Domates bitkisinin tuz stresine karşı tepkisinde nano Zn-biyo gübre formülasyonlarının etkisi
Effect of nano Zn-bio fertilizer formulation on the response of tomato plant in salt stress conditions
Yazar: KAĞAN TOLGA CİNİSLİ
Danışman: PROF. DR. NESRİN YILDIZ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı / Bitki Besleme Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu çalışmanın amacı, çinkooksit nanopartikülleri (ZnO-Nps) ile Bacillus grubu (Bacillus subtilis (N28), Bacillus pumilis (N1) ve peynir kökenli Lactobacillus casei (Nm24) bakteri formülasyonun tuz stresi koşullarında domates bitkisinin gelişimi ve mineral içeriği üzerine etkilerini araştırmaktır.
Domataes bitkisine tuz stresi oluşturmak amacıyla, 100 mgL-1 çinkooksit nanopartikülleri ile birlikte 50 mMolar NaCl tampon karışımı hazırlanmıştır. Bu tampon mikroorganizmalar üzerinde standart disk difüzyon yöntemi kullanılarak petrilere yerleştirilip disklere 30 µg karışım tampon, emdirilerek bakterilere uygulanmıştır. Bu koşullarda, canlılıklarını devam ettiren üç mikroorganizma (Bacillus subtilis (N28), Bacillus pumilis (N1) Lactobacillus casei (Nm24) seçilerek taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve RAMAN spektroskopisi ile gözlemlenmiştir. Tuzluluk koşullarında denek bitki olarak Linda (Lycopersicon esculentum) seçilmiş ve sera koşullarında yetiştirme ortamı olarak her saksıya 1 kg kum ve 0,3 kg turba yosunu; üç doz çinko nanopartikül  (0, 20, 40 mg L-1 Zno-Nps), 3 bakteri [Bacillus pumilis (N1), Bacillus subtilis (N28), Lactobacillus casei (Nm24)], karışım formülasyonları hazırlanarak dört tekrarlı olacak şekilde deneme kurulmuştur. Oluşturulan formülasyon bir dekarlık alan için 100 litre hesabı temeline dayalı olarak suya karıştırılıp uygulanmıştır. Uygulamaların kuru madde miktarı, bitkinin besin element içeriği üzerine etkisi (azot (N) potasyum (K), kalsiyum (Ca), magnezyum (Mg), fosfor (P), demir (Fe), bakır (Cu), çinko (Zn), mangan(Mn), bor (B)) içeriği üzerine etkileri  değerlendirilmiştir. Uygulamalar sonucunda kuru madde içeriğinin (% 31,2), fosfor içeriği %15,64, potasyum içeriği % 2,75, kalsiyum içeriğini % 8,2, magnezyum içeriği %17,19, B. subtilis (N28)+40 ZnNanops uygulama grubu çinko içeriği %19,01, demir içeriği %7,75, mangan içeriği % 14,6, B bakır içeriğini %12,71, B. pumilis bor içeriğini % 23,8, toplam azot içeriğinin ise yaklaşık 3 kat arttırdığı gözlemlenmiştir.
Bu araştırma sonucuna göre tuz stresi altında bitkilerin fotosentetik tepki olarak tuz stresinden kurtulma adına karbonhidrat metaboliznmasını köke yönledirmesi nedeniyle ürün verim ve verim unsurlarında meydana gelen kaybın azaltılması yönünde nanoboyutta çinko partikülleri ile Bacillus pumilis (N1), Bacillus subtilis (N28), Lactobacillus casei (Nm24) kombinasyonu bu tepkinin yönetilmesinde istatsitiksel anlamda önemli katkılar sağlamıştır. Bitki besin ve iyon dengesinin sağlanmasına katkıları yanında enzimsel etki mekanizması yaratarak bitkinin bu stresini azaltma yönünde önemli etkileri olmuştur. Özellikle önümüzdeki 20-30 yıllık süreç içerisinde iklim bilimcilerinin ortaya koyduğu seneryolara göre bitkisel üretimde bu tür sorunların giderek artacağı yönündeki gelişmelere karşı bu yöndeki sorunlara çözüm olabilme yönüyle oldukça anlamlı bir çalışmadır.  Bu çalışmanın tarla koşullarında yapılacak çalışmalar ile kalibre edilmesi durumunda farklı tuz stresi koşullarına göre mevcut formülasyonların yada ilave gerekli nanobesinlerin verilmesi gerekli olabilmektedir.

Abstract:
The aim of this study was to investigate the sustainability of zinc nanoparticles (ZnO-Nps) and Bacillus group bacteria and their effects on the development of plant (dry matter production) and mineral content in salt stress conditions of this fertilizer combination.
Tomato plant salt stress, 100 mg/L-1 zinc oxide nanoparticles together with 50 Mmolar NaCl buffer mixture was prepared. This buffer mixture was applied to bacteria by using the standard disk diffusion method on 20 microorganisms, and 30 µg mixing buffer was applied to the disks. In these conditions, three microorganisms (Bacillus subtilis (N28), Bacillus pumilis (N1) Lactobacillus casei (Nm24) were selected and observed by scanning electron microscopy (SEM) and Raman spectroscopy. In salinity conditions, Linda (Lycopersicon esculentum) was selected as the subject plant and in greenhouse conditions, 1 kg sand and 0,3 kg peat moss per pot were prepared and three doses of zinc nanoparticles (0, 20, 40 mg L-1 ZnO-NPS), 3 bacteria [Bacillus pumilis (N1), Bacillus subtilis (N28), Lactobacillus casei (Nm24) were prepared and tested in four different ways. The formulation was mixed and applied to the water based on a 100 liter account for a decontamination area. The effects of the applications on dry matter, the effect of the plant on nutrient content (nitrogen (n) potassium (K), calcium (ca), magnesium (mg), phosphorus (P), iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), manganese (Mn), boron (B) contents were evaluated. 
As a result, respecively content of dry matter yield, phosphorus , potassium, calcium, magnesium, zinc, iron, manganese cupper, boron and total nitrogen content of leaf  ;31.3% 15,64 %, was 2,75 %, 8.2 %, 17,19 %, 19,01 %, 7,75 %, 14,6%, 12,71 23.8%  % was increased with  B. subtilis (N28)+40 Znanops application. 
According to this research, the combination of zinc particles and Bacillus pumilis (N1), Bacillus subtilis (N28), Lactobacillus casei (Nm24) in nanoparticles in order to reduce the loss in crop yield and yield properties has contributed statistically to the management of this reaction. Plant nutrients and ion balance in addition to their contribution to the enzymatic effect mechanism creating the plant has important effects in reducing stress. Especially in the next 20-30 years, according to senerio put forward by climatic scientists, this kind of problems in plant production will increase gradually against developments in this direction is a very valuable work in terms of solution to problems. If this study is calibrated with the studies to be done in field conditions, it may be necessary to give the existing formulations or additional needed nanoparticular nutrient  in the different salt stress conditions.