Süper emici hidrojel kullanımı ile taze fasulye yetiştiriciliğinde kuraklık stresinin etkilerinin azaltması
Reducing the effects of drought stress in fresh bean cultivation using super absorbent hydrogel
Yazar: AFİFE KESKİN
Danışman: PROF. DR. HAYRİYE YILDIZ DAŞGAN
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Abiyotik stres koşullarında, su ve besin maddesi tutma kapasitesine sahip hidrojel polimerleri, araştırmalarda önemli bir ilgi odağı haline gelmiştir. Benzer şekilde, biyokömür ilavesinin de bu stres koşullarında bitki gelişimini desteklediği bilinmektedir. Bu çalışmada, aljinat bazlı hidrojeller ile bitki kabuklarından elde edilen biyokömürün kombinasyonundan oluşan farklı dozlarda süper emici hidrojellerin (SAH), kuraklık stresi altında fasulye (Phaseolus vulgaris L.) yetiştiriciliği üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmada altı farklı uygulama kullanılmıştır: kontrol, kurak, kurak + 0.5 g SAH, kurak + 1.5 g SAH, kurak + 2.5 g SAH ve kurak + 3.5 g SAH. Kuraklık stresi, bitkilerin morfolojik ve fizyolojik özelliklerini olumsuz etkilemiştir. Ayrıca, reaktif oksijen türlerinin (ROS) konsantrasyonunu artırarak lipid peroksidasyonuna neden olmuş, bu durum lipidlerin zarar görmesine ve lipid radikallerinin oluşumuna yol açmıştır. Bu süreç, oksidatif stresin önemli bir biyomarkeri olan malondialdehit (MDA) seviyelerinde artışa neden olmuştur. Ancak, farklı dozlarda uygulanan SAH'lerin, yaprak oransal su içeriği, stomal iletkenlik, yaprak su potansiyeli ve klorofil içeriği gibi fizyolojik parametreler üzerinde kuraklığın olumsuz etkilerini azalttığı tespit edilmiştir. Özellikle 2.5 g SAH uygulaması, MDA seviyelerinde belirgin azalma sağlamıştır. SAH'lerin, kuraklık stresi altında bitki dokularında antioksidatif savunma sistemini güçlendirdiği ve oksidatif hasarı azalttığı belirlenmiştir. Bu durum, fenol ve flavonoid bileşenleri ile birlikte prolin, askorbat peroksidaz (APX), glutatyon redüktaz (GR) ve süperoksit dismutaz (SOD) aktivitelerindeki artışla ilişkilendirilmiştir. Ayrıca, SAH'lerin bitki ağırlığı, kök uzunluğu, kök ağırlığı ve yaprak sayısı gibi büyüme parametreleri üzerindeki olumsuz etkileri azalttığı ortaya konmuştur.

Anahtar Kelimeler: Fasulye, Kuraklık Stresi, Süper Emici Hidrojel, Biyokar

Abstract:
Under abiotic stress conditions, hydrogel polymers with the ability to retain water and nutrients have become a significant focus of research. Similarly, the addition of biochar is also known to support plant growth under such stress conditions. In this study, the effects of superabsorbent hydrogels (SAHs) composed of alginate-based hydrogels and biochar derived from plant peels, applied at different doses, on the cultivation of beans (Phaseolus vulgaris L.) under drought stress were investigated. Six different treatments were employed: control, drought, drought + 0.5 g SAH, drought + 1.5 g SAH, drought + 2.5 g SAH, and drought + 3.5 g SAH. Drought stress adversely affected the morphological and physiological characteristics of the plants. It also increased the concentration of reactive oxygen species (ROS), leading to lipid peroxidation, which caused damage to lipids and resulted in the formation of lipid radicals. This process led to an increase in malondialdehyde (MDA) levels, a critical biomarker of oxidative stress. However, it was determined that SAHs, applied at different doses, mitigated the adverse effects of drought on physiological parameters such as relative leaf water content, stomatal conductance, leaf water potential, and chlorophyll content. Notably, the application of 2.5 g SAH significantly reduced MDA levels. SAHs were found to strengthen the antioxidant defense system in plant tissues under drought stress, thereby reducing oxidative damage. This effect was associated with increases in phenolic and flavonoid components, as well as activities of proline, ascorbate peroxidase (APX), glutathione reductase (GR), and superoxide dismutase (SOD). Furthermore, SAHs alleviated the negative effects of drought on growth parameters, such as plant weight, root length, root weight, and leaf number.

Keywords: Beans, Drought Stress, Superabsorbent Hydrogel, Biochar.