ÖZET Yüksek Lisans Tezi MERCİMEK (Lens culinaris Medik. cvs) ÇEŞİTLERİNDE FOSFOR ETKİNLİĞİNİN KURAKLIĞA TOLERANS ÜZERİNE ETKİSİ Tutku GÜZELORDU Ankara

Transkript

1 ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ MERCİMEK (Lens culinaris Medik. cvs) ÇEŞİTLERİNDE FOSFOR ETKİNLİĞİNİN KURAKLIĞA TOLERANS ÜZERİNE ETKİSİ Tutku GÜZELORDU TOPRAK ANABİLİM DALI ANKARA 2007 Her hakkı saklıdır

2 ÖZET Yüksek Lisans Tezi MERCİMEK (Lens culinaris Medik. cvs) ÇEŞİTLERİNDE FOSFOR ETKİNLİĞİNİN KURAKLIĞA TOLERANS ÜZERİNE ETKİSİ Tutku GÜZELORDU Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Toprak Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Aydın GÜNEŞ Kuraklık, kurak ve yarı kurak bölgelerde yetiştirilen mercimekte verimi sınırlandıran en önemli etkenlerden biridir. Fosfor etkinliği ile kuraklık toleransı arasında etkileşimin olup olmadığına ilişkin bir bilgi yoktur. Bu çalışmada altı mercimek çeşidinin kuraklığa olan toleransında fosforun etkinliğin etkisini belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışma sera koşullarında yürütülmüştür. Bir grup bitki normal koşullarda sulanırken diğer iki gruba kurak koşullarda 0 mg kg -1 ve 40 mg kg -1 P uygulanmıştır. Çalışmada aynı zamanda kuraklıkla ilgili olan bazı fizyolojik ve biyokimyasal parametrelere P lu gübrelemenin etkiside belirlenmiştir. Çalışmadan elde edilen sonuçlara göre, Sazak 91, Emre 20 ve Fırat 87 çeşitleri, kuraklık hassasiyet indeksi ve fosfor etkinliği bakımından diğer çeşitlere göre daha üstün olmuşlardır. Yaş ve kuru ağırlıklar kuraklık sonucunda azalırken, P uygulamasıyla artmıştır. Nisbi nem içeriği kuraklığa bağlı olarak azalmıştır, ancak P uygulamasıyla değişiklik olmamıştır. Kuraklık nisbi klorofili azaltırken, kurak koşullarda fosfor uygulaması arttırmıştır. Bitki sıcaklığı ise kuraklığa bağlı olarak tüm çeşitlerde artmış ve birçok çeşitte P uygulaması bitki sıcaklığını düşürmüştür. Stoma direnci kuraklık uygulamasıyla artmıştır, ancak P uygulamasıyla değişiklik olmamıştır. Membran geçirgenliği, H 2 O 2, lipid peroksidasyon çeşitler içinde farklılıklar göstermiştir. Prolin kuraklık ile artış göstermiştir. Fosfor içeriğinde çeşitler içinde farklılıklar olurken, fosfor alımı kuraklık ile azalmış ve fosfor uygulaması ile artmıştır. 2007, 52 sayfa Anahtar Kelimeler: Fosfor etkinliği, kuraklık stresi, kuraklığa tolerans, mercimek i

3 ABSTRACT Masters Thesis EFFECT OF PHOSPHORUS EFFICIENCY ON DROUGHT TOLERANCE OF LENTIL (Lens culinaris Medik. cvs) CULTIVARS Tutku GÜZELORDU Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Soil Science Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Aydın GÜNEŞ Drought is one of the most important factors limiting chickpea production in arid and semi arid regions. There is no information regarding the relationship between phosphorus efficiency and drought tolerance. A greenhouse study was conducted to evaluate the effect of phosphorus efficiency on drought tolerance of six lentil cultivars. While one group of the plants irrigated, phosphorus was applied for the other two groups 0 mg kg -1 and 40 mg kg -1 in drought conditions. In this study, effect of phosphorus on physiological and biochemical parameters symptomatic for drought stress was also determined. According to the obtained results from the study, as an important measure of drought tolerance, Sazak 91, Emre 20 and Fırat 87 showed better drought susceptibility index (DSI) and phosphorus efficiency values than the other genotypes. Fresh and dry weights decreased as a result of drought and increased by P application. Relative water content decreased by drought but not changed by P application. Relative chlorophyll was decreased by drought and while P application increased. Canopy temperature increased by drought in all genotypes and decreased in most of them by P application. Stomatal resistance increased by drought but not affected by P application. Membrane permeability, H 2 O 2, lipid peroxidation showed differences depending on genotypes. Proline showed an increase as a result of drought. Phosphorus content had been varied between genotypes, phosphorus uptake decreased by drought and increased by P application. 2007, 52 pages Key Words: Phosphorus efficiency, drought stres, drought tolerance, lentil ii

4 TEŞEKKÜR Üniversite yaşamım boyunca gelişimimde, mesleki kararlar almamda büyük katkıları olan ve çalışmam süresince desteğini esirgemeyen değerli Hocam Sayın Prof. Dr. Aydın GÜNEŞ e teşekkürü bir borç bilirim. Tez çalışmam sırasında katkılarını esirgemeyen Sayın Dr. Figen ERASLAN, Sayın Arş.Gör. Nuray ÇİÇEK, Özge SAVAŞTÜRK e ve tez yazımı süresince bana destek olan değerli iş arkadaşlarıma teşekkürlerimi sunarım. Ayrıca hayatım boyunca maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen değerli anne ve babama içtenlikle teşekkür ederim. Tutku GÜZELORDU Ankara, Ekim 2007 iii

5 İÇİNDEKİLER ÖZET... i ABSTRACT... ii TEŞEKKÜR... iii SİMGELER DİZİNİ... vi ŞEKİLLER DİZİNİ... viii ÇİZELGELER DİZİNİ... iv 1. GİRİŞ KAYNAK ÖZETLERİ MATERYAL VE YÖNTEM Kuraklık Hassasiyet İndeksi Fosfor Etkinliği Bitki Analizleri Nispi nem içeriği Yaprak su tutma kapasitesi Membran geçirgenliği Nispi klorofil miktarı Lipid peroksidasyon Hidrojen peroksit Prolin Stoma direnci Bitki sıcaklığı Bitkide P içeriğinin belirlenmesi İstatistik Analizleri ARAŞTIRMA BULGULARI Deneme Topraklarının Bazı Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri Mercimek Çeşitlerinin Yaş ve Kuru Ağırlıkları, Kuraklığa Hassasiyet İndeksleri ve Fosfor Etkinlikleri Mercimek Çeşitlerinin Yaprak Su Tutma Kapasitesi ve Nispi Nem İçerikleri Mercimek Çeşitlerinin Klorofil, Bitki Sıcaklığı, Stoma Direnci ve Membran Geçirgenliği iv

6 4.5 Mercimek Çeşitlerinin Hidrojen Peroksit Konsantrasyonu, Lipid Peroksidasyonu ve Prolin Konsantrasyonu Mercimek Çeşitlerinin Fosfor Konsantrasyonları ve Fosfor Alımları TARTIŞMA VE SONUÇ KAYNAKLAR EK I Korelasyon Tablosu ÖZGEÇMİŞ v

7 SİMGELER DİZİNİ KHI Kuraklık hassasiyet indeksi NNİ Nispi nem (%) YA KA YSTK MG o C Yaş ağırlık Kuru ağırlık Yaprak su tutma kapasitesi Membran geçirgenliği Sıcaklık BİRİMLER DİZİNİ µmol m -2 s -1 s cm -1 mmol kg -1, KA nmol ml -1 mmol kg -1, KA mg bitki -1 ışık intensitesi stoma direnci hidrojen peroksit konsantrasyonu lipid peroksidasyonu prolin konsantrasyonu P alımı vi

