Farklı sulama suyu kalitesi ve kısıtlı sulama koşullarında bitki büyümesini teşvik eden bakteri (PGPB) uygulamalarının aspir bitkisinin (Carthamus tinctorius L.) su kullanım etkinliği, verim ve kalite parametreleri üzerine etkisi
Effect of the application of plant growth promoting bacteria (PGPB) on water use efficiency, yield and quality parameters of safflower (Carthamus tinctorius L.) under different irrigation water quality and deficit irrigation conditions
Yazar: HASAN ER
Danışman: PROF. DR. YASEMİN KUŞLU
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Carthamus tinctorius L. = Carthamus tinctorius L. ; Damla sulama = Drip irrigation ; Evsel atık su = Domestic sewage ; Rizobakteriler = Rhizobacteria

Özet:
Amaç: Erzurum ilinde, 2022-2023 yılları vejetasyon döneminde gerçekleştirilen bu araştırmada, kısıtlı sulama seviyelerinde arıtılmış atık su ve temiz su ile bitki büyümesini teşvik eden bakteri (PGPB) uygulamaları Aspir (Carthamus tinctorius L.) bitkisi üzerinde denenmiştir.
Yöntem: Çalışmada sulama seviyeleri olarak A sınıfı buharlaşma kabından okunan buharlaşma değerlerinin %0 (S0-yağışa dayalı), %25(S4), %50(S3), %75(S2) ve %100 (S1)'ü seçilmiş; arıtılmış atık su ve temiz su olmak üzere iki farklı kalitede sulama suyu kullanılmıştır. Tüm sulama konularında PGPB kompozisyonunun 0, 1, 2 ve 3 kez uygulanmasının aspir bitkisi üzerine etkileri incelenmiştir. Söz konusu uygulamaların aspir bitkisinin fizyolojik özellikleri ve verimine, ürün kalitesine, su tüketimine, toprak ve bitkinin ağır metal içeriklerine etkisi belirlenmiştir. 
Bulgular: Yapılan araştırmada bitki su tüketimi değerleri her iki yıl için 235-552 mm arasında değerler almıştır. İki deneme yılında da bakteri ve sulama uygulamalarının bitki su tüketimi değerlerinin değişimi benzerlik göstermiştir. Araştırmada SPAD değerleri 45,10-76,33 arasında, stoma iletkenlik değerleri ise 40,51-121,89 mmol/m2s arasında değişmiştir. Denemede her iki yılda da su stresi ve bakteri uygulamaları arttıkça WUE ve IWUE değerlerinin artmıştır. Denemede WUE değerleri 0,27-0,56 kg/m3 arasında, IWUE değerleri ise 0,46-1,77 kg/m3 arasında değişmiştir. Bitki gelişim parametrelerinden kapsamında; bitki boyu, gövde çapı, tabla çapı, tabla sayısı ve 1000 tane ağırlık değerleri sırasıyla 78,12-107,36 cm, 6,83-10,52 mm, 20,42-28,57 mm, 10,20-14,90 adet ve 41,06-48,21 g arasında değişiklik göstermiştir. Denemede yetiştirilen aspir bitkisinin protein içeriği %12,03 ile %18,11 arasında değerler almıştır. Denemede arıtılmış atık su uygulamalarının tohum ve yağ verimine olumlu yönde katkı sağladığı etki yaptığı görülmüştür. Çalışmada sulama seviyesi miktarı ve bakteri uygulama sayıları arttıkça yağ ve tohum veriminde artış olduğu belirlenmiştir. Atık suyla sulamada bitki ve toprakta makro ve mikro elementler ile ağır metaller artmış ancak eşik değerler aşılmamıştır.
Sonuç: İki yıl boyunca yürütülen bu çalışmada alternatif sulama suyu gereksinimini karşılamak amacıyla, yüksek su verimliliği ve bitki verimini artırmasından dolayı Erzurum İli Biyolojik Arıtma Tesisi çıkış sularının aspir bitkisinin yetiştirilmesinde kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Bununla birlikte, kuraklık stresi koşullarında kullanılan PGPB kompozisyonun sulama suyu etkinliğini artırdığı ve bitkide su stresinden kaynaklanan verim kaybını azalttığı saptanmıştır.

Abstract:
Purpose: In this study, which was conducted in Erzurum province during the 2022- 2023 growing season, applications of plant growth-promoting bacteria (PGPB) with treated wastewater and fresh water were tested on safflower (Carthamus tinctorius L.) at limited irrigation levels. 
Method: In the study, 0% (S0 - based on precipitation), 25% (S4), 50% (S3), 75% (S2), and 100% (S1) of the evaporation values read from the Class A Pan were selected as irrigation levels, using two different quality irrigation water, treated wastewater and fresh water. PGPB composition was applied 0, 1, 2, and 3 times in all irrigation treatments, and its effects on safflower plants were studied. The effects of these practices on the physiological characteristics and yield of the safflower plant, product quality, water consumption, and heavy metal content of the soil and plant were determined. 
Findings: In the study, the two-year average value of plant water consumption ranged between 235 and 552 mm. The changes in plant water consumption values of bacteria and irrigation practices were similar in both experimental years. SPAD values ranged from 45,10 to 76,33, and stomatal conductance values were 121,89 mmol m-2s-1. In both experimental years WUE and IWUE values increased with increasing water stress and bacterial use. The WUE values varied between 0,27 and 0,56 kg m-3, and the IWUE value between 0,46 and 1,77 kg m-3. For the plant yield parameters, plant height, stem diameter, head diameter, head number, and 1000 grain weight values varied between 78,12 and 107,36 cm, 6,83 and 10.52 mm, 20,42 and 28,57 mm, 10,20 and 14,90 pieces, and 41,06 and 48,21 g respectively. The safflower plant contains a protein content of between 12,03% and 18,11%. The treated wastewater applications have a positive effect on seed and oil yield. The study also found that increased irrigation levels and bacterial applications led to a higher yield of oil and seeds. The use of wastewater for irrigation, led to an increase in macro and microelements as well as heavy metals in plants and soil. However, the threshold values were not exceeded. 
Results: In this study conducted over two years, it was concluded that the treated water from Erzurum Biological Treatment Plant can be used for the cultivation of safflower crops to meet the need for an alternative water source as it has high plant yield and water efficiency. In addition, the PGPB composition was found to increase irrigation efficiency under drought stress conditions and reduce plant yield loss caused by water stress.