Çeşitli bitki gelişim düzenleyicileri içeren biyobozunur hidrojel sistemlerinin geliştirilmesi ve tarımsal uygulamaları


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2012

Öğrenci: AYHAN EKMEKCİ

Danışman: MEHLİKA PULAT

Özet:

Sunulan çalışmada, glutaraldehit (GA) çapraz bağlayıcısı kullanılarak sentezlenen bir seri jelâtin/kitosan hidrojelinin tarımsal amaçlı kullanılabilirliği araştırıldı. Farklı jelâtin/kitosan oranlarında hazırlanan hidrojel örneklerinin jelleşme yüzdeleri ve şişme/bozunma davranışları incelendi. Hazırlanan hidrojel örneklerinin yüksek değerlerde jelleşebildikleri ve jelleşme oranlarının kitosan miktarındaki artışa bağlı olarak bir miktar düştüğü saptandı. Hidrojellerin zamanla şişme davranışları Britton-Robinson tampon (BRT) çözeltisinde (pH=7,0) incelendi. Tüm hidrojellerin şişme değerlerinin zamanla arttığı ve yaklaşık 24 saatte denge şişme değerine ulaştığı gözlendi. Kitosan miktarı arttıkça şişme değerlerinin zamanla azaldığı ve 30ºC, pH=7,0'da en çok şişen hidrojelin jelâtin miktarı en fazla olan hidrojel olduğu saptandı. Hidrojellerin şişme davranışlarının sıcaklıkla değişimi sabit pH da 4-50 ?C arasında incelendi. Sıcaklık artışıyla şişme değerlerinin arttığı ve 40ºC'de en yüksek değerine ulaştığı gözlendi. Hidrojel örneklerin şişme davranışlarının pH ile değişimi incelendi. Jelâtin içeriği fazla olan hidrojellerin düşük pH değerlerinde çok şiştiği, pH arttıkça şişme değerlerinin düştüğü ve pH=5,0'den sonra yeniden yükseldiği gözlendi. Hidrojellerde kitosan miktarı arttıkça, şişme değerlerinin ortam pH'sından etkilenmediği saptandı. Hidrojellerin bozunma davranışları 30ºC'de ve pH=7,0'da zamana karşı incelendi. En az miktarda kitosan içeren hidrojelin 20 günde, kitosan miktarı en fazla olan hidrojelin ise yaklaşık olarak 76 günde tamamen bozunduğu gözlendi. Jelâtin-kitosan hidrojellerin tarımsal uygulamaları üç aşamada incelendi. İlk aşamada farklı şişme değerlerine sahip JK-7, JK-11 ve JK-15 hidrojelleri seçildi. Bu hidrojellere salisilik asit (SA) ve gibberellik asit (GA3) yüklemesi yapıldı. SA salımının hidrojellerde 3 ile 18 gün arasında, GA3 salımının ise 24 ile 60 saat arasında tamamlandığı belirlendi. İkinci aşamada, seçilen hidrojellerin toprak ortamındaki salım miktarlarını ölçmek amacıyla bir model olabileceği düşünülen kesikli salım çalışması gerçekleştirildi. Bu çalışmada daha yavaş salım gerçekleştiren JK-11 ve JK-15 hidrojelleri seçildi. JK-15 hidrojelinden SA'nın ve GA3'ün kesikli salımının JK-11 hidrojeline göre daha yavaş gerçekleştiği saptandı. Çalışmanın üçüncü aşamasında ise SA ve GA3 yüklü JK serisi hidrojellerin tarımsal alanlarda kullanımının araştırılması amaçlandı. Şişme ve salım deneyleri sonuçlarından farklı değerlere sahip üç tür hidrojel kullanılmasına karar verildi. Farklı miktarlarda SA ve GA3 yüklü bir seri JK-7, JK-11 ve JK-15 hidrojeli hazırlandı. Ayrıca, SA yüklü JK-11 ve JK-15 hidrojelleriyle domates tohumu; GA3 yüklü JK-11 ve JK-15 hidrojelleriyle ise ateş çiçeği ve yabani patlıcan tohumları kaplandı. Tüm örneklerin tohumlarda fide çıkışına etkileri incelendi. GA3 yüklü jelâtin hidrojellerin yabani patlıcan tohumu fide çıkışına çok olumlu etkileri olduğu saptandı.