Year 2021, Volume 8 , Issue 1, Pages 32 - 41 2021-06-30

Determining the Relationship of SPAD Reading and NDVI with Quality Traits of Bread Wheat by Biplot Analysis
Bazı Ekmeklik Buğday (Triticum aestivum L.) Çeşit ve Hatlarında SPAD Metre ve NDVI Ölçümlerinin Kalite Özellikleriyle İlişkilerinin Biplot Analiz Yöntemi ile Değerlendirilmesi

Merve BAYHAN [1] , Önder ALBAYRAK [2] , Remzi ÖZKAN [3] , Cuma AKINCI [4] , Mehmet YILDIRIM [5]


It is becoming more and more difficult for the rapidly increasing population to have adequate and balanced nutrition with the production obtained from the fragmented and decreasing agricultural areas. Therefore, it is of great importance to determine genotypes that are well adapted to the changing ecological conditions of the region, morphologically and physiologically appropriate; yield and quality characteristics are good in meeting the increasing nutritional needs. In this study, physiological properties, such as NDVI (normalized vegetation difference index) and SPAD (chlorophyll content) and some quality properties (protein content, starch content, wet gluten content, zeleny sedimentation value and hectoliter weight) in some bread wheat Triticum aestivum L.) genotypes under Diyarbakır conditions were investigated. The study was carried out in the research and application area of Dicle University Faculty of Agriculture in Diyarbakır in rainy conditions during the 2018-2019 production season. The experiment was designed as randomized block design with 3 replications. In this study, materials were used as follows: four check cultivars (Dinç, Ceyhan 99, Empire and Pehlivan) which are grown intensively in the region and 16 advanced bread wheat lines obtained from CIMMYT (International Maize and Wheat Improvement Center). It was determined that SPAD measurements were associated with protein, gluten, and sedimentation parameters. In addition, it was concluded that when SPAD and NDVI measurements are taken correctly in different growth stages of the plant, it can be considered as selection criteria in breeding studies. DZ20-E6 lines in terms of physiological properties and quality characteristics have superiority over standard varieties and other lines.

