ilk üç uygulamadan elde edilen verim değerleri arasında istatistiki açıdan önemli bir fark oluşmamış, buna karşın kontrol uygulamasına göre üçüncü (0.50) ve dördüncü (0.25) uygulamadaki yumru verimleri önemli ölçüde düşmüştür (Yuan ve ark. 2003). Ahmadi ve ark (2010)’un Danimarka koşullarında farklı toprak tekstürlerinde yaptıkları değişik sulama uygulamalarında, en yüksek yumru veriminin tınlı kum topraklarda ve tam sulama koşullarında elde edildiğini gözlemlemişlerdir. Bununla beraber, %35 kısıtlı sulama koşularında oransal olarak en yüksek verim azalışı yine bu toprak koşullarında gerçekleşmiştir (Ahmadi ve ark 2010). Bu nedenle, aynı araştırmacılar, tınlı kum topraklarda kısıtlı sulamayı önermezlerken, kumlu tın ve kumlu topraklarda su tasarrufu amacıyla kısıtlı sulamanın uygulanabileceğini bildirmişlerdir. Ülkemizde turfanda patates koşullarda patatesin su tüketimi ve kısıtlı sulama uygulamalarının etkilerin araştıran Onder ve ark. (2005), ilave sulama ile üretim yapılan Akdeniz iklim koşullarında yağış miktarına bağlı olarak kısıtlı sulama uygulanabileceğini, ancak bitkinin su ihtiyacının %33’ünden daha fazla kısıntı yapmanın önerilmediğini bildirmişlerdir.

Yukarıda bir kısmı kısaca özetlenen çalışmalardan anlaşılacağı gibi patates bitkisi su stresinden çabuk etkilenmekte ve kuraklığın şiddetine bağlı olarak çok önemli verim ve kalite kayıpları olabilmektedir. Uygun çeşitler ve sulama stratejileri kullanılarak bir miktar su kısıntısı uygulanabileceği, ancak su kısıntısının %30’dan daha fazla olması durumunda verim kaybının yüksek olacağı ortaya konulmuştur.

Türkiye Patates Üretimi Açısından Kuraklığın Önemi Ve Olası Etkileri

Ülkemizde patates, sulamaya dayalı olarak yetiştirilmekte olup, ana ürün koşullarında üretim sezonu boyunca 12-18 kez sulanmakta ve yaklaşık 700-900 mm su verilmektedir (Çalışkan 2014). Türkiye’de patatesin genellikle kumlu, geçirgen topraklarda yetiştirilmesi nedeniyle sık sulanması gerekmektedir. Patates sulamasında çoğunlukla yeraltı su kaynakları kullanıldığından sulama için yüksek miktarda enerji (elektrik, motorin) harcanmaktadır. Bu nedenle sulama en önemli üretim girdilerinden birisini oluşturmaktadır. Ayrıca bu şekilde yüksek su tüketimi, ülkemizdeki su kaynaklarının azalmasına yol açarak, tarımsal üretimimizin sürdürülebilirliğini tehdit etmektedir (Çalışkan 2014).

Ülkemizde patatesin yaklaşık %60’ı Orta Anadolu’da yetiştirilmektedir (Çalışkan ve ark. 2010). 2004 yılından sonra Niğde-Nevşehir illerinde siğil hastalığı nedeniyle bazı alanların patates tarımına kapatılmasının da etkisiyle, patates tarımın başta Konya ve Sivas olmak üzere Orta Anadolu’daki diğer illere kaymıştır. Özellikle Konya ovasında son 10 yıl içerisinde patates, mısır, şekerpancarı ve ayçiçeği gibi sulanan bitkilerin ekim alanlarının hızlı bir şekilde arttığı görülmektedir. Aynı şekilde Konya, Aksaray, Niğde, Karaman gibi illerde meyve bahçesi tesislerinde de dikkate değer bir artış görülmektedir. Bu bölgelerde yer üstü su kaynakları son derece sınırlı olup, sulama amacıyla çoğunlukla yer altı su kaynakları kullanılmaktadır. Oysa başta Akdeniz, Orta Anadolu ve Güneydoğu Anadolu bölgeleri olmak üzere ülkemizde yağış miktarı azalma eğilimi göstermekte olup yukarıda açıklandığı gibi yakın gelecekte kuraklığın etkileri daha fazla hissedilmeye başlanacaktır (Aküzüm ve ark. 2010, Bahadır 2011, Kapluhan 2013; Öztürk 2002, Türkeş 2012, Öztürk 2015). Buna önlem olarak daha etkili sulama yöntemlerinin geliştirilmesi ve ülkemiz koşullarına uygun kuraklığa toleranslı patates çeşitlerinin geliştirilmesi gerekmektedir.