8 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 4.1 Kontrol, kurak, kurak+p uygulamalarının mercimek çeşitlerinin ortalama yaş ağırlık (g saksı -1 ) üzerine etkisi Şekil 4. 2 Mercimek çeşitlerinin yaş ağırlık (g saksı -1 ) ortalamaları Şekil 4. 3 Kontrol, kurak ve kurak+p uygulamalarının ortalama kuru ağırlık üzerine (g saksı -1 ) etkisi Şekil 4. 4 Mercimek çeşitlerinin kuru ağırlık (g saksı -1 ) ortalamaları Şekil 4. 5 Kontrol, kurak ve kurak+p uygulamalarının ortalama yaprak su tutma kapasitesi üzerine (g g -1 sa -1 ) Şekil 4. 6 Kontrol, kurak ve kurak+p uygulamalarının ortalama nispi nem üzerine (%).. 27 Şekil 4. 7 Mercimek çeşitlerinin nispi nem içeriği (%) ortalamaları Şekil 4. 8 Kontrol, kurak ve kurak+p uygulamalarının ortalama nispi klorofil miktarı üzerine etkisi Şekil 4. 9 Mercimek çeşitlerinin nispi klorofil içeriği ortalamaları Şekil Kontrol, kurak ve kurak+p uygulamalarının ortalama bitki sıcaklığı ( 0 C) üzerine etkisi Şekil Kontrol, kurak ve kurak+p uygulamalarının ortalama stoma direnci (s cm -1 ) üzerine etkisi Şekil Mercimek çeşitlerinin membran geçirgenliği ortalamaları Şekil Kontrol, kurak ve kurak+p uygulamalarının ortalama hidrojen peroksit içeriği (mmol kgka -1 ) üzerine etkisi Şekil Kontrol, kurak ve kurak+p uygulamalarının ortalama lipid peroksidasyon (mmol ml -1 ) üzerine etkisi Şekil Kontrol, kurak ve kurak+p uygulamalarının ortalama prolin (mmol kgka -1 ) üzerine etkisi Şekil Kontrol, kurak ve kurak+p uygulamalarının ortalama %P u üzerine etkisi Şekil Kontrol, kurak ve kurak+p uygulamalarının ortalama P alımı (mg bitki -1 ) üzerine etkisi Şekil Mercimek çeşitlerinin P alımı (mg bitki -1 ) ortalamaları vii

9 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 4. 1 Deneme toprağının bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri Çizelge 4. 2 Kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin yaş ağırlıklarına (g saksı -1 ) etkisi Çizelge 4. 3 Kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin kuru ağırlıklarına (g saksı -1 ) etkisi ve mercimek çeşitlerinin kuraklığa hassasiyet indeksi ve fosfor etkinliği Çizelge 4. 4 Kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin yaprak su tutma kapasitesine (g g -1 sa -1 ) etkisi Çizelge 4. 5 Kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin nispi nem (%) içeriğine etkisi Çizelge 4. 6 Kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin klorofil miktarına Çizelge 4. 7 Kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin bitki sıcaklığına ( 0 C) etkisi Çizelge 4. 8 Kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin stoma direncine (s cm -1 ) etkisi Çizelge 4. 9 Kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin membran geçirgenliğine etkisi Çizelge Kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin hidrojen peroksit konsantrasyonuna (mmol kg -1, KA) etkisi Çizelge Kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin lipid peroksidasyon konsantrasyonuna (nmol ml -1 ) etkisi Çizelge Kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin prolin konsantrasyonuna (mmol kg -1,KA) etkisi Çizelge Kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin P konsantrasyonu (%) etkisi Çizelge Kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin P alımına (mg bitki -1 ) etkisi viii

10 1. GİRİŞ Türkiye, iklim değişikliği nedeniyle özellikle su kaynaklarının zayıflaması, orman yangınları, kuraklık, erozyon, çölleşme ve bunlara bağlı ekolojik bozulmalar gibi öngörülen sonuçlarından etkilenecektir (Türkeş 2002). Bunun yanında ülkemizde bitkiye yarayışlı fosfor kapsamının çok az olduğu toprakların yüzölçümü yaklaşık ha dır. Türkiye genelinde fosfor kapsamının çok az olduğu toprakların oransal olarak en yaygın olduğu tarım bölgesi (%48.41) Ortadoğu dur (Eyüpoğlu 1999). Ülkemiz toprakları, kurak, yarı kurak iklim etkisinde olmaları nedeni ile kireç ve ph değerleri yüksektir. Bu koşullar P eksikliğinin temel sebepleri olup kurak koşullarda P seviyesini arttırmanın bitkilerin kuraklığa olan toleransını arttıracağı yönünde çalışmalar yapılmaktadır. Her geçen gün artan kuraklık ve çölleşme sorunu, yüksek adaptasyon gücü olan bitki çeşitlerinin seçimine verilen önemi arttırmaktadır. Su eksikliğinin olduğu yerlerde bitkisel üretim ve verimi arttırmanın en uygun yolu kuraklığa toleransı yüksek çeşitlerin kullanılmasıdır. İklim değişikliği, tarımsal üretimin sürdürülebilirliğini arttırabilecek yeni yöntemlerin acilen bulunması ve geliştirilmesi ihtiyacını doğurmuştur. Bu yöntemler, su ve besin maddesinin etkin kullanımını arttıracak uygun genetik kaynakların kullanımını, çeşit taramasını, ürün yönetimi yöntemlerini içermektedir. Daha az su kullanan, su yetersizliğine dayanabilen ve bununla baş edebilen bitkilerin belirlenmesi büyük önem arz etmektedir (Tuberosa et al. 2003). Kuraklık, toprak nemini azaltacak ve bitkiye zarar verecek düzeydeki süreçlerde yağış veya sulamanın eksikliği şeklinde tanımlanmaktadır (Knox 2005). Kuraklık, tarımdaki en önemli sorunlardan biridir. Dünya tarım arazilerinin %40 ı kurak ve yarı kurak bölgelerdedir. Diğer tarımsal bölgeler ise genellikle düşük yağış rejimlerine veya az aralıklarla yapılabilinen sulamalara sahiptir. Her iki durumda da, suyu en etkin kullanan ve yeterli verime sahip bitki türleri avantajlıdır (Hirt and Shinozaki 2006). Su bitki 1

11 gelişimini sınırlayan en önemli faktördür. Bitkiler yeterli su alamadıklarında, su stresi ortaya çıkar ve su stresi bitkiyi diğer tüm çevresel streslerden daha fazla etkilemektedir (Knox 2005). Bitkiler farklı morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal mekanizmalar oluşturarak, kuraklık stresi ile baş etmeye çalışmaktadır (Lin et al. 2003). Stres, geniş bir konudur ve sınırlarının nasıl belirleneceğine karar vermek oldukça zordur. Ancak genel olarak, bir organizmanın fonksiyonlarını gerçekleştirmesine zarar veren her türlü faktör stres olarak adlandırılmaktadır. Optimum koşulların altındaki her türlü çevresel etmen, bitkilerde strese neden olmaktadır. Arazide yetişen bitkiler, kuraklık, soğuk gibi birçok çevresel stres ile karşı karşıya kalmaktadır. Çevresel stres ile mücadele etme yeteneği, bitkinin gelişimini, yaşamını ve coğrafi dağılımını sınırlamaktadır (Öpik and Rolfe 2005). Bitkilerin stres altındaki reaksiyonları ve strese dayanıklılık mekanizmaları pratikte büyük önem taşımaktadır, tarımsal üretim stres koşulları altında azaldığından strese dayanıklı bitki türlerine dair çalışmaların arttırılması gerekmektedir (Öpik and Rolfe 2005). Bitki çeşitleri ve değişik bitki grupları içerisinde tolerans mekanizmalarında farklılıklar görülmektedir. Bu durum bitkilerin stres toleranslarının geliştirilmesinde son derece önemlidir (Rao et al. 2006). Abiyotik stresler, kuraklık, tuzluluk, yüksek veya düşük sıcaklık, ışık, az veya fazla besin maddesi, ağır metaller, kirleticiler tarafından oluşmaktadır. Abiyotik faktörler nedeniyle oluşan stres, bitki metabolizmasını gelişim ve üretkenliğini bozacak şekilde değiştirmektedir. Doğada, bitkiler stresten uzak duramamaktadır ve belirli stres seviyeleri ile sürekli karşılaşmaktadır (Rao et al. 2006). Bitkiler, yeni molekül formülasyonları ve moleküler mekanizmalar oluşturarak stres ile mücadele etmektedir. Membran prosesleri abiyotik stres faktörleri nedeniyle etkilenmektedir. Abiyotik stres aktif oksijen türevlerinin üretimini arttırmaktadır. Antioksidatif sistemler, enzimatik ve enzimatik olmayan sistemlerde ve oksidatif zararın dengelenmesi ve önlenmesinde önemli bir yer tutmaktadır (Öpik and Rolfe 2005). Ancak, antioksidatif sistem üretimi ve etkinliği bitki tipi ve genetik yapısına dayanmaktadır. Ayrıca abiyotik stres 2

