Asembiyotik bakteriyel diazotrofların topraklardaki etkilerinin ve mevcut mikrobiyolojik özellikler ile etkileşimlerinin incelenmesi
Investigation of the effects of asembiotic bacterial diazotrophs in soil and its interactions with indigenous microbiological properties
Yazar: SEVDE AYYILDIZ
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN HÜSNÜ KAYIKÇIOĞLU
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı / Toprak Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Koloni sayısı-mikrobiyal = Colony count-microbial ; Mikrobiyal enzimler = Microbial enzymes ; Mineral gübreler = Mineral fertilizers ; Simbiyotik azot tespiti = Symbiotic nitrogen fixation ; Tarım toprakları = Agricultural soils ; Terra-rossa toprak = Terra-rossa soil

Özet:
Toprak verimliliğinde sürdürülebilirliğin sağlanması için toprak kalitesini ve toprak sağlığını yükselten stratejilere gereksinim duyulmaktadır. Bu stratejilerden birisi de biyolojik gübrelerle (biyogübreleme) toprak rizosfer bölgesinde yararlı mikrobiyal popülasyonun arttırılmasıdır. Bu amaçla tesis edilen bu çalışmada ülkemizde ithal edilen ve asembiyotik diazot fiksasyonu gerçekleştirerek topraklara, havanın serbest azotunu (N2) bağlama yeteneğine sahip organizmalardan oluşan (Azospirillum sp., Azorhizobium sp. ve Azoarcus sp.) ticari bir preparatın, Akdeniz iklimi etkisi altında bulunan Typic Xerofluvent özellikteki toprakta etkinlik potansiyelleri ile mevcut biyolojik özellikleri üzerine etkileri araştırılmıştır. 
Deneme 2015 yılında, Manisa Celal Bayar Üniversitesi Alaşehir Meslek Yüksek Okulu deneme arazisinde, tesadüf blokları deneme deseninde ve 3 tekerrürlü olarak tesis edilmiştir. Biyolojik gübre uygulamalı ve uygulamasız parsellere (0-0.5 g ha-1; BG0-BG1), 3 doz kimyasal azotlu gübre (0-125-250 kg N ha-1; N0-N1-N2) uygulamalarının, toprağın mikrobiyolojik (mikrobiyal biyokütle karbonu, MBC; toprak solunumu, BSR; azot mineralizasyonu, Nmin; genel bakteri sayısı, GB, Azospirillum sp. sayısı, AZO) ve biyokimyasal aktivitesine (dehidrogenaz enzim aktivitesi, DHG; proteaz enzim aktivitesi, PRO, üreaz enzim aktivitesi, UA), bazı toprak kimyasal özelliklerine ve test bitkisi olarak yetiştirilen mısır bitkisinin (Zea mays var. indentata) verim ve azot içeriğine olan etkileri faktöriyel bazda araştırılmıştır. Biyolojik gübre uygulamasıyla topraklarda incelenen mikrobiyolojik ve biyokimyasal parametrelerden MBC, DHG ve AZO parametreleri önemli düzeyde pozitif olarak etkilenirken (P<0.05); BSR, Nmin ve GB parametrelerinde de artış saptanmış ancak istatistiksel olarak önemli düzeyde bulunmamıştır (P>0.05). Buna karşılık hidrolazlar grubundan olan ve topraklarda N-döngüsünde yer alan iki enzimin aktivitesinde bir azalma saptanmasına karşın bu azalış da istatistiksel olarak önemli bulunmamıştır (P>0.05). Yapılan uygulamaların incelenen toprak kimyasal özellikleri üzerine belirgin bir etkisi saptanmamıştır. Ancak NO3-N ile AZO arasında ortaya çıkan negatif korelasyon (-0.468**), azotlu gübrelemede Azospirillum sp. ile NH4-N'u içeren gübrelerin kullanılmasının daha uygun olacağını göstermektedir. Biyolojik gübre uygulamalarına bağlı olarak mısır bitkisinin verimi % 24 – 69 oranında, azot içeriği ise % 3 – 11 oranında artış göstermiştir. Bu parametreleri en fazla uyaran uygulama ise N1BG1 uygulaması olmuştur. 
Deneme sonuçları değerlendirildiğinde, Akdeniz iklimi etkisi altındaki topraklara yapılan diazotrof mikroorganizmaları içeren biyolojik gübrenin tek doz uygulamasıyla, toprakların biyolojik özellikleri ile mısır bitkisinin veriminin olumlu yönde etkilendiği saptanmıştır. Dolayısıyla, Typic Xerofluvent bir toprağa hem toprak sağlığının sürdürülebilirliğini ve hem de bitkisel üretimi desteklemek amacıyla 0.5 g ha-1 dozunda biyolojik gübre ile 125 kg N ha-1 azot dozunun birlikte kullanılması önerilmektedir.

Abstract:
In order to maintain soil fertility, there is a need for strategies to improve soil quality and soil health. One of these is to increase the beneficial microbial population in the rhizosphere zone of the soil through biological fertilization (biofertilization). This study was conducted with the purpose of investigating the effectiveness of potential and the effects on current biological properties in soil with Typical xerofluvent properties under Mediterranean climatic conditions of an imported commercial preparation of organisms (Azospirillum sp., Azorhizobium sp. and Azoarcus sp.) which have the ability to bind free nitrogen from the air (N2) by carrying out asymbiotic nitrogen fixation. 
The experiment was conducted in 2015 on the experimental field of Alaşehir Vocational School, Manisa Celal Bayar University, with a random block design and three replications. Three different doses of chemical nitrogen fertilizer (0-125-250 kg N ha-1; N0-N1-N2) were applied to plots with and without biological fertilizer (0-0.5 g ha-1; BG0-BG1), and the effects of these treatments on soil microbiological activity (microbial biomass carbon – MBC, basal soil respiration – BSR, N-mineralization – Nmin, number of general bacteria – GB, number of Azospirillum sp. – AZO) and biochemical activity (dehydrogenase enzyme activity – DHG, protease enzyme activity – PRO, urease enzyme activity – UA), various soil characteristics, and the yield and nitrogen content of the test plant (Zea mays var. indentata) were investigated on a factorial basis. Biofertilization had a significant positive effect on the microbiological and biochemical parameters MBC, DHG and AZO (P<0.05) examined in the soil; increases were seen in the parameters BSR, Nmin and GB, but these were found not to be statistically significant (P>0.05). Also, although a reduction was seen in the activity of two enzymes of the hydrolase group which take part in the nitrogen cycle in the soil, this reduction was found not to be statistically significant (P>0.05). No clear effect was observed of the applications on the chemical properties of the soil. However, the negative correlation found between NO3-N and AZO (-0.468**) shows that the use of fertilizers containing Azospirillum sp. and NH4-N would be more suitable. In the maize plants, yield showed an increase of 24-69% with the application of biofertilizer, and nitrogen content increased by 3-11%. The application affecting these parameters the most was the N1BG1 application. 
Evaluating the results of the experiment, it was seen that the biological characteristics of soils and the yield of maize plants are affected positively by a single dose of biofertilizer containing diazotrophic microorganisms applied to soils under Mediterranean climatic conditions. Therefore, it is recommended that biological fertilizer at a dose of 0.5 g ha-1 together with nitrogen at a dose of 125 kg N ha-1 should be used on Typic xerofluvent soils in order to both maintain soil health and support crop yield.