AğırMetal İçeriği Yüksek Sularla Sulanan Patlıcan Bitkilerine Uygulanan Humik Asidin Bazı Morfolojik, Fizyolojik ve Biyokimyasal ÖzelliklerÜzerine Etkisi

Bu çalışmada; ağır metal içeriği yüksek olan sulama suyu ile sulanmış ve tuza tolerans düzeyleri daha önce belirlenmiş patlıcan genotiplerinin (Burdur Merkez, Burdur Bucak, Kemer ve Giresun) bazı morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal özellikleri üzerine humik asit uygulamalarının etkisini ortaya koymak amaçlanmıştır. Kontrollü sera koşullarında yürütülen çalışmada, patlıcan tohumları torf ve perlit karışımı ortamında çimlendirilmiş ve ekimden 20 gün sonra fideler, saksılara şaşırtılmıştır. Bitkiler 4-5 gerçek yapraklı olduklarında 3 farklı humik asit dozu (0, 500, 1000 ppm) uygulanmış olup bu uygulamadan 7 gün sonra ise çeşitli dozlarda ağır metallerin karışımını içeren 3 farklı sulama suyu (Kontrol: 0 ppm; I. Karışım: 0,2 ppm Cu + 0,01 ppm Cd + 5 ppm Pb + 2 ppm Zn; II. Karışım: 0,4 ppm Cu + 0,02 ppm Cd + 10 ppm Pb + 4 ppm Zn) ile sulanmaya başlanmıştır. Bitkiler 40 gün boyunca tarla kapasitesi düzeyinde su ile sulandıktan sonra bu sürenin sonunda hasat edilmişler ve analizler için örnek alımı yapılmıştır. Çalışmada bitkiler, yeşil aksam ve kök yaş ağırlığı, yeşil aksam ve kök kuru ağırlığı, gövde ve kök boyu, yaprak alanı, klorofil ve MDA miktarı, süperoksit dismutaz (SOD), katalaz (CAT), askorbat peroksidaz (APX) ve glutatyon redüktaz (GR) enzim aktiviteleri yönünden incelenmiştir. Tüm genotipler ağır metal uygulamasından olumsuz yönde etkilenmiştir. Ağır metal karışımları, doz artışına paralel olarak patlıcan genotiplerinin yeşil aksam ve köklerinin yaş ve kuru ağırlıklarında, kök ve gövde boyunda, yaprak alanı değerlerinde azalmaya neden olmuştur. MDA ve antioksidatif enzim aktiviteleri, ağır metal karışımı içeren su ile sulanan bitkilerde artış göstermiştir. Humik asit uygulamaları, ağır metal stresinin büyüme ve gelişmeyi sınırlandırıcı etkisinin azaltılması üzerinde olumlu etki yapmıştır. Çalışma sonucunda, tuza tolerant olan Burdur Merkez ve Burdur Bucak genotipleri hassas olan Giresun ve Kemer genotiplerine oranla ağır metal uygulamalarının oluşturduğu abiyotik stres faktörüne karşı çok daha iyi bir dayanım sergilemiştir. Elde edilen sonuçlar; tuzluluk, kuraklık ve ağır metal stresi gibi abiyotik streslere dayanım için bitkilerin benzer stratejiler uyguladıkları konusunda da bir görüş oluşturmuştur.

The Effect of Humic Acid Applications on Some Morphological, Physiological and Biochemical Characteristics of Eggplants Irrigated with Water Contained Heavy Metals in High Concentration

