İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum

6. İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum ......................................... 2
6.1 Giriş.................................................................................................................................. 2
6.1.1.Mısırın İklim İstekleri ............................................................................................... 5
6.1.2. Sorgumun İklim istekleri.......................................................................................... 5
6.2. Fotosentez ve Solunum ................................................................................................... 5
6.2.1. Karbondioksit (CO2) ................................................................................................ 6
6.2.2. Solar Radyasyon....................................................................................................... 7
6.2.3 Su Noksanlıkları........................................................................................................ 8
6.2.4.Besin Maddesi Noksanlıkları .................................................................................... 8
6.2.5. Sıcaklık..................................................................................................................... 9
6.2.6. Ozon ve UV-B Radyasyonu..................................................................................... 9
6.3. Su Kullanımı ................................................................................................................. 10
6.3.1. Karbondioksit ......................................................................................................... 11
6.3.2.Solar Radyasyon...................................................................................................... 11
6.3.3. Sıcaklık................................................................................................................... 12
6.3.4 Su Noksanlığı .......................................................................................................... 12
6.3.5 Su Basması .............................................................................................................. 13
6.3.6 Besin Maddesi Noksanlıkları .................................................................................. 14
6.4. Büyüme ve Gelişme ...................................................................................................... 14
6.4.1. Karbondioksit ......................................................................................................... 14
6.4.2 Solar Radyasyon...................................................................................................... 16
6.4.3 Sıcaklık.................................................................................................................... 17
6.4.4. Su Noksanlıkları..................................................................................................... 19
6.5 Verim.............................................................................................................................. 20
6.6. Kanılar ve Gelecekteki Araştırmalar için Öneriler ...................................................... 25
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
6. İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
6.1 Giriş
Mısır (Zea Mays L.) ve sorgum (Sorghum bicolor (L.) Moench) insan
beslenmesindeki enerji ve protein kaynağı açısından dünya ölçeğinde sırasıyla en
önemli 3. ve 4. sırada gelen ürünlerdir, yalnızca buğday (Triticum aestivum L. ) ve
çeltik daha önemlidir. Tane ürünlerinin kullanımı açısından da buğday ilk çeltik (Oryza
sativa L.) ikinci mısır ve sorgum sırasıyla 3. ve 5. Sırada yer almaktadır
arpada
(Hordeum vulgare L.) 4. sırada yer almaktadır. Mısır ve sorgum C4 fotosentez yoluna
sahip en önemli bitkilerdir (Tablo 6.1.).
Tablo 6.1. C3 ve C4 Bitkilerin Toplam Üretimleri ve Ekiliş Alanları 1997 (FAO,1998)
Ürün
Cinsi
Ekim
Alanı
(106 km2)
Toplam
üretim
(milyon ton)
Ortalama
Verim
(t/ha)
Buğday (C3)
Çeltik (C3)
Mısır (C4)
Sorgum (C4)
Darı (C4)
Quinoa (C4)
2,292
1,498
1,423
0,441
0,281
0,007
613,6
579,7
588,0
61,5
37,9
0,052
2,68
3,87
4,13
1,40
0,74
0,77
Son 40 yılda toplam sorgum ekim alanı fazla değişim göstermezken mısır ekim
alanı % 40 civarında artmıştır (Şekil 6.1a). Aynı dönemde mısırda ortalama tane verimi
doğrusal olarak 2 ton/ha’dan 4 ton/ha’a çıkmıştır. Bunun aksine ortalama sorgum
verimleri orta seviyede bir artış göstermiş 1960’ta 1 ton/ha’dan 1980’de yaklaşık 1.4
ton/ha’a yükselmiştir. Son 20 yılda ise bir artış meydana gelmemiştir (Şekil 6.1b).
Küresel olarak sorgum verimlerinin daha düşük olması bu bitkinin esas itibariyle
mısırın yetişemeyeceği yarı kurak bölgelerde özellikle sahra sınırına yakın bölgelerde
yetişen bir ürün olduğunu yansıtmaktadır. ABD ve Kanada diğer herhangi bir bölgeye
göre küresel mısır üretiminin büyük bir kısmını oluşturmakta iken Büyük sahra güney
Afrika kıtası sorgum üretiminin büyük bir kısmını elinde tutmaktadır (Şekil 6.2.).
Verimler bölgeler arasında çok büyük oranlarda değiştiği için toplam üretim bir
bölgedeki ürünün ekim alanının iyi bir göstergesi değildir. Örneğin 1998 yılında ABD
ve Kanada’da 30 milyon ha’lık ekim alanı biraz daha küçük Sahra Afrika’sındaki ekim
alanı 24 milyon ha kıyasladığında, ABD ve Kanada’da ki toplam üretim Sahra
Afrika’sından 8 kat daha yüksektir.
2
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
Şekil 6.2. Dünya Toplam(a) Mısır (b) Sorgum Üretiminin Dünyada Üzerinde Dağılımı
(1997)
3
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
Şekil 6.2. 1961-1998 Yılları Arasında Mısır ve sorgumun (a) Ekim Alanlarında (b)
Ortalama Verimlerindeki Değişimler (FAO,1998)
4
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
6.1.1.Mısırın İklim İstekleri
Mısır kullanımının en eski kayıtları Meksika’dan elde edilmiştir. Burada
bulunan en eski hasat edilmiş mısır sömekleri günümüzden 7200 yıl öncesine
dayanmaktadır. Mısırın eski Dünya’da 1942’den önce olduğuna dair ikna edici bir kanıt
yoktur. O zamanlarda mısır tarımı çok soğuk olan bölgeler dışında tüm Amerika
kıtasında yapılıyordu. Mısırın eski Dünya’ya götürülmesini takiben tarım alanı 50°
derece kuzey ve 40° derece güney enlem dereceleri arasında yayıldı. Ürünün büyük bir
kısmı daha sıcak ılıman bölgelerde ve nemli yarı tropik bölgelerde yetiştirilmektedir.
Mısır sıcak yarı kurak iklimlere yada tropik yağmur ormanı bölgelere iyi uyan bir ürün
değildir. Çimlenmesi için optimum sıcaklık 18-21 °C’dir. 13 °C’ nin altında çimlenme
çok yavaşlar ve 10 °C’nin altında da hiç çimlenme gerçekleşmez. Daha düşük
sıcaklıklara toleranslı hatların seçilmesi ile tane mısırın kuzey Fransa’da 50 derece
kuzey enleminin de üzerinde de tane ürünü olarak yetiştirilmesi mümkün olmuştur ve
55 derce kuzeyde Danimarka , Hollanda ve İngiltere’de de silaj mısır yetiştirilmektedir.
Çiçeklenme sıcaklık ve gün uzunluğuna bağlı olup alçak yükseltilerden seçilen çeşitler
ve mısır ırkları kuzeye doğru götürüldüklerinde çiçeklenmelerinde gecikme
göstermektedirler.
6.1.2. Sorgumun İklim istekleri
Sorgum muhtemelen günümüzden 5000 yıl önce Etiopya’da kültüre alınmıştır.
Önce batı Afrika’ya sonra Asya’ya yayılmış köle ticareti ile de New York’a ulaşmıştır.
Sorgum belki de Dünya gıda güvenliği bakımından özel bir öneme sahiptir. Sorgum
tropikal iklimlerde bir çok tahıl cinsinin yetişemediği koşullar altında yeterli düzeyde
tane ürünü vermektedir. Diğer bir çok tahıldan daha sıcak ve daha kuru iklimleri tolere
edebilir ve yetişme sınırı Afrika’da günümüzde mısır için çok kurak ve sıcak olan
alanlara kadar uzanmıştır. Büyümek için en optimum sıcaklık 30 °C civarında olmakta
ve don sürecinde ölmektedir ve
5°C’nin altındaki sıcaklıklarda mısırdan daha az
toleranslıdır. Hem mısır hem de sorgum kısa gün bitkileri olduğu için tropik çeşitler
ılıman bölgelerde çiçeklenemezler.
6.2. Fotosentez ve Solunum
Mısır ve sorgum bu kitapta incelenen diğer kültür bitkilerinden farklılık gösterir.
Çünkü C4 fotosentez yolunu izlerler. Bu fototsentetik yol C3 bitkilerinde bulunan
fotosenteze
oranla
potansiyel
olarak
CO2,
ışık,
su
ve
azotu
daha
etkin
5
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
kullanabilmektedir. C4 fotosentezine sahip olmak niçin bu bitkilerin fotosentez ve
üretim olarak, CO2, güneş ışığı, su ve azot noksanlığına tepki bakımından diğer C3
bitkilerinden önemli farklılık gösterdiğini açıklamaktadır.
6.2.1. Karbondioksit (CO2)
C4 bitkilerini (Mısır ve Sorgum dahil) karakterize eden fotosentetik metabolizma
ve yaprak anatomisinin eşsiz birleşiminin primer fizyolojik etkisi iletim demetlerinde
Rubisco bölgesinde CO2 konsantrasyonunun yükselmesidir. Bu bitkilerde C4 di
karboksilat siklusu deniz seviyesinde yaklaşık 35 Pa’lık kısmi basınç (pCO2) altındaki
CO2 ‘i almaya ve iletim demetleri içinde RuBp karboksilaz oksigenaz (Rubisco)’nun
olduğu yerde yaklaşık 700 Pa (20x) (pCO2) basınca eşdeğer seviyeye yoğunlaştırmaya
hizmet eder. Bu yükseltilmiş konsantrasyonun 2 etkisi bulunmaktadır.
