Yüksek rakım şartlarında, farklı su kısıtı uygulamalarıyla yetiştirilen otokton Erciş üzümü (Vitis vinifera L.) çeşidinde, bazı toprak düzenleyicilerin etkileri
Effects of certain soil amendments on the autochthonous Ercis grape (Vitis vinifera L.) cultivated under different water deficit conditions at high alttudes
Yazar: ETHEM ÖMER BAŞ
Danışman: DOÇ. RUHAN İLKNUR GAZİOĞLU ŞENSOY
Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Biyoçar = Biochair ; Kuraklık = Drought ; Pomza tozu = Pumice powder ; Sürdürülebilirlik = Sustainability

Özet:
Son yıllarda ülkemizi ve dünyamızı etkisi altına alan küresel iklim değişiklikleri ve kuraklık tehdidi, tarımda su kısıtına karşı alternatiflerin üretildiği bilimsel çalışmaları daha önemli hale getirmiştir. Bu çalışma kapsamında, Otokton Erciş (Vitis vinifera L.) üzüm çeşidinde tam sulama, %25 ve %50 kısıntılı sulama ile biyoçar (2.5 ton/da) ve pomza (5 ton/da) uygulamalarının verim, morfolojik özellikler, şıra biyokimyasal içeriği ve besin elementi üzerindeki etkileri iki yıl boyunca değerlendirilmiştir. Sulama miktarları, A sınıfı buharlaşma kabı kullanılarak buharlaşma oranlarına göre belirlenmiştir. Tam sulama koşullarında pomza verimde en yüksek artışı sağlamış, kısıntılı sulama seviyelerinde ise biyoçar daha etkili olmuştur. Sürgün uzunluğu ve boğum arası çapında tam sulama seviyesinde biyoçar; salkım ağırlığı ve boyunda tam sulama seviyesinde pomza, kısıntılı sulama seviyelerinde ise biyoçar ve pomza olumlu etkiler göstermiştir. 100 tane ağırlığı, tane boyu ve eni değerlerinde benzer sonuçlar elde edilmiştir. Şıra özelliklerinde, tam sulama seviyesinde kontrol grubu en yüksek değerleri sağlarken, kısıntılı sulama seviyelerinde biyoçar ve pomza, şıra randımanı ve SÇKM değerlerinde artış sağlamış, biyoçar olgunluk indisi açısından daha yüksek değerler vermiştir. Asitlik ve pH değerlerinde tam sulama seviyesinde kontrol grubu en yüksek değerleri sağlarken, kısıntılı sulama seviyelerinde biyoçar bu değerleri artırmıştır. Biyokimyasal özelliklerde, tam sulama koşullarında biyoçar en yüksek fenolik madde, antioksidan kapasite, proantosiyanidin ve flavonoid miktarlarını sağlamış, kısıntılı sulama seviyelerinde ise biyoçar ve pomza değişken etkiler göstermiştir. Antioksidatif enzim (CAT, SOD, APX) aktivitelerinde biyoçar, her iki sulama seviyesinde de yüksek değerler sunmuştur. Yaprak klorofil içeriği ve yaprak oransal su içeriğinde, biyoçar ve pomza kısıntılı sulama koşullarında olumlu etkiler göstermiştir. Membran zararlanma indeksinde kısıntılı sulama koşullarında genel olarak artış gözlenmiş, biyoçar ve pomza bu artışları kısmen hafifletmiştir. Yaprak ve toprak sıcaklıklarında, kısıntılı sulama koşullarında biyoçar ve pomza dengeleyici etkiler göstermiştir. Kısıntılı sulama seviyelerinde, P, Mg ve Na içeriklerinin azaldığı, K içeriklerinin arttığı belirlenmiş; Fe içeriklerinde azalma eğilimi, Mn içeriklerinde yeterli düzeyler, Zn ve Cu içeriklerinde ise noksanlık tespit edilmiştir. Biyoçar, besin elementi alımını artırmada daha etkili bulunmuştur. 
Sonuç olarak, kısıntılı sulama koşullarında biyoçar ve pomzanın olumlu etkileri belirlenmiş, biyoçarın bitki su dengesini, besin elementi alımını ve bitki sağlığını daha olumlu etkilediği görülmüştür. Başlangıç maliyeti yüksek olmasına rağmen, uzun vadeli agronomik faydaları nedeniyle biyoçar kısıtlı sulama şartlarında daha ön plana çıkmakta; farklı sulama seviyelerinde pomza da uygun bir alternatif olarak önerilebilmektedir

Abstract:
In recent years, global climate change and the threat of drought have increased the significance of scientific research aimed at developing alternatives for water scarcity in agriculture. This study evaluated the effects of full irrigation, 25% deficit irrigation, and 50% deficit irrigation, along with biochar (2.5 tons/ha) and pumice (5 tons/ha) applications, on yield, morphological characteristics, grape juice biochemical composition, and nutrient elements of the autochthonous Erciş (Vitis vinifera L.) grape variety over a two-year period. Irrigation amounts were determined based on evaporation rates obtained from an A-class evaporation pan. Under full irrigation conditions, pumice provided the highest increase in yield, while biochar was more effective under deficit irrigation levels. Biochar enhanced shoot length and internode diameter under full irrigation, whereas pumice positively affected cluster weight and size under full irrigation and both biochar and pumice showed favorable effects under deficit irrigation. Similar results were obtained for berry weight, berry size, and berry diameter. In terms of grape juice characteristics, the control group provided the highest values under full irrigation, while biochar and pumice increased grape juice yield and total soluble solids under deficit irrigation, with biochar showing higher values for maturity index. For acidity and pH, the control group had the highest values under full irrigation, whereas biochar increased these values under deficit irrigation. In biochemical properties, biochar provided the highest levels of phenolic compounds, antioxidant capacity, proanthocyanidins, and flavonoids under full irrigation, while biochar and pumice showed variable effects under deficit irrigation. Biochar exhibited high values for antioxidant enzyme activities (CAT, SOD, APX) under both irrigation levels. Biochar and pumice had positive effects on leaf chlorophyll content and leaf relative water content under deficit irrigation. An increase in membrane damage index was observed under deficit irrigation, with biochar and pumice partially mitigating this increase. Biochar and pumice also showed stabilizing effects on leaf and soil temperatures under deficit irrigation. Deficit irrigation levels resulted in reduced P, Mg, and Na contents, with increased K content; a trend towards decreased Fe content, adequate Mn levels, and deficiencies in Zn and Cu were detected. Biochar was found to be more effective in enhancing nutrient uptake. 
In conclusion, biochar and pumice showed positive effects under deficit irrigation conditions, with biochar demonstrating a more favorable impact on plant water balance, nutrient uptake, and plant health. Despite its higher initial cost, biochar stands out under limited irrigation conditions due to its long-term agronomic benefits, while pumice is also suggested as a suitable alternative under varying irrigation levels.