TRM211U-BİTKİ SU İLİŞKİLERİ
Ünite 6: Su Bitkileri ve Su Kültürleri
Giriş
Canlı yaşamı suya bağımlıdır; bitkiler ihtiyaç duydukları suyu ve mineralleri bulundukları ortamdan alırlar. Suya uyumlarına göre bitkiler hidrofitler, mezofitler ve kserofitler olarak üç gruba ayrılır.
Hidrofitler, tamamen ya da kısmen su içinde veya suyla doygun ortamlarda gelişen bitkilerdir. Taksonomik olarak geniş bir çeşitlilik gösterir; alglerden karayosunlarına, eğreltilerden çiçekli bitkilere kadar uzanır.
Sulak alanların temel üreticileri olan bu bitkiler, fotosentezle sudaki CO₂’yi kullanarak O₂ üretir ve sudaki mineralleri bünyelerine alarak suyun arıtılmasına ve ekosistem dengesine katkı sağlar. Ayrıca sucul canlılara barınma, beslenme ve üreme alanı sunarlar.
İnsanlar tarafından gıda (pirinç), hasır, çatı örtüsü, hayvan yemi, ilaç ve toprak zenginleştirme amacıyla kullanılırlar. Ancak aşırı çoğalmaları, su kanallarını tıkama ve parazit organizmalar için uygun ortam oluşturma gibi sorunlara yol açabilir.
Akvaryumlarda görsellik ve oksijen–pH dengesinin korunması için kullanılırlar. Günümüzde ayrıca su kültürü (topraksız tarım) uygulamalarıyla verimsiz alanların üretime kazandırılmasında önemli rol oynamaktadırlar.
Su Bitkileri
Hidrofitler olarak da bilinen su bitkileri, yaşam ortamı su olan bitkilerdir. Su ortamları deniz (tuzlu) ve tatlı su olarak ikiye ayrılır. Tatlı su ortamları; bataklıklar, göller, dereler ve ırmaklar gibi daha zengin habitatlara sahiptir. Tatlı su ortamları ekolojik olarak durgun sular (göl, havuz) ve akarsular (dere, nehir) olarak incelenir. Verimlilik yönünden göller; bitkice zengin ve üretken olan ötrofik göller ve bitkiler bakımından fakir, derin ve üretkenliği az olan oligotrofik göller olarak sınıflandırılır.
Işığın varlığına göre sucul ortamlar iki bölgeye ayrılır:
1. Litoral Bölge: Suyun kara ile birleştiği sığ, bol ışık alan ve bitki gelişimi için uygun bölgedir. Kendi içinde üçe ayrılır:
• Üst Litoral: Kökleri su içinde, gövdeleri su dışında kalan bitkiler (örn. Scirpus, Typha, Oryza).
• Orta Litoral: Sadece yaprakları su dışında olan, yüzen yapraklı bitkiler (örn. Nymphaea, Nuphar).
• Alt Litoral: Tamamen suyun altında bulunan bitkiler (örn. Chara, Elodea, Potamogeton).
2. Derin Bölge: Işığın ulaşmadığı, bitkilerin yaşam şansının olmadığı derin dip kısımdır.
Su Bitkilerinin Sınıflandırılması
Su bitkileri, göl ve havuzlardaki bulunuşlarına göre dört ana gruba ayrılır:
Emergent (Yükselici) Su Bitkileri:
Kökleri toprağa tutunmuş, taban kısımları suda, ancak gövde ve yaprakları havadadır. Besinleri sedimentten, CO2 ve ışığı havadan alırlar. Köklerine oksijen, gövdedeki aerankima dokuları ile taşınır. Örnekler: Typha (kamış), Phragmites, Oryza (pirinç), Scirpus (saz).
Yüzen Yapraklı Köklü Makrofitler: Submers (Suya Batık) Makrofitler:
Kökleri ile tabana tutunan, ancak yaprakları su yüzeyinde yüzen bitkilerdir. Genellikle 3 metreye kadar derinliklerde gelişirler. Örnekler: Nymphaea (nilüfer), Nuphar, Victoria. Yaprak sapları esnektir; yaprakların üst yüzeyi mumlu, alt yüzeyinde ise stoma bulunmaz.
