Diagnosis of Boron Deficiency and Effects of Boron on Yield and Quality Values of Sugar Beet (Beta vulgaris L.) Grown in Elbistan District

Year 2022, Volume: 53 Issue: 2, 97 - 104, 01.05.2022

Ahmet Pişkin

https://doi.org/10.54614/AUAF.2022.940116

Abstract

Boron deficiency is considered to be a limiting factor in plant production in many parts of the world. A field study was conducted to determine the current nutritional status of sugar beets in the Kahramanmaraş-Elbistan region in the 2016–2017 season. Due to the results of the field study indicating the lack of soil and plant boron, field trials were conducted between 2017 and 2019 to determine the effect of boron on the yield and quality of sugar beet. In the results of the field studies, it was determined that more than 85% and 75% of the soil and plant samples, respectively, contain boron below the critical limits. A significant positive relationship was determined between the total boron content of the plants and the available boron content of the soils and it was calculated as r = 0.7611*** (y = 57.3703x + 29.0349). According to the results of the field trials of two years, sugar beet responded significantly to the application of boron from the soil. While sugar beet root yield and purified sugar yield increased statistically significantly, the increase in the presence of sugar and the presence of refined sugar was not found to be significant. Boron application did not affect the content of sugar beet root potassium sodium and harmful nitrogen content. Increase in purified sugar yield; 13.2% at 150 g da−1 boron level, 14.5% at 300 g da−1 level, 18.7% at 450 g da−1 boron level, and 13.4% at 600 g da−1 boron level.

Keywords

Boron deficiency, purified sugar yield, root yield, sugar beet

Bor Noksanlığının Tanısı ve Borun Elbistan Çevresinde Yetiştirilen Şeker Pancarı (Beta vulgaris L.)’nın Verim ve Kalite Değerleri Üzerine Etkisi

Abstract

Bor (B) eksikliği dünyanın birçok bölgesinde bitkisel üretimi sınırlayan bir faktör olarak kabul edilmektedir. 2016–2017 yılı ekim sezonunda Kahramanmaraş-Elbistan yöresinde şeker pancarının mevcut beslenme durumunu belirlemek amacıyla bir saha çalışması yapılmıştır. Toprak ve bitki bor eksikliğine işaret eden saha çalışmasının sonuçları nedeniyle, 2017–2019 yılları arasında borun şeker pancarının verim ve kalitesine etkisi belirlemek amacıyla tarla denemeleri yapılmıştır. Saha çalışma sonuçlarında toprak ve bitki örneklerinin sırasıyla %85 ve %75’den fazlası kritik sınırların altında bor içerdiği tespit edilmiştir. Bitkilerin toplam bor kapsamı ile toprakların alınabilir bor kapsamı arasında düzeyinde önemli pozitif ilişki tespit edilmiş ve r = 0,7611*** olarak hesaplanmıştır (y = 57,3703x + 29,0349). İki yıllık tarla denemeleri sonuçlarına göre şeker pancarı topraktan bor uygulamasına önemli ölçüde yanıt vermiştir. Şeker pancarı kök verimi ve arıtılmış şeker verimi istatiksel olarak anlamlı düzeyde artarken, şeker varlığı ve arıtılmış şeker varlığındaki artışlar anlamlı bulunmamıştır. Bor uygulaması melas yapıcı maddelerden şeker pancarı kökü potasyum, sodyum ve zararlı azot kapsamı üzerine etki yapmamıştır. Arıtılmış şeker veriminde kontrole göre artış; 150 g da-1 bor seviyesinde %13,2, 300 g da-1 seviyesinde %14,5, 450 g da-1 bor seviyesinde %18,7, 600 g da-1 bor seviyesinde ise %13,4 olarak gerçekleşmiştir.

