IV. Süs Bitkileri Kongresi, sayfa: 398-402 Sarı Boya Çalısında (Mahonia aquifolium) Farklı Meyve Hasat Dönemlerinin Çıkış Üzerine Etkisi Kazım MAVİ Mustafa Kemal Üniversitesi, Bahçe Bitkileri Bölümü, Antakya/HATAY Özet Sarı boya çalısı (Mahonia aquifolium) sarı güzel kokulu çiçekli, koyu mor renkli üzümsü meyvelere sahip, Berberidaceae familyasından, çalı formunda bir süs bitkisidir. Ayrıca türün meyveleri yenilebilme özelliğinede sahiptir. Türün tohumla çoğaltılması çok zordur. Bu çalışma ile farklı tohum olgunluklarının fidan üretimi üzerine etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Belirtilen amaca yönelik olarak 3 farklı dönemde hasat edilen meyvelerden çıkartılan tohumlar ve meyve içerisinde 5 o C de 12 hafta bekletilen tohumlar kullanılmıştır. Meyve gruplarının hepsinde tohumlar meyvelerden fermantasyon yöntemi ile ayrılmıştır. Elde edilen tohumlar kullanılıncaya kadar buzdolabında muhafaza edilmiştir. Türün tohumlarının fizyolojik dormansi göstermesi nedeni ile ekim Aralık ayında yapılmış ve tohumların soğuklamasını karşılaması planlanmıştır. İlk çıkış 20 Ocak tarihinde belirlenmiş, ancak çıkış 6 Mayıs tarihine kadar uzun bir periyot boyunca devam etmiştir. Hasat dönemlerine bağlı olarak fidan çıkış oranlarının %20 ile 2 arasında değiştiği saptanmıştır. Kullanılan hasat tarihleri arasında en uygun tohum hasat tarihi Ağustos ayının ilk haftası olarak belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: Sarı boya çalısı, çıkış, tohum gelişimi, Mahonia aquifolium Determination of Dormancy for the Oregon Grapeberry (Mahonia aquifolium) Seeds Abstract Yellow paint bush has got fragrant yellow flowers, dark purple-colored berry fruits and member of Berberidaceae family. It is important ornamental shrub in the form of plants. And its fruits are edible. Seed reproduction of the species is very difficult. Purpose of this study was to determine the effect on the production of seedlings of different seed maturity stage. Seeds in all groups of development stages are separated by the fermentation method. Seeds were kept in the refrigerator until used. Sowing of seed was done in December to Mahonia seed show physiological dormancy. First seedling emergence was determined in 20 January, but seedling emergence was continued a long period from 20 January to 06 May. Depending on fruits harvest periods, rate of seedling emergence were determined between 20% and 2. Our results showed that the most effective fruit harvest time for seed development was found as the first week of August. Key words: Mahonia, seed dormancy, stratification, Mahonia aquifolium
Giriş Ülkemizde Mahun yada sarı boya çalısı olarak bilinen Mahonya bitkisinin anavatanı Kuzey Amerikadır. Mahonya cinsi Berberidaceae familyası içerisinde yer almakta ve cins içerisinde 100 farklı türü bulunmaktadır (Minore ve ark. 2008). Bu türler içinde ülkemizde en yaygın olarak bulunanı Mahonia aquifolium dur. Çalı formunda 2-3 m kadar boylanabilen, peyzaj düzenlemelerinde ülkemizde yoğun şekilde kullanılan bir süs bitkisidir. Bunun yanında boya hammaddesi temin edilebilen, meyveleri yenilebilen üzümsü meyvelere sahip bir türdür. Ülkemizde sadece