Öncelikle Rubisco’nun oksigenaz reaksiyonunun rekabetçi inhibisyonu C2fotosentetik oksidatif yada fotorespiratif (pathway) aktivitesini elimine eder ve
fotorespirasyonla ilişkili olarak enerji sarfiyatını elimine eder.
Rubisco’nun CO2’e olan düşük çekiciliğine rağmen maksimum kataliz oranına
ulaşmasına olanak sağlar.
C4 fotosentetik dokularından gelen PEPc= fosfo fenol pürivat karboksilaz
yüksek CO2
çekiciliğine sahiptir.
Böylece fotosentez 15-20 Pa’lık düşük pCO2
basıncında bile doygunluğa ulaşır.
Atmosferdeki pCO2 her yıl % 0.4-0.5 artıyor ve 2100 yılında tahminen 2 katına
ulaşacaktır. Bu artışın C3 türlerinde köklenme hacminde bir sınır olmaması halinde
yaprak fotosentezini % 58 artırması beklenmektedir. Buna karşın C4 türlerinde
pCO2’deki bir artışın herhangi bir direkt etkisi beklenmemektedir. Azot noksanlığı ve
kurak stresi C4 yapraklarının iletim demeti hücrelerinde pCO2 açığını artırabilir.
Böylece muhtemeldir ki yükselen pCO2 basıncına fotosentezin direkt tepkisi ortaya
çıkabilir. Bazı uzun süreli tarla çalışmaları ile yükseltilmiş pCO2 düzeyinde sorgum ve
mısır dahil C4 bitkilerinin fotosentezinin arttığı ölçülmüştür. Bununla birlikte C3
bitkilerinde olduğu gibi C4 bitkilerinde de yükseltilmiş pCO2’nin stoma iletkenliğini (gs)
azaltması bir komplikasyondur. Yani yükseltilmiş pCO2’de yetiştirilen C4 bitkileri
iyileşmiş bir su dengesi gösterirler ve bu durum herhangi bir su sıkıntısı olsa bile artan
oranda bir CO2 asimilasyonu oluşacaktır. ABD’de Maryland’da bataklıkta yetişen bir C4
buğdaygili olan Spartina patens ’ te 10 yıl süreyle yapılan gözlemler, pCO2’ nin 2
katına çıkarılmasından yaprak ve yeşil aksam fotosentezinin etkilenmediğinin
6
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
gözlenmesi özellikle önemlidir. Bu çevrede fotosentez üzerinde herhangi bir önemli
etkinin bulunmayışı, C4 bitkilerinin fotosentezinin diğer çevrelerde yükseltilmiş
pCO2’ye görünür tepkisinin, azalmış transpirasyon (terleme) şeklinde dolaylı bir tepki
olduğuna dair hipotez ile uyum içindedir.
pCO2’nin mevcut çevre düzeyinin 2 katına çıkarılması ile mitokondrial
solunumun kısmen ve önemli şekilde engellendiğine dair bir çok rapor bulunmaktadır.
Bu azalmanın temeli belirgin değildir. CO2 etkisinin bir çok potansiyel yerde etkisi
olduğu söylenmektedir. Hem C3 hem de C4 bitkileri bu tepkiyi göstermektedir.
6.2.2. Solar Radyasyon
C4 bitkilerinin, 1965-66’lı yıllarda eşsiz biyokimyasının keşfi ile ortaya çıkan en
önemli fizyolojik özelliklerinden bir tanesi tropikal koşullar altında tam güneş ışığı
altında çok yüksek fotosentez oranına sahip olmalarıdır. Fotorespirasyondan kaçınmakla
C4 türleri tam güneş ışığında potansiyel olarak daha yüksek net fotosentez oranlarına
sahiptirler. Her ne kadar C4 yoluyla CO2 asimilasyonu yapmak için ilave enerjiye gerek
duyulursa da bu ışık doygunluğunda önemsiz bir konudur, çünkü ışık bariz şekilde
ihtiyaçtan fazla olacaktır. Donuk ışık da fotosentez foton değişimi ile doğrudan
bağlantılı olduğunda CO2 asimilasyonu tamamen karbon asimilasyonunun enerji
gereksinmesine bağlı olacaktır. Sorgum ve mısırda C3 bitkilerine kıyasla fotosentezde
bir mol CO2’in asimilasyonu için gerek duyulan ilave 2 molekül ATP foton
gereksinmesini artıracaktır. Bununla birlikte 30 °C’de C3 bitkilerinde fotosentezde
fotorespirasyona yöneltilen ışık enerjisi miktarı C4 fotosentezinde CO2 asimilasyonu
için gerek duyulan ilave enerjiden önemli ölçüde daha fazla olacaktır.
Fotosentezin bir oranı olarak fotorespirasyona sarf edilen enerji sıcaklıkla artar.
25°C ve altındaki sıcaklıklarda 1
CO2 molekülünün net asimilasyonu için gerek
duyulan enerji miktarı C4 bitkilerinde C3 fotosentezindekilerden daha yüksek olacaktır.
Ancak, 25 °C’nin üstündeki sıcaklıklarda durum bunun tam tersidir. Şöyleki, sıcak
koşullarda fotosentetik CO2 alım etkinliği mısır ve sorgumda benzer C3 bitki yeşil
aksamlarına kıyasla her zaman daha yüksek olmak durumundadır. Bu farklılık üretim
seviyesinde ışık kullanım etkinliğinde barizdir.
7
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
6.2.3 Su Noksanlıkları
C4 bitkilerinde fotosentez mevcut dış çevre seviyesinin altındaki kısmi basınçta ki CO2
ile doygunluğa ulaştığı için, asimilasyonda (A) herhangi bir etki olmaksızın bir miktar stoma
kapanması oluşabilir. Mısırda, su noksanlığını takiben, yaprak hücreler arası pCO2 (pi)
tahminen kontrolün yarısı oluncaya kadar, A’da çok az bir azalma ile
gs’de, evaporasyon
(E)’da ve yaprak hücreler arası pCO2 ’(pi)de önemli azalışlar vardır. Daha ileri düzeyde
yapılan analizler azalmış A’nın kuraklık stresinde azalmış CO2 fiziksel iletkenliğinden
kaynaklandığını ortaya koymaktadır.
Teorik olarak C4 bitkileri fotorespirasyon noksanlığı nedeniyle, kuraklık kaynaklı
stoma kapanması CO2 alımını önlediği ve fotorespirasyon noksanlığı CO2 ‘nin iç döngüsünü
engellediğinde C4 bitkileri fotosentezin fotoinhibisyonuna çok daha fazla meyilli yatkın
olabilir. Bir çalışmada, pratik olarak, kurağa maruz kalmış mısırın yapraklarında önemli
ölçüde iç CO2 döngüsünden bahsedilmektedir. Kurağa maruz kalmış sorgum güneş altında
kontrole kıyasla daha yüksek fotosentez fotoinhibisyonu göstermesine karşın, bu
fotoinhibisyonun kuru madde üretimine, önemli bir katkısı olmamıştır.
6.2.4.Besin Maddesi Noksanlıkları
C4 türünde Rubisco bölgesindeki CO2 konsantrasyonunun direkt bir sonucu
olarak fotosentezde için gerek duyulan teorik azot ihtiyacı C3 türünden daha düşüktür.
Bazı araştırıcılar C4 türlerinde Rubisco bölgesindeki karbondioksit konsantrasyonunu
C3 bitkilerinde bulunanın 10 yada 100 katı olduğunu hesaplamışlardır. Bu CO2
konsantrasyonlarında 30 °C’ de bir C4 yaprağı aynı Asat’a ulaşmak için C3’teki
rubisco’nun miktarı % 13.4 yada 19.8’ine ihtiyaç duyacaktır. Rubisco’daki azot için
azalan bu gereksinim kısmen fotosentetik C4 di karboksilat siklusunun enzimleri için
özellikle PEPc’de azot gereksinmesi ile yok edilmektedir. Bununla birlikte
karboksilasyonun
10 kat daha yüksek maksimum katalitik oranı nedeniyle (k
cat)
Rubisco’ya oranla çok daha küçük PEP konsantrasyonlarına gerek duyulmaktadır. C4
türlerinde Rubisco ve PEPc birlikte C3 türlerindeki Rubisco’da yatırılan yani sisteme
giren azot miktarının yarısından daha azını içerir.
C4 türlerinin düşük yaprak azotu ve yüksek yaprak fotosentetik oranı C3
türlerindekinin yaklaşık 2 katı civarında bir Fotosentetik Azot Kullanım Etkinliği
(PNUE) yaratır. İyi gübrelenen koşullarda azot kullanım etkinliği (NUE)’nin bir çok
karşılaştırılması yapılmıştır. Azot noksanlığı gösteren topraklarda, C4 bitkilerinin
8
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
NUE’sinin C3’lerin 2 katı kadar olabileceği bulunmuştur. C3 türlerinde Rubisco
gereksinimini azaltan, atmosferik pCO2 ‘nı artırmak mısır ve sorgumun PNUE’sini
geriletebilir.
