The effect of soil salinity on plant growth in cowpea

Abstract

Objective: The study was carried out to determine the effect of different soil salinity levels on plant growth in cowpea.

Materials and Methods: In cowpea cv. Karagöz and Ülkem, 0, 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 and 200 mM NaCl doses were applied when the plants had 4 leaves. The study was established with 4 replications according to the factorial design in random plots and it was conducted as pot experiment.

Results: In the study, plant height (cm), root length (cm), number of leaflets (piece of plant-1), leaf area (cm2 plant-1), stem diameter (mm), aboveground fresh and dry weight (g plant-1), root fresh and dry weight (g plant-1), number of nodules (number of plants-1), nodule weight (mg plant-1) were determined. As a result of analysis of variance, cultivar x salt dose interaction was statistically significant in terms of plant height, root fresh and dry weights, while root length was not affected by varieties and salt doses. It was determined that there were statistically significant differences between salt doses in all of the other characteristics studied and soil salinity mostly affected plant growth.

Conclusion: It was determined that within the parameters studied, the number of nodules and dry weight of the nodule were significantly reduced at 25 mM salt dose, and the leaf area, above-ground fresh and dry weight values were significantly decreased at 75 mM salt dose.

Keywords

• cowpea
• NaCl
• stress

Toprak tuzluluğunun börülcede bitki gelişimine etkisi

Öz

Amaç: Çalışma börülcede farklı toprak tuzluluk seviyelerinin bitki gelişimine etkisini belirlemek amacıyla yürütülmüştür.

Materyal ve Yöntem: Karagöz ve Ülkem börülce çeşitlerinde bitkiler 4 yapraklı büyüme evresinde iken 0, 25, 50,75, 100,125, 150,175 ve 200 mM NaCl dozları uygulanmıştır. Çalışma, tesadüf parsellerinde faktöriyel deneme desenine göre 4 tekrarlamalı olarak kurulmuştur ve saksı denemesi olarak yürütülmüştür.

Araştırma Bulguları: Araştırmada bitki boyu (cm), kök uzunluğu (cm), yaprakçık sayısı (adet bitki-1), yaprak alanı (cm2 bitki-1), Gövde çapı (mm), toprak üstü yaş ve kuru ağırlık (g bitki-1), kök yaş ve kuru ağırlık (g bitki-1), nodül sayısı (adet bitki -1), nodül ağırlığı (mg bitki -1) belirlenmiştir. Yapılan varyans analizi sonucunda, bitki boyu, kök yaş ve kuru ağırlıkları bakımından çeşit x tuz dozu interaksiyonu istatistiki olarak önemli bulunurken, kök uzunluğu çeşitlerden ve tuz dozlarından etkilenmemiştir. İncelenen diğer özelliklerin tamamında tuz dozları arasında istatistiki olarak önemli farklılıklar olduğu ve toprak tuzluluğunun bitki gelişimini çoğunlukla olumsuz etkilediği belirlenmiştir.

Sonuç: İncelenen parametreler içerisinde nodul sayısı ve nodul kuru ağırlığın 25 mM tuz dozunda, yaprak alanı, toprak üstü yaş ve kuru ağırlık değerlerinin ise 75 mM tuz dozunda istatistiki olarak önemli derecede azaldığı belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Börülce
• NaCl
• stres

References

1. Abeer, H., Abd-Allah, E. F., Alqarawi, A. A., & Egamberdieva, D. (2015). Induction of salt stress tolerance in cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) by arbuscular mycorrhizal fungi. Legume Research, 38(5), 579-588.
2. Anonymous, (2020). Türkiye İstatistik Kurumu verileri. http://www.tuik.gov.tr
3. Bora, M. (2015). Değişik vejetasyon dönemlerine kadar uygulanan farklı tuz konsantrasyonlarının biberde meydana getirdiği fizyolojik, morfolojik ve kimyasal değişikliklerin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Namık Kemal Üniversitesi,Fen Bilimleri Enstitüsü,Bahçe Bitkileri Anabilimdalı,Tekirdağ.
4. Çavuşoğlu, K., Kılıç, S., & Kabar, K. (2008). Effects of some plant growth regulators on stem anatomy of radish seedlings grown under saline (NaCl) conditions. Plant Soil Environment, 54(10), 428-433.
5. Çullu, M. A., Kılıç, Ş., Şenol, S., Ağca, N., Kurucu, Y., Akça, E., Özcan, H., Aydın, G., Aksoy, E., Bilgili, A. V., Şahin, Y., Küsek, G., Sarı, M., Bayramin, İ., Dinç, U., Kapur, S., & Kanber, R. (2015). Türkiye’de toprak tuzlulaşmasından etkilenen alanlar ve haritalanması. Türkiye Ziraat Mühendisliği VIII. Teknik Kongresi Bildiriler Kitabı-1, 88-101, 12-16 Ocak, Ankara.
6. Daşgan, H. Y., Koç, S., Ekici, B., Aktaş, H., & Abak, K. (2006). Bazı fasulye ve börülce genotiplerinin tuz stresine tepkileri. Alatarım, 5(1), 23-31.
7. Hasanuzzaman, M., Nahar, K., & Fujita, M. (2013). Plant response to salt stress and role of exogenous protectants to mitigate salt-ınduced damages 25-87”. Ecophysiology and Responses of Plants Under Salt Stress (Eds. P. Ahmad, M.M. Azooz, M.N.V. Prasad). Springer, New York (Web page: http://www.springer.com/978-1-4614-4746-7 (Date accessed: April16, 2015).
8. Korkmaz, K. (2015). Sözlü görüşme. Ordu Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bölümü.