12 fotosentezi, azot asimilasyonunu, protein sentezi ve birçok diğer prosesleri etkilemektedir (Rao et al. 2006). Kuraklık, fotosentetik pigmentleri, membran lipidlerini, proteinleri ve nükleik asitlere zarar veren reaktif oksijen türevlerini (ROS)ı artırmaktadır (Yordanov et al. 2000, Egert and Tevini 2002) Kurak koşullarda su miktarının azalması daha düşük turgor basıncına neden olarak hücre hacmini azalmakta ve hücredeki çözeltilerin konsantrasyonu artmaktadır. Plazma membranı incelmekte ve kapladığı alan azalmaktadır. Turgorun düşmesi su stresinin ilk belirtisi olduğundan, yaprak büyümesi ve kök uzaması gibi turgora dayalı olan aktiviteler olumsuz etkilenmektedir. Yaprak büyümesi hücre gelişimine bağlı olduğundan, yaprak yüzey alanının azalması kuraklığa karşı bitkinin ilk savunması olarak ortaya çıkmaktadır. Bazı bitkilerde, su stresi sadece yaprak yüzeyini etkilemekle kalmayıp aynı zamanda yaprak sayısını da etkilemektedir. Hücre ve yaprak büyümesi suya bağlı olmakla beraber biyokimyasal ve moleküler faktörlere de bağlıdır. Bitkiler büyüme oranlarını, hücre duvarı ve membran biyosentezi, hücre bölünmesi ve protein sentezi gibi birçok prosesini kontrol ederek düzenlemektedir (Hirt and Shinozaki 2006). Bitki hücresindeki neredeyse her türlü işlem su yetersizliğinden etkilenmektedir. Bitkilerin kuraklık stresi ile karşı karşıya kalmaları durumda genel olarak şu etkiler ortaya çıkmaktadır; hücre büyümesi, hücre duvarı ve protein sentezinin azalması, absisik asit sentezi artması, stoma aralıklarının kapanması. Ayrıca CO 2 asimilasyonu ve solunum azalırken, prolin ve şeker seviyesi artmaktadır (Öpik and Rolfe 2005). Bitki örtüsü sıcaklığı ölçümleri kuraklığa karşı çeşit tepkilerinin ortaya konması için uzun yıllardan beri çalışılmıştır. Yapılan çalışmalar kuraklık indeksi ile bitki örtüsü sıcaklığı arasında pozitif bir korelasyon bulunduğunu göstermektedir (Rashid et al. 1999). Fosfor, şeker sentezlenmesinde rol alan, bitki büyümesi ve gelişimini kontrol eden önemli makro elementlerinden biridir (Shubra et al. 2004). Fosfor, bitkinin kuraklığa olan toleransını arttırmaktadır. Fosfor gübrelemesi kuraklık stresinin doğrudan veya 3

13 dolaylı etkilerinin üstesinden gelmesine yardımcı olmaktadır. Kurak ve yarı kurak bölgelerde artan fosfor gübrelemesi bitkinin su kullanım etkinliğini, kuraklık toleransını arttırmaktadır. Fosfor seviyesinin yükselmesi kök gelişimini arttırmaktadır (Saneoka et al. 1990, Singh and Sale 2000, Jones et al. 2003). Artan kök gelişimi daha büyük hacimlerde topraklara ve böylece suya ulaşımı mümkün kılmaktadır. Ayrıca fosfor enerji depolanması ve protein formülasyonundaki önemli yeri nedeniyle bitkinin kuraklık koşullarına dayanımını arttırabilmektedir ( Jones et al. 2003). Mercimek (Lenus culinaris Medik) Dünya nın birçok yerinde yetişen bir tarla bitkisidir. Ülkemizde üretilen yemeklik tane baklagiller içerisinde çok önemli bir yere sahip olan mercimek; bileşiminde yüksek oranda protein bulundurması ve vitamin bakımından zengin olması nedeniyle insan beslenmesinde de son derece önemlidir. Kültüre alınan en eski baklagillerden olan mercimeğin ana vatanı Orta Doğudur. Daha sonra Akdeniz, Hindistan, Çin ve Amerika ya kadar yayılmıştır. Dünyada baklagiller tarımının tarihi 7000 yıl kadar öncesine dayanmaktadır. Türkiye tahılların olduğu gibi baklagillerin de ilk kültüre alındığı yerdir (Bayaner ve Uzunlu 1999). Türkiye İstatistik Kurumu verilerine göre ülkemizde 2004 yılı itibari ile 439 bin hektarlık bir alanda mercimek ekimi yapılmıştır. Her geçen gün artan kuraklık tehlikesi ile karşı karşıya olan ülkemizde, kuraklığa toleransı yüksek olan çeşitlerin belirlenmesine dair çalışmaların yapılması son derece önemlidir. Bu çalışmada, yeterli ve yetersiz P beslenmesi sonucu kurak koşullarda 6 farklı mercimek bitkisi çeşidinde meydana gelen ve kuraklığa tolerans ölçütü olarak kabul edilen bazı fizyolojik ve biyokimyasal parametreler (yaprak su tutma kapasitesi, yaprak nispi nem içeriği, prolin, H 2 O 2 birikimi, lipid peroksidasyon, membran permeabilitesi, bitki örtüsü sıcaklığı, nispi klorofil, stoma direnci) arasındaki ilişkilerin belirlenmesi amaçlanmıştır. 4

14 2. KAYNAK ÖZETLERİ Siddique and Islam (2000) tarafından kuraklığın dört farklı buğday (Triticum aestivum L.) çeşidi üzerine etkileri çalışılmıştır. Dört farklı su seviyesinde 12 kg lık saksılarda bitkiler yetiştirilmiştir. Kontrol seviyesinde toprağın kurumasına izin verilmeden sulama düzenli olarak yapılmıştır. Bitkilerin bir bölümünde ise erken kuraklık uygulanırken bir bölümünde geç kuraklık uygulaması yapılmıştır. Dördüncü bir seviye olarak bitkilerde hem erken hemde geç kuraklık uygulaması yapılmıştır. Yaprak su potansiyeli, fotosentez miktarı ve bitki sıcaklığı belirlenmiştir. Buna göre, kuraklık stresi ile karşı karşıya kalan bitkilerin tümünde bitki sıcaklığı artmıştır. Bitki sıcaklığı ile fotosentez arasında bir ilişki olduğu tespit edilmiştir. Düşük bitki sıcaklığına sahip bitkilerin daha fazla fotosentez yaptığı belirlenmiştir. Yaprak su potansiyeli kontrol bitkilerinde MPa iken, kuraklık stresindeki bitkilerde bu değer MPa bulunmuştur. Çeşitler arasında yaprak su potansiyelinde farklılıklar olmasına rağmen çeşit ve kuraklık uygulaması arasındaki interaksiyon önemli bulunmamıştır. Bu çalışma kuraklık stresinin yaprak su potansiyeli ve relatif su miktarını azalttığını, bitki sıcaklığını ise arttırdığı ortaya koymaktadır. Leport et al. (1999), Batı Avusturalya da suyun sınırlı olduğu bir bölgede kuraklığın nohutlara olan etkisini belirlemek amacıyla tarla denemesi kurmuşlardır. Araştırmada, 6 nohut çeşidi sulama yapılarak ve yapılmayarak iki farklı şekilde yetiştirilmiştir. Çalışma sonucunda, kurak koşullarda yetiştirilen bitkilerin yaprak su tutma potansiyelleri ve fotosentezlerinin azaldığı belirlenmiştir. Rashid et al. (1999), 12 buğday çeşidinin kuraklığa toleransını belirlemek için iki yıllık tarla denemesi kurmuşlardır. Denemede, çeşitler normal ve kuraklık stresinin oluşacağı seviyelerde sulanmıştır. Açık hava koşullarının sürdüğü günlerde aynı saatlerde yapılan bitki sıcaklığı ölçümleri çeşitlerin bitki sıcaklıklarında farklılık olduğunu göstermiştir. Buna göre, bitki sıcaklığı ile kuraklık arasında bir ilişki tespit edilmiştir. Bitki sıcaklığı kuraklık stresi altındaki bitkilerde en yüksek değerlerde olmuştur. 5

