Bir bitki tohum ürettiğinde eşeyli olarak çoğalır. Bu süreç, bitkinin üreme organlarını (çiçekler), erkek gametlerin (çiçeğin anterlerinden polen taneleri) dişi çiçek kısmına (stigma) başarılı bir şekilde taşınmasını (tozlaşma) ve dişi yumurta hücresinin döllenmesini içerir. Eğer tüm faktörler ideal ise, bir meyve ve/veya tohum(lar) üretilecektir. Üreme materyali olarak önemleri dışında (hem kapalı tohumlu hem de açık tohumlu bitki türleri için), birçok bitki türünün tohumları temel bir besin kaynağı olarak kullanılır (örneğin buğday, pirinç, mısır ve baklagiller vb) ve bitki çeşitlerinin ıslahı ve geliştirilmesi için ıslah programlarında kullanılabilecek tek çoğaltma materyalidir.
Not: Genel olarak, tohumlardan bahsederken, bir bitkinin çiçek(ler)inin döllenmesiyle üretilen botanik tohumları kastediyoruz (örneğin, buğday ve mısır taneleri). Ancak tarımda, tohum (tarımsal tohum) olarak adlandırılan/atıfta bulunulan diğer bitki parçaları da bitki çoğaltım malzemesi olarak kullanılmaktadır. Bazı yaygın örnekler patates yumruları ve şeker kamışı birer tohum olarak sayılmaktadır. Bu makalede, sadece bitkilerin eşeyli üremesinin sonucu olan "gerçek" botanik tohumlara odaklanacağız.
Bir Çiçeğin Anatomisi
Bir çiçeğin görünümü ve yapısı/anatomisi ile ilgili büyük farklılıklar olsa da, çoğu aşağıdaki parçalardan oluşur (resimde gösterildiği gibi):
- Taç yapraklar, çanak yapraklar ve pedikül
- Dişi kısım: pistil (stigma, polen tüpü, stil ve ovaryumdan (ovül ile birlikte) oluşur)
- Erkek kısım: stamen (anterler (polen taneleri→ erkek gametleri içerir) ve filamentlerden oluşur).
Monokotil ve Dikotil Bitkiler Nedir?
Tüm bitki türleri, bitkinin taşıdığı üreme organlarına ilişkin anatomilerine göre bu 2 kategoriden birine aittir.
- Monokotil: Bu kategoride sınıflandırılan bitkiler aynı bitki üzerinde erkek ve dişi çiçeklere veya hermafrodit çiçeklere sahip bitkilerdir.
- Hermafrodit: Bu çiçekler (veya bitkiler) bir bitkinin tek bir çiçeğinde hem erkek hem de dişi organlara sahiptir.
- Dikotil: Bu kategoride, çiçekleri sadece dişi veya erkek üreme organları taşıyan tüm bitki türlerini sınıflandırıyoruz. Bu bitkiler birbirine yakın mesafede yetişen, aynı anda çiçek açan, türün uyumlu dişi ve erkek bitkilerinin varlığına ve polenleri erkek bitkiden dişi bitkiye aktaracak bir tozlaştırıcının varlığına ihtiyaç duyar.
Hibritler ve Açık Tozlanan Çeşitler
Çoğu çiftçi, bir ürünün performansını etkileyen ana faktörlerden birinin yetiştirme için seçilen çeşit ve kullanılan çoğaltma materyalinin kalitesi olduğunu bilir. Çeşit, aynı türe ait olan ve birbirleriyle yakından ilişkili, nispeten fenotipik olarak tek tip bir popülasyon oluşturan bir dizi bireydir. Çimlenme ve büyüme oranının yanı sıra olgunluk süresi ve nihai ürünün özellikleri ve kalitesi açısından popülasyon arasındaki tekdüzelik temel bir özelliktir. Günümüzde, tohumla çoğaltılan en önemli mahsul türlerinin çeşitlerinin çoğunluğu aşağıdaki kategorilere aittir:
Açık Tozlaşan Çeşitler
Bu tür çeşitlerin bireyleri, bir grup bitki arasında serbest çapraz tozlaşma ile oluşturulmuştur. Birçok modern açık tozlaşmalı çeşitte iyi düzeyde bir üniformite sağlanmış olsa da, popülasyon genetik olarak farklı bireylerden oluşmaktadır. Bu çeşitler, bireylerinin genetik çeşitliliği sayesinde daha yüksek adaptasyon ve dayanıklılık avantajına sahiptir. Bu nedenle açık tozlanan çeşitler düşük girdili sistemlerde tercih edilir ve genellikle streslere faktörlerine karşı daha toleranslıdır. Dahası, diğer sezon için tohum üretimi için uygundur (çiftçi bir yetiştirme sezonunda üretilen tohumların bir kısmını gelecek yıl için çoğaltma materyali olarak toplayabilir ve saklayabilir).