In this study, it was aimed to demonstrate the effect of humic acid applications on some morphological, physiological and biochemical characteristics of eggplant genotypes (Burdur Merkez, Burdur Bucak, Kemer and Giresun) irrigated with the irrigation water with a high content of heavy metal and determined previously salt tolerance levels. In studies conducted in controlled greenhouse conditions, eggplant seeds germinated in the growth substrate a mixture of peat and perlite and the seedlings were transplanted into pots at 20 days after sowing. Plants when they are 4- 5 true leaves, 3 different humic acid levels (0, 500, 1000 ppm) have been applied and 7 days later after this application began to be watered with 3 different irrigation water comprising a mixture of various doses of heavy metals (control: 0 ppm; I. Mixture: 0.2 ppm 5 ppm to 0.01 ppm Cd + Cu + Pb + 2 ppm Zn, II. mixture: +0.02 ppm 0.4 ppm Cu 10 ppm Pb + Cd + 4 ppm Zn). Field capacity level for the plants 40 days after quenched with water after which time they were harvested and samples for analysis were performed. In the study plants were investigated for shoot and root fresh weight, shoot and root dry weight, shoot and root length, leaf area, chlorophyll and MDA level of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX) and glutathione reductase (GR) enzyme activities All genotypes are adversely affected by heavy metal applications. In parallel to increase the dose, heavy metal mixtures led to a reduction in values of fresh and dry weight of shoot and root, stem and root length, leaf area of eggplant genotypes. MDA and antioxidative enzyme activities increased in plants irrigated with water containing a mixture of heavy metal. Humic acid applications had a positive effect on reducing of the limiting effect of heavy metal stress on growth and development. As a result, compared to sensitive genotypes Giresun and Kemer, salt tolerant genotypes Burdur Merkez and Burdur Bucak showed much better resistance to abiotic stress factor which consists of heavy metal applications. The obtained results; formed also an opinion about that plants evolved similar strategies for resistance to abiotic stresses such as salinity, drought and heavy metal stress.

