Ünite 2: İklim Elemanları ve Tarımsal Üretim ile İlişkileri

Giriş

İklim; “Yeryüzünün herhangi bir yerinde, hava olaylarının ortaklaşa gerçekleştirdikleri etkilerin, uzun yılların ortalamasına dayanan durumu” olarak tanımlanmaktadır. İklim elemanlarının tarımsal üretim üzerine etkisi büyüktür. Böyle bir etki olmasaydı Ülkemizin her bölgesinde aynı ürünler yetişir, ürün çeşitliliği olmaz bu da gıda sıkıntısının yaşanmasına neden olurdu. Fakat Ülkemizde dört farklı iklim yaşanmaktadır. Yaşanan iklimler şu şekildedir.

• Karasal iklim,
• Akdeniz iklimi,
• Marmara (geçiş) iklimi,
• Karadeniz iklimidir.

İklim Elemanları-Tarımsal Üretim İlişkileri

İklim elemanlarını güneş ışığı (güneş radyasyonu), sıcaklık, hava nemi, yağış ve rüzgâr oluşturmaktadır. Bu elemanların etki süreleri, şiddetleri ve meydana geldikleri mevsimsel zaman tarımsal ürünleri doğrudan etkilemektedir.

Güneş hayatı besleyen en önemli faktörlerden birisidir. Güneş ışınları veya güneş radyasyonu, hem ısı hem de ışık kaynağıdır. Güneş ışınları canlıların yaşamsal faaliyetlerini sürdürebilmeleri için gerekli enerjiyi içerir. Canlı yaşamının devam etmesi için önemli olan güneş ışınları aynı zamanda canlıya zarar vermeyecek derecede olmalıdır. Güneş ışınlarından gelen enerji, yeşil yapraklı bitki hücreleri (klorofil) tarafından fotosentez yapmak üzere alınır ve kimyasal enerjiye dönüştürülür. Fotosentez, yeşil bitkilerin havadan alınan karbondiaoksit (CO2) ve topraktan alınan suyu güneş ışığı enerjisi yardımı ile klorofil pigmenti katalizörlüğü altında birleştirirerek çeşitli organik maddelerin oluşturması şeklinde tanımlanabilir.

Işığın dalga boyunun fotosentez üzerine etkisi theodore Engelman tarafından yapılan bir deneyle gösterilmiştir. Bu deneyde, beyaz ışık prizmadan geçirilerek kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi ve mor ışık tayflarına ayrılmıştır. Farklı renklerdeki bu ışık tayfları akvaryumda bulunan yeşil alg ve aerobik solunum yapan bakteriler üzerine düşürülmüş ve süreç gözlemlenmiştir. Deney sonucunda, bakterilerin en fazla mavi ve mor, daha sonra kırmızı ışınların bulunduğu bölgelerde toplandığı görülmüştür.

Işıklanma süresi bitkilerin büyüme ve gelişmelerine etkide bulunan başlıca etkenlerden olup gün uzunluğunu ifade etmektedir. Bitkilerin gündüz (ışık) ve gece (karanlık) uzunluğuna göre büyüme ve gelişme gibi fizyolojik olaylarında verdikleri tepkiye fotoperiyodizm, günlük ışıklanma süresine ise fotoperiyot denir. Işık, fotoperiyodik etkisi ile bitki hücrelerinin büyümeleri ve gelişmeleri için önemli bir faktördür.

Fotosentez miktarı ışık şiddetine bağlıdır. Işık şiddeti arttıkça fotosentez miktarı da artar fakat belirli bir noktadan sonra ışık miktarı artsa da fotosentez miktarında bir değişiklik olmaz. Işık şiddetiyle fotosentez miktarında artış bitkiden bitkiye de değişir. Işık isteği fazla olan bitkilerde (zeytin, antep fıstığı, domates, ayçiçeği, pamuk) en yüksek derecede fotosentez ışık şiddetinin ancak 1/3’ü veya 1/4’ü oranında olmaktadır. Işık isteği fazla olmayan, gölge bitkileri olarak tanımlanan bitkiler ise düşük ışık şiddetlerinde bile yüksek derecede fotosentez yapma özelliğine sahiptirler.