Keywords

Bor noksanlığı, şeker varlığı, kök verimi, şeker pancarı

References

• Abbas, M. S., Dewdar, M. D. H., Gaber, E. S. I., & El-Aleem, H. A. A. (2014). Impact of boron foliar application on quantity and quality traits of sugar beet (Beta vulgaris L.) in Egypt. Journal of Pharmaceutical, Chemical and Biological Sciences, 5(5), 143–151.
• Abdel-Nasser, G., & Ben Abdalla, K. T. (2019). Boron soil application and deficit irrigation in relation to sugar beet production under drip irrigation system. International Research Journal of Applied Sciences, 1(1), 17–29.
• Akın, A. (2009). Chemical fractionation of soil boron and the relationships of these fractions with soil properties in Kazova soils. Retrieved from http://agris.fao.org/ agris-search/search/display.do
• Bouyoucos, G. J. (1951). A recalibration of the hydrometer method for making mechanical analysis of soils 1. Agronomy Journal, 43(9), 434–438.
• Cattanach, A. (1991). Boron fertilization of sugarbeets in the Red River Valley, 1990. Sugarbeet Research and Extension Reports 21. North Dakota State University.
• Christenson, D. R., Bricker, C. E., & Hubbell, L. (1991). Yield and quality of sugar beets as affected by applied boron. Agricultural Experiment Station Research Report 51. Michigan State University.
• Çolak, B., Korkmaz, A., & Horuz, A. (2013). Boron status, boron fractions and its availability in sugar beet grown soils. Anadolu Tarım Bilim Derg, 28(3), 157–167.
• Dewdar, M. D. H., Abbas, M. S., Gaber, E. I., & Abd El-Aleem, H. A. (2015). Influence of time addition and rates of boron foliar application on growth, quality and yield traits of sugar beet. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 4(2), 231–238.
• Draycott, A. P. (2006). Sugar Beet. Blackwell Publishing Ltd.
• Draycott, A. P., & Christenson, D. R. (2003). Nutrients for sugar beet production. Soil-plant relationships. CABI Publishing.
• Durak, A., & Karan, G. U. (2017). Bor gübrelemesinin şeker pancarında (Beta vulgaris L.) verim özellikleri üzerine etkisi. Turkish Journal of Agriculture - Food Science and Technology, 5(7), 745–749.
• Eaton, F. M. (1944). Deficiency, toxicity and accumulation of boron in plants. Journal of Agricultural Research, 69, 237–277.
• Emir, C. (2017). Bor gübrelemesinin kereviz (Apium graveolens L.) ve turp (Raphanus satinus L.) bitkilerinin verim ve bazı bitki özelliklerine etkisi (s. 63). (Yüksek Lisans Tezi). İnönü Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Enan, S. A., El-Saady, A. M., & El-Sayed, A. B. (2016). Impact of foliar feeding with alga extract and boron on yield and quality of sugar beet grown in sandy soil. Egyptian Journal of Agronomy, 38(2), 319–336.
• Er, C., Başalma, D., İnan, H., Gürel, S., Soygeniş, A. F., Abacı, Y., Pişkin, A., Karaş, E., Boyacıoğlu, A., Gürkan, Ş., Kaya, R., Tuğrul, K. M., & Erdem, F. (2017). Şeker Pancarı Tarımı. Tarım Gündem Dergisi Özel Yayını. Esen, F. (2014). Elbistan Havzasının Fiziki Coğrafyası. (Doktora Tezi). Fırat Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü.
• Fürstenfeld, F., & Bürcky, K. (2000). Current results concerning boron supplies for sugar beet in Southern Germany. Proceedings of the IIRB Congress, 415–417.
• Gezgin, S., Dursun, N., Hamurcu, M., & Ayaslı, Y. (1999). Konya Ovası’nda Şeker Pancarı Bitkisinin Beslenme Sorunlarının Toprak ve Bitki Analizleri İle Belirlenmesi. Konya Pancar Ekicileri Kooperatifi Eğitim ve Sağlık Vakfı Yayınları.
• Gezgin, S., Hamurcu, M., & Apaydın, M. (2001). Bor uygulamasının şeker pancarının verim ve kalitesine etkisi. Turkish Journal of Agriculture & Forestry, 25(2), 89–95.
• Gezgin, S., Hamurcu, M., Dursun, N., & Gökmen, F. (2007). Değişik bor dozları ve uygulama şekillerinin farklı lokasyonlarda yetiştirilen şeker pancarının yaprak bor i̇çeriği, verim ve kalite üzerine etkisi. Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 21(42), 25–35.
• Giles, J. F., Cattanach, A. W., & Cattanach, N. R. (1991). Effect of boron and TriggrrTM on sugarbeet yield and quality, 1990. Sugarbeet Research and Extension Reports 21. North Dakota State University.
• Hızalan, E., & Ünal, H. (1966). Topraklarda önemli kimyasal analizler. A. Ü. Ziraat Fakültesi Yayınları.
• ICUMSA. (2003). The determination of the polarization of sugar beet by the macerator or cold aqueous digestion method using aluminum sulphate as clarifying agent-official. In Methods Book, method GS6-3, ed. International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis. Colney.
