Fıstıkçamı (Pinus pinea L.) tohumlarının çimlenme fizyolojisi üzerine Fe2O3 VE ZnO nanopartiküllerinin etkisi
Effect of Fe2O3 VE ZnO nanoparticles on germination physiology of stone pine (Pinus pinea L.) seeds
Yazar: MEHMET ÖZDEMİR
Danışman: PROF. DR. HALİL BARIŞ ÖZEL
Bartın Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Orman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering
Dizin: Nanopartiküller = Nanoparticles ; Tohum çimlenmesi = Seed germination

Özet:
Fıstıçamı (Pinus pinea L.) türüne ait Bartın-Çakraz, Bartın-Kurucaşile ve Kastamonu-Cide orijinlerinden toplanan tohumlarda gerçekleştirilen bu araştırmada da yaygın olarak nanopartikül kirliliğinde görülen Fe2O3 ve ZnO türlerine ait 4 farklı doz konsantrasyon uygulamasının tohumların çimlenme yüzdesi ve çimlenme hızı değişkenleri üzerindeki etkileri incelenmiş ve toksik eşik düzeyleri belirlenmeye çalışılmıştır. Varyans analizi sonucuna göre Fe2O3 nanopartikülünün kontrol ve 4 farklı dozunun tohumlara uygulanması sonucunda tüm gruplar arasında çimlenme yüzdesi değişkeni yönünden P˂0,01 güven düzeyinde istatistiki açıdan anlamlı farklılık ortaya çıkmıştır. Bu kapsamda çimlenme yüzdesi yönünden dört farklı doz ve kontrol grubuna ilişkin homojen grupların oluşturulması amacıyla %95 güven düzeyinde Duncan testi yapılmıştır. Duncan testi sonuçlarına göre, kontrol grubu da dahil olmak üzere çimlenme yüzdesi yönünden fıstıkçamı tohumlarına uygulanan 4 farklı Fe2O3 nanopartikül konsantrasyonu sonucunda 4 adet homojen grup ortaya çıkmıştır. Buna göre %87,33 ve %83,48 çimlenme yüzdeleri ile kontrol ve en düşük doz olan 400mg/l grubundaki tohumlar ilk grupta yer almış, bu grubu sırasıyla %77,59 ile 800mg/l dozu, %53,26 ile 1200mg/l dozu ve %38,75 ile 1600mg/l dozu izlemiştir. Çimlenme hızı yönünden yapılan değerlendirmelerde de uygulanan varyans analizi sonucunda kontrol dahil farklı Fe2O3 nanopartikül dozu konsantrasyon gruplarında istatistiki açıdan P˂0,01güven düzeyinde anlamlı farklılığın ortaya çıktığı belirlenmiştir. Duncan testi sonuçlarına göre, kontrol grubu da dahil olmak üzere çimlenme yüzdesi yönünden fıstıkçamı tohumlarına uygulanan 4 farklı Fe2O3 nanopartikül konsantrasyonu sonucunda 4 adet homojen grup ortaya çıkmıştır. Buna göre 35,13 ve 31,57 çimlenme hızı değerleri ile kontrol ve en düşük doz olan 400mg/l grubundaki tohumlar ilk grupta yer almış, bu grubu sırasıyla 29,63 ile 800mg/l dozu, 21,48 ile 1200mg/l dozu ve 18,37 ile 1600mg/l dozu izlemiştir. Araştırmada ZnO nanopartikülüne ait dört farklı konsantrasyon dozu uygulamasının çimlenme hızı üzerindeki etkileri de incelenmiştir. Bu amaçla yapılan tek yönlü Varyans analizi sonucunda kontrol ve doz grupları arasında çıkan P˂0,01 güven düzeyindeki anlamlı farklılığa bağlı olarak homojen grupların oluşturması amacıyla %95 güven düzeyinde Duncan Testi uygulanmıştır. Duncan testi sonuçlarına göre, kontrol grubu da dahil olmak üzere çimlenme yüzdesi yönünden fıstıkçamı tohumlarına uygulanan 4 farklı ZnO nanopartikül konsantrasyonu sonucunda 4 adet homojen grup ortaya çıkmıştır. Buna göre 36,53 ve 34,28 çimlenme hızı değerleri ile kontrol ve en düşük doz olan 400mg/l grubundaki tohumlar ilk grupta yer almış, bu grubu sırasıyla 30,64 ile 800mg/l dozu, 23,41 ile 1200mg/l dozu ve 19,28 ile 1600mg/l dozu izlemiştir. Her iki nanopartikül türünün 4 farklı doz konsantrasyonun uygulanması sonucunda tohumlarda yapılan çimlenme testleri sonucunda ortaya çıkan çimlenme yüzdesi ve çimlenme hızı değerleri incelendiğinde; kontrol ve düşük doz (400mg/l) grubunda her iki çimlenme parametresi yönünden önemli farklılıklar ortaya çıkmamıştır. Ancak 1200mg/l dozundan itibaren her iki nanopartikül türünün uygulandığı tohumların çimlenme yüzdesi ve hızında belirgin azalmalar meydana gelmiştir. Buna göre ön değerlendirme amaçlı yapılan bir yılda tamamlanan bu çalışmada yerel fıstıkçamı orijinlerinden toplanan fıstıkçamı tohumlarında nanopartikül toksik eşik değerinin mevcut verilere göre 1200mg/l düzeyi olduğunu söylemek mümkündür. Diğer taraftan her iki nanopartikül türünün 4 farklı dozunda da hem çimlenme yüzdesi hem de çimlenme hızı yönünden orijinler arasında istatistiki olarak önemli bir farklılık ortaya çıkmamıştır. Bu durumun orijinlerin birbirine yakın olması ve benzer ekolojik koşullara sahip bulunmasından kaynakladığı düşünülmektedir.

