Mersin yöresinde kızılçam (Pinus brutia ten.) kozalak ve tohumuna ait bazı özelliklerin yükseltiye bağlı değişimi
Variation of some cone and seed characteristics of turkish red pine (Pinus brutia ten.) related to elevation in mersin region
Yazar: BİLAL ÇETİN
Danışman: PROF. DR. MELİH BOYDAK
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Silvikültür Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Anamur ve Mersin yörelerinden seçilen 2 kesitteki 4'er yükselti kuşağından (0-400 m, 400-800 m, 800-1200 m ve ?1200 m) toplanan kızılçam (Pinus brutia Ten.) tohumlarının morfolojik, fizyolojik ve kantite özelliklerinin yükselti kuşaklarına göre değişimi araştırılmıştır. Araştırılan morfolojik özellikler; kabuk kalınlığı, tohum boyu, geniş çapı, dar çapı, fizyolojik özellikler; optimum çimlenme sıcaklığı, soğuk katlama, nem denetimli çıplak katlama (NDÇK), ozmotik stres ile koşullandırmanın (PEG-6000) çimlendirmeye etkileri ve kantite özellikleri; 1000 tane ağırlığı ve endosperm ağırlığının tohum ağırlığına oranı (ETO) olarak belirlenmiştir. Buna ek olarak tohumların nem düzeyi ve ısıtılan tohumların çimlenme özellikleri de incelenmiştir. Ayrıca, her iki kesitte, gençliklerin konelet ve kozalak tutma yaşları saptanmıştır. Sadece Anamur kesitinde ise, farklı bir yükselti kuşağı sınıflandırması ile alt (0-250 m) ve üst (750-1000 m) yükselti kuşaklarında, yıllayan kozalakların tespiti yapılarak, yükseltiye bağlı değişimi de araştırılmıştır.Kızılçam tohumları ve kozalakları ile ilgili yapılan ölçüm, sayım ve çimlendirme denemelerinden elde edilen verilerin değerlendirilmesinde t testi, varyans analizi ve Duncan testi uygulanmıştır. Yapılan istatistiki analizler sonucunda, kızılçamın bazı kozalak ve tohum özelliklerinin yükseltiye bağlı olarak değişimi ile ilgili olarak aşağıdaki bulgular elde edilmiştir.Kesitler ve yükselti kuşakları birlikte değerlendirildiğinde, tohumun morfolojik özellikleri; tohum boyu, geniş çapı ve dar çapı yükselti kuşaklarına göre farklılık göstermiş ve düzensiz bir sıralanma olmuştur. Kabuk kalınlığı, Anamur kesitinde, alt yükselti kuşağından üst yükselti kuşağına doğru düzenli artarken, Mersin kesitinde kabuk kalınlıkları yükselti kuşağına göre rastgele sıralanmıştır. Genel ortalama değerler olarak tohumun; boyu 7.43 mm, geniş çapı 4.69 mm, dar çapı 3.37 mm ve kabuk kalınlığı 0.426 mm, olarak saptanmıştır.Tohumların kantite özelliklerinden 1000 tane ağırlığı ve ETO değerleri kesitlere ve yükselti kuşaklarına göre farklılıklar göstermiş ve yükselti kuşaklarına göre düzensiz bir dağılım göstermiştir. Genel ortalama değerler olarak, tohumun 1000 tane ağırlığı 55.04 (58.77-52.11) gr ve ETO 0.3864 düzeyinde bulunmuştur.Kesitler ve yükselti kuşakları birlikte değerlendirildiğinde, tohumun hava kurusu nemi ve tam doygunluk nemi yükselti kuşaklarına göre önemli bir farklılık göstermemiştir. Genel ortalama değerler olarak tohumun; hava kurusu nemi %8.26, tam doygunluk nemi %34.42, olarak bulunmuştur.Kızılçam tohumlarında optimum çimlenmeler her iki kesitte ve bütün yükselti kuşaklarında 20 (21) oC'de olmuştur. Yapılan çimlendirme denemelerine göre, yükseltinin artmasıyla çimlenme performansları düşmüştür. Alt yükselti kuşağında (0-400 m) daha düşük sıcaklıkta (15 oC) yüksek çimlenme yüzdesi elde edilirken, orta ve özellikle yüksek kuşakta 24 oC'deki çimlenmeler 15 oC'deki çimlenme yüzdelerinden daha fazla olmuştur.Soğuk katlamaya ve nem denetimli çıplak katlamaya (NDÇK) alınan tohumların çimlenme performansları bütün yükselti kuşaklarında kontrol örneklerine göre artmış, özelllikle üst yükselti kuşaklarındaki artış, oransal olarak daha fazla olmuştur. Tohumların çimlenme performansları, genel olarak alt yükselti kuşağından üst yükselti kuşağına doğru azalmıştır. Her iki katlama yönteminde (soğuk katlama ve NDÇK) ve bütün katlama sürelerinde (30, 60 ve 90 gün) tohumların çimlenme performansları artmıştır. Soğuk katlamada 60 günlük, NDÇK'da ise 90 günlük katlamalardaki çimlenmeler, diğer katlama sürelerine göre biraz daha yüksek bulunmuştur.Ozmotik stres ile koşullandırılan tohumlarda çimlenme yüzdesi, çimlenme değeri ve çimlenme hızı, kontrol denemelerine göre artmıştır. Çimlenme yüzdesi ve çimlenme değerleri alt yükselti kuşağından üst yükselti kuşağına doğru azalmıştır. Koşullandırılan tohumlarda, özellikle 15 ve 25 oC'lerde yapılan çimlendirmelerdeki artışlar, 20 oC'deki çimlendirmelerden oransal olarak daha fazla olmuştur. Ozmotik stres ile koşullandırmada en iyi sonuç, 7 gün koşullandırma süresi ve -4 bar düzeyinde elde edilmiştir.Isıtılan tohumlarda çimlenme yüzdeleri ve çimlenme değerleri, genel olarak alt yükselti kuşağından üst yükselti kuşağına doğru azalmıştır. 