The Effects of Iron, Zinc and Bio-Fertilizers on Yield and Some Properties of Soybean (Glycine max (L) Merril) in Calcareous Soil Conditions

Abstract

In this study, carried out in 2013-2014 for two years in Iran ( Urmia) was aimed to determine the effects of foliar aplicaton of iron and zinc with applied of PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) as biofertilizers (control, nitrogen fixing and phosphate solvent ) on forage yield and some quality properties of soybean forage. The experiment was established in randomized complete blocks as split- plot arrangement with four replications. In the study, were used soybean (Glycine max (L)Merril) Williams cultivar and nitrogen fixing (Azotobacter), phosphate solvent (Pseudomonas putida, strain P13, Pantoea agglomerans, strain P5) bacteria and Zinc and Iron micronutrients fertilizer. In this study, plant height (PH), number of branch per plant (BPP), leaf area index (LAI), dry matter yields (DMY) and crude protein percentage characteristics were investigated. According to the results, plant height, number of branch per plant, leaf area index (LAI) varied between 111,5-142,5 cm; 2,5-3,7;  5,9- 8,5 respectively. Also dry matter yields (DMY) and crude protein percentage (CPP) were varied between 12439-16965 kg/ha and 13,2-16,4 respectively. The positive response was observed for phosphate solvent (Pseudomonas putida, strain P13, Pantoea agglomerans, strain P5) bacteria and foliar aplicaton of iron and zinc, since the soils of experiment plots were poor of this element. Also nitrogen fixing (Azotobakter)  had positive and significant results on yield and quality of soybean forage. 

Keywords

• Forage soybean (Glycine max (L.)Merrill),biofertilizers,foliar application,iron,zinc

Kireçli Topraklarda Uygulanan Demir, Çinko ve Bazı Biyolojik Gübrelerin Yemlik Soya (Glycine max. (L) Merril)’da Verim ve Bazı Özelliklere Etkileri

Abstract

İran (Urmiye)’de 2013 – 2014 yıllarında 2 yıl süre ile yürütülen bu çalışma, yemlik soyanın kuru madde verimi ve bazı verim unsurları üzerine biyolojik gübre (kontrol, azot bağlayıcı ve fosfat çözücü) olarak BGTB (Bitki Gelişimini Teşvik Eden Bakteri) ile demir ve çinkonun yaprak gübre uygulaması şeklinde verilmesinin etkilerini belirlemek amacıyla yapılmıştır. Deneme, şansa bağlı tam bloklar deneme deseninde tesadüf bloklarına göre dört tekerrürlü olarak kurulmuştur. Bu çalışma da, yemlik soya (Glycine max (L)Merril)’nın Williams çeşidinin tohumları, azot bağlayıcı (Azotabakter), fosfor çözücü  (Pseudomonas putida, strain P13, Pantoea agglomerans, strain P5) bakteri ile demir ve çinko besin elementi gübreleri kullanılmıştır. Çalışmada bitki boyu, bitkide dal sayısı, yaprak alan indeksi (YAI),  kuru madde verimi ve ham protein oranı incelenmiştir. Denemede elde edilen sonuçlara göre bitki boyu 111,5-142,5 cm, bitkide dal sayısı 2,5-3,7 adet, yaprak alan indeksi 5,9- 8,5 arasında değişmiştir. Ayrıca bu çalışma sonuçlarına göre kuru madde veriminin 1243,9-1696,5 kg/da ve ham protein oranının %13,2-%16,4 arasında olduğu tespit edilmiştir. Deneme alanı toprakları çinko, demir ve fosfor yönünden yetersiz olduğu için fosfat çözücü (Pseudomonas putida strain P13, Pantoea agglomerans strain P5) bakteri ile demir ve çinko uygulamalarının olumlu etki yaptığı gözlemlenmiştir. Ayrıca azot bağlayıcının (Azotobakter) yemlik soyanın verim ve kalitesi üzerine olumlu ve önemli bir etkiye sahip olduğu gözlemlenmiştir.