6.2.5. Sıcaklık
Gelişmekte olan Dünya’nın büyük bir kısmında sorgumun yerini mısır
almaktadır Ancak, mevcut çeşitlerinin yetişemeyeceği kadar sıcak kurak ve verimsiz
topraklar bunun dışındadır. Sonuç olarak her iki üründe kendi üst düzey limitlerine
yakın sıcaklıklarda yetiştirilmektedir. İklim değişim ile ilgili olarak süregelen sıcaklık
artışları bu ürünlerin sıcaklık stresi riskini artırmaktadır. C4 fotosentezi sıcaklıkla hızla
artan fotorespirasyon olmayışı nedeniyle C3 bitkilerinden yüksek sıcaklıklara daha
toleranslıdır. Bununla birlikte C4’lerin fotosentetik etkinliği 35 °C’nin üzerinde
azalmakta 40 °C ve üzeri sıcaklıklarda tamamen inaktif olmaktadır. Gelişmiş Dünya’nın
büyük bir kısmında ise büyüme daha yüksek enlem derecelerinde olmaktadır ve bu
riskler çok daha azdır. En yüksek enlem derecelerinde
yükseltilmiş sıcaklık serin
dönemlerde fotosentetik etkinliği artırabilir buda bu bitkilerin sıcak iklimlerde yetişme
sınırını ve ekonomik niteliğini genişletebilir.
6.2.6. Ozon ve UV-B Radyasyonu
Ozon ve diğer atmosferik kirleticiler stoma yoluyla ve hücre arası boşluklara
girmeleri müteakip fotosentetik organlara erişme ve zarar verebilme yeteneği
kazanmışlardır. C4 bitkileri kalıtsal olarak C3 eşdeğerlerinden daha düşük bir stoma
iletkenliğine sahip oldukları için daha düşük oranlı bir kirletici alımı göstereceklerdir.
Buda bu bitkilerin niçin genellikle kirliliğe daha fazla toleranslı bitkiler arasında yer
aldığını açıklamaktadır. Şöyle ki aynı seviyede ozon etkisi C4 mısırında C3
buğdayındakinin yarısı kadardır.
Her ne kadar C4 bitkileri stroposferik ozondaki artışlara daha dayanıklı olabilirse
de stratosferik ozon katındaki azalma ve
yüzey UV-B’deki bulaşıklık artışı
fotosentezlerini etkileyecektir. Stratosferik ozon sütununda % 20’lik bir azalmayı taklit
etmek suretiyle ilave UV-B seviyelerinde tarlada yetiştirilen sorgum fotosentetik CO2
alımında önemli bir azalış göstermiştir. Buda bariz olarak artan bir stoma dayanıklılığı
ile ilişkilidir. İlerletilmiş UV-B ayrıca klorofil ve karotonoid pigmentlerinde azalmaya
neden olmuş ve buna maruz kalıştan 60 gün sonra UV-B absorbe eden pigmentlerde ve
peroksidaz aktivitesinde artışlar ortaya çıkmıştır. Bu değişiklikler zarara kısmı
9
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
adaptasyon ile eşlik edildiğini ortaya koymaktadır. Benzer UV-B dozlarında mısırda da
fotosentetik CO2 alımında benzer azalmalar gözlenmiştir.
6.3. Su Kullanımı
Teoride C4 bitkilerinin her gram karbon asimilasyonu için aynı çevrede C3
eşdeğerlerinden daha az su tüketmesi gerekir. Yapraklarda su buharı basıncı mezofil
hücre yaprak duvarından iç hava, stoma, yaprak, yeşil aksam katlarıyla büyük
atmosfere, aynı yolla da fotosentetik CO2 basıncı olarak içeriye geçmektedir.
Dolayısıyla her iki gazda aynı geçiş sınırlamalarına maruzdur.
Mısır ve sorgumda primer karboksilaz PEPc tipik olarak 10-15 Pa’lık düşük bir
Pi ile pCO2 doygunluğuna ulaşmaktadır. Stoma veya dış tabaka iletkenliğindeki azalma
Pi15 Pa’nın altına düşürmeye yeterli oluncaya kadar A’yı (asimilasyonu) etkilemez.
Tersine Rubisco’nun CO2 çekiciliği oldukça düşük olduğu için A, C3 türlerinde Pi (iç
basınç) 100 atm’a ulaşıncaya kadar doygunluğa ulaşamaz ve asimilasyonda Pi’deki
azalma ile büyük düşüşler ortaya çıkar. Örneğin
bir araştırcı tarafından buğday için
açıklanan A/Pi tepkisinden hesaplama yaparak Pi’yi 36 Pa’dan 15 Pa’ ya azaltmanın
eğer Rubisco fotosentezi sınırlıyorsa asimilasyonun % 68 azalacağını bulmuştur. C4
türlerinde Pi’deki bu azalma asimilasyon üzerinde herhangi bir etkisi bulunmayacaktır.
Kurak koşullar altında stoma kapanması Pi’de bir azalmaya neden olacaktır.
Pi’de 36 Pa ‘lık mevcut atmosferik pCO2’nin altında herhangi bir azalış C3 türlerinde
asimilasyonu geriletecek C4 türlerinde Pi dış konsantrasyonun 0.4’ü oluncaya kadar
asimilasyonu etkilemeyecektir. Dolayısıyla C4 fotosentezine sahip türler gaz fazı
diffizyonuna ve transiprasyon yoluyla su kaybına fotosentetik kapasitede bir kayıp
olmaksızın önemli bir dayanıklılık yüklerken C3 bitkilerinde gaz fazı diffizyon
dayanıklılığındaki herhangi bir artışın asimilasyonu azaltması muhtemeldir. C4
türlerinde stoma davranışının C4 fotosentezinin bu özelliğine tepki olarak geliştiği
ortaya çıkmaktadır. Çünkü aynı çevrede C4 bitkilerinin iletkenliği C3 bitkilerinin tipik
olarak yarısı kadardır.
Hem yaprakta (WUEl) hem de yeşil aksam seviyelerinde (WUEc) su kullanımını
açıklayabilmek için su kullanım etkinliği kullanılmaktadır. Yaprak seviyesinde bu değer
transpirasyonda kullanılan her birim su için pCO2’nin oranı olarak ifade edilmektedir.
Bitki düzeyinde ise, yaygın olarak toprak yüzeyinde aynı alandan evapotranspirasyonla
kaybedilen her birim su için üretilen kuru madde miktarı olarak tanımlanmaktadır.
Belirli bir çevrede yaprak su kullanım etkinliği doğrudan bir yaprağın belirli net bir
10
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
pCO2 asimilasyonu sürdürdüğü eksternal (dış) basınç ve hücre içi basınç farkının pCO2
(Pa-Pi) değeri ile orantılıdır. Tipik olarak benzer bir yaprak/hava su buharı basıncında,
bir C4 yaprağında doygunluk anında Pa-Pi 20 Pa’dır Bu değer C3 yaprağında 10 Pa’dır.
Buda C4 bitkilerinin C3 bitkilerine göre 2 kat daha fazla yaprak su kullanım etkinliğine
sahip olduğunu göstermektedir.
Aşağıdaki çalışmalar C4 bitkilerinin C3‘lere göre teorik ve gözlenen yüksek
WUEl değerlerinin geliştirilmiş WUEc değerlerine transfer edildiğini göstermektedir.
Aynı çevrede 30 °C’de yetiştirilen buğdaygiller için WUEc değeri 1.2 x 10-3 C4 türleri
için bu değer 3.6 x 10-3 tür.
6.3.1. Karbondioksit
C3 türlerinde olduğu gibi mısır ve sorgum stomaları artan pCO2’ye azalmış
stoma açıklığı ile tepki vermektedirler. Böylece yaprak su kullanım etkinliği (WUEl
)‘nde önemli bir iyileşme ortaya çıkmaktadır. Bir C3 bitkisi olan soya ve C4 bitkisi olan
sorgum arasında yapılan
bir karşılaştırmada 2 kat dış pCO2 düzeyinde
evapotransprasyon (ET) soyada % 43, sorgumda % 31 olduğu bulunmuştur. Başka bir
araştırıcı 2 kat pCO2 ortamında mısırda ET’deki azalışı % 45 olarak hesaplamıştır.
Diğer bir araştırıcı nemli koşullarda mısırın ET düzeyinin normal pCO2’ye kıyasla 2 kat
artırıldığında % 29 daha az olduğunu göstermiştir. Suyun kısıtlı olduğu koşullarda ise
toprak kuruma oranında % 30’luk bir yavaşlama ortaya çıktı. Şöyleki Yükseltilmiş
pCO2 uygulamasında toprak daha uzun süre nemli kalmıştır. Bu durumda yükseltilmiş
pCO2’de asimilasyon ve üretimin daha yüksek seviyelerde kalmasına olanak vermiştir.
6.3.2.Solar Radyasyon
Solar radyasyon doğrudan yada dolaylı olarak ET’i yürütmek için gerekli
enerjiyi sağlamaktadır. Sabit bir pCO2 düzeyinde mısır ve sorgumdaki ET düzeyi
ışınımla doğru orantılıdır. Ancak pCO2’nin artması ile önemli ölçüde azalmaktadır.
