Kışlık buğdayda farklı demir ve çinko uygulamalarının sarı pas (Puccinia striiformis f. sp. tritici) hastalığı üzerine olanmevsimsel etkilerinin çok bantlı veriler kullanılarak belirlenmesi

Abstract

Sarı pas (Etmen: Puccinia striiformis f. sp. tritici) hastalığı, buğdayda üretim ve kaliteyi olumsuz yönde etkileyen önemli fungal bir hastalıktır. Bu araştırma, sarı pas hastalığının ekmeklik ve makarnalık buğday çeşitlerinin farklı fenolojik dönemlerinde hastalık şiddetinin (%HŞ) tahmin edilmesinde spektral özelliklerin kullanılabilirliği ve farklı dozdaki demir (Fe) ve çinko (Zn) gübre dozu uygulamalarının mevsim içi hastalık şiddetinin değişimine olan etkilerinin Hiperspektral (Çok Bantlı) indeksler kullanarak değerlendirilebilmesi amacıyla yürütülmüştür. Bu çalışmada bitki materyali olarak ekmeklik (Bayraktar 2000, Demir 2000, Eser ve Kenanbey) ve makarnalık (Çeşit-1252, Eminbey, Kızıltan 91 ve Mirzabey 2000) buğday çeşitleri kullanılmıştır. Çalışma, Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü (TARM) Yenimahalle kampüsü araştırma alanlarında iki farklı uygulama olarak 2018-2019 yetiştirme sezonunda yürütülmüştür. Araştırmada ilk uygulama; test materyallerine farklı dozlarda (%0, %25, %50, %100) uygulanan sarı pas hastalığına karşı bitkinin gösterdiği reaksiyonların spektral özellikler yardımıyla belirlenmesidir. Sarı pas hastalığının reaksiyonlarının belirlenmesinde etkili olan hassas bant bölgeleri; sapa kalkma sonu ve çiçeklenme başlangıcı erken döneminde (Feeks 10.5.1) ekmeklik buğday çeşitleri için, görünür bölgede 619-767 nm'dir. Dane dolum ve süt olum dönemini içine alan geç dönem (10.5.3-10.5.4) için ise, Yakın Kızıl Ötesi (NIR) bölgede ise 820-1070 nm aralığıdır. Makarnalık çeşitler için ise erken dönemde (10.5.1) kullanılacak olan hassas bant bölgeleri 586-733 nm, geç dönemde (10.5.3-10.5.4) ise 768-951 nm olarak belirlenmiştir.Araştırmanın ikinci uygulamasında; farklı gübre dozlarının (Fe, Zn, Fe+Zn) bitkilerin farklı fenoloji dönemlerdeki sarı pas hastalığına olan reaksiyonlarındaki değişimler, hiperspektral verilerden hesaplanan vejetasyon indeksleri kullanılarak belirlenmiştir. Tüm fenolojik dönemlerde ekmeklik çeşitlerden Bayraktar 2000, Demir 2000 hassas, Kenanbey orta hassas, Eser çeşidinin hastalığa dayanıklı reaksiyon gösterdiği, benzer şekilde tüm fenolojik dönemlerde makarnalık çeşitlerden Eminbey ve Kızıltan 91'in hassas, Mirzabey 2000'nin orta hassas, Çeşit-1252 çeşidinin hastalığa dayanıklı reaksiyon gösterdiği belirlenmiştir. Çalışma sonuçları, iki ve üç bantlı spektral indeksler kullanılarak, sarı pas hastalığının zararının tahmin edilmesinde iki büyüme aşamasının etkili olduğunu göstermiştir. Erken-orta büyüme aşamasında (çiçeklenme başlangıcı) hastalığın tespiti ve kontrol edilmesinin, orta-geç büyüme aşamasında (dane dolum) ürün kayıplarının tahmin edilmesi için önemli olduğu belirlenmiştir. Gübre dozu uygulamalarının; sarı pas hastalığının gelişimi üzerindeki etkileri değerlendirildiğinde, Bayraktar 2000 ve Eminbey çeşitlerinin bütün fenolojik dönemlerde gübreleme yapılmayan uygulamalarında hem % hastalık şiddeti, hem de verim üzerinde önemli artışa neden olduğu belirlenmiştir. Bayraktar 2000 ve Eminbey çeşitlerinde, gübre uygulamalarının sarı pas hastalığının kontrol edilmesinde hastalığın şiddetini azaltıcı etkisi olduğu anlaşılmıştır. Ayrıca, Eser, Kenanbey ve Demir 2000 çeşitlerinin dane verimi üzerine gübre uygulamalarının olumsuz etkisinin olduğu belirlenmiştir. Fenolojik dönemlere göre; farklı gübre uygulama dozlarında hastalık şiddetinin izlenmesinde etkili spektral bant bölgeleri ve indeksler bütün ekmeklik çeşitler için VISIBLE+RED+NIR aralığında yer almış, hastalık şiddeti değerlerinde artış (+) gözlenmiştir. Ekmeklik çeşitler için öne çıkan indeksler; RDVI, DVI, TVI, GNDVI, NLI, NVI, ARI, LCCI, YRI ve PSRI olarak belirlenmiştir. Mirzabey 2000 çeşidi dışında bütün makarnalık çeşitler için etkili bant bölgesi RED+RED EDGE+NIR aralığında yer almış, hastalık şiddeti değerlerinde artış (+) gözlenmiştir. Mirzabey 2000 çeşidi için etkili bant bölgesi GREEN+RED olarak belirlenmiştir. Diğer makarnalık çeşitler için öne çıkan indekslerin ise LCCI, SIPI, PSRI, NDVI, NBNDVI, MSR, GNDVI, NLI ve YRI olduğu anlaşılmıştır.

