Orta Anadolu bölgesinde toprakların ve buğdayın selenyum düzeyinin belirlenmesi ve selenyum gübrelemesine farklı buğday genotiplerinin tepkisinin araştırılması
Determination of the selenium levels in soils and wheat in Central Anatoila region and the investigation of the response of different wheat genotypes to selenium fertilization
Yazar: MUSTAFA HARMANKAYA
Danışman: PROF. DR. SAİT GEZGİN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Ekmeklik buğday = Bread wheat ; Makarnalık buğday = Durum wheat ; Selenyum = Selenium ; Toprak = Soil

Özet:
Selenyum bitki gelişimi için gerekli olmamakla birlikte insan ve hayvan sağlığı açısından bitkilerdeki ve bitkisel kökenli gıdalardaki miktarı önemlidir. İnsanlarda Se eksikliğinin ana nedeni olarak, tüketilen gıdaların (özellikle buğdayın) Se bakımından fakir olması gösterilmektedir.Bu nedenle, bu tez kapsamında tarama çalışması ile Orta Anadolu Bölgesinden seçilmiş illerin (Konya, Niğde, Nevşehir) toprak ve buğdaylarının Se içerikleri ve Orta Anadolu Bölgesinde yaygın olarak yetiştirilen ekmeklik ve makarnalık buğday genotiplerinin selenyuma tepkileri bir sera denemesi ile belirlenmiştir. Ayrıca topraklarda bitkilerce alınabilen Se miktarını belirleyen ve yaygın olarak kullanılan bir yöntem bulunmaması nedeniyle, bu çalışmada topraklardaki bitkilerce alınabilir Se miktarını belirlemede kullanılabilecek değişik Se ekstraksiyon yöntemleri denenmiş ve incelenen ekstraksiyon yöntemleri içinde, bitki veya tanedeki Se miktarıyla en kuvvetli ilişkiyi gösteren ekstraksiyon çözeltisi tespit edilmiştir.Konya, Niğde ve Nevşehir illerinden toplanan 173 adet toprak örneğinin bitkiye elverişli Se konsantrasyonunun 0.56-9.76 µg kg-1 arasında değiştiği ve ortalama 2.25 µg kg-1 olduğu bulunmuştur. Bu topraklar üzerinde yetişen buğday bitkilerinden toplanan tane örneklerinin Se konsantrasyonunun da ortalama 24.31 µg kg-1 olduğu ve 10.13-96.01 µg kg-1 arasında değiştiği belirlenmiştir. Bu değerler insan sağlığı açısından buğday tanesinde olması arzu edilen en düşük değerin (100 µg Se kg-1) çok altında bulunmuştur. Bunun yanında örneklerin %68'inde Se konsantrasyonunun ortalama 24.31 µg kg-1'ın bile altında olduğu tespit edilmiştir.Selenyuma gösterdikleri tepkiler bakımından hem ekmeklik, hemde makarnalık buğday genotipleri arasında istatistiksel olarak önemli farklılıklar bulunmuştur. Ancak bu farklılıkların, buğday tanesindeki selenyum konsantrasyonunu artırmak amacıyla yapılacak ıslah programlarında söz konusu buğday genotiplerini kullanmak için yetersiz ve çok düşük düzeyde olduğu görülmüştür. Sera koşullarında 1 ve 5 mg kg-1 Se uygulamasıyla ekmeklik ve makarnalık buğday genotiplerinin dokularında hem insan ve hayvan sağlığı açısından, hemde bitkiler için toksik seviyelerde Se birikimi olmuştur. Dokulardaki toksik düzeyde Se birikimi nedeniyle genellikle bütün genotiplerin yeşil aksam ve tane verimi azalmıştır. Bunun yanında 0.2 mg kg-1 Se uygulamasıyla buğday genotiplerinin verim değerleri genellikle olumsuz yönde etkilenmemiş olmakla birlikte tane Se konsantrasyonu bütün genotiplerde insan ve hayvan sağlığı açısından buğday tanesinde olması istenen (100-1000 µg Se kg-1) seviyenin çok üzerinde olmuştur.Topraklardaki bitkilerce alınabilir Se miktarını belirlemede kullanılabilecek değişik Se ekstraksiyon yöntemleri içinde, bitki veya tanedeki Se miktarıyla en iyi uyumu, 0.1 M KH2PO4 extraksiyon yöntemi göstermiştir.

Abstract:
Although selenium (Se) is not essential for plant growth, its amount in plants and plants based foods is very important for human and animal nutrition. Consumption of foods (particularly wheat) poor in Se is shown as the main reason for the Se deficiency problem in humans.Because of this reason, in the present study, Se contents in soils and different types of wheat were determined in representative samples from some selected provinces (Konya, Niğde, and Nevşehir) of the Central Anatolia Region with a survey study. In addition to this, a greenhouse experiment was conducted to observe the responses of bread and durum wheat genotypes grown in Central Anatolia to Se fertilization. Moreover, as there is not a commonly used method for determining the amount of available Se that can be taken up by plants in the soils, in the present study, different Se extraction methods that can be used for determining the amount of available Se in the soils were tested and among the examined extraction methods, the extraction solution which exhibited the strongest relationship with the Se content in the plant or the grain was determined.Plant available Se concentrations of 173 soil samples collected from Konya, Niğde, and Nevşehir were found to vary between 0.56 and 9.76 µg kg-1 and the average plant available Se concentration was found to be 2.25 µg kg-1. Selenium concentrations in grains of wheat cultivars grown on these soils varied between 10.13 and 96.01 µg kg-1 and the average concentration was found to be 24.31 µg kg-1. All of these values are much lower than the critical level (100 µg Se kg-1) of Se in wheat grain for human nutrition. Besides, it was found that the Se concentration was even lower than an average of 24.31 µg kg-1 in 68% of the samples.Statistically significant differences were found among both bread and drum wheat genotypes regarding their response to Se addition. However, it was observed that these differences were very low and not sufficient to use the wheat cultivars mentioned above in breeding studies aiming to increase the Se concentration in wheat grain. Under greenhouse conditions, Se accumulations which were very toxic for humans and animals in shoot tissues of bread and durum wheat cultivars occurred with 1 and 5 mg kg-1 Se additions. The toxic Se accumulation in shoot tissues decreased shoot growth and grain yield generally in all genotypes. However, 0.2 mg kg-1 Se addition did not cause any reduction in shoot growth and grain yield. Moreover grain Se concentrations in all cultivars were much higher (100-1000 µg Se kg-1) than the critical Se level for humans and animals.Among the Se extraction methods which can be used for determining the amount of Se in soils that can be taken up by plants, 0.1 M KH2PO4 extraction method showed the best correlation with the amount of Se in the plant and the grain.