Gelecekteki iklim değişim senaryoları bulutluluktaki önemli bölgesel değişiklikler
dolayısıyla da yetişme mevsimindeki solar radyasyonda önemli değişiklikler olacağını
ortaya koymaktadır. Bir araştırıcı bu potansiyel değişimin etkilerini bir simulasyon
modelinde değerlendirmiştir. Bu çalışmada solar radyasyonda % 15’lik bir artışın sabit
bir pCO2 seviyesinde transpirasyon oranlarının ET’i normal yağış koşullarında yetişen
mısır için % 2 sulu mısır için % 4 ve normal yağış koşullarındaki sorgum için % 1
düzeyinde artıracağını tahmin etmişlerdir. Solar radyasyon % 15 azaldığında ise bu
değişiklikler tersine dönmektedir. Bununla birlikte bu değişikliklerin gücü ve yönü
11
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
yükseltilmiş pCO2’nin ve artan sıcaklığın interaktif etkileri yağış ve subuharı
basıncındaki mukabil değişiklikler ile birlikte önemli ölçüde değişebilir. Örneğin olası
gelecek senaryosu içerisinde normal yağmur koşullarında yetişen mısırda sıcaklığın 3
°C arttığını pCO2 ‘nin 55 Pa olduğunu ve yağışında % 15 azaldığını farz edersek net
sonuç transpirasyonda % 7’lik bir azalmadır.
6.3.3. Sıcaklık
Hem C3 hem de C4 bitkileri için ET artan sıcaklık ile artmaktadır.
Transpirasyonu sürdüren güç yaprak içerisinde ve etrafını saran hava içerisinde hava
boşlukları arasındaki su buharı konsantrasyonundaki değişim farkıdır. Havadaki kütleyi
doyurmak için gerek duyulan su miktarı sıcaklıkla geometrik olarak artmaktadır. Artan
hava sıcaklığı genel olarak su buharı basınç noksanlığında (VPD) ve transpirasyon
potansiyelinde artış yaprağın su kullanım etkinliğinde WUEc bir azalma ile sonuçlanır.
PEPc’in
Rubisco’ya kıyasla daha yüksek karboksilasyon etkinliği atmosferle
karboksilasyon bölgesi arasındaki pCO2 için çok daha yüksek olan geçiş oranının
korunmasını kolaylaştırır. Bu da C4 bitkilerinin C3 bitkilerine göre çok daha küçük bir
Gs seviyesinde optimum Pi’yi sürdürmesini mümkün kılar. Böylece, ET’nin sıcaklıkla
artış hızı çok daha fazla azaltılmış olur. Ayrıca yükseltilmiş sıcaklık hem mısır hem de
sorgum için bitki su kullanımını düşürmek suretiyle bitki büyüme periyodunu ve
verimini azaltır.
6.3.4 Su Noksanlığı
Sorgum iki bitkiden çok daha fazla kurağa dayanıklı olanıdır. Bunun bir çok
morfolojik ve fizyolojik nedenleri vardır. Bunlar;
1. Kök sistemi gelişinceye kadar bitkinin toprak üstü aksamı yavaş büyür.
2. Mısırın 2 katı kadar sekonder kök üretir.
3. Kökün endodermisi içerisindeki silisyum tortuları kuraklık sırasında
dokunun çökmesini yok olmasını önler.
4. Yaprak alanı mısırınkinin yarısı kadardır.
5. Yaprakları daha kalın, kütiküla tabakasına sahiptir ve kuraklık sırasında
tamamen içe kıvrılır.
6. Sorgumdan kaynaklanan evapotransprasyon mısırın yarısı kadardır.
7. Sorgum bir birim kuru madde başına % 20 daha az suya gereksinim
duyar
12
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
8. Bitki kuraklık dönemde dormant durumda kalır ve uygun koşullar
oluştuğunda tekrar büyümesini sürdürür
Bir hafta süreyle soldurmaya maruz kalan sorgum yaprakları sulamadan sonra
hızla kendini toplar. Normal günlük stomaların açılıp kapanma ritmine 5 günde
ulaşılabilmektedir. Bunun aksine mısırda normal stoma fonksiyonu sürekli olarak zarar
görür ve normal günlük düzenine ulaşamaz.
Ürünün toprakta depolanmış suya bağlı olduğu bölgelerde daha derin kök
sistemleri, daha yüksek verim getirir bu açıdan sorgumun toprağa daha hızlı girmesi ve
daha derinlere gitmesi nedeniyle özel bir üstünlüğü vardır.
Aynı tarlada yetiştirildiklerinde ve ekimden önce sulandığı durumda Yemen’de
mısır kökleri 1 m derinliğe kadar uzanırken sorgum kökleri 2 m ‘den daha fazla
derinliğe ulaşmışlardır. Böylece çok daha fazla suyun topraktan alınması da mümkün
olmuştur. Bu tür suyun kısıtlı olduğu çevrelerde C4 bitkilerinin daha yüksek WUEc
değeri verim için kritik bir faktör olacaktır. Mısır ve sorgum WUE değerleri aynı
bölgede yetiştirilen pamuk ve fasulye gibi C3 bitkilerinin 2 katı kadardır.
Mısır ayrıca da sorguma göre tuzluluğa daha duyarlıdır. Yaprak su potansiyelini
daha hızlı azaltarak dahili süzülmeyi artırır.
Sorgum genotipleri kuraklık stresine önemli varyasyon gösterirler. Tüylü yaprak
özelliği olan sorgum genotipleri tüysüz olanlara göre daha yüksek bir su kullanım
etkinliği=WUR ve daha iyi bir büyüme sergilerler. Hem ısı hem de tuzlu koşullar
altında daha hızlı kök büyümesinin dayanıklılığın olası mekanizması olduğu ileri
sürülmektedir.
Kurağa dayanıklı sorgum hatlarında yaprakların dönmesi en üst yaprakların
etken yaprak alanını % 75 kadar azaltabilir.
6.3.5 Su Basması
Eğer ki iklim değişikliği yüksek yağış alma potansiyelini artıracaksa o zaman
peryodik olarak su altında kalmaya artan bir tolerans stabil bir verim için önemli
olacaktır. Sorgumun büyüme ve gelişmesi çeşitler arasında büyük ölçüde değişmekle
birlikte mısıra göre su basmasına daha fazla tolerans göstermektedir.
Aşağı Afrika ovalarındaki denemelerinde sorgum sadece yağışın 380 mm’ den
az olduğu yerlerde değil aynı zamanda yağışın 700 mm’ yi geçtiği yerlerde de mısırdan
daha fazla verim vermiştir. Muhtemelen bunun açıklaması geçici olarak su basmasına
daha fazla tolerans olmak gerekir.
13
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
6.3.6 Besin Maddesi Noksanlıkları
Yükselen sıcaklıkla azalan yağışın bir araya geldiği yerlerde, o zaman toprağın
kuruması olasıdır. Bu durum artan pCO2’den kaynaklanan yükselen bir WUEc ile bir
dereceye kadar giderilebilir. Azalan toprak su potansiyeli stomaların kapanmasını
başlatır bu bitki transpirasyonun, köklerden suda çözünebilir maddelerin büyük bir
akışını ve sonuç olarak mineral madde alımının azalması ile sonuçlanır Bununla birlikte
bu koşullarda kuru madde üretimi de azalacağından bu azalan besin maddesi arzı
azalan su kullanım ile birlikte kuru madde bileşimi üzerine çok az etkide bulunabilir.
Kurak stresi sırasında azot uygulamasının sulamayla birlikte olmadan daha az etkili
hatta tamamen etkisiz olması olasıdır. Örnek olarak melez tane sorgumda yapılan
çalışmalarda sulanmamış ürünlerde azot gübresi ilavesi verim üzerinde hiç bir etkide
bulunmamıştır. Fakat nispeten ılımlı bir su stresi koşullarında yaralı etkili olduğu
görülmüştür. Bu normal su stresi demek ekimden 60 gün sonra tek bir defa su verilmesi
anlamındadır.
Mısır ila kıyaslandığında sorgumun azot alım etkinliği özellikle toprak azotu
düşük
olduğunda
daha
yüksektir.
Dolayısıyla
kuraklık
stresinden
daha
az
etkilenmektedir. Belki de bu bitkinin daha büyük ve daha derin kök sisteminin
yansımasıdır. Şöyle ki mısırın üretim potansiyeli sorgumunkinden daha yüksek iken
kurak ve besin maddesi stersinin birleştiği koşullarda gerçekleşen sorgum veriminin
daha yüksek olması olasıdır.
6.4. Büyüme ve Gelişme
6.4.1. Karbondioksit
daha önce belirtildiği gibi yükseltilmiş pCO2’nin C4 bitkilerinde
fotosentetik karbon kazancı üzerine herhangi bir doğrudan etkisi olup olmadığı kesin
değildir. Ancak solunum üzerine bir direkt etkide bulunduğuna dair önemli bilgiler
mevcuttur. C4 bitkilerinde yükseltilmiş CO2’in doğrudan bitki büyümesini teşvik edip
etmediği konusunda da halen büyük bir tartışma bulunmaktadır. Yükseltilmiş pCO2
altında büyümenin arttığına dair mısır ve sorgumun yer aldığı C4 bitkileri ile ilgili bir
kaç çalışmada bulgular mevcuttur. Bununla beraber diğer bazı yazarlar herhangi bir etki
bulamamışlar yada yalnızca artan pCO2 kuraklık stresi ile birlikte ortaya çıktığında bu
tür bir etkiyi yakalayabilmişlerdir.