süs bitkisi olarak kullanıldığı için üzümsü meyve olarak kullanımına ait bir bilgi ve veri bulunmamaktadır. Antioksidant içeriği nedeni ile insan sağlığı açısından da faydalı bir tür olduğu bildirilmektedir. Berberin ve Delphinidin başta olmak üzere birçok alkoloid ve antioksidant maddeyi bünyesinde barındırmaktadır (Deineka ve ark. 2003). Dormansi tüm koşullar (su, sıcaklık ve oksijen) optimum ve tohum çimlenmesi için uygun olsa bile tohumların çimlenememesi olarak bildirilmekte ve genel olarak primer ve sekonder dormansi olmak üzere sınıflandırılmaktadır (Geneve 2003). Daha kapsamlı bir sınıfladırma ise Baskin ve Baskin (2004) tarafından yapılmıştır. Bu sınıflandırmaya göre dormansi morfolojik, fizyolojik, morfofizyolojik, fiziksel ve fiziksel+fizyolojik dormansi olmak üzere sınıflandırılmaktadır. Fizyolojik dormansi gösteren tohumlarda, katlama uygulamasının dormansinin kırılmasında kullanılabildiği saptanmıştır (Baskin ve Baskin 2004). Mahonya tohumlarında da fizyolojik dormansi görüldüğü bildirilmektedir (Ellis ve ark. 1985, Mavi ve ark 2009). Çimlenme yanında, süs bitkisi olarak kullanılan bu türlerde fidan elde edilebilmesi için çıkış oranlarının belirlenmesi ve uygun tohum hasat zamanı önem göstermektedir. Çimlenmesi oldukça problemli olan mahonyada da (Ellis ve ark. 1985, Baskin ve ark. 1993, Mavi ve ark 2009), çıkışın ve fidan oluşumunun saptanması önem arz etmektedir. Tohumların uygun zamanda hasat edilmesi tohum canlılığı ve kalitesi için önemli bir faktördür. Erken (Wyman 1953) ve geç hasatlar, tohumların olgunlaşmaması ve aşırı olgunlaşması nedenleri ile problemlere sebep olurken, farklı hasat sürelerinin tohumlarda çıkış üzerine etkili olduğu bilinmektedir. Ancak Mahonya tohumları için uygun meyve hasat zamanına yönelik bir çalışmaya taranan literatürde rastlanmamıştır. Bu nedenle bu çalışmada tohumların katlama sürelerinin belirlenmesi ve farklı sürelerde hasat edilen Mahonya meyvelerinden ekstrakte edilen tohumlarda çıkış oranlarının ve fidan oluşumunun karşılaştırılması amaçlanmıştır. Materyal ve metod Tohumlar Ankara Üniversitesi, Ziraat Fakültesi kampüs alanı içerindeki sarı boya çalısı (Mahonia aquifolium) bitkilerinden 3 farklı (8 Ağustos, 15 Eylül, 31 Ekim) tarihte hasat edilen meyvelerden alınmıştır. Afterripening etkisinin belirlenmesi için 8 Ağustos hasadından alınan tohumlardan bir grubu ise meyve içerisinde 12 hafta buzdolabında bekletilmiştir. Bu sayede 4 farklı tohum partisi oluşturulmuştur. Kurutulan tohumlar, denemelerde kullanılıncaya kadar 5 o C de muhafaza edilmiştir. Hasat edilen meyvelerden çıkartılan kontrol tohumları 20, 25 ve 35 o C de çimlendirme testine (4 x 25 tohum) tabi tutulmuştur. Tohum neminin belirlenmesinde yüksek sıcaklık fırın yöntemi (130 o C, 1 saat) kullanılmıştır. Tohum nemi hesaplamada Mavi (2009) daki formülden yararlanılmıştır. Su alım oranı 100 x 4 tohumda belirlenmiş ve % olarak ortalaması alınmıştır. Tohum ağırlığı (8 x 100 tekerrür tohum), tohum boyu (4 x 10 tekerrür tohum, dijital kumpas kullanılarak), tohum eni ince ve kalın kısımdan (4 x 10 tekerrür tohum, dijital kumpas kullanılarak) ve tohum rengi (görsel olarak) belirlenmiştir (Şekil 1).