Hibritler (F1 Hibritler) - Hibrit Bitkiler Nelerdir?
1960'lardaki Yeşil Devrim'den sonra, yetiştiricilerin ve çiftçilerin tüm çabaları küresel olarak yetiştirilen ürünlerin verimini artırmaya odaklandı. Bu hedefte yeni, yüksek verimli hibrit çeşitlerin yaratılması önemli bir rol oynamıştır ve hala oynamaktadır. (F1) melezleri, birbirlerinden birçok özellik bakımından farklılık gösteren aynı soydan gelen 2 ebeveynin (ilgilenilen özelliklerde-genlerde homozigot) çaprazlanması sonucu ortaya çıkan ilk nesil yavrular. Bu tür ebeveynler arasındaki bu kontrollü çaprazlama, her iki ebeveynden de üstün performansa (biyokütle, verim vb.) sahip döller yaratır (bu olguya heterozis denir). F1 (birinci nesil) melezleri genetik olarak aynıdır, ancak her biri ilgilenilen özellikler için heterozigottur. Genetik olarak özdeş bitkilerden oluşan bu popülasyon, açık tozlanan bir çeşide kıyasla genellikle tekdüzelik ve performans açısından üstündür ancak daha düşük dayanıklılık söz konusudur. Bu bir hastalık salgını (hibritlerin dirençli olmadığı) veya abiyotik bir stres faktörü, örneğin uzun süreli bir kuraklık (hibritlerin toleranslı olmadığı) olması durumunda, uzun süreli verim kayıpları, hatta bitkilerin ölme riskinin yüksek olduğu anlamına gelir. Ayrıca hibrit çeşitler kullanıldığında, çiftçiler üretilen tohumları bir sonraki yıl için ekim materyali olarak kullanamazlar, çünkü bir sonraki nesil hibritlerden çok düşük özelliklere sahip olacaktır. Sonuç olarak, her yıl ihtiyaç duyulan tohumları yasal bir satıcıdan satın almaları gerekmektedir. Ülkemizde bununla ilgili halk arasında, başka ülkelerin bitkiler üzerinde yaptığı deneylerden ve çiftçileri/ülkeleri her sene yeni tohum almaları gerektiğine zorladığı gibi bir algı vardır. Lakin bu asla doğru değildir çünkü yerli firmalarımızın çoğu hibrit tohum üretimi konusunda çok ileridir ve çok farklı türlerde/çeşitlerde hibrit tohumlar markette mevcuttur. Her sene ekstra olan hibrit tohum masrafına karşı çiftçi, yaptığı bu yatırımın sonucunda hasattan hibrit olmayan tohum eken bir çiftçiye göre daha fazla kazanıp aradaki farkı rahatça kapatabilmektedir.
Meyveler - Tohum Türleri, Yapıları Ve Sınıflandırılması
Bir bitki çiçeğinin döllenmesinden sonra genellikle tohumları içine alan bir meyve (yumurtalıktan veya dişi gametofitin diğer kısımlarından) üretir. Ancak meyve üretimi için çiçek döllenmesi her zaman gerekli değildir (partenokarpi). Partenokarpi muz, üzüm, ananas, domates gibi birçok bahçe bitkisi türü için çok arzu edilen bir özelliktir. Bu meyveler tohum içermez içermez. Partenokarpi aşağıdaki üç şekilde meydana gelebilir:
- Tozlaşma gerçekleşmemiştir.
- Çiçek tozlaşmıştır, ancak başarılı bir yumurtalık döllenmesi gerçekleşmemiştir.
- Hem tozlaşma hem de çiçek döllenmesi başarıyla gerçekleşmiştir, ancak embriyo-tohum gelişmesi başarısız olmuştur.