Hava sıcaklığı günün saatlerine göre değişiklik gösterir. Bu şekilde günlük sıcaklık değişmelerine termoperiyot adı verilir. Her gün güneşin doğmasıyla ışık ve sıcaklık artmaya başlar, buna karşılık havanın nispi nemi azalır. Bu durum öğle saatlerine kadar sürer. Öğleden sonra ise ışık şiddetinde ve sıcaklıkta azalma ile birlikte nispi nemde yükseliş başlar. Nispi nem artışı güneş battıktan sonra hızlı bir şekilde artar. Güneşin doğuşu ve batışı arasındaki havadaki sıcaklık değişimlerine karşı bitkiler de uyum sağlamışlardır. Bitkilerin bu şekilde nöbetleşe olarak gece ve gündüz sıcaklıkları arasındaki değişim istemelerine termoperiyodizm denir. Bazı bitkiler de ekildikten sonra çiçeklenmek için soğuk bir periyot isterler. Buğday bu bitkilere örnektir.

Hava nemi, güneşten gelen ve topraktan radyasyonla yansıtılan ışınların büyük bir bölümünü tutarak yeryüzünün hem aşırı ısınmasını, hem de soğumasını önler. Nispi nem doğrudan bitkinin su ilişkilerini, dolaylı olarak ise yaprak büyümesini, fotosentezi, tozlaşmayı, hastalıkların oluşumunu ve sonuç olarak da ekonomik verimi etkiler. Nispi nem düşük olduğunda terleme artar (transpirasyon). Nispin nemin düşük olması sürekli hale gelirse topraktan alınan su, yapraklardan terleme ile olan su kaybını karşılayamaz hale geleceğinden bitki terlemesini azaltmaya çalışır. Bunun için de stomalarını kapatır. Stomanın kısmi ya da tam kapanması ile gaz alışverişi (CO2) engellenir. Bu durum ise bitkide solgunluk yaratır, meyve iriliğini olumsuz etkiler ve meyve kabuğunun kalınlaşmasına neden olur. Bitkilerin rüzgâr alan tepe alanlarda yavaş büyüme gösterirken nemli kuytu alanlarda daha hızlı büyüme göstermelerinde nispi nemin etkisi büyüktür.

Atmosferdeki su buharının veya hava neminin sıvı veya katı hale geçerek yeryüzüne düşmesine yağış denir. En sık karşılaşılan yağış şekilleri yağmur, kar, dolu, kırağı ve çiğdir. Yağış tarla bitkileri için en önemli su kaynağıdır. Ancak her yağış türü hem toprak hem de bitkiler tarafından aynı derecede etkin değildir. Yağışların etkileri; yağışların şekli, süresi ve yoğunluğuna bağlıdır. Bitki yetiştirme yönünden yağışlar, süre ve yoğunluğa göre dört gruba ayrılır.

1. Uzun süreli bol yağışlar,
2. Uzun süreli az yağışlar,
3. Kısa süreli bol yağışlar,
4. Kısa süreli az yağışlar.

Bitkiler için en uygun rüzgâr hızı 0-3 m/s’dir. Bu hız ancak bitkilerin yapraklarını oynatır ve herhangi bir zarar ortaya çıkarmaz. Rüzgâr, yaprağın yüzeyine yakın bir yerde bulunan ve sınır tabaka olarak adlandırılan havanın ince nem tabakasını ortadan kaldırarak terlemeyi etkiler. Rüzgârın bitkiler üzerine olan olumsuz etkileri mekanik, fizyolojik ve morfolojik olmak üzere başlıca üç grupta toplanır.

İklim Değişikliği ve Tarımsal Üretim

İklim değişikliği; “Karşılaştırılabilir bir zaman periyodunda gözlenen doğal iklim değişikliğine ek olarak, doğrudan veya dolaylı küresel atmosferin bileşimini bozan insan etkinliklerinin sonucu, iklimde bir değişiklik” biçiminde tanımlanmıştır.

Günümüzde iklim değişikliği nedeniyle sıkça yaşanmaya başlayan seller, fırtınalar, kuraklıklar, don olayları ve sezonluk değişen yağış miktarları ürün kalitesini ve ürün miktarını büyük ölçüde belirlemektedir.

