LEDWisdom olarak sıradaki makalemizi karbondioksitin bitki yetiştirmede önemi ve doğru kullanımı üzerine hazırladık. Makalemizde örnek senaryo olarak ele alacağımız bilimsel çalışmalarda özellikle karbondioksit ve sıcaklık ilişkisi üzerinde durmak istedik. Makalemizi okurken güzel zaman geçirmeniz ve sonrasında öğreneceğiniz yeni bilgilerle en yüksek verim ve en mükemmel sonuçların keyfini çıkarmanız dileğiyle…
İlk olarak havadaki karbondioksit içeriği artmaya devam ederken, çoğu bitkinin artan oranlarda fotosentez ve biyokütle üretimi sergileyeceğini belirtmek faydalı olacaktır. Sonuç olarak, bu fenomen dünyanın genişleyen insan nüfusunu beslemek, giydirmek ve barındırmak için kullanılabilecek yiyecek, lif ve kereste ürünlerinin miktarını arttıracaktır. Bununla birlikte, bazı karşı argümanlar atmosferik CO2 zenginleştirmesinin büyümeyi teşvik edici etkilerinin, ekilebilir arazi alanını artırmadan daha fazla insan popülasyonunu sürdürme yeteneğimizi tehlikeye atabilecek olan küresel ısınma tarafından boşa çıkarılabileceğini öne sürmektedir. Bu nedenle, bitkilerin yüksek hava sıcaklığı koşulları altında CO2 kaynaklı büyüme artışları sergilemeye devam edip etmeyeceğini görmek için bilimsel sınırlar içerisinde bir inceleme yapıyoruz ve bu bağlamda tarımsal ürünlerin fotosentetik ve büyüme tepkilerini değişik koşullar ve bitkiler üzerinde yapılan çalışmalar üzerinden inceliyoruz.
Bu makalede ele alınan senaryoları daha iyi anlaşılabilmesi adına, birkaç bitki için optimum büyüme sıcaklığının, artan atmosferik CO2 seviyeleriyle önemli ölçüde arttığının zaten bilindiği anlaşılmalıdır (McMurtrie ve Wang, 1993; McMurtrie vd. 1992; Stuhlfauth ve Fock, 1990; Berry ve Bjorkman, 1980). Bu fenomen, köklü bitki fizyolojik ilkelerinden yola çıkarak, havanın CO2 içeriğinde 300PPM’lik bir artış için optimum büyüme sıcaklıklarını yaklaşık 5°C artırması gerektiğini hesaplayan Long (1991) tarafından öne sürülmüştür. Bu nedenle, daha önce Idso ve Idso (1994) tarafından doğrulandığı gibi, havanın CO2 konsantrasyonu ve sıcaklığındaki eşzamanlı artışlarla birlikte bitkilerin fotosentetik oranlarının da yükselmesi beklenebilir. Bu nedenle, bu pozitif CO2 x Sıcaklık etkileşimlerinin hala bilimsel literatürde desteklenip desteklenmediğini detaylı örnekler üzerinden incelememiz gerekmektedir.
Zhu çalışmasında vd. (1999), 700 PPM CO2 bulunan bir ortamda yetiştirdiği ananaslardan üç farklı gündüz/gece sıcaklığında asimile ettiği toplam karbon miktarını karşılaştırdı. Sırasıyla 30°C/20°C(ananas için ideal gündüz/gece sıcaklığı), 30°C/25°C ve 35°C/25°C gündüz/gece sıcaklığı rejimlerinde mevcut ortam CO2 konsantrasyonunda yetiştirilen ananaslardan yine sırasıyla %15, %97 ve %84 daha fazla toplam karbon asimile etti.
