Effect of different irrigation levels on yield, yield components and quality parameters of cotton plant

Abstract

Objective: This study was carried out to investigate effect of different irrigation water applications on yield, yield components and quality parameters of the cotton plant, which is widely grown in our country, in 2021. Materials and Methods: The experiment was carried out in a randomized plot design with three replications. In the study, eight irrigation levels (kcp: plant pan coefficient; 0, 0.25, 0.50, 0.75, 1.00, 1.25, 1.50, and 1.75) were used. The amount of irrigation water was applied every 4 days according to the class A pan. Results: As a result of research, the cotton plant seasonal amount of irrigation water, evapotranspiration, irrigation water use efficiency (IWUE), water use efficiency (WUE) values were determined as 90-1371 mm 155.2-1347.8 mm, 0.26-4.92 kg m-3, 0.26-2.85 kg m-3, respectively. It was found that there were also increases in the amount of seasonal water consumption due to an increase in the amount of irrigation water, and however decreases in the values of IWUE and WUE. Cotton seed yield, ginning efficiency, plant height, number of numbers of boll per plant and boll weight were determined as 24.20-558.52 kg da-1, 38.06-42.38%, 35.33-97.33 cm, 1.08-12.50 g, plant-1 and 2.43-4.20 g, respectively. Fiber fineness, fiber strength and fiber length were founded as 4.63-5.27 micronaire, 27.05-30.43 g tex-1 and 27.73-30.71 mm, respectively. Depending on the increase in the applied irrigation water, cotton seed yield, plant height, number of bolls per plant, boll weight and fiber length were also increased. However, it was found that due to the increase in irrigation water applied, there were decreases in the values of gin yield, fiber fineness and fiber strength. Conclusion: According to the results of the study, in case of water shortage, a maximum of 25% restriction should be applied to the water requirement of the plant. However, if there is no water shortage, it is recommended to take the plant pan coefficient of 1.25.

Keywords

• Semiarid
• drip irrigation
• Harran Plain
• water-yield relationship

Farklı sulama suyu seviyelerinin pamuk bitkisinin verim, verim bileşenleri ve lif kalite parametreleri üzerine etkisi

Öz

Amaç: Bu çalışma ülkemizde yaygın olarak yetiştirilen pamuk bitkisinde farklı sulama suyu uygulamalarının verim, verim bileşenleri ve kalite parametreleri üzerine etkisini incelemek amacıyla 2021 yılında yürütülmüştür. Materyal ve Yöntem: Deneme tesadüf blokları deneme desenine göre 3 tekerrürlü olarak kurulmuştur. Araştırmada sekiz (kcp: bitki pan katsayısı; 0, 0.25, 0.50, 0.75, 1.00, 1.25, 1.50 ve 1.75) farklı sulama suyu seviyesi kullanılmıştır. Sulama suyu miktarı Class A Pan buharlaşma miktarına göre 4 günde bir uygulanmıştır. Araştırma Bulguları: Araştırma sonucunda pamuk bitkisinin mevsimlik sulama suyu miktarı, bitki su tüketimi, sulama suyu kullanım etkinliği (IWUE), su kullanım etkinliği (WUE) değerleri sırasıyla 90-1371 mm, 155.2-1347.8 mm, 0.18-0.58 kg m-3, 0.15-0.57 kg m-3 olarak elde edilmiştir. Sulama suyu miktarının artışına bağlı olarak mevsimlik su tüketim miktarında da artışlar, IWUE ve WUE değerlerinde ise azalışlar olduğu saptanmıştır. Pamuk kütlü verimi, çırçır randımanı, bitki boyu, bitki başına koza sayısı ve koza ağırlığı sırasıyla 24.20-558.52 kg da-1, %38.06-42.38, 35.33-97.33 cm, 1.08-12.50 adet bitki-1 ve 2.43-4.20 g arasında değişmiştir. Lif inceliği, lif mukavemeti ve lif uzunluğu değerleri sırasıyla 4.63-5.27 micronaire, 27.05-30.43 g tex-1 ve 27.73-30.71 mm arasında saptanmıştır. Uygulanan sulama suyunun artışına bağlı olarak pamuk kütlü verimi, bitki boyu, bitki başına koza sayısı, koza ağırlığı ve lif uzunluğunda da artışlar meydana gelmiştir. Ancak uygulanan sulama suyunu artışına bağlı olarak çırçır randımanı, lif inceliği ve lif mukavemeti değerleri üzerinde azalışlar gerçekleştiği saptanmıştır. Sonuç: Çalışmanın sonuçlarına göre su sıkıntısının yaşanıldığı durumda bitki su ihtiyacında en fazla %25 kısıt uygulanılabilir. Ancak, su sıkıntısının olmadığı durumda ise bitki pan katsayısının 1.25 alınması önerilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Yarı kurak
• damla sulama
• Harran Ovası
• su-verim ilişkisi

