CITRAL ALLELOKMYASININ BUDAYIN ÇMLENMES ÜZERNE ETKS
Dilek ACAROLU
1, Süleyman TOPAL
21Atatürk Lisesi, Biyoloji Öretmeni, Kütahya, e-mail: dilekacaroglu@hotmail.com
2Dumlupnr Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi Biyoloji Bölümü, Kütahya, e-mail: topal_tr@yahoo.com
Geli Tarihi:27.06.2011 Kabul Tarihi:03.10.2011
ÖZET
Çalmamzda citral allelokimyasalnn 40, 80, 120, 160, 200 ppm’lik 5 farkl konsantrasyonlar buday bitkisinin çimlenmesi üzerine allelopatik etkileri aratrlmtr. Citralin buday çimlenmesini olumsuz etkiledii görülmütür.
Olumsuz etkilenme, konsantrasyon arttnda artarak devam etmitir. Çimlenme yüzdesine bakldnda en düük konsantrasyon olan 40 ppm’de %80 olan oran, 200ppm’de yaklak %18’dir. Bu yüzden citral allelokimyasalnn buday alanlarnda pest kontrolü için ancak 40 ppm’den daha düük konsantrasyonlarnn kullanlmasnn uygun olaca düünülmektedir.
Anahtar Kelimeler: Allelokimyasal, buday, citral ,çimlenme.
EFFECET OF CITRAL ALLELOCHEMICAL ON WHEAT SEED GERMINATION
ABSTRACT
In this study we examined the allelophatic effects of five different concentrations (40, 80, 120, 160, 200 ppm) of citral allelochemical on wheat seed germination. It was seen that citral has a negative effect on wheat germination.
Negative effect continues increasingly with the concentration increase. Germination rate is %80 at the lowest concentration (40ppm) while it is 18% at 200 ppm. This is why the use of only lower than 400 ppm citral allelochemical concentration is thought to be appropriate for pest control of wheat fields.
Key words: Allelochemical, wheat, citral, germination.
1.GR
Allelopati, “Bir bitki tarafndan sentezlenen ve salverilen baz kimyasal maddelerin bitki türüne bal olarak komu bitkileri olumlu veya olumsuz açdan etkilemesi” olarak tanmlanm olup ksaca “bitkiler arasndaki kimyasal etkileim” olarak da tarif edilebilir. Allelopatik yönden etkili olan kimyasal maddeye allelokimyasal denir. Allelokimyasallar toksik (inhibitör) iseler veya etki ettikleri bitki türlerini çevre artlarna duyarl hale getiriyorlarsa stres ajandrlar. Bir allelokimyasal, bitki türüne göre, olumlu veya olumsuz etki gösterebilir.
Bitkilerde görülen bu durum allelokimyasal maddenin çeidine, konsantrasyonuna ve etkileme zamanna baldr. Fakat genel olarak allelokimyasal maddelerin etkileri olumsuz olmaktadr. Allelopatik etkinin olumsuz belirtileri; büyümede, fotosentez ve solunum hznda azalma, köklerde iyon almn engelleme, deformasyon, klorozis, absisyon, kuruma, ölüm olarak sralanabilir. Allelokimyasal madde bitkinin kök ve yapraklarndan salglanabilir. ayet köklerden salnmsa direk olarak topraa geçer ve daha sonra topraktan baka bitkinin köklerine ular ve kökler tarafndan alnr. Allelokimyasallar, tanma esnasnda ortamdaki mikroorganizmalar (bakteri, mantar ) tarafndan deiiklie uratlabilir. Baz allelokimyasal maddeler ise yapraklardan uçucu madde veya gaz eklinde havaya verilir ve hava yoluyla baka bitkinin yapraklarndan içeri alnabilir.
Allelokimyasal maddelerin sentezlendii bitkideki rollerinin ne olduu henüz tam olarak açklanamamaktadr.
Fakat bitkiler üzerindeki olumsuz etkilerinin fazla olmas, allelokimyasal maddelerin bitkilerin bir savunma silah olabilecei gibi az da olsa baz bitkiler üzerinde olumlu etkilerinin de olmas bakmndan bunlarn bitkiler arasndaki komuluk ilikilerinin belirlenmesinde rol oynayan maddeler olabilecei düünülmektedir [1, 2, 3].