Bir araştırıcı pCO2 2 kat yükseltildiğinde mısırda bitkiler ancak kurak stresi
altında olduğunda önemli bir olumlu büyüme tepkisi bildirmektedirler. Serada tarla
14
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
kapasitesinden itibaren solma noktasına doğru doğru olan kuru toprakta yetiştirilen
bitkiler normal CO2 basıncına göre yüksek seviyede iken % 35 daha fazla yaprak alanı
ve % 50 daha fazla kuru madde biriktirmişlerdir. Gelişen büyüme tepkisi toprağın halen
tarla kapasitesine yakı olduğu kuruma devresinde ve kuruma toprağın üst kısmını
kuşattığında bariz olarak ortaya çıkmıştır. Buna karşın iyi sulanan bitkiler yükseltilmiş
CO2’e herhangi bir önemli tepki göstermemişlerdir ( Tablo 6.2.).
Tablo 6.2. Normal ve Normalin 2 Katı Çevre CO2 Konsantrasyonunda Islak ( Nem
içeriği Tarla Kapasitesine Yakın Tutuldu) ve Kuru Toprakta (Tarla Kapasitesinden
Sonra Kurumasına İzin Verildi) Yetiştirilen Mısırın Ortalama Net Assimilasyon Oranı
(NAR), Yaprak Alanı Oranı (LAR) ve Oransal Büyüme Oranı (RGR). Kuruma
Çimlenmeden Sonra Başlamıştır. Büyüme Oranları Çimlenmeden Sonra 26-37
Günlüktür. (Samarakoon ve Gifford,1996)
NAR (g/m2/day)
LAR (m2/kg)
RGR (mg/g/day)
Normal CO2
13,4
10,8
135,8
2 kat CO2
13,8
10,4
133,8
+%3
-%6
-%1
Normal CO2
5,1
10,2
50,6
2 kat CO2
7,9
9,6
73,3
+%56
-%6
+ % 45
Islak Toprak
Değişim
Kuru Toprak
Değişim
İyi sulanmış bitkilerin Toprak su içeriği tüm deneme boyunca tarla kapasitesinin
hemen altında cereyan etmiştir. Bu sonuçlar mısır büyümesini su içeriği solma
noktasının üzerinde olduğu topraklarda yükseltilmiş pCO2’ye daha önce zikredilen
duyarlılığını göstermektedir. Bazı araştırıcılar yükseltilmiş pCO2’ye mısırın büyüme
tepkisi gösterdiğine dair raporların ufak su noksanlıklarının gözden kaçırılmış
olabileceği kanısındadırlar. Bununla birlikte diğer bir araştırıcı 2 kat pCO2 yükseltilmiş
pCO2’ye’de yetiştirilen mısır bitkisinde 30 günlük sürede kuru maddede % 20’lik bir
artış bildirmektedir ve bu denemede transprasyon kayıplarını dengelemek amacıyla 3
saatlik aralarla bitkiye su verilmiştir. Şöyle ki, eğer kurak stresi söz konusu ise tepki
bitki su durumunda çok küçük önemsiz değişiklikler şeklinde olacaktır.
Yükseltilmiş pCO2’nin C4 bitkilerinin gelişme oranının indirekt olarak bitki
sıcaklığını azalan transprasyon ve gizli ısı transferini artırarak yükseltmesi beklenebilir.
15
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
Bununla birlikte yükseltilmiş pCO2’nin bitkinin toprak nemini uzun süre muhafaza
etmesine olanak verdiği yerlerde ET ve gizli ısı kaybı kullanılabilir toprak neminin
tamamen tüketildiği kontrole kıyasla daha büyük olabilir. Pratikte Yükseltilmiş pCO2
altında büyümenin bitki gelişimini geciktirdiği, sorgumda bitki genesis ’ini etkilediği
bulunmuştur. İki sorgum genotipi için,1- Sudan soyu IS22365 ve 2- US çeşidi RS610,
PCO2 de 21 Pa’dan 72 Pa’ya bir artış, ekimden püskül çıkışına kadar süreyi 20 gün
arttırmıştır. Bu kuru alanlarda sorgum üretimine yıkıcı bir etki olabilir ve besin
stoklarının çok düşük olduğu yılın bu zamanında gıda sağlanmasını geciktirebilir.
Yükseltilmiş pCO2 aynı bitkide bitki boyu, yaprak sayısı ve uç uzaması yönünden
artışlara yol açmıştır. Yükseltilmiş pCO2’nin gelişme üzerindeki bu negatif etkisi
beklenen birlikte gelecek sıcaklık artışı ile fazlasıyla giderilebilir.
6.4.2 Solar Radyasyon
Her iki tür kısa günlere tepki olarak çiçeklenir fakat bazı hatlar gün uzunluğuna
duyarsızdırlar düşük enlem derecelerinden toplanılan hatlar yüksek enlem derecelerine
götürüldüğünde çiçeklenmeleri gecikir. Bununla birlikte sıcaklıkla aşağıdaki şekilde bir
ilgi mevcuttur. Ekimden çiçeklenmeye (f) kadar geçen gün sayısı şu şekilde formülüze
edilir.
1/f= a+Tb+Pc
Burada a,b ve c genotipe özel sabitler olup P ise fotoperyot (h/gün)’dür.
Dolayısıyla her iki türde de bitkinin yüksek enlem derecelerine adaptasyonu b ve c
değerlerindeki azalmalar sonucunda kısa mevsim çeşitlerinin gelişimine bağlıdır.
Sıcaklığın artışı sadece daha uzun yetişme dönemi nedeniyle değil aynı zamanda daha
yüksek sıcaklıklarda azalan fotoperyodik gereksinme nendeniyle çeşitlerin yüksek
enlem derecelerinde halihazırdakinden daha uzun bir sezonu kullanmasına izin
verecektir.
C3 bitkilerinde tam güneş ışığında elde edilen değerlerin altındaki değerlerde
ışık doygunluğuna ulaşılabilir. C4 bitkilerinde tam güneş ışığında bile genellikle ışık
seviyeleri doygunluğa ulaşamamaktadır. Böylece orta seviyeden daha yüksek düzeylere
doğru ışıklanmadaki değişikliklerden daha fazla etkilenmesi olasıdır.
Nem sıcaklık ve besin maddesi sınırlaması olmadığında kuru madde üretimi
yeşil aksam gelişim tamamına ulaşıldığında gelen radyasyonla ilişkilidir. Kuru madde
birikimi biriken solar radyasyonla doğrudan ilişkilidir. Bu sürpriz olarak ortaya çıkabilir
çünkü tek tek yaprakların artan ışığa fotosentetik etkisi aşırıdır. Bununla birlikte sorgum
16
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
ve mısır yeşil aksamlarında yaprak yüzeylerinin büyük bir kısmı yatıktır. Bu hem üst
yaprakların birim alan başına ışık akımını azaltır. Hem de ışığın yeşil aksam içerisindeki
aşağıdaki yapraklara geçişine izin verir. Sonuç olarak bitki yeşil aksamın fotosentetik
karbon alımı tam güneşte radyasyon artışına doğrusal tepki verir. Bir araştırıcı optimum
koşullar altında yetişen bir dizi sağlıklı bitki tarafından tutulan
birim toplam solar
radyasyon başına oluşturulan maksimum kuru madde miktarlarını incelemiştir. Bu
araştırıcıların verdiği bilgilere göre buğday, patates ( Solanum tuberosum L.) ve pancar
( Beta vulgaris L.) gibi bir çok C3 türünün maksimum 1.4 µg/j değeri verdiğini buna
karşın mısır, sorgum, (Penisetum purpureum Schum.) darı ve şeker kamışı (Sacharum
officinarum L.) gibi C4 bitkilerinde ise 2.0 µg/j olduğunu bildirmektedir. Patateste
fotosentetik olarak aktif radyasyonun toplam radyasyonun % 50’i olduğunu ve bitki
kuru madde kütlesinin ortalama enerji içeriği 17Mj/kg olduğunu farz edersek bu
fotosentetik aktif reaksiyonun C4 için biyomasa dönüşüm etkinliği 0.070 ve C3 için
0.049’a eşit olduğunu gösterir. Tropik ve ılıman bölgelerde yaz aylarında kuru madde
üretiminin oranı C4 türleri için farz edilen maksimum olan 2.0 µg/j değerine
ulaşabilmektedir. Daha önce belirtildiği gibi dolayısıyla bu C4 bitkilerinin büyümesi
bulut
örtüsündeki
bölgesel
değişiklerden
kaynaklanan
toplam
radyasyondaki
değişikliklere özellikle duyarlı olacaktır.
6.4.3 Sıcaklık
Sıcaklık bitki gelişmesinin tüm devrelerine yani çimlenme, çıkış, çiçeklenme ve
tane dolumunuetkiler. Bu gelişme devreleri için her ürünün 3 önemli sıcaklık derecesi
belirtilir. Taban sıcaklık (Tb) bu sıcaklığın altında büyüme kesintiye uğrar To optimum
ve Tc tavan bu sıcaklığın üstünde gelişme kesintiye uğrar. Bu 3 sıcaklıkta sorgum ve
mısırda C3 tahıllarından daha yüksektir ve sorgum mısırdan da önemli ölçüde daha
yüksek değerler gösterir. Bu her iki ürünün daha serin iklimlerde yetişebilme olanağını
artırmak için daha düşük Tb ve To sıcaklıkları açısından seçim yaparak ıslah etme
konusunda yoğun çabalar verilmektedir. Mısır ve sorgum için sıcaklığın çoğu kez
optimumun altında olduğu ılıman bölgelerde global değişim ile sıcaklığın artması
çimlenme ve çıkış oranlarında artış gelişmenin hızlanması ve her iki ürünün artan
uygulanabilirliği ile sonuçlanacaktır.