15 Molnar et al. (2002), üç ekmeklik buğday çeşidi üzerine yapmış olduğu kuraklık çalışmasında bitkiler Hoagland çözeltisinde yetiştirilmiştir. Su stresi düzenli aralıklarla çözelti konsantrasyonunun arttırılması ile oluşturulmuştur. Yapılan çalışma sonucunda, kurak koşullara adaptasyonu yüksek olduğu bilinen Ae. biuncialis in buğday çeşitlerine göre daha fazla fotosentetik aktivite göstermiştir. Bunun yanı sıra, tüm çeşitlerde stomalarda kapanma gözlenmiştir. Egert and Tevini (2002) tarafından kuraklığın sarımsak bitkisinin yaprak su durumuna, enzim aktivitesi ve klorofil miktarı üzerine olan etkileri incelenmiştir. Bitkilerin bir bölümüne normal seviyelerde sulama yapılırken bir bölümüne dokuz günlük bir süreçte sulama yapılmamıştır. Bunun sonucunda su yetersizliğine bağlı olarak yaprak su miktarında %25 lik azalmalar olmuştur. Su miktarındaki azalmanın yanı sıra bitkilerin klorofil miktarında da değişiklikler tespit edilmiştir. Kontrol bitkilerinde klorofil 7.1 mg g -1 KA iken kuraklık stresindeki bitkilerin klorofil miktarı 6.7 mg g -1 KA a düşmüştür. Sairam et al. (1998), üç farklı buğday çeşidinde su stresi durumunda bitkilerin antioksidant mekanizmalarının rolünü belirlemek amacıyla kontrollü koşullarda saksı denemeleri kurmuşlardır. Çalışmada kuraklık çiçeklenme döneminden itibaren oluşturulmuştur. Kuraklığa bağlı olarak lipid peroksidasyonda artış, klorofil ve membran stabilite indeksinde ise azalmalar gözlenmiştir. Buna göre, çalışmada kullanılan çeşitler incelendiğinde, C306 en düşük lipid peroksidasyon ve en yüksek membran stabilite indeksi ile klorofil içeriği değerini göstermiştir. HD 2389 çeşidi ise en yüksek lipid peroksidasyon değerini gösterirken, membran stabilite indeksi ve klorofil içeriği en düşük olmuştur. Kuraklığa ve sıcaklığa dayanımı orta seviyelerde olduğu bilinen HD 2285 çeşidi ise düşük değerlerde lipip peroksidasyon değeri gösterirken membran stabilite indeksi ve klorofil içeriği ortalama değerlerde olmuştur. Turk et al. (2004), farklı mercimek çeşitlerinin kuraklığa karşı tepkilerini belirlemek ve kuraklığa dayanıklı mercimek çeşitlerini tarama amacıyla kurak (150 mm yağış) ve yarı kurak (364 mm yağış) kuşaklarda tarla denemeleri kurmuşlardır. Üç farklı mercimek çeşidi arasında büyük mercimek tohumu özelliğine sahip olan çeşit daha iyi çimlenme 6

16 özelliği göstermiştir. Bütün çeşitlerin kök ve gövde ağırlıkları osmotik potansiyelin azalması ile düşmüştür. Ayrıca yapılan çalışmada yarı kurak bölgede yetiştirilen mercimek bitkilerinin tohum verimi kurak bölgede yetiştirilenlere göre daha iyi bulunmuştur. Ayrıca büyük tohumlu mercimek çeşitlerinin tohum verimi de daha fazla bulunmuştur. Shubra et al. (2004) tarafından L. Taub fasulye çeşidi kontrollü koşullarda yetiştirilmiştir. 75 mg, 150 mg, 300 mg olmak üzere üç farklı dozda P uygulaması yapılmıştır ve bunun yanında su stresi uygulanmıştır. Çalışmada kurak koşullarda fosfor uygulaması ile nispi nem miktarı, yaprak su potansiyeli, osmotik potansiyel ve klorofil miktarındaki değişiklikler incelenmiştir. Kurak koşullarda osmotik potansiyelin, yaprak su potansiyeli ve nispi nem miktarının azaldığı belirlenirken artan fosfor uygulamasına bağlı olarak klorofil miktarında artışlar tespit edilmiştir. Arnau et al. (1997) tarafından altı arpa çeşidi serada yetiştirilerek kuraklığın etkileri incelenmiştir. Saksılar, dört farklı su seviyesinde, farklı düzeylerde kuraklık stresi oluşacak şekilde sulanmıştır. Kuraklığa dayanıklı arpa çeşitlerinin stoma direnclerinin kuraklığa hassas olan çeşitlere göre daha yüksek olduğu ortaya konmuştur. Tas and Tas (2007), dört buğday çeşidi normal ve su stresi oluşacak düzeyde sulama yapılarak saksılarda yetiştirilmiştir. Çalışmada, kuraklığa bağlı olarak membran stabilite indeksi, klorofil miktarı ve nisbi nem miktarındaki değişiklikler incelenmiştir. Çeşitlere bağlı olarak farklı düzeylerde kuraklık stresi altında membran stabilite indeksi, klorofil miktarı ve relatif su miktarında azalmalar tespit edilmiştir. Jones et al. (2003), kurak koşullarda P gübrelemesinin verim ve su kullanım etkinliğine olan etkilerini belirlemek amacıyla bir çalışma yürütmüşlerdir. Düşük ve orta düzeyde fosfor içeriği olan topraklar kullanılarak denemeler kurulmuştur. Üç farklı düzeyde fosfor gübrelemesinin yapıldığı çalışmada, orta düzeyde fosfor içeren toprakta yapılan fosfor gübrelemesinin toplam bitki biyokütlesinde artışlara neden olduğu anlaşılırken düşük fosfor içeriği olan topraklarda yapılan fosfor gübrelemesinin kurak koşullarda su 7