Baz kültürü yaplan tahllarn allelokimyasal üretmesi mümkündür ve bu tahllar ekilerek onlarn allelokimyasal potansiyelleri deerlendirilebilir. Bu tahllar rotasyonal veya münavebeli olarak ekim yaplarak tek yllk veya çok yllk yabanc otlar kontrol edilebilir. Çavdar ve onun kalntlarnn çeitli ekin sistemlerinde iyi bir yabanc
ot kontrolü salad gösterilmitir [4].
Bunlardan baka allelokimyasallarn oluumu ve çevreye salverilmelerini, onlarn absorbsiyonunu ve alc
bitkideki tanmn etkileyen faktörlerde allelokimyasallarn etki eklini anlamada düünülmesi gereken hususlardr. Bu hususta yaplan bir aratrmada allelokimyasallarn bitkide sentezini ve salglanmasn arttran en önemli faktörün scaklk olduu belirtilmitir [5]. Çalmamzda kullanacamz allelokimyasal uçucu ya
(esansiyel ya)larn ana bileiklerindendir.
1.2 Uçucu Yalarn Tanm ve Özellikleri
Uçucu yalar, bitkilerden ve bitkisel droglardan çeitli yöntemlerle elde edilen maddelerdir. Oda scaklnda genellikle sv formda bulunan bu maddeler, kolayca kristallenebilme özelliine sahiptir. Çounlukla renksiz veya açk sar renkli olan, bulunduu bitkiye koku bakmndan karakteristik özellik salayan, çok sayda kimyasal bileiklerden oluur.
Baz uçucu yalar kokularn az da olsa suya geçirebilirler ki, aromatik sular da bu ekilde elde edilir. Uçucu ya
bitkilerinde uçucu ya oranlar geni bir dalm gösterirler.
Uçucu yalar halk arasnda uçan ya, eterik ya, kokulu ya, esans ya, esans veya ruh gibi farkl isimlerle anlmaktadr. En önemli özellikleri uçucu ve kokulu olmalardr. Bu yalarda balca terpenik hidrokarbonlar ve bunlarn oksijenli türevleri bunlara ek olarak organik asitler, alkoller, fenoller ve ketonlar yer almaktadr.
Scak iklim özellii gösteren bölgelerde yetitirilen bitkilerin çounda uçucu ya vardr. Farkl iklim ve bölge özelliklerinde uçucu ya miktarnda deiiklikler olduu bilinmektedir. Yaplan aratrmalar sonucunda mevsimsel olarak da ya miktarnda farkllklar gözlenmitir[6]. Labiate, Umbellifenae, Myrtaceae, Lauraceae, Zingiberaceae, Compocitae, Pinaceae gibi familyalar uçucu yalar bakmndan zengin familyalardr.
Uçucu yalarn büyük çounluu terpenik maddelerden olumutur. Terpenler yaplarna göre monoterpenler ve diterpenler olarak gruplandrlabilir[7]. Doal ürünlerin en yaygn gruplarndan biridir. Bitkilerde ve hayvanlarda bir çok farkl ilevi bulunurken gdalarda da aroma bileenleri olarak önemlidirler [8].
Özellikle esansiyel yalarn ana bileenlerinden citral a ve b, en yüksek Cymbopogon citratus bitkisinde bulunur. Bunun dnda C. pendulus, C. flexuousus ve Cymbopogon sp. bitkileri yüksek citral içerikli esansiyel ya bulundururlar (citral a 52, 48, 48,52 % ve b: 32, 32, 32 ,30 %). Dier alt gruplarda citral %3-7 en az ekilde bulunur, ayrca hibrit olan Jamrosa’da (%68) yüksek oranda geraniol, düük citral (%2 den daha az), az miktarda da %0,5 ile citronellal bulunmutur [9].
Cymbopogon’un pek çok türünde bulunan citral A vitamininin kimyasal sentezinde kullanlr fakat vitamin aktivitesine sahip deildir. ekerleme imalathanesi, içeceklerde, baz kozmetik ürünlerinde (tra kolonyas), vücut losyonunda portakal ve limon tad veya kokusu ve parfümeri için ham materyal gibi geni endüstriyel kullanm ile önemli bileik yalardandr[9].