Daha düşük sıcaklık enlemlerinde ve tropik
bölgelerde global ısınma gelişme için optimumun üstünde olan sıcaklıklara yol açabilir.
Bu da özellikle mısır için çimlenme ve çıkışın azalmasına gelişmenin hızlanmasına ve
ürünün uygulanabilirliğinin azalmasına yol açabilir. Mısır için minumum ve optimum
17
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
çimlenme sıcaklıkları genellikle sorgumdan daha düşüktür. Bununla birlikte her iki
türün çeşitleri arasında önemli varyasyon vardır. 13 sorgum hibrit çeşidinin çimlenme
oranlarında sıcaklığı Tb için 15.5’°C tan To için 26.5-38 °C’ye arttırılması ile çeşide
bağlı artış göstermiştir. Sıcaklık 15.5 °C’ nin üzerinde arttıkça çimlenme için geçen
ortalama süre önemli ölçüde azalmıştır. % 80 çıkış baz alındığında 15.5 °C’de 7 gün
gerekli olurken 37.5 °C’de sadece 1 gün yeterli olmuştur. 38 °C’ nin üzerinde çimlenme
azalmış 38 °C’ nin üzerinde Tc değeri aşırı bir sıcaklık olan 48 °C’de çimlenme
azalmıştır. Bununla birlikte Avrupa için seçilmiş bazı hatlarda Tb değeri 10 °C’ ye kadar
düşebilmektedir. Mısırda tohum çimlenmesi için önemli sıcaklıklar hatta tropik hatlarda
bile sorgumun için olan değerlerden aşağıda yaklaşık 3-10 °C’dir. Kenya çeşitlerinde
baz sıcaklık (To ) 6.1 °C To33.6°C ve Tc 42.9 °C olduğu bildirilmektedir. Daha nemli
koşullarda Tb’nin 10 °C’ye yaklaştığı yüksek çimlenme yüzdesi için 13 °C ‘ye gerek
olduğu bildirilmektedir.
Yarı optimal iklimlerde her iki türün gelişme süreci büyüme ve gelişme için
taban sıcaklığın üzerinde zaman ve sıcaklığın bileşkesi ile yakınen ilişkilidir. Mısırda
gelişme oranı kabaca 10 °C’lik taban sıcaklıktan 30 °C’ye doğru doğrusal olarak
artmaktadır. Dolayısıyla gelişme oranı termal zaman yada yetişme derece günü (φ)°Cd
Şöyle ki,
n
φ= ∑ (Ti-Tb)
i=1
Burada i ekimden sonraki i’ inci gün, Ti o gününün ortalama sıcaklığı n ise
yetişme sezonundaki gün sayısıdır.
Kuzey Amerika’da mısır için kısa, orta ve uzun olgunlaşma süresine sahip
çeşitler için bu değerler yaklaşık olar sırasıyla 2100, 2400 ve 2800 °Cd’dir. Esas olarak
20 °C’lik günlük ortalama sıcaklık düşünülürse olgunlaşma için hemen hemen 4 aylık
yada onun altı bir süre gereklidir.
Sorgumun olgunlaşması için ise yaklaşık 400 °Cd’ lik ilave bir ısı birimine
gerek duyulmaktadır. Yüksek enlem dereceleri hariç bu gereksinmeler tropik bölgelerde
kolaylıkla karşılanabilmektedir. Bununla birlikte tropik bölgelerdeki artan sıcaklıklar
ürün üzerinde yıkıcı etkiye neden olabilir. Sıcaklık arttıkça tahıllarda tane doldurma
oranı artar ve tane doldurma oranının dolum süresindeki azalmayı gideremeyeceği
noktaya ulaşıncaya kadar tane doldurma süresi azalır.
18
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
Mısırda olgun tanenin kuru ağırlığı 22 °C’de maksimumdur ve sıcaklık 36 °C’ye
ulaşınca doğrusal olarak azalır bu aşamada kitle ağırlığı % 45 daha azdır. Bu azalma
gelişmekte olan tanedeki nişasta sentezinin
anahtar enzimleri olan ADP glikoz
pirofosforilaz ve nişasta sentezinin aktivitesindeki vakitsiz azalmaya bağlanmaktadır.
Tropik bölgelerde artan sıcaklık bu bitkilerin sıcaktan zarar görme olasılığını artırır.
Burada sorgumun ısı şoku proteinleri üretebilmesi ile bir kaç günde yüksek sıcaklıklara
kendini uydurma yeteneği kritik bir olgudur ve belli başlı diğer tahıl ürünlerinin
yetişmemesine neden olan Sorgumun yaşayabilmesinin izahını oluşturur.
6.4.4. Su Noksanlıkları
Tropik bölgelerde su varlığına özellikle duyarlı olan gelişme basamakları fide
çıkışı, kök sisteminin başlangıcı ve hızlı inişi ve tanenin oluşumu ve dolumudur.
Büyümenin bu kritik evreleri ile ilişkili olarak yağışın zamanlaması kritiktir ve bu
zamanlamanın iklim değişiminin sonucu olarak değişmesi yıllık toplamda değişim
şeklinde ürün yani bitki varlığına zarar verebilir. Sorgum genotipleri arasında tropik
bölgelerde kurakla başa çıkma yeteneği bakımından önemli varyasyon gözlenmektedir.
Bazıları için gelişme hızlanmakta yada etkilenmemekte
diğerleri için gelişme
gecikmekte yada belli bir süre durmaktadır. Önceki strateji bitkilerin kurağın
kötülüğünden kaçmasına olanak sağlarken 2. Strateji ürünün yeterli yağış geldikten
sonra büyümesine olanak vermektedir.
Kuraklık stresi fide çimlenmesini ve çıkışını azaltır. Çıkıştan sonra bitki hızlı su
kaybına stoma iletkenliğini azaltarak yanıt verir böylece su kaybını sınırlandırır. Su
kaybı daha uzun bir dönem devam ederse gelişimde değişimler başlatılabilir.
Azaltılmış yaprak turgoru yaprak büyümesini hızla durdururken fotosentez daha
az etkilenir. Bu azaltılmış yaprak büyümesi normal civarında bir fotoasimilasyon ürünü
ile birlikte köklere artan bir asimilasyon ürünü arzı ve artan bir kök gelişmesi ile
sonuçlanır. Eğer toprağın yüzey katmanı tekrar ıslatılırsa ilk köklerin toprağa girme
oranı yavaşlar. Eğer toprak yüzeyi kurursa o zamanda kökler hızla aşağıya yani yaklaşık
30-40 mm/gün gidecektir. Hem mısır hem sorgumun üreme dönemleri özellikle su
stresine duyarlıdır. Kurak stresi çiçeklenmeyi ve olgunlaştırmayı geciktirir. Bu suretle
de bitkinin yetişme süresi artar. Mısırda gelişmenin bu kritik döneminde kısa süreli bir
kuraklık stresi döneminde bile üreme devresinde % 100’lük bir kayıp ortaya çıkabilir.
Bu kayıp doğrudan susuzluğun bir sonucu değildir. Ancak muhtemelen asimilat
ürünlerinin arzındaki bir noksanlık nedeniyledir. Çünkü sapın bir büyüme ortamı ile
19
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
beslenmesi yeniden üremeyi mümkün kılmaktadır. Suyun tek başına üremeyi sağlaması
mümkün değildir. Tane sorgumda generatif dönem sırasındaki kuraklık stresi kından
çıkma ve çiçeklenme sonuna denk gelirse tane veriminde azalmayla sonuçlanabilir. Bu
azalmada en fazla % 85 civarında olabilir. Bununla birlikte stres koşulları sadece
vejetatif dönemde ortaya çıkarsa verimde hiçbir azalma ortaya çıkmayabilir.
Çiçeklenmeden sonra verim tane tutma sayısına ve tane doldurma oran ve
süresine bağlıdır. Tahıllarda tanenin potansiyel sayısı erken gelişme döneminde üretici
uç oluştuğunda erken dönemde belirlenir ve bu zamandaki asimilant arzını da yansıtır.
Eğer koşullar değişirse (yani kuraklık) fotosentetik dokuların kapasitesi taneyi
doldurmak için gerekli olabilecek asimilasyon ürününü sağlamada yetersiz kalabilir bu
gibi durumlarda verim çok küçük olabilir ve esneklik bitkinin rezerve maddeleri
yeniden taşıma yeteneğine bağlıdır. Çok sayıda mısır ve sorgum genotiplerinde yeniden
taşınma ortaya çıkmaz bununla birlikte bazı sorgum çeşitlerinde % 40 civarında bir kuru
maddenin yeniden taşınabileceği bulunmuştur.