17 yetersizliğinden ötürü bitki biyokütlesinde önemli bir etkiye yol açmadığı belirlenmiştir. Fosfor gübrelemesine bağlı olarak tane verimi artmasına rağmen kurak koşullarda yapılan fosfor gübrelemesi sonucunda artışlar önemli sayılmamıştır. Kurak koşullarda fosfor gübrelemesinde su kullanım etkinliğinde artışlara neden olsa da bu artışlar önemli bulunmamıştır. Burman et al. (2004), çalışmalarında fasulye bitkisine çiçeklenme öncesi ve sonrası kuraklık stresi uygulaması yapılmıştır. Ayrıca bitkilere 0 ve 40 kg ha -1 P olmak üzere fosfor uygulanmıştır. Bitki su durumu incelendiğinde, fosfor gübrelemesi yapılanların yapılmayanlara göre daha iyi olduğu belirlenmiştir. Fotosentez durumu ve klorofil içeriğinin P gübrelemesi ile arttığı belirlenmiştir. Al-Karaki et al. (1995), kurak ve yarı kurak bölgelerde bitkisel üretimin en önemli kısıtlayıcıları olarak toprak neminin ve fosforun yetersiz olmasını ifade etmiştir. Araştırmacılar, yapmış oldukları çalışmada iki farklı fasulye çeşidini kullanmışlardır. Fosfor ve su stresinin kök kuru miktarı, yaprak yüzeyi, kök hacmi, toplam kök uzunluğuna etkisi incelenmiştir. Buna göre kuraklığa dayanıklı çeşidin özellikle toplam kök uzunluğunda daha iyi değerler gösterdiği belirlenmiştir. Sairam et al. (2001) tarafından beş farklı buğday çeşidinde kuraklık stresi altında bitkilerde oluşan değişiklikler incelenmiştir. Buna göre su stresinin nisbi nem miktarını, askorbik asit miktarını ve membran stabilitesini önemli derecede azalttığı belirlenmiştir. Bunun yanı sıra hidrojen peroksit ve lipid peroksidasyonun arttığı belirlenmiştir. Hidrojen peroksit toksik bir bileşik olduğundan bitki hücresi ve bitkiye zarar vererek, lipid peroksidasyonun artmasına neden olmuştur. Bu çalışmada kuraklığa dayanıklı çeşitlerin nisbi nem miktarının, membran stabilitesinin ve askorbik asit miktarının su stresine dayanıklı olmayan çeşitlere göre daha fazla olduğu belirlenmiştir. Bunun yanı sıra hidrojen peroksit ve lipid peroksidasyonun kuraklığa dayanıklı olmayan çeşitlerde daha yüksek değerlerde olduğu belirlenmiştir. 8

18 Chandrasekar et al. (2000), iki farklı buğday çeşidinin kuraklık stresi ile karşı karşıya kaldığında oluşturduğu fizyolojik ve biyokimyasal tepkileri incelemişlerdir. Buna göre relatif su miktarı kuraklık stresine bağlı tüm çeşitlerde azalmıştır. Kuraklık stresine bağlı olarak membran stabilite indeksinde de azalmalar belirlenmiştir. Klorofil ve prolin miktarında çeşitler arasında farklılıklar oluşarak azalmalar tespit edilmiştir. Sawhney and Singh (2002), kuraklığın buğday bitkisinin bayrak yaprak üzerine etkisini belirlemeyi amaçladıkları çalışmada ve 0.1% lik potasyum iyodit içeren bir çözelti hazırlanmıştır. Kuraklık bu çözeltinin bitkilere farklı düzeylerde püskürtülmesi ile oluşturulmuştur. Çözelti bir grup bitkide tüm bitkiye püskürtülürken, bir grup bitkide bitkinin bir kısmına püskürtülmüştür. Üçüncü grup bitkiye ise çözelti yerine su püskürtülmüştür. Çalışmada, kuraklığa hassas ve dayanıklı buğday çeşitleri kullanılmıştır. Spreyleme yoğunluğu arttıkça bitkilerin fotosentez ve klorofilleri azalırken, prolin miktarı ise artmıştır. Egert and Tevini (2003) tarafından çin sarımsağı bitkisinde su eksikliğinin yaprak su miktarı, klorofil ve lipid peroksidasyona olan etkileri incelenmişlerdir. Bunun için sera koşullarında saksılarda bitkileri yetiştirmişlerdir ve bitkilerin bir bölümüne 9 gün sulama yapılmazken bir bölümüne sulama yapılmıştır. Kuraklık sürecinin sonunda kuraklık stresi altındaki bitkiler ile normal sulanan bitkiler karşılaştırılmıştır. Kuraklık stresi altındaki bitkilerinin yaprak su miktarının kontrol bitkilerine göre %3.6 ve nisbi nem içeriğinin ise %25 daha az olduğu tespit edilmiştir. Ancak bitki yaprakları oksidatif zararlanma belirtileri göstermemiştir, kurak koşullardaki klorofil ve lipid peroksidasyon kapsamı ile normal sulama koşullarındaki arasında önemli değişiklikler olmamıştır. Jin et al. (2006), kuraklık birçok fizyolojik ve biyokimyasal mekanizmaları etkileyerek bitki gelişimini yavaşlatmaktadır. P gübrelemesi ve kuraklık stresinin P akümülasyonunda, verim ve protein miktarındaki etkilerini belirlemek amacıyla serada bir çalışma yürütmüşlerdir. İki farklı soya fasulyesi çeşidi kullanılmıştır. Fosfor 9

19 eksikliği olan topraklarda, kurak koşullarda denemeler kurulmuştur. Çeşitler arasında farklılık olmasıyla beraber P gübrelemesi kuraklığa olan toleransı arttırmıştır. Gunes et al. (2006), Türkiye de geliştirilen 11 farklı nohut çeşidinin kurak koşullarda N, P, K, Ca, Mg, Fe, Zn, Mn ve B alımını incelemişlerdir. Çalışma sera koşullarında yapılmıştır. Erken ve geç kuraklık stresi uygulanmıştır. Çeşitler arasında gelişimde önemli farklılıklar tespit edilmiştir. Erken ve geç kuraklık tüm çeşitlerde kuru ağırlıkta azalmalara neden olmuştur. Buna göre çeşitlerin bir bölümünün kuraklığa daha dayanıklı olduğu tespit edilmiştir. Erken kuraklığın geç kuraklığa göre bitkilerin besin maddesi alımı ve gelişiminde daha az zarar verici etkide olduğu ortaya çıkmıştır. Genel olarak kuraklığa toleransı yüksek olan çeşitler her iki kuraklık uygulamasında da daha fazla N, P, K, Ca, Zn, Mn ve B akümüle etmişlerdir. Çinko ve Mn ise geç kuraklıkta daha fazla akümüle edilmiştir. Bunun yanısıra, Kuraklığa dayanıklı çeşitlerin yaprak nispi nem, askorbik asit ve prolin içeriklerinin daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Ayrıca kuraklığa dayanıklı çeşitlerin yaprak su tutma kapasitesi ve membran geçirgenliğinin ise daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Machado and Paulsen (2001) tarafından kuraklık ve yüksek sıcaklığın üretimi azaltan temel faktörlerden biri olduğu ve genellikle bu iki faktörün birçok yörede bir arada bulunduğu belirtilmiştir. Bu iki etmenin etkilerini belirlemek amacıyla; buğday ve darı, sulanan ve sulanmayan topraklarda yetiştirilmiştir. Yaprak su tutma miktarı, osmotik potansiyeli, yaprak su potansiyeli belirlenmiştir. Çalışma sonuncunda artan sıcaklık ile kuraklığa bağlı olarak yaprak su tutma miktarı, osmotik potansiyel, yaprak su potansiyelinin azaldığı tespit edilmiştir. Darının buğdaya göre kuraklık ve yüksek sıcaklığa daha dayanıklı olduğu belirlenmiştir. Gupta et al. (2001), İki farklı buğday çeşidini kontrollü koşullarda serada yetiştirmişlerdir. Bitkiler iki farklı gruba ayrılmış ve bitkilerin bir bölümüne düzenli sulama yapılırken bir grup bitki kuraklık stresi oluşacak şekilde sulanmıştır. Deneme süresince porometre ile yaprak buharlaşma oranı belirlenmiştir. Kuraklık stresinin 10