150 oC'de ısıtılan tüm tohumlarda 1 dakika ısıtma süresinde kontrole yakın çimlenmeler elde edilirken, 3 dakika ısıtma süresinde çimlenmelerde önemli oranda düşüşler olmuştur. 5 dakikalık ısıtma süresinde ise ancak bazı yükselti kuşaklarında ve az miktarlarda çimlenmeler gözlenmiştir. 7 dakika ısıtma süresinde ise, bütün yükselti kuşaklarında hiç çimlenme olmamıştır. 75, 100 ve 125 oC'lerde 5, 10, 15 ve 20 dakika ısıtılan tohumlarda ise, aşağıdaki bulgular elde edilmiştir. 75 oC'de belirtilen sürelerde ısıtılan tüm tohum örneklerinde kontrolden daha yüksek çimlenmeler elde edilmiştir. 100 oC ısıtma sıcaklığında, bütün ısıtma sürelerinde, kontrol örneklerine yakın çimlenmeler saptanmıştır. 125 oC ise, 5 dakika ısıtma süresinde kontrole yakın çimlenme yüzdeleri elde edilirken, 10 dakika ısıtma süresinde çimlenme yüzdesi oldukça düşmüş ve 20 dakika ısıtma süresinde çimlenme olmamıştır.Yıllayan kozalakların saptanması, sadece Anamur kesitinde alt (0-250 m) ve üst (750-1000 m) yükselti kuşaklarında yapılmıştır. Örnek alanlarda ölçüm yapılan bireylerin konelet sayıları, kozalak yaşları ve kozalak sayıları belirlenmiştir. Bulgulara göre, konelet, yeşil kozalak, olgun kozalak ve yıllayan kozalak sayıları 0-250 m yükselti kuşağında, 750-1000 m yükselti kuşağındakinden daha fazla bulunmuştur. Alt yükselti kuşağında en yaşlı 8 yıllık, üst yükselti kuşağında ise, en yaşlı 6 yıllık kapalı kozalaklara rastlanmıştır.Kızılçam doğal gençliklerindeki fidanların konelet tutmaya 3 yaşından itibaren başladıkları saptanmıştır. Örnek alanların büyük çoğunluğunda, fidanların 4 yaşından sonra konelet oluşturduğu gözlenmiştir. Yükselti kuşaklarına göre değerlendirme sadece Anamur kesitinde yapılabilmiş ve yükselti kuşaklarına göre yapılan gruplandırmada 0-400 m ve 400-800 m yükselti kuşaklarında kozalak tutan fidan sayısı ve kozalak sayısı, 800-1200 m yükselti kuşağına göre daha fazla olmuştur.Bu çalışmada, kızılçamın bazı tohum ve kozalak özelliklerinin yükselti kuşaklarına göre değişimi konusunda bir kısım yeni bilgilere ulaşılmıştır. Araştırmadan elde edilen bulgular, kızılçamın biyolojisi ve silvikültürüne, özellikle yükselti kuşakları bakımından bazı özgün katkılar yapabilecek niteliktedir.Anahtar kelimeler: Kızılçam, tohum, kozalak, yükselti, çimlendirme

Abstract:
In this study some morphological (seed coat thickness, seed length, the widest and smallest diameters of the seeds), physiological (optimum germination temperature, effect of cold stratification, prechilling at control moisture content (NDCK), and treatment with PEG-6000 on seed germination properties) and quantity characteristics (weight per 1000 seeds and ratio of endosperm weight to seed weight (ETO)) of Turkish red pine (Pinus brutia Ten.) seeds collected from four altitudinal belts (0-400 m, 400-800 m, 800-1200 m and ?1200 m) on 2 transects (Anamur and Mersin regions) were investigated. In addition, seed moisture contents and germination properties of heated seeds were also examined. Furthermore, conelet and cone bearing ages of seedling on both transects were observed. In Anamur transect, serotinous cones and their altitudinal variation were also searched considering only two altitudinal belts; lower (0-250 m) and upper (750-1000 m).Variance analysis, t test and Duncan test were used in order to evaluate the data obtained from measurements, countings and germination experiments related to seeds and cones of Turkish red pine. Following results on altitudinal variations of seed and cone characteristics were obtained by means of statistical analysis.When the data obtained from transects and altitudinal belts evaluated together; seed length, the widest and smallest diameter of the seeds showed differences among the altitudinal belts. Their distributions were out of order among the altitudinal belts. While seed coat thickness increased regularly from lower to upper altitudinal belts in Anamur transect, it showed irregularites in Mersin transect. As total avarages the seed length, its widest and smallest diameters and seed coat thickness were 7.43 mm, 4.69 mm, 3.37 mm and 0.426 mm, respectively.Weight per 1000 seeds and ETO values showed differences and irregularities between the transects and also among the