9. Lacerda, C.F., Junior, J.O.A., Filho, L.C.A.L., de Olivera, T.S., Guimaraes, F.V.A., Gomes-Filho, E., Prisco, J.T., & Bezerra, M.A. (2006). Morpho-physiological responses of cowpea leaves to salt stress. Brazilian Journal of Plant Physiology, 18(4), 455-465.
10. Martinez, L.A. (2009). Salt stress effects on cowpea (Vigna unguiculata L. Walp) varieties at different growing stages. Conference on International Research on Food Security, Natural Resource Management and Rural Development. 6-8 October, Hamburg. https://www.researchgate.net/publication/266581680_Salt_Stress_Effects_on_Cowpea_Vigna_unguiculata_L_Walp_Varieties_at_Different_Growing_Stages.
11. Nassar, R.M.A., Kamel, H.A., Ghoniem, A.E., Alarcon, J.J., Sekara, A., Ulrichs, C., & Abdelhamid, M.T. (2020). Physiological and anatomical mechanisms in wheat to cope with salt stress induced by seawater. Plants (Basel), 9(2), 237.
12. Onal Asci, O. (2011). Salt tolerance in red clover (Trifolium pratense L.) seedlings. African Journal of Biotechnology, 10(44), 8774-8781.
13. Oyetunji, O. J., & Imade, F. N. (2015). Effect of different levels of NaCl and Na2SO4 salinity on dry matter and ionic contents of cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.) African Journal of Agricultural Research, 10(11), 1239-1243.
14. Özgen, A. M., Adak, M. S., Ulukan, H., Benlioğlu, B., Peşkircioğlu, M., Koyuncu, N., Yıldız, A., & Tuna, D. E. (2015). İklim değişikliği ve bitkisel gen kaynakları. Türkiye Ziraat Mühendisliği VIII. Teknik Kongresi Bildiriler Kitabı-1, 184-193, 12-16 Ocak, Ankara.
15. Özkorkmaz, F., & Yılmaz, N. (2017). Farklı tuz konsantrasyonlarının fasulye (Phaseolus vulgaris L.) ve börülcede (Vigna unguiculata L.) çimlenme üzerine etkilerinin belirlenmesi. Ordu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 7(2), 196-200.
16. Padilla, E.D., Sanchez, R.C.L., Eichler-Loebermann, B., Fernandez-Pascual, M., Barrero, K.A., & Predeepa, R.J., & Ravindran, D.A., (2010). Nodule formation, distribution and symbiotic efficacy of Vigna unguiculate L. under different soil salinity regimes. Emir. J. Food Agric., 22(4), 275-284.
17. Taffouo, V.D., Meguekam, L., Akoa, A., & Ourry, A. (2010). Salt stress effect on germination, plant growth and accumulation of metabolites in five leguminous plants. Journal of Agricultural Science and Technology, 4(2), 27-33.
18. Wilson, C., Liu, X., Lesch, S.M., Suarez, D.L. (2006). Growth response of majör U.S. cowpea cultivars. I. Biomass accumulation and salt tolerance. Hortscience, 41(1), 225-230.
19. Uyar, H. (2016). Hamburg misketi (V. vinifera l.) ve ısabella (V. labrusca ) üzüm çeşitlerinin tuz stresine toleranslarının belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Ordu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı,Ordu.