20 buharlaşmayı ve yaprak osmotik potansiyelinin azalttığı belirlenmiştir. Bunun yanı sıra kuraklığa bağlı olarak bitki yüzey sıcaklığının arttığı ortaya çıkmıştır. Shaw et al. (2002) tarafından iki farklı şekerpancarı çeşidi serada kontrollü koşullarda yetiştirilmiştir. Bitkiler kuraklık stresi ve besin maddesi yetersizliği ile karşı karşıya bırakılmıştır. Kuraklığa bağlı olarak yaprakların nispi nem miktarı azalmış ve bitki sıcaklığı artmıştır. Çeşitler arasında farklılıklar önemli olmamakla beraber klorofil miktarlarında kuraklığa bağlı olarak düşüşler gözlenmiştir. Tsuji et al. (2003) Üç farklı çeşit darının kuraklığa olan toleranslarını belirlemek amacıyla kumlu toprakta tarla denemesi kurulmuştur. Kuraklık ile bitki çeşitlerinde yaprak yüzey alanı, fotosentez, stoma geçirgenliği ve terleme azalmıştır. Zivcak et al. (2007) Yedi farklı kışlık buğday çeşidinin kuraklığa olan toleransını belirlemek için bir çalışma yürütmüşlerdir. Çeşitler üzerinde kontrol ve su stresi uygulamaları yapılmıştır. Uygulamaların oluşturduğu farklılıkları belirlemek amacıyla çeşitlerin fotosentez, stoma geçirgenliği, klorofil durumları incelenmiştir. Buna göre, geciken stoma kapanması ile kuraklık koşullarında bitkilerin dayanımı arasında pozitif bir kolerasyon bulunmuştur. Fotosentez ve klorofil miktarının ise kuraklık stresine bağlı olarak azaldığı belirlenmiştir. 11

21 3. MATERYAL VE YÖNTEM Tez çalışmasında 6 farklı mercimek çeşidi ( Malazgirt 89, Özbek, Fırat 87, Sazak 91, Emre 20, Kayı 91) 3 tekerrürlü olarak 2005 yaz döneminde Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi, Toprak Bölümü Serasında yetiştirilmiştir. Mercimek çeşitlerinin seçimine, ülkemiz koşullarında yoğun ve yaygın olarak tercih edilen çeşitlerin olması etkili olmuştur. Deneme 4000 kg toprak alan saksılara kurulmuştur ve ortalama değerlerde fosfor içeren toprak kullanılmıştır. Saksılara 30 adet mercimek tohumu ekilmiştir. Çimlenme sonuçlandıktan sonra saksılardaki mercimek bitkileri 22 ye seyreltilmiştir. Deneme sırasında düzenli olarak sıcaklık, ışık intensitesi, nispi nem ölçümleri yapılmıştır. Buna göre ortalama sıcaklık o C, ışık intensitesi µmol m -2 s -1 ve nispi nem %50-55 olarak belirlenmiştir. Gübreleme olarak tüm saksılara 50 mg kg -1 N (NH 4 NO 3 ) verilmiştir. Fosfor sadece kurak koşullarda yetiştirilen bitkilerin bir bölümüne 40 mg kg -1 P (H 3 PO 4 ) ten verilmiştir. Denemenin ilerleyen aşamalarında 100 mg kg -1 Ca(NO 3 ) 2 H 2 O verilmiştir. Bitkilerin bir kısmı tarla kapasitesinin % 60 ında sulanmıştır. Kuraklık stresinde ise tarla kapasitesinin %40 ında sulanmıştır. Saksılardaki nem kapasitesi her gün gravimetrik olarak tespit edilerek kontrol altında tutulmuştur. Sera koşullarında standart bir gelişim sağlanması amacıyla düzenli aralıklarla saksıların yerleri değiştirilmiştir. Yaş bitki örneklerinde yapılan analizler hasattan bir hafta önce yapılmıştır. Analizler tamamlandıktan sonra, bitkiler hasat edilmiş ve yaş ağırlığı belirlenmiştir. Daha sonra 65 o C de 48 saat bitkiler kurutulmuştur ve bitkilerin kuru ağırlıkları tespit edilip, bitkiler mineral analizler için öğütülmüştür. 12

22 3.1 Kuraklık Hassasiyet İndeksi Deneme sonunda kuraklık uygulanan ve uygulanmayan parsellerden alınan verim ile çeşitlerin kuraklık hassasiyet indeksleri (KHI) belirlenmiştir. KHI aşağıda verilen formül yardımıyla hesaplanmıştır (Fischner and Maurer 1978, Dencic et al. 2000). KHI = (1-Yds/Yno) / (1-Xds/Xno) Yds kurak koşullarda kuru ağırlık, Yno optimal koşullarda kuru ağırlık, Xds kurak koşullarda çeşitlerden elde edilen ortalama kuru ağırlık, Xno ise optimal koşullarda çeşitlerden elde edilen ortalama kuru ağırlıktır. Bu şekilde değerlendirmeye alınan çeşitlerin hangilerinin kurağa hassas hangilerinin ise kurağa dayanıklı olduğu ortaya konulmuştur. 3.2 Fosfor Etkinliği Fosfor etkinliği aşağıdaki formül ile hesaplanmıştır (Ozturk et al. 2005). P etkinliği= (Yetersiz P koşullarında KA / Yeterli P koşullarında KA)* Bitki Analizleri Nisbi nem içeriği (NNİ) Gelişimin değişik dönemlerinde alınan yaprak örnekleri 2 cm boyunda kesilip hemen tartılarak yaş ağırlık belirlenmiştir (YA) ve örnekler 4 saat saf suda bekletilip turgor haline getirilip tekrar tartılmıştır (TA), son olarak yaprak örnekleri 60 o C de hava sirkülasyonlu kurutma dolabında 24 saat kurutulup kuru ağırlık (KA) belirlenmiştir (Dhunda and Sethi 1998). 13

23 Aşağıdaki formül yardımıyla yaprakların nisbi nem içeriği hesaplanmıştır. NNİ (%) = [YA-KA)/ (TA-KA]x Yaprak su tutma kapasitesi (YSTK) Yaprak örnekleri alındıktan hemen sonra yaş ağırlıkları belirlenmiş (W 0 ), daha sonra yapraklar 25 о C de % 50 nem içeren bir ortamda bekletilip 2, 4 ve 6. saatlerde tartılmıştır (W 2, W 4 ve W 6 ) ve daha sonra 50 о C de 24 saat bekletilen yaprak örnekleri tartılarak (Wd) aşağıdaki formül yardımıyla yaprak su tutma kapasitesi (YSTK) belirlenmiştir (Golestani and Assad 1998). Aşağıdaki formül yardımıyla yaprak su tutma kapasitesi hesaplanmıştır. YSTK = (W 0 -W 2 )+(W 2 -W 4 )+(W 4 -W 6 )/ 3xWd.(T 2 -T 1 ) Burada (T 2 -T 1 ) iki ölçümün yapıldığı zaman aralığını ifade etmektedir (2 saat) Membran geçirgenliği (MG) Gelişmenin değişik dönemlerinde yaprak diskleri (0.1 g) önce çeşme suyu ile daha sonra saf su ile yıkanmıştır ve bitki örnekleri 10 ml saf su içerisinde 40 0 C de 30 dakika bekletip çözeltinin EC si ölçülmüştür (C 1 ), su banyosunda C de 10 dakika bekletilen örnekte EC tekrar ölçülmüştür (C 2 ) ve MSI aşağıdaki eşitlik ile hesaplanmıştır (Premchandra et al.1990, Sairam 1994). Aşağıdaki formül yardımıyla membran permeabilitesi hesaplanmıştır. MP= (C 1 /C 2 ) x Nisbi klorofil miktarı Klorofil metre (SPAD metre, Spektrum CM 1000) ile ölçülmüştür. 14

