Çinko noksanlığının değişik buğday ve arpa genotiplerinde büyüme mineral elementlerin dağılımı ve çinko mobilize edici kök salgıları (fitosideroforlor)üzerine etkisi
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 23211
- Danışmanlar: PROF. DR. YEŞİLSOY M. ŞEFİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Ziraat, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1992
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Toprak Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 131
Özet
ÖZET Çinko noksanlığı, kültür altındaki topraklarda fazlasıyla yaygınlık gösteren bir beslenme problemidir. Bu problemin ortaya çıkması, toprakların Zn yönünden fakir olmasıyla ilişkili değildir; aksine, toprakta bol miktarda bulunan Zn'nun bitkilerce alınabilirliğinin sınırlandırılmış olmasındandır. Çinko noksanlığının giderilmesi için toprağa katılan gübrelerdeki Zn bile özellikle yüksek pH'ya sahip topraklarda çok kısa bir zaman içinde bitkilerin yararlanamayacağı bir forma dönüşmekte veya kil minerali erince fîkse edilmektedir. Son yıllarda yapılan araştırmalar, tahıllarda bazı genotiplerin Fe veya Zn noksanlığı stresine girdiği zaman bir takım kök reaksiyonları geliştirerek (örneğin toprağa fitosiderofor adı verilen şelatörler salgılayarak) toprakta alınamaz formdaki Fe veya Zn kaynaklarını çok iyi kullandığını ve noksanlık problemi göstermediğini ortaya koymaktadır. Ancak bu tür kök reaksiyonu her genotipte mevcut olmadığından, bu reaksiyonları çok etkili biçimde geliştiren genotiplerin seçimi günümüzde bitki besleme dalında aktüel konulardan biri olmaya başlamıştır. Bu bilgilerden hareket edilerek bu doktora çalışmasında bazı buğday ve arpa çeşitlerinin Zn noksanlığı koşullarında köklerden salgıladıkları fitosiderofor adı verilen Zn ve aynı zamanda Fe ve Gu mobilize eden şelatörlerin miktarları araştırılmıştır. Bu araştırmalar sırasında ayrıca farklı düzeylerdeki Zn beslenmesinin denemelere konu -95--96- olan buğday ve arpa genotiplerinde büyüme üzerine olan etkisi ile mineral elementlerin (P, K, Fe, Zn, Mn ve Gu) bitkilerdeki konsantrasyonlarına olan etkisi araştırılmıştır. Denemelerde kullanılan genotiplerin Zn noksanlığına karşı dayanıklılıkları, daha önce Güney Avusturalya koşullarında Dr. Robin Graham (Adelaide Üniversitesi) tarafından yürütülen tarla denemeleriyle belirlenmiştir. Buna göre buradaki denemelerde kullanılan buğday genetiplerinden Aroona ve arpa genotiplerinden WI-2597 adlı genotipler Zn noksanlığına karşı dayanıklı, Duran" adlı buğday genotipi ve GI-3576 adlı arpa genotipi ise dayanıksız (duyarlı) olarak sınıflandırılmıştır. Sözü olunan bu 4 genotip kontrollü iklim odası ve sera koşullarında hem su kültürü hem de toprak ortamında değişik düzeylerde Zn uygulanarak yetiştirilmiştir. Su kültürü denemelerinde genotiplerin 8. günden itibaren kök salgıları toplanmaya başlanmış ve bu işlem genellikle 3-4 günde bir yürütülmüştür. Toplanan kök salgıları, kısmen buharlaştırılarak konsantre edildikten sonra çözünürlülüğü çok güç olan Fe hidroksitlerden Fe'i ve yüzeyinde kuvvetli biçimde absorbe olmuş Zn ve Gu taşıyan reçinelerden ise Zn ve Gu'ı mobilize edici kapasiteleri