6.5 Verim
Dünya ölçeğindeki mevcut verimler Tablo 6.1.’de verilmiştir. Bu verimlerin
küresel atmosferik ve iklim değişiklikleri ile nasıl değişeceğini tahmin etmek için
tamamen modellerin bizlere yapacağı tahminler ile sınırlıyız. Bu modeller öncelikle
deneysel
modellerdir ve deneyimden öte tahmine dayanır, özellikle interaksiyonlar
açısından bir kaç denemeye bağlıdır. Denemelerde pCO2’nin
güçlüğü nedeniyle,
denemeler seralarla ve küçük üzeri açık büyüme odaları ile sınırlı kalmıştır. Bu
denemeler tepkinin ve potansiyel interaksiyonların yönüne ilişkin bir gösterge sağlarken
tüm değişiklikleri tahmin etmeye uygun değildir. Gelecekteki ürün verimlerini tahmin
etmek yarıştaki bir at üzerine bahis oynamayı oldukça andırmaktadır. Bu durumda
bütün belirsizlikler potansiyel sürprizlerle birlikte atı kutuda görüp, asla parkurda
olmayışını görmek gibi hendikaplarda eklenmelidir.
Yakın zamanlarda bazı araştırıcılar artan pCO2’in ve sıcaklığın üretim ve verim
üzerindeki interaktif etkilerinin incelendiği kaç tane sınırlı sayıda çalışma olduğunu
ortaya koydular ve model beklentileri ile çelişen üretimdeki değişiklikleri gösterdiler.
Bu kontrollü çevrelerde bu interaksiyonların altında yatan mekanizmaların daha fazla
anlaşılmasının gereğini ve çoklu bölgelerde realistk yani gerçekçi tarla değerlendirmesi
için gelişen sistemlere olan ihtiyacı ortaya koymaktadır.
20
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
Bitkilerin açık havada FACE denemeleri yardımıyla yükseltilmiş CO2’ e nasıl
tepki vereceğini yada yükseltilmiş CO2 ve sıcaklığın gelişmiş klima kontrollü seralar
yada eğimli tüneller vasıtasıyla nasıl etkileşeceğini inceleyecek teknoloji mevcuttur. Bu
modelleri test edecek herhangi bir önemli network gelişimi bu olanakların pahalılığı bu
modelleri test edecek herhangi bir işbirliği ağı geliştirilmesinden uzaklaştıracak gibi
görünüyor. Bu gelecekteki gıda arzını idare etmek ve bu değişen koşullar için gelişen
genotipleri seçmek yada geliştirmek için uygun bir kılavuz oluşturma bakımından
esastır. Atmosferik pCO2’nin 2 katına çıkmasına bölgesel klimatik tepkiler önemli
ölçüde farklılık gösterecektir. Verimlerin daha değişken ve tahminin daha güç olması
olasıdır. Çünkü verimler bitki fizyolojik işlevleri hava su ve yoğun bir şekilde
agronomik değişikliklere maruz kalan toprak çevresi arasındaki kompleks ilişkilere
dayanmaktadır. Bu karşılıklı işlevler bitki solunumunu, su kullanımı, büyüme ve
fenolojisini bitki verimliliğini etkileyen tüm bunları belirlemektedir. C4 bitkilerinde
yükseltilmiş pCO2 altında artan büyümeye dair raporlar genellikle artan su kullanım
etkinliğine (WUE)’e bağlıdır. Bununla birlikte C4 bitkilerinin yükseltilmiş pCO2 altında
fotosentetik stimulayonuna dair raporlarda vardır. Bu ilerlemeler yükseltilmiş pCO2
hafif bir kuraklık stresini yumuşatabildiği koşullarla sınırlanabilir. Mısır ve sorgum
verimlerine ait tüm tahminler sıcaklığın hali hazırda optimum olduğu güney ve orta
ABD güney Çin ve Sahra Afrika’sı gibi bölgelerde azalacağını hali hazırda sıcaklığın
yarı optimal veya altında olduğu Kuzey ABD, Avrupa topluluğu ve kuzey Çin gibi
bölgelerde ise artacağını tahmin etmektedir.
Modeller genellikle su ve besin elementlerinin sınırlayıcı faktör olmadığını ve
agronomik uygulamalarda herhangi bir değişim olmayacağı varsayımı ile çalışmaktadır.
Yükseltilmiş pCO2’ nin genellikle verim üzerinde az yada hiç etkisi olmayacağı farz
edilmektedir. Bu varsayım giderek özellikle yağmur rejimi altındaki ürünlerde kusurlu
yada çatlıyor (hatalı)bulunmaktadır.
Başka bir araştırıcı erozyon verimlilik etki hesaplayıcısı (EPIC) adlı bir modelle
orta ABD’de 5 temsili çiftliktir verim tahmini yaptı. Çevresel ve fiziksel faktörlerin tek
tek ve birleştirilmiş etkileri verim tahmini için kullanıldı. Bu denemede Nebreska’da
yağmur rejimi altında yetiştirilmiş Sorgumun Kansas’ta buğdayın Missori ve Iowa’da
mısırın vede Nebreska’da sulu mısırın verim tahminleri yapıldı. Ürün verimi üzerinde
tek faktör etkileri sulanmış ve yağmur altında yetiştirilmiş ve mısır ve sorgum arasında
değişiklik gösterdi (Şekil 6.3). Bütün durumlarda sıcaklıktaki artış büyüme süresini
kısaltmak suretiyle verimi azaltırken pCO yükseltilmiş pCO2 yükseltilmiş pCO2’deki
21
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
artış umulan verimleri arttırdı. Solar radyasyonunda nem oranında nem oranında ve
yağışta (sulu mısır hariç) azalma verimlerin artması ile sonuçlandı. Bu azalmaların
büyüklüğü ise ürünler arasında değişiklik gösterdi.
Modelleme çalışması tek
tek faktörlerin bir serisini ve verim üzerindeki
potansiyel etkilerine faydalı anlayışlar kavrama olanakları getirmesine karşın gerçek
verimler bu ve diğer değişkenler arasındaki ilişkiler sonucu belirlenecektir. Bir başka
araştırıcı grubu yükseltilmiş pCO2’i 45 Pa’dan (C450) ve 55 Pa’ya (C550) yükselterek
16 durumda interaktif etkileri modelle inceledi (Şekil 6.3.). Etkiler izole edildiğinde
yükseltilmiş pCO2 yağmur rejimindeki ürünlerin verimini artırdı. Ancak bu iklimdeki
diğer beklenen değişiklikler ile kombine edildiğinde net sonuçlar, Missouri'de yağmur
rejimi altındaki mısırın veriminde % 2-35’lik azalma, Nebreska’daki sulu mısırda da
%3-15’lik azalma ile sonuçlandı.Artan pCO2 ve yağış azalan solar radyasyonla birlikte
senaryoya dahil edildiğinde Iowa’daki mısırda% 6-16 ve Nebreska sorgumunda ise %
23-37 verim artışı tahmin edildi. Genellikle incelenen 5 ürünün tamamı için artan
sıcaklıktan kaynaklanan verim azalması yükseltilmiş pCO2 ve artan yağış ile bir
dereceye kadar giderilebiliyordu. Giderilebilme mısırda daha fazla öne çıktı. Bu
bölgedeki verim azalmaları eğer yetiştirme tekniklerinin adaptasyonuda göze alınırsa
daha da küçülebilir. Simulasyon yada modelleme çalışmaları daha uzun süreli çeşitlerin
daha erken ekimi ve nem muhafaza önlemleri gibi agronomik tarımsal uygulamalardaki
değişiklerin iklim değişimi ile mısırda Missuori, Iowa, Kansas eyaletlerindeki verim
kayıplarının bir kısmını dengeleyebileceğini tahmin etmektedir.
Şekil 6.3. 1951 Baz Alındığında1980’e Kadar Ayrı Ayrı İklim Parametrelerindeki
Değişkenlerden İleri Gelen Verim Değişimleri (%) (a) Missouri’de Mısır Normal
22
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
Yağış Rejimi; (b) Nebraska’da Sulu Mısır; (c) Nebraska’da Sorgum Normal Yağış
Rejimi. T= Sıcaklık +3 °C; P= Yağış; SR= Solar Radyasyon; VP= Su Buharı
Basıncı; C=CO2 (Pa x 10); Rs= Stoma Dayanıklılığı; LAI= Yaprak Alanı İndeksi.
(Brown ve Rosenberg, 1997)
Diğer bir araştırıcı iklim değişikliklerinin etkisini ve
Çin’de
modele
uygulanmış mısır üretimindeki değişikliği ele almıştır. CERES mısır modeli ana mısır
üretim bölgelerini temsil eden 35 farlı yöre için çalıştırıldı. Çoğu bölgedeki tahmini
mısır verimleri özellikle azalan büyüme ve tane doldurma döneminin sonucu olarak
azaldı. Bir kaç kuzey bölgesinde ise verim artışı tahmin edildi. Çünkü bu daha yüksek
enlem derecelerinde mısır yetiştiriciliği halihazırda sıcaklıkla sınırlı idi. Benzer artışlar
kuzey ABD mısır kuşağının kuzey ucu içinde tahmin edilmiştir. Başka bir araştırıcı ise
CO2’i normalin 2 katı olan bir iklimin mısır ve sorgum verimini Kanada’da Qebec
eyaletinde % 20 civarında artıracağını buğday ve soya verimini % 20 ve 30 azaltacağını
ileri sürmektedir. Diğer araştırıcılar ise bu modellerin tahminlerin gerçek verimin daha
üzerinde olması beklenen varsayımlar yapmasını kritik bir nokta olduğunu
belirtmektedir. Buda iklim faktörlerinin ve toprağın verim dahil bitki tepkimelerine
etkisini daha doğru bir şekilde tahmin edecek modellere olan ihtiyacın bir kez daha
ortaya konması anlamına gelmektedir. Bu araştırıcılar hali hazırda bu model
sonuçlarının kehanet olarak değil de
ancak mısır üretiminde iklim değişimi kaynaklı
değişikliklerin potansiyel yönünün makul bir değerlendirmesi olarak dikkate alınması
gerektiği kanısındadırlar.