Türkiye’de kullanılan patates çeşitlerinin tamamı, patates üretiminin tamamen veya kısmen yağışa dayalı olarak yapıldığı, yetişme döneminin ülkemize göre daha serin olduğu ülkelerde ıslah edilmiş çeşitlerdir. Bu çeşitler yüksek verim potansiyeline sahip olsalar bile, yetişme döneminin daha sıcak ve tamamen kurak olduğu Türkiye koşullarında verimlerinin düşmesi doğal bir sonuçtur. Kuraklık stresinin oluşması tek başına topraktaki su miktarına değil, aynı zamanda patatesin yetiştirildiği ortamdaki hava nemine de bağlıdır. Örneğin, benzer toprak yapısına sahip fakat hava oransal nemi daha az olan bir bölgede evapotransprasyon daha fazla olacağından, bitki daha kısa süre içerisinde kuraklık stresine girecektir. Türkiye’de patates tarımının en fazla yapıldığı Orta Anadolu Bölgesinde patates yetiştirme döneminde hava oransal nemi çok düşük olmakta, bunun yanında özellikle Niğde-Nevşehir bölgesinde toprağın kumlu yapıda olması nedeniyle bu bölgelerdeki toprak su tutma kapasitesi çok düşük seviyede kalmaktadır. Buna bağlı olarak, yüksek verim elde edebilmek için yetiştirme dönemi boyunca yüksek miktarda su kullanılmaktadır. Bu nedenle, su kaynaklarımızın ekonomik kullanımı ve tarımsal üretimin sürdürülebilirliği açısından ülkemiz koşullarına uygun, kuraklığa toleranslı ve verim stabilitesi yüksek patates çeşitlerinin ıslah edilerek üretim sistemine sokulması büyük önem taşımaktadır.