saptanmıştır. Elde olunan sonuçlar, Zn ve Fe ile yeteri düzeyde beslenme koşullarında denemelere konu olan genotiplerin kök salgılarının son derece düşük miktarlarda mikroelement (Fe, Zn, Gu) mobilize edici bir kapasiteye sahip olduklarını göstermiştir. Ancak genotipler Zn veya Fe ile noksanlık stresine sokulunca-97- genotipten genotipe farklı olmak üzere çok yüksek konsantrasyonlarda mikroelement mobilize edici fîtosiderofor salgılamışlardır. Buğdayda demir noksanlığı koşullarında hem Aroona hemde Durati genotipleri çok yüksek düzeyde fîtosiderofor salgılarken, Zn noksanlığı koşullarında yanlızca Aroona yüksek bir fîtosiderofor salgılama kapasitesi göstermiştir. Çinko noksanlığındaki Durati'nin, fîtosiderofor salgılama kapasitesinden hemen hemen yoksun olduğu bulunmuştur. Bu bulgu, bu genotipin Zn noksanlığının mevcut olduğu topraklarda neden duyarlı (dayanıksız) olduğunu ve veriminin neden düşük olduğunu açıklamada dikkate alınacak önemli bir bulgu olarak değerlendirilmiştir. Benzer durum arpa genotiplerinde de bulunmuştur. Demir noksanlığı koşullarında hem WI-2597 hem de GI-3576 genotipleri benzer şekilde yüksek oranlarda mikroelement mobilize edici fîtosiderofor salgılarken, Zn noksanlığı koşullarında yüksek oranda fîtosiderofor salgılama kapasitesi yanlızca WI-2597 genotipinde bulunmuştur. Bu sonuçlar da WI-2597 genoü'pinin Zn noksanlığına karşı dayanıklılığının GI-3576 genotipine göre neden daha yüksek olduğunu açıklamada dikkate değer bulunmuştur. Hem su kültürü ortamında hem de toprak ortamında yürütülen saksı denemelerinde de Durati ve CI-3576 genotipleri diğer genotiplere (Aroona ve WI-2597) göre Zn noksanlığı koşullarında daha kötü büyüme performansı göstermiştir. Bu bulguya paralel olarak yapraklarda Zn noksanlığı simptomlan (nekrotik lekelerin oluşması) yine daha önce buğdayda Durati genotipinde, arpa da ise CI-3576 genotipinde gözlenmiştir. Alınabilir Zn konsantrasyonu yönünden son derece fakir olan bir-98- toprakta yürütülen denemelerde, Aroona ve WI-2597 genotîpleri diğer genotiplere göre topraktan daha fazla Zn alma eğilimi göstermiştir. Genotiplerin içerdikleri besin elementlerinin konsantrasyonları Zn uygulamalarına bağlı olarak önemli değişmeler göstermiştir. Su kültürü denemelerinde Zn noksanlığındaki bitkiler, Zn ile iyi beslenmiş bitkilere göre (kontrol bitkileri) daha yüksek konsantrasyonlarda P içerdiği bulunmuştur. Fosfordaki bu durumun tersine bitkilerin K içeriklerinin Zn beslenmesinden etkilenmediği gözlenmiştir. Çinko noksanlığındaki bitkilerin aynı zamanda kontrol bitkilerine oranla daha yüksek konsantrasyonlarda Fe ve Mn içerdiği saptanmıştır. Mineral besin elementlerinde görülen bu farklı dağılımların nedenleri tartışılmıştır. Sonuç olarak, genotiplerin Zn noksanlığına karşı gösterdikleri duyarlılıkların derecesi, bu genotiplerin köklerden salgıladıktan Zn mobilize edici fitosideroforların miktarıyla yakın bir ilişki içinde olduğu ortaya çıkmıştır. Fitosiderofor salgılama kapasitesi yüksek olan genotiplerin ıslah ve seleksiyon çalışmalarıyla saptanıp, Zn noksanlığı probleminin şiddetli olduğu topraklarda yetiştirilmesi son derece ekonomik olan agronomik bir yaklaşımdır.
