Kuraklık Stresi Uygulanan Kayacık (Ostrya Carpinifolia Scop.) Fidanlarında Morfolojik, Fizyolojik ve Biyokimyasal Değişimlerin Araştırılması

Year 2022, Volume: 18 Issue: 2, 169 - 190, 31.12.2022

Çidem Yılmaz , Şemsettin Kulaç , Fadime Beyazyüz

Abstract

Kuraklık tarımsal üretimi sınırlayan en kritik çevresel stres faktörlerinden biridir. Kurak koşullara dayanıklı türlerin belirlenmesi ıslah çalışmaları için büyük önem arz etmektedir. Türkiye’de doğal yayılış gösteren kayacık (Ostrya carpinifolia Scop.)’ın kuraklığa tepkisinin belirlenmesi ağaçlandırma programlarının başarısına katkıda bulunabilir. Bu çalışma, yedi farklı popülasyondan alınan kayacık fidanlarının kuraklık stresine karşı morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal tepkilerini analiz etmeyi amaçlanmıştır. Çalışma tesadüf parselleri deneme desenine göre haftada iki, haftada bir ve iki haftada bir olmak üzere üç farklı sulama kademesinde üç tekerrürlü olarak yürütülmüştür. Haziran, Temmuz, Ağustos, Eylül ve Ekim aylarında hasat edilen bitkilerin fidelerinin boy, çap, toplam biyokütle, su potansiyeli, stoma iletkenliği, prolin ve toplam çözülebilir şeker içeriği ölçülmüştür. En düşük boy artışının Adana-Saimbeyli ile Antalya-Finike popülasyonlarında olduğu belirlenmiştir. Elde edilen veriler, en yüksek bitki su geriliminin, çözünür şeker ve prolin miktarının iki haftada bir sulanan grupta olduğunu göstermiştir. Ağustos ayında yapılan klorofil konsantrasyon indeksi ölçümlerinde kuzeyden elde edilen popülasyonlar yüksek değerlere sahipken, güney popülasyonlarında düşük değerler ölçülmüştür. Stoma iletkenliği en düşük olan popülasyonun Antalya-Akseki ve iki haftada bir sulanan grup olduğu belirlendi. Sonuç olarak, güneydeki popülasyonlar kuzeydekilere göre kuraklığa karşı daha dirençli olması nedeniyle gelecekteki ağaçlandırma çalışmalarında tercih edilmelidir.

