Fasulye bitkisinde sulama suyu kaynaklı tuzluluk stresinin azaltılmasında selenyum ve silisyum uygulamalarının etkileri
The effects of selenium and silisium applications on reducing irrigation water-induced salinity stress in bean plant
Yazar: MULAT ASMAMAW ADMASIE
Danışman: PROF. DR. AHMET KURUNÇ
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Eşik değer dinamikleri = Threshold dynamics ; Fasulye = Bean ; Selenyum = Selenium ; Silisyum = Silicon ; Su kalitesi = Water quality ; Tuz stresi = Salt stress ; Tuzluluk = Salinity

Özet:
Aşırı tuzluluk, ozmotik stres, toksik iyonların ve iyon dengesizliğinin zararlı etkileri bitki büyümesini ve gelişimini olumsuz etkiler. Fasulye dâhil baklagiller, abiyotik stres faktörleri arasında özellikle tuz stresinden önemli düzeyde etkilendiklerinden tuza duyarlı bitki türleri olarak sınıflandırılırlar. Son yıllarda silisyum ve selenyum gibi elementlerin tuzluluk stresinin azaltılması amacıyla kullanımı konusunda yapılan araştırmalar giderek artmaktadır. Ancak, dünya literatüründe bu elementlerin fasulye bitkisinde tuzluluk stresinin azaltılmasına yönelik araştırma sonuçlarını içeren bir çalışmaya rastlanılmamış olması bilimsel kaynaklarda önemli bir eksikliktir. Bu çalışmanın temel amacı tuzluluk stresinin fasulye (Phaseolus vulgaris L.) bitkisinde büyüme, verim ve kalite parametrelerine olumsuz etkisinin silisyum veya selenyum uygulamaları ile azaltılabilirliğinin belirlenmesidir. Araştırma, Akdeniz Üniversitesinde Mart-2019 ve Mart-2021 tarihleri arasında yağıştan korunaklı bir alanda tartılabilen lizimetrelerde iki yetiştirme döneminde olmak üzere toplam 24 ayda tamamlanmıştır. Çalışmada birbirine benzer ikişer faktörlü (sulama suyu tuzluluğu ve silisyum veya selenyum) iki ayrı deneme oluşturulmuştur. Kontrol (0.6 dS/m), düşük (1.6 dS/m), orta (3.0 dS/m) ve yüksek (4.8 dS/m) olmak üzere dört farklı sulama suyu tuzluluk düzeyi konusu her iki denemede de araştırılan ilk faktör konuları, buna ek olarak fasulye bitkisinin tuzluluk stresine dayanımını arttıracağı düşünülen silisyum ve selenyumun iki hafta aralıklarla üç farklı yaprak uygulama dozları (sırasıyla 0, 56 ve 112 mg Si /L ve 0, 5 ve 20 mg Se/L) ise denemelerde ikinci faktör olarak ele alınmıştır. Denemeler sonunda bitki su tüketimi, toprak tuzluluğu ve drenaj suyu tuzlulukları ile verim parametreleri olarak bakla boyu, bakla sayısı, tohum sayısı, yaş ve kuru biyolojik verim vejetatif kuru ağırlık, bakla kuru ağırlığı ve tohum kuru ağırlığı belirlenmiştir. Bunlara ek olarak bitkide organik asit bileşenlerinin (tartarik asit, okzalik asit, malik asit, maloik asit, şikimik asit, askorbik asit, asetik asit, sitrik asit, maleik asit, fumarik asit ve süksinik asit) analizleri yapılmıştır. Çalışmada son olarak silisyum ve selenyumun her bir yaprak uygulama düzeyi için ayrı ayrı tuzluluk eşik ve oransal verim azalması değerleri de belirlenmiştir. Genel olarak değerlendirildiğinde, her iki yılda da tuzluluk ana faktörünün fasulye bitkisinde bitki su tüketimi, büyüme ve verim gibi parametreleri önemli düzeylerde olumsuz etkilediği ancak, birçok bitkide tuzluluk stresini azaltmada kullanılabileceği önerilen silisyum ve selenyum yaprak uygulamasının fasulye bitkisinde hemen hemen tüm parametreler için genel olarak ifade edilebilecek istatistiksel anlamda olumlu bir eğilim göstermediği ortaya konulmuştur. Kontrol tuzluluk konusu ile karşılaştırıldığında fasulye bitkisine 112 mg Si /L uygulama konusunun tuzluluk eşik değerini bir miktar arttırdığı, 20 mg Se/L uygulama konusunun ise tuzluluk eşik değeri önemli sayılabilecek düzeyde etkilemediği ancak bu uygulamanın eşik sonrası meydana gelen verim azalmasını ifade eden eğim değerini düşük düzeyde de olsa olumlu etkilediği ortaya konulmuştur. Tüm bunlar değerlendirildiğinde, gerek silisyum ve gerekse selenyumun araştırılan uygulama dozlarında dışşal yaprak uygulamalarının fasulye bitkisinde tuzluluk stresinin büyüme, verim ve kalite parametrelerine toleransını geliştirmede beklenenden daha az bir etkiye sahip olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Excess salinity, osmotic stress, harmful effects of toxic ions and ion imbalance negatively affect plant growth and development. Legumes, including beans, are classified as salt-sensitive plant species as they were significantly affected by salt stress, one of the abiotic stress factors. In recent years, researches on the use of elements such as silisium and selenium to reduce salinity stress have been increasing. However, no study has been found in the world literature that shows the effects of these elements on reducing salinity stress in bean plants. The main purpose of this study was to determine whether the negative effects of salinity stress on growth, yield and quality parameters of bean (Phaseolus vulgaris L.) plant could be reduced by silisium or selenium applications. The research was realized for two growing seasons between March-2019 and March-2021, in weighing lysimeters under a rain-out shelter at Akdeniz University. In the study, two different experiments with similar two factors (irrigation water salinity and silisium or selenium) were set up. Four different irrigation water salinity levels including control (0.6 dS/m), low (1.6 dS/m), medium (3.0 dS/m) and high (4.8 dS/m) as the first factor treatments were investigated in both experiments. In addition, three different foliar application dosage of silisium (0, 56 and 112 mg Si/L) and selenium (0, 5 and 20 mg Se/L) which were thought to increase the response of the bean plant to salinity stress, were considered as the second factor in the experiments. At the end of the experiment, plant water consumption, soil salinity and drainage water salinity and yield parameters as pod length, number of pod, number of seed, wet and dry biological yield, vegetative dry weight, pod dry weight and seed dry weight were determined. In addition to these, organic acid components (tartaric acid, oxalic acid, malic acid, maloic acid, shikimic acid, ascorbic acid, acetic acid, citric acid, maleic acid, fumaric acid and succinic acid) of the plant samples were analyzed. Finally, salinity threshold and relative yield decrease values were determined separately for each foliar application dose of silisium and selenium. In general, salinity, as the main factor, has a significant negative effect on parameters including plant water consumption, growth and yield in bean plants in both years. However, it has been shown that foliar application of silisium and selenium, which are suggested to be used to reduce salinity stress in many plants, did not show, in general, a statistically positive trend for almost all growth, yield and quality parameters in bean. Compared to the control salinity treatment, it was revealed that the application of 112 mg Si/L to the bean plant slightly increased the salinity threshold, while the application of 20 mg Se/L did not affect the salinity threshold value at a significant level, but this application had a very low positive effect on the slope value, which expresses the decrease in yield after the threshold salinity. When evaluated in general, it was concluded that foliar application of silisium and selenium under studied concentartions had minor effect than expected in improving the tolerance of salinity stress to growth, yield and quality parameters in bean plants.