Cystoseira barbata extracts as biostimulants in soilless culture
Topraksız tarımda biyostimülantlar olarak cystoseira barbata özütleri
- Tez No: 944899
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BAHAR YILDIZ KUTMAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Disiplinlerarası Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 231
Özet
Topraksız tarım sistemleri, geleneksel toprak temelli tarımın getirdiği birçok zorluğun üstesinden gelerek, ona umut vadeden bir alternatif sunmaktadır. Bitki büyümesini ve dayanıklılığını artıran bitki biyostimülanlarını topraksız tarım sistemlerine entegre etmek, modern tarım için pratik, güvenli ve sürdürülebilir bir stratejiyi temsil eder. Özellikle deniz yosunu özütlerinin büyümeyi teşvik edici özellikleri, onları topraksız tarım sistemlerinde çevre dostu üretim için değerli girdiler haline getirir. Bu tez çalışması, Marmara Denizi'nden toplanan kahverengi bir alg türü Cystoseira barbata'dan elde edilen farklı deniz yosunu özütlerinin (su, alkali ve asit) etki mekanizmalarının anlaşılmasına yönelik çeşitli karakterizasyon analizlerini içermektedir. Bu özütlerin biyostimülan aktiviteleri, farklı bitkiler kullanılarak topraksız yetiştirme sistemlerinde değerlendirilmiş, perlitte buğdayın erken büyümesi ve fide gelişimi, hidroponikte tuzluluk stresi altında buğday büyümesi, hidroponik olarak yetiştirilen marulda verim ve besin kalitesi ve substrat bazlı sistemde yetiştirilen biberde yaprak uygulamalarının etkinliğine odaklanılmıştır. Perlit denemelerine göre, C. barbata özütlerinin çimlenme ortamına uygulanması, tohum uygulamasına kıyasla erken bitki büyümesi üzerinde daha olumlu etkilere sahipti. Bu bulgular, farklı bileşimlere sahip özütlerin fide performansını ve erken gelişimi desteklemede etkili olabileceğini göstermektedir. Hidroponik buğday deneylerinde, C. barbata özütlerinin iki tuzluluk stresi seviyesi altında yetiştirilen buğday bitkilerinde biyostimülant olarak kullanılma potansiyeli değerlendirilmiştir. Özütler, her iki tuzluluk stresi seviyesinde de bitki biyokütlesini ve dayanıklılığını artırmış, bu da onların stresin adaptasyon mekanizmaları yoluyla abiyotik stresin hafifletilmesinde potansiyel taşıdığını göstermiştir. C. barbata özütlerinin serada hidroponik olarak yetiştirilen marul bitkilerine uygulanması, verim, kök morfolojisi ve fenolik ve antioksidan kapasite, karotenoid düzeyleri, glutatyon ve C vitamini konsantrasyonları gibi fizyolojik kalite faktörleri üzerinde olumlu etkiler göstererek önemli gelişmelere yol açmıştır. Özütlerin besin çözeltisine entegre edilmesinin, yapraklı sebzeler için etkili bir biyostimülant görevi görebileceği, bitki performansını ve nutrasötik özelliklerini artırabileceği sonucuna varılmıştır. Biber deneyinin sonuçları, özellikle su ve asit özütleri olmak üzere C. barbata özütlerinin yaprak uygulamasının, kokopit bazlı ortamda yetiştirilen bitkilerde verim ve fenolik içerik, antioksidan aktivite, C vitamini, glutatyon ve çözünür karbonhidrat seviyeleri gibi besin kalitesini artırdığını ortaya koymuştur. Ayrıca, deneysel özütlerin, ticari bir yosun bazlı biyostimülant ürününe kıyasla daha üstün performans gösterdiği belirlenmiştir. Sonuç olarak, bu çalışmanın bulguları, aynı yosun kaynağından elde edilen özütlerin, ekstraksiyon yöntemine bağlı olarak değişen biyolojik olarak etkili bileşimleri sayesinde bitki performansını farklı derecelerde etkileyebileceğini göstermektedir. Bu umut verici bulgular, Cystoseira barbata özütlerinin sürdürülebilir ve yerel kaynaklı bir biyostimülant olarak, topraksız tarım sistemlerinde bitki performansını, verimi, ürün kalitesini ve stres toleransını artırma potansiyeline sahip olduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Soilless culture systems offer a promising alternative to traditional soil-based agriculture by overcoming many of its associated challenges. Integrating plant biostimulants that enhance plant growth and resilience into soilless farming systems represents a practical, safe, and sustainable strategy for modern agriculture. In particular, the growth-promoting properties of seaweed extracts make them valuable inputs for environmentally friendly production in soilless farming systems. This thesis includes various