Submers (Suya Batık) Makrofitler:
Sadece çiçekleri dışarıda olabilen, bütün yapıları ile suyun altında batık olarak yaşayan bitkilerdir. Çamurlu zemine kökçükleri ile tutunurlar. Fotosentez için gerekli CO2 ve bikarbonatı suda çözünmüş halde alırlar. Yapıları yumuşak, yaprakları suyun hareketine dayanabilmek için uzun, kurdele benzeri ya da çok parçalıdır. Örnekler: Elodea, Vallisneria, Potamogeton, Ceratophyllum, Myriophyllum.
Serbest Yüzen Makrofitler:
Kökleri zemine tutunmamış, gövde ve yaprakları ile suyun üzerinde serbestçe yüzen bitkilerdir. Rüzgâr ve suyun hareketi ile yer değiştirirler. Besinlerini tamamen sudan alırlar. Örnekler: Lemna (su mercimeği), Wolffia (bilinen en küçük kapalı tohumlu bitki), Eicchornia (su sümbülü), Pistia (su marulu) ve Azolla (eğrelti).
Su Bitkilerinin Ekolojisi
Sucul ekosistemlerde su bitkileri, algler ve fitoplanktonlar, ışık enerjisi, su ve çözünmüş karbondioksit kullanarak organik madde üreten birincil üreticilerdir. Bu süreçle besin zincirinin ilk basamağını oluşturur ve sucul ortamları oksijen bakımından zenginleştirirler. Sudaki besin minerallerini alarak ortamın kirlenmesini ve zararlı alglerin çoğalmasını önlerler. Fotosentez sırasında CO2 tüketerek suyun pH'ını yükseltir, solunum esnasında ise CO2 vererek pH'ı düşürürler. Bazı türler (örn. Elodea) ortamdaki karbonatı çökelterek suyun sertliğini düşürür. Azolla gibi bazı bitkiler, Anabena ile simbiyotik yaşayarak havanın serbest azotunu fikse eder.
Su bitkileri, çevre kirliliğini izlemede biyolojik indikatör olarak kullanılırlar. Ayrıca Ceratophyllum, Elodea, Lemna gibi türler suların temizlenmesi ve arıtılmasında (biyolojik filtrasyon) aktif rol alırlar. Kıyıya yakın sığ bölgelerde bulunarak birçok canlı için saklanma ve üreme ortamı oluştururlar (örn. sazan balığı yumurtalarını bu bitkilere bırakır). Ot sazanı gibi herbivor balıklar ve kaz, ördek gibi su kuşları için temel besin kaynağıdırlar. Kökleri ile zemine tutunarak dalga ve akıntının etkisini azaltır, su tabanını stabilize eder ve taşınan materyalleri süzerek suyun berraklaşmasını sağlarlar.
Sucul Ortamlarda Yabancı Ot Sorunları ve Mücadele Yöntemleri
Su yabancı otları, sucul ortamlarda aşırı gelişerek suyun etkili kullanımını veya kültür bitkilerinin (örn. çeltik) gelişmesini engelleyen su bitkileridir.
Rekreasyonel faaliyetleri (yüzme, balıkçılık) engellerler; sulama ve boşaltma kanallarını tıkayarak su akışını yavaşlatırlar; balık hasadını zorlaştırırlar ve en önemlisi, sıtma taşıyıcısı olan sivrisinekler ve diğer hastalık taşıyıcısı salyangozlar için ideal üreme ve saklanma alanı oluştururlar.
Yabancı Su Bitkileri ile Mücadele Yöntemleri:
- Kimyasal Mücadele: Yabancı ot öldürücü ilaçlar (herbisitler) kullanılmasıdır. Bu yöntem, balıklar ve diğer sucul canlılar üzerindeki zehirli etkisi ve ölen bitkilerin çürüyerek sudaki oksijeni tüketmesi nedeniyle risklidir. Uzman kontrolünde uygulanmalıdır.