___

  • Anonymous 1985. Water Quality for Agriculture. FAO Irrigation and Drainage Paper. 29, Rev.1. Rome. Anonymous 2012. Türkiye İstatistik Kurumu http://tuikrapor.tuik.gov.tr/reports (Erişim: 26.01.2014)) Asri FÖ, Sönmez S. 2006. Ağır metal toksisitesinin bitki metabolizması üzerine etkileri. Derim 23: 36-45
  • Bekiaroglou P, Karataglis S. 2002. The effect of lead and zinc on Mentha spicata. J. Agronomy & Crop Science. 188: 201- 205.
  • Candan N, Tarhan L. 2003. The correlation between antioxidant enzyme activities and lipid peroxidation levels in Mentha pulegium organs grown in Ca2+, Mg2+, Cu2+, Zn2+ and Mn2+ stress conditions. Plant Science. 163: 769-779.
  • Caseneva de Sanfilippo E, Argüello JA, Abdala G, Orioli GA. 1990. Content of auxin, inhibitor and substances in humic acids. Biologia Plantarum. 32: 346-351.
  • Cakmak I, Marschner H. 1992. Magnesium defficiency and highlight intensity enhance activities of superoxide dismutase, ascorbate peroxidase and glutathione reductase in bean leaves. Plant Physiol. 98: 1222-1226.
  • Çakmak I. 1994. Activity of ascorbate-dependent H202 scavenging enzymes and leaf chlorosis are enhanced in magnesium and potassium deficient leaves, but not in phosphorus deficient leaves., But Nat in Pohsphorus Deficient Leaves. J. Exp. Bot. 45: 1259-1266.
  • Çimrin KM, Karaca S, Bozkurt MA. 2001. Mısır bitkisinin gelişimi ve beslenmesi üzerine humik asit ve N P K uygulamalarının etkisi. Tarım Bilimleri Dergisi 7: 95-100.
  • Dahmani-Muller H, Oort F, Gelie B, Blabene M. 2000. Strategies of heavy metal uptake by three plants species growing near a metal smelter. Environ. Pollut. 109: 231-238.
  • Daşgan HY, Koç S. 2009. Evaluation of salt tolerance in common bean genotypes by ion regulation and searching for screening parameters. Journal of Food, Agriculture Environment.7: 363-372.
  • Demir E, Çimrin KM. 2011. Arıtma çamuru ve humik asit uygulamalarının mısırın gelişimi, besin elementi ve ağır metal içerikleri ile bazı toprak özelliklerine etkileri. Journal of Agricultural Sciences. 17: 204-216.
  • Dinakar N, Nagajyothi PC, Suresh S, Udaykiran Y, Damodharam T. 2008. Phytotoxicity of cadmium on protein, proline and antioxidant enzyme activities in growing Arachis hypogaea L. seedlings. Journal of Environmental Sciences. 20:199–206.
  • Dunand VF, Epron D, Sossé AB, Badot PM. 2002. Effects of copper on growth and on photosynthesis of mature and expanding leaves in cucumber plants. Plant Science. 163: 53-58.
  • El-Beltagi HS, Mohamed AA, Rashed MM. 2010. Response of antioxidative enzymes to cadmium stress in leaves and roots of radish (Raphanus sativus L.). Not. Sci. Biol. 2: 76-82. El-Ghamery AA, El-Kholy MA, El-Yousser, A. 2003.
  • Evaluation of cytological effects of Zn2+ in relation to germination and root growth of Nigella sativa L. and Triticum aestivum L. Mutation Research. 537: 29-41.
  • Elstner EF, Wagner GA, Schutz W. 1988. Activated oxygen in green plants in relation to stress situations. Current Topics in Plant Biochemistry and Physiology. 7:159-189.
  • Fargašová A. 2001. Phytotoxic effects of Cd, Zn, Pb, Cu and Fe on Sinapis alba L. seedlings and their accumulation in roots and shoots. Biologia Plantarum. 44: 471-473.
  • Foy CD, Chaney RL, White MC. 1978. The Physiology of Metal Toxicity in Plants. Annual Review of Plant Physiology. 29: 511-566.
  • Foyer CH, Lopez-Delgado H, Dat JF, Scott IM. 1997. Hydrogen peroxide and glutathione-associated mechanisms of acclamatory stress tolerance and signaling. Physiol. Plant. 100: 241–254.
  • Freed R, Einensmith SP, Guets S, Reicosky D, Smail VW, Wolberg P,1989. User’s guide to MSTAT-C, an analysis of agronumic research experiment. Michigan State University, USA.
  • Gerzabek MH, Ullah SM. 1990. Influence of fulvic and humic acids on Cd and Ni-toxicity to Zea mays (L.). Die Bodenkultur 41: 115-124.
  • Gupta M, Cuypers A, Vangronsveld J, Clijsters H. 1999. Copper affects the enzymes of the ascorbate-glutathione cycle and its related metabolites in the roots of Phaseolus vulgaris. Physiol. Plant. 106: 262–267.
  • Gupta DK, Nicoloso FT, Schetinger MRC, Rossato LV, Pereira LB, Castro GY, Srivastava S,Tripathi RD. 2009. Antioxidant defense mechanism in hydroponically grown Zea mays seedlings under moderate lead stress. Journal of Hazardous Materials 172: 479-484.
  • Gür N, Topdemir A, Munzuroğlu Ö, Çobanoğlu D. 2004. Ağır metal iyonlarının (Cu+2 , Pb+2, Hg+2, Cd+2) Clivia sp. bitkisi polenlerinin çimlenmesi ve tüp büyümesi üzerine etkileri. Fırat Üniv. Fen ve Matematik Bilimleri Dergisi. 16: 177- 182.
  • Haktanır K, Arcak S. 1998. Çevre Kirliliği. Ankara Üniversitesi Yayın No: 1503, Ders Kitabı: 457, Ankara. Hegedus A, Erdei S, Horvath G. 2001. Comparative studies of H2O2 detoxifying enzymes in green and greening barley seedlings under cadmium stress. Plant Sci. 16: 1085-1093.
  • Kennedy CD, Gonsalves FAN. 1987. The action of divalent zinc, cadmium, mercury, copper and lead on the trans-root potential and efflux of excised roots. J.Exp. Bot. 38: 800- 817.
  • Kırbağ Zengin F. 2002. Bazı Ağır Metallerin (Hg++, Cd++ , Cu++ ve Pb++) Fasulye Fidelerinin (Phaseolus vulgaris L.) Gelişmesi Üzerindeki Etkilerinin Biyokimyasal Yönden Araştırılması. Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ.
