Promotion of plant growth and fiber yield in industrial hemp (Cannabis sativa L.) plants by soilless culture

İnsanlık tarihinin en eski kültür bitkilerinden biri olan kenevir (Cannabis sativa), bütün sanayi kollarında ekonomik değere sahip, hemen hemen tüm kullanım alanlarında üstünlükleri söz konusu olan kıymetli bir bitkidir. Kenevir lifleri en kaliteli lifler arasında olup aynı zamanda antibakteriyel özelliğe sahiptir. Kenevir tarımında biyoteknolojik yöntemlerin kullanılması bitkinin verim ve kalite unsurlarını arttırmaya yönelik çalışmaları kapsamakta olup son yıllarda yaygınlaşmıştır. Tarımsal biyoteknolojik çalışmaların başlıcalarından biri olan hidroponik yöntem (topraksız tarım) sağladığı birçok avantajından dolayı modern tarımda önemli bir yere sahiptir. Endüstriyel kenevir bitkisi ve bu bitkinin liflerinden elde edilen ürünler ile küresel endüstriyel ürün pazarına ülkemizi rekabetçi ve iddialı bir şekilde dahil edebilmek için yapılan bu çalışmada, tarımsal biyoteknolojik bir yöntem olan topraksız tarım (durgun su kültürü) kullanılarak lif veriminin arttırılması hedeflenmiştir. Bu amaçla tescilli, yerli bir çeşit olan Narlı kenevir (Cannabis sativa L.) bitkisinde, durgun su kültüründe, indol bütirik asit (IBA), silisyum (Si) elementi ve bazı makro elementlerin (azot, fosfor, potasyum) bitki gelişimi ve lif verimi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Başlangıç materyali olarak kullanılan Narlı kenevir tohumları çimlendirme ortamına ekilerek 2 hafta boyunca gelişmeye bırakılmıştır. 2 haftanın sonunda 2. gerçek yaprak çiftini veren kenevir bitkileri, 3 farklı durgun su kültürü ortamı (Grup-1: N:P:K besinleri 255:45:267 oranında; Grup-2: NPK + 10 ppm Si; Grup-3: NPK + 1 ppm IBA) ile topraklı saksı (Grup-4: toprak:torf:perlit / 1:1:1) ortamında yaklaşık 2 ay geliştirilmiştir. Bu süre sonunda hasat edilen bitkilerde, kök yaş-kuru ağırlığı, gövde yaş-kuru ağırlığı, gövde uzunluğu, gövde kalınlığı, yaprak boyu ve eni, nispi su içeriği (%NSİ), fotosentetik pigment içeriği, malondialdehit (MDA), yaprak sekonder metabolit (CBD, THC, CBN) içeriği, % lif içeriği, toplam selüloz içeriği parametreleri ışığında, farklı yetiştirme ortamlarının ve yetiştirme ortamlarındaki farklı uygulamaların etkisi incelenmiştir. Hasat edilen bitkilerde havuzlama yöntemi kullanılarak, liflerin bitkinin odunsu kısmından %100 oranında ayrıldığı görülmüştür. Yapılan analizler neticesinde kök yaş-kuru ağırlığı, gövde yaş-kuru ağırlığı, gövde uzunluğu, gövde kalınlığı, yaprak boyu ve eni, %NSİ, fotosentetik pigment içeriği, % lif içeriği, toplam selüloz içeriği bakımından topraksız ortamın, topraklı ortamdan daha iyi sonuçlar verdiği belirlenmiştir. Bununla birlikte yine topraksız ortamda, bitkide stres göstergesi olan MDA içeriği ve yaprak sekonder metabolit (CBD, THC, CBN) içeriği açısından en düşük sonuçlar elde edilmiştir. Tüm bu parametrelerde test edilen gruplar arasında Si içeren durgun su kültürü ortamında yetiştirilen kenevir bitkilerinin en iyi sonuçları verdiği belirlenmiştir. Çalışmada, durgun su kültüründe IBA uygulamasının bitkinin genel olarak incelenen tüm gelişim parametrelerinde en düşük sonuçları verdiği görülmüştür. IBA uygulaması yapılan bitkiler, lif verimi, selüloz içeriği, bitki boyu, gövde/kök yaş-kuru ağırlığı, %NSİ parametrelerinde en düşük değere sahipken, stres altında miktarı artan MDA ve sekonder metabolit (CBD, THC, CBN) içeriği açısından ise en yüksek değere sahip olmuştur. Bu tez çalışmasının temel hedeflerinden biri olan lif veriminin arttırılmasıyla ilgili sonuçlar değerlendirildiğinde; lif içeriği Si uygulamasında %29,122 (Grup-2); Grup-1’de %24,018; Grup-4’de %19,989; Grup-3’de %13,743 olarak bulunmuştur. Lif kalitesini belirleyen unsur olan selüloz içeriğinin, test edilen uygulamalarda ortalama %61 ile %82 aralığında olduğu belirlenmiştir. %82’lik en yüksek toplam selüloz oranı Si uygulanmış durgun su kültürü ortamında yetiştirilen bitkilerden elde edilmiştir. Sonuç olarak durgun su kültüründe Si uygulanarak yetiştirilen kenevir bitkisinde hem lif verimi hem lif kalitesi bakımından topraklı ortama göre daha iyi sonuçlar elde edilmiştir. Bu sonuçlar göz önünde bulundurulduğunda endüstriyel kenevir bitkisinin yetiştirilmesinde, kullanılan durgun su kültürü yöntemi ile uygulanabilir önemli bir alternatif sunulmuştur. Yapılan bu tez çalışmasının, ülkemizde bu alanda yapılan ilk araştırma olması sebebiyle, tarımsal biyoteknolojik yollarla kenevir bitkisinde lif veriminin arttırılmasına yönelik literatürde yer alan boşluğa önemli ölçüde katkı sağlayacağı düşünülmektedir.