- Mekanik Mücadele: Bitkilerin doğrudan fiziksel olarak ortadan kaldırılması ya da ortam şartlarının değiştirilmesidir. Başlıca yöntemler şunlardır:
• İnsan gücü: Yolma, tırmıklama, biçme ve kesme.
• Makine gücü: Biçme, kesme, parçalama ve dip taraması.
• Su düzeyinin düşürülmesi: Göl veya havuzun suyunu boşaltarak bitkilerin kurumasını sağlamak.
• Suyu gölgelemek: Suya giren ışığı çeşitli boyalarla veya siyah plastik, fiberglas gibi yapay örtülerle keserek dip bitkilerinin gelişimini engellemek.
-Biyolojik Mücadele: Bir canlının (zararlının), başka bir canlı (doğal düşman) kullanılarak kontrol altında tutulmasıdır. Çevreye kirlilik yaratmadığı için ekolojik bir yöntemdir. Bu yöntemde kullanılan organizma, sadece hedef yabancı ot ile beslenmeli ve ortama zarar vermemelidir.
• Balıklar: En etkili yöntemlerden biridir. Ctenopharyngodon idella (Ot Sazanı) Lemna ve Potamogeton türlerini; Tilapia türleri ise Myriophyllum türlerini kontrol etmede kullanılır.
• Diğer Canlılar: Salyangozlar (Marisa conuarietis), bazı mantar türleri (Phytium), su kuşları (kaz, ördek) ve memeliler (keçi, sığır - kıyı otları için) de biyolojik mücadelede kullanılır.
Su Bitkilerinin Yetiştiriciliği
Su bitkileri tarım, akvaryum, peyzaj, hasır yapımı, hayvan yemi gibi çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadır.
Akvaryum Bitkileri
Akvaryumlarda doğal ve estetik görünüm sağlamanın yanı sıra, fotosentez ile ortama O2 vermek, CO2 tüketmek, balık dışkılarından gelen amonyum ve nitratı kullanmak,
balıklara saklanma alanı sunmak ve streslerini azaltmak gibi önemli işlevleri vardır. Seçilen bitkiler, akvaryumdaki balıkların ekolojik istekleri, ışık, sıcaklık (19-25°C aralığı) ve pH (genellikle 6.8-7.0) koşullarına uygun olmalıdır. Akvaryum bitkilerinin çoğaltılması, çiçek açma zorlukları nedeniyle çoğunlukla eşeysiz (vejetatif) yolla yapılır. Bu yöntemler; ana bitkiden çelik kesilmesi (örn. Elodea), sürgünlerle üretim (örn. Vallisneria), çiçek sapından yavru bitki oluşturma (örn. Echinodorus) ve rizomların bölünmesi (örn. Cryptocoryne) gibi teknikleri içerir.
Su Bitkilerinin Farklı Kullanım Alanları
• Biyolojik Filtrasyon (Fitoremediyasyon): Su bitkileri, kanalizasyon ve atık su sistemlerindeki sıvı atıklarda bulunan fosfor, azot gibi besinleri ve bazı ağır metalleri bünyelerine alarak suların temizlenmesinde kullanılırlar. Hasadı kolay olan serbest yüzen bitkiler (Eicchornia, Lemna) ve yükselici bitkiler (Scirpus, Phragmites) bu amaçla tercih edilir.
• Katkı ve Destek Materyali: Phragmites (kamış) türleri çit yapımı, dam örtülmesi, müzik enstrümanı ve ok yapımında kullanılır. Günümüzde yapı malzemesi ve otantik gölgelik yapımında da kullanılmaktadır. Ayrıca izolasyon malzemesi ve gübre elde etmek için de kullanılırlar.