Benzer şekilde, Taub vd. (2000), atmosferik CO2'nin iki katı seviyelerde ve 40°C'lik hava sıcaklıklarında yetiştirilen salatalıkların net fotosentetik oranlarının, atmosferik CO2 seviyesinde ve aynı sıcaklıkta yetiştirilen kontrol bitkileri tarafından sergilenenden 3.2 kat daha yüksek olduğunu gösterdi. Bu çalışma sonrasında, normalde bitkilerin büyümesi için zararlı olduğu düşünülen hava sıcaklıklarında gözlemlenen fotosentez oranlarının, CO2 ile zenginleştirilmiş ortamda yetiştirilmiş bitkilerde, CO2 destegi olmayan bir ortamda yetişen bitkilere kıyasla önemli ölçüde daha yüksek olduğu ortaya çıkmıştır.
Diğer çalışmalar da benzer sonuçlar bildiriyor. Reddy vd. (1999), ortam sıcaklığının 2°C altında ve 7°C üzerindeki hava sıcaklıklarında pamuk bitkileri yetiştirdi ve bitkileri 720 PPM CO2'ye maruz bıraktı. Karbondioksite maruz kalan bu bitkilerin karbondioksit sistemi olmayan ortamda yetişen bitkilerde görüntülenenlerden %137 ila %190 daha fazla fotosentetik oranlar sergilediğini bildirdi. Benzer şekilde, Cowling ve Sage (1998), havanın CO2 konsantrasyonundaki 200 PPM’lik bir artışın, genç fasulye bitkilerinin fotosentetik oranlarını sırasıyla 25°C ve 36°C'lik büyüme sıcaklıklarında yine sırasıyla %58 ve %73 artırdığını ortaya koydu.
İnceleyeceğimiz bir diğer çalışmada, Ferris vd. (1998), normal hava sıcaklığı, toprak ve su koşullarında, 360PPM ve 700PPM atmosferik CO2 konsantrasyonlarını sağladığı iki ortamda 52 gün soya fasulyesi yetiştirdi, ancak daha sonra fasulyelerin tümünü 8 günlük bir yüksek sıcaklık ve su stresine maruz bıraktı. Normal hava sıcaklığı ve toprak suyu koşullarına geri dönüldükten sonra, CO2 ile zenginleştirilmiş bitkilerde, yüksek sıcaklık ve su stresine maruz bırakılmamış sağlıklı kontrol grubu bitkilere kıyasla %72 fotosentetik oran gözlemlenirken, CO2 ile zenginleştirilmemiş ortamda yetişen bitkilerde fotosentetik oranın %52’ye kadar düştüğü gözlemlenmiştir.
Son incelemek istediğimiz çalışmada, havanın CO2 içeriği yükselmeye devam etse bile sıcaklığın sabit olduğu durumlarda fotosentetik oranda artış gözlemlenmediğini görüyoruz. Aksine, karbondioksit miktarını arttırmadan yapılacak sıcaklık artışlarının tek başına bitki büyümesini ve gelişimini hızlandırabildiği görülmüştür. Wurr vd. (2000), çalışmalarındaki durum buydu. Bu çalışmalarda yüksek CO2'nin Fransız fasulyesinin verimi üzerinde esasen hiçbir etkisi olmadığı gözlemlendi fakat hava sıcaklığında yapılan 4°C'lik bir artışın, toplam hasadı yaklaşık% 50 arttırdığı gerçeği ortaya çıktı.
