T.C.
SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
KAVUNDA TUZ STRESĠ KOġULLARINDA SĠLĠSYUM UYGULAMALARININ FĠDE GELĠġĠMĠ VE BAZI BESĠN ELEMENTĠ
ĠÇERĠKLERĠNE ETKĠLERĠ Yusuf ÇELĠK
YÜKSEK LĠSANS TEZĠ Bahçe Bitkileri Anabilim dalı
Haziran-2016 KONYA Her Hakkı Saklıdır
TEZ KABUL VE ONAYI
Yusuf ÇELĠK tarafından hazırlanan “Kavunda tuz stresi koĢullarında silisyum uygulamalarının fide geliĢimi ve bazı besin elementi içeriklerine etkileri” adlı tez çalıĢması …/…/… Tarihinde aĢağıdaki jüri tarafından oy birliği / oy çokluğu ile Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı‟nda YÜKSEK LĠSANS/DOKTORA TEZĠ olarak kabul edilmiĢtir.
Jüri Üyeleri Ġmza
BaĢkan
Doç. Dr Nuray ÇÖMLEKÇĠOĞLU ………..
DanıĢman
Prof.Dr. Önder TÜRKMEN ………..
Üye
Doç. Dr. Aydın AKIN ………..
Yukarıdaki sonucu onaylarım.
Prof. Dr. AĢır GENÇ FBE Müdürü
iv
ÖZET
YÜKSEK LĠSANS TEZĠ
KAVUNDA TUZ STRESĠ KOġULLARINDA SĠLĠSYUM UYGULAMALARININ FĠDE GELĠġĠMĠ VE BAZI BESĠN ELEMENTĠ ĠÇERĠKLERĠNE ETKĠLERĠ
Yusuf ÇELĠK
Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı
DanıĢman: Prof. Dr. Önder TÜRKMEN 2016, 54 Sayfa
Jüri
Prof. Dr. Önder TÜRKMEN Doç. Dr. Nuray ÇÖMLEKÇĠOĞLU
Doç. Dr. Aydın AKIN
Bitkisel üretimde tuzluluk stresi bitki geliĢimini kısıtlayan ve verimi azaltan en önemli abiyotik stres olarak bilinmektedir. Bu çalıĢmada, silisyum uygulaması yapılarak tuz stresi altındaki kavunların bitki geliĢimi, yaprak ve kökteki Si2+, Na+ , Cl- , K+ ve Ca+2 iyonlarının miktarları araĢtırılmıĢtır. Kavun
tohumları 2:1 oranında torf:perlit karıĢımı ile doldurulmuĢ 1 litrelik plastik saksılara ekilmiĢtir. Kavun fideleri 177.2 ppm N; 52.70 ppm P;240.44 ppm K;53.46 Mg;120.30 ppm Ca; 3.36 ppm Fe; 0.85 ppm Mn; 0.45 ppm B; 0.50 ppm Zn; 0.10 ppm Cu ve 0.05 ppm Mo olacak Ģekilde hazırlanan besin çözeltisi ile sulanmıĢtır. Fideler 2-3 gerçek yapraklı oldukları dönemde silisyum ve tuz uygulamasına baĢlanmıĢtır. Silisyum 0 mM-0.5 mM-1 mM ve 2 mM konsantrasyonunda; NaCl ise 50 mM dan baĢlayarak 2 Ģer gün aralıklarla 100 mM ve 150 mM olarak uygulanmıĢ ve final konsantrasyon olan 200 mM a ulaĢılmıĢtır. Final konsantrasyona ulaĢtıktan 12 gün sonra deneme sonlandırılmıĢ ve bitki hasadı yapılmıĢtır.
200 mM tuz uygulamasında % klorofil kaybı % 61.94 olurken, 2 mM Si + Tuz uygulamasında bu kayıp %-34.58 olmuĢtur. Artan silisyum konsantrasyonuna paralel olarak tuz stresine maruz bırakılan kavun fidelerinde silisyum uygulamasının bitki yaĢ ve kuru ağırlıklarında ve kök yaĢ ve kuru ağırlıklarında kontrole göre kıyaslandığında bir artıĢa neden olduğu tespit edilmiĢtir. Silisyum uygulamasının tuz stresi altında yetiĢtirilen kavun fidelerinde Na+ ve Cl- un yapraklara taĢınımını azalttığı, yapraklardaki K+
ve Ca2+ miktarında ise bir artıĢa neden olduğu belirlenmiĢtir.
Bu çalıĢmanın sonucunda, silisyum uygulamasının genelde kontrole göre bitki büyümesine pozitif yönde bir katkı sağladığı ve bitkilerin tuz stresine karĢı direnç kazanmasına yardımcı olduğu görülmüĢtür.
v
ABSTRACT
MS THESIS
THE EFFECTS OF SILICON APPLICATION ON PLANT GROWTH AND SOME PLANT NUTRĠENTS CONTENT OF MELON ĠN SALT STRESS
CONDĠTĠON Yusuf ÇELĠK
THE GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCEOF SELÇUK UNIVERSITY
THE DEGREE OF MASTER OF SCIENCE IN HORTĠCULTUREA
Advisor: Prof.Dr. Önder TÜRKMEN
2016, 54Pages Jury
Prof. Dr. Önder TÜRKMEN Assoc. Prof. Nuray ÇÖMLEKÇĠOĞLU
Assoc. Prof. Aydın AKIN
The salinity stress is known as the most important abiotic stresses which is restricting plant growth and reducing yield in crop production. In this study, plant growth, Si2+, Na+, Cl-, K + and Ca2+ amount of leaves and roots of the melon seedlings which are silicon application under salt stress were investigated. Melon seeds were sown in a 1 liter plastic pots filled with peat :perlite by ratio 2: 1. Melon seedlings were irrigated with nutrient solution prepared such that 177.2 ppm N; P 52.70 ppm, 240.44 ppm K, Mg 53.46, 120.30 ppm Ca; 3:36 ppm Fe; 0.85 ppm Mn; 0:45 ppm B; 0:50 ppm Zn; 0,10 ppm Cu, Mo 0.05 ppm. Silicon and salt application were started when seedlings had 2-3 true leaves .Silicon were 0 mM-0.5 mM-1 mM and 2 mM concentration and salt (NaCl) started at 50 mM NaCl in the beginning for two days then 2 days as 100 mM, two days 150 mM and reached final concentration of 200 mM. The study was ended after 12 days of reaching final concentration..
The losing of chlorophyl % was -61.94 % of 200 mM salt application while the 2 mm Si2+ + salt application was -34.58%. It was determined that The silicon application caused a increasing fresh and dry weight of plant and fresh and dry weight of root exposed to salt stress by increasing silicon concentration compared to the control. It was found that silicon application reduced transporting of Na + and Cl- to the leaf but caused an increase amount of K + and Ca2+of the leaves of plants grown under salt stress.
The results of this study, it was found that silicon application was positive affects on plant growth both salt was applied and not applied parcels compared with control plants and helped to gain resistance to salt stress of plants
vi
ÖNSÖZ
Bitkisel üretimi sınırlandıran abiyotik ve biyotik stres koĢullarını ortadan kaldırmak için bir çok araĢtırma yapılmaktadır. Bunlardan en önemlileri strese dayanıklı çeĢitlerin ıslahı ve dayanıklılık kazandıran uygulamalardır. Bitkilerin strese dayanımlarını arttırmak için besin elementleri ile desteklenmesi bilinen en iyi uygulamalardan biridir. Ancak son yıllarda özellikle silisyum uygulamaları ile, bitkilerin hem hastalık ve zararlılara karĢı hem de abiyotik stres koĢullarına karĢı direncinin arttığı yönünde bir çok çalıĢma bulunmaktadır.
Kavunda Tuz Stresi KoĢullarında Silisyum Uygulamalarının Fide GeliĢimi ve Bazı besin Elementi Ġçeriklerine Etkilerinin araĢtırıldığı bu çalıĢmanın sonucunda da, silisyum uygulamasının hem tuz uygulanan parsellerde hem de tuz uygulanmayan parsellerde kontrole göre bitki büyümesine pozitif yönde bir katkı sağladığı ve bitkilerin tuz stresine karĢı direnç kazanmasına yardımcı olduğu görülmüĢtür.
Beni bu konuya yönlendiren, çalıĢmalarım süresince değerli görüĢ ve katkılarıyla bana yol gösteren danıĢman hocam Sayın Prof. Dr. Önder TÜRKMEN‟e Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümü öğretim üyesi Sayın Prof. Dr. Mustafa PAKSOY‟a denemelerin kurulmasında, yürütülmesinde, çalıĢmanın sonuçlanmasında her türlü katkı, yardım ve öğretilerinden dolayı Mersin Üniversitesi Silifke MYO öğretim elemanlarından Sayın Dr. Garip YARġI‟ya tez yazımında desteğini gördüğüm Mersin Üniversitesi Silifke Uygulamalı Teknoloji ve ĠĢletmecilik Yüksekokulu ĠĢletme Bilgi Yönetimi Bölüm BaĢkanı Sayın Prof. Dr. Levent SON‟a bitkilerin analizlerinde yardımcı olan Mersin Üniversitesi Çevre Mühendisliği Fakültesi öğretim üyesi Yrd.Doç. Dr. Mehmet Ali KURT‟a Mersin Üniversitesi Ġleri AraĢtırma Teknoloji Uygulama Merkezi‟nde görev yapan uzman Sevda ĠLDAN ÖZMEN‟e Cihan GEÇGEL‟e ve Mehmet ACIOĞLU‟a denemenin kurulması için sera alanlarını ve laboratuvarını kullanımıma açan Mersin Üniversitesi Silifke Meslek Yüksekokulu Müdürlüğüne sonsuz teĢekkürlerimi sunarım.