• Yem ve Gübre: Yüksek su (%90-95) içermeleri bir dezavantaj olsa da, Lemnaceae (su mercimeği) familyası türleri hızlı çoğalmaları, kolay hasat edilmeleri ve yüksek protein içerikleri (%44.7'ye kadar) nedeniyle hayvan yemi olarak tercih edilirler.
• Peyzaj Mimarisi: Park, bahçe ve süs havuzlarında estetik görünüm için kullanılırlar. Acorus, Iris (su kenarı), Elodea (su içi), Nuphar ve Nymphaea (su üstü yüzen) en sık rastlanan peyzaj bitkileridir.
Su Bitkilerinin Tarımı
Su bitkileri için ekonomik değeri en yüksek olan bitki çeltik (Oryza) bitkisidir. İnsanlar arasında çeltik (pirinç) dışındaki su bitkilerinin tüketimi pek yaygın değildir. Nilüfer bitkisi eski Mısır’da hem yetiştiriciliği yapılıyordu hem de tüketiliyordu. Uzak Doğu’da nilüfer bitkisinin farklı türleri yetiştirilip meyve, tohum ve rizom elde edilmektedir.
Çeltik Yetiştiriciliği
Bilimsel adı Oryza L. olan çeltik, sulak alanlarda yetiştirilen ve dünya nüfusu için en önemli besin kaynaklarından biridir. Arkeolojik bulgulara göre kültüre alınan çeltiğin iki ana köken bölgesi vardır: Oryza sativa türü Güneydoğu Çin’den, Oryza glaberrima türü ise Nijer Deltası’ndan köken almıştır. Tayland–Miyanmar sınırındaki Spirit Mağarası’nda M.Ö. 10.000 yıllarına, Çin’in Yangtze ve Huai nehirleri çevresinde ise M.Ö. 8000 yıllarına kadar uzanan çeltik tarımına dair bulgular elde edilmiştir.
Türkiye’nin toprak ve iklim özellikleri çeltik ekimine elverişlidir. Anadolu’ya yaklaşık 500 yıl önce geldiği ve ilk ekimin Kastamonu’nun Tosya ilçesinde yapıldığı kabul edilmektedir.
Çeltik Tarımı
Çeltik (Oryza sativa) tahıllar arasında su içinde çimlenebilen ve oksijensizliğe dayanıklı tek bitkidir. Sulak alanlarda yetiştirildiği için çeltik tarımı üç şekilde yapılır: Susuz (kır/dağ çeltiği) tarımı, Sulu tarım ve Derin su tarımı. Türkiye'de yetiştirilen çeşitler ise Japonica ve Javanica gruplarındandır.
Çeltik Bitkisinin Ekimi
Çeltik bitkisi, 45° kuzey ile 35° güney enlemleri arasında, yağış ve sıcaklık koşullarına bağlı olarak 2500 metre yüksekliğe kadar yetişebilmektedir. Türkiye’de ağırlıklı olarak sulu çeltik tarımı yapılmaktadır.
• Tava: Çeltik tarlaları, etrafı setlerle çevrilmiş ve suyun yavaş akmasını sağlayacak (%0,2-0,4 eğim) parsellere (tava) ayrılır.
• Ekim: Türkiye'de Nisan-Haziran arası, genellikle tohumların 2-3 gün suda bekletilerek ön çimlendirme yapıldıktan sonra serpme yöntemi ile yapılır.
• Sulama: Ekimden hasada kadar en önemli bakım işlemidir. Su seviyesi bitki gelişimine bağlı olarak 15- 20 cm arasında tutulur. En fazla su tüketimi sapa kalkma ve çiçeklenme dönemindedir.
• Gübreleme: Genellikle amonyum sülfat (Azot), TSP (Fosfor), potasyum ve çinko kullanılır.
• Hasat ve harman: Salkımların %80'i saman sarısına döndüğünde ve tane nemi %22-24 olduğunda yapılır. Hasattan 5-6 gün önce tavalardaki su tamamen boşaltılır.