Keywords

Kayacık,, Kuraklık stresi, prolin, stoma iletkenliği

References

• Bates, L. S., Waldren, R. P., & Teare, I. D. (1973). Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and Soil, 39(1), 205-207.
• Çelik, H. (2008). ‛Gürgen yapraklı kayacık (Ostrya carpinifolia Scop.) tohumlarda çimlenme kabiliyetinin artırılması’, Yüksek Lisans Tezi, Orman Mühendisliği, Gazi Üniversitesi, Ankara, Türkiye.
• Çobanoğlu, H., Şevik, H., & Koç, İ. (2022). Havadaki Ca konsantrasyonunun tespitinde ve trafik yoğunluğu ile ilişkisinde yıllık halkaların kullanılabilirliği. ICONTECH International Journal, 6(3), 94-106.
• Demir, E., & Bora, İ. (2021). Anadolu karaçamı (Pinus nigra JF Arnold ssp. pallasiana (Lamb.) Holmboe) tohumlarında polietilen glikol ile erken kuraklık testi. Turkish Journal of Forestry, 22(2), 65-72.
• Dirik, H. (2000). Farklı biyoiklim kuşaklarını temsil eden kızılçam (Pinus brutia Ten.) orijinlerinin kurak dönemdeki su potansiyellerinin basınç-hacim (p-v) eğrisi yöntemi ile analizi. İÜ Orman Fak. Dergisi, 50, 93-130.
• Fenu, G., Bacchetta, G., Charalambos, S. C., Fournaraki, C., Del Galdo, G. P. G., Gotsiou, P., ... & De Montmollin, B. (2019). An early evaluation of translocation actions for endangered plant species on Mediterranean islands. Plant diversity, 41(2), 94-104.
• Gallé, A., Haldimann, P., & Feller, U. (2007). Photosynthetic performance and water relations in young pubescent oak (Quercus pubescens) trees during drought stress and recovery. New Phytologist, 174(4), 799-810.
• Gao, D., Gao, Q., Xu H.Y., Ma, F., Zhao, C.M., & Liu, J.Q. (2009). Physiological responses to gradual drought stress in the diploid hybrid Pinus densata and its two parental species. Trees, 23, 717-728.
• Gerçek, Z., Merev, N., Ansin, R., Ozkan, Z.C., Terzioglu, S., Serdar, B., & Birturk, T. (1998). Ecological wood anatomical characters of European hophornbeam (Ostrya carpinifolia Scop.) grown in Turkey, Kasnak Oak and Turkey Flora Symposium, 21–23, September, Istanbul, Turkey, pp. 302–316.
• Hunter, A.F. & Lechowicz M.J. (1992). Foliage quality change during canopy development of some northern hardwood trees. Oecologia, 89, 316-323.
• Isinkaralar, K., Koc, I., Erdem, R., & Sevik, H. (2022). Atmospheric Cd, Cr, and Zn deposition in several landscape plants in Mersin, Türkiye. Water, Air, ve Soil Pollution, 233(4), 65-76. Isinkaralar, K., Koç, İ., Kuzmina, N. A., Menshchikov, S. L., Erdem, R., & Aricak, B. (2022). Determination of heavy metal levels using Betula pendula Roth. Under various soil contamination in Southern Urals, Russia. International Journal of Environmental Science and Technology. https://doi.org/10.1007/s13762-022-04586-x. ISTA, (2007). International rules for seed testing. Seed Science Technology, 21(1), 1-288.
• Kandemir, G. (2002). ‛Genetics and physiology of cold and drought resistance in Turkish red pine (Pinus brutia, Ten.) populations from southern Turkey’, Doktara Tezi, ODTÜ, Ankara, Türkiye.
• Kandemir, G., Önde, S., Temel, F. & Kaya, Z. (2016). Population variation in drought resistance and its relationship with adaptive and physiological seedling traits in Turkish red pine (Pinus brutia Ten.). Turkish Journal of Biology, 41, 256-267.
• Kayacık, H. (1977). Orman ve Park Ağaçlarının Özel Sistematiği, İstanbul Orman Fakültesi Yayınları.
• Key, K., Kulaç, Ş., Koç, İ., & Sevik, H. (2022). Determining the 180-year change of Cd, Fe, and Al concentrations in the air by using annual rings of Corylus colurna L. Water, Air, ve Soil Pollution, 233(7), 1-13, https://doi.org/10.1007/s11270-022-05741-3
• Koç, İ. (2019). ‘Conifers response to water stress: Physiological responses and effects on nutrient use physiology.’ Doktara Tezi, Michigan State University, East Lansing, Michigan, USA.
• Koç, İ. (2021a). Changes that may occur in temperature, rain, and climate types due to global climate change: The example of Düzce. Turkish Journal of Agriculture-Food Science and Technology, 9(8), 1545-1554.
• Koç, İ. (2021b). Küresel iklim değişikliğinin Bolu’da bazı iklim parametreleri ve iklim tiplerine etkisi. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 23(2), 706-719.
• Koç, İ. (2021c). Examining seed germination rate and seedlings gas exchange performances of some Turkish red pine provenances under water stress. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 9(3), 48-60.
• Koç, İ. (2021d). Examination of gas exchange parameters of Abies balsamea (L) Mill. and Abies concolor saplings, grown under various water regime, exposed to extreme drought stress at the end of the growing season. Turkish Journal of Forest Science, 5(2), 592-605.
• Koç, İ. (2022a). Determining the near-future biocomfort zones in Samsun province by the global climate change scenarios. Kastamonu University Journal of Forestry Faculty, 22(2), 181-192.