24 3.3.5 Lipid peroksidasyonu Bitkilerde lipid peroksidasyonu malondialdehyde (MDA) içeriği olarak ifade edilmiştir. 0.5 g yaprak örneği 10 ml % 0.1 lik trichloro asetik asit (TCA) ile homojenize edilip homojenat g de 5 dakika santrifüj edilmiştir. Santrifüj edilen örneğin berrak kısmından 1 ml alınmıştır ve üzerine 4 ml % 20 lik TCA içerisinde çözülmüş % 0.5 lik thiobariturik asit (TBA) katılmıştır. Karışım 95 o C de 30 dakika bekletilmiş ve hızla buz banyosunda soğutulmuştur g de 10 dakika santrifüj yapıldıktan sonra berrak kısımda 532 nmdalga boyunda absorbans belirlenmiştir ve aşağıdaki eşitlik ile malondialdehyde (MDA) içeriği belirlenmiştir. Aşağıdaki eşitlik yardımıyla hesaplama yapılmıştır (Sairam and Saxena 2000). MDA (nmol ml -1 ) = [(A532-A600)/ ] Hidrojen peroksit (H 2 O 2 ) 1 g titanyum dioksit ve 10 g potasyum sülfat 150 ml konsantre sülfürik asit ile hot pleyt üzerinde 2 saat kaynatılmıştır. Hazırlanan karışım soğutularak 1.5 l ye tamamlandıktan sonra bu karışım titanyum çözeltisi olarak kullanılmıştır. 0.5 g bitki örneği 10 ml soğuk aseton ile homojenize edilip homojenat Whatman No. 10 filtre kağıdı ile süzülmüştür. Ekstrakt üzerine 4 ml titanyum çözeltisi ve 5 ml konsantre amonyum çözeltisi ilave edilirek hidrojen peroksit-titanyum kompleksi oluşturulmuştur g de 5 dakika santrifüj yapılıp, berrak kısım dökülmüştür ve çökelti 10 ml 1 M H 2 SO 4 ile çözülmüştür. Tekrar g de 5 dakika santrifüj yapılarak çözünmemiş materyal uzaklaştırılıp 415 nm da absorbans belirlenmiştir. H 2 O 2 ile hazırlanan standart kurve ile değerlendirme yapılmıştır (Mokherjee and Choudhuri 1983). 15

25 3.3.7 Prolin 0.5 g bitki örneği 10 ml % 3 lük sülfosalisilik asit ile homojenize edilmiştir ve Whatmann No 2 filtre kağıdında süzülmüştür. Ekstraktta prolin spektofotometrik olarak Bates et al. (1973) tarafından bildirildiği şekilde belirlenmiştir Stoma direnci Porometre ile belirli dönemlerde bitki yapraklarında ölçüm yapılarak belirlenmiştir Bitki sıcaklığı Infrared termometresi ile belirli dönemlerde bitki yapraklarında ölçüm yapılarak belirlenmiştir Bitkide P içeriğinin belirlenmesi Kurutulmuş ve öğütülmüş bitki örneklerinde P sperktrofotometrik olarak belirlenmiştir. 3.4 İstatistik Analizleri Uygulama sonuçlarının önemliliği Varyans analizi ile Minitab paket programı kullanılarak yapılmıştır. Uygulamalar arasındaki farklılıklar Mstat paket programı, LSD testi ile parametreler arasındaki korelasyon ilişkileri ise Microsoft Excel programı ile belirlenmiştir. 16

26 4. ARAŞTIRMA BULGULARI 4.1 Deneme Topraklarının Bazı Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri Denemede kullanılan toprağın bazı fiziksel ve kimyasal analiz sonuçları çizelge 4.1 de verilmektedir. Çizelge 4.1 Deneme toprağının bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri Toprak Analiz Sonuçları Tarla Kapasitesi %24 Tekstür Killi Tın CaCO 3 %7.76 ph (1:2.5) 7.91 EC 0.39 ds m -1 Organik Madde %0.76 Toplam N %0.18 NH 4 OAc- ile ekstrakte edilebilir K konsantrasyonu, mg kg NH 4 OAc- ile ekstrakte edilebilir Mg konsantrasyonu, mg kg NH 4 OAc- ile ekstrakte edilebilir Ca konsantrasyonu, mg kg NH 4 OAc- ile ekstrakte edilebilir Na konsantrasyonu, mg kg NaHCO 3 - ile ekstrakte edilebilir P, mg kg DTPA - ile ekstrakte edilebilir Zn, Fe, Cu, Mn, mg kg , 5.24, 0.48, 33 17

27 4.2 Mercimek Çeşitlerinin Yaş ve Kuru Ağırlıkları, Kuraklığa Hassasiyet İndeksleri ve Fosfor Etkinlikleri Çizelge 4.2 ve Şekil 4.1 ile 4.2 de kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin yaş ağırlığına etkisi verilmiştir. Çeşit x uygulama interaksiyonu önemli bulunmazken çeşit ve uygulamalar ayrı ayrı istatistiksel olarak önemli bulunmuştur. Çizelge 4.2 Kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin yaş ağırlıklarına (g saksı -1 ) etkisi Çeşitler Kontrol Kurak Kurak+P Ortalama Malazgirt d Özbek cd Fırat b Sazak a Emre c Kayı b Ortalama 8.63A 4.17C 5.08B F Test: (u) **, (ç) ** LSD çeşit 0.99, uygulama 0.70 Ortalama yaş ağırlık kuraklık uygulamasıyla azalmıştır. Kurak koşullarda P uygulaması sonucunda yaş ağırlıkta artışlar olduğu gözlenmektedir. Mercimek çeşitlerinin ortalama yaş ağırlıkları incelendiğinde, en yüksek yaş ağırlık değerine sahip çeşidin Sazak 91 olduğu görülmektedir. Fırat 87 ve Kayı 91 çeşitleri ise Sazak 91 i takip etmektedir. Emre 20, Özbek, Malazgirt 89 çeşitlerinde ise yaş ağırlık değerinin düşük olduğu gözlenmektedir. 18

28 Yaş Ağırlık (g saksı ) Kontrol Kurak Kurak+P Şekil 4.1 Kontrol, kurak, kurak+p uygulamalarının mercimek çeşitlerinin ortalama yaş ağırlık (g saksı -1 ) üzerine etkisi Yaş Ağırlık (g saksı ) Malazgirt 89 Özbek Fırat 87 Sazak 91 Emre 20 Kayı 91 Şekil 4.2 Mercimek çeşitlerinin yaş ağırlık (g saksı -1 ) ortalamaları Çizelge 4.3 ve Şekil 4.3 ile 4.4 de mercimek çeşitleri üzerine kurak koşullarda P uygulamasının kuru ağırlık üzerine etkisi verilmiştir. Uygulama ve çeşitler istatistiksel olarak önemli bulunmuştur. Ayrıca, aynı çizelgede mercimek çeşitlerinin kuraklığa hassasiyet indeksleri (KHI) ve fosfor etkinliği (PE) verilmiştir. 19

29 Çizelge 4.3 Kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin kuru ağırlıklarına etkisi (g saksı -1 ) ve mercimek çeşitlerinin kuraklığa hassasiyet indeksi ve fosfor etkinliği Çeşitler Kontrol Kurak Kurak+P Ortalama KHI PE Malazgirt d Özbek d Fırat c Sazak a Emre c Kayı b Ortalama 1.88A 0.89C 1.12B F Test: Çeşit (ç) **, F değeri Uygulama (u) LSD çeşit (ç) 0.22, uygulama (u) 0.15 Kontrol şartlarında mercimek çeşitlerinin ortalama kuru ağırlığı 1.88 g iken kurak koşullarda bu değerin 0.89 g olduğu görülmektedir. Kurak koşullarda fosfor uygulaması kuru ağırlığın artmasına neden olmuştur ve çeşitlerin ortalama kuru ağırlığı 1.12 g a ulaşmıştır. Mercimek çeşitlerinin ortalama kuru ağırlıkları incelendiğinde ise en yüksek ortalama kuru ağırlık değeri Sazak 91 de bulunmuştur. Bu çeşidi Kayı 91 izlemiştir. Diğer çeşitlerin kuru ağırlıkları daha düşük olmuştur. Fırat 87 ile Emre 20 arasında farklılık oluşmazken en düşük ortalama kuru ağırlık Özbek ve Malazgirt 89 çeşitlerinde olmuştur. Çeşitlerin kuraklığa hassasiyet indeks değerleri incelendiğinde, kurak koşullara en iyi adaptasyon sağlayan çeşidin sırasıyla, Sazak 91, Emre 20, Fırat 87 ve Malazgirt 89 olduğu anlaşılmaktadır. Kuraklığa dayanımı düşük çeşitler ise Kayı 91 ve Özbek olmuştur. 20