• Kurutma ve depolama: Harmanlanan çeltiğin depolanabilmesi için nem oranının %14-15 düzeyine düşürülmesi gerekir. Kurutma işlemi güneşte veya kurutma makineleriyle yapılır. Ürünün depolanacağı am barın nem oranının %60-62’nin altında olmalıdır.
• Pirinç İşleme: Hasat edilen ürüne "çeltik" denir. Kavuzların (kabuk) uzaklaştırılmasıyla "kargo" (kahverengi pirinç), kepek katmanının da alınmasıyla "pirinç" elde edilir. 100 kg çeltikten yaklaşık 55-60 kg tam pirinç elde edilir.
Topraksız Tarım
Hızlı nüfus artışı, tarım alanlarının azalması ve bilinçsiz tarım gibi sorunlar, topraksız tarımı önemli bir alternatif haline getirmiştir. Topraksız tarım, bitkilerin büyümesi için gerekli besin maddelerinin toprak yerine, su içinde çözdürülerek verilmesi mantığına dayanır. Bu tekniğin bilimsel temelleri 1859-65 yıllarında Julius von Sachs ve Wilhelm Knop tarafından atılmıştır. Seralarda topraklı tarımda yaşanan monokültüre bağlı toprak yorgunluğu,
hastalık artışı ve yüksek dezenfeksiyon maliyetleri gibi sorunlar topraksız tarımın gelişmesini hızlandırmıştır. Türkiye'de 1995'te Antalya'da başlayan bu tarım şekli, günümüzde özellikle jeotermal alanların bulunduğu Ege bölgesine kaymaktadır.
Topraksız Tarımın Avantaj ve Dezavantajları
• Avantajları: Bitki yetiştiriciliğine uygun olmayan (çöl, kayalık) alanlarda üretim imkânı sağlar. Su kullanımı çok verimlidir. Besinler kontrollü verildiği için daha yüksek verim ve kaliteli ürün alınır. Toprak işleme, çapalama ve yabancı ot mücadelesi gibi işçilikler yoktur. Ortam dezenfeksiyonu toprağa göre çok daha kolay ve ekonomiktir.
• Dezavantajları: Başlangıç kurulum maliyeti (yataklar, tanklar, otomasyon, substrat) yüksektir. Bitki fizyolojisi, besleme, kimya ve otomasyon konularında yeterli teknik bilgi birikimi gerektirir.
Topraksız Tarımda Yetiştirme Teknikleri ve Ortamları
Topraksız tarım, bitkinin yetiştirildiği ortama göre iki ana gruba ayrılır: Su Kültürü (Hidroponik) ve Substrat (Katı Ortam) Kültürü.
Su Kültürü (Hidroponik Sistemler)
Bitki kökleri doğrudan besin çözeltisi içinde veya sis ortamında bulunur.
• Durgun Su Kültürü: Bitki kökleri, havalandırılan (akvaryum pompası ile) bir besin çözeltisi içinde durur. Çözelti 7-14 günde bir değiştirilmelidir. Hobi amaçlı veya marul gibi hızlı büyüyen yeşilliklerin ticari üretimi için uygundur.
• Akan Su Kültürü: Durgun su kültüründeki havalandırma sorununu çözen sistemlerdir. En yaygın olanı Besleyici Film Tekniği (NFT)' dir. Bu teknikte, 1-2 mm kalınlığında ince bir besin çözeltisi filmi, hafif eğimli (%1-2) kanallar içindeki bitki kökleri boyunca sürekli akar. Çözelti bir tankta toplanır, havalandırılır ve sisteme geri pompalanır.
• Aeroponik Sistemler: Besin çözeltisi, kapalı bir ortamdaki bitki köklerine sis şeklinde püskürtülür. Kökler hem suya hem de oksijene kolayca ulaşır. Su ve gübre kullanımı çok ekonomiktir.
Katı Ortam (Substrat) Kültürü:
Bitki kökleri organik, inorganik veya sentetik materyaller içinde gelişir. Elektrik kesintisi gibi durumlara su kültüründen daha dayanıklı olduğu için ticari olarak daha çok tercih edilir.