Citralin tb alanlannda kullanm yaygndr. Güçlü bir antiseptik madde olup çou gastrit ve ülser vakalarnn sorumlusu olan Heliobacter pylori bakterisi üzerinde etkili ve mide, barsak enfeksiyonlarnda kullanl olduu kantlanmtr. Bakteriler üzerinde yaplan çalmada citral’in bakteriler için toksit etkiye sahip olduu gözlenmitir. Yine aldehit grubundan citronellal’la karlatrlm, citral’in citronellal’dan daha az toksit etkiye sahip olduu belirlenmitir [10].
2. MATERYAL VE METOD 2.1 Bitki Materyali
Çalmamzda bitki materyali olarak Triticum sativum L. cv. Altay 2000 buday tohumu kullanlmtr. Buday tohumlar Eskiehir Anadolu Tarmsal Aratrma Enstitüsü’nden temin edilmitir.
Tarmsal özellikleri: Orta erkencidir, klk tabiatl ve kuru tarm alanlar için önerilir. Takviye sulama için daha yüksek verim verir. Yatmaya dayankl ve kardelenme düzeyi orta olup iyi artlarda artar. Sap verimi yüksektir, dane dökmezler. Verim düzeyi kuruda 200 kg/da ve takviye sulama ile 650 kg/da’a ular. Taban arazilerde sulamaya ramen yatma olmadndan dane verimini ve sap verimini yüksek tutar. Gübrelemeye kar tepkisi oldukça yüksektir [11]. Doal ve yapay epidemi koullarnda sar pasa dayankl , kara ve kahverengi pasa orta dayankl, sürme ve toprak kaynakl buday mozaik virüsüne dayankl ve rasta orta dayankldr [12].
2.2 Tohumlarn Çimlendirilmesi
Tohumlar ekimden önce yüzeysel sterilizasyona tabi tutulmutur. Bunun için, tohumlar sodyum hipokloritte (%10luk çamar suyunda) 10 dakika bekletildikten sonra 5 er dakikalk 3 kez saf su ile ykanmtr. Daha sonra ykanm olan tohumlara üzerini kapatacak ekilde saf su ilave edilmitir.
Sterilize edilmi saf su içindeki tohumlardan dolgun, salam görünülü ve ayn büyüklükte olan tohumlar seçilip, önceden hazrlanm olan Petri kutularna düzenli bir ekilde dizilmilerdir. Petri kutular (9 cm çapl) tohum ekiminden önce 80 ºC de etüvde sterilize edilip tabanna iki kat kurutma kad yerletirilmitir. Petriler buday tohumuna uygulanacak citral kimyasalnn farkl konsantrasyonlarna göre gruplandrlmtr. Deneyler 3 tekrarl
ekilde yaplmtr. 40ppm, 80ppm, 120ppm, 160ppm, 200ppm’lik citral çözeltisi uygulanmtr. Saf su kontrol grubu olarak kabul edilmitir.
Petri kutularna düzenli bir ekilde 15 tohum yerletirildikten sonra her bir Petri kutusuna citral çözeltilerinden 6 ml ilave edilmitir. Daha sonra Petriler 25 ºC ye ayarl etüve konulmutur. Her gün Petri kutularndaki tohumlarn ihtiyacna göre en fazla 3ml olacak ekilde çözelti ilave edilmitir. Tohumlarn çimlenme durumlar
günlük olarak 8 gün boyunca izlenmitir. Tohumdan kökçüün çk çimlenme kriteri olarak esas alnmtr.
2.3 Citral Çözeltisinin Hazrlanmas
Çalmamzda citral allelokimyasalnn 40, 80, 120, 160 ve 200 ppm’lik konsantrasyonlar kullanlmtr.
Kullanlan citral çözeltisi saf su ile çözünmemektedir. Bu yüzden 1 ml citral 5 ml etil alkol çözeltisinde çözdürülmü ve daha sonra saf su ilavesiyle istenilen konsantrasyonlar elde edilmitir. Sürekli çalkalayarak homojen hale getirilmi çözeltiler cam ielerde saklanarak kullanlaca zamana kadar muhafaza edilmitir.