  • Kuşvuran Ş. 2010. Kavunlarda Kuraklık ve Tuzluluğa Toleransın Fizyolojik Mekanizmaları Arasındaki Bağlantılar. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enst., Doktora Tezi, 355s., Adana.
  • Larbi A, Morales F, Abadia A, Gogorcena Y, Lucena JJ, Abadia J. 2002. Effects of Cd and Pb in sugar beet plants grown in nutrient solution: induced Fe deficiency and growth inhibition. Funct. Plant Biol. 29: 1453-1464.
  • Livens FR. 1991. Chemical reactions of metals with humic material. Environmental Pollution. 70: 183-208.
  • Liu Y, Wang X, Zeng G, Qu D, Gu J, Zhou M, Chai L. 2007. Cadmium-induced oxidative stress and response of the ascorbate-glutathione cycle in Bechmeria nivea (L.) Gaud. Chemosphere. 69: 99-107.
  • Luna C, Seffino LG, Arias C, Taleisnik E. 2000. Oxidative stress indicators as selection tools for salt tolerance in Chloris gayana. Plant Breed. 119: 341-345.
  • Lutts S, Kinet JM, Bouharmont J. 1996. NaCl-induced senesence in leaves of rice (Oryza sativa L.) cultivars differing in salinity resistance. Ann. Bot. 78: 389-398.
  • Haghighi M, Kafi M, Fang P, Xiao LG. 2010. Humic acid decreased hazardous of cadmium toxicity on lettuce (Lactuca sativa L.). Vegetable Crops Research Bulletin. 72: 49-61.
  • Mittler R. 2002. Oxidative stress, antioxidants, and stress tolerance. Trends in Plant Science. 7: 405-410.
  • Morela VRF, Capraru G, Bara I, Artenie V. 2007. Lead acetate effect on superoxide dismutase activity in Lactuca sativa L., Mona and Syrena cultivars. Genetics and Molecular Biology. 8: 115-118.
  • Nachtegaal M, Sparks DL. 2003. Nickel sequestration in a kaolinite-humic acid complex. Environ. Science and Technology. 37: 529-534.
  • Ouzounidou G. 1994. Copper induced changes on growth, metal content and photosynhetic functions of Alyssum montanum L. plants. Environmental and Experimental Botany. 34: 165-172.
  • Padem H, Öcal A. 1999. Effect of humic acid applications on yield and some characteristics of processing tomato. Acta Horticulturae 487: 159-164.
  • Prasad KVSK, Paradha SP, Sharmila P. 1999. Concerted action of antioxidant enzymes and curtailed growth under zinc toxicity in Brassica juncea. Environ. Exp. Bot. 42: 1-10.
  • Raskin I, Ensley BD. 2000. Phytoremediation of Toxic Metals: Using Plants to Clean Up tthe Enviroment. John Wiley and Sons, NewYork, 304 pp.
  • Saeed A, Sohail M, Rashi N, Iqbal N. 2013. Effects of heavy metals toxicity on the biochemical response in tomato plants grown in contaminated silt-soil. Bangladesh J. Sci. Ind. Res. 48: 229-236.
  • Sossé BA, Genet P, Dunand-Vinit F, Toussaint LM, Epron D, Badot PM. 2004. Effect of copper on growth in cucumber plants (Cucumis sativus) and its relationships with carbonhydrate accumulation and changes in ion contents. Plant Science 166: 1213-1218.
  • Shah K, Kumar RG, Verma S, Dubey RS. 2001. Effect of cadmium on lipid peroxidation, superoxide anion generation and activities of antioxidant enzymes in growing rice seedlings. Plant Science. 161: 1135-1144.
  • Sharma P, Dubey RS. 2005. Lead toxicity in plants. Braz. J. Plant Physiol. 17: 35-52.
  • Sheoran IS, Singal HR, Singh R. 1990. Effect of cadmium and nickel on photosynthesis and enzymes of the photosynthetic carbon reduction cycle in pigeon pea (Cajanus cajan L.). Photosynthesis Research. 23: 345-351.
  • Steffens JD. 1990. The heavy metal-binding peptides of plants. Annual Review Plant Physiology Molecular Biology. 41: 533-575.
  • Stevenson FJ. 1994. Humus Chemistry: Genesis, Composition, Reactions. 2 nd.Edition, John Wiley and Sons, Inc, New York, 285pp.
  • Ullah MS, Gerzabek MH. 1991. Influence of fulvic and humic acids on Cu- and V-toxicity to Zea mays (L.). Die Bodenkultur. 42: 123-134.
  • Vaillant N, Monnet F, Hitmi A, Sallanon H, Coudret A. 2005. Comparative study of responses in four Datura species to a zinc stress. Chemosphere. 59: 1005-1013.
  • Valdrighi MM, Pera A, Agnolucci M, Frassinetti S, Lunardi D, Vallini G. 1996. Effects of composts derived humic acids on vegetable biomass production soil system: A Comparative Study. Agriculture, Ecosystems and Environment. 58: 133-144.
  • Van Assche FV, Clijsters H. 1990. Effects of metals on enzyme activity in plants. Plant Cell Environ. 13: 95-206.
  • Vassilev A, Lidon FC, Matos MC, Ramalho JC, Yordanov I. 2002. Photosynthetic per-formance and content of some nutrients in cadmium-and coppertreated barley plants. Journal of Plant Nutrition. 25: 2343-2360.
  • Zengin KF, Munzuroğlu Ö. 2005. Fasulye fidelerinin (Phaseolus vulgaris L. cv. Strike) klorofil ve karotenoid miktarı üzerine bazı ağır metallerin (Ni++, Co++, Cr+++, Zn++) etkileri. Fırat Üniv. Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. 17: 164-172.
  • Yaşar F. 2003. Tuz Stresi Altındaki Patlıcan Genotiplerinde Bazı Antioksidant Enzim Aktivitelerinin in vitro ve in vivo Olarak İncelenmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri, Doktora Tezi, 139 s., Van.
Türk Tarım - Gıda Bilim ve Teknoloji dergisi-Cover
  • ISSN: 2148-127X
  • Yayın Aralığı: Aylık
  • Başlangıç: 2013
  • Yayıncı: Turkish Science and Technology Publishing (TURSTEP)
Sayıdaki Diğer Makaleler

