Anadolu karaçamı (Pinus nigra arnold ssp. pallasiana (lamb. ) holmboe) orijinlerinin kuraklığa karşı reaksiyonlarının ekofizyolojik analizi

Abstract

ÖZET ANADOLU KARAÇAMI (Pinus nigra Arnold spp. pallasiana Lamb. Holmboe) ORİJİNLERİNİN KURAKLIĞA KARŞI REAKSİYONLARININ EKOFİZYOLOJİK ANALİZİ Bu araştırmada, kuraklık koşullarının değişik biyoklimatik rejyonları temsil eden Anadolu karaçamı (Pinus nigra ssp. pallasiana) orijinlerinin bazı tohum ve fizyolojik fidan karakteristikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Su stresi koşullarındaki çimlenme yüzdesi ve çimlenme değeri bakımından, Anadolu karaçamı orijinlerinin aralarında istatistiksel açıdan anlamlı farklılıklar bulunmuştur. Orijin x stres etkileşimi bakımından da anlamlı farklılıkların oluştuğu tespit edilmiştir. Buna göre; Emberger'in yağış-sıcaklık indisi (Q) düşük olan, yani daha az yağış alan rejyonları temsil eden orijinlerin, su stresi koşullarındaki çimlenme yüzdesi ve çimlenme değeri daha yüksek olmakta, temsil edilen rejyonun Q değeri arttıkça bu değerler düşmektedir. Bu bulgular, kuraklığın Anadolu karaçamında çimlenme yeteneği bakımından bir tür içi varyasyona neden olduğunu göstermektedir. Q değerleri ile su stresi koşullarındaki çimlenme yüzdesi ve çimlenme değeri arasındaki kuvvetli doğrusal korelasyonlar da (sırasıyla r=-0.87 ve r=-0.71), bu varyasyonun kesiksiz (clinal) bir nitelikte olduğunun göstergesi olarak kabul edilebilir. Su stresi koşulları, Anadolu karaçamı orijinlerinin ortalama çimlenme sürelerini de uzatmaktadır. Ancak bu parametre açısından farklar daha az belirgin olup, özellikle yüksek stres derecelerinde daha da azalmaktadır. Q değerleri ile çimlenmenin ortalama süresi arasındaki ilişkilerin kuvvet dereceleri ise daha düşüktür (r=0.66). Su stresi koşullarında değişik Anadolu karaçamı orijinlerinin oluşturdukları fideciklerin boyutları (kökçük uzunluğu, gövde uzunluğu, toplam boy) ile aynı stres koşullarındaki çimlenme yüzdesi, değeri ve ortalama çimlenme süresi arasındaki ilişkiler de kuvvetli bulunmuştur. Anadolu karaçamında ılımlı bir su stresi düzeyinde (- 2 bar), bir orijinin çimlenme yüzdesi ve değeri arttıkça, buna karşılık ortalama çimlenme süresi azaldıkça, aynı sürede daha güçlü fidecikler oluşmaktadır. Bu bulgular, su stresi koşullarında daha fazla ve hızlı çimlenebilen orijinlerin, aynı zamanda daha güçlü fidecikler oluşturabileceğini ve çeşitli biotik-abiotik zararları daha kolay atlatabileceğini göstermektedir. Değişik Anadolu karaçamı orijinlerine ait fidanlar ile yapılan transpirasyon analizlerinde, transpirasyonun birinci aşamasının en önemli aşama olduğu belirlenmiş, bu aşamadaki orijinler arası farklılıkların oluşmasında ise, orijinlerin temsil ettikleri VHI t£ffcwftĞMETtMICÜîCOTlFbiyoklimatik rejyonların yaz kuraklığı indislerinin (s) etkili olduğu tespit edilmiştir. Buna göre; temsil ettikleri rejyonların yaz kuraklığı indisleri nispeten düşük olan (daha şiddetli yaz kuraklığı) orijinler, genel olarak stoma kontrolüne daha erken başlamakta, stoma kontrolünün başladığı anda daha yüksek su potansiyeli (Tw) değerlerine sahip olmakta ve transpirasyonun birinci aşamasında oransal olarak daha az su kaybetmektedirler. Su potansiyeli ve süre bakımından farklar transpirasyonunun ikinci aşaması sonunda daha azalmaktadır. Transpirasyonun birinci ve ikinci aşamasında daha üstün bir konum sergileyen orijinlerin, kütikular transpirasyonlarının da nispeten daha az olduğu görülmüştür. Fidanlarla yapılan basınç-hacim eğrisi analizlerinde, tam doygun haldeki ozmotik potansiyel OFrcıoo), solma noktasındaki ozmotik potansiyel (*P7tıo) ve bu noktadaki oransal su içeriği (Rwca) değerleri bakımından orijinler arasında büyük farklar oluşmadığı tespit edilmiştir. En yüksek elastik modül (Iw) değeri bakımından oluşan farklar ise oldukça belirgindir. Bu değer, orijinlerin tam doygun haldeki ozmotik potansiyel değerleri CFttioo) ile de kuvvetli bir ilişki göstermektedir (r=-0.77). Buna göre tam doygun haldeki ozmotik potansiyel değerleri düşük, turgor potansiyelleri ise yüksek olan orijinlerin, hücre çeperleri de daha az elastik olmaktadır: Bu orijinler su kaybı süresince, hücre değerlerinin daha rijit olması sayesinde daha az simplastik su kaybedecek, daha az mekanik deformasyonlara uğrayacak ve solma noktasına daha geç ulaşabileceklerdir. Transpirasyon analizi ve basınç-hacim eğrisi analizi sonuçlarına göre, araştırmada kullanılan Anadolu karaçamı orijinleri; kuraklığa dayanıklılık bakımından 4 farklı grupta toplanmışlardır: 1. Kuraklıktan Sakınan- Toleransı Düşük Grup (Kızılcahamam, Yılanlı, Dursunbey, Nallıhan) 2. Kuraklıktan Sakmamayan-Töleranslı Grup (Afyon, Kütahya) 3. Kuraklıktan Sakınan-Töleranslı Grup (M.Kemalpaşa) 4. Kuraklıktan Sakınamayan-Töleransı Düşük Grup (Dirgine) IX