Tohumlar 5 o C de, 3 farklı katlama yöntemine (kontrol, nemli kağıt arasında ve nemli vermikulit üzerinde cam kavanoz içerisinde) ve 3 farklı katlama süresine (8, 12 ve 16 hafta) tabi tutulmuştur. Katlama sonrasındaki çimlendirme sıcaklığı olarak 20 o C kullanılmıştır. Çimlendirme testleri 30 gün sürdürülmüştür. Katlama sonrasındaki çimlendirme testinde, katlama sırasında çimlenmemiş olan tohumlar kullanılmıştır. Çıkış testi için ise farklı tarihlerde hasat edilen tohumlar Aralık (5 Aralık) ayının başında 4 x 25 tekerrür tohum olacak şekilde çıkış kaplarına ekilmiş ve çıkışlar sonlanıncaya (6 Mayıs) kadar dış ortam koşullarında tutulmuştur. Çıkış boyunca maksimum minimum sıcaklıklar kaydedilmiştir. Belirtilen süre zarfında sıcaklıklar minimum -0.4 o C (28 Ocak), maksimum 31 o C (26 Nisan) olarak ölçülmüş, ortalama ise minimum 11.4 o C, maksimum 19.4 o C olmuştur. Çalışma sonucunda elde edilen veriler SPSS paket programında varyans analizine tabi tutulmuştur. % değerlere varyans analizi yapılmadan önce açı transformasyonu uygulanmıştır. Aralarında istatistiksel farklılık bulunan gruplar Duncan testi ile 0.05 önemlilik seviyesinde test edilmiştir. Şekil 1. Mahonya tohumlarının farklı yönlerden görünümleri ve boyutları ile ilgili ortalama değerler Bulgular ve Tartışma Çalışmada Mahonya tohumlarına ait bazı morfolojik özelliklerde belirlenmiştir. Ortalama 100 tohum ağırlığı 0.82 g, ortalama tohum boyu 4.08 mm, ortalama tohum eni 1.55 mm (ince kısım), ortalama tohum eni 2.27 mm (kalın kısım) ve tohum kabuğu rengi ise kahverengi olarak saptanmıştır (Şekil 1). Özgül-Yücel (2005) tarafından yürütülen bir çalışmada da 100 tohum ağırlığının 0.9 g olduğu bildirilmektedir. Ancak renk ve diğer ebatları konusunda bir bilgi bulunmamaktadır. Yine bu türde yaş tohumlardaki yağ oranı %15.8 olarak saptanmış ve tohumlarının oleik (%31.9) ve linoleik (%51.7) asit yönünden zengin olduğu belirlenmiştir (Özgül-Yücel 2005). Mahonya tohumlarının su aldıkları yapılan çalışma ile belirlenmiştir (Şekil 2). Su alımının görülmesi dormansinin tohum kabuğundan kaynaklanmadığı göstermektedir. Su alımı aşamasında Mahonya tohumlarında 1. ve 2. safhaların normal bir şekilde seyir ettiği, ancak 3. safhanın gerçekleşmediği saptanmıştır (Şekil 2). 3. safhada beklenen tekrar hızlı bir ağırlık artışı ve çimlenmenin meydana gelmesidir. Ancak katlama yapılmamış tohumlarda çimlenme meydana gelmemiştir (Çizelge 1).
