Dergiler / Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi / 2026 / Cilt: 9 Sayı: 4

Arpa (Hordeum vulgare L.) Yetiştiriciliğinde Moleküler Ölçekte Karbon Salınımının İzlenmesi ve Sürdürülebilirlik Açısından Önemi

Monitoring Carbon Emissions at the Molecular Level in Barley (Hordeum vulgare L.) Cultivation and Its Significance for Sustainability

Çağdaş Can Toprak(SIIRT UNIVERSITY, FACULTY OF AGRICULTURE, DEPARTMENT OF FIELD CROPS)
Zeki Erden(SİİRT ÜNİVERSİTESİ, ZİRAAT FAKÜLTESİ)0000-0003-1613-7768
Sayfa
2589–2596
Yayın Tarihi
2026-09-09
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Arpa tarımında karbon salımının moleküler düzeyde izlenmesi, hem iklim değişikliğiyle mücadelede hem de tarımda çevresel sürdürülebilirliğin sağlanmasında kritik bir araç olarak değerlendirilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Günümüzde Arpa (Hordeum vulgare L.) yetiştiriciliğinde karbon salımının moleküler düzeyde izlenmesine yönelik güncel yaklaşımlar ve bunların tarımsal sürdürülebilirliğe katkısı üzerine yürütülen çalışmaların yok denecek kadar az olduğu belirlenmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Karbon salımının kaynağı, zamanlaması ve mikrobiyal topluluklarla olan etkileşimleri bu yöntemlerle belirlenebilmekte; böylece düşük emisyonlu yönetim stratejileri için bilimsel temelli karar destek verileri elde edilebilmektedir.
💡
Sonuç & Katkı:Arpa tarımında karbon salımının moleküler düzeyde izlenmesi, hem iklim değişikliğiyle mücadelede hem de tarımda çevresel sürdürülebilirliğin sağlanmasında kritik bir araç olarak değerlendirilmiştir.
🔬Tür:Deneysel Tarla Denemesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Arpa · karbon · mikrobiyom

Özet

Günümüzde Arpa (Hordeum vulgare L.) yetiştiriciliğinde karbon salımının moleküler düzeyde izlenmesine yönelik güncel yaklaşımlar ve bunların tarımsal sürdürülebilirliğe katkısı üzerine yürütülen çalışmaların yok denecek kadar az olduğu belirlenmiştir. Küresel sera gazı emisyonlarının azaltılmasına yönelik artan ihtiyaç, karbon akışlarının yalnızca fiziksel değil, moleküler mekanizmalarla da izlenmesini zorunlu kılmıştır. Bu doğrultuda, izotop etiketleme (¹³C, ¹⁵N), metagenomik ve metatranskriptomik analizler ile FTIR ve NIR spektroskopisi gibi ileri teknolojiler, arpa rizosferindeki karbon dinamiklerinin ayrıntılı bir şekilde çözülmesini mümkün kılmaktadır. Karbon salımının kaynağı, zamanlaması ve mikrobiyal topluluklarla olan etkileşimleri bu yöntemlerle belirlenebilmekte; böylece düşük emisyonlu yönetim stratejileri için bilimsel temelli karar destek verileri elde edilebilmektedir. Ayrıca, karbon kullanım verimliliği yüksek mikrobiyal grupların ve stres koşullarında daha az karbon salımı gerçekleştiren arpa genotiplerinin teşhisi, mikrobiyom temelli ve genetik ıslah odaklı uygulamalara olanak sağlamaktadır. Araştırmamızda, karbon ayak izinin azaltılmasına yönelik olarak mikrobiyom yönetimi, hassas gübreleme, minimum toprak işleme ve dijital tarım teknolojilerinin entegrasyonu gibi öneriler tartışılmış; yaşam döngüsü değerlendirmesi (LCA) ve sensör tabanlı izleme sistemlerinin önemi vurgulanmıştır. Arpa tarımında karbon salımının moleküler düzeyde izlenmesi, hem iklim değişikliğiyle mücadelede hem de tarımda çevresel sürdürülebilirliğin sağlanmasında kritik bir araç olarak değerlendirilmiştir.

Abstract

It has been determined that studies focusing on the molecular-level monitoring of carbon emissions in barley (Hordeum vulgare L.) cultivation are extremely limited. The growing need to reduce global greenhouse gas emissions has made it imperative to trace carbon fluxes not only through physical means but also via molecular mechanisms. In this context, advanced technologies such as isotope labeling (¹³C, ¹⁵N), metagenomic and metatranscriptomic analyses, as well as FTIR and NIR spectroscopy, enable a detailed resolution of carbon dynamics in the barley rhizosphere. These methods allow for the identification of the sources, timing, and interactions of carbon emissions with microbial communities, thereby providing scientifically grounded decision-support data for low-emission management strategies. Moreover, the identification of microbial groups with high carbon use efficiency and barley genotypes that emit less carbon under stress conditions facilitates microbiome-based and genetic improvement-oriented applications. In our study, integrated approaches such as microbiome management, precision fertilization, minimum tillage, and the incorporation of digital agriculture technologies have been discussed as potential strategies for reducing the carbon footprint. Additionally, the importance of life cycle assessment (LCA) and sensor-based monitoring systems has been emphasized. Monitoring carbon emissions at the molecular level in barley agriculture is considered a critical tool both in combating climate change and in ensuring environmental sustainability in agricultural practices.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Toprak, Ç. C., Erden, Z. (2026). Arpa (Hordeum vulgare L.) Yetiştiriciliğinde Moleküler Ölçekte Karbon Salınımının İzlenmesi ve Sürdürülebilirlik Açısından Önemi. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Cilt: 9 Sayı: 4, 2589–2596. https://doi.org/10.47495/okufbed.1744756