30 Çalışmanın önemli bir noktası olan mercimek çeşitlerinin ortalama fosfor etkinliği değerleri incelendiğinde ise, en iyi değerleri sırasıyla Kayı 91, Fırat 87, Sazak 91 ve Emre 20 olmuştur. Fosfor etkinliğinin düşük olduğu çeşitler ise Malazgirt 89 ve Özbek olmuştur. Yukarıdaki değerler incelendiğinde Fırat 87, Sazak 91 ve Emre 20 çeşitlerinin diğer çeşitlere göre kuraklığa daha dayanıklı olduğu belirlenmiştir. 2.5 Kuru Ağırlık (g saksı ) Kontrol Kurak Kurak+P Şekil 4.3 Kontrol, kurak ve kurak+p uygulamalarının ortalama kuru ağırlık (g saksı -1 ) üzerine etkisi 2.5 Kuru Ağırlık (g saksı ) Malazgirt 89 Özbek Fırat 87 Sazak 91 Emre 20 Kayı 91 Şekil 4.4 Mercimek çeşitlerinin kuru ağırlık (g saksı -1 ) ortalamaları 21

31 4.3 Mercimek Çeşitlerinin Yaprak Su Tutma Kapasitesi (YSTK) ve Nisbi Nem İçerikleri (NNİ) Çizelge 4.4 ve Şekil 4.5 de kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin yaprak su tutma kapasitesi üzerine etkisi verilmiştir. Uygulamalar istatistiksel olarak önemli bulunmuştur. Çizelge 4.4 Kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin yaprak su tutma kapasitesine (g g -1 sa -1 ) etkisi Çeşitler Kontrol Kurak Kurak+P Ortalama Malazgirt Özbek Fırat Sazak Emre Kayı Ortalama 0.159a 0.100b 0.095b F Test: (u) 7.04 ** LSD uygulama Kuraklık uygulaması mercimek çeşitlerinin yaprak su tutma kapasitelerinin azalmasında etkili olmuştur. Bununla birlikte, kurak koşullarda fosfor uygulamasının yaprak su tutma kapasitesine etkisi istatistiki olarak önemli olmamıştır. Kontrol koşullarında olan yaprak su tutma kapasitesi kurak koşullarda e gerilemiştir ve kurak koşullarda fosfor uygulamasıyla önemli sayılmayacak bir düşüşle bu değer olmuştur. Ayrıca kurak koşullarda fosfor uygulaması çeşitlerin yaprak su tutma kapasitesinde herhangi bir değişime neden olmamıştır. 22

32 Yaprak Su Tutma Kapasitesi Kontrol Kurak Kurak+P Şekil 4.5 Kontrol, kurak, kurak+p uygulamalarının ortalama yaprak su tutma kapasitesi üzerine (g g -1 sa -1 ) etkisi Çizelge 4.5 ve Şekil 4.6 ile 4.7 de kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin nispi nem içeriğine etkisi verilmiştir. Çeşit x uygulama interaksiyonu istatistiksel olarak önemli bulunmazken, çeşit ve uygulamalar ayrı ayrı istatistiksel olarak önemli bulunmuştur. Çizelge 4.5 Kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin nispi nem (%) içeriğine etkisi Çeşitler Kontrol Kurak Kurak+P Ortalama Malazgirt bc Özbek a Fırat a Sazak a Emre c Kayı ab Ortalama 77.80A 70.66B 71.00B F Test: (ç) 5.63 **, (u) 4.29 ** LSD (u) 5.578, LSD (ç)

33 Çizelge ve şekiller incelendiğinde anlaşılacağı üzere, kuraklık uygulaması nispi nem içeriğinin düşmesine neden olmuştur. Kurak koşullarda fosfor uygulamasıyla nispi nem içeriğinde düşük miktarda artış gözlense dahi bu istatistiksel olarak önemli sayılmamıştır. Mercimek çeşitlerinin ortalama nispi nem içerikleri incelendiğinde ise, Fırat 97, Sazak 91, Özbek ve Kayı 91 çeşitlerinin ortalama nispi nem içeriğinin Malazgirt 89 ve Emre 20 çeşitlerine göre daha fazla olduğu görülmektedir. Nispi Nem (%) Kontrol Kurak Kurak+P Şekil 4.6 Kontrol, kurak, kurak+p uygulamalarının ortalama nispi nem (%) içeriği üzerine etkisi Nispi Nem (%) Malazgirt 89 Özbek Fırat 87 Sazak 91 Emre 20 Kayı 91 Şekil 4.7 Mercimek çeşitlerinin nispi nem içeriği (%) ortalamaları 24

34 4.4 Mercimek Çeşitlerinin Klorofil, Bitki Sıcaklığı, Stoma Direnci ve Membran Geçirgenliği Çizelge 4.6 ve Şekil 4.8 ile 4.9 de kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin klorofil miktarına etkisi verilmiştir. Uygulama x çeşit interaksiyonu önemli bulunmazken, uygulamalar ve çeşitler ayrı ayrı önemli bulunmuştur. Çizelge 4.6 Kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin klorofil miktarına etkisi Çeşitler Kontrol Kurak Kurak+P Ortalama Malazgirt c Özbek b Fırat c Sazak a Emre b Kayı ab Ortalama 152A 146B 151A F Test: (u) 3.91 **, (ç) ** LSD (u) 4.805, LSD (ç) Kurak koşullarda mercimek çeşitlerinin ortalama klorofil miktarı azalırken, kurak koşullarda fosfor uygulamasıyla klorofil miktarı artış göstermiştir ve kontrol koşullarına yakınlık göstermiştir. Buna göre kurak koşullarda 146 olan klorofil içeriği, kurak koşullarda fosfor uygulamasıyla 151 e yükselmiştir. Mercimek çeşitleri incelendiğinde ise, Sazak 91, Kayı 91, Özbek ve Emre 20 çeşitlerinin ortalama klorofil içeriği yüksek olduğu görülmektedir. Fırat 87 ve Malazgirt 89 çeşitlerinin ortalama klorofil içeriği diğer çeşitlere göre daha düşük bulunmuştur. 25

35 Nispi Klorofil Miktarı Kontrol Kurak Kurak+P Şekil 4.8 Kontrol, kurak, kurak+p uygulamalarının ortalama nispi klorofil miktarı üzerine etkisi Nispi Klorofil Miktarı Malazgirt 89 Özbek Fırat 87 Sazak 91 Emre 20 Kayı 91 Şekil 4.9 Mercimek çeşitlerinin nispi klorofil içeriği ortalamaları Kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin bitki yüzey sıcaklığına etkisi Çizelge 4.7 ve Şekil 4.10'de verilmiştir. Uygulama x çeşit interaksiyonu istatistiksel olarak önemli bulunmuştur. 26

36 Çizelge 4.7 Kurak koşullarda fosfor uygulamasının mercimek çeşitlerinin bitki sıcaklığına ( o C) etkisi Çeşitler Kontrol Kurak Kurak+P Ortalama Malazgirt efgh 36.21a 36.54a Özbek 28.17jk 32.58cdef 35.19ab Fırat k 34.48abc 32.98cde Sazak ıjk 33.87bcd 32.73cdef Emre ghıj 31.79defg 31.45efg Kayı hıjk 31.92defg 30.66fghı Ortalama F Test: (u x ç) 3.99 ** LSD Kurak koşullarda fosfor uygulamasıyla mercimek çeşitlerinin bitki yüzey sıcaklıkları arasında farklılıklar gözlenmiştir. Kurak koşullarda tüm çeşitlerde bitki yüzey sıcaklığının arttığı tespit edilmiştir. Bunun yanı sıra kurak koşullarda fosfor uygulaması sonucunda Özbek çeşidi dışında bütün çeşitlerin bitki sıcaklığı azalmıştır, ancak bu istatistiksel olarak önemli bulunmamıştır. Bitki Örtüsü Sıcaklığı Kontrol Kurak Kurak+P Malazgirt 89 Özbek Fırat 87 Sazak 91 Emre 20 Kayı 91 Şekil 4.10 Kontrol, kurak, kurak+p uygulamalarının ortalama bitki sıcaklığı ( o C) üzerine etkisi 27