Yusuf ÇELĠK KONYA-2016
vii ĠÇĠNDEKĠLER ÖZET……….. ……iv ABSTRACT……… …….v ÖNSÖZ………v ĠÇĠNDEKĠLER………..vii ġEKĠLLER LĠSTESĠ………...viii ÇĠZELGELER LĠSTESĠ………...ıx SĠMGELER VE KISALTMALAR……….. …….x 1. GĠRĠġ……….. …….1 2. KAYNAK ARAġTIRMASI………... 3
2.1. Tuz Stresinin Bitkiler Üzerindeki Etkileri………..3
2.2. Bitkilerde SilisyumunEtkileri………...9
3. MATERYAL VE YÖNTEM………11
3.1. Materyal………...11
3.2. Yöntem……….11
3.2.1.Denemede Yapılan Gözlem, Ölçüm ve Analizler………..12
3.2.2. Fide ve Kökte Mineral Madde Analizleri………..14
3.2.2.1. Ca2+, K+, Na+, ve Cl- analizleri………14
3.2.2.2. Silisyum Analizi……….15
3.2.3. Verilerin Ġstatistik Analizi……….16
4. ARAġTIRMA SONUÇLARI VE TARTIġMA………17
4.1. Klorofil Miktarı………17
4.2. Biyomas Ölçümleri………...18
4.3. Mineral Madde Miktarları………25
4.3.1. Yapraklardaki mineral madde miktarları………..25
viii
4.4. Renk skalası değerlendirilmesi…….………..……….32
5. SONUÇLAR VE ÖNERĠLER………..36 5.1. Sonuçlar………36 5.2. Öneriler……….37 TEġEKKÜR………...38 KAYNAKLAR………...39 ÖZGEÇMĠġ………...44
ix
ġEKĠLLER LĠSTESĠ
ġekil 3.1 Denemede yer alan kavun bitkileri………..12
ġekil 3.2 Denemede yer alan kavun bitkileri………..12
ġekil 3.3 Bitki örneklerinde ölçümler……….………14
ġekil 3.4 Deneme bitkilerinin tasnif edilmesi……….14
ġekil 4.1 Deneme bitkilerinde klorofil ölçümleri………17
ġekil 4.2 Klorofil miktarındaki % değiĢim……….………18
ġekil 4.3 Kontrole göre yaprak sayısı ve ana gövde uzunluğunda % değiĢim ………20
ġekil 4.4 Kontrole göre kök uzunluğu ve gövde çapındaki % değiĢim………..21
ġekil 4.5 Kontrole göre bitki yaĢ ve kuru ağırlığındaki % değiĢim………...…….23
ġekil 4.6. Kontrole göre kök yaĢ ve kuru ağırlığındaki % değiĢim………...…….24
ġekil 4.7Farklı uygulamaya maruz kalan bitkilerin görünüĢü………24
ġekil 4.8 200 mM tuz, Si+tuz uygulamalarının kavunlarda oluĢturduğu etki………....25
ġekil 4.9 Farklı dozlarda Si uygulamalarının kavunlarda oluĢturduğu etki………25
ġekil 4.10 Kavunlarda tuz stresi koĢullarında silisyum uygulamalarının yapraklardaki Na, Si, K ve Ca miktarları üzerine etkileri………..28
ġekil 4.11. Yapraklardaki Na+, Si2+,K+,Ca2+ ve Cl- elementlerinin kontrole göre %değiĢim grafiği………..28
ġekil 4.12. Kavunlarda tuz stresi koĢullarında silisyum uygulamalarının köklerdeki Na, Si, K ve Ca miktarları üzerine etkileri………..30
ġekil 4.13. Köklerdeki Na+, Si2+,K+,Ca2+ ve Cl- elementlerinin kontrole göre %değiĢim grafiği……….30
ġekil 4.13 Na'un yaprak ve kökteki miktarının grafiksel gösterimi………...30
ġekil 4.14 Si'un yaprak ve kökteki miktarının grafiksel gösterimi………...….31
ġekil 4.15 K‟un yaprak ve kökteki miktarının grafiksel gösterimi……….31
ġekil 4.16 Ca' un yaprak ve kökteki miktarının grafiksel gösterimi……….…..32
ġekil 4.17 Cl'un yaprak ve kökteki miktarının grafiksel gösterimi……….…32
ġekil 4.18 Fidelerdeki tuz zararlanmasının rakamsal gösterimi……….….33
ġekil 4.19 0.5 mM Si ve kontrol bitkilerinde tuz zararlanması.……….….33
ġekil 4.20 1 mM Si ve kontrol bitkilerinde tuz zararlanması………..…34
ġekil 4.21 0.5 mM Si+tuz ve 200 mM tuz uygulanmıĢ bitkilerdeki görüntüler………..34
ġekil 4.22 1mM Si+tuz ve 200 mM tuz uygulanmıĢ bitkilerdeki görüntü………..34
x
ÇĠZELGELER LĠSTESĠ
Çizelge 4.1 Kavunlarda tuz stresi altında silisyum gübrelemesinin toplam
klorofil miktarına etkis………...………17
Çizelge 4.2 Kavunlarda tuz stresi altında silisyum gübrelemesinin yaprak sayısı,
gövde uzunluğu, kök uzunluğu ve ana gövde çapına etkisi………19
Çizelge4.3 Kavunlarda tuz stresi altında silisyum uygulamasının bitki yaĢ ve kuru,
kök yaĢ ve kuru ağırlıklarına etkisi………..22
Çizelge 4.4 Kavunlarda tuz stresi koĢullarında silisyum uygulamalarının
yapraklardaki bazı mineral madde içerikleri üzerine etkileri………..26
Çizelge 4.5 Kavunlarda tuz stresi koĢullarında silisyum uygulamalarının
xi
SĠMGELER VE KISALTMALAR Simgeler
K2SiO3 : Potasyum Silikat °C : Santigrat Derece Ca : Kalsiyum Cl : Klor cm : Santimetre cm2 : Santimetre Kare d : Yoğunluk g : Gram Ha : Hektar HCl : Hidroklorik Asit HF : Hidrojen Florür K : Potasyum mg : Miligram ml : Mililitre mm : Milimetre Na : Sodyum
NaCl : Sodyum Klorür NO3 : Nitrat
Se : Selenyum
Si : Silisyum
Si(OH)4 :Silisyum Hidroksit Kısaltmalar
Ark : ArkadaĢları
1. GĠRĠġ
Tarımda verimliliği sınırlandıran en önemli faktörlerin baĢında toprak tuzluluk problemi gelmektedir. Bu nedenle son yıllarda yapılan çalıĢmalarda özellikle tuzluluk ve kuraklık stresi öne çıkmaktadır. Bu bağlamda; tuz stresine dayanıklı genotiplerin ıslah edilmesi veya bu Ģartlara dayanımı arttıracak ek uygulamalar üzerine araĢtırmalar yoğunlaĢmaktadır.
Bitkiler içintuz belirli bir konsantrasyonun üzerinde oldukça olumsuz etki yapan önemli bir abiyotik stres faktörüdür. Topraktaki tuz miktarları özellikle buharlaĢmanın yağıĢtan fazla olduğu, kurak ve yarı kurak bölgelerde oldukça yüksek değerlere çıkabilmektedir. Ülkemizde de kurak ve yarı kurak tarım toprakları önemli ölçüde mevcuttur. Toprakta doğal tuzluluğun yanı sıra bilinçsiz ve yanlıĢ sulama uygulamaları da toprakların aĢırı tuzlanmasının nedenlerindendir. Türkiye‟nin kurak ve yarı kurak birçok bölgesinde açık ta ve örtü altında yetiĢtiriciliği yapılan kavun, tuza orta derecede tolerans gösteren tarımsal üründür (Epstein ve ark., 1980; Meiri ve ark., 1981).
Türkiye de yıllık kavun üretimi yaklaĢık 1.7 milyon ton civarında olup (TUĠK 2014). bunların üretim alanları çoğunlukla tuzlu topraklarda gerçekleĢtirilmektedir. Bu durumda ülkemizde kavun yetiĢtiriciliğinde tuzluluk stresinin önemi bir kat daha artmaktadır. Genel olarak tuzluluk stresi, kalsiyum gibi bazı yararlı elementlerin alınımını engellemekte ve/veya azaltmakta ve bunun sonucu olarak da iyon dengesizliğine yol açmaktadır (Huang ve Redman, 1995a).
Silisyum bitki besin elementleri arasında temel element olarak yer almamasına rağmen son zamanlarda yapılan araĢtırmalar, özellikle bitki hastalık ve zararlıların ortaya çıkmasını azalttığını ve bazı bitki türlerinin direnç ve dayanıklılığını arttırdığını vurgulamaktadır (Aksoy, 2006).
Bitkilerin çimlenme, çıkıĢ ve genç fide döneminde tuza tolerans düzeyleri genellikle en düĢük düzeydedir. Bu bağlamda tuza tolerans çalıĢmaları genç bitki döneminde yapıldığı pek çok literatürde bildirilmektedir. Bu nedenle çalıĢmada silisyum uygulamalarının kavunda fide döneminde tuz stresine karĢı etkileri araĢtırılmaya çalıĢılmıĢtır.
Tuzluluk stresi bitkiden bitkiye oldukça değiĢiklikler gösterebilmektedir. Bazı bitkiler bu stresi diğerlerine oranla daha fazla tolere edebilmektedirler. Tuzluluk stresi, kalsiyum gibi bazı yararlı elementlerin alınımını engellemekte ve/veya azaltmakta ve bunun sonucu olarak da iyon dengesizliğine yol açmaktadır (Huang ve Redman, 1995b).
Topraktaki tuz miktarları özellikle buharlaĢmanın yağıĢtan fazla olduğu, kurak ve yarı kurak bölgelerde oldukça yüksek değerlere çıkabilmektedir. Toprakta doğal tuzluluğun yanı sıra bilinçsiz ve geleneksel sulama uygulamaları da toprakların aĢırı tuzlanmasının nedenlerindendir.
Kavun üretiminin çoğu Akdeniz Bölgesi‟nin kıyı kesimleri, Ġç Anadolu, Güneydoğu Anadolu ve Doğu Anadolu gibi bölgelerde ve çoğunlukla tuzlu topraklarda gerçekleĢtirilmektedir. Bu durum ülkemizde kavun yetiĢtiriciliğinde tuzluluk stresinin önemini bir kat daha artmaktadır. Bitkilerdeki tuzluluk stresini azaltan ya da denetleyen farklı yöntemler olup silisyum uygulaması da bunlardan biri olarak bildirilmektedir. Ancak yapılan çalıĢmada kavunda bu konu ile ilgili çalıĢmalara rastlanmamıĢtır. Bu nedenle çalıĢmanın yapılması önem arz etmektedir.
2. KAYNAK ARAġTIRMASI
2.1. Tuz Stresinin Bitkiler Üzerindeki Etkileri
Bitkilerin normal geliĢme süreçlerini etkileyen ve dolayısıyla verimliliklerini düĢüren faktörlere stres denir (Gürel ve Avcıoğlu, 2001). Bitkileri etkileyen stres faktörleri biyotik ve abiyotik stres faktörleri olmak üzere ikiye ayrılır(Yılmaz ve ark., 2011; Çulha ve Çakırlar, 2012; Larcher, 1995).
Biyotik stres faktörleri bitkiler, mikroorganizmalar, hayvanlar ve antropogenik etkiler ve abiyotik stres faktörleri ise radyasyon, sıcaklık, su, gazlar, mineraller vb. olarak sıralanabilir(Larcher, 1995). Abiyotik streslerden verimliliği sınırlandıran en önemli unsurlardan birisi toprak tuzluluğudur.Dünyada tuzluluğa maruz kalmıĢ alan, 9 milyon ha‟dan fazladır(Çulha ve Çakırlar, 2012).
Ülkemizde de toprakta tuzluluk, bitkisel verimliliği düĢüren en önemli faktörlerin baĢında gelmektedir. Türkiye‟de verimsiz alanlar ülke yüzey alanının yaklaĢık %2‟sini kaplamakta ve bu verimsiz alanların da yaklaĢık %74‟ünü tuzlu topraklar oluĢturmaktadır (Kendirli ve ark., 2005)..
