Cucurbitaceae familyası türlerinde bor toksisitesine silisyumun etkisi

Abstract

Bor (B) toksisitesi, dünya çapında ürün verimini ve kalitesini ciddi şekilde düşüren ve tarımsal olarak yönetilmesi çok zor bir sorundur. Silisyum (Si), mutlak gerekli bir element olarak sınıflandırılmasa da, çeşitli türlerde ve çevresel koşullarda yararlı etkileri gösterilmiştir. Bu çalışmada, Cucurbitaceae (kabakgiller) familyası türlerinde B toksisitesinin giderilmesin-de yetiştirme ortamına uygulanan silisyumun etkisi türlerin bazı agronomik ve fizyolojik pa-rametreleri ile değerlendirilmiştir. Bu amaçla; her türe ait tohumlar perlit ortamına üç tekerrür-lü olarak ekilmiş ve (i) kontrol, (ii) B toksisitesi (0.1 mM H3BO3) ve (iii) B+Si (0.1 mM H3BO3 + 2 mM K2SiO3) uygulama çözeltileri eklenmiş besin çözeltileriyle sulanarak 28 gün boyunca yetiştirilmiştir. B-toksik koşullarda Cucurbitaceae türlerinin gövde B konsantrasyo-nu ve alımı ile gövde/kök oranı artarken, gövde ve kök yaş ve kuru ağırlıkları, bitki boyu, kök uzunluğu, kök hacmi ve fotosentetik pigment (klorofil a, b, a+b ve karotenoid) içerikleri azalmıştır. Ayrıca, B toksisitesi acur, kavun ve karpuz türlerinde membran geçirgenliğini artırırken hıyar ve sakız kabakta ise azalmıştır. Gövde kuru ağırlıkları dikkate alınarak bitki gelişimindeki azalmalara göre B toksisitesine dayanıklılık sıralaması; kavun< karpuz< hıyar< balkabağı< acur< sakız kabak olarak saptanmıştır. B-toksik koşullarda B akümülasyonu en yüksek tür olarak sakız kabak bulunurken, bunu acur, hıyar, balkabağı, kavun izlemiş ve B akümülasyonu en düşük tür ise karpuz olarak bulunmuştur. B-toksik koşullara göre B+Si uygulaması ile türlerin ortalama gövde ve kök gelişim parametreleri, karotenoid içeriği, membran geçirgenliği ve B akümülasyonu artmıştır. Bunula birlikte, B+Si uygulaması ile B toksisitesinin bitki gelişimdeki olumsuz etkisinin giderilmesine türlerin tepkileri farklı olmuş ve sırasıyla kavun, karpuz, balkabağında önemli bir iyileşme etkisi belirlenirken acur, hıyar ve sakız kabakta görülen etki önemli düzeyde bulunmamıştır. B-toksik koşullarda kabakgil türlerinde meydana gelen gelişim gerilemesinin Si uygulamalarıyla giderilebileceği ancak türlerin hem B toksisitesine hem de Si uygulamalarına tepkilerinin farklılaştığı görülmüştür.

Boron (B)-toxicity is a difficult problem to manage in agricultural production, seve-rely reducing crop yield and quality worldwide. Although silicon (Si) is not classified as essential nutrient, its beneficial effects have demonstrated in a variety of species and envi-ronmental conditions. In this study, the effect of applied Si in growing medium on alleviating of B-toxicity evaluated by some agronomic and physiological parameters in Cucurbitaceae family species. For this purpose; by sowing in perlite medium every species seeds were grown 28-days as three replications by irrigating with nutrient solutions added to treatment solutions: (i) control, (ii) B-toxicity (0.1 mM H3BO3) and (iii) B+Si (0.1 mM H3BO3 + 2mM K2SiO3). Under B-toxic conditions, while shoot B-concentration and B-uptake and shoot/root ratio of species increased, shoot-root fresh and dry weights, plant height, root length, root volume, photosynthetic pigment contents of species decreased. Furthermore, membrane permeability in gherkin, melon and watermelon increased by B-toxicity, while it decreased in cucumber and squash. Ranking of tolerance of B-toxicity considering shoot-dry weights based on reductions in plant growth determined to be melon< watermelon< cucum-ber< pumpkin< gherkin< squash. In B-toxic conditions, squash was found to be have the highest B accumulation, followed by gherkin, cucumber, pumpkin and melon, and the lowest B accumulation found in watermelon. The average shoot-root growth parameters, carotenoid content, membrane permeability and B-accumulation of species increased under B-toxic con-ditions with B+Si application. Moreover, responses of species to the attenuation of deleteri-ous effect of B-toxicity on plant development with B+Si application were different, and a significant improvement effect found in melon, watermelon, pumpkin, respectively, while observed effect in gherkin, cucumber and squash wasn't found to be significant. It was fo-und that growth retardation in Cucurbit species in Btoxic conditions can be alleviated by Si-applications. It was also noticed that responses of species to both B-toxicity and Si-applications have differed.