Alkalin Düzenleyiciler İle Birlikte Uygulanan Bacillus Megaterium Var. Phosphaticum Aşılamasının Buğday Verimi ve Asidik Toprak Özellikleri Üzerine Etkileri

Abstract

Toprak asitliği, başta alüminyum ve demir oksitler tarafından fosforun (P) fikse edilmesi nedeniyle, fosfor kullanılabilirliği ve sürdürülebilir buğday (Triticum aestivum L.) üretimi için önemli bir kısıtlamadır. Bu sera çalışmasında, Bacillus megaterium var. phosphaticum RK1 ile iki potasyum bazlı alkali düzenleyici—potasyum hidroksit (KOH) ve potasyum silikat (K₂SiO₃)—uygulamalarının toprak fosfor dinamiği ve buğday performansı üzerindeki etkileşimli etkileri araştırılmıştır. Tam ve yarım dozlardan oluşan toplam 10 farklı uygulama, bakteri inokulasyonu olan ve olmayan gruplar halinde, tesadüf parselleri deneme desenine (CRD) göre 3 tekerrürlü olarak yürütülmüştür. Her iki alkali düzenleyici de toprak pH'ını ve alınabilir P içeriğini anlamlı düzeyde artırmış; en yüksek P alınabilirliği (~8.6 ppm), KOH (tam) + BM ve K₂SiO₃ (tam) + BM uygulamalarında belirlenmiştir. BM inokulasyonu özellikle tam doz alkali düzenleyici uygulamalarıyla birlikte uygulandığında, asit fosfataz ve dehidrogenaz aktivitelerini önemli ölçüde artırmış; bu da mikrobiyal işlevsellikte ve besin döngüsünde iyileşmeler olduğunu ortaya koymaktadır. Mikrobiyal biyomas karbonu (MBC) ve toprak solunumu (SBR) bakteriyle muamele edilen topraklarda anlamlı şekilde artarken, metabolik katsayı (qCO₂) azalmış ve bu durum mikrobiyal karbon kullanım verimliliğinde artışa işaret etmektedir. Bitkisel özellikler bakımından; bitki boyu, kuru madde birikimi, karotenoid içeriği ve verim değerleri anlamlı düzeyde artmıştır. En yüksek tane verimi (1.59 t/ha) ve 1000 tane ağırlığı (24.7 g) K₂SiO₃ (yarım) + BM uygulamasında elde edilmiştir. Ayrıca, C:P oranında belirgin bir düşüş gözlenmiş ve bu durum fosfor kullanım verimliliğinin arttığını göstermektedir. Genel olarak bu çalışma, Bacillus megaterium var. phosphaticum RK1 in potasyum bazlı alkali düzenleyiciler—özellikle yarım doz potasyum silikat—ile birlikte uygulanmasının, toprak asitliğini azaltmada, fosfor biyoyararlılığını artırmada ve buğday veriminde önemli iyileşmeler sağladığını ortaya koymuştur. Elde edilen bulgular, biyoinokulantlarla alkali düzenleyicilerin entegre kullanımının, asitli ve kalsiyumca zengin topraklarda sentetik fosfor gübrelerine sürdürülebilir bir alternatif olabileceğini göstermektedir.Soil acidity is a major constraint to phosphorus (P) availability and sustainable wheat (Triticum aestivum L.) production, primarily due to P fixation by aluminum and iron oxides. This greenhouse study investigated the interactive effects of Bacillus megaterium var. phosphaticum RK1 and two potassium-based alkaline amendments, potassium hydroxide (KOH) and potassium silicate (K₂SiO₃), on soil P dynamics and wheat performance. A total of 10 treatments, including full and half doses of each amendment, with or without bacterial inoculation, were arranged in a completely randomized design (CRD) with three replications. Both alkaline amendments significantly increased soil pH and available P content, with the highest P availability (8.6 ppm) observed in KOH (F) + BM (+) and (8.3 ppm) in K₂SiO₃ (F) + BM (+) treatments. BM inoculation markedly enhanced acid phosphatase and dehydrogenase activities, especially in combination with full-dose alkaline treatments, indicating improved microbial functionality and nutrient cycling. Microbial biomass carbon (MBC) and soil basal respiration (SBR) increased significantly in inoculated treatments, while the metabolic quotient (qCO₂) declined, suggesting greater microbial carbon use efficiency. Agronomic parameters such as plant height, shoot dry matter, carotenoid content, and yield improved significantly. The highest grain yield (1.59 t/ha) and 1000-grain weight (24.7 g) were obtained in the K₂SiO₃ (½) + BM (+) treatment. Moreover, a notable reduction in the C:P ratio indicated improved phosphorus utilization efficiency. Overall, the study demonstrates that the integrated use of Bacillus megaterium var. phosphaticum RK1 with potassium-based alkaline amendments, particularly potassium silicate at half dose, effectively ameliorates soil acidity, enhances phosphorus bioavailability, and improves wheat productivity. These findings support the potential of combining bioinoculants and alkaline amendments as a sustainable alternative to synthetic phosphorus fertilizers in acidic, calcium-rich soils.