3. BULGULAR
3.1 Buday Tohumlarnda Çimlenmesi Üzerine Citral Allelokimyasalnn Etkisi
Citralin buday bitkisinin çimlenmesi üzerine olumsuz etkisi olduu gözlenmitir. 40 ppm lik citral çözeltisinde çimlenen tohumlar kontrol grubuna göre daha yava ve az sayda çimlenmitir. Srasyla 80, 120, 160, 200ppm lik konsantrasyonlarda çimlenen tohum says giderek azalm, çimlenme süresinin daha uzun olduu gözlenmitir. 200pplik konsantrasyonda ise çimlenen tohum says en az sayda olduu belirlenmitir
Çimlenme yüzdelerine bakldnda saf suda 8. Gün sonunda %98’lik gerçekleen çimlenme, konsantrasyonlardan en düük olan 40 ppm’de %80 civarndadr [çizelge 3]. Konsantrasyon artna paralel çimlenme yüzdeleri dümütür. 200 ppm’lik en yüksek konsantrasyonda çimlenme yüzdesi
%18’dir.Konsantrasyonlarn artmasyla tohum yaps bozulmu ve beyaz sv çk gözlenmitir. Bu durumda olan tohumlarda çimlenme ve fide büyümesi gözlenmemitir.
Çizelge 3 Buday tohumlarnn çimlenme yüzdesi üzerine citral kimyasalnn etkisi.
Günler (saf su) kontrol
Citral 40 ppm
Citral 80ppm
Citral 120ppm
Citral 160ppm
Citral 200ppm
1 88,88 44,44 0 0 0 0
2 93,33 66,66 6,66 0 0 0
3 97,77 77,77 31,10 0 0 0
4 97,77 79,99 37,77 17,77 13,33 8,88 5 97.77 79,99 37,77 28,88 28,88 17,77 6 97,77 79,99 37,77 31,10 28,88 17,77 7 97,77 79,99 37,77 31,10 28,88 17,77 8 97,77 79,99 37,77 31,10 28,88 17,77
4. TARTIMA
Yüzlerce çeit sentetik kimyasal madde zirai ilaçlar (herbisit, fungisit, pestisit) gda koruyucusu, ve katk
maddeleri, kozmetikler ve tbb ilaçlar olarak devaml bir ekilde üretilmektedir. Bu sebeple bu kimyasal maddelerin çounun kullanlmas hem çevre hem de salk açsndan bir sorun oda haline gelmektedir. lgili sakncalar, bu maddelerin çounun suni olarak sentezlenmeleri ve biyolojik parçalanmalarnn zor veya tamamen imkansz olmasna baldr. Dier taraftan allelokimyasallar doal yoldan bitkilerde sentezlendiklerinden biyolojik parçalanabilirlikleri mümkün ve kolay olduu için hem tüketiciler hem de çevre için daha salkl ve güvenlidirler. Bun yüzden endüstri teknologlar bu tip kimyasallar üretme ve uygulama yollarn
aratrmaktadrlar.
Daha önceki çalmalarda yoncadan üretilen allelopatik maddenin budayn çimlenme ve fide büyümesini etkilediini bildirmilerdir. Yapkan otunun yapra, gövdesi, kökü, rizomu, çiçei meyvesi ve tohumundan elde edilen ekstraktlarn buday bitkisinin geliimi üzerine etkisini inceledikleri bir çalmada da; yaprak ekstraktlarnn tohumun çimlenmesi ve gövde geliimi üzerine bir etkisinin olmad, ama kök geliimini azaltt tespit edilmitir [13].
Juglonla ilgili yaplan bir çalmada, juglonun buday ve arpa bitkisi üzerine olumsuz etkisi olmad halde yabanc otlardan özellikle Papaver rhoeas L. üzerine olumsuz etkisi gözlenmitir [14].
Citral allelokimyasalnn buday tohumlarnn çimlenmesi üzerine etkilerine baktmzda 8. gün esas alndnda çimlenmenin olumsuz etkilendii gözlenmitir. Düük konsantrasyonda citral allelokimyasalnn olumsuz etkisi daha az olduu gözlenmitir. Konsantrasyon yüzdesi arttkça tohumlarn çimlenme yüzdesi giderek azalmtr. 200 ppmlik konsantrasyonda çimlenme yüzdeleri iyice azalmtr.
Çalma sonucunda elde edilen bulgular daha önceki çalmalarda paralellik göstermektedir. Yaplan bir çalmada [15] esansiyel yalarn 20-80 ppm’lik konsantrasyonlar pek çok türde çimlenme üzerine güçlü bir inhibisyon etkisi göstermitir.
Bu güçlü inhibisyonu citralin geranial ve geranic asite dönüümüyle azalmaktadr [16]. Bu yüzden citralin türevleri olan geranial ve geranic asit gibi maddelerin pest kontrolünde kullanlmas daha uygun olabilir.
