Farklı magnezyum beslenme koşullarında karbondioksit uygulamasının mısır bitkisinde (Zea mays L.) bitki gelişimi ve bazı antioksidatif enzim aktiviteleri üzerine etkisi

Abstract

Bitkiler yaşamlarının devamını sağlamak için fotosentez yapmak zorunda ve bunun için de CO2?e ihtiyaç duymaktadırlar. Bu nedenle bitki gelişiminin yalnızca toprak-bitki-su ilişkilerine bağlı olarak açıklanması yeterli değildir. Atmosferdeki gazların miktarlarının değişimlerinin de göz önüne alınması gerekir. Özellikle fotosentez olayının önemli bir girdisi olan CO2 gazı bitki gelişiminde oldukça etkilidir. Günümüzde küresel ısınma ile paralel olarak giderek artan atmosfer karbondioksit düzeyi bitkilerde kuru madde artışına neden olmaktadır. Atmosfer karbondioksit miktarı arttıkça bitkiler daha fazla besin elementine ihtiyaç duyacak, günümüz kritik besin elementi değerleri değişecektir. İki faktörlü Tesadüf Parselleri Deneme Desenine göre altı tekerrürlü olarak yürütülen denemelerde CO2 kullanım etkinlikleri yüksek olması nedeniyle C4 bitkisi olan mısır (Pioneer P33-94) kullanılmış, bitkiler üç farklı magnezyum dozunda su kültüründe yetiştirilmiştir. 28 günlük gelişme süresi sonunda normal atmosfer koşullarında ve karbondioksit uygulaması yapılarak yetiştirilen bitkiler fenolojik gözlemler alındıktan sonra hasat edilerek bitki büyümesi, % besin elementi konsantrasyonu ve enzim aktiviteleri için analize alınmıştır. Karbondioksit uygulaması sonucunda Mısır bitkisinde kuru madde oranının yeşil aksamda % 9 - 23, kökte % 21 - 25 arasında artış gösterdiği saptanmıştır. Alınan SPAD değerleri sonucunda magnezyum dozlarının azalmasına bağlı olarak klorofil miktarının mısır bitkisinde % 13-25 oranında azaldığı belirlenmiştir. Enzim aktivitelerinin belirlenmesi amacıyla yapılan analizler sonucunda magnezyumun kontrol dozunda yetiştirilen bitkilerde enzim aktivitelerinde belirgin bir değişiklik gözlenmemiştir. Katalaz-KATaz enzim aktivitesi tüm bitkilerde magnezyum stresi ve yüksek karbondioksit konsantrasyon koşullarında azalırken, Askorbik peroksidaz-APaz, Superoksit dismutaz-SOD, Glutatyon reduktaz-GRaz enzim aktivitelerinin düşük magnezyum koşullarında ve yüksek karbondioksit konsantrasyonunda arttığı belirlenmiştir. Sonuç olarak yüksek konsantrasyonda CO2 içeren ortamda yetiştirilen bitkilerin daha hızlı geliştikleri, yeşil aksam ve kök kuru madde oranlarının daha yüksek olduğu ve bitkilerin magnezyum noksanlığına daha az tolerans gösterip daha çabuk ve şiddetli noksanlık gösterdikleri saptanmıştır. Magnezyum noksanlık stresi altında ve artan CO2 miktarının etkisinde Katalaz- KATaz dışında tüm antioksidatif enzim aktivitelerinin arttığı belirlenmiştir.

Plants require photosynthesis to maintain their life and due to this necessity they absolutely need CO2. That is the reason we can’t explain plant growth and yield formation only with the relations between soil, plant and water. We also need to consider changes on gas ratios in atmosphere conditions. CO2 is one of the main actors of photosynthesis and determining the external o<f plant growth. It is possible to improve plant productivity with proper levels of CO2 fertilization in greenhouse conditions. In thıs experiment, we used maize (Pioneer P33-94) to evaluate results because of its high efficient usage of CO2 as a C4 plant. Experiment has planned by including 6 replications in two factor randomized plot experimental design. After 28 days of growth period, plants grown under normal and elevated carbondioxide concentrations were harvested and analyzed for growth, concentrations % mineral nutrients and enzyme activities. We determine with analysis dry matter of maize plant has increased 9 – 23 % in green parts and 7 – 23 % in root region after carbondioxide application. On the score of SPAD datas it shows chlorophyll concentration has decreased between 13-25% due to decrescent magnesium doses. We did not observe any distinct change on enzyme activities of maize plants growth on base level of magnesium. While Catalase - CAT enzyme activity decreased under magnesium stress and high CO2 concentration conditions, we determined that Askorbik peroksidaz - APaz, Superoksit dismutaz - SOD, Glutatyon reduktaz - GRaz enzyme activities increased under low magnesium and high CO2 consecration conditions. As a result we found out growing maize plants under high CO2 concentration causes faster plant development, higher dry matter percentage in green parts and root section, lower tolerance and faster indication to magnesium stress. Except Catalase - CAT enzyme all other antioxidative enzyme activities increased under magnesium stress and high CO2 concentration conditions.