Çiçek-Yumurtalık Sayısına Bağlı Olarak 3 Ana Meyve Türü Vardır:
1.Basit Meyveler ve Yalancı Meyveler (örneğin fasulye, fındık, elma, şeftali, domates, üzüm, portakal, vb.)
Basit meyveler etli (yaş) veya kurudur.
Kuru meyveler, tohumlarını serbest bırakıp bırakmamalarına göre kendi kendine açılan veya açılmayan meyveler olarak ikiye ayrılır. Tohum salan meyvelerde, tohumlar meyve olgunlaştığında ve doğal olarak açıldığında çevreye salınır. Tohumlar meyve tarafından serbest bırakılmadığında bu türler anaç olmayan kategorisinde sınıflandırılır. Önemli örnekleri; tahıllar→karyopslar, ayçiçeği→akenler, badem→sert çekirdeklilervb.
Etli meyveler alt kategorilere ayrılır:
- Sert çekirdekliler (örn. fındık, kiraz)
- Üzümsü meyveler (örn. üzüm, muz)
- Yumuşak çekirdekliler (örn. elmalar)
2.Agregat meyveler (örn. çilek ve ahududu)
3.Çoklu meyveler (örn. ananas, incir)
Bir Tohumun Anatomisi Ve Farklı Tohum Türleri
Tohum yapısı
Tohum 3 ana bileşenden oluşmaktadır:
- Kotiledon (tohum yaprağı), epikotil/hipokotil, plumula (sürgüne dönüşecek) ve radikalden (yavru kök) oluşan bir embriyo,
- Endosperm (veya perisperm) ve
- Tohum Kabuğu.
Eşeyli Üreme - Tohumun Anatomisi
Tohumlar boyut, şekil, görünüm ve yapı bakımından büyük farklılıklar gösterebilir. Bir tohum belirli özelliklere göre farklı kategorilerde sınıflandırılabilir. Tohumların en yaygın sınıflandırması kotiledon sayısına (tohum başına) bağlıdır ve 3 ana kategori oluşturur:
- Monokotiledonlar, 1 kotiledona sahip (örneğin buğday, pirinç vb. otsu bitkiler),
- Dikotiledonlar (veya ödikotiledonlar) (örn. patates, mango, armut, turp, fasulye, tütün, vb.), 2 kotiledon ve
- Polikotiledonlar (örn. Çam türleri ve diğer açık tohumlular), 2'den fazla kotiledona sahip.
Tohumların Tedariği ve Saklanması
Tohumlar çoğaltma materyali olarak kullanılacaksa sertifikalı ve yasal bir satıcıdan satın alınabilir veya önceki mahsulden kalan tohumlar kullanılabilir. İlk stratejiyi seçen bir yetiştiricinin önemli avantajları vardır:
- Çeşit saflığı ve izlenebilirlik
- Tohum canlılığı ve iyi bir çimlenme oranı (düzgün ve hızlı çimlenme)
- Zararlı ve patojenleri içermeyen sağlıklı tohumlar
- Daha fazla seçenek (açık tozlaşan çeşitler, F1 hibritleri, vb.)
- Bazı durumlarda tohumlar ilk büyüme ve gelişme aşamalarda patojenlere ve zararlılara karşı ekstra koruma sağlamak ve/veya ekimi kolaylaştırmak için işlenebilir (tohum kaplama).
Kaplanmış-İşlenmiş Tohumlar
Tohumların kaplanması ticari olarak satılan birçok tohumda yaygın bir uygulamadır. Tohumlar, besin maddeleri, pestisitler, fungisitler, rizobia vb. karışımlarını içerebilen harici malzemelerle kaplanır.
Temel amacı tohumların şeklini düzleştirerek, boyutlarını artırarak, birbirlerine yapışmalarını önleyerek, çiftçinin-işçinin onları toprakta görmesine yardımcı olarak ve tohumun toprakla daha iyi temas etmesini sağlayarak ekimi kolaylaştırmaktır. Dahası, bu kaplama tohumun etrafında uygun bir mikro çevre sunarak çimlenmeyi artırır. Daha spesifik olarak tohum kaplamaları genellikle daha iyi su emilimi sağlar. Bu özellikle tohumlar elverişsiz koşullarda (daha az nemli topraklar) ekildiğinde çok önemli bir özelliktir.