References

1. Anonim, (2022a). MAY tohum. Erişim adresi https://www.may.com.tr/urun/may455
2. Anonim, (2022b). Şanlıurfa meteoroloji il müdürlüğü iklim verileri. Meteoroloji Genel Müdürlüğü T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı.
3. Balkcom, K. S., Reeves, D. W., Shaw, J. N., Burmester, C. H., & Curtis, L. M. (2006). Cotton yield and fiber quality from irrigated tillage systems in the Tennessee Valley. Agron. Journal, 98, 596–602. https://doi.org/10.2134/AGRONJ2005.0219
4. Basal, H., Dagdelen, N., Unay, A., & Yilmaz, E. (2009). Effects of deficit drip irrigation ratios on cotton (Gossypium hirsutum L.) yield and fibre quality. J. Agron. Crop Science, 195, 19–29. https://doi.org/10.1111/j.1439-037X.2008.00340.x
5. Bradow, J. M., & Davidonis, G. H. (2000). Quantitation of fiber quality and the cotton production-processing interface: a physiologist’s perspective. Journal of Cotton Science, 4(1), 34–64.
6. Dağdelen, N., Başal, H., Yılmaz, E., Gürbüz, T., & Akçay, S. (2009). Different drip irrigation regimes affect cotton yield, water use efficiency and fiber quality in western Turkey. Agric. Water Manag. 96, 111–120. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2008.07.003
7. Dağdelen, N., Gürbüz, T., & Tunalı, S.P. (2019). Aydın Ovası koşullarında farklı pamuk çeşitlerinde damla sulama yöntemiyle oluşturulan su stresinin su-verim ilişkileri üzerine etkileri. Derim, 36, 64–72. https://doi.org/10.16882/derim.2019.546686
8. Dağdelen, N., Sezgin, F., Gürbüz, T., Yılmaz, E., & Akçay, S. (2009). Effects of different irrigation intervals and levels on fiber quality and some yield characteristics of cotton. Adnan Menderes Univ. Fac. Agric. J., 6, 53–61.

9. Doorenbos, J., & Pruitt, W.O. (1977). Guidelines for predicting crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper, Rome (Italy), 193p.
10. Ekinci, R., & Başbağ, S. (2019). Determination of effects of deficit irrigation on some morphological properties of cotton (G. hirsutum l.). Yüz. Yil Univ. J. Agric. Science, 29, 792–800. https://doi.org/10.29133/yyutbd.621589
11. Erdoğan Sağlam, N., Düzgüneş, E., & Balık, İ. (2008). Küresel ısınma ve iklim değişiklikleri. E. Ü. Su Ürünleri Dergisi, 25, 89–94. https://doi.org/10.14527/9786050370300.03
12. Gören, H. K., & Başal, H. (2020). Kısıntılı ve tam sulama koşullarında verim ve lif kalitesi bakımından üstün ileri pamuk (Gossypium hirsutum L.) hatlarının seleksiyonu. Adnan Menderes Üniversitesi Ziraat Fakültesi Derg. 17, 199–206. https://doi.org/10.25308/aduziraat.702803
13. Howell, T. A., Cuenca, R.H., & Solomon, K.H. (1990). Crop yield response. In: Hoffman, G.J., Howell, T. A. and Solomon, K. H., Eds., Management of Farm Irrigation Systems, American Society of Agricultural Engineers,. St. Joseph, pp. 93–122.
14. Hu, W., Loka, D.A., Fitzsimons, T.R., Zhou, Z., & Oosterhuis, D.M. 2018. Potassium deficiency limits reproductive success by altering carbohydrate and protein balances in cotton (Gossypium hirsutum L.). Environ. Exp. Bot. 145, 87–94. https://doi.org/10.1016/J.ENVEXPBOT.2017.10.024
15. İsotçu, Ç., & Başal, H. (2016). Tam ve kısıtlı sulama koşullarında pamuk (Gossypium Hirsutum L.) döl sıralarının verim ve lif kalite özelliklerinin karşılaştırılması. Adnan Menderes Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 13, 71–77.
16. James, D.W., Hanks, R.J., & Jurinak, J.J. (1982). Modern irrigated soils, John Wiley and Sons. ed. Wiley, New York, USA.
17. Karaman, S., & Gökalp, Z. (2010). Küresel ısınma ve iklim değişikliğinin su kaynakları üzerine etkileri. Tarım Bilimleri Araştırma Dergisi, 3, 59–66.
18. Özdil, N. (2003). Pamuk lif özelliklerinin ölçümü ve değerlendirilmesi, in: pamukta eğitim semineri. İzmir, pp. 237–247.
19. Pettigrew, W.T. (2004). Moisture deficit effects on cotton lint yield, yield components, and boll distribution. Agron. J. 96, 377–383. https://doi.org/10.2134/agronj2004.3770
20. Rai, E. (2011). Mechanism of drought tolerance in cotton- response of cotton cultivars to irrigation in the texas high plains. Master Sci. Texas Tech Univ. Texas Tech University, Texas, USA.
21. Sari, Ö., & Dağdelen, N. (2010). Effects of Different Lateral Spacing on Fiber Quality and Some Yield Characteristics of Drip Irrigated Cotton. ADÜ Ziraat Fakültesi Dergisi 7, 49–55.
22. Sezgin, F. (2001). Büyük menderes havzasında pamuk tarımında kısıtlı sulama programı uygulama olanaklarının belirlenmesi. 3. Ulusal Hidroloji Kongresi. İzmir, pp. 545–552.
23. TUİK, (2022). Türkiye istatistik kurumu. Erişim adresi https://data.tuik.gov.tr/Bulten/Index?p=Bitkisel-Urun-Denge-Tablolari-2020-2021-45505
24. USDA, (2022). U.S. Dep. Agric. URL. Erişim adresi: https://www.usda.gov/
25. Yılmaz, E. (1999). Menderes Ovasında Pamuk Bitkisinde Kısıtlı Sulama Uygulamasının Verim ve Bazı Kalite Özelliklerine Etkisinin Araştırılması. Ege Üni. Fen Bil. Enst., İzmir.