Ispanakta sel baskını zararını azaltmada melatonin ve nitrik oksit'in etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of melatonin and nitric oxide in reducing flooding damage in spinach
Yazar: RAID ALKHATEB
Danışman: PROF. DR. DURAN YAVUZ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı / Tarımsal Yapılar ve Sulama Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Tarımsal yapılar ve sulama = Agricultural structures and irrigation

Özet:
Tarımsal üretimde verim ve kaliteyi kısıtlayan asıl faktörler faktörler abiyotik ve biyotik stres faktörleridir. Bu stres faktörleri küresel iklim değişikliği sonucunda etkisini artırarak tarımsal üretimi ciddi anlamda etkilemektedir. Sel baskını stresi günümüzde tarımsal yetiştiriciliği kısıtlayan verim ve kalite kayıplarına neden olan ve gün geçtikçe etkisini artıran bir stres faktörü haline gelmiştir. Son zamanlarda araştırıcılar sel baskını stresinin olumsuz etkisini azaltmak için stratejiler geliştirmeyi hedeflemektedirler. Melatonin (MEL) ve nitrik oksit (NO) uygulamaları bu stratejiler arasında yer almaktadır. Bu amaçla mevcut çalışmada, saksı şartlarında bir tam sulama konusu (S100), bir sel baskını stresi konusu (SB), sel baskını+50 µM MEL uygulaması (SB+MEL50), sel baskını+100 µM MEL uygulaması (SB+MEL100), sel baskını +50 µM NO uygulaması (SB+NO50) ve sel baskını +100 µM NO uygulaması (SB+NO100) olmak üzere 6 farklı uygulama konusu denenmiştir. Sel baskını konularına hasattan 10 gün önce stres uygulanmış ve hasata kadar bu stres devam ettirilmiştir. MEL ve NO uygulamaları bitki yapraklarına sprey yöntemiyle bütün bitki kaplanacak şekilde birer hafta ara ile toplamda iki kez uygulanmıştır. Hasat öncesi ve hasat sonrasında agronomik, fizyolojik ve biyokimyasal parametreler üzerine sel baskını stresinin etkileri belirlenmiştir. Çalışma sonucunda, sel baskını stresi bazı agronomik parametrelerde azalmaya neden olmuş ve yine YOSİ, klorofil a ve b, karotenoid, protein ve a* yaprak rengi üzerinde olumsuz etki ortaya çıkarmıştır. Sel baskını stresi, stres şartlarında meydana gelen ROS oluşumunu artırmasının yanı sıra, prolin, yaprak sıcaklığı, antioksidan enzim aktivitesi, yaprak rengi L* ve a* değerlerinde önemli artışlar meydana getirmiştir. Uygulanan MEL ve NO dozlarının bitki gelişimine katkı sağlamasının yanı sıra, pigment içeriğinin düzenlenmesi, ROS temizleyen antioksidan savunma sisteminin teşvik edilmesinde katkı sağlamıştır. Verilerin toplu olarak birarada değerlendirilmesi amacıyla yapılan temel bileşenler analizi (TBA) sonucunda tam sulama konusu (S100) agronomik ve fizyolojik parametreler açısından en iyi sonuçların elde edildiği uygulama olmuştur. Yine TBA sonuçları, tam sulama konusuna en yakın bölgede yer alan SB+MEL100 konusu sel baskını stresi şartlarında en etkin uygulama olarak dikkat çekmiştir. Sürdürülebilir tarım açısından ıspanak tarımının yapıldığı ve sel baskını riski olan bölgelerde nitrik oksit uygulamalarına nazaran melatonin uygulamalarının verim ve kalite kayıplarını azaltmada önemli bir uygulama olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
The most important factors limiting yield and quality in sustainable agriculture are abiotic and biotic stress factors. These stress factors increase their impact as a result of global climate change, seriously affecting agricultural production. Flooding stress has become a stress factor that restricts agricultural cultivation, causes yield and quality losses, and increases its effect day by day. Recently, researchers aim to develop strategies to reduce the negative effects of flooding stress. Melatonin (MEL) and nitric oxide (NO) applications are among these strategies. For this purpose, in the current project, there were 6 application subjects; a full irrigation subject (I100), a flooding stress subject (SB), flooding + 50 µM MEL application (SB + MEL50), flooding + 100 µM MEL application (SB + MEL100), flooding + 50 µM NO application (SB + NO50) and flooding + 100 µM NO application (SB + NO100). Stress was applied to flooding subjects ten days before harvest. MEL and NO applications were applied to the plant leaves by spray method, covering the entire plant twice and with an interval of one week. The effects of flooding stress on the agronomic, physiological and biochemical parameters specified in the project were determined before and after harvest. As a result of the study, flooding stress not only caused a decrease in important agronomic parameters, but also had a negative effect on YOSI, chlorophyll a, b, carotenoid, protein and a* leaf color. Flooding stress, in addition to promoting ROS formation that occurs under stress conditions, caused significant increases in proline, leaf temperature, antioxidant enzyme activity, leaf color, L* and a* values. In addition to the applied MEL and NO doses contributing to plant development, the regulation of pigment content contributed to the promotion of the ROS-scavenging antioxidant defense system. As a result of the pirincipal component analysis of all parameters, full irrigation (S100) was the application that gave the best results in terms of agronomic and physiological parameters. 100 µM melatonin application in the area closest to full irrigation was the most effective application under flooding stress conditions. In terms of sustainable agriculture, it has been determined that melatonin applications are an important application in reducing yield and quality losses in regions where spinach cultivation is carried out and there is a risk of floods.