• Jackson, M. L. (1962). Soil Chemical Analysis. Prentice Hall, Inc.
• Kacar, B., & İnal, A. (2008). Bitki Analizleri. Nobel Yayın.
• Kluge, R. (1990). Uptake of boron by sugar beets during vegetative growth on loess soils with a high supply of boron. Bodenkultur, 41, 195–203.
• Knowels, F., & Watkin, J. E. (1967). A Practical Course in Agricultural Chemistry. Mc Millian Co. Ltd.
• Kristek, A., Stojic, B., & Kristek, S. (2006). Effect of the foliar boron fertilization on sugar beet root yield and quality. Poljoprivreda, 12(1), 22–26.
• Kubadinow, N. (1972). Jahresbericht Zuckergorschungs Institute. Osterreich, 8, 83–94.
• Kubadinow, N., & Wieninger, L. (1972). Analyses of alpha-amino nitrogen in sugar beets and in processing juices. Zucker, 25, 43–47 (in German).
• Lindsay, W. L., & Norvell, W. A. (1978). Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese and copper. Soil Science Society of America Journal, 42(3), 421–428. [CrossRef]
• Marschner, H. (2012). Mineral Nutrition of Higher Plants (3rd ed). Academic Press.
• Mekdad, A. A. A., & Shaaban, A. (2020). Integrative applications of nitrogen, zinc, and boron to nutrients-deficient soil improves sugar beet productivity and technological sugar contents under semi-arid conditions. Journal of Plant Nutrition, 43(13), 1935–1950. [CrossRef]
• Minitab. (1995). Minitab Reference Manuel (release 7.1). Minitab Inc. Nemeata Alla, H. E. A. (2017). Effect of boron level and time of application on yield and quality of sugar beet. Journal of Plant Production, 8(11), 1071–1075.
• Olsen, S. R., Cole, C. V., Watanabe, F. S., & Dean, L. A. (1954). Estimation of available phosphorus in soil by extraction with sodium bicarbonate. US Department of Agriculture.
• Özgür, O. E. (2015). Şeker Pancarı. Filiz Matbaası.
• Pişkin, A., & İnal, A. (2014). Damla sulama yöntemi ile şeker pancarına (Beta Vulgaris l.) verilen azotun verim ve kalite üzerine etkisi. Atatürk University Journal of Agricultural Faculty, 45(1), 21–29.
• Reinefeld, E., Emmerich, A., Baumgarten, G., Winner, C., & Beiβ, U. (1974). Zur Voraussage des Melassezuckers aus Rübenanalysen. Zucker, 27, 2–15.
• Rozema, J., De Bruin, J., & Broekman, R. A. (1992). Effect of boron on the growth and mineral economy of some halophytes and non halophytes. New Phytologist, 121(2), 249–256.
• Sakamoto, T., Inui, Y. T., Uraguchi, S., Yoshizumi, T., Matsunaga, S., Mastui, M., Umeda, M., Fukui, K., & Fujiwara, T. (2011). Condensin II alleviates DNA damage and is essential for tolerance of boron overload stress in Arabidopsis. Plant Cell, 23(9), 3533–3546.
• Shorrocks, V. M. (1997). The occurrence and correction of boron deficiency. Plant and Soil, 193(2), 121–148.
• Tarım ve Orman Bakanlığı. (2021). Tarım ve Orman Bakanlığı, Türkiye Şeker Sektörü, Şeker Dairesi Başkanlığı. https://www.tarimorman.gov.tr/SDB/ Belgeler/sektorel%20veriler/Tu%CC%88rkiye%20S%CC%A7eker%20Sekto%CC%88ru%CC%88%20Web%20I%CC%87c%CC%A7in%20-%2007022022.pdf (Erişim Tarihi: 16 Aralık 2021)
• Tayfur, H. A., Yıldırım, B., & Tunçtürk, M. (2008). Seyreltme ve tekleme işlemlerinin farklı gelişim dönemlerinde uygulanmasının şeker pancarında (Beta vulgaris var.saccharifera L.) verim ve kalite üzerine etkileri. Y. Y. Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Derg, 13(1), 4, 5–50.
• TŞFAŞ. (2017). Tarım Raporu. Türkiye Şeker Fabrikaları A.Ş.
• TŞFAŞ. (2020). Sektör Raporu. Türkiye Şeker Fabrikaları A.Ş.
• Turhan, M., & Mühürdaroğlu, T. (2002). Çinkonun Şeker Pancarının Verim ve Kalitesine Etkisi. Türkiye Şeker Fabrikaları A.Ş., İkinci Ulusal Şeker Pancarı Üretimi Sempozyumu, 10-11 Eylül 2002, Mars Matbaası, 164–176.
• Ulrich, A., Ririe, D., Hills, F. J., George, A. G., & Morse, M. D. (1959). Plant analysis a guide for sugar beet fertilization. Analytical Methods for use in Plant Analysis. Bulletin 766. Californian Agricultural Experimental Station.
• Voth, R. D., Reisen, J., & Christenson, D. R. (1979). Effect of applied boron on yield of Sugarbeets. Research Report 376. Michigan State University Agricultural Experiment Station.
• Zhao, D., & Oosterhuis, D. M. (2002). Cotton carbon exchange, nonstructural carbohydrates and boron distribution in tissues during development of boron deficiency. Field Crops Research, 78(1), 75–87.