Patateste Kuraklığa Toleranslı/Dirençli Çeşit Islah Çalışmaları

Su kaynaklarının azalması ve su stresine hassas olan patatesin kısıtlı sulamalarda veriminin önemli ölçüde düşmesinden yola çıkarak, suyun yetersiz olduğu koşullarda patateste verimlilik, karlılık ve su tasarrufu bakımından en uygun yaklaşım, kuraklığa toleranslı çeşitlerin kullanılmasıdır. Küresel iklim değişikliğine bağlı olarak abiyotik stres ile ilgili kaygılar son yıllarda tüm dünyada artmaya başlamış ve kurağa toleranslı patates çeşitlerinin geliştirilmesi öncelikli ıslah amaçları arasına girmiştir (Schafleitner 2009, Levy ve ark. 2013, Monneveux ve ark. 2013). Bu amaçla en kapsamlı çalışmalar Uluslarararası Patates Merkezi (CIP) tarafından yürütülmektedir (Cabello ve ark. 2012, 2013). Ayrıca son yıllarda Brezilya (Reisser Junior ve ark. 2011), Hindistan (Sharma ve ark., 2014), İran (Hassanpanah 2010) gibi ülkelerde de kurağa toleranslı çeşit ıslah programlarının başlatıldığını görüyoruz. Cabello ve ark. (2012), Peru’da tam sulama ve eksik sulama koşullarında 5 yıl süreyle yürüttükleri çalışmada, CIP tarafından geliştirilen 918 adet patates genotipini, yumru verimi açısından kurağa toleransları bakımından incelemişlerdir. Çalışma sonucunda ortalama olarak, ıslah edilmiş çeşitler ile ileri ıslah hatlarının hem tam sulama hem de kurak koşullarda köy çeşitlerinden daha yüksek verim oluşturdukları belirlenmiştir. Bunun yanında kurağa toleransın poliploid seviyesi ve patatesin evrimiyle ilişkili olduğunu, poliploid türlerin (S. curtilobum 5x, S. tuberosum Andigenum 4x grubu ve Chaucha grubu 3x), diploid türlerden daha fazla verim potansiyeline ve kuraklık toleransına sahip olduklarını tespit etmişlerdir. Cabello ve ark. (2013), 918 CIP patates materyalinden verime dayalı elde ettikleri değerlerden faydalanarak bu genotiplerin kuraklık tolerans indekslerini karşılaştırmışlardır. Sonuç olarak, ortalama üretkenlik (OÜ), geometrik ortalama üretkenlik (GOÜ) ve kuraklık tolerans indeksinin (KTİ), hem yüksek verim potansiyeline sahip hem de kurak koşullarda yüksek verim oluşturan genotiplerin belirlenmesine olanak sağladığını ortaya koymuşlardır. Ancak kurağa tolerans seleksiyonunda belirtilen bu indekslerin etkili kullanılabilmesi için farklı çevre koşullarında ve stres yoğunluklarında ilave çalışmaların yapılması gerektiğini ilave etmişlerdir. Kurağa toleransın belirlenmesinde sadece verime dayalı değerlendirmenin yapılmasının nedeni, patateste kuraklığa toleransla ilişkili ve hızlı taramada kullanılabilecek uygun bir karakterin henüz belirlenmemiş olmasıdır. Son 10 yılda ülkemizde özellikle Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Tarım Bilimleri ve Teknolojileri Fakültesinde kurağa toleranslı/dirençli patateslerin fizyolojik, biyokimyasal ve moleküler özelliklerinin anlaşılmasına ve kurağa toleranslı patates çeşitleri geliştirilmesine yönelik yoğun bilimsel çalışmalar yürütülmektedir. Bu çalışmalar sonucunda yeni birçok bilgi üretilmiş olup, kurağa toleranslı yeni patates çeşit adayları geliştirilmiştir.

Kaynaklar

Aküzüm, T., Çakmak, B., Gökalp, Z. 2010. “Türkiye’de su kaynakları yönetiminin değerlendirilmesi”, Tarım Bilimleri Araştırma Dergisi, 3(1), 67-74.

Alva, A. K. 2008. “Setpoints for potato irrigation in sandy soils using real-time, continuous monitoring of soil-water content in soil profile”, Journal of Crop Improvement, 21, 117–137.

Bahadır, M. 2011. “Türkiye’de iklim değişikliğinin iklim bölgelerine yansımasında kuzey-güney yönlü sıcaklık ve yağış değişim öngörüleri”, Akademik Bakış Dergisi, 26, 1-18.

Bansal, K. C., Nagarajan, S. 1987. “Reduction of leaf growth by water stress and its recovery in relation to transpiration and stomatal conductance in some potato (Solanum tuberosum L.) genotypes”, Potato Research, 30, 497-506.

Cabello, R., De Mendiburu, F., Bonierbal, M., Monneveux, P., Roca, W., Chujoy, E. 2012. “Large scale evaluation of potato improved varieties, genetic stocks and landraces for drought tolerance”, American Journal of Potato Research, 89, 400–410.

Cabello, R., Monneveux, P., De Mendiburu, F., Bonierbale, M. 2013. “Comparison of yield based drought tolerance indices in improved varieties, genetic stocks and landraces of potato (Solanum tuberosum L.)”, Euphytica, 193(2), 147-15.

Çalışkan, M. E. 2014. “Türkiye’de patates üretimi ve patates politikamız”, TÜRKTOB Dergisi, 10, 18-24.

Çalışkan, M. E., Onaran, H., Arıoğlu, H. 2010. “Overview of the Turkish Potato Sector: Challanges, achievements and expectations”, Potato Research, 53, 255-266.

Darwish, T. M., Atallah, T. W., Hajhasan, S., Haidar, A. 2006. “Nitrogen and water use efficiency of fertigated processing potato”, Agricultural Water Management, 85, 95–104.

Deblonde, P. M. K., Haverkort, A. J., Ledent, J.F. 1999. “Responses of early and late potato cultivars to moderate drought conditions: agronomic parameters and carbon isotope discrimination”, European Journal of Agronomy, 11(2), 91-105.