Katı Ortam (Substrat) Çeşitleri:
• Organik substrat ortamları: Torf (turba), Hindistan cevizi torfu (cocopeat), talaş, pirinç kabukları (çeltik kavuzu).
• İnorganik substrat ortamları: Perlit, pomza, volkan tüfü, kum, çakıl, kayayünü, vermikulit.
• Sentetik substrat ortamları: Poliüretan, polistiren köpükler.
İdeal Substrat Özellikleri: Hafif olmalı, bitkiyi ayakta tutmalı, yüksek poroziteye (%75-80) sahip olmalı, su-hava dengesi iyi olmalı, iyi drene olmalı, toksik madde içermemeli, ucuz ve kolay temin edilebilir olmalı, kimyasal olarak inert (tepkimeye girmeyen) olmalı, pH'ı 5.0-6.5 arasında veya ayarlanabilir olmalı ve steril olmalıdır. Türkiye'de en yaygın kullanılan substratlar; kayayünü, perlit ve Hindistan cevizi torfudur (cocopeat).
Katı Ortamlarda Yetiştirme Yöntemleri:
Substratlar; yataklar (kanallar), yatay veya dikey torbalar ya da saksılar içine doldurularak kullanılır. Katı ortamlardaki yetiştirme yöntemleri; Kum ve çakılda, Yataklarda, Yatay torbalarda, Dikey torbalarda ve Saksılarda bitki yetiştiriciliği şeklindedir.
Kullanılan substratların tekrar kullanımı:
Katı ortamların (substratların) ekonomik ve atık yönetimi açısından birden fazla üretim dönemi kullanılması önemlidir. Substratların tekrar kullanım ömürleri ve yöntemleri farklılık gösterir:
• Kum ve çakıl gibi ortamlar, yıkanarak ve sterilize edilerek uzun yıllar kullanılabilir.
• Perlit, tüf ve kayayünü 4-5 yıl boyunca değiştirilmeden kullanıma uygundur.
• Organik torf ve Hindistan cevizi torfu ise zamanla kesekleştiği için uzun süreli kullanımı daha zordur.
Tekrar kullanımda iki ana risk bulunmaktadır: tuz miktarının yükselmesi ve toprağın nematod veya mantar gibi hastalık etmenleri ile bulaşık hale gelmesi. Çözüm olarak, yüksek tuzluluk bol su ile yıkanmalı; hastalık bulaşmışsa ortam dezenfekte edilmelidir. Dezenfeksiyon için kimyasal yöntemler yerine, çevreye duyarlı olan buharla sterilizasyon öncelikli olarak tercih edilmektedir. Pythium gibi sonradan hızla üreyen mantarlara karşı ise dezenfeksiyon veya fungusit (mantar ilacı) uygulamaları yerine biyolojik mücadele yöntemleri ön plana çıkmıştır.
Katı Ortam Kültüründe Bitki Besleme ve Uygulama
Besin çözeltileri katı ortamlara açık ve kapalı sistemler şeklinde uygulanır.
Açık sistemlerde, verilen besin çözeltisi bitki köklerinden drene olur ve dışarı atılır. Bu sistemde çözelti tekrar kullanılmadığı için nitrat (NO₃⁻) ve fosfat (H₂PO₄⁻) iyonları yüzey ve yeraltı sularını kirletebilir. Bu nedenle günümüzde drenaj suyunun toplanarak başka alanlarda kullanılmasını içeren yarı kapalı sistemler geliştirilmiştir.
Kapalı sistemlerde drene olan çözelti geri dönüştürülür, böylece su ve gübre tasarrufu sağlanır ve çevreye atık
bırakılmaz. Ancak çözeltinin pH ve elektriksel iletkenlik (EC) değerlerinin korunması zorlaşabilir; bu nedenle 4–6 haftada bir analiz yapılması gerekir. Ayrıca çözeltinin patojenlerle bulaşma riski bulunduğundan filtrasyon, UV, pastörizasyon veya kimyasal dezenfeksiyon yöntemleri uygulanır.