Tuzluluğu yüksek topraklar, yüksek oranda Na+
:Ca2+, Na+:K+, Ca2+:Mg2+ ve Cl -:NO3- içerirler ve bu durum iyon dengesizliği nedeni ile bitki büyüme süreçlerinin fizyolojik ve metabolik bileĢenlerinde olumsuz değiĢmelere sebep olur (Ali ve ark., 2012).
Tuz stresi genel olarak, yoğunluk ve süresine bağlı olarak bitkilerde büyüme, geliĢme, çimlenme, hücre bölünmesi, fotosentez gibi pek çok biyolojik olayı etkilemektedir (Yılmaz ve ark., 2011).
Tuzlardan kaynaklanan iyonların toksik seviyesi bitki hücrelerinin membran stabilitesini, enzimlerin etkinliğini, su dengesini, mineral beslenmeyi, yağ depo ve sentezini olumsuz etkiler(Horoz ve Korkmaz, 2014). Bunun sonucu olarak da ürün verim ve kalitesinde önemli oranlarda kayıplar olmaktadır. Bunun sonucu olarak da önemli miktarlarda ekonomik kayıplar olmaktadır(Yılmaz ve ark., 2011).
Ülkemizde kavun üretimi oldukça yaygın olup bunların üretim alanları çoğunlukla kurak-yarı kurak topraklarda, dolayısıyla tuzlu-yarı tuzlu topraklarda gerçekleĢtirilmektedir. Bu durum da ülkemizde kavun yetiĢtiriciliğinde tuzluluk stresinin önemini bir kat daha artırmaktadır (TUĠK,2015).
Genel olarak tuzluluk stresi, kalsiyum gibi bazı yararlı elementlerin alınımını engellemekte ve/veya azaltmakta ve bunun sonucu olarak da iyon dengesizliğine yol açmaktadır (Huang ve Redman, 1995b).
Tuz stresini kavunlarda ve diğer bazı bitkilerde azaltmaya yönelik bazı bilimsel denemeler son zamanlarda yapılmaya baĢlanmıĢtır(KuĢvuran ve ark., 2007; KuĢvuran, 2010; Toresano-Sanchez ve ark., 2010; Avcu ve ark., 2013; Demir ve ark., 2013)
Toresano-Sanchez ve ark. (2010), silisyum gübresi olarak adlandırılan monosilisik asiti (%2,5 Si(OH)4) kavuna uygulamıĢ ve %9,5‟a kadar daha yüksek verim elde etmiĢlerdir.
Demir ve ark. (2013), Tuz Gölü çevresinde yetiĢtirilen Koçhisar kavununun da ıslah programlarında kullanılabilecek bir kaynak olabileceğini düĢündükleri çalıĢmada, bazı kavun türlerinin tuza toleransının yüksek olduğunu ve bundan dolayı da ıslah programlarına alınması ve yerli çeĢit geliĢtirilmesi yararlı olacağını belirtmiĢlerdir.
KuĢvuran (2010), yaptığı doktora çalıĢmasının sonunda; tuz ve kuraklığa toleransın genetik boyutu araĢtırılarak, ilgili genlerin tanımlanması ve haritalanması, bu stres faktörlerine dayanım mekanizmasının anlaĢılabilmesi için gerekli görüldüğünü belirtmiĢtir.
Avcu ve ark. (2013),Selenyum ve Silisyumun tuz stresini azaltıcı etkilerini karĢılaĢtırdığı çalıĢmalarında Silisyumun tuz stresini azaltmada daha etkin olduğunu vurgulamıĢtır.
DaĢgan ve ark. (2007), bazı kavun genotipleri üzerinde yaptıkları bir çalıĢmada tuz stresinin bitkilerde üç Ģekilde ortaya çıktığını belirmiĢleridir. Bitki kök bölgesinde suyun yetersiz oluĢma edeni ile bu durum tuz miktarını artırmaktadır ve bitkiler yeterince sudan yararlanamamaktadır. Bu durum bitkileri strese sokmaktadır. Bitki kök çevresinde artan Na+
ve CL- iyonları bitkilerde toksik etkilere yol açmaktadır. Bitkilerde beslenme sorunları ortaya çıkmaktadır.
Bitki bünyesine alınan fazla tuz bitkilerde strese neden olmakta ve bitkilerin büyüme ve geliĢme aktivitelerine etki ederek osmotik ve iyon stresine neden olmaktadır(Parida ve Das, 2005). Tuz stresi bitkilerde hücre bölünmesi ve hücre büyümesini olumsuz etkileyerek bitkilerde kök ve toprak üstü gövdede hücre bölünmesi ve sayısının azalmasına neden olur(Burssens ve ark., 2000). Tuz stresinde en önemli değiĢimlerin meydana geldiği organellerin baĢında kloroplast gelir(Koyro, 2002). Kloroplastlarda tuz stresine bağlı olarak niĢasta miktarında da önemli ölçüde artıĢlar
oluĢmaktadır. Bu durumun niĢasta parçalayan enzimlerin zarar görmesinden kaynaklanması muhtemeldir(Raman ve ark., 2000)
Bitki bünyesine alınan fazla tuz bitkilerde strese neden olmakta ve bitkilerin büyüme ve geliĢme aktivitelerine etki ederek osmotik ve iyon stresine neden olmaktadır(Parida ve Das, 2005)
Bitkilerde kullanılabilir su miktarının azalması hücre geliĢimi yavaĢlatmaktadır. Bu nedenle bitkilerde geliĢme yavaĢlar. Osmotik stres nedeniyle Na+
ve Cl-iyonlarında artıĢ oluĢur. Bu durumda Ca2
,K+ ve NO3(-) gibi yararlı besinlerin alımı engellenmektedir (Hu ve Schmidhalter, 2005)
NaCl, su miktarını azalttığı gibi hücrelerdeki iyon dengesine olumsuz etki yaparak bitki geliĢimini olumsuz etkilemektedir. Bitkilerde fazla NaCl alımı Na+ ve Cl -miktarının artmasına Ca2+
, K+ ve Mg2+gibi iyonların alınmasında zorluk oluĢmasına neden olmaktadır (Parida ve Das, 2005).
Hücreye giren Na+
, iyonu hücre zarının iĢlevini bozar ve anyon geçitleri sayesinde hücre dıĢındaki Cl-„un pasif olarak hücreye giriĢini kolaylaĢtırır(Niu ve ark., 1995; Tuteja, 2007).
Tuzlu ortamlarda yetiĢen bitkiler bünyelerindeki tuz düzeyini çeĢitli yöntemlerle düzenlerler(Dajic, 2006).
Bitkiler tuz stresi nedeni ile meydana gelen olumsuzluklardan bitkiyi korumak için bir takım antioksidan ve antioksidatif enzimleri harekete geçirmektedir(Zhu, 2005)
Bitkiler tuzluluğa karĢı yaĢamak için bünyelerine yeterli miktarda su giriĢini sağlayarak turgor basıncının sürekliliğini sağlarlar(Reinhold ve Guy, 2002).
Yüksek sodyum iyonunun bulunduğu ortamda bitkide potasyum alınımının düĢük olacağı bilinmektedir(Ashraf, 2012; Chow ve ark., 2012; Lazof ve Cheeseman, 2012).
Chow ve ark. (2012), çeltikte yapmıĢ oldukları bir çalıĢmada, çeltiğin yaprak ve gövdesinde sodyumun artığını, potasyumun üzerinde herhangi bir etki bırakmadığını, köklerde ise tuzun artmasıyla birlikte potasyum alımının azaldığını belirlemiĢlerdir..
Kalsiyum tuz stresi bitkide çok önemli bir etki yapmaktadır. Bitkiye dıĢardan yüksek dozda kalsiyum uygulaması, hücre zarının Na+iyonuna karĢı geçirgenliğini azaltmaktadır. Bu nedenle sodyumun pasif alımla hücrede ve bitkide birikmesi engellenmektedir(Hoffman ve ark., 1989).
Caro ve ark. (1991), domateste tuza tolerant genotiplerin seçilmesi için yapraklardaki Na+ve Cl+ seviyelerinin ideal birer seçim kriteri olduğunu bildirmiĢlerdir.
DaĢgan ve ark. (2007), kavun bitkilerinde yaptıkları bir çalıĢmada tuz stresi altında potasyum alımının kontrole göre azaldığını belirtmiĢlerdir.
Tuz stresine giren bitkilerde spesifik iyon toksisitesinin görülmesi, osmatik basıncın artması, suyun kullanma etkinliğinin azalması gibi sorunlar ortaya çıkmaktadır(Mudal ve ark., 2010).
Tuz toleransı, yüksek tuzlu ortamlarda tuz stresine karĢı bitkilerin yaĢamlarını sürdürme çabalarına denir (Shalata ve Tal, 1998).
Tuz stresine maruz kalmıĢ bitkilerin yapraklardaki nitrat redüktaz aktivitesinde azalma görülmektedir (Türkan ve Demirel, 2009).
Azot içeren bileĢiklerin geneli, tuz stresine maruz kalmıĢ bitkilerde yoğunlaĢmaktadır. Bu bileĢiklerin baĢında, amidler, amino asitler, amonyum bileĢikleri, proteinler ve poliaminler yer almaktadır. Bu bileĢiklerin baĢlıca görevleri, ozmotik dengeleme, hücresel makro moleküllerin korunması, azot biriktirilmesi, hücresel ph‟nın muhafaza edilmesidir (Ashraf ve Haris, 2004).
Bitkiler tuza karĢı gösterdikeri tepkilerine halofitler ve glikofitler olmak üzere iki önemli baĢlık altında incelenir.Halofitler yüksek tuz koĢullarında dayanıklı ve bu koĢullarda yaĢarlar.Glikofitler, tuza duyarlı bitkilerdir. Örneğin mısır, soğan, turunçgiller, fasulye, ceviz,marul, gibi bitkilerdir (Gürel ve Avcıoğlu, 2001; Emekçi ve ark., 2005; Bressan, 2008).
Nubihiro ve ark. (2014), tarlada çevresel stres Ģartları altında sıcak, soğuk, kurak, tuz ve patojen bulaĢması eĢ zamanlı olarak meydana geldiğinde bitkilerde daha yıkıcı bir etki oluĢtuğunu bildirmiĢtir.
Yüksek tuzlu topraklar verimde büyük ölçüde kayıplara neden en önemli çevresel faktörler arasında yer almaktadır ( Asraf ve Lin,1994;Chandan ve ark.,2006).
Dünyanın kurak ve yarıkurak tarım topraklarında tuz birikimi nedeniyle ürün verimi çok düĢük olmaktadır(Ashraf ve Sarwar, 2002; Munns, 2002).Asraf ve Lin,1994; Chandan ve ark.).
Ozmotik stres ve tuz stresi bitkilerde fizyolojik ve biyokimyasal faaliyetler bitki büyüme ve geliĢimi üzerinde olumsuz bir takım etkilere neden olmaktadır(Ashraf ve Sarwar, 2002; Munns ve James, 2003).
