Biochar uygulamalarının tütün (Nicotiana tabacum) bitkisinin kadmiyum alımı ve mineral beslenmesi üzerine etkisi
The effects of biochar applications of tobacco plants (Nicotiana tabacum) on cadmium uptake and mineral nutrients
Yazar: HÜSEYİN YABAN
Danışman: DOÇ. DR. HALİL ERDEM
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı / Toprak İlmi ve Ekoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Ağır metal kirliliği = Heavy metal pollution ; Ağır metaller = Heavy metals ; Bitki besleme = Plant nutrition ; Kadmiyum = Cadmium ; Nicotiana tabacum = Nicotiana tabacum ; Tarımsal atıklar = Agricultural wastes ; Tütün = Tobacco

Özet:
Endüstriyel gelişme, artan dünya nüfusu ve kentsel yaşamın beraberinde getirdiği çevre kirliliği, özellikle yirminci yüzyılın ikinci yarısından itibaren doğal yaşamı tehdit etmektedir. Çevre kirliliğinin en tehlikeli olanı ağır metallerin oluşturduğu kirliliktir. Ağır metaller tüm canlılar üzerinde fizyolojik ve biyokimyasal hasarlara neden olmaktadır. Toprak ve bitkilerde kadmiyumun (Cd) birikimi ve bununla ilişkili olarak Cd'un gıda zincirine girip insan sağlığını riske sokması giderek büyüyen bir sorun olarak karşımızda durmaktadır. Bu tez çalışmasının amacı, yüksek Cd konsantrasyonuna sahip topraklara biochar uygulamaları ile tütün bitkisinin Cd alımına olan etkisini araştırmaktır. Sera koşullarında yürütülen denemede bitki materyali olarak Xanthi/2A tütün çeşidi kullanılmıştır. Denemede tütün bitkilerine 3 farklı Cd dozu (0, 10 ve 20 mg kg-1) ve 4 farklı biochar dozu (% 0, 1, 2 ve 3) uygulaması yapılmıştır. Bitkiler Cd simptomlarının şiddetine ve yeşil aksamda meydana gelen büyüme gerilemesine bağlı olarak dikimden sonraki 54. günde hasat edilmiştir. Hasat edilen bitkilerde Cd, N, P, K, Mg, Fe, Zn, Cu ve Mn analizleri yapılmıştır.  Elde edilen sonuçlara göre toprağa artan dozlarda Cd uygulaması ile tütün bitkisinin Cd içeriği hem inkübasyonlu hem de inkübasyonsuz koşullarda biocharın tüm uygulamalarında istatiksel olarak önemli artışlar meydana gelmiştir. Ancak Cd içeriğinde meydana gelen bu artışların toprağa biochar uygulamaları ile birlikte önemli azalmaların olduğu görülmüştür. Kadmiyum 10 ve biochar % 0 dozlarında  68.9 µg bitki-1 olan yeşil aksam Cd içeriği, biocharın % 3 dozunda inkübasyonsuz koşullarda 49.1, inkübasyonlu koşullarda ise 38.2 µg bitki-1'ye düşmüştür. Kadmiyumun 20 dozunda ise 98.7 µg bitki-1 olan Cd içeriği %3 biochar dozunda inkübasyonsuz koşullarda 51.7, inkübasyonlu koşullarda ise 62.4 µg bitki-1'ye düşmüştür. Çalışmada elde edilen veriler Cd ile kirlenmiş topraklara biochar uygulanması ile bitkilerin Cd alımının azaltılabileceğini göstermiştir.

Abstract:
Industrial development, growing world population and environmental pollution brought by urban life are threatening the natural habitat especially since the second half of the twentieth century. The most dangerous environmental pollution issue is pollution caused by heavy metals. Heavy metals cause physiological and biochemical damage on all living creatures. Accumulation of cadmium (Cd) in soil and vegetation and integration of Cd into the food chain associated with the above mention reasons are serious problems. The purpose of this study was to investigate the effects of biochar application on Cd uptake of tobacco plants growing in high Cd concentrations. Xanthi/2A tobacco variety has been used in the greenhouse experiments. Three different Cd doses (0, 10 and 20 mg kg-1) and 4 different biochar doses have been applied to the tobacco plants. Plants were harvested at the 54th day of the planting based on the severity of Cd symptoms and retardation of plant growth. Cadmium, nitrogen, phosphorus, potassium, magnesium, iron, zinc, copper and manganese analyses of harvested plants were analyzed. Cadmium concentrations of plants were significantly increased with increasing Cd application to soil in both incubated and non-incubated conditions. However, Cd concentrations of plants have significantly decreased with increased biochar doses. Foliar Cd concentration with Cd 10 mg kg-1 and biochar zero dose was 68.9 µg plant-1and Cd concentration of foliar was decreased to 49.1 µg plant-1 (no incubation) and 38.2 µg plant-1 (incubation) with biochar 3.0%. In case of Cd 20 mg kg-1 and biochar zero dose, Cd concentration was decreased 98.7 µg plant-1 to 51.7 µg plant-1 (no incubation) and 62.4 µg plant-1(incubation).The results of study revealed that biochar application to Cd polluted soils will significantly lower the Cd uptake of tobacco plants.