Mikrobiyal gübrelerin kısıtlı sulama altında yetişen hıyar bitkisinin gelişimi, bazı fizyolojik ve biyokimyasal özellikleri ve verimi üzerine etkisi

Hıyar (Cucumis sativus L.) dünya genelinde yaygın olarak yetiştirilen önemli sebze türlerinden biridir. Hıyarın verim düzeyi, tüm gelişim dönemleri boyunca sağlanan sulama suyunun miktarından büyük ölçüde etkilenmektedir. Kuraklık stresi, bitkilerde çeşitli fizyolojik ve biyokimyasal değişimlere yol açmakta olup, özellikle yaprak kloroplastlarında reaktif oksijen türleri (ROS) dengesinin bozulmasına neden olmaktadır. Bu türler, hücresel düzeyde proteinler, lipitler ve DNA üzerinde oksidatif hasar oluşturarak hücre işlevlerinin bozulmasına yol açmaktadır. Ancak, bitki büyümesinin su kısıtına karşı verdiği yanıt, arbusküler mikorizal mantarlar (AMF) ve bitki büyümesini teşvik eden rizobakteriler (PGPR) gibi toprak kökenli yararlı mikroorganizmalar aracılığıyla düzenlenebilmektedir. Bununla birlikte, bu mikroorganizmaların bitkilerin sınırlı sulama koşullarına karşı gösterdiği direnç üzerindeki etkileri ve mekanizmaları henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Bu çalışmada, 2023 sonbahar ve 2024 ilkbahar dönemlerinde, üç farklı sulama düzeyi (%100, %75 ve %50 ESTK) ve beş farklı gübreleme stratejisinin (kontrol, kimyasal gübre, PGPR, AMF ve PGPR+AMF) hıyar bitkisinin morfolojik, fizyolojik, biyokimyasal ve meyve kalite özellikleri ile toprak biyolojik aktiviteleri üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Morfolojik özellikler kapsamında, mikrobiyal gübre uygulamaları bitki boyu, gövde çapı, yaprak sayısı, yaprak alanı ve yaş/kuru ağırlıklarda anlamlı artışlar sağlamıştır. Su kısıtıyla birlikte büyüme parametrelerinde azalma gözlenmiş, ancak AMF ve PGPR uygulamaları bu azalmayı sınırlandırmıştır. Fizyolojik parametrelerden yaprak oransal su içeriği (YOSİ), klorofil a, b, toplam klorofil içeriği değerleri su kısıtı altında düşerken elektrolit geçirgenlik (EG) artmıştır; mikrobiyal uygulamalar bu olumsuz etkileri hafifletmiştir. AMF pigment düzeylerini ve su içeriğini korurken, PGPR membran stabilitesini desteklemiş; kombine uygulama fizyolojik tepkileri güçlendirmiştir. Biyokimyasal parametrelerde, su stresi malondialdehit (MDA), süperoksit dismutaz (SOD), peroksidaz (POD), prolin ve toplam fenol içeriklerini artırmıştır. Mikrobiyal gübre uygulamaları bu yanıtları güçlendirmiş, AMF ve PGPR MDA seviyelerini düşürüp antioksidan enzim aktivitelerini ve prolin birikimini artırmıştır. Meyve verimi ve kalite parametreleri, mikrobiyal uygulamalarla anlamlı düzeyde artmış; meyve sayısı, verim, renk, sertlik, tat ve dış görünüş gibi özellikler iyileşmiştir. Meyvede N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn ve Cu içerikleri artmış; özellikle P ve Zn düzeyleri AMF uygulamalarında yüksek bulunmuştur. Kök kolonizasyonu, AMF spor sayısı ve bakteri sayısı, mikrobiyal uygulamalarda artmıştır. Kombinasyon uygulamaları en yüksek düzeyleri sağlamış; tekli uygulamalar da kontrol gruplarına göre daha yüksek değerler göstermiştir. Toprak enzim aktiviteleri (glolamilin ilişkili toprak proteini (GRSP), dehidrogenaz, alkalin fosfotaz (ALP) ve β-glukosidaz), tüm mikrobiyal uygulamalarda anlamlı şekilde artmıştır. GRSP artışı toprak yapısını desteklemiş, diğer enzimler mikrobiyal aktivite ve besin dönüşüm kapasitesinin arttığını göstermiştir. Genel olarak, mikrobiyal gübre uygulamaları (özellikle kombine kullanımlar), su kısıtı koşullarında hıyar bitkisinin büyüme, fizyolojik ve biyokimyasal tepkilerinde olumlu etkiler sağlamış; meyve kalitesini ve toprak biyolojik aktivitelerini artırmıştır. Tekli uygulamalar da birçok parametrede kimyasal gübre ile benzer veya üstün sonuçlar vermiştir. Bu çalışma, mikrobiyal gübre uygulamalarının hıyar bitkisinde morfolojik, fizyolojik, biyokimyasal ve mikrobiyolojik parametreler üzerinde sağladığı olumlu etkileri kapsamlı bir şekilde ortaya koymuştur. Ancak, farklı mikrobiyal suşların karşılaştırmalı etkilerinin değerlendirilmesi, mikrobiyal topluluk dinamiklerinin analiz edilmesi ve toprak-mikroorganizma-bitki etkileşimlerinin moleküler düzeyde araştırılması, mikrobiyal gübrelemenin etki mekanizmalarının daha derinlemesine anlaşılmasına önemli katkılar sunacaktır.