Bitkilerin tuzluluk gibi çevresel streslere karĢı tolerans göstermesi için iç ozmotik koĢullarını ayarlama ve kök ortamındaki ozmotik basıncın değiĢtirilmesi için özel mekanizmalarının olması gerekir. Bu durum farklı parametreler kullanılarak tespit
edilebilir. Prolin birikimi nedeni ile tuzun bitkilerde vakuol ozmotik potansiyelini azalttığı saptanmıĢtır(Yoshiba ve ark., 1997).
Tuz stresinin bitki büyüme ve geliĢme üzerindeki olumsuz etkileri fizyolojik ve moleküler düzeyde etkiler oluĢturmaktadır (Vinocur ve Altman, 2005; Bressan, 2008).
Tuz stresinin zararlı etkilerinin; ozmotik etkiler, iyon toksisiteleri ve iyonik dengesizliklerle iliĢkili olduğu bilinmektedir(Munns ve Tester, 2008)
Bitki hücreleri tuz stresi ve susuzluğa dayanacak Ģekilde bitkilerin büyüme ve geliĢmeleri için yeterli bir turgoru sağlamak üzere için ozmotik düzenleme yaparlar(Orsini ve ark., 2011).
.Solmaz ve ark. (2011), tuzluluk Ģartlarında yaptıkları bir çalıĢmada; bitki yapraklarında ki birim alandaki stoma sayısı artarken Stoma uzunluğu, stoma yoğunluğu, stoma geniĢliği, yaprak alanı, yaprak geniĢliği ve uzunluğunun azaldığını saptamıĢlardır.
Bitkilerde tuzluluk; kuraklık ve soğuk stresi, gibi abiyotik stres etmenleri ve absisik asit (ABA) biyosentezi teĢvik edici etki sağlamıĢtır(Borsani ve ark., 2003).
Tuz stresi, özellikle kurak ve yarı kurak bölgelerde bitkilerin büyüme ve geliĢimleri üzerinde etkili olduğu gibi ürün verimliliğini kısıtlayan önemli abiyotik stres faktörlerinden biridir. Bitkilerde osmotik ve iyon stresine neden olarak büyümeyi ve geliĢmeyi olumsuz etkileyen tuz stresi; tuzun çeĢidine, stresin düzeyine ve süresine, strese maruz kalan bitkinin genotipine ve geliĢim evresine bağlı olarak değiĢkenlik gösterir(Çulha ve Çakırlar, 2012).
.
Osmotik stresten sonra ortaya çıkan iyon stresi aĢamasında, ortamda artan Na+ ve Cl- iyonlarının K+, Ca+2 ve NO-3 gibi gerekli besin elementleri ile rekabete nedeni ile bitkilerde, besin eksikliği veya beslenme sorunları ortaya çıkmaktadır(Hu ve Schmidhalter, 2005).
Tuzluluk, bitkilerde doğrudan ilk etkisini osmotik ve iyon stresi oluĢturarak gösterirken, dolaylı etkisini de bu stres faktörleri sonucunda bitkide meydana gelen yapısal bozulmalar ve toksik bileĢiklerin meydana gelmesi ile gösterir(Botella ve ark., 2005; Hong ve ark., 2009).
Tuza doğrudan maruz kalan bitkilerin kök sistemlerinde primer kök sisteminin büyümesi, hücre geniĢlemesi ve hücre döngüsünü baskılaması neticesinde doğrudan engellenir (Wang ve ark., 2009).
Bitkiler üzerinde tuzluluğun genel etkisinin artmasıyla; küçük yaprakların oluĢumu, kısa boy, yaprak büyümesinin azalması ve bazen daha az yaprakların oluĢumu söz konusu olur(Munns ve Termaat, 1986 ; Pessaraklı ve Tucker, 1988).
Tuzlu besin çözeltisine kalsiyum ilavesi sürgün ve kök kuru ağırlıkları ve kalsiyum konsantrasyonunu arttırıcı etki yapmıĢtır. Bu sonuçlar tuz stresine maruz kalmıĢ domates bitkilerindeki sonuçlarla benzerlik göstermektedir (Lopeza ve Sattia, 1996).
2.2. Bitkilerde Silisyumun Etkileri
Bitkiler üzerindeki tuz stresi olumsuzluklarını ortadan kaldırmayı veya azaltmayı amaçlayan çok sayıda yöntem ve uygulama günümüzde uygulanmaktadır. Bunlardan birisi de silisyum uygulamasıdır. Silisyum bitki besin elementleri arasında temel element olarak yer almamasına rağmen son zamanlarda yapılan araĢtırmaların silisyumun özellikle bitki hastalık ve zararlıların ortaya çıkmasını azalttığını ve bazı bitki türlerinin direnç, dayanıklılık ve verimini artırdığı vurgulamaktadır (Matoh ve ark., 1986; Yeo ve ark., 1999; KuĢvuran ve ark., 2007; Demir ve ark., 2013; Horoz ve Korkmaz, 2014; Aksoy, 2006).
Silisyumun kavun dıĢında da buğday ve çeltik gibi birçok bitkinin de tuzluluk stresinin azaltılmasında etkili olduğu vurgulanmaktadır (Idris ve ark., 1975; Balasta ve Perez, 1989; Horoz ve Korkmaz, 2014).
Ülkemizin kurak ve yarı kurak birçok bölgesinde yetiĢtiriciliği yapılan kavun; tuza orta derecede tolerans gösteren bir tarımsal bir bitki türüdür (Demir ve ark., 2013; Epstein ve ark., 1980; Meiri ve ark., 1981).
Gong ve ark. (2011), kuraklık altında fasulyenin yetiĢtirilmesinde silisyum uygulmasının etkisini araĢtırmıĢ ve sulu koĢullarda silisyum uygulanan bitkilerin silisyum uygulanmayan bitkilere göre daha yüksek boylu olduklarını bulmuĢlardır.
Al-aghabary ve ark. (2007),domates bitkisinde yürüttüğü bir çalıĢmada tuz stresi altında domates bitkilerinde silisyumun tuzluluğa karĢı bitkilerde tuzun olumsuz etkilerini ortadan kaldırdığı çeĢitli hasarlara karĢı bitki dokularını koruduğunu belirtmiĢlerdir.
Menziens ve ark. (1992), yaptıkları bir çalıĢmada çözünür potasyum silikatın salatalık(Cucumis sativus L), kavun (C.melo L).,ve kabak (Cucurbita pepo L)'larda külleme hastalığını azalttığını tespit etmiĢlerdir.
Silisyum farklı bitki türlerinde bakteri ve fungusların neden olduğu hastalık ve zararlarının kontrol edilmesinde etkili olmaktadır (Cho ve ark., 2004).
Çetinsoy ve DaĢgan (2016),hıyar bitkisinde Se + Si uygulamasının verimi artırıcı etki yaptığını saptamıĢlardır. Si uygulanan hıyar bitkisinde kontrole göre %134 daha sert meyve eti oluĢtuğunu belirtmiĢlerdir
Hıyar bitkisinde silisyum uygulanmıĢ yapraklarda külleme hastalığına karĢı antifungal etki meydana getirmekte ve hastalığa karĢı bitkilerde direnç oluĢmaktadır (Fawe ve ark., 1988).
3. MATERYAL VE YÖNTEM
3.1 Materyal
Bu çalıĢma Mersin Üniversitesi Silifke Meslek Yüksekokulu AraĢtırma ve Uygulama seralarında 2015 yılında yürütülmüĢtür. Yapılan gözlem ölçüm ve analizler aynı yüksekokul ve Mersin Üniversitesi laboratuarların da yapılmıĢtır. AraĢtırmada bitkisel materyal olarak Galia F1 kavun çeĢidi kullanılmıĢtır.
3.2 Yöntem
Tohumların ekilmesi ve denemenin kurulması; Serada yürütülen bu araĢtırmada tohumlar, içerisinde 2:1 torf:perlit bulunan saksılara (1 litre kapasiteli) ekilmiĢtir. Tohum ekiminden önce perlitler çeĢme suyu ile iyice yıkanmıĢtır. Kavun fideleri 177.2 ppm N; 52.70 ppm P;240.44 ppm K;53.46 Mg;120.30 ppm Ca; 3.36 ppm Fe; 0.85 ppm Mn; 0.45 ppm B; 0.50 ppm Zn; 0.10 ppm Cu ve 0.05 ppm Mo olacak Ģekilde hazırlanan besin çözeltisi ile sulanmıĢtır (Suyum ve ark., 2012 ). Silisyum uygulaması ve NaCL uygulaması fideler 2-3 gerçek yaprak olduğu dönemde uygulanmıĢtır. Siliyum K2SĠO3 formunda 0 (kontrol), 0.5 mM, 1 mM ve 2 mM olacak Ģekilde, tuz uygulamaları ise 0 (kontrol), 50 mM, 100 mM olarak 2 Ģer gün verilmiĢ ve final konsantrasyon olan 200 mM ulaĢılmıĢtır. Final konsantrasyona ulaĢtıktan sonra uygulamalar 12 gün devam ettirilmiĢ ve deneme sonlandırılmıĢtır.
Deneme 4 yinelemeli olarak tesadüf parselleri deneme desenine göre kurulmuĢ ve her parselde 15 bitki bulundurulmuĢtur.
ġekil 3.1.Uygulama parsellerinin görünüĢü
ġekil 3.2.Uygulama parsellerinin görünüĢü
3.2.1. Denemede yapılan gözlem, ölçüm ve analizler
Ana Gövde Uzunluğu: Bitkilerin ana gövde uzunluğu bir cetvel yardımı ile
ölçülmüĢ ve cm olarak yazılmıĢtır.
Ana Gövde Çapı: Bitkilerin ana gövde çapı dijital kumpas yardımı ile ölçülmüĢ
ve mm olarak yazılmıĢtır.
Kök Uzunluğu: Bitkilerin kökleri dikkatli bir Ģekilde çıkarılmıĢ ve kök
Bitki YaĢ Ağırlığı: Bitki kök boğazından kesilerek bitkinin toplam yaĢ ağırlığı
0.01 hassasiyetteki terazide tartılarak g olarak verilmiĢtir.
Bitki Kuru Ağırlığı: Bitki yaĢ ağırlığı 650C de sabit ağırlığa gelene kadar
etüvde kurutularak bitkinin toplam kuru ağırlığı 0.01 hassasiyetteki terazide tartılarak g olarak verilmiĢtir.
Kök YaĢ Ağırlığı: Bitki yaĢ kök ağırlığı 0.01 hassasiyetteki terazide tartılarak
mg olarak verilmiĢtir.
Kök Kuru Ağırlığı: Bitki kökleri 650C de sabit ağırlığa gelene kadar etüvde kurutularak bitkinin kuru kök ağırlığı 0.01 hassasiyetteki terazide tartılarak mg olarak verilmiĢtir.
