The Effects of Arbuscular Mycorrhizal Fungi and Lead (Pb)Applications on Eggplant Seedling Growth and Nutrient Uptake

Abstract

There are many factors, which negatively affect plant development. One of these factors is lead (Pb), which causes toxic effects on plants during the seedling period. Mycorrhizas (AMF) contribute positively to plant growth. In eggplant seedlings, it has been researched whether to tolerate the negative effects of lead with mycorrhizas. In the study, Gigaspora margarita (Gm) and Glomus intraradices (Gi) mycorrhizal races were applied before seeds were sown. After the first true leaves appeared, 5 different doses of Pb (0, 100, 200, 400 and 800 ppm) were given. As a result, the earliest true leaf appearance time, the widest cotyledon and longest cotyledon, were taken from Gm application. In terms of other seedling development parameters, the highest values were obtained from Gm-0 ppm Pb application. In addition, it was observed that the control 0 and 100 Pb ppm applications received high values. As expected, due to the toxic effect of lead, no plants could be obtained in Control-800 ppm Pb application. However, the plants continued to develop by tolerating the toxic effect of lead in Gm-800 ppm and Gi-800 ppm applications especially. The other criteria that we examined were the intake of important nutrients N, P, K and Ca with mycorrhizal even in high-dose lead conditions. It was observed that the lead was taken into the plant by mycorrhizal. Lead content in the root was more than the lead content in the shoot. In general, it was seen that low Pb dose in Gi application can be partially tolerable for seedling growth and nutrient content.

Keywords

• Fertilization,
• Glomus intraradices (Gi),
• Gigaspora margarita (Gm),
• Heavy metal,
• Seedling development,

Arbusküler Mikorizal Fungus ve Kurşun (Pb) Uygulamalarının Patlıcan Fide Gelişimi ve Besin Alımı Üzerine Etkileri

Öz

Bitkilerin gelişimini olumsuz etkileyen birçok faktör vardır. Bu faktörlerden biri de fide döneminde bitkiye toksik etkiye sebep olan kurşun (Pb)’dur. Mikorizalar ise bitki gelişimine olumlu yönde katkı sağlamaktadır. Patlıcan fidesinde, mikorizanın kurşunun olumsuz etkisinin tolere edip etmeyeceği araştırılmıştır. Bu çalışmada, Gigaspora margarita ve Glomus intraradices mikoriza ırkları tohum ekiminden önce uygulanmıştır. İlk gerçek yaprak göründükten sonra kurşunun 5 farklı dozu (0, 100, 200, 400 ve 800 ppm) verilmiştir. Sonuç olarak gerçek yaprak görünme süresi, en geniş kotiledon ve en uzun kotiledon Gigaspora margarita uygulamasından alınmıştır. Diğer fide gelişim parametreleri bakımından, en yüksek değerler Gigaspora margarita-0 ppm Pb uygulamasından elde edilmiştir. Ayrıca kontrolde 0 ve 100 ppm Pb uygulamalarında yüksek değer aldıkları görülmüştür. Beklenildiği gibi kurşunun toksik etkisi sebebiyle Kontrol-800 ppm Pb uygulamasından bitki elde edilememiştir. Fakat her iki mikoriza türünün 800 ppm’lik uygulamalarında kurşunun toksik etkisini tolere ederek gelişimine devam ettikleri görülmüştür. İncelediğimiz diğer kriterler, N, P, K ve Ca gibi önemli besin elementlerin yüksek dozda kurşun şartlarında bile mikorizalar aracılığıyla bitkiye alınmasıdır. Kurşununda, mikorizalar tarafından bitkiye alındığı görülmüştür. Kökteki Pb içeriği, sürgündeki Pb içeriğinden daha fazladır. Genel olarak fide gelişimi ve besin elementleri içerikleri olumlu etki Gi uygulamasında elde edildiği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Ağır Metaller
• Fide Gelişimi
• Gigaspora margarita
• Glomus intraradices
• Kurşun

References

1. Akıncı, İ. E., Akıncı, S. & Yilmaz, K. (2010). Response of tomato (Solanum lycopersicum L.) to lead toxicity: Growth, element uptake, chlorophyll and water content. African Journal of Agricultural Research, 5(6) (pp. 416 – 423).
2. Akıncı, İ. E., & Çalışkan, Ü. (2010). Kurşunun bazı yazlık sebzelerde tohum çimlenmesi ve tolerans düzeyleri üzerine etkisi. Ekoloji 19(74), (pp. 164–172).
3. Al-Chaarini, N., El-Nakat, J. H., Obeid P. J. & Aouad, S. (2009). Measurement of levels of heavy metal contamination in vegetables grown and sold in selected areas in lebanon. Jordan Journal of Chemistry, 4(3), (pp. 303–315).
4. Ames, R. N., Reid C. P., Porter, L. K. & Cambardella, C. (1983). Hyphal uptake and transport of nitrogen from two 15N-labelled sources by Glomus mosseae a vesicular-arbuscular mycorrhiza fungus. New Phytologist, 95(3), (pp. 381–396).
5. Anonim, 2010a. Kurşun zehirlenmesi. https://www.centro.com.tr/wp-content/uploads/2018/12/Kur%C5%9Fun-Zehirlenmesi.pdf Access date: 18.07.2016.
6. Aydın, A. (2002). Mikorizanın sera koşullarında domateste bitki besin maddesi alımı fide gelişimi ve verime etkisinin belirlenmesi. Doktora Tezi, Ç.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Toprak Anabilim Dalı. Adana.
7. Bayraklı, F. (1987). Toprak ve Bitki Analizleri (Çeviri ve Derleme). Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi, Samsun (17).
8. Çavuşoğlu, K., Kılıç, S. & Kılıç, M. (2009). Taşıtların sebep olduğu kurşun (Pb) kirliliğinin çam ve sedir yapraklarının anatomisi üzerine etkileri. Biological Diversity and Conservation, 2(3), (pp. 92-98).