• Koç, İ. (2022b). Determining the biocomfort zones in near future under global climate change scenarios in Antalya. Kastamonu University Journal of Engineering and Sciences, 8(1), 6-17.
• Koç, İ. (2022c). Comparison of the gas exchange parameters of two maple species (Acer negundo and Acer pseudoplatanus) seedlings under drought stress. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 24(1), 65-76.
• Koç, İ., & Nzokou, P. (2022). Do various conifers respond differently to water stress? A comparative study of white pine, concolor and balsam fir. Kastamonu University Journal of Forest Faculty, 22(1), 1-16.
• Koç, İ., Nzokou, & P., Cregg, B. (2022). Biomass allocation and nutrient use efficiency in response to water stress: insight from experimental manipulation of balsam fir, concolor fir and white pine transplants. New Forests, 53, 915-933.
• Korkut, S. & Korkut, D.S. (2007). Determination of the shear and cleavage strenghts of European hophornbeam (Ostrya carpinifolia Scop.) wood. Journal of Science and Technology, 2(1), 131-137.
• Kulaç, Ş. (2010). ‛Kuraklık stresine maruz bırakılan sarıçam (Pinus sylvestris L.) fidanlarında bazı morfolojik fizyolojik ve biyokimyasal değişimlerinin araştırılması’, Doktora Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Trabzon.
• Kulaç, Ş., Güney, D., Çiçek, E., Somay, Ş. & Özbayram, A.K. (2013). Farklı orijinli kayacık (Ostrya carpinifolia Scop.) tohumlarının bazı tohum özelliklerinin belirlenmesi. Ormancılık Dergisi, 9(1), 62-70.
• Kulaç, Ş., Güney, D., Gürpınar, A. & Karaca, Z. (2014). Farklı popülasyonlardan toplanan kayacık (Ostrya carpinifolia Scop.) tohumlarında popülasyonlar arası ve içi çimlenme varyasyonları. II. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, (ss. 111-116).
• Pach, M., Bielak, K., Bončina, A., Coll, L., Höhn, M., Kašanin-Grubin, M., ... & Zlatanov, T. (2022). Climate-smart silviculture in mountain regions. Climate-Smart Forestry in Mountain Regions (pp. 263-315). Springer, Cham.
• Sarıbaş, M. (2000). Bazı bitki tohumlarında çimlenmenin aktivasyonu. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 24(5), 579-584. Sekulić, D., Karadžić, B., Kuzmanović, N., Jarić, S., Mitrović, M., & Pavlović, P. (2021). Diversity of Ostrya carpinifolia forests in ravine habitats of Serbia (Se Europe). Diversity, 13(2), 59.
• Seleiman, M. F., Al-Suhaibani, N., Ali, N., Akmal, M., Alotaibi, M., Refay, Y., ... & Battaglia, M. L. (2021). Drought stress impacts on plants and different approaches to alleviate its adverse effects. Plants, 10(2), 259.
• Sircelj, H., Tausz, M., Grill, D., & Batic, F. (2007). Detecting different levels of drought stress in apple trees (Malus domestica Borkh.) with selected biochemical and physiological parameters. Scientia Horticulturae, 113(4): 362-369.
• Shults, P., Nzokou, P., & Koc, I. (2020). Nitrogen contributions of alley cropped Trifolium pratense may sustain short rotation woody crop yields on marginal lands. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 117(2), 261-272.
• Uyanık, E. G., Kulaç, Ş., & Beyazyüz, F. (2022). Effect of grafting method and time on grafting success in Anatolian chestnut (Castanea sativa Mill.). Turkish Journal of Agriculture-Food Science and Technology, 10(10), 1972-1981.
• Vejpustková, M., & Čihák, T. (2019). Climate response of Douglas fir reveals recently increased sensitivity to drought stress in Central Europe. Forests, 10(2), 97.
• Walters, M. B. & Reich, P. B. (1999). Low-light carbon balance and shade tolerance in the seedlings of woody plants: do winter deciduous and broad-leaved evergreen species differ? The New Phytologist, 143(1), 143-154.
• Walters, M. B., Reich, P. B. & Ellsworth, D. S. (1992). Leaf lifespan in relation to leaf, plant and stand characteristics among diverse ecosystems. Ecological Monographs, 62(3), 365-392.
• Weatherall, A., Nabuurs, G. J., Velikova, V., Santopuoli, G., Neroj, B., Bowditch, E., ... & Tognetti, R. (2022). Defining Climate-Smart Forestry. In Climate-Smart Forestry in Mountain Regions (pp. 35-58). Springer, Cham.
• Yalçın, V., Torun, H., Eroğlu, E., Usta, E. Ü. (2021). Şeker Otu (Stevia rebaudiana Bertoni) Bitkisinde Kuraklık Stresinin Fizyolojik ve Biyokimyasal Etkileri, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 10(3), 1165-1176.
• Yang, Y., Liu, Han, C., Iao, Y.Z., Yao, X.Q. & Yin, H.J. (2007). Influence of water stress and low irradiance on morphological and physiological characteristics of Picea asperata Masters. seedlings. Photosynthetica, 45(4), 613-619.
• Zheng, Y., Xia, Z., Wu, J. ve Ma, H.(2021). Effects of repeated drought stress on the physiological characteristics and lipid metabolism of Bombax ceiba L. during subsequent drought and heat stresses, BMC Plant Biology, 21, 2021.