Yaplacak daha sonraki çalmalarda citral ve türevlerinin yabanc otlarn çimlenmesine olumsuz etkileri aratrlp çimlenme yüzdelerinde ve fide büyümedeki bu olumsuz etkilenme yabanc ot kontrol ajan olarak kullanlabilir.
Çalmamzda kullanlan deiik konsantrasyonlardaki citral allelokimyasalnn budayn çimlenmesini olumsuz
ekilde etkiledii görülmütür. Citralin her ne kadar tarmsal üretimde pest kontrolünde kullanlabilecei [17]
konusunda bilgiler mevcut ise de kültür bitkisine zarar vermeyen dozlarn kullanlmas uygun olacaktr. 40 ppm’den daha düük konsantrasyonlardaki citralin buday alanlarnda ancak kullanlabilecei düünülmektedir.
KAYNAKÇA
[1] E.L.Rice, Allelopathy-an update, The Botanical Review, 45, 15-109 (1979).
[2] M.G.Hale, and D.M Orcut, The Pyhsiology of planta under stres. Blacksburg.Virginia, USA, 206 p.
(1987).
[3] S. J. H. Rizvi, and V.Rizvi, Allelopathy, Chapman and Hall, New York, USA, 480p.(1992).
[4] R. L Zimdahl, Fundamentals of weed scien, 135-287 pp; United Kingdom Edition Published by Academic Press Limited., London (1993).
[5] M. H. R Pramanik, , M. Nagai, T. Asao, and Y. Matsui, Effect of temperature and photo period on phytotoxic root exudates of cucumber n hydroponic culture, J. Chem, Ecol., 26, 1953-1967. (2000).
[6] D. T. Wldy, J.S. Pate, and J.R. Bartle, Variations in composition and yield of oils from alley-farmed oil mallees (Eucalyptus spp.) at a range of contrasting sites in the Western Australian wheatbelt, Forest Ecology and Management, 134 (1-3) 205-217 pp.(2000).
[7] T.Güngör, and E. engezer, Esansiyel yalar ve hayvanlar üzerindeki etkileri, Lalahan Hay. Arat. Enst.
Derg., 48 (2), 101-110ss. (2008).
[8] A Umay, Lavandula stoeches Melissa officinalis ve Tribulus terrestris bitkilerinin kimyasal içeriklerinin aratrlmas, Çukurova Ünv. Yükek lisans Tezi.45s. (2007).
[9] S.P.S. Khanuja, A.K.Shasany, A. Pawar, R.K.Lal, M.P Darokar, A.A. Naqvi, S. Rajkumar, V.
Sundaresan, N. Lal, and S. Kumar, Essantial oil constituents and RAPD markers to establish species relationship in Cymbopogon spreng. (Poaceae), Biochemical Systematics and Ecology, 33 (2), 171-186 (2005).
[10] M.R.G Carneiro, I. Felzenszwalb, and F.R.J. PaunGartten., Mutagenicity testing of (+-)-camphor, 1,8 cineole, citral, citronellal, (-)-menthol and terpineol with the Salmonella/microsome assay, Mutation Research, 416 (1-2) 129-136 (1998).
[11] www.ataem.gov.tr
[12] S. Yentür, Tohum çimlenmesi, Doa Temel bilimler 6, 175-186 ss.(1982).
[13] S. Karaaltn, L. dikut ,Ö.S Uslu, ve A. Erol, Zakkum bitkisinin kök, gövde, yaprak ve tomurcuk ekstraktlarn fasülye ve buday tohumlarnn çimlenme ve fide geliimi üzerine etkileri, Fen ve Mühendislik Dergisi, 7 (1) 111-115 .(2004).
[14] S. Topal, Baz allelokimyasal maddelerin Kütahya yöresinde yaygn yabanc otlar üzerine herbisit etkileri, Doktora Tezi, Gazi Ünv. Fen Bilimleri Enst. (2002).
[15] N. Dudai,, Essential oils as allelochemicals and their potential use as bioherbicides, J. Chem. Ecol., 25, 1079-1089 ss.(1999).
[16] N. Dudai, Biotransformation of constituents of essential oils by germinating wheat seed, Phytochemistry 55. 375-382 (2000).
[17] C.H.Liu, Repellent and insecticidal activities of essential oils from Artemisia princeps and Cinnamomum camphora and their effect on seed germination of wheat and broad bean, Bioresorce Technology, 97 (15), 1969-1973 (2006).