Makalemizden çıkarmamız gereken sonuç, bitkilere verilen ekstra karbondioksitin yine bitkileriniz tarafından kullanabilmesi için doğru sıcaklık değerlerini kullanmanın bizi en yüksek hasat ve kaliteye ulaştıracağı gerçeğidir. Derlediğimiz çalışmalardan çıkan sonuçlar bitkilerin büyük bir çoğunluğu için geçerli olup, CO2 miktarı ve sıcaklık değerleri bitkileri büyük stres ve yıpranmaya yöneltecek seviyelere kadar arttırılmamalıdır. Her bitki için doğru sıcaklık ve karbondioksit değerleri araştırdıktan sonra bitki yetiştirme lambalarınızın yeteri kadar PPFD üretip üretmediği ve spektrumunun uygun olup olmadığı bilgisini edinmeniz gerekmektedir. Tüm LEDWisdom bitki yetiştirme lambaları en profesyonel uygulamalarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır ve çok yüksek karbondioksit seviyelerinde bile bitkilerinize ihtiyaçları olan en yüksek miktarda ışığı, en doğru spektrumda ve en kaliteli optik-elektronik komponentlerle sağlamaktadır. Karbondioksit desteğiyle güçlendirilmiş bir uygulamada LEDWisdom bitki yetiştirme lambalarını kullanarak siz de en yüksek verim ve en kaliteli sonuçlara ulaşın.
Bilimsel çalışmaları derlediğimiz kaynakların listesi için referanslarımızı inceleyebilirsiniz.
Referanslar:
Berry, J. and Bjorkman, O. 1980. Photosynthetic response and adaptation to temperature in higher plants. Annual Review of Plant Physiology 31: 491-543.
Bunce, J.A. 1998. The temperature dependence of the stimulation of photosynthesis by elevated carbon dioxide in wheat and barley. Journal of Experimental Botany 49: 1555-1561.
Cowling, S.A. and Sage, R.F. 1998. Interactive effects of low atmospheric CO2 and elevated temperature on growth, photosynthesis and respiration in Phaseolus vulgaris. Plant, Cell and Environment 21: 427-435.
Ferris, R., Wheeler, T.R., Ellis, R.H. and Hadley, P. 1999. Seed yield after environmental stress in soybean grown under elevated CO2. Crop Science 39: 710-718.
Ferris, R., Wheeler, T.R., Hadley, P. and Ellis, R.H. 1998. Recovery of photosynthesis after environmental stress in soybean grown under elevated CO2. Crop Science 38: 948-955.
Idso, K.E. and Idso, S.B. 1994. Plant responses to atmospheric CO2 enrichment in the face of environmental constraints: A review of the past 10 years’ research. Agricultural and Forest Meteorology 69: 153-203.
Long, S.P. 1991. Modification of the response of photosynthetic productivity to rising temperature by atmospheric CO2 concentrations: Has its importance been underestimated? Plant, Cell and Environment 14: 729-739.
McMurtrie, R.E. and Wang, Y.-P. 1993. Mathematical models of the photosynthetic response of tree stands to rising CO2 concentrations and temperatures. Plant, Cell and Environment 16: 1-13.
McMurtrie, R.E., Comins, H.N., Kirschbaum, M.U.F. and Wang, Y.-P. 1992. Modifying existing forest growth models to take account of effects of elevated CO2. Australian Journal of Botany 40: 657-677.
Reddy, K.K., Davidonis, G.H., Johnson, A.S. and Vinyard, B.T. 1999. Temperature regime and carbon dioxide enrichment alter cotton boll development and fiber properties. Agronomy Journal 91: 851-858.
Reddy, K.R., Robana, R.R., Hodges, H.F., Liu, X.J. and McKinion, J.M. 1998. Interactions of CO2 enrichment and temperature on cotton growth and leaf characteristics. Environmental and Experimental Botany 39: 117-129.
Taub, D.R., Seeman, J.R. and Coleman, J.S. 2000. Growth in elevated CO2 protects photosynthesis against high-temperature damage. Plant, Cell and Environment 23: 649-656.
Wurr, D.C.E., Edmondson, R.N. and Fellows, J.R. 2000. Climate change: a response surface study of the effects of CO2 and temperature on the growth of French beans. Journal of Agricultural Science 135: 379-387.
Zhu, J., Goldstein, G. and Bartholomew, D.P. 1999. Gas exchange and carbon isotope composition of Ananas comosus in response to elevated CO2 and temperature. Plant, Cell and Environment 22: 999-1007.