altitudinal belts. As total averages weight per 1000 seeds and ETO were 55.04 (58.77-52.11) gr and 0.3864, respectively.When the data obtained from transects and altitudinal belts evaluated together, air dried humidity and maximum moisture content of seeds didn?t show a significant difference among the altitudinal belts. As total averages values air dried moisture and maximum moisture contents of seeds were 8.26 % and 34.42 %, respectively.Optimum germinations in Turkish red pine seeds occurred at 20 (21) oC in both transects and all altitudinal belts. The results showed that the germination performance decreased as the altitude increased. Rather high germination percentage was obtained at low temperature (15 oC) in the seeds of lower altitudinal belt (0-400 m). But germination percentages at 24 oC were higher than those at 15 oC in the seeds of the middle and especially upper altitudinal belt.Germination performances of seeds, which were treated with cold stratification and moisture controlled naked stratification (NDCK), increased in all altitudinal belts compared to controlsamples. The increases on upper altitudinal belts were relatively higher than the lower belts. Seed germination performances generally decreased from lower altitudinal belts to upper belts. Germination performances of seeds were increased in both stratification methods (cold stratification and NDCK) and in all stratification durations (30, 60 ve 90 days). Germinations performances were found a bit higher at cold stratification for 60 days, and NDCK for 90 days compared to other stratification periods.Germination percentages and germination values increased under the osmotic stress conditions compared to control samples. Germination percentages and germination values decreased from lower altitudinal belts to upper belts. The increase in germinations of the seeds treated with PEG especially at 15 and 25 oC, were relatively higher than the germinations at 20 oC. The best result was obtained at 7 days conditioning period togather with -4 bar level.Germination percentages and germination values, in general, decreased from lower altitudinal belt to upper belts in heated seeds. Germination performances of the seeds that were heated at 150 oC for 1 minute, was close to the control samples while it decreased considerably in 3 minutes. When the seeds were exposed 5 minutes to heat, germinations were only obtained at a few elevotional belts with low percentages. No germination occurred in 7 minutes heating at the samples of the altitudinal belts. Following results were obtained when the seeds were heated at 75, 100 and 125 oC with 5, 10, 15 and 20 minutes. Higher germinations were obtained from the seeds that were heated at 75 oC than the control samples, under all heating times. Germination performances were closed to the control samples at 100 oC heating temperature under all heating times. Moreover germinations at 125 oC with 5 minutes heating time were close to control samples. But at 125 oC, germination percentages decreased considerably in 10 minutes heating and no germination occurred in 20 minutes heating.Determination of serotinous cones was only searched in Anamur transect at lower (0-250 m) and upper (750-1000 m) altitudinal belts. Conelet numbers, cone ages and cone numbers of individuals were determined in sample areas. The results revealed that the conelet, green cone, matured cone and serotinous cone numbers were higher at 0-250 m altitudinal belt than those at 750-1000 m. The oldest serotinous cones which were found at lower and upper altitudinal belts were 8 years old and 6 years old, respectively.The results showed that Turkish red pine seedlings begin to bear cone when they were 3 years old. In most of the sample plots, it was observed that seedling started to bear cones after 4 years old. Evaluation of data regarding to the conelets and cones were only made at Anamur transect. The results indicated that the cone bearing seedlings and cone numbers were higher at 0-400 m and 400-800 m altitudinal belts than those at 800-1200 m altitudinal belt.In this study, some new data were obtained on variations of some seed and cone characteristics of Turkish red pine with regard to the altitudinal belts. The results will make some original contributions to biology and silviculture of Turkish red pine, especially concerning the altitudinal belts.Key words: Pinus brutia, seed, cone, altitude, germination