Her ne kadar çeltik bütün tropik Asya’da birinci ürün isede mısır bir çok ülkede
özellikle Filipinler’ de en önemli ikinci üründür. Hatta Filipinler’ de mısır verimi
çeltiğin yarısı kadardır. Filipinler’ de çeltik ve mısırın iklim değişikliğine göre
hassasiyeti, korunmasızlığı, zayıflığı, atmosferik pCO2’i 2 katına çıkarmak için tahmini
iklim değişimi uygulanarak 4 genel sirkulasyon modeli kullanılarak değerlendirildi
(Tablo 6.3.).
23
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
Tablo 6.3. Filipinler’de3 Farklı Deneme Yerinde (ISU, Isabela State
University,
CMU Central Mindanao University; USM University of
Southern
Mindanao) Seçilen İklim Değişim Modelleri İle CERES-Mısır Bilgisayar Modeli
Kullanılarak Elde Edilen 2 Mısır Melez Çeşidinin Verimlerindeki Değişim
Tahminleri. GCM Modelleri: CCCM= Kanada İklim Merkez Model; GFDL= Jeofizik
Akış Dinamiği Labratuvar Modeli; GISS= Uzay Çalışmaları İçin Goddard Enstitüsü
Modeli; UKMO= İngiltere Meteoroloji Ofisi Modeli. (Buan, 1996).
Deneme Yeri
ISU
CMU
Mısır
Yetişme
Verim
Çeşidi
Sezonu
t/ha
P3228
1.Ürün
6.7
-11.1
-8.6
-13.1
-5.8
2.Ürün
5.4
-3.7
0.4
-11.2
-3.0
SWEET 1.Ürün
5.6
-10.5
-8.9
-11.4
-6.8
2.Ürün
4.9
-7.9
-4.7
-17.7
-9.2
1.Ürün
9.5
-11.4
-8.4
-13.1
-12.7
2.Ürün
8.0
-1.4
4.7
-7.2
2.8
SWEET 1.Ürün
8.5
-11.7
-9.0
-12.3
-12.4
2.Ürün
7.4
-8.4
-1.8
-15.1
-2.0
1.Ürün
7.1
-15.3
-17.9
-17.8
-14.6
2.Ürün
6.9
-16.1
-16.1
-17.3
-8.1
SWEET 1.Ürün
6.0
-15.9
-22.9
-18.4
-15.9
2.Ürün
5.6
-18.2
-18.7
-18.2
-6.6
6.8
-11.0
-9.3
-14.4
-7.8
P3228
USM
P3228
ORTALAMA
Verim Değişimi (%)
CCCM GFDL GISS
UKMO
İklim değişikliklerinin ürün verimi üzerindeki etkileri tarımsal teknoloji için
karar destek sistemi transfer version 3 (DSSAT 3)’ ten CERES mısır modeli
kullanılarak tahmin edildi. Sıcaklık bakımından bütün modeller aynı eğilimi gösterdi.
Ancak modellerin tahmini yağış ve solar radyasyon açısından farklılık gösterdi. Kanada
ilkim merkez modeli solar radyasyonda hafif bir azalış tahmin ederken diğer modeller
hafif bir artış öngördü. Yağıştaki değişikler konusundaki tahminler ise çok daha
değişkendi. Örneğin I. Ürün Isabella State Üniversitesinde jeofizik akışkan dinamiği
laboratuar modeli (GFDL) % 24.6 artış önerirken uzay çalışmaları için Goddard
enstitüsü (CISS) modeli % 27.6’lık bir azalmayı tahmin etmiştir.Bu farklılıklara rağmen
tüm iklim değişim senaryoları mısır veriminde bir azalma tahmin etmişlerdir ( Tablo
24
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
6.3.). Bu azalma büyük ölçüde büyüme dönemindeki sıcaklık kaynaklı azalmadan ileri
gelmektedir. Yağış genellikle yüksek olduğu için yağıştaki % 10’luk azalma su
gereksinmesini önemli ölçüde etkilemeyecektir. Bununla birlikte aynı ölçekte bir artış
ise seller oluşma etkisi nedeniyle verimi önemli ölçüde etkileyebilecektir. Bu durum
yükseltilmiş pCO2’de azalan transpirasyonla daha da kötüleşebilir .
6.6. Kanılar ve Gelecekteki Araştırmalar için Öneriler
Global sıcaklık arttıkça hem mısır hem de sorgum halen ısının yetersiz olduğu
bölgelerde de yetiştirilmeye başlanacaktır. Bununla birlikte yetiştiricilik daha yüksek
enlem derecelerine ve irtifalara kayacağı için bu bitkiler şu anki mevcut yetişme
sınırlarındaki düşük sıcaklıktan kaynaklanan sınırlamalarla karşılaşacaklardır. Zayıf
çimlenme, düşük sıcaklığa bağlı fotosentezin foto inhibisyonu ve fideler tarafından
zayıflayan su ve besin maddesi alımı sınırlayıcı faktörler olarak kalacaktır. Şeker
mısırın hayli verimli bir C4 akrabası olan Miscantuhus x Giganteus bitkisinin güney
İngiltere’nin serin ılıman ikliminde mısırda gözlenen düşük sıcaklık zararlılarının hiç
birini göstermeden hızla yetişebilme yeteneği C4 bitkilerinin soğuk iklimlerde
yetişmesini engelleyen kalıtsal bir sınırlayıcılık olmadığını göstermektedir.
Düşük sıcaklığa bağlı bir fototinhibisyon ve düşük sıcaklıkta çimlenme sorunu
için etkin ve hızlı bir tarama geliştirilmiş olup aynı zamanda hali hazırda bu bitkinin
daha soğuk iklimlere adaptasyonunda kullanılmaktadır. Buna ilave olarak sıcaklık
artışları daha yüksek enlem derecelerinde yetiştiriciliğe izin vereceği için daha ileri
düzeyde bir adaptasyon yada fotoperyot gereksinmesinin ortadan kaldırılmasına gerek
duyulacaktır. Geçmiş son 20 yıl içerisinde mısır bitkisini serin ılıman koşullara adapte
etme metotlarında hızlı gelişmeler elde edilmiştir. Aktif oksijen köklerine karşı koruma
geliştirmeye yönelik genetik transformasyonlar daha ileri düzeyli ıslah potansiyeli
yaratmaktadırlar. Küresel iklim değişimi ilede birleşince bu bitkilerin şimdikinden daha
yüksek enlem derecelerine yayılmasına olanak sağlayacaktır.
İnsanlığın küresel gıda arzı açısından bu bitkilerin tropik bölgelerde ortaya
çıkabilen daha sıcak ve kurak koşullara adaptasyonu çok daha ivedi olacaktır. Artan
evaporatif talep ve optimum üstü yada ölümcül sıcaklıkların artan tekrar oranı yarı
kurak tropik bölgeleri mısır için uygun olmayan duruma getirebilir buda daha düşük
verimli ancak daha tolerant sorgum yerel hatlara dönüşü gerekli kılacaktır. küresel iklim
değişimlerinin tropik bölgelerde ortaya çıkan etkileri dikkate alındığında Sorgum
belkide ihmal edilmiş bir kaynak olarak ortaya çıkacaktır. Sorgumun düşük verimli
25
V.Tansı
İklim Değişikliğine Ürün Ekosistem Tepkileri: Mısır ve Sorgum
topraklarda da yeterli verim düzeyini koruma, geçici kurak dönemlerden sonra kendini
toparlayabilme ve çok yüksek sıcaklıklara kendini uydurabilme yeteneği belirsiz bir
gelecekte tropik bölgelerde gıda güvenliğini garantiye almada kritik bir rol
oynayacaktır. Sorgum germplasmı içerisinde büyük bir varyasyon bulunmaktadır. Bu
varyasyonun tanımı, korunması ve kullanımı geleceğe ilişkin kritik
bekleyişler
nedeniyle hızlanacaktır. Maksimum üretim konusunda son zamanlarda çok daha fazla
çaba sarf edilmektedir bununla birlikte gelişmekte olan Dünya üzerinde daha önemli
olan gelecekte verim stabilitesini garanti etmek olacaktır.
Bir araştırıcı 20 ton/ha’lık bir sorgum tane verimini gelecekte ulaşılabilir
olduğunu öngörmektedir. Dünya üzerinde birim alan başına ortalama sorgum verimi 30
yılda çok az artmıştır. Geçmiş 20 yılda da hemen hemen hiç bir artış ve herhangi bir
gelişme gözlenmemiştir.
26
V.Tansı