Yaprak Sayısı: Fidelerde oluĢan toplam yaprak sayısı sayılarak adet olarak
kaydedilmiĢtir.
Yaprak Klorofil Miktarı (SPAT): Konica Minolta SPAD-502 aleti ile
ölçülmüĢtür. Her tekerrürden ortalamayı temsil eden 10 bitkinin birer yaprağının 3 farklı noktasından ölçümler yapılmıĢtır. Toplam her tekerrürden 30 ölçüm değerinin ortalaması o tekerrürün değeri olarak verilmiĢtir.
Membran Zararlanma Ġndeksi 0-5 skalasının oluĢturulması: Fidelerde
morfolojik olarak ortaya çıkan zararlanmanın derecesini ortaya koyabilmek amacıyla bir skala oluĢturulmuĢtur(KuĢvuran, 2010).Bunun için her uygulamadan tesadüfen seçilen 10‟ar fideye, zararlanma derecesine göre 0-5 arasında puan verilmiĢtir. Kavun fidelerine tuz uygulamasından 15 gün sonra, aĢağıda tanımlanan belirtilere göre 0‟dan 5‟e kadar puan verilmiĢtir.
0: Bitkinin tuz stresinden hiç etkilenmemesi,
1: Büyümede yavaĢlama, yapraklarda lokal sararma ve kıvrılma, 2: Yapraklarda sararma ve %25 oranında nekrotik lekelenmeler,
3: Yapraklarda %25-50 arasında nekrotik leke göstermesi ve dökülmesi, 4: Yapraklarda %50-75 oranında nekroz ve ölümlerin görülmesi,
5: Yapraklarda %75-100 oranında Ģiddetli nekroz görülmesi veya bitkinin tamamen ölmesi.
ġekil 3.3. Bitki örneklerinde ölçümler
ġekil 3.4.Bitkilerin sökülmesi
3.2.2.Yaprak ve kökte mineral madde analizleri
3.2.2.1.Ca2+, K+, Na+, ve Cl-analizleri
200 mg tartılan kurutulmuĢ ve öğütülmüĢ bitki örnekleri 550 ºC kül fırınında 5.5 saat yakılmıĢtır. Elde edilen kül HCl'de çözülmüĢ ve mavi bantlı filtre kağıdında süzüldükten sonra Na+
, K+, Ca2+ ve Cl- okumaları, Varian marka FS220 model Atomik AbsorbsiyonSpekfotometre cihazında emisyon modunda gerçekleĢtirmiĢtir. Tuzluluk çalıĢmalarında bitki yeĢil aksam ve kökteki Cl
konsantrasyonun belirlenmesi Johnson ve Ulrich ( 1959)‟e göre ve Mohr metodu ile yapılmıĢtır. Buna göre; öğütülmüĢ bitki örneklerinden 100 mg tartılarak 50 ml kapasiteli santrifüj tüpüne konulmuĢtur. Üzerine 25 ml saf su ilave edildikten sonra 10 dakika çalkalanmıĢtır. Eriyikten 20 ml alıp erlenmayerlere konulup, üzerine 1 ml potasyum kromat indikatörü ilave edildikten
sonra gümüĢ nitrat eriyiği ile titre edilmiĢtir. Klorun tamamı gümüĢ klorür halinde çökeldiğinde ve açık kahverengine dönüĢtüğünde titrasyona son verilmiĢtir. Cl -konsantrasyonu aĢağıdaki formüle göre hesaplanmıĢtır.
Klor % = (N-B) /A x 100
N: Numune titrasyonunda kullanılan gümüĢ nitrat miktarı, ml B: Blank titrasyonunda kullanılan gümüĢ nitrat
A: Analiz için alınan bitki numunesi miktar
3.2.2.2 Silisyum Analizi
Asit çözeltisinin hazırlanmasın dapolietilen malzeme deney malzemesi kullanılmıĢtır (Çetinsoy ve DaĢgan,2016 ). Polietilen (plastik) Balon Joje (1000 ml)
içerisine saf su ile temizlendikten sonra yaklaĢık yarısına kadar saf su koyulmuĢtur.
1. Hidrojen floürür asitten (yoğunluğu d=1,16) 200 ml polietilen ölçülü silindir kap ile ölçülüp, Balon Jojedeki saf su üzerine yavaĢça eklenmiĢtir.Çeker Ocakta çalıĢılmıĢtır. Kabın ısınması el ile dıĢtan kontrol edilmiĢ el yakacak kadar çok sıcaksa soğuması beklenmiĢtir.
2. Hidroklorik asitten (yoğunluğu d=1,19) 80 ml polietilen ölçülü silindir
kap ile ölçülüp, Balon Jojedeki HF asit çözeltisi üzerine yavaĢça eklenmiĢtir. Kabın ısınması el ile dıĢtan kontrol edilerek,el yakacak kadar çok sıcaksa soğuması beklenmiĢtir.)
3. Balon Joje içindeki asit çözeltisine saf su ile ilave edilerek 1000
ml’ye tamamlanmıĢ ve Balon Jojenin ağzı Polietilen kapak veya streç film ile kapatılıp,
iĢlem tamamlanmıĢtır.
4. Örnek Çözelti Hazırlanması
1- KurutulmuĢ ve öğütülmüĢ, yaprak toz örneklerinden hassas terazide 0,450 gr tartılarak 20 ml „lik plastik örnek kaplarımıza koyulmuĢtur.
2- Bu tartılan örneklerimizin üzerine yukarıda hazırladığımız asit (HF+Hcl) çözeltimizden 15 ml ilave ederek, saf su ile 20 ml‟ye tamamlanmıĢtır.
3- Bu örneklerimizi yaklaĢık 8-10 saat kadar cihazımızda çalkamaya tabi tutulmuĢtur.
3.2.3. Verilerin istatistik analizi
AraĢtırma tesadüf parselleri deneme desenine göre 4 yinelemeli olarak düzenlenmiĢ olup, elde edilen bulgular istatistiksel analize tabi tutularak Tukey testi uygulanmıĢtır (DüzgüneĢ, 1963).
4. ARAġTIRMA SONUÇLARI VE TARTIġMA
4.1. Tuzlu toprak koĢullarında silisyum uygulamalarının yaprak klorofil miktarına etkileri (SPAD değerleri)
ġekil 4.1.Bitkilerinde klorofil ölçümünün yapılıĢı
Çizelge 4.1. Kavunda tuz stresi altında silisyum gübrelemesinin toplam klorofil miktarına etkisi (SPAD değerleri)
Uygulamalar Ġlk Ölçüm (SPAD
değeri) Son Ölçüm(SPAD değeri) Kontrole göre %değiĢim
Kontrol 49.28 a 41.85 a -15,08 0.5 si 51.07 a 41.5 a -18.74 0.5 si+tuz 49.43 a 22.07 cd -55,35 1 si 51.24 a 44.67 a -12.82 1 si+tuz 48.32 a 22.77 bc -52,88 2 si 50.58 a 41.22 a -18,51 2 si+tuz 50.82 a 33.25 b -34,58 200 tuz 47.94 a 18.25 d -61,94 D%5 7.94 7.05
Çizelge 4.1 incelendiğinde klorofil değiĢiminin ilk ölçümde istatiksel bir farklılığın olmadığı ancak son ölçümde istatistiki olarak önemli olduğu görülmektedir. Ġlk ölçümde tüm uygulamalar aynı grupta yer almıĢtır. Son ölçüm değerlerinde ise 200 mM tuz uygulaması 18.25 ile en düĢük değeri alırken, bunu 22.07 değeri ile 0,5 mM Si + Tuz uygulaması, 22.77 ile 1 mM Si + Tuz uygulaması ve 33.25 değeri ile 2 mM Si+ Tuz uygulaması izlemiĢtir. 1 mM Si uygulaması ise 44.67 değeri ile en yüksek değeri alarak, 0.5 mM Si (41.50), 2 mM Si ve Kontrol uygulamaları (41.85) ile istatiksel olarak aynı grupta yer almıĢtır. Koyro (2002) tuz stresi altındaki bitkilerde en önemli değiĢimin kloroplatlarda olduğunu bildirmektedir. AraĢtırmamızın sonucunda tuz stresi altındaki bitkilerde klorofil miktarının azalması bu çalıĢma ile uyumludur.
ġekil 4.2. Kavunda tuzlu toprak koĢullarında silisyum uygulamalarının klorofil miktarındaki % değiĢim oranları
Son yıllardaki stres çalıĢmalarında klorofildeki % değiĢim önemli bir kriter olarak değerlendirilmektedir. Ġlk ölçüm değerleri ile son ölçüm değerleri arasındaki % değiĢime bakıldığında en fazla klorofil azalmasının %61.94 değeri ile 200 mM tuz uygulanan uygulamalarda olduğu gözlenmektedir. Bunu sırasıyla %-55.35 ile 0.5 mM Si + Tuz uygulaması, %-52.88 ile 1 mM Si + Tuz uygulaması ve %-34.58 ile 2 mM si + Tuz uygulamaları takip etmiĢtir. En az düĢüĢ ise %-12.82 ile 1 mM Si uygulamasında gerçekleĢmiĢtir. Bu sonuçlara göre tuz stresinin klorofil miktarını azalttığı ancak Si gübrelemesi ile bu değiĢimin azaldığı görülmüĢtür. Bu sonuçlara bakılarak tuzlu topraklarda ve tuzluluk sorunu yaĢanan yetiĢtirme ortamlarında silisyum uygulamasının klorofildeki parçalanmayı azaltıcı yönde etkisinin olması, verim ve kaliteyi olumlu yönde etkileyeceği söylenebilir.
4.2.Kavunda tuzlu toprak koĢullarında Si uygulamalarının fide biyomas içeriklerine etkileri
Çizelge 4.2‟detuz stresi altındaki kavun bitkilerine uygulanan silisyumun bitkilerin yaprak sayısına, ana gövde uzunluğuna, kök uzunluğuna ve gövde çapına etkisi görülmektedir. Çizelge 4.2 incelendiğinde, tuz uygulamasının yaprak sayısına etkisinin istatistiki olarak önemli olduğu görülmektedir. Sonuçlara bakıldığında silisyum uygulamasının kavun bitkisinde tuz stresinin Ģiddetini azalttığı görülmektedir. 200 mM tuz uygulamasındaki bitkilerin ortalama yaprak sayısı 3.7 adet ile en düĢük
değeri alırken bunu sırasıyla 3.9 adet ile 2 mM si + Tuz uygulaması, 4.3 adet ile 1 mM Si + Tuz uygulaması ve 4.5 adet ile 0.5 mM Si + Tuz uygulaması izlemiĢtir. 0,5 mM si uygulaması 9.8 adet ile en yüksek değeri alırken, kontrol 8.9 adet, 2 mM Si uygulaması 8.75 ve 1 mM Si uygulaması ise 8.5 adet ile istatistiki olarak aynı grupta yer almıĢtır.