Keywords

• Yemlik soya (Glycine max (L)Merril) biyolojik gübre,yapraktan uygulama,demir,çinko

References

1. Abdili, J., Roshdi M., Majidi A., Gorttappeh H.A. and Henareh M., 2009. Effect of zinc sulphate application method on soybean var. Williams. Journal of Research in Crop Sciences, 1(4), 39-50.
2. Albayrak, S. ve Sevimay C., 2005. Ankara ve Samsun şartlarında bakteri aşılamasının yaygın fiğ (Vicia Sativa L.) çeşitlerinin kuru madde ve tohum verimleri üzerine etkileri ve stabilite analizi. Tarım Bil. Derg, 11 (3): 263-269.
3. Alloway. B.J., 2008. Zinc in Soils and Crop Nutrition. Second edition, published by IZA and IFA, Brussels, Belgium and Paris, France.
4. Ansari, M.H. and Ghadimi S., 2015. Effect of phosphate fertilizer on quality and quantity of berseem clover forage under Pseudomonas strains inoculations. International Journal of Biosciences, 6(3), 162-171.
5. Aref, F., 2012. Effect of different zinc and boron application methods on leaf nitrogen, phosphorus and potassium concentrations in maize grown on zinc and boron deficient calcareous soils. Journal of Soil and Nature, 6 (1):1-10.
6. Ayub, M., Nadeem M.A., Sharar M.S. and Mahmood N., 2002. Response of maize (Zea mays L.) fodder to different levels of nitrogen and phosphorus. Asian Journal of Plant Sciences 1: 352-354.
7. Bayrak, D. ve Ökmen G., 2014. Biki Gelişimini Uyaran Kök Bakterileri. Anadolu Doğa Bilimleri Dergisi, 5(1), 1-13. Black, C.A., 1957. Treatment of corn seed with phosphate.Agronomy Journal,49(1): 98-99.
8. Blount, A.R., Wright D.L., Sprenkel R.K., Hewitt T.D. and Myer R.O., 2013.Forage Soybeans for Grazing, Hay,and Silage.Agronomy Department,UF/IFAS Extension.SS-AGR-180.