3 Farklı Tohum Kaplama Türü Vardır:
- Gübreleme: tohumlar, toprak kaynaklı hastalıkları kontrol etmek veya depolanan tohumlarda enfeksiyonu önlemek için bir dizi fungisit ile kaplanır,
- Filmleme: boyalar, besinler, böcek ilaçları vb. uygulamak için ince tabaka ile kaplama,
- Peletleme: asıl amaç tohum boyutunu artırmak ve mekanik ekimi kolaylaştırmak için yuvarlak hale getirmektir. Ayrıca kaplama katmanlarına boyalar, besinler ve pestisitler de dahil edilebilir).
Tohumların, tohum üreticilerinden satın alınmasının en önemli dezavantajı bunun yıllık olarak yapılması ve daha yüksek bir maliyete sahip olmasıdır.
Bir çiftçinin açık tozlaşan bir çeşit ya da canlı tohumlar üreten bir yerel çeşit yetiştirmesi durumunda bir sonraki sezon için çoğaltma materyali olarak kullanmak üzere bazı tohumları saklamayabilir. Tohum tasarrufu küçük çiftçiler arasında çok yaygındır ve fasulye ve domates gibi kendi kendine tozlaşan bitki türlerinde daha yüksek başarıya sahiptir. Her durumda yalnızca sağlıklı, hasar görmemiş tohumların toplanması, temizlenmesi ve belirli bir süre boyunca (tohum türüne ve çeşidine bağlı olarak) uygun şekilde saklanması esastır. Tohumlar yabancı maddelerden (veya diğer bitki tohumlarından) temizlenmeli ve depolamadan önce kurutulmalıdır.
Tohumları saklarken bir numaralı öncelik canlılıklarını korumaktır, böylece ekildiklerinde çimlenirler. Buğday, mısır, fasulye gibi kuru tohumların çiçek ve sebze tohumlarından daha uzun süre saklanabileceğini unutmayın. Genel olarak tohumlar kuru (%30 bağıl nem), serin (35-50 °F veya 1,6-10 °C) ve karanlık yerlerde saklanmalıdır. Tohumların kağıt zarflarda, kapalı cam kavanozlarda (veya diğer hava geçirmez kaplarda), bez torbalarda veya karton kutularda saklanması en iyisidir. Havalanmayı azaltacağı ve sıcaklığı artırabileceği için tohumları yığın halinde tutmaktan her zaman kaçının. Tür/çeşit ve saklama koşullarından bağımsız olarak tohum canlılığının zamanla azaldığını unutmayın. Bir tohumun çok uzun süre saklanması gerekiyorsa, zaman zaman bazı tohumların canlılığını çimlenme testleri yaparak kontrol etmeniz tavsiye edilir.
Tohum Canlılığı - Çimlenme Testi
Depolanan tohumların hala canlı olup olmadığını test etmek için yüzdürme veya çimlendirme testi yapabiliriz.
Yüzdürme testi ile belirli türlerin tohumlarının canlılığını kabaca kontrol ederiz (canlı olmayan tohumlar yüzer).
Bununla birlikte, çimlenme testi daha doğrudur ve daha fazla bitki türü için uygulanabilirdir. Kolay ve yaygın bir uygulama aşağıda verilmiştir:
- Depoladığınız stoktan 10-20 tohum seçin (farklı yığınlardan/bölgelerden temsili örnekler alın).
- Tohumları temizledikten sonra nemli bir kağıt havlu içine yerleştirin (çok fazla nem olmamasına dikkat edin çünkü tohumlar çürüyebilir).
- Kağıt havluyu katlayın ve ideal olarak nispeten şeffaf (nemi korumak için) plastik bir torbaya koyun.
- Torbayı birkaç gün ılık bir alanda (oda sıcaklığı = 20-25 °C veya 68-77 °F) bırakın. Çimlenme için güneş ışığı her zaman gerekli değildir, ancak bazı durumlarda çimlenmeyi kolaylaştırabilir. Türlere bağlı olarak, tohumlar 3-7 gün sonra çimlenmeye başlayabilir veya bazı ekstrem durumlarda bu işlem bir aydan fazla sürebilir.