characterization analyses to understand the mechanisms of action of different seaweed extracts (water, alkali and acid) obtained from Cystoseira barbata, a brown seaweed, which was collected from the Marmara Sea. The biostimulant activities of these extracts were evaluated in soilless cultivation systems using different crop plants, focusing on their effects on early growth and seedling development of wheat in perlite, wheat growth under salinity stress in hydroponics, yield and nutritional quality in hydroponically grown lettuce, and the efficacy of foliar applications in pepper cultivated in substrate-based system. According to the perlite experiments, the application of C. barbata extracts to the germination medium had more positive effects on early plant growth compared to seed application. These findings suggest that extracts with varying compositions can be effective for supporting seedling performance and early development. In hydroponic wheat experiments, the potential of using C. barbata extracts as biostimulants on wheat plants grown under two levels of salinity stress was evaluated. The extracts enhanced plant biomass and tolerance under both levels of salinity stress, indicating their potential to mitigate abiotic stress through stress adaptation mechanisms. Application of C. barbata extracts led to considerable improvements in hydroponically grown lettuce under greenhouse conditions, having positive effects on growth parameters such as yield, root morphology, mineral levels and physiological quality factors, including phenolic and antioxidant capacity, carotenoid levels, glutathione, and vitamin C concentrations under greenhouse conditions. It was concluded that integrating the extracts into the nutrient solution could act as an effective biostimulant for leafy vegetables, enhancing plant performance and nutraceutical properties. The results of the pepper experiment revealed that foliar application of C. barbata extracts, particularly the water and acid extracts, enhanced the yield and nutritional quality including phenolic content, antioxidant activity, vitamin C, glutathione, and soluble carbohydrate levels in plants grown in cocopeat-based medium. The experimental extracts also outperformed the commercial algae biostimulant product. In conclusion, the findings of this study indicate that extracts obtained from the same algae source can significantly affect plant performance to different extents depending on their bioactive composition, which is influenced by the extraction method. These promising findings highlight the potential of C. barbata extracts as a sustainable and locally sourced biostimulant that can enhance plant performance, yield, quality and stress tolerance in soilless agricultural systems.
Benzer Tezler
- Biostimulant effects of cystoseira barbata extracts on soil-grown crops
Cystoseira barbata ekstraktlarının toprakta yetiştirilen ürünler üzerindeki biyostimülant etkileri
YAĞMUR ARIKAN ALGÜL
Doktora
İngilizce
2025
BiyoteknolojiGebze Teknik ÜniversitesiDisiplinlerarası Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BAHAR YILDIZ KUTMAN
- Makro alglerden elde edilen gübrelerin Cystoeria barbata (Phaeophyceae) yetiştiriciliğinde kullanılması
Utilization of liquid fertilizer obtained from macro algae in aquaculture of Cystoeria barbata (Phaeophyceae)
MERVE KÜNİLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Su ÜrünleriÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiSu Ürünleri Yetiştiriciliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKNUR AK
- Ekonomik değeri olan bazı alg türlerinden elde edilen ekstrelerin biyokimyasal analizi ve saccharomyces cerevisiae kültüründe besinsel değerinin ölçülmesi
Algae species extracts with economic value of biochemical analysis and measurement of nutritional value in saccharomyces cerevisiae culture
FATMA CAF
- Karadeniz kıyılarında bulunan bazı makro alg türlerinin antimikrobiyal aktivitelerinin araştırılması
Investigation of antimicrobial activities of some macro algae from Black Sea
YİĞİT ŞAHİN
- Ege denizi kıyılarında bulunan bazı makro alg türlerinin antimikrobiyal ve antioksidan aktivitelerinin saptanması
Antimicrobial and antioxidant activities of some macro algae from Aegean sea
ZERRİN ÇAKI