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (23)

  1. Banerjee S., Walder F., Büchi L., Meyer M., Held AY., Gattinger A., Keller T., Charles R., Heijden MGA. Agricultural intensification reduces microbial network complexity and the abundance of keystone taxa in roots. The ISME Journal 2021; 15(1): 264–273.
  2. Batista AM., Pessoa TN., Putti FF., Andreote FD., Libardi PL. Root influences rhizosphere hydraulic properties through soil organic carbon and microbial activity. Plants 2024: 13(14): 1981.
  3. Cheng Y., Zhang X., Wang J., Zhang X. Coupling of 13C and 15N isotope labeling reveals microbial pathways of carbon and nitrogen cycling under plant–soil interactions. Soil Biology and Biochemistry 2022; 169: 108671.
  4. Demir A., Yılmaz B. Tarım topraklarında mikrobiyal toplulukların karbon tutulumu üzerine etkileri. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi 2023; 12(1): 45-58.
  5. Gu S., Zhao S., Sun Y., Wang C., Ding W. Effects of elevated CO₂ and warming on wheat rhizosphere microbiomes in a controlled environment. Applied Soil Ecology 2022; 176: 104474.
  6. IPCC. AR6 Synthesis Report: Climate Change. Switzerland 2023; 184. https://www.ipcc.ch/report/ar6/syr (Access Date: 15.06.2025).
  7. Jansson JK., Hofmockel KS. Soil microbiomes and climate change. Nature Reviews Microbiology 2020; 18(1): 35–46.
  8. Jones DL., Nguyen C., Finlay RD. Carbon flow in the rhizosphere: Carbon trading at the soil-root interface. Plant and Soil 2009; 321(1–2): 5–33.
  9. Kuzyakov Y., Blagodatskaya E. Microbial hotspots and hot moments in soil: Concept and review. Soil Biology and Biochemistry 2015; 83: 184–199.
  10. Lynch JP., Chimungu JG., Brown KM. Root anatomical phenes associated with water acquisition from drying soil: Targets for crop improvement. Journal of Experimental Botany 2021; 72(3): 1021–1032.
  11. Malik AA., Martiny JBH., Brodie EL., Martiny AC., Treseder KK., Allison SD. Defining trait-based microbial strategies with consequences for soil carbon cycling under climate change. The ISME Journal 2020; 14(1): 1–9.
  12. Mangalassery S., Sjögersten S., Sparkes DL., Sturrock CJ., Craigon J., Mooney SJ. To what extent can zero tillage lead to a reduction in greenhouse gas emissions from temperate soils. Scientific Reports 2014; 4: 4586.
  13. Meisner A., de Boer W. Strategies to improve microbial inoculant survival in agricultural soils. Applied Microbiology and Biotechnology 2018; 102(23): 10657–10668.
  14. Paustian K., Lehmann J., Ogle S., Reay D., Robertson GP., Smith P. Climate-smart soils. Nature 2019; 532(7597), 49–57.
  15. Prosser JI., Head IM., Stein LY. The role of microbial communities in carbon cycling in soil. Nature Reviews Microbiology 2020; 18(1): 19–34.
  16. Sasse J., Martinoia E., Northen T. Feed your friends: Do plant exudates shape the root microbiome. Trends in Plant Science 2018; 23(1): 25–41.
  17. Stenberg B., Viscarra Rossel RA., Mouazen AM., Wetterlind J. Visible and near infrared spectroscopy in soil science. Advances in Agronomy 2010; 107: 163–215.
  18. Stylianou M., Zachariadis T., Hadjipanayiotou M. Environmental impacts of rainfed barley production in Cyprus: A life cycle assessment approach. International Journal of Environmental Research and Public Health 2023; 20(3): 2417.
  19. Viscarra Rossel RA., Hicks WS. Soil organic carbon and its fractions estimated by visible–near infrared transfer functions. European Journal of Soil Science 2015; 66(3): 438-450.
  20. Werth M., Kuzyakov Y. 13C fractionation at the root-microorganisms-soil interface: A review and outlook for partitioning studies. Soil Biology and Biochemistry 2010; 42(9): 1372–1384.
  21. Xu Y., Li Y., Shi W., Tang Q. Metatranscriptomic insights into microbial response to soil carbon availability under climate warming. Environmental Microbiology 2022; 24(2): 987–1001.
  22. Zhang Y., Wang J., Ding M., Chen T., Zhou J. Microbial responses to nitrogen input in barley rhizosphere: Implications for carbon turnover. Soil Biology and Biochemistry 2023; 179: 108974.
  23. Zhou P., Wang X., Song Y., Zhang H. Genotypic variation in carbon-use efficiency under drought in barley. Plant Physiology and Biochemistry 2022; 178: 48–56.