Farklı kaplama materyallerinin bazı baklagil tohumlarına aşılanmış rhizobium bakterilerinin raf ömrüne etkisi
The effect of different coating materials on shelf life of rhizobium bacteria inoculated to some legume seeds
Yazar: GÜLNİSA CİNFİR
Danışman: DOÇ. DR. UMMAHAN ÇETİN KARACA
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Aşılama = Vaccination ; Fasulye = Bean ; Kaplama = Coating ; Kitosan = Chitosan ; Nohut = Chickpea ; Rhizobium = Rhizobium ; Sodyum aljinat = Sodyum alginate

Özet:
Biyolojik gübreler, son zamanlarda kimyasal gübrelerin mevcut zararlarını azaltmak amacıyla önerilen alternatiflerden birisidir. Son yıllarda biyolojik gübrelerin kullanımı artma eğilimi göstermiş ancak kullanımındaki hassasiyetler olduğu için mikrobiyal gübrelerin kullanımının az ya da hiç uygulanmadığı görülmüştür. Azot bağlayıcı bakteri grubu olarak bilinen rhizobium bakterileri sürdürülebilir tarımda çok önemlidir. Bakteriler tarafından bağlanan azot kimyasalların negatif etkisini baskılamak ve bununla birlikte daha iyi bitki beslemeyi sağlamak için biyolojik gübre olarak kullanılmaktadır. Rhizobium bakterisi biyolojik azot fiksasyonu yeteneğine sahiptir, bu sayede azot kazancını ve ürün verimliliğini artırabilir. Baklagil tohumlarına rhizobium bakterisinin aşılanmasında yaygın olarak kullanılan katı ve sıvı formülasyonlar, depolama ve alan uygulaması sırasında mikroorganizmaların düşük canlılığı ile ilgili olarak çeşitli sorunlar ortaya çıkmaktadır. Bu sorunları gidermek veya en aza indirebilmek için rhizobium bakterisi aşılanmış tohumlara farklı biyomateryaller (kitosan, sodyum aljinat) kaplanarak bakterinin canlılığını uzun süre koruyabilmesi ve bazı baklagil bitkilerinin bazı verim unsurlarına ve nodülasyonuna etkisi planlanmıştır. Bu amaçla; bazı fasulye (Akman 98, Yunus 90) ve nohut (Azkan) tohumlarının yüzey sterilizasyonu yapıldıktan sonra, rhizobium bakterisinin bitkiye göre suşları tohumlara aşılanmış, tohumların yüzeyleri kitosan ve sodyum aljinat gibi biyopolimerler ile kaplanmıştır. Araştırmada bazı fasulye ve nohut bitkilerinin tohumlarına sıvı formülasyonda (1x108 CFU) bakteri aşılaması yapılmıştır. Tohuma aşılanan bakterilerin üzeri %1'lik konsantrasyonlarda hazırlanmış olan kitosan ve sodyum aljinat biyopolimerleri ile kaplanmıştır. Aşılama ve kaplama yapılan tohumlar ışık almayan bir yerde kurutulduktan sonra 3 ay süresince muhafaza edilmiştir. 90 günlük süre sonunda steril kum ve perlit içeren saksılara fasulye ve nohut tohumları ekilerek, kontrollü şartlarda sera denemesi kurulmuştur. Bitkiler çiçeklenme döneminden sonra (%50'sini geçtikten sonra) hasat edilmiş ve bazı ölçümler (üst aksam ve kök uzunluğu, üst aksam yaş ve kuru ağırlık, kök yaş ve kuru ağırlık, nodül sayısı ve ağırlığı, üst aksam ve kökte azot) yapılmıştır. Araştırma sonuçlarına göre; bazı baklagil bitkilerinin (Akman 98, Yunus 90 ve Azkan) tohumlarına rhizobium bakterisi aşılanmasından sonra tohumların yüzeyinin kitosan ve sodyum aljinat gibi biyopolimerlerle kaplamalarının etkisi yapılan uygulamalar ve muhafaza süreleri arasında farklı olmuş ve bu farklılıklar genellikle istatistiksel olarak önemli (p<0.01) bulunmuştur. Sonuç olarak; kitosan ve sodyum aljinat antibakteriyel özelliğe sahip olmasından dolayı bakteri canlılığını başlangıçta azaltmış olabileceği düşünülmüştür. Ancak biyomateryallerle kaplama yapıldıktan sonra tohumların 3 ay muhafaza süresi içerisinde bakterinin canlılığını koruduğu görülmüştür.

Abstract:
Biological fertilizers is the alternative way to reduce the existing damage of chemical fertilizers nowadays. In recent years usage of biological fertilizers is increasing but there is a fact that usage of microbiological fertilizers is decreasing or laborers dont use in common fertilizers program for cultivation field due to precision usage procedure of microbiological fertilizers. Bacteria of nitrogen-fixer as known as Rhizobium is crucial for sustainable agriculture. Bacteria which bounds nitrogen in the air suppresses the negative effects of nitrogen chemical after all  may be used as a biological fertilizers for a better plant nutrition. Rhizobium bacteria has a capability of fixing nitrogen, thus it may increase total nitrogen content and may have positive effects on yield. The common manner of inoculate of Rhizobium for leguminous seeds as a which is solid and liquid formulation causes  problems about storage and field application due to liveliness of microorganism. The seed which is already inoculated Rhizobium may coat with biomaterials (chitosan, sodium alginate) to keep more liveliness of bacteria and also this progress factor of yield and nodulation in   some leguminous seeds and as a result clarify this problem or curtail the problem. For that purpose; some beans (Akman 98, Yunus 90) and chickpea (Azkan) seeds after the surface sterilization the Rhizobium bacteria inoculated by bacteria strain to seeds according to plant after this step the seeds coated with biopolymers which are chitosan and sodium alginate. In this research bacteria is inoculated (1x108 CFU) in liquid formulation into some bean and chickpea seeds. Seeds which are inoculated with the bacteria coated with 1% concentration of biopolymers which are chitosan and sodium alginate. Seeds are inoculated and coated in a unlit place after the progress of inoculating and coating the seeds stayed in a unlit place for three months. After 90 days period the seeds which are inoculated and coated before be planted  into the  flower pod which had  mixture of sterile sand and pearlite for testing under controlled greenhouse standards. Plants are harvested after the bloom season (After passing 50%) and some measurements (upper parts, length of root, upper part dry and wet weight, root wet and dry weight, number of nodule and nodule weights and upper parts nitrogen) were calculated. According to the results of the research; after inoculation of rhizobium bacteria on the seeds of some leguminous plants (Akman 98, Yunus 90 and Azkan), there were differences between the applications and maintenance periods under the influence of the coating of the training with biopolymers such as chitosan and sodium alginate, and for this purpose required (p<0.01). As a result; Since chitosan and sodium alginate have antibacterial properties, it was thought that they may have reduced bacterial viability at the beginning. However, after coating with biomaterials, it was observed that the seeds preserved the viability of the bacteria within 3 months of storage.