Çizelge 4.2. Kavunlarda tuz stresi altında silisyum gübrelemesinin yaprak sayısı, gövde uzunluğu, kök uzunluğu ve ana gövde çapına etkisi
Uygulamalar Yaprak sayısı(adet) Ana Gövde uzunluğu(cm) Kök Uzunluğu(cm) Gövde çapı(cm) Kontrol 8.9 a 50.77 a 20.72 a 8.02 a 0.5 si 9.8 a 55.35 a 20.1 ab 7.62 a 0.5 si+tuz 4.5 c 16 b 20.77 a 5.85 b 1 si 8.5 b 66.55 a 21.97 a 7.25 a 1 si+tuz 4.3 c 18.55 b 19.77 ab 6.02 b 2 si 8.75 ab 58.72 a 20.62 a 7.37 a 2 si+tuz 3.9 c 20.03 b 19.97 ab 6.05 b 200 tuz 3.7 c 15,92 b 16.47 b 5.65 b D%5 1.1 26 3.68 1.05
Ana gövde uzunluklarına bakıldığında ise, yine silisyum uygulamasının tuz stresini azaltıcı yönde etkisinin olduğu görülmektedir. Ayrıca tek baĢına 1 mM silisyum uygulamasının ana gövde uzunluğunu diğer uygulamalara göre arttırdığı görülmektedir. Silisyum uygulaması gövde uzunluğuna pozitif etki yapmıĢtır. Gövde uzunlukları sırasıyla 1 mM silisyum uygulamasında 66.55cm, 2 mM Silisyum uygulamasında 58.72 cm ve 0.5 mM silisyum uygulamasında ise 55.35cm olarak bulunmuĢtur. Ancak tuz uygulamasının yapıldığı durumlarda ana gövde uzunlukları azalmıĢtır. 200 mM tuz uygulanan kavunlarda kök uzunluğu 15.92cm ile en düĢük olarak ölçülürken silisyumun tuz stresi altındaki kavunlarda gövde uzunluğunu olumlu yönde etkilediği belirlenmiĢtir. Parida ve Das (2005). NaCl‟ün su miktarını azalttığını ve hücrelerdeki iyon dengesine olumsuz etki yaparak bitki geliĢimini olumsuz etkilediğini bildirmiĢlerdir. Elde edilen bu sonuç, çalıĢmamızın sonucu ile uyum göstermektedir.
Kök uzunluklarına bakıldığında, yine silisyum uygulamasının tuz stresini azaltıcı yönde etkisinin olduğu görülmektedir. Ayrıca tek baĢına 1 mM silisyum uygulamasının 21.97cm değeri ile en yüksek değeri aldığı belirlenmiĢtir. Genel olarak tuz uygulamasının kök uzunluğunu azalttığı gözlenirken silisyum uygulamasının az da olsa tuzun kök uzunluğuna olumsuz etkisini azalttığı görülmektedir. En düĢük kök uzunluğu 16.47 cm ile 200 mM tuz uygulanan parsellerdeki bitkilerden ölçülmüĢtür (Çizelge 4.2).
Tuz stresi altında yetiĢtirilen kavun bitkilerine silisyum uygulamasının gövde çapına etki de istatistiksel olarak önemli bulunmuĢtur. Kontrol(8.02 mm), 0.5 mM Si (7.62 mm), 1 mM Si (7.25 mm) ve 2 mM Si (7.37 mm) ile aynı grupta yer alırken; 2 mM si + Tuz uygulaması (6.05 mm), 1 mM Si + Tuz uygulaması (6.02) ve 0.5 mM Si + Tuz uygulaması (5.85) ve 200 mM tuz uygulaması (5.65) değerleri ile aynı grupta yer almıĢtır.Sonuçlara bakıldığında silisyum uygulamasının tuz stresine maruz bırakılan bitkilerin gövde çapına olumlu etkisinin olduğu görülmektedir.
ġekil 4.3 Kavunda tuzlu toprak koĢullarında Si uygulamalarının kontrole göre yaprak sayısı ve ana gövde uzunluğunda % değiĢim oranları
ġekil 4.3 incelendiğinde 0.5 mM Silisyum uygulamasının yaprak sayısında %10.11 oranında bir artıĢ sağladığı görülmektedir. Diğer uygulamalarda ise %-0,4 ile %-58,43 arasında bir azalıĢ meydana geldiği görülmektedir. Silisyum uygulamalarının ana gövde uzunluğunda değiĢen oranlarda bir artıĢa neden olduğu belirlenmiĢtir. Ancak tuz stresinin kontrole göre ana gövde uzunluğunda bir azalmaya neden olduğu görülmüĢtür. En fazla kayıp %-68.64 ile 200 mM tuz uygulamasında olmuĢtur.Yaprak sayısı ve fide boyundaki kontrole göre % değiĢim incelendiğinde, silisyum uygulamasının tuzlu koĢullarda pozitif bir etki yarattığı görülmektedir.
ġekil 4.4. Kavunda tuzlu toprak koĢullarında Si uygulamalarının kontrole göre kök uzunluğu ve gövde çapındaki % değiĢim oranları
ġekil 4.4 incelendiğinde 1 mM Silisyum uygulamasının kontrole göre kök uzunluğunda %6.03 oranında bir artıĢ sağladığı görülmektedir. Diğer uygulamalarda ise %-2,99 ile %-20,51 arasında bir azalıĢ meydana geldiği görülmektedir. 200 mM tuz uygulamasında kontrole göre %20.51 oranında bir azalmaya neden olurken, bu azalıĢ diğer uygulamalarda %-2,99 ile %-4.59 arasında olmuĢtur. Burssens ve ark. (2000)tuz stresinin bitkilerde hücre bölünmesini ve hücre büyümesini etkileyerek bitkilerde kök ve toprak üstü gövdede hücre bölünmesini azalttığını ve hücre sayısında azalmalara neden olduğunu belirtmiĢlerdir. Yaptığımız çalıĢmada da tuz stresinin kök büyümesini azalttığı ancak silisyum uygulamasında bu azalıĢın oransal olarak daha az olduğu görülmüĢtür.
Gövde çapında ise kontrole göre tüm uygulamalarda %-4.99 ile -29.55 arasında bir değiĢim olduğu belirlenmiĢtir. Kontrole göre en çok azalma %-29.55 ile 200 mM tuz uygulamasında görülmüĢtür.
Çizelge4.3. Kavunlarda tuz stresi altında silisyum uygulamasının bitki yaĢ ve kuru, kök yaĢ ve kuru ağırlıklarına etkisi
Uygulamalar Bitki YaĢ
Ağırlığı
Bitki Kuru
Ağırlığı Kök yaĢ ağırlığı Kök kuru ağırlığı
Kontrol 31.28 a 3.4 a 1.84ab 0.50a
0.5 si 32.07 a 3.44 a 1.87ab 0.53a 0.5 si+tuz 11.49 b 1.38 b 0.91c 0.16b 1 si 33.63 a 3.63 a 2.11a 0.53a 1 si+tuz 12.00 b 1.42 b 1.13c 0.24b 2 si 33.48 a 3.62 a 2.20a 0.64a 2 si+tuz 13.05 b 1.46 b 1.20bc 0.25b 200 tuz 9.99 b 1.35 b 0.66c 0.11b D%5 6.67 0.91 0.70 0.20
Tuz stresi altında yetiĢtirilen kavun bitkilerine silisyum uygulamasının bitki yaĢ ağırlığı üzerine etkisi istatistiksel olarak önemli bulunmuĢtur. 1 mM silisyum uygulaması 33.63 g ile en fazla bitki yaĢ ağırlığına sahip olurken bunu sırasıyla 33.48 g değeri ile 2 mM Si, 32.07 g değeri ile 0.5 mM Si, 31.28 değeri ile Kontrol, 13.05g ile 2 mM si + Tuz, 12.00 g ile 1 mM Si + Tuz, 11.49 g ile 0.5 mM Si + Tuz izlemiĢtir. 9.99 g ile 200 mM tuz uygulaması en düĢük değere sahip olmuĢtur. Bitki kuru ağırlıklarında da bitki yaĢ ağırlıklarına paralel sonuçlar elde edilmiĢtir ve istatiksel olarak önemli bulunmuĢtur. 3.63 g ile 1 mM Si uygulaması en yüksek değere sahip olurken 1.35 g ile 200 mM tuz uygulaması en düĢük değerini almıĢtır (Çizelge 4.3).Pirinç bitkisinde (Oryza sativa L.) yapılan bir çalıĢmada, tuz stresi altında büyüyen pirinçlerde sodyum klorür iyonlarının, yapraklarda aĢırı birikiminden dolayı, pirinç fidelerinin büyümesinin engellendiği saptanmıĢtır(Gong ve ark., 2006). Gong ve ark. (2011)kurak koĢullarda yetiĢtirilen fasulyelerde silisyum uygulamasının etkisini araĢtırmıĢ ve sulu koĢullarda silisyum uygulanan bitkilerin silisyum uygulanmayan bitkilere göre daha yüksek boylu olduklarını bulmuĢlardır. Yaptığımız çalıĢmada da silisyum uygulamasının bitki biyomasını arttırdığı tespit edilmiĢtir.
Tuz stresi altında yetiĢtirilen kavun bitkilerine silisyum ve tuz uygulamasının bitki yaĢ kök ağırlığı üzerine etkisi istatistiksel olarak önemli bulunmuĢtur. 2 mM silisyum uygulaması 2,20 g ile en fazla yaĢ kök ağırlığına sahip olurken, bu değeri 2.11 g ile 1 mM Si uygulaması izlemiĢ ve istatiksel olarak aynı grupta yer almıĢtır. Ġstatiksel olarak aynı grupta yer alan 0.5 mM Si ve kontrol uygulamalarında ise bu değerler sırasıyla 1.87 g ve 1.84 g olarak tespit edilmiĢtir. 2 mM si + Tuz uygulaması 1.20 g ile istatiksel anlamda farklı bir grupta yer alırken, 1 mM Si + Tuz (1.13 g), 0.5 mM Si + Tuz (0.91) ve 200 mM tuz (0.66) uygulamaları da istatiksel olarak aynı grupta yer almıĢtır. Kök kuru ağırlıklarında da kök yaĢ ağırlıklarına paralel sonuçlar elde edilmiĢtir
ve istatiksel olarak önemli bulunmuĢtur. 0.64 g ile 2 mM Si uygulaması en yüksek değere sahip olurken 0.11 g ile 200 mM tuz uygulaması en düĢük değerini almıĢtır (Çizelge 4.3).
