Çinko oksit (ZnO) nanopartiküllerinin yaprak uygulamalarının hıyar (Cucumis sativus L.)'da enzim aktivitesi, bitki gelişmesi ve verim üzerine etkileri
The effect of foliar applications of zinc oxide (ZnO) nanoparticles on enzyme activity, growth and yield of cucumber (Cucumis sativus L.)
Yazar: METİN BERAT KIZILIRMAK
Danışman: PROF. DR. HALUK ÇAĞLAR KAYMAK
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı / Sebze Yetiştirme ve Islahı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Enzim aktivitesi = Enzyme activity ; Hıyar = Cucumber ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Nanoteknoloji = Nanotechnology ; Verim = Yield ; Çinko oksit = Zinc oxide

Özet:
Bu araştırma, çinko oksit (ZnO) nanopartiküllerinin yaprak uygulamalarının hıyar (Cucumis sativus L.)'da bitki gelişmesi ve verim üzerine etkisinin belirlenmesi amacıyla 2021 yılında yürütülmüştür. Araştırmada, bitkisel materyal olarak Bariz F1 hıyar (Cucumis sativus L.) çeşidi kullanılmıştır. Çinko oksit (ZnO) nanopartikülleri yeşil sentez metodu ile elde edilmiştir. Çinko oksit (ZnO) nanopartikülleri hıyar fidelerine 25, 50, 75 ppm'lik dozlarla ilk olarak 18 Mayıs 2021 tarihinde uygulanmıştır. İkinci doz uygulama 18 Haziran 2021 tarihinde ve son doz uygulama ise 1 Temmuz 2021 tarihinde uygulanmıştır. Araştırmada ilk çiçeklenmeye kadar geçen süre (gün), meyve çapı (mm), meyve boyu (cm), meyve sayısı (adet/bitki), ortalama meyve ağırlığı (g), kök, yaprak ve meyvede kuru madde (KM) miktarı (%),  pH, suda çözünen kuru madde miktarı (SÇKM) (%), enzim (Katalaz, Peroksidaz, Polifenol oksidaz ve Süperoksit Dismutaz) aktiviteleri, mineral madde miktarı (ppm) ile  verim (kg/da) belirlenmiştir.Araştırmada elde edilen sonuçlara göre bitki başına düşen en yüksek meyve sayısı 87 adet/bitki ve en yüksek ortalama meyve ağırlığı 129,0 g ile 75 ppm ZnO nanopartikül uygulamasında tespit edilmiştir. Ayrıca ZnO nanapartikülleri enzim aktivitesi üzerine de etkili olmuştur. Sentezi yapılan, katalaz (CAT), peroksidaz (POX), polifenol oksidaz (PPO) ve süperoksit dismutaz (SOD) enzim aktivitelerinin uygulamaların hemen hemen tamamında kontrole göre daha iyi olduğu tespit edilmiştir. Meyve mineral madde miktarı da ZnO uygulamalarına göre farklılık göstermiştir. Zn ve Ca miktarları artan ZnO dozlarına göre artış gösterirken, Fe miktarı azalmıştır. Nitekim, tespit edilen P, K, Mg ve Mn miktarları ZnO nanopartikül uygulamalarından etkilenmemiştir. Bunlara ilaveten, hem Zn hem de Ca miktarı en yüksek sırası ile 64,7 ppm ve 1333 ppm olarak 75 ppm ZnO nanopartikül uygulamasında belirlenirken, Fe miktarı 19,7 ppm ile kontrol uygulamasında belirlenmiştir. Ayrıca ZnO nanopartikül uygulamalarının tamamı, verimi kontrole göre artırmıştır. Ancak en yüksek verim artışı (%34) 75 ppm ZnO nanopartikül uygulamasından elde edilmiştir.
ZnO nanopartiküllerinin verim, enzim aktivitesi ve mineral madde miktarı üzerine önemli düzeyde etki ettiği tespit edilmiştir. Bununla birlikte, artan ZnO dozlarına göre verimin de arttığı belirlenmiştir. Nitekim, ZnO nanpartiküllerinin yaprak uygulamalarında tüm dozlar (25, 50 ve 75 ppm) kontrole göre verim artışı sağlamış olsa da en yüksek verim artışı tespit edilen 75 ppm dozda ZnO nanopartiküllerinin yaprak uygulaması hıyar üreticilerine yüksek verim ve kalite için önerilebilir.

Abstract:
This research was carried out to determine the effect of foliar applications of zinc oxide (ZnO) nanoparticles on plant growth and yield in cucumber (Cucumis sativus L.) at Atatürk University Plant Production, Application and Research Center in 2021. In the study, Bariz F1 cucumber (Cucumis sativus L.) variety was used as plant material. Zinc oxide (ZnO) nanoparticles were obtained by green synthesis method. Zinc oxide (ZnO) nanoparticles were first applied to cucumber seedlings at doses of 25, 50, 75 ppm on 18 May 2021. The second dose was administered on 18 June 2021 and the last dose was on 1 July 2021. In this study, time to first flowering (days), fruit diameter (mm), fruit length (cm), fruit number (piece/plant), average fruit weight (g), dry matter (DM) amount in root, leaf and fruit (%), pH, amount of water-soluble dry matter (%), enzyme (Catalase, Peroxidase, Polypheno Oxidase and Superoxide Dismutase) activities, amount of mineral matter (ppm) and yield (kg/da) were determined. According to the results obtained in the study, the highest fruit number per plant was 87 units/plant and the highest average fruit weight was 129.0 g with 75 ppm ZnO nanoparticle application. Also, ZnO nanoparticles were also effective on enzyme activity. It was determined that the enzyme activities of catalase (CAT), peroxidase (POX), polyphenol oxidase (PPO) and superoxide dismutase (SOD) which were synthesized were better than the control in almost all applications. The amount of fruit mineral matter also differed according to ZnO applications. The amount of fruit mineral matter also differed according to ZnO applications. While the amounts of Zn and Ca increased with increasing ZnO doses, the amount of Fe decreased. As a matter of fact, the detected P, K, Mg, Mn and Fe amounts were not affected by ZnO nanoparticle applications. In addition, both Zn and Ca amounts were determined as 64,7 ppm and 1333 ppm, respectively, in 75 ppm ZnO nanoparticle application, while Fe content was determined as 19,7 ppm in the control application. In addition, all ZnO nanoparticle applications increased the yield compared to the control. However, the highest yield increase (34%) was obtained from 75 ppm ZnO nanoparticle application. It has been determined that ZnO nanoparticles have a significant effect on yield, enzyme activity and mineral substance content. However, it was determined that the yield increased with increasing ZnO doses. As a matter of fact, although all doses (25, 50 and 75 ppm) of ZnO nanoparticles in foliar applications increased yield compared to control, foliar application of ZnO nanoparticles at 75 ppm dose, where the highest yield increase was detected, can be recommended to cucumber producers for high yield and quality.