Mersin İli Bakliyat Sektöründe SWOT ve SOR Analizi ile Strateji Belirlenmesi Üzerine Bir Çalışma*

Osman UYSAL, Osman Sedat SUBAŞI

Genetic Merit Based Genotype Selection for Physical Fruit Traits in Mango

Arun Kumar BARHOLİA, Sangeeta YADAV

Fonksiyonel Bir Gıda: “Şifalı Top ”

Sıdıka Nur KIYAK, Yeliz DAĞLI, Ümran ZEREN, Muammer ARIBURNU, AYSEL GÜLBANDILAR, MUHAMMET DÖNMEZ, Mehtap OKUR

Biologic Activities of Honeybee Products Obtained From Different Phytogeographical Regions of Turkey

Hamide DOĞAN, ETHEM AKYOL, HASAN AKGÜL, Zeliha TALAS SELAMOĞLU

AğırMetal İçeriği Yüksek Sularla Sulanan Patlıcan Bitkilerine Uygulanan Humik Asidin Bazı Morfolojik, Fizyolojik ve Biyokimyasal ÖzelliklerÜzerine Etkisi

Sevinç KIRAN, Fatma ÖZKAY, ŞEBNEM KUŞVURAN, Ş. Şebnem ELLİALTIOĞLU

Bulanık Mantık ile Kefir Üretiminin Modellenmesi

HÜSEYİN NAİL AKGÜL, FİLİZ YILDIZ AKGÜL, TUNA DOĞAN

Tanenler ve Hayvan Besleme Üzerine Etkileri

Esin ÜNVER, AYLİN AĞMA OKUR, Emre TAHTABİÇEN, Burak KARA, HASAN ERSİN ŞAMLI

Et Endüstrisinin Yeni Tartışma Konusu: “Pembe Çamur”

CEM OKAN ÖZER, Birol KILIÇ

Jersey İneklerinde STAT5A Geninin Süt Verimi ve Bileşenleri Üzerine Etkisinin Araştırılması

Soner ÇANKAYA, Mehmet ÜLKER, ÖZDEN ÇOBANOĞLU, ESER KEMAL GÜRCAN, ERTUĞRUL KUL, SAMET HASAN ABACI

In Vitro and In Vivo Antibacterial Activity of Some Organic and Inorganic Salts Against Asiatic Citrus Canker Agent Xanthomonas Citri Subsp. Citri

Vahideh HASABİ, Hossein ASKARİ, Seyed Mehdi ALAVİ, Masood Soltani NAJAFABADİ