Yellow rust (caused by Puccinia striiformis f. sp. tritici) disease is an important fungal disease that negatively affects the production quality of wheat. This study was conducted to determine the possiblity of using spectral characteristics to estimate the disease severity (%DI) of different bread and durum cultivars during different phenological periods. In addition, the effect of different iron (Fe) and zinc (Zn) fertilizer application doses on disease severity changes during the season was also evaluated using hyperspectral indexes.Bread wheat (Bayraktar 2000, Demir 2000, Eser and Kenanbey) and durum wheat (Çeşit-1252, Eminbey, Kızıltan 91 and Mirzabey 2000) wheat cultivars registered in different years by the Field Crops Central Research Institute (TARM) were used as plant material of the study. The study was carried out in the 2018-2019 growing season as two different applications in Ankara TARM Yenimahalle campus research areas. The first application of the research; It is the determination of plant reactions of yellow rust with the help of spectral properties, which are applied to test materials in different doses (0%, 25%, 50%, 100%). In determining the reactions of the yellow rust disease; the end of stem rise, early stage of flowering (Feeks 10.5.1), effective sensitive band regions: for bread wheat cultivars; In the visible (visible) region, 619-767 nm for the late period (10.5.3-10.5.4), which includes grain filling and milk maturation period, in the Near Infrared (NIR) region, in the range of 820-1070 nm, and in the early period for durum cultivars. The sensitive band regions to be used in the period (10.5.1) are 586-733 nm, and in the late period (10.5.3-10.5.4) 768-951 nmThe second application of the research; Different fertilizer dosage applications (Fe, Zn, Fe + Zn) are determined by using vegetation indexes calculated from hyperspectral data to determine the changes in the reactions of plants to yellow rust disease in different phenology periods. In all phenological periods, cv. Bayraktar 2000, cv. Demir 2000 susceptible, cv. Kenanbey moderate susceptible, cv. Eser determined a resistant, similarly, in all phenological periods cv. Eminbey and cv. Kızıltan 91 susceptible, cv. Mirzabey 2000 moderate susceptible, cv. Çeşit-1252 determined resistant.According to the results of the study; Using two and three band spectral indices, it was determined that two growth stages were effective in predicting the damage of yellow rust disease. It has been determined that the detection and control of the disease in the early-medium growth stage (beginning of flowering) is important for predicting the product losses in the middle-late growth stage (grain filling). Fertilizer dosage applications; When the effects on the development of yellow rust disease were evaluated, it was determined that cv. Bayraktar 2000 and cv. Eminbey caused a significant increase on both the disease severity and yield in their applications without fertilization in all phenological periods. It was concluded that fertilizer applications in cv. Bayraktar 2000 and cv. Eminbey have a decreasing effect on the control of yellow rust disease. It was determined that fertilizer applications of cv. Eser, cv. Kenanbey and cv. Demir 2000 had a negative effect on the grain yield.According to the phenological periods; Spectral band regions and indices effective in monitoring disease severity at different fertilizer application doses were in the VISIBLE + RED + NIR range for all bread cultivars, and an increase (+) was observed in disease severity values. Prominent indexes for bread types; RDVI, DVI, TVI, GNDVI, NLI, NVI, ARI, LCCI, YRI, PSRI. For all durum cultivars except cv. Mirzabey 2000, the effective band region was in the range of RED + RED EDGE + NIR, and an increase in disease severity values (+) was observed. The effective band region for cv. Mirzabey 2000 cultivar has been determined as GREEN + RED. Prominent indexes for other durum cultivars; LCCI, SIPI, PSRI, NDVI, NBNDVI, MSR, GNDVI, NLI, YRI.