Besin çözeltisi katı ortamlara genellikle damlama sulama sistemiyle verilir. Sulama sık ama az miktarda yapılmalı, her uygulamada eşit su miktarı sağlanmalıdır.
Kapilar (dipten) sulama sistemi, besin çözeltisinin kapilariteyle yükselmesi esasına dayanır ve özellikle süs bitkilerinde kullanılır. Ancak tuz birikimi riski nedeniyle Akdeniz iklimi gibi sıcak bölgelerde tercih edilmez.
Topraksız Tarımda Bitki Besleme
Topraksız tarımda bitki yetiştiriciliği, üreticilerin bitki besleme konusunda yeterli bilgi birikimine sahip olmasını gerektirir, çünkü bitkilerin ihtiyaç duyduğu tüm besinler ortama hazır olarak verilmelidir. Bu sistemde suyun hem miktarı hem de kalitesi kritiktir. Su ihtiyacı bitki türüne ve iklimsel şartlara göre değişir.
Su kalitesi ve özellikleri: Katı ortamda veya su kültüründe kullanılacak suyun kalitesi çok önemlidir; bu nedenle suyun EC, pH ve Na, Cl, Ca, Mg, B gibi çeşitli iyonları içeren kimyasal analizi yapılmalıdır. Besin çözeltisi hazırlamak için ideal suyun pH'ı 5.0-7.0 arasında olmalı ve EC değeri 0.5 mS/cm gibi belirlenen maksimum değerleri aşmamalıdır. Çözelti hazırlanırken, suda doğal olarak bulunan Ca ve Mg gibi mineraller dikkate alınmalı ve özellikle jeotermal alanlarda bitkiler için toksik olabilen bor (B) seviyeleri mutlaka kontrol edilmelidir.
Besin elementlerinin uygulama miktarları: Bitkilerin gelişmesi için gerekli olan 16 elementin besin çözeltisinde bulunması gerekir. Bitkinin ihtiyaç duyduğu 16 elementten C, H ve O dışındaki tüm makro (N, P, K, vb.) ve mikro (B, Mn, Zn, vb.) elementler, besin çözeltisine dikkatle eklenmelidir. Mikro elementlerin fazlalığından kaynaklanan zehirlenmelerin (toksisite) düzeltilmesi eksikliklerinden daha zor olduğu için, bu elementler hassas bir şekilde tartılmalıdır.
Yetiştirme ortamına uygulanacak çözeltinin özellikleri: Topraksız kültür ortamında kullanılacak be sin çözeltisinde bitkiler için gerekli olan elementler genellikle suda çözünmüş iyon formundadırlar. Ayrıca besin çözeltisinin pH’ı, EC (elektriksel geçirgenlik), sıcaklık, oksijen ve suyun kalitesi önemlidir.
Topraksız Tarımın Çevreye Etkileri
Topraklı tarımda görülen en büyük çevresel sorunlardan biri, toprak dezenfeksiyonunun neden olduğu kirlilik ve maliyet artışıdır. Topraksız tarımda dezenfeksiyon gerekmemesi bu yöntemi daha çevre dostu hale getirir. Ancak kullanılan besin çözeltileri, substratlar (örneğin kayayünü) ve plastik materyaller uygun şekilde yönetilmezse çevre kirliliğine yol açabilir.
Su kültürü sistemlerinde substrat atığı oluşmaz, ancak substrat kültüründe kullanılan sistemin açık veya kapalı olması, atık besin çözeltisi miktarını belirler. Çevresel etkileri azaltmak için kapalı sistemlerin tercih edilmesi, uzun ömürlü ve yeniden kullanılabilir katı ortam materyallerinin seçilmesi önerilir. Kullanım sonrası materyaller arazi ıslahı veya inşaatta değerlendirilebilir, plastikler ise mutlaka geri dönüşüme kazandırılmalıdır.