Abstract:
In this study, which was carried out on seeds collected from the origins of Bartın-Çakraz, Bartın-Kurucaşile and Kastamonu-Cide belonging to the Stone Pine (Pinus pinea L.) species, the effects of 4 different dose concentrations of Fe2O3 and ZnO species, which are commonly seen in nanoparticle pollution, on the germination percentage and germination rate variables of the seeds were investigated and toxic threshold levels were determined. According to the variance analysis results, as a result of the application of control and 4 different doses of Fe2O3 nanoparticle to the seeds, there was a statistically significant difference at the P˂0.01 confidence level in terms of the germination percentage variable between all groups. In this context, Duncan test was performed at 95% confidence level in order to form homogeneous groups for four different doses and control groups in terms of germination percentage. According to Duncan test results, 4 homogeneous groups emerged as a result of 4 different Fe2O3 nanoparticle concentrations applied to nut pine seeds in terms of germination percentage, including the control group. Accordingly, with germination percentages of 87.33% and 83.48%, the seeds in the control and the lowest dose 400mg/l group were included in the first group, followed by 77.59% to 800mg/l dose, 53.26% to 1200mg/l dose and 38.75% to 1600mg/l dose, respectively. As a result of the variance analysis applied in the evaluations made in terms of germination rate, it was determined that there was a statistically significant difference in the P˂0.01 confidence level in different Fe2O3 nanoparticle dose concentration groups, including the control. According to Duncan test results, 4 homogeneous groups emerged as a result of 4 different Fe2O3 nanoparticle concentrations applied to stone pine seeds in terms of germination percentage, including the control group. Accordingly, with germination rate values of 35.13 and 31.57, the seeds in the control and the lowest dose 400mg/l group were included in the first group, followed by 29.63 and 800mg/l doses, 21.48 and 1200mg/l doses, and 18.37 and 1600mg/l doses, respectively. In the study, the effects of four different concentration doses of ZnO nanoparticles on the germination rate were also investigated. Based on the significant difference in the P˂0.01 confidence level between the control and dose groups as a result of the one-way analysis of variance performed for this purpose, the Duncan Test was applied at 95% confidence level in order to form homogeneous groups. According to Duncan test results, 4 homogeneous groups emerged as a result of 4 different ZnO nanoparticle concentrations applied to nut pine seeds in terms of germination percentage, including the control group. Accordingly, with germination rate values of 36.53 and 34.28, the seeds in the control and the lowest dose 400mg/l group were included in the first group, followed by 30.64 and 800mg/l doses, 23.41 and 1200mg/l doses and 19.28 and 1600mg/l doses, respectively. When the germination percentage and germination rate values obtained as a result of the germination tests performed on the seeds as a result of the application of 4 different dose concentrations of both nanoparticle types; There were no significant differences in terms of both germination parameters in the control and low dose (400mg/l) groups. However, starting from the dose of 1200mg/l, the germination percentage and speed of the seeds applied to both nanoparticle types decreased significantly. Accordingly, in this study, which was completed in one year for the purpose of preliminary evaluation, it is possible to say that the nanoparticle toxic threshold value in the nut pine seeds collected from local pine origins is 1200mg/l according to the available data. On the other hand, there was no statistically significant difference between the origins in terms of germination percentage and germination rate in 4 different doses of both nanoparticle types. This is thought to be due to the fact that the origins are close to each other and have similar ecological conditions.