Organik özütlerle priming uygulamalarının havuç (Daucus carota) ve soğan (Allium cepa) tohumlarının abiyotik stres koşulları altında çimlenme ve fide kalitesine etkisi
The effect of priming with organic extracts on seed germination and seedling quality of carrot (Daucus carota) and onion (Allium cepa) under abiotic stress conditions
Yazar: SEID HUSSEN MUHIE
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM DEMİR
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology
Dizin: Havuç = Carrot ; Soğan = Onion ; Vermikompost = Vermicompost

Özet:
Kuraklık, tuzluluk ve yüksek sıcaklık, bitki gelişimi ve verimliliğini engelleyen önemli abiyotik streslerdir. Tohum çimlenmesi ve fide gelişimi, abiyotik strese karşı bitkinin en hassas olduğu aşamalardır. Bu nedenle, ekimden önce tohumların kalitesini artırmak, strese tolerans sağlamak için önemlidir. Bu çalışmanın amacı organik özütlerle priming uygulamalarının havuç (Daucus carota) ve soğan (Allium cepa) tohumlarının abiyotik stres koşulları altında çimlenme ve fide kalitesine etkisini araştırmaktır. Uygulamalarda deniz yosunu (%5 DY), butenolid (10-7 But) ve vermikompostun (%5 VC) tekli, çiftli ve üçlü kombinasyonları her iki türde de yüksek ve düşük kalitedeki ikişer tohum partisinde kullanılmıştır. Kuraklık stresi, farklı konsantrasyonlarda % 0, 10, 15 ve 18 PEG-6000, tuzluluk stresi ise, farklı molaritelerde 0, 50, 100, 150 mM NaCl kullanılarak simüle edilmiştir. Sıcaklık stresi ise tohumların 20, 30, 35 ve 40°C'de çimlendirilmeleriyle test edilmiştir. KMP uygulaması tohum: vermikülit:su 2:1:3 oranında soğan için 3 gün havuç için de 5 gün 15ºC'de karanlıkta yapılmıştır. Bütün katı matris priming işlemi, her iki türün tohumlarının ve fidelerinin, stres koşularında (%10, 15 PEG ve 50, 100 mM NaCl) performansını arttırmıştır. Yüksek düzeydeki stres koşullarında, % 18 PEG, 150 mM NaCl ve 40°C sıcaklık, olumlu etkide bulunmamıştır.
Vermikompost soğanda ve deniz yosunu ise havuçta önemli ölçüde (P<0.05) fidelerin kalitesini artırmıştır. Düşük kaliteli havuç tohumlarında, %10 PEG'de, fide çıkışının maksimum sonucu (%85) DY'den elde edilirken, kontrol değerleri olarak %53 bulunmuştur. Yüksek kaliteli havuç tohumları için, fide uzunluğu 6.6 cm iken, kontrol grubunda 4.9 cm olarak kaydedilmiştir. Benzer şekilde, 100 mM tuzluluk stresinde, düşük kaliteli olan kontrol tohumlarında hiç çimlenme olmamıştır. Soğanda, düşük kaliteli tohumlar için, fide çıkışının en iyi sonucu (%71) VC'den elde edilirken kontrolde %54 bulunmuştur. Organik özütlerle (DY ve VC) KMP yapılan tohumların CAT, APX ve SOD aktivitesi yüksek bulunmuştur. DY ve VC'nin mineral bileşimi de butenolid kıyasla daha yüksektir. Özellikle S, Ca, Mn ve K kapsamları yüksek değerler vermiştir. Organik özütlerle yapılan katı matris priming, tüm parametreleri istatistiksel düzeyde anlamlı (P<0.05) etkilemiştir. Bununla birlikte, havuç için DY, soğan için VC, tercih edilebilecek organik özütlerdir.

Anahtar kelimeler: vermikompost, deniz yosunu, butenolid, fide çıkış, enzim aktivitesi

Abstract:
Abiotic stresses such as drought, salinity and temperature extremes are serious problems that hinder crop production and productivity. Seed germination and seedling development are the most sensitive stages to abiotic stress. Thus, enhancing the quality of a seed ahead of sowing is vital to minimize these problems. The present study was aimed to investigate the effect of priming with organic extracts on the quality of seeds and seedlings of carrot and onion under abiotic stress conditions. Seaweed (SW), Butenolide (But) and vermicompost (VC) in single, double and triple combination were used. Drought stress was simulated using PEG-6000 at different concentrations (0, 10, 15 and 18%PEG), while salinity stress was simulated using NaCl at different molarity (0, 50, 100, 150mM), which have same osmotic potential with the corresponding PEG concentrations. At the same osmotic potential, the inhibitory effect of PEG was greater than NaCl. All matrix priming treatment improved performance of seeds and seedlings of both crops at mild but not at very high stress levels. High concentrations of PEG (18%PEG), NaCl (150mM), and very high temperature (40 °C) brought about detrimental effects on seed germination. However, at mild stress, solid matrix priming with seaweed alone and in combination with butenolide significantly (P<0.05) improved the performance of carrot. Likewise, vermicompost alone and its combination with seaweed significantly (P<0.05) improved the performance of onion seeds and seedlings. In low quality seeds of carrot at 10% PEG, maximum result of seedling emergence was obtained from seaweed as 85%, while the control was 53%. Maximum seedling length for the high-quality seed lot was recorded from seaweed as 6.6cm, while the control was 4.9 cm. In onion, for low quality seeds, the best result of seedling emergence was obtained from VC 71% while the control was 54%. Similarly, at 100mM salinity stress, there was no germination recorded for none primed low quality carrot seeds. But seeds primed with seaweed showed 52% seedling emergence. These organic extracts have also better enzyme activity per gram of seed. The mineral composition of seaweed and VC were also higher as compared to butenolide. All the parameters were improved significantly (P<0.05) using solid matrix priming with organic extracts. However, seaweed for carrot and VC for onion are preferable organic extracts to use as priming agent.             

Key words: Vermicompost, Seaweed, Butenolide, Seedling emergence, Enzyme activity