Sonuçlar incelendiğinde silisyum uygulamasının kavunlarda biyomas ağırlıklarında belirgin bir artıĢa neden olduğu gözlenmektedir. Tuz uygulamasının yapıldığı uygulamalarda da silisyum uygulamasının tuzun olumsuz etkisini azalttığı görülmektedir. Artan silisyum konsantrasyonuna paralel olarak hem tek baĢına silisyum uygulamasında hem de tuz stresinde bitki yaĢ ve kuru ağırlıklarında ve kök yaĢ ve kuru ağırlıklarında kontrol ve 200 mM tuz uygulamalarına oranla daha iyi olduğu tespit edilmiĢtir.Avcu ve ark. (2013)selenyum ve silisyumun tuz stresini azaltıcı etkilerini karĢılaĢtırdığı çalıĢmalarında silisyumun tuz stresini azaltmada daha etkin olduğunu vurgulamıĢtır. ÇalıĢmamızın silisyum uygulamaları sonuçları da bu çalıĢmaya benzer sonuçlar ortaya çıkarmıĢtır.
ġekil 4.5. Kavunda tuzlu toprak koĢullarında Si uygulamalarının kontrole göre bitki yaĢ ve kuru ağırlığındaki % değiĢim oranları
ġekil 4.6. Kavunda tuzlu toprak koĢullarında Si uygulamalarının kontrole göre kök yaĢ ve kuru ağırlığındaki % değiĢim oranları
ġekil 4.6 incelendiğinde, kök yaĢ ve kuru ağırlığının kontrole göre % değiĢim oranlarında baktığımızda, silisyum uygulamalarının hem tuz uygulanan hem de tuz uygulanmayan koĢullarda kontrolle kıyaslandığında kök yaĢ ve kuru ağırlığına pozitif yönde etki ettiği görülmektedir. Bu etki en fazla 2 mM Si uygulamalarında kök yaĢ ağırlığında %19.19 ve kuru ağırlığında % 28 olarak tespit edilmiĢtir. Bu sonuçlara bakıldığında hem tuz uygulaması yapılan bitkilerde hem de tuzsuz koĢullarda silisyum uygulamasının kök geliĢimine olumlu etkisinin olduğu söylenebilir.
ġekil 4.7. Kavunda tuzlu toprak koĢullarında Si uygulamalarında farklı uygulamaya maruz kalan bitkilerin görünüĢü
ġekil 4.8.Kavunda tuzlu toprak koĢullarında Si uygulaması yapılan bitkilerin görünüĢü
ġekil 4.9. Kavunda tuzlu toprak koĢullarında Si uygulamalarının etkileri
4.3. Tuzlu toprak koĢullarında silisyum uygulamalarında kavunda mineral madde miktarları
4.3.1. Tuzlu toprak koĢullarında silisyum uygulamalarında yapraklardaki mineral madde miktarları
Yapraklardaki Na+ miktarı incelendiğinde uygulamalar arasında istatiksel olarak farklılıkların önemli olduğu belirlenmiĢtir. Silisyumun normal koĢullarda kullanıldığında yapraklardaki Na+
miktarının kontrole göre daha az olduğu görülmektedir. Tuz stresine maruz bırakılan bitkilerde ise yapraklardaki Na+
miktarı en fazla %2.02 ile 200 mM tuz uygulamasında bulunurken bunu sırasıyla %1.91 1 mM Si + Tuz, %1.79 ile 0.5 mM Si + Tuz ve 1.50 ile 2 mM si + Tuz uygulaması takip etmiĢtir.
Tuz uygulamalarında silisyumun Na un yapraklara taĢınımını belirli oranlarda engellediği söylenebilir (Çizelge 4.4).Hücreye alınan Na+, hücre zarının iĢlevini bozar ve hücre dıĢındaki Cl-„un pasif olarak hücreye giriĢini kolaylaĢtırır(Niu ve ark., 1995; Tuteja, 2007). Yaptığımız çalıĢmanın sonucunda da, tuz uygulamasının yapraklarda Cl -miktarını arttırdığı, ancak tuz stresindeki bitkilere silisyum uygulamasının yapraklardaki Cl-birikimini azaltıcı yönde etkilediği görülmüĢtür.
Çizelge 4.4. Kavunlarda tuz stresi koĢullarında silisyum uygulamalarının yapraklardaki bazı mineral madde içerikleri üzerine etkileri
Uygulamalar Na (%) K (%) Ca (%) Cl (%) Kontrol 0,58 e 0,59 d 0,37 c 0,27 e 0.50d 0.5 si 0,49 f 1,25 b 0,41 b 0,33 d 0.51 d 0.5 si+tuz 1,79 c 0,43 e 0,34 d 0,29 e 2.57 b 1 si 0,46 f 1,25 b 0,4 b 0,43 b 0.52 d 1 si+tuz 1,91 b 0,57 d 0,35 cd 0,4 c 2.06 c 2 si 0,46 f 1,43 a 0,58 a 0,52 a 0.54 d 2 si+tuz 1,5 d 0,62 c 0,31 e 0,43 b 2.06 c 200 tuz 2,02 a 0,31 f 0,20 f 0,21 f 3.39 a D%5 0,04 0,02 0,02 0,02 0.49
Yapraklardaki Si2+ miktarı incelendiğinde ise yine uygulamalar arasında istatiksel olarak farklılıkların önemli olduğu tespit edilmiĢtir. Yapraklardaki silisyum miktarı artan silisyum uygulamalarına paralel olarak artıĢ göstermiĢtir. Tuz stresine maruz bırakılmayan bitkilerin yapraklarındaki silisyum en fazla % 1.43 ile 2 mM Si uygulandığı bitkilerde ölçülürken, en düĢük silisyum miktarı en düĢük silisyum miktarı % 0.59 ile kontrol bitkilerinde belirlenmiĢtir. 0.5 mM Si ve 1 mM Si uygulamalarında ise bu değerler sırasıyla % 1.25 ve % 1.25 olmuĢtur. Tuz uygulanan parsellerdeki bitkilerin yapraklarında en yüksek silisyum miktarı % 0.62 ile 2 mM Si2+ uygulamasında bulunurken en düĢük değer % 0.31 ile 200 mM tuz uygulamasından ölçülmüĢtür (Çizelge 4.4).
Silisyum uygulamasının yapraklardaki Ca2+
miktara etkisinin de istatistiki olarak önemli olduğu görülmektedir. Kontrol bitkilerinde Ca2+miktarı % 0.27 iken silisyum uygulamalarının yapıldığı bitkilerde Ca2+
miktarı sırasıyla 2 mM Si2+ uygulamasında % 0,52 1 mM Si uygulamasında % 0,43 ve 0.5 mM Si uygulamasında % 0,33 olmuĢtur(Çizelge 4.4). Genel olarak tuzluluk stresi, kalsiyum gibi bazı yararlı elementlerin alınımını engellemekte ve/veya azaltmakta ve bunun sonucu olarak da iyon dengesizliğine yol açmaktadır (Huang ve Redman, 1995b). ÇalıĢmamızda da benzer sonuçlar bulunmuĢtur.
Tuz stresine maruz bırakılan bitkilerde ise yapraklardaki Ca2+
miktarı en düĢük % 0,21 ile 200 mM tuz uygulamasında bulunurken en yüksek değer % 0,43 2 mM Si + Tuz uygulamasında belirlenmiĢtir. 1 mM si + Tuz ve 0.5 mM Si + Tuz uygulamalarında ise sırasıyla % 0,40 ve % 0,29 olarak tespit edilmiĢtir. Silisyum uygulamasının yapraklardaki Ca2+ miktarını arttırdığı görülmüĢtür (Çizelge 4.4).
Çizelge 4.4 incelendiğinde silisyum uygulamasının yapraklardaki K+
miktara etkisinin önemli olduğu görülmektedir. Silisyumun normal koĢullarda kullanıldığında yapraklardaki K+miktarının kontrole göre daha fazla olduğu görülmektedir. Kontrolde bu değer % 0,37 iken, 2 mM Si uygulamasında % 0,58, 1 mM Si uygulamasında %0,40 ve 0.5 mM Si uygulamasında %0,41 olmuĢtur. Tuz stresine maruz bırakılan bitkilerde ise yapraklardaki K+ miktarı en düĢük % 0,20 ile 200 mM tuz uygulamasında bulunurken bunu sırasıyla % 0,35 1 mM Si + Tuz, % 0,34 ile 0.5 mM Si + Tuz ve % 0,31 ile 2 mM si + Tuz uygulaması takip etmiĢtir. Tuz uygulamalarında silisyumun K+ un yapraklara taĢınmasını belirli oranlarda arttırdığı görülmektedir.DaĢgan ve ark. (2007) kavun bitkilerinde yaptıkları bir çalıĢmada tuz stresi altında potasyum alımının kontrole göre azaldığını belirtmiĢleridir. ÇalıĢmamızın sonucunda da tuz stresinin tuz uygulanmayan bitkilere kıyasla yapraklardaki K+ miktarını azalttığı görülmüĢtür. Ancak tuz stresi altındaki bitkilere silisyum uygulaması yapraklardaki K+
miktarında bir artıĢa neden olmuĢtur.
Çizelge 4.4 incelendiğinde yapraklardaki Cl
miktarının uygulamalar arasında istatistiki olarak farklılık gösterdiği görülmektedir. Yapraklardaki tuz miktarı en fazla % 3.39 ile 200 mM tuz uygulamasında olurken bunu sırasıyla, 0.5 mM Si + Tuz (% 2.57), 1 mM Si + Tuz (% 2.0) ve 2 mM Si + Tuz(% 2.06) uygulamaları takip etmiĢtir. Tuz uygulanmayan parsellerdeki bitkilerde ise değerler birbirine yakın ve istatistiki olarak da aynı gurupta yer almıĢlardır.
ġekil 4.10. Kavunlarda tuz stresi koĢullarında silisyum uygulamalarının yapraklardaki Na+, Si2+, K+ ve
Ca2+ miktarları üzerine etkileri
ġekil 4.11. Kavunda tuzlu toprak koĢullarında Si uygulamalarının Yapraklardaki Na+, Si2+,K+,Ca2+ ve Cl- elementlerinin kontrole göre %değiĢim oranları
Çizelge 4.11‟de yapraklardaki Na+
, Si2+,K+,Ca2+ ve Cl- elementlerinin kontrole göre % değiĢimleri görülmektedir. 200 mM tuz uygulamasında yapraklardaki Na+miktarında Ckontrole göre %428,06‟lık artıĢ olurken, Cl- miktarındaki artıĢ % 578.00 olmuĢtur. 0.5 mM Si + Tuz uygulamasında ise bu artıĢ sırasıyla % 208.62 ve % 414.00 olurken, 1 mM Si + Tuz uygulamasında sırasıyla % 229,31 ve % 312.00; 2 mM Si + Tuz uygulamasında ise % 273.48 ve % 312.00 olmuĢtur. Silisyum uygulaması tuz stresi altındaki bitkilerin yapraklarında kontrole göre Na+
etki göstermiĢtir. Yapraklardaki K+
ve Ca2+ miktarlarında da benzer bir etki görülmektedir. Tuz sitresi altındaki kavun bitkilerine silisyum uygulaması K+
ve Ca2+ miktarlarındaki düĢüĢü kontrole göre oransal olarak azaltmıĢtır.