60 50 Su alım oranı (%) 40 3.safha 30 20 2.safha 10 1.safha Tohum ağırlığındaki artış (%) 0 0 200 400 600 800 1000 Su alım süresi (saat) Şekil 2. Mahonya tohumlarında su alım oranları ve zamana bağlı olarak gösterdikleri değişim Mahonia aquifolium tohumlarının çimlendirme ortamında 30 gün bekletilmesi sonucunda su almasına rağmen tohumların çimlenmemesinin fizyolojik dormansiden kaynaklandığı yani tohum bünyesindeki içsel engelleyiciler ve embriyo kökenli olduğu saptanmıştır. Baskin ve ark. (1993) tarafından Mahonia fremontii türününde fizyolojik dormansi gösterdiği bildirilmektedir. Baskin ve Baskin (2004) fizyolojik dormansi gösteren türleri hafif (8 haftaya kadar katlama), orta (12-15 hafta) ve derin (16 hafta ve üzeri) fizyolojik dormansi olmak üzere 3 gruba ayırmaktadır. Bu ayırımda dikkate alınarak çalışmamızda 8, 12 ve 16 hafta katlama süreleri kullanılmıştır. Çizelge 1 Mahonia aquifolium tohumlarının kağıt arası ve vermikulit içerisinde katlanması sonrasındaki çimlenme oranları Katlama süresi 8 hafta (%) 12 hafta (%) 16 hafta (%) Kontrol 0 0 c 0 c Kağıt arası 0 20 a 40 a Vermikulit 0 5 b 7 b Kontrol grubu katlama yapılmamış, ancak katlama yapılan tohumlarla aynı süre 5 o C de tutulan tohumları ifade etmektedir. Elde edilen bulgular kuru saklamanın tohumların dinlenmeden çıkmasında başarısız olduğunu göstermektedir. Yine benzer şekilde 8 hafta katlamanın da Mahonia aquifolium tohumlarını dinlenmeden çıkarmada başarısız olduğu tespit edilmiştir (Çizelge 1). Buna karşılık Arbutus menziesii türünde yaklaşık 6 hafta soğuk nemli katlamanın tohumların çimlenme oranını %87 ye ulaşmasına neden olduğu belirlenmiştir (Harrington ve Kraft 2004). Buda türler arasında katlama süresi açısından büyük farklılıklar olduğunu ihtiyaç duydukları sıcaklık toplamlarının farklı olduğunu göstermektedir.
12 hafta katlama sonrasında ise kağıt arasında katlananlarda çimlenme oranı %20 olarak belirlenirken, vermikulitte katlananlarda ise bu değer %5 de kalmıştır (Çizelge 1). 12 hafta birçok türde başarılı bir çimlenme için yeterli olurken (Harrington ve Kraft 2004, Thomsen ve Eriksen 2006), sarı boya çalısı tohumlarının dinlenmeden çıkarılması için yeterli olmadığı düşünülmektedir. Minore ve ark. (2008) da bu türün çimlenme oranını %22 olarak bildirmişlerdir. 16 hafta katlama uygulaması sonrasında ise çimlenme oranının %40 a kadar ulaştığı saptanmıştır. Bu Minore ve ark. (2008) tarfından bilidirilen çimlenme oranından daha yüksektir. Ayrıca türün katlama süresinin oldukça uzun olduğu, yani Baskin ve Baskin (2004) e göre derin fizyolojik dormansi (16 hafta ve üzerinde katlamaya ihtiyaç duyan) gösteren grupta yer aldığı saptanmıştır. Vermikulit üzerinde 16 hafta katlananlarda ise çimlenme oranı %7 olarak belirlenmiştir. Hasat tarihlerinin çıkış üzerine etkisine bakıldığında en yüksek (%20) çıkış oranı 8 Ağustos hasadından elde edilen tohumlarda tepit edilmiştir (Çizelge 2.). En düşük (%2) çıkış oranı ise 12 hafta meyve içerisinde bekletme uygulamasından elde edilmiştir. Meyve içerisinde bekletme olumlu etkiye neden olmamıştır. Wyman (1953) Amerika Birleşik Devletleri nde 5 Temmuz tarihinden itibarentohumların yeterli olgunlukta olduğunu bildirmişlerdir. Ancak çimlenme ve çıkış oranları ile ilgili bir veri sunmamıştır. Hasat zamanlarındaki 100 tohum ağırlıkları 0.75 g ile 0.86 g arasında değişmiştir (Çizelge 