- Çimlenen tohumların durumunu ve sayısını takip edin. Bu, tohumların canlılığının ilk göstergesini verecektir. Türlere bağlı olarak, çimlenme oranıyla ilgili farklı gereksinimler vardır. Çoğu mahsul türünde, %70-90 çimlenme tatmin edici olarak kabul edilir.
Tabii ki tohumların çimlenebilmesi için öncelikle tohum dormansisinin kırılması gerekiyor.
Dormansinin Kırılması - Tohum Çimlenmesini Etkileyen Faktörler
Olgun tohumlar genellikle "dormansi" ya da "uyku" halinde olurlar. Bu, embriyonun olgun ve canlı (yaşayabilir) olmasına rağmen, koşullar uygun olana ve çimlenme başlayana kadar inaktif kalması demektir. Dormansi hali bazen çevre kaynaklı (örneğin su eksikliği, düşük sıcaklıklar, vb.) veya bazı internal faktörler (örneğin tohum kabuğundaki bazı engelleyici maddeler, veya kabuğun kendisinin çok sert olması vb.) ile tetiklenebilir.
Tohum kabuğu dormansisinin üstesinden gelmek için yaygın bir uygulama, kabuğu veya bir kısmını mekanik olarak çizmek veya çıkarmaktır (skarifikasyon). Daha küçük boyutlu tohumlar için sıcak su ile muamele daha etkili olabilir. Tohumların temiz, yenilenebilir su ile iyice yıkanması da bazı durumlarda işe yarayabilir.
Öte yandan, tohumların internal uyku halinin üstesinden gelmek daha karmaşık bir süreçtir. Ancak çoğu durumda dormant tohumların soğuk katlama veya nemli soğutmaya maruz bırakılmasıyla aşılabilir. Sonuç olarak, tohum çimlenmesini etkileyen faktörler şunlardır:
- Su-nem (çimlenmeyi başlatabilir)
- Işık (türe bağlı olarak çimlenmeyi başlatabilir veya engelleyebilir)
- Sıcaklık (bitki türüne bağlı olarak sıcaklık değeri çok değişken olabilir ancak genellikle her bitki türünün çimlenmesi için bazı minimum, maksimum ve optimum sıcaklık seviyeleri vardır). Genellikle 18-24 °C arasındaki bir sıcaklık çimlenme için uygun kabul edilir. Alfaalfa, tatlı yonca, marul, ıspanak ve buğday gibi bazı bitki türleri için çimlenme çok düşük sıcaklıklarda (1-4°C) bile başlayabilir. Ancak, çevre-toprak sıcaklığı optimumdan ne kadar uzak olursa tohumun çimlenmesi o kadar uzun sürer ve tohum hasarı riski daha yüksek olur.
- Tohumun solunum oranı kademeli olarak arttığı için çimlenme sırasında oksijene ihtiyaç duyar.
Referanslar
- http://grazer.ca.uky.edu/content/value-coated-seed
- https://www.mdpi.com/2077-0472/10/11/526
- https://www.permaculturenews.org/2017/03/09/soil-temperature-seed-germination/
- https://link.springer.com/chapter/
- https://www1.biologie.uni-hamburg.de/b-online/ibc99/koning/seedgerm.html
- http://www.seedbiology.de/structure.asp
- https://www.sciencedirect.com
- https://www.fs.usda.gov/wildflowers/
- http://faculty.valenciacollege.edu/tklenk/botany/labs/fruits.htm
- https://courses.botany.wisc.edu/botany_400/Lab/LabWK03Fruitkey.html
- https://extension.umaine.edu/gardening/
- https://extension.missouri.edu/
- https://mastergardener.extension.wisc.edu/files/2019/02/PlantPropagationMG.pdf
- https://extension.illinois.edu/blogs/ilriverhort/2017-02-03-test-seed-viability
- https://usfblogs.usfca.edu
- https://www.researchgate.net/publication/355393673_Methods_of_Propagation_in_Vegetable_Crops
- https://www.tnstate.edu/faculty/ablalock/documents/Plant%20Propagation%20101.pdf
- https://crfg.org/wp-content/uploads/PLANT-PROPAGATION-2017-Presentation.pdf
- https://sfyl.ifas.ufl.edu/
- http://grazer.ca.uky.edu/content/value-coated-seed
- https://www.mdpi.com/2077-0472/10/11/526
- https://www.permaculturenews.org/2017