4.3.2. Kavunda tuzlu toprak koĢullarında Si uygulamalarının köklerdeki mineral madde içerikleri
Çizelge 4.5'e bakıldığında köklerdeki Na+
miktarının uygulamalar arasındaki farklılığının istatistiksel olarak % 5 düzeyinde önemli olduğu görülmektedir. Genel olarak tuz uygulamasının yapılmadığı parsellerdeki bitkilerin köklerinde ki Na+
miktarı kontrol uygulamasına oranla yüksek çıkmıĢtır. Kontrol uygulamalarında köklerdeki Na+ miktarı % 0.77 olurken, 0.5 mM Si2+
uygulamasında % 0.79, 2 mM Si2+ uygulamasında %1.26 ve 1 mM Si2+ uygulamasında ise en yüksek değer olan % 2.05 olmuĢtur. Tuz uygulanan uygulamalarda ise silisyum uygulanan bitkilerdeki Na+ miktarının 200 mM tuz uygulamasında %7.02 ile en yüksek değerde olduğu belirlenmiĢtir. 0.5 mM Si + Tuz uygulamasında köklerde Na+
miktarı % 6.07, 1 mM Si + Tuz uygulamasında % 6.05 ve 2 mM Si+ Tuz uygulamasında ise %5.08 olduğu tespit edilmiĢtir. Sonuçlara bakıldığında tuz stresi altında silisyum uygulamasının köklerdeki Na+
miktarını azalttığı, ancak tuz uygulamasının olmadığı bitkilerde ise arttırdığı görülmektedir (Çizelge 4.5). Tuz uygulamasının olmadığı bitkilerdeki Na+
miktarının artması sulama suyunda bulunan tuzdan kaynaklanabilir. Tuz stresi yaĢanmayan yerlerde silisyum uygulaması ile köklerdeki Na+
miktarının fazla olacağı söylenebilir. Köklerdeki Ca2+
miktarıda silisyum uygulamasından istatiksel olarak etkilenmiĢtir. Çizelge 4.5 incelendiğinde tuz uygulaması yapılan ve yapılmayan bitkilerdeki Ca2+ miktarının uygulanan silisyum konsantrasyonu arttıkça arttığı görülmektedir. Tuz uygulanmayan uygulamalar değerlendirildiğinde 2 mM Si2+ uygulaması % 2.27 ile en yüksek değeri almıĢtır. Kontrol uygulamasında ise bu değer % 1.30 olmuĢtur. Köklerdeki Ca2+ miktarı 1 mM Si uygulamasında % 1.73 ve 0.5 mM Si uygulamasında ise %1.15 olarak belirlenmiĢtir.
Tuz uygulaması ile köklerdeki Ca2+
miktarı tuz uygulaması yapılmayan bitkilere göre bir azalıĢ gösterse de, silisyum uygulamasının köklerdeki Ca2+
miktarında bir artıĢa neden olduğu gözlenmiĢtir. 200 mM tuz uygulamasında köklerdeki Ca2+
miktarı % 0.89 olurken 2 mM Si + Tuz uygulamasında % 1.42, 1 mM Si + Tuz uygulamasında % 1.24 ve 0.5 mM Si + Tuz uygulamasında ise % 1.15 olarak tespit edilmiĢtir (Çizelge 4.5).
Parida ve Das (2005), bitkilerde aĢırı NaCl alımının Na+ ve Cl- miktarının artmasına neden olduğu ve Ca2+
, K+ ve Mg2+ gibi iyonların alınmasını zorlaĢtırdığını bildirmiĢlerdir. Yaptığımız çalıĢmada da tuz stresinin Ca2+
miktarını azalttığı görülmektedir. Bu iki çalıĢmanın sonucu birbiriyle uyumluluk göstermektedir.
Çizelge 4.5. Kavunlarda tuz stresi koĢullarında silisyum uygulamalarının köklerdeki bazı mineral madde içerikleri üzerine etkileri
Uygulamalar Na (%) Si (%) K (%) Ca(%) Cl (%) Kontrol 0,77 f 0,34 g 1,57 e 1,3 e 0,50 c 0.5 si 0,79 f 0,77 d 1,63 c 1,55 c 0.50 c 0.5 si+tuz 6,07 b 0,62 f 1,34 g 1,15 g 1.59 b 1 si 2,05 d 0,82 c 1,92 b 1,73 b 0.52 c 1 si+tuz 6,05b 0,7 e 1,6 d 1,24 f 2.19 a 2 si 1,26 e 3,34 a 1,97 a 2,27 a 0.50 c 2 si+tuz 5,08 c 0,92 b 1,61 cd 1,42 d 2.39 a 200 tuz 7,02 a 0,76 d 1,54 f 0,89 h 1.32 b D%5 0,02 0,02 0,02 0,02 0.31 Köklerdeki Si2+
miktarı silisyum miktarı arttıkça artıĢ göstermiĢtir. Ġstatiksel olarak bir farklılığın oluĢtuğu gözlenmektedir. Çizelge 4.5 incelendiğinde ise yine uygulamalar arasında istatiksel olarak farklılıkların önemli olduğu tespit edilmiĢtir. Silisyum miktarı en fazla %3.34 ile 2 mM Si uygulamasında elde edilirken, en düĢük değer %0.34 ile kontrol bitkilerinde belirlenmiĢtir. Tuz uygulamalarının yapıldığı parsellerde de verilen silisyum konsantrasyonu arttıkça köklerdeki silisyum miktarı da buna paralel olarak artmaktadır (Çizelge 4.5). Silisyum değerinin özellikle 2 mM Si uygulamasında diğer uygulamalara göre çok yüksek çıkması bitkinin artan silisyum karĢısında bir mekanizma geliĢtirerek silisyumu köklerde biriktirmesi olarak açıklanabilir.
Silisyum uygulamasının köklerdeki K+
miktara etkisinin de istatistiki olarak önemli olduğu görülmektedir. Genel olarak silisyum uygulaması tuz uygulaması yapılmayan bitkilerde köklerdeki K+
miktarında bir artıĢa neden olurken, tuz stresi altındaki bitkilerin köklerinde azalmaya neden olmuĢtur. Kontrol bitkilerinde köklerdeki potasyum miktarı %1.57 iken, 2 mM Si uygulamasında %1.97, 1 mM Si uygulamasında %1.92 ve 0.5 mM Si uygulamasında ise %1.63 olmuĢtur. Tuz stresine maruz bırakılan bitkilerde ise köklerdeki en düĢük K miktarı ise %1.34 ile 0.5 mM Si uygulamasında tespit edilmiĢtir. Bu değerler 1 mM Si + Tuz, 2 mM Si + Tuz ve 200 mM tuz uygulamalarında sırasıyla %1.60, %1.61 ve %1.54 olarak ölçülmüĢtür.
Köklerdeki Cl
miktarına baktığımızda ise, istatistiki olarak uygulamalar arasında farklılığın olduğu görülürken, en yüksek değeri %2.39 ile 2 mM Si + Tuz
uygulaması almıĢtır. Bunu sırasıyla %2.19 ile 1 mM Si + Tuz uygulaması ve %1.59 ile 0.5 mM Si + Tuz uygulaması ve %1.32 ile 200 mM tuz uygulaması izlemiĢtir. Ġstatistiki olarak 2 mM Si + Tuz ve 1 mM Si + Tuz uygulaması aynı grupta, 0.5 mM Si + Tuz uygulaması ve 200 mM tuz uygulaması da diğer grupta yer almıĢtır. Tuz uygulanmayan parsellerde ise değerler birbirine çok yakın çıkmıĢ bu uygulamalar da istatistiki olarak aynı grupta yer almıĢlardır (Çizelge 4.5).
ġekil 4.12. Kavunlarda tuz stresi koĢullarında silisyum uygulamalarının köklerdeki Na+
, Si2+, K+ ve Ca2+ miktarları üzerine etkileri
Çizelge 4.12‟de köklerdeki Na+
, Si2+,K+,Ca2+ ve Cl- elementlerinin miktar olarak kontrole göre grafiksel gösterimi, Çizelge 4.13‟de ise% değiĢimleri görülmektedir. Çizelge 4.13 incelendiğinde 200 mM tuz uygulamasında köklerdeki Na+ miktarında kontrole göre % 811,69‟luk artıĢ olurken, Cl
miktarındaki artıĢ % 164.00 olmuĢtur. 0.5 mM Si + Tuz uygulamasında ise bu artıĢ sırasıyla % 688,31 ve % 218.00 olurken, 1 mM Si + Tuz uygulamasında sırasıyla % 685,71 ve % 338.00; 2 mM Si + Tuz uygulamasında ise % 559,74 ve % 378.00 olmuĢtur. Silisyum uygulaması tuz stresi altındaki bitkilerin köklerindeki Cl
birikimini 200 mM tuz uygulamasına göre arttırmıĢtır. Bu sonuç, silisyum uygulamasının Cl-„un köklerde tutulup yapraklara iletimini yavaĢlattığı Ģeklinde açıklanabilir.
Çizelge 4.14, çizelge 4.15, çizelge 4.16 ve çizelge 4.17 de sırasıyla Na+
, Si2+, K+ ve Ca2+ elementlerinin yaprak ve köklerdeki değiĢim miktarları grafiksel olarak gösterilmiĢtir.
ġekil 4.14 Tuzlu toprak koĢullarında silisyum uygulamalarında . Na+'un yaprak ve kökteki miktarının değiĢim oranları
ġekil 4.15. Tuzlu toprak koĢullarında silisyum uygulamalarında Si'un yaprak ve kökteki miktarının değiĢim oranları
ġekil 4.16. Tuzlu toprak koĢullarında silisyum uygulamalarında K‟un yaprak ve kökteki miktarının değiĢim oranları
ġekil 4.17. Tuzlu toprak koĢullarında silisyum uygulamalarında Ca' un yaprak ve kökteki miktarı
ġekil 4.18'de açıkça görüldüğü gibi, yaprak ve kökteki Cl
miktarları incelendiğinde silisyum ve tuzun birlikte uygulandığı bitkilerde Cl
miktarının yapraklarda köklere oranla daha az tutulduğu, 200 mM tuz uygulamasında ise bunun tam tersi durumun olduğu gözlenmiĢtir. Burada silisyumun klorun yapraklara taĢınımını azalttığı yönünde bir yorum yapılabilir.
ġekil 4.18. Tuzlu topraklarda Si uygulamalarının Cl'un yaprak ve kökteki miktarının grafiksel gösterimi 4.4. Kavunda tuzlu toprak koĢullarında Si uygulamalarının membran zararlanma indeksi değerlendirilmesi
ġekil 4.19‟da 0-5 skalasına göre yapraklardaki zararlanma indeksi görülmektedir. Skala değerlendirilmesinde rakamların % ifadesine bakıldığında; 1 mm si ve 2 mM silisyum uygulamalarında nekrozların olmadığı, kontrol ve 0.5 mM Si uygulamasında ise çok az bir zararlanmanın olduğu görülmektedir. Silisyum ve tuz