9. Burdman, S., Jurkevitch, E., Okon, Y., 2000. Recent advances the use of plant Growth Promoting Rhizobacteria (BGTB) in agriculture. In Microbiol Interactions in Agriculture and Forestry. Subba, R.N., Dommergues, Y.R.(eds). Vol II Chp. 10, 29-250. Pub. Inc. UK.
10. Chaab, A., Savaghebi R. and Motesharezadeh B., 2011. Differences in the zinc efficiency among and with in maize cultivars in a calcareous soil. Asian Journal of Agricultural Sciences, 3 (1): 26-31.
11. Coşkan,A., Gök, M.ve Doğan,K., 2006. Anız yakılmış ve yakılmamış parseller üzerine uygulanan tütün atığının soyada biyolojik azot fiksasyonuna ve verime etkisi. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi, Tarim Bilimleri Dergisi12 (3) 239-245.
12. Çakmakçı, R., 2005. Bitki Gelişimini Teşvik Eden Rizobakterilerin Tarımda Kullanımı Atatürk Üniv. Zir. Fak. Derg. 36 (1): 97-107.Çakmakçı, R. 2006. Bitki Gelişme Promotörü Rizobakteri Kullanımındaki Son Gelişmeler: Organik Tarım Perspektif ve Uygulamaları. Organik Tarım Kongresi, Yalova.Çırak, C., 2005. Soyada Bitki Gelişim Dönemleri. OMÜ Zir. Fak. Dergisi, 20(2),57-65
13. Demkin, V.I. and Ageev V.V., 1990. Productivity of maize as dependent on weather conditions and fertilizers and methods of covering them in a zone of unstable moisture supply, Agrokhimiya, 7: 73-82.
14. Efe, L., Yarpuz E., 2011. The effect of zinc application methods on seed cotton yield, lint and seed quality of cotton (Gossypium hirsutum L.) in east Mediterranean region of Turkey. African Journal of Biotechnology 10: 8782-8789.
15. Farshid, A., 2011. Zinc and boron content by maize leaves from soil and foliar application of zinc sulphate and boric acid in zinc and boron deficient soils. Middle-East Journal of Scientific Research, 7 (4): 610-618.
16. Galavi, M., Yosefi, K. and Ramrodi, M., 2011. Effect of Bio-phosphate and Chemical Phosphorus Fertilizer Accompanied with Foliar Application of Micronutrients on Yield, Quality and Phosphorus and Zinc Concentration of Maize. Journal of Agricultural Science, 3(4), 22-30.
17. Gharanjiki, A., Dawoudi M.H. and Malakoti M.J., 2002. Study causes of zinc deficiency in the calcareous soils and rich of phosphorus. Institute of research Soil and water. Technical journal of agricultural education, Iran, Kraj, 117, 1 -20.
18. Grazia, J.D., Tittonell P.A., Germinara D. And Chiesa A., 2003. Phosphorus and nitrogen fertilization in sweet corn (Zea mays L. var. saccharata Bailey). Spanish Journal of Agricultural Research 1 (2): 103-107.
19. Gozubenli, H., Ulger A.C., Ener O., 2001. The Effects of different zinc doses on grain yield and yield-related characters of some maize genotypes grown as second- crop. Journal of Agricultural Faculty. Ç.Ü, 16 (2): 39-48.
20. Hani, A., Eltelib., Muna A., Hamad., Ali E.E., 2006. The effect of nitrogen and phosphorus fertilization on growth, yield and quality of fodder maize (Zea mays L.) Journal of Agronomy, 5 (3): 515-518.
21. Hashemi, S.M. and Mojaddam M., 2015. The Effects of Triple Superphosphate Fertilizer and Biological Phosphate Fertilizer (Fertile 2) on Yield and Yield Components of Sesame in Hamidiyeh Weather Conditions. Indian Journal of Fundamental and Applied Life Sciences, Vol. 5 (1)
22. Imriz, G., Özdemir F., Topal İ., Ercan B., Taş M.N., Yakışır E. ve Okur O., 2014. Bitkisel Üretimde Bitki Gelimişini Teşvik Eden Rizobakteri (PGPR)'ler ve Etki Mekanizmaları. Elektronik Mikrobiyoloji Dergisi TR. 12(2), 1-19.
23. Jaliya, M.M., Falaki A.M., Mahmud M. and Sani Y.A., 2008. Effects of sowing date and NPK fertilizer rate on yield and yield components of quality protein maize (Zea mays L.). ARPN Journal of Agricultural and Biological Science, 3(2): 22–29.Kacar, B., 1984. Bitki Besleme ve Uygulama Kılavuzu, Ankara, 39-46.
24. Kader, M.A., Mian M.H. and Hoque M.S., 2002. Effects of azotobacter inoculant on the yield and nitrogen uptake by wheat. Department of soil Sciences, agricultural university, Bangladesh. Journal of biological Science; 2(4):259-261.
25. Kadıoğlu, S. 2011. Fosforlu gübre ve bakteri uygulamalarının farklı yem bezelyesi özelliklerine etkileri. Atatürk Üni. Ziraat Fk. Doktora Tezi. Erzurum.
26. Khalili, M.J. and Rushdi, M., 2009. Effect of foliar application of micronutrients on quality and quantity characteristics of silage corn (Var 704) in Khoy. Journal of Seedlings and seed. 2(24), 281-293.
27. Khan, M. S., Zaidi A. and Wani, P.A., 2009. Role of phosphate solubizing microorganism in sustainable agriculture- a rewiev. Biomedical and life sciences, Sustainable Agriculture, 2009, Part 5, 551-570.
