Tarımsal işlem yoğunlaştırılması: bitki kök hastalıklarına karşı, bakteri içeren ileri simbiyotik gübre üretimi

Abstract

Simbiyotik gübre; çeşitli uygulamalara sahip nano yapılı, mikro gözenekli, hidrofilik ve elastik polimerik malzeme olup günümüzde mahsul veriminin arttırılmasında ve sürdürülmesinde toprak katkı maddesi olarak kullanılabileceği bir sürümü geliştirilmiştir. Polimer yapımı; emülsifikasyon, polimerizasyon ve sülfonasyon aşamaları ile nano yapıda, iyonik gözenekli duvarları olan ve nötürleştirilmiş katı ve toz halde yüksek iç fazlı emülsiyon polimerler (PolyHIPE Polymer, PHP) elde edilmiştir. Bu polimerlerin su emilim kapasiteleri hidrofobik ve hidrofilik özellikleri göz önünde bulundurularak ölçülmüş ve hidrofobik polimerde su emiliminin gerçekleşmemesi ile birlikte diğer hidrofilik polimerlerin 1 ila 47 kat arasında su tutabildikleri görülmüştür. Polimere antifungal özelliğe sahip küf oluşumunu engellemeyi amaçlayan Streptomyces yogyakartensis C4R3 DSM41766T toprak bakterisi aşılanmıştır. Bu bakterinin gelişimi spektrofotometrik ölçümler, fiksasyon, dehidrasyon ve sonrasında SEM görüntülerine bakılarak gözlemlenmiştir. Bakterinin polimerdeki gelişimi sıvı besiyerleri temel alınarak yapılan spektrofotometrik ölçümleri sonucunda; tüm polimer çeşitlerinde polimer içermeyen sıvı besiyerine oranla polimer içeren sıvı besiyerinde daha fazla bakteri üremesi (1, -1,1 - 1,2 – 1,7 - 1,8 – 2 – 2,3 – 2,5 kat ) olduğu gözlemlenmiştir. Toz polimerlerde katı polimerlere göre daha fazla bakteri üremesi (2 ila 2,5 kat) görülmüştür. SEM görüntülerine bakıldığında bakterinin polimer gözeneklerine tutunduğu görülebilmektedir. Bu sonuçlar doğrultusunda polimerin sentetik rizosfer ortamı oluşturarak su, besin, bakteri ve bitki kökleri arasında iyi bir etkileşim kurabileceği öngörülebilir. Bu öngörü doğrultusunda polimere tutunan bakteri ile polimerin birlikte simbiyotik gübre olarak kullanılabileceği bitki deneyleriyle gerçekleştirilebilir ve alınan olumlu sonuçlar ile birlikte bu simbiyotik gübrenin fungus kaynaklı bitki kök hastalıklarının önlenmesinde kullanılabileceği kanıtlanabilir.

Symbiotic fertilizer is defined as construct which consists of a nano-structured, microporous, hydrophilic and elastic polymeric material containing classical fertilisers and/or bacteria so as to promote plant root growth within them as such it can also be considered as soil additive which in turn results crop yield enhancement. Polymer production: Particulate or powdered polymers with above atributes were prepared through high internal phase emulsion (HIPE) polymerization and subsequently pol-ymerised and crosslinked to obtain solid materials. The resulting hydrophilic polymers are known as PolyHIPE Polymers (PHP). They were then either chopped into particulate or powder form followed by sulfonation and neutralisation with ammonium hydroxide and then washed to obtain hydrophilic polymers. Depending on the degree of sulphonation, their water absorption capacity were 1 – 47 times of their weight. Streptomyces yogyakartensis C4R3 DSM41766T is soil bacterium with antifungal properties thus is used to prevent the formation of mold. These bacteria were inoculated into the polymer. The development of this bacterium was observed by spectrophotometric measurements and Scanning Electron Microscopy (SEM) after bacterial fixation and dehydration. Spectrophotometric measurements indicated that the bacteria in the polymer development all types of polymers. It was observed that more bacterial growth (1, -1,1 - 1,2 – 1,7 - 1,8 – 1,9 – 2,3 – 2,5 times ) was observed in the polymer-containing liquid medium compared to the polymer-free liquid medium. More bacterial growth (2 to 2.5 times) was seen in the powder polymers than in the particulate polymers. SEM images indicated that the bacteria attach to the polymer pores and used the walls as support. According to these results, it can be predicted that the polymer can create a good interaction between water, nutrients, bacteria and plant roots by forming a synthetic rhizosphere media. Antifungal metabolites of bacteria protect plant roots directly and through enhanced proliferation. It can be concluded that this type of bacteria cultivated within PolyHIPE Polymer can be used as natural antifungal agent for the protection of plant roots from soil borne diseases.