Doğrudan etkiler:

• Yağış ve sıcaklıktaki mevsimsel değişimler büyüme mevsimlerini, ekim ve hasat takvimlerini, suya erişimi, haşere, yabani ot ve hastalık yapıcı organizma popülasyonlarını değiştirerek tarımsal üretimdeki klimatik koşulları etkileyebilir.
• Yükselen sıcaklıklar ve yağış rejimlerinin değişmesi; tarımsal ürünler üzerinde doğrudan etkiler gösterebildiği gibi, tarımsal alanların sulanması için kullanılan sulara erişimi de etkileyebilmektedir.
• Buharlaşma, fotosentez ve biyokütle üretimi değişir.
• Arazi uygunluğu değişir.
• Artan CO2 seviyeleri bitki büyümesinde hem olumlu (karbonun gübre etkisi) hem de olumsuz rol oynayabilir. İçinde pirinç ve buğdayın bulunduğu C-3 sınıfı olarak nitelenen bitkiler artan karbondioksit miktarından olumlu etkileneceklerdir. Bunun yanı sıra, büyük ölçüde Afrika ve Latin Amerika ülkelerinde yetişen mısır, şeker kamışı gibi C-4 sınıfı bitkiler ise artan karbondioksit miktarından olumsuz yönde etkileneceklerdir.

Dolaylı etkiler: Ülkelerin su havzalarının doluluk oranı yağış miktarına bağlı olduğu için iklim değişikliğinin su havzaları ve akiferler üzerinde doğrudan bir etkiye sahip olması beklenmektedir. Gerçekleştirilen iklim senaryolarında iklim değişikliğinin yeryüzüne düşen yağış miktarını azaltacağı sonucuna ulaşılmaktadır. Yağış miktarındaki değişiklikler, iklim değişikliği nedeniyle artan sıcaklıkların etkisiyle tarım ürünlerinin suya olan ihtiyacını arttıracak fakat ısınmanın artması nedeniyle de kullanılabilir su miktarı azalacaktır.

Tarımsal üretimin de sera gazı emisyonları oluşturarak iklim değişikliğine etkisi bulunmaktadır. Türkiye İstatistik Kurumu (TÜİK) verilerine göre 2013 yılında ülkemizde salınan sera gazı emisyonlarının yaklaşık %11’i tarımsal aktivitelerden kaynaklanmıştır.

Türkiye’de tarımdan kaynaklanan sera gazı emisyonları tarımsal ürünlerin üretimi, işlenmesi ve tarımsal artıkların açıkta yakılmasından kaynaklanmaktadır. Tarımsal üretimden kaynaklanan sera gazlarını CO2, metan (CH4) ve nitröz oksit (N2O) gazları oluşturmaktadır. Bu gazlar güneşten gelen ışınları absorbe ederek bir battaniye etkisi göstermekte ve ışınların yeryüzüne çarptıktan sonra tekrar atmosfere dönmelerini engelleyerek yeryüzünün ısınmasına neden olmaktadırlar. Tarımsal faaliyetler sonucunda fosil kaynaklı ve biyojenik kaynaklı olmak üzere iki türde CO2 oluşmaktadır. Biyojenik CO2 bitkilerin solunumu sonucunda oluşmakta fakat doğal karbon döngüsü gereği fotosentez sırasında da harcanmaktadır. Tarımdaki küresel ısınmaya neden olan asıl CO2 emisyonlarının kaynağı, tarım ürünlerinin işlenmesi ve taşınması sırasında kullanılan traktör, tarım makinaları vb. araçlarda fosil yakıtların kullanılması sonucu açığa çıkan egzoz gazlarıdır. Anız yakılması da CO2 emisyonlarına neden olmaktadır. Metan, büyük oranda çeltik tarımı ve hayvancılıktan kaynaklanmaktadır. Tarımda organik gübre kullanılması durumunda bu gübrenin oksijensiz bozunması (anaerobik) sonucunda metan açığa çıkmaktadır. Nitroz oksit emisyonları tarımdan kaynaklanan toplam sera gazlarının %60’ını oluşturmaktadır. Toprakta azot döngüsünde yer alan nitrifikasyon ve denitrifikasyon süreçleri gereği doğal olarak N2O açığa çıkmaktadır fakat kullanılan azotlu gübreler bu emisyonun salınımını arttırmaktadır. Azotlu gübreler nitrifikasyon bakterileri tarafından nitrite, nitrit ise denitrifikasyon sürecinde nitrata dönüştürülmektedir. Bu süreç içerisinde de havaya N2O gazı verilmektedir.