Özet (Çeviri)
SUMMARY Zinc deficiency in crop plants is widespread and caused primarily by the low availability of Zn present in soils to the plants. A low total Zn concentration is of a minor importance as a reason for the occurrence of Zn deficiency in plants. The soil amendments of fertilizer Zn is a common methot to correct Zn deficiency, however also this Zn added to soil by fertilizers is rapidly fixed by clay mineralsand by other soil constituents in an unavailable form to plants, especially in soils with high pH. In recent years it is well established that roots of some cereal genotypes under Fe deficiency and also under Zn deficiency release high amounts of organic compounds, the so-called phytosiderophores, which are highly effective in soils to mobilize Fe and Zn by chelation from sparingly soluble inorganic Fe or Zn compounds. In most cases, the release of these compounds correlates closely with resistance of plants to Fe deficiency. Therefore, selection of genotypes with high ability to release micronutrient (i.e. Fe, Zn and Gu) mobilizing compounds (phytosiderophores) from roots is highly desirable in plant nutrition studies. Based on this knowledge, in this Ph.D. study experiments with various wheat and barley genotypes were undertaken to investigate the effects of varied Zn supply on a) the release of Zn (and also Fe and Gu) mobilizing compounds (phytosiderophores) from roots b) plant growth and c) mineral element composition (P, K, Fe, Mn, Zn and Cu) of plants. -99--100- The wheat and barley genotypes used in this Ph.D. study were previously tested in field conditions by Dr. Robin Graham (Adelaide University-Australia) for their Zn efficiency. According to these field experiments on a Zn deficient soil,“Aroona”from the wheat genotypes and“WI-2597”from the barley genotypes were selected as Zn efficient genotypes, and the genotypes“Durati”(wheat) and“GI-3576”(barley) were Zn inefficient These genotypes were grown under controlled growth chamber and greenhouse conditions using nutrient solution and soil culture. In the experiments with nutrient solution, the collection of root exudates was initiated when the plants 8-days-old in nutrient solution and continued every 3-4 days. The collected root exudates were partly concentrated under vacum, and then for the measurement of their micronutrient (Zn, Fe, Gu) mobilizing capacity they were treated with sparingly soluble Fem-hydroxides and resins loaded with Zn+2 and Gu+2. The results obtained showed that in the plants supplied well with Zn and Fe (control plants) the release of micronutrient mobilizing root exudates (phytosiderophores) remained at a low level.. If the plants are strssed by Zn orFe deficiency, the release of micronutrient mobilizing phytosiderophores was markedly increased; however, between genotypes there was differences. Under Fe deficiency the wheat genotypes Aroona and Durati were equally efficient to release high amounts of phytosiderophores, whereas under Zn deficiency only Aroona significady increased release of phytosiderophores. These results can be used as an explanaition why the genotype Durati is highly sensitive and grown with low yield capacity on Zn deficient soils. Similarly, under Fe deficiency the barley genotypes WI-2597 and-101- GI-3576 released high amounts of micronutrient mobilizing phytosiderophores, however under Zn deficiency they were different with respect to phytosiderophore release. The WI-2597 compared to GI-3576 was much more effective to release Zn or Fe mobilizing phytosiderophores from roots, indicating that WI-2597 can adapt on Zn deficient soils better than GI-3576. Under low Zn supply all genotypes developed Zn deficiency symptoms (i.e. growth depressons, necrotic patches on leaf blades), however in varying severity. The symptoms occurred first and more severe in Durau* and GI-2576. In the experiments with a Zn deficient soil itis found that Aroona and WI-2597 could take up more Zn from the soil than the other genotypes Durati and GI-3576. The concentrations of mineral nutrients in plants were differently affected by Zn deficiency. The concentration of P strongly increased with severity of Zn deficiency, whereas K concentrations were not affected by Zn deficiency. Similar to P, also the concentrations of Fe and Mn in Zn deficient plants were much higher than those of Zn sufficient plants. In conclusion, the results presented here showed that the degree of resistance to Zn deficiency of the wheat and barley genotypes positively correlated with the capacity of the genotypes to release Zn mobilizing phytosiderophores from the roots. From these results it can be concluded that in selection and breeding of cereal genotypes for high resistance to Zn deficiency more attention should be paid to capacity of genotypes to release Zn mobilizing phytosiderophores. r.G YÜKSBf ÜÖRETÎM KÜİM ttOKÜMANTASYOf* AUKKggft
Benzer Tezler
- Değişik tahıl ürünlerinin ve buğday çeşitlerinin çinko eksikliğine karşı duyarlılığının araştırılması
Sensitivity of different cereal species and wheat cultivars to zinc deficiency
M.BÜLENT TORUN
- Sera koşullarında toprağa uygulanan gyttja'nın buğdayın büyümesi ve yeşil aksam bor ve çinko konsantrasyonu üzerine etkisi
The effect of gyttja application on growth of wheat and concentrations of boron and zinc in shoot under greenhouse conditions
M. ATİLLA YAZICI
- Artan oranlarda uygulanan fosforun buğday yapraklarında çinkonun yarayışlılığına etkisi
The Effects of increasing phosphorus levels on zinc quailability in the wheat leavels
HACI KALFA
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
ZiraatÇukurova ÜniversitesiToprak Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KEMAL YALÇIN GÜLÜT