9. Dahmani, M., Van Oort, H. F., Gelie, B. & Balanbane, M. (2000). Strategies of heavy metal uptake by three plant species growing near a metal smelter. Environmental Pollution, 109(2), (pp. 231–238).
10. Demir, S. (1998). Bazı kültür bitkilerinde Vesiküler Arbusküler Mikorrhizae (VAM) oluşumu ve bunun bitki gelişimi ve dayanıklılıktaki rolü üzerinde araştırmalar. Doktora Tezi, Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bitki Koruma Ana Bilim Dalı, İzmir.
11. Dodd, J. K. & Haas, J. (1983). Relative effectiveness indigenous populations of Vesicular –Arbuscular Mycorrhiza fungi from four sites in the stress in the Negev. Israil Journel of Botany, 32(1), (pp. 10-21).
12. Ergün, N. & Öncel, I. (2009). Ekmeklik buğdayda (Triticum aestivum L.) ilk gelişme döneminde kök ve gövde büyümesi üzerine bazı ağır metal ve ağır metal-hormon uygulamalarının etkileri. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 19(1), (pp. 11-17).
13. Farooq, M., Anwar, F. & Rashid, U. (2008). Appraisal of heavy metal contents different vegetables grown in the vicinity of an industrial area. Pak. J. Bot., 40(5), (pp. 2099-2106).
14. Fytianos, K., Katsianis, P., Triantafyliou, P. & Zachariadis, G. (2001). Accumulation of heavy metals in vegetables grown in an industrial area in relation to soil. Bull. Environ. Contam. Toxicol, 67(3) 423–430.
15. George, E., Haussler, K. L., Vetterlei, D., Gorgus, E. & Marschner, H. (1992). Water and nutrient translocation by hyphae of Glomus mosseae. Canadian Journal of Botany, 70(11), (pp. 2130-2137).
16. Kahvecioğlu, Ö., Kartal, G., Güven, A. & Timur, S. (2002). Metallerin çevresel etkileri-1. İTÜ Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü Dergisi. İstanbul.
17. Keskin, L. (2009). Bazı patlıcan genotiplerinde fide gelişimi ve besin elementi içeriklerine Arbuscular mycorrhiza fungus uygulamalarının etkisi. Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı, yüksek lisans tezi. Konya.
18. Lindsay, W. L. & Norwell, W. A. (1978). Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese and copper. Soil Sci. Amer. Jour. 42(3), (pp. 421–28).
19. Ortaş, İ. (1998). Workshop kurs notları. Ç. Ü. Ziraat Fak. Toprak Bölümü. 20–22 Mayıs, 61 s. Adana.
20. Ortaş, İ., Kaya, Z., Sarı, N., Gök, M., Çakmak, İ., Almaca, A., Ergün, B., Ortakçı, D., Köse, Ö., Ercan, S. & Bolat, H. (2000). Doğal Bir Gübre Olan mikoriza uygulamasının bitkisel verim ve mineral gübre tasarrufundaki rolü ve mikorizaya bağımlılık duyan kültür bitkilerinin seleksiyonu. DPT- Toprak Biyoteknolojisi Araştırma Projesi. 96 K 120–580 no’lu projenin kesin sonuç raporu. Adana.
21. Sağlam, N. & Cihangir, N. (1995). Ağır metallerin biyolojik süreçlerle biyorsorbsiyonu çalışmaları. Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi 11(11), (pp. 157–161).
22. Schenk, N. C. & Smith, G. S. (1982). Additional new and unreported species of Mycorrhiza Fungi (Endogonaceae) from Florida. Mycollogias 74(1): (pp. 77–92).
23. Sesli, M. (2003). Soma ilçesinde yol kenarında yetişen tütünlerde kurşun miktarlarının araştırılması. http://www.bayar.edu.tr/~somamyo/files/4sayi1.pdf Access date: 16.06.2018.
24. Shilev, S. & Babrikov, T. (2005). Heavy metal accumulation in Solanaceae plants grown at contaminated area. Department of Microbiology and Environmental Biotechnologies, Department of Vegatable Growing, Agricultural University of Plovdiv.
25. Şen, Ö. (2008). Tuz stresi altında yetiştirilen patlıcan fidelerinin gelişimi ve besin elementi içerikleri üzerine Arbuscular mikorizal fungus uygulamaların etkisi. Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı, Yüksek lisans tezi. Konya.
26. Uysal, Y. & Taner, F. (2007). The effect of cadmium ions on the growth rate of the freshwater macrophyte duckweed Lemna minor. Ekoloji, 16(62), (pp.9-15).
27. Zengin, F. K. & Munzuroğlu, Ö. (2004). Fasulye fidelerinin (Phaseolus vulgaris L.) kök, gövde ve yaprak büyümesi üzerine kurşun (Pb++) ve bakır (Cu++)’ın etkileri. G. U. Fen Bilimleri Dergisi 17(3), (pp. 1–10).