28. Koivisto, J.M.T.E., Devine G.P.F., Lane C., Sawyer A. and Brown H.J., 2003. Forage soybeans (Glycine max (L.) Merr.) in the United Kingdom: test of new cultivars.Agronomie ( in press).Kumar, V. and Singh K.P., 2001. Enriching vermicompost by nitrogen fixing and phosphate solubilizing bacteria. Bioresource Technol, 52, 110-115.
29. Labidi, S.1., Jeddi F.B., Tisserant B., Yousfi M., Sanaa M., Dalpé Y., Sahraoui A.L., 2015. Field application of mycorrhizal bio-inoculants affects the mineral uptake of a forage legume (Hedysarum coronarium L.) on a highly calcareous soil.Web of science. Mycorrhiza .25(4):297-309.
30. Leong, J., 1986. Siderophores: Their Biochemistry and Possible Role in the Bioconrol of Plant Pathogens. Annual Reviw of Phytopathology. 24: 187-209.
31. Malta, M.R., Furtini Neto A.E. and Alves J.D., 2002. Efeito da aplicação de zinco via foliar na síntese de triptofano, aminoácidos e proteínas solúveis em mudas de cafeeiro. Brazilian Journal of Plant Physiology,v.14, n.1, p.31-37.
32. Moghaddam, N. R., Saberi M. H. and Sayyari M. H., 2013. The effect of soil application of iron sulfate and manganese on quantitative and qualitative characteristics of forage corn (sc 704). Journal of agricultural cultivation, 15 (2), 75 -86.
33. Mohan, S., Singh M.and Rakesh Kumar R., 2015. Effect of nitrogen, phosphorus and zinc fertilization on yield and quality of kharif fodder.www.arccjournals.com.Agricultural Reviews, 36 (3) 218-226.
34. Mousavi, S.R., Galavi M., Ahmadvand G., 2007. Effect of zinc and manganese foliar application on yield, quality and enrichment on potato (Solanum tuberosum L.). Asian Journal of Plant Sciences 6: 1256-1260.
35. Munir, I., Ranjha A.M., Sarfraz M., Obaid-ur-Rehman, Mehdiand S.M. and Mahmood K., 2004. Effect of residual phosphorus on sorghum fodder in two different textured soils. International Journal of Agriculture and Biology, 6(6): 967-969.
36. Pejuhan, J., Çomakli, B., Güllap, M.K., Amirnia, R. ve Pourali, B., 2016. Organik Yem Bitkilerinde Biyolojik Gübrelerin (BGTB) Ot Verimi ve Ot Kalitesi Üzerine Etkileri. Bildiri Özetleri Kitabı.7. Ulusal Bitki Besleme Ve Gübre Kongresi.12-15 Ekim, Adana, Türkiye.
37. Premono, E.M., Moawad M.A., Vlek P.L.G., 1996. Effect of phosphate Pseudomonas putida on the growth of maize and its survival in the rhizosphere. Indonesian J. Crop Sci., 11: 13-23.Ram, R.L., Maji C. and Bindroo B.B., 2013. Role of PGPR in different crops-an overview. Indian J. Seric. 52(1):1-13.
38. Saeed, M.and Fox R.L., 1977. Relation between suspension pH and zinc solubility in acid and calcareous soil. Soil. Sci. 124-199.
39. Sarmadi, B., Y, Rouzbehan., J, Rezaei., 2016. Influences of growth stage and nitrogen fertilizer on chemical composition, phenolics, in situ degradability and in vitro ruminal variables in amaranth forage. Animal Feed Science and Technology. Volume 215, Pages 73-84.
40. Singh, V., Singh A.K., Verma S.S. and Joshi Y.P., 1988. Effect of nitrogen fertilization on yield and quality of multicut tropical forages. Tropical Agriculture, 65 (2): 129-131.
41. Sümerli, M., Gül, İ. ve Yılmaz, Y., 2002. Diyarbakır Ekolojik Şartlarında Yembezelyesi Hatlarının Verim ve Verim Öğelerinin Belirlenmesi. Güneydoğu Anadolu Tarımsal Araştırma Enst. Md. Gelişme Raporları (Yayınlanmamış). Diyarbakır.
42. Taban, S. ve Alpaslan M., 1996. Misir bitkisinin çinko, demir, bakir, mangan ve klorofil kapsami üzerine çinko gübrelemesinin etkisi. Mühendislik Bilimleri Dergisi, 2 (1) 69-73.
43. Taban, S. ve Turan, C., 1987. Değişik Miktarlardaki Demir ve Çinkonun Mısır Bitkisinin Gelişmesi ve Mineral Madde Kapsamları Üzerine Etkileri. Doğa, TU. Tar. Ve Or. D. 11, 448-456.
44. Tehrani, M.M., Moshiri, F., Gheibi, M.N., Rezaei, H., Keshavarz, P., Davoodi, M.H., Ziaeian, A.H., Noorgholipour, F., Majidi, A., Hosseini, S.M., Saadat, S., Rahmani, H.A., Khademi, Z., Balali, M.R., Mostashari, M., 2015. Comprehensive Soil Fertility and Plant Nutrition Program 2014-025. Agricultural Research, Education and Extension Organization. Soil and Water Research Institute.Volume II, Iran,Tehran.
45. Timurağaoğlu, K. A., Genç A. ve Altınok S., 2004. Ankara Koşullarında Yem Bezelyesi Hatlarında Yem ve Tane Verimleri. Tarım Bil. Derg., Ankara. 10 (4): 457-461.Yıldız, N. ve Bircan, H., 2012. Araştırma ve Deneme Metotları. Atatürk Üni. Ziraat fak. Ders Kitabları Serisi:57, Yay. No:697, Erzurum.
46. Zehtab-Salmasi, S. Heidari, F. and Alyari, H., 2008. Effect of microelements and plant density on biomass and essential oil production of peppermint (Mentha piperment L.). Plant Science Research, 1: 24-28.