2). Belirlenen tohum ağırlıkları, Özgül-Yücel (2005) tarafından saptanan değerler ile uyum içerisindedir. Çizelge 2. Farklı zamanlarda hasat edilen Mahonia aquifolium tohumlarının ağırlıkları ve çıkış oranları arasındaki değişimler Hasat tarihleri 100 Tohum ağırlığı (g) Çıkış oranı (%) 8 Ağustos 0.86 a 20 a 15 Eylül 0.82 a 8 b 31 Ekim 0.75 b 13 b 12 hafta meyve içerisinde bekletme 0.85 a 2 c Sonuç olarak türün tohumları yumuşak çekirdekli meyve türlerininkine benzemektedir. Türün su alımını engelleyen bir tohum kabuğu olmadığı yapılan su alım testi ile tespit edilmiştir. Ancak tohum kabuğundan kaynaklanmayan derin bir fizyolojik dormansi gösterdiği de ortaya konulmuştur. Dormansinin giderilmesinde 16 haftanın üzerinde soğuk nemli katlamaya ihtiyaç duyulduğu da bu çalışma ile belirlenmiştir. Hasat zamanlarının çıkış üzerine etkili olduğu görülmüştür. Ancak uygulama yapılmadan sadece hasat süreleri ile çıkış probleminin çözülemeyeceği saptanmıştır. Türün çimlendirme sıcaklıkları ve katlama sonrasındaki çıkış oranlarının belirlenmesi de fidan üretimi için önemlidir. Bu nedenle GA 3 ve NO (nitrik oksit) gibi büyümeyi düzenleyici uygulamaları ile katlama süresinin kısaltılıp kısaltılamayacağının saptanması yönündeki çalışmaların sürdürülmesi gerekmektedir. Fidan üretimi için elde edilen bulguların yeterli olmaması nedeni ile katlama ve tohum uygulaması konusundaki çalışmalarada devam edilmelidir.
Kaynaklar Baskin C.C. ve Baskin J.M. 2004. A classification system for seed dormancy. Seed Science Research, 14:1-16. Baskin C.C., Baskin J.M. ve Meyer S.E. 1993. Seed dormancy in the Colorado plateau shrub Mahonia fremontii (Berberidaceae) and its ecological and evolutionary implications. The Southwestern Naturalist, 38(2): 91-99. Deineka V.I., Grigor ev A.M., Staroverov V.M. ve Borzenko O.N. 2003. Incremental approach to HPLC analysis of anthocyans. Chemistry of Natural Compounds, 39(2):182-185. Ellis R.H., Hong T. Ve Roberts E.H. 1985. Handbook of Seed Technology for Genebanks - Volume II. Compendium of Specific Germination Information and Test Recommendations, Handbooks for Genebanks: No. 3 Geneve R.L. 2003. Impact of temperature on seed dormancy. Hortscience, 38(3):336-341. Harrington C.A. ve Kraft J.M. 2004. Cold stratification of pasific madrone seeds. Native Plants, Spring: 66-74. Loconte H. ve Blackwell W.H. 1984. Berberidaceae of Ohio. Southern Appalachian Botanical Society. Castanea, 49(1): 39-43. Mavi K. 2009. Kabakgil türlerinde tohum gücü testlerinin kullanımı ve stres koşullarında çıkış ile ilişkileri. Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Ankara. Mavi K., Gündüz K. ve Demir İ. 2009. Sarı Boya Çalısı (Mahonia aquifolium) tohumlarında dormansinin tespiti. III. Üzümsü Meyveler Sempozyumu özet kitapçığı, Sayfa: 64. Minore D. Rudolf P.O. ve Bonner F.T. 2008. Mahonia nutt. Oregon-grape. The Woody Plant Seed Manual. sayfa 706-710. Özgül-Yücel S. 2005. Determination of conjugated linolenic acid content of selected ol seeds grown in Turkey. JAOCS, 82(12): 893-897. Thomsen K.A. ve Eriksen E.N. 2006. Effect of temperatures during seed development and pretreatment on seed dormancy of Malus sargentii and M.sieboldii. Seed Sci. and Technol. 34: 215-220. Wyman D. 1953. Seeds of woody plants. ARNOLDIA, Bulletin of Popular Information of the Arnold Arboretum, Harward University, Volume:13, 20s.