Su tutucu polimer uygulamalarının kuraklık stresi altında yetiştirilen 'Michele Palieri' asmalarının fizyolojisi ve gelişimine etkileri
The effects of water retention polymer applications on the physiology and development of 'Michele Palieri' vines grown under drought stress
Yazar: AMINA ABDULLAHI
Danışman: PROF. DR. ALİ SABIR
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Dünya genelinde artan çevresel stres faktörleri ve iklim değişikliği, üzüm üretimini önemli oranda olumsuz etkilemektedir. Son yıllarda etkisi daha yoğun görülen iklim değişikliği ve iklim değişikliğinden kaynaklanan kuraklık ve orantısız sıcaklık artışına bağlı olarak strese karşı sürdürülebilir uygulamaların önemi ön plana çıkmaya başlamıştır. Küresel ölçekte ısınmaya bağlı olarak gerçekleşen iklim değişimi ve dünya genelinde hızlı nüfus artışı neticesinde tüketimin yükselmesi, doğal kaynaklardaki kullanılabilir suyun yetersiz kalmasına neden olmaktadır. Yeryüzündeki, kullanılabilir suyun önemli bir bölümü tarımsal üretimde kullanıldığından bitkilerin su ihtiyacının en doğru yolla ekonomik bir şekilde karşılanması önem arz etmektedir. Bu kapsamda, toprağa su tutucu polimer uygulamaları tarımsal suyun verimli ve ekonomik değerlendirilmesini sağlayan yöntemlerden birisidir. Bu kapsamda daha önce yürütülen ön çalışma sonuçlarına göre, etkili bileşimi potasyum temelli poliakrileyt/poliakrilamid olan silika jel yapılı bir su tutucu polimer maddenin (Terawet®) bitkilerde kuraklık stresiyle mücadelede destek sağlayabilecek potansiyeli olan bir madde olduğu belirlenmiştir. 
Bağ arazisinde topraksız kültür ortamında gerçekleştirilen bu çalışmada, 'Michele Palieri' asmalarının yüksek kuraklık stresi altında topraktan su tutucu polimer (Terawet®) uygulamalarına fizyolojik ve vejetatif gelişime özellikleri bakımından tepkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu çalışmada, 1:1 oranında torf ve perlit karışımı içeren topraksız kültür ortamı kullanılmıştır. Kendi kökü üzerinde yetiştirilen bir yaşlı 'Michele Palieri' asmaları yaz dönemine ait yüksek sıcaklık koşullarının başladığı dönemde yetiştirme ortamlarına aktarılmıştır. Aktarma sırasında yetiştirme ortamında su tutucu polimer ticari olarak Terawet® ismiyle bilinen hidrojel farklı dozlarda (0 g polimer + tam sulama (TS), 0 g polimer + kısıtlı sulama (KS), 1 g polimer + KS, 2 g polimer + KS, 4 g polimer + KS ve 8 g polimer + KS) yetiştirme ortamı içerisine homojen şekilde uygulanmıştır. Tam sulama her gün ve kısıtlı sulama ise yaklaşık 16 gün arayla 3 defa tekrarlanmıştır. Uygulamaları takiben stres periyodu boyunca stoma iletkenliği, yaprak sıcaklığı, toprak sıcaklığı, toprak nem tayini, hava sıcaklığı, yaprak klorofil içeriği değerleri kaydedilmiştir. Büyüme dönemi sonunda ise bitkilerde vejetatif gelişme özellikleri incelenmiştir.
Elde edilen sonuçlara göre, kuraklık stresinin 'Michele Palieri' asmalarda stoma iletkenliğini ve yaprak klorofil yoğunluğunu azalttığı; hücre zarı geçirgenliğini (elektrolit sızıntısı), prolin içeriğini ve malondialdehit miktarını (MDA) arttırdığı belirlenmiştir. Kuraklık stresi aynı zamanda vejetatif gelişmeyi de olumsuz etkileyerek sürgün uzunluğunu, sürgün çapını, yaprak yaş ağırlığını, yaprak kuru ağırlığını ve yaprak alanını azalttığı belirlenmiştir. Bununla birlikte kuraklık stresinin, yetiştirme ortamının sıcaklığını artırdığı ancak nem miktarını azalttığı tespit edilmiştir. Kültür ortamına su tutucu polimer uygulamaları 'Michele Palieri' asmalarının sürgün uzunluğunu, sürgün çapını, yaprak yaş ağırlığını, yaprak kuru ağırlığını ve yaprak alanını uygulama dozuna bağlı olarak arttırmıştır. Polimer uygulamaları asmalarda stoma iletkenliği ve yaprak klorofil yoğunluğu gibi fizyolojik parametreleri arttırmış; hücre zarı geçirgenliğini (elektrolit sızıntısı), lipid peroksidaz (MDA) ve prolin miktarını azaltmıştır.

Abstract:
Increasing environmental stress factors and climate change have a significant negative impact on grape production. In recent years, the importance of sustainable practices against stress has started to come to the fore due to climate change, the impact of which has become more intense, and drought and disproportionate temperature increase caused by climate change. Climate change caused by global warming and an increase in consumption due to rapid population growth threaten its existence by causing a decrease in water from natural sources. Since most of the usable water in the world is used in agriculture, it is necessary to meet the water needs of plants in the most accurate and economical way. In this context, the application of water retention polymer comes across as one of the methods that ensure the efficient and economical use of water. In a previous preliminary study, a water retention polymer substance (Terawet®) as potassium-based polyacrylate/polyacrylamide silica gel was found as an important molecule that played a vital role in combating drought stress in plants. 
In this study, which was carried out in soilless culture medium in the vineyard land, it was aimed to determine the reactions of 'Michele Palieri' vines to water-retaining polymer (Terawet®) applications from the soil under high drought stress in terms of their physiological and vegetative growth properties. In this study, soilless culture medium containing a mixture of tof and perlite in a ratio of 1:1 was used. An old 'Michele Palieri' vine grown on its own root was transferred to growing environments during the summer period when high temperature conditions began. During the transfer, the water-retaining polymer hydrogel, commercially known as Terawet®, was homogeneously applied to the growing medium in different doses of this polymer (0 g polymer + full irrigation (FI), 0 g polymer + deficit irrigation (DI), 1 g polymer + DI, 2 g polymer + DI, 4 g polymer + DI ve 8 g polymer + DI). Full irrigation was repeated every day and restricted irrigation was repeated 3 times with an interval of about 16 days. Following the applications, stomatal conductivity, leaf temperature, soil temperature, soil moisture determination, air temperature, leaf chlorophyll content values were recorded during the stress period. At the end of the growth period, vegetative growth characteristics of plants were examined.
	According to the results obtained, drought stress decreased stomatal conductance and leaf chlorophyll concentration; increased cell membrane permeability (electrolyte leakage), proline content and malondialdehyde (MDA) in 'Michele Palieri' grapevines. Drought stress also negatively affected vegetative growth and decreased shoot length, shoot diameter, leaf fresh and dry weights and leaf area. In addition, drought stress increased the temperature of the cultivation medium but decreased the moisture content. Polymer (Terawet®) applications increased shoot length, shoot diameter, leaf wet weight, leaf dry weight and leaf area of 'Michele Palieri' vines. Water-retaining polymer applications increased stomatal conductance and chlorophyll content (SPAD); decreased cell membrane permeability (electrolyte leakage), lipid peroxidase (MDA), proline content and leaf temperature. It was also found that water-retaining polymer applications decreased the temperature of the growing medium but increased the moisture content.