SUMMARY ECOPHYSIOLOGICAL ANALYSE OF THE REACTIONS OF ANATOLIAN BLACK PINE (Pinus nigra Arnold ssp. pallasiana Lamb.Holmboe) ORIGINS TO DROUGHT In this research, effects of drought stress on some seed and seedling characters of different Anatolian black pine {Pinus nigra, ssp. pallasiana) origins, were investigated. Significant differences were found between origins according to germination percents and values at water stress conditions. Origin x Stress interactions were also significant. Origins, represent the regions which have low precipitation-temperature index (Q), had higher germination percents and value at water stress conditions. As Q value of the origins increased, both of the germination percents and values of them were reduced at water stress. These results showed that drought stress cause an intraspesific variation between the origins of Anatolian black pine in point of germination capability. Strong correlations between Q values and germination percents (r=-0.87) and also germination values (r=-0.71) could be accepted as an indicator of clinal nature of this variation. Water stress also lengthened the mean germination times of Anatolian black pine origins. But the variations in point of this parameter were not so much evident and became less at more severe stress levels. There was also less strong correlation between Q values and mean germination times (r=0.66). Strong correlations were found between seedling dimensions (radicle and hypocotyl lengths, total lengths) and germination parameters at water stress condition. At a moderate stress level (-2 bar), origins which had higher germination percent, value and lower mean germination time, formed more vigorous seedlings. This support the thesis that high germination values and low germination times can cause more vigourous seedlings which have more chance to overcome the biotic and abiotic obstacles especially in severe conditions. Transpiration analyses showed that, the first stage of the general transpiration process is important in Anatolian black pine. Summer drought index (s) of the bioclimatic regions, is probably the most causal factor that constitute the variations between the origins at the end of the first transpiration stage. Generally, the origins represented the regions which have more severe summer droughts, started stomatal control rapidly, had high water potentials at this point and lost less relative water in the Xfirst stage of transpiration process. Variations between water potentials and between stomatal closure periods, became less evident at the end of the second stage. Origins which were superior at the time of stomatal closure, have also low articular transpiration rate, comparatively. According to the results of pressure-volume curve analyses, very less variations observed between origins according to full turgor osmotic potentials OPîiıoo), zero turgor osmotic potentials (Ttto) and relative water contens at zero turgor point. Differences became more evident in maximum elastic modulus (Emax) of the origins. Emax also showed strong correlation with full turgor potential (r=0.77). Origins (mostly represents regions with low Q value) which had low osmotic potentials at full turgor point, also had high Enmx values so had more rigid cell walls. These origins could loose less symplastic water in water lose process and could reach to zero turgor point sooner. According to the results of transpiration and pressure-volume curve analyses, Anatolian black pine origins which were used in the experiments, could be divided into four different drought resistance groups: 1. Good Avoidance-Low Tolerance 2. Low Avoidance-High Tolerance 3. Good Avoidance-High Tolerance 4. Low Avoidance-Low Tolerance XI