Parçalanan ve azalan tarım alanlarından elde edilen üretimle günümüzde hızla artan nüfusun, yeterli ve dengeli beslenmesi imkânı her geçen gün daha da zorlaşmaktadır. Bu nedenle artan besin ihtiyaçlarının karşılanmasında değişen ekolojik koşullaraiyi uyum gösteren, morfolojik ve fizyolojik yönden uygun, verim ve kalite özellikleri iyi olan genotiplerin belirlenmesi büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada Diyarbakır koşullarına uyum sağlamada bazı ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) genotiplerinde fizyolojik özelliklerden NDVI (normalleştirilmiş vejetasyon farklılık indeksi) ve SPAD (klorofil içeriği) ile bazı kalite özellikleri (protein oranı, nişasta oranı, yaş gluten oranı, zeleny sedimantasyon değeri ve hektolitre ağırlığı) incelenmiştir. Çalışma, Diyarbakır’da Dicle Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarla Bitkileri Bölümü araştırma ve uygulama alanında 2018-2019 üretim sezonunda yağışa dayalı koşullarda yürütülmüştür. Deneme, tesadüf blokları deneme desenine göre 3 tekerrürlü olarak kurulmuştur. Çalışmada materyal olarak bölgede yoğun olarak yetiştirilen 4 adet ticari çeşit (Dinç, Ceyhan 99, Empire ve Pehlivan) ve CIMMYT (Uluslararası Mısır ve Buğday Geliştirme Merkezi)’ten temin edilen 16 adet ileri ekmeklik buğday hatı kullanılmıştır. SPAD ölçümlerinin protein, glüten ve sedimantasyonla ilişkili olduğu belirlenmiştir. Ayrıca SPAD ve NDVI ölçümleri bitkinin farklı gelişim dönemlerinde doğru bir şekilde alındığında ıslah çalışmalarında seleksiyon kriteri olarak ele alınabileceği sonucuna varılmıştır. Fizyolojik ve kalite özellikleri bakımından DZ20-E6 hatının standart çeşitlere ve diğer hatlara üstünlük sağlamıştır.
  • FAO, (2018). World Total Cereal Production. http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC. (Erişim tarihi: 15 Şubat, 2020).
  • TÜİK, (2018). Türkiye istatistik kurumu.Bitkisel üretim istatistikleri, tuik.gov.tr. (Erişim tarihi: 12 Mart 2020)
  • Cabrera-Bosquet, L., Molero, G., Stellacci, A., Bort, J., Nogués, S., & Araus, J. (2011). NDVI as a potential tool for predicting biomass, plant nitrogen content and growth in wheat genotypes subjected to different water and nitrogen conditions. Cereal Res. Commun. 39:147-159.
  • Mkhabela, M.S., Bullock, P., Raj, S., Wang, S., & Yang, Y. (2011). Crop yield forecasting on the Canadian prairies using MODIS NDVI data. Agric. For. Meteorol. 151:385-393.
  • Bavec, F., & Bavec, M. (2001). Chlorophyll meter readings of winter wheat cultivars and grain yield prediction. Commun. Soil Sci. Plant Anal. Res., 32: 2709–2719.
  • Yan, W., & Tinker, N. A. (2006). Biplot analysis of multi-environment trial data: Principles and applications. Can. J. Plant Sci. 86: 623–645.
  • Rouse, J. W., HaaS, R. H., SchelL, J. A., & Deering, D. W. (1973). Monitoring vegetation systems in the Great Plains with ERTS. In 3rd ERTS Symposium, NASA SP-351 I, pp. 309–317.
  • Osborne, B.G. (2006). Applications of near infrared spectroscopy in quality screening of early-generation material in cereal breeding programmes. J. Near Infrared Spectrosc, 2006, 14: 93-101.
  • Silva, C. F. L., Milach, S. C. K., Silva S. D. A., & Montero. C. R. (2008). Near infrared reflectance spectroscopy (NIRS) to assess protein and lipid contents in Avena sativa L. Crop Breed. Appl. Biotechol., 2008, 8: 127- 133.
  • Peterson, R. G. (1994). Agricultural Field Experiments Desin and Analysis. Marcel Dekker.Inc. 409 p. Corvallis. Oregon.
  • Yan, W., Hunt, L. A., Sheng, Q. & Szlavnins., Z. (2000). Cultivar evaluation and mega-environment investigation based on the GGE biplot. Crop Science, 40: 597-605.
  • Kizilgeci, F. Yildirim, M. Hossain, A. (2019). Evaluation of growth, yield, quality and physiological parameters of eleven Australian bread wheat (Triticum aestivum L.) cultivars grown under the ecological condition of Diyarbakir, Turkey. Int. J. Agric. Environ. Food Sci., 3(1), 34-40.
  • Crusiol, L. G. T., Carvalho, J. de F. C., Sibaldelli, R. N. R., Neiverth, W., Rio, A. do, Ferreira, L. C., Procópio, S. De O., Mertz-Henning, L. M., Nepomuceno, A. L., Neumaier, N., & Farias, J .R. B. (2017). NDVI variation according to the time of measurement, sampling size, positioning of sensor and water regime in different soybean cultivars. Precis. Agric., 18:470. DOI 10.1007/s11119-016-9465-6 [CrossRef]
  • Kızılgeçi, F., Akıncı, C., Albayrak, Ö., Yıldırım, M. (2017). Tritikale hatlarında bazı fizyolojik parametrelerin verim ve kalite özellikleriyle ilişkilerinin belirlenmesi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 7(1): 337-344.
  • Kızılgeçi, F., & Yıldırım, M. (2019). Durum Buğdayın Başaklanma Dönemine ait Bazı Fizyolojik Ölçümlerin Verim ve Kalite Özellikleriyle İlişkilerinin Belirlenmesi. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi 6(4): 777–785.
  • Yıldırım, M., Bahar. B., Yücel, C., & Genç, İ. (2009a). Cimmyt buğday verim denemesi setlerinde bitki sıcaklığı değişimleri. Türkiye VIII. Tarla Bitkileri Kongresi, 19-22 Ekim 2009, Hatay, 427-432.
  • Yıldırım, M., Akıncı, C., Koç, M., & Barutçular, C. (2009b). Bitki örtüsü serinliği ve klorofil miktarının makarnalık buğday ıslahında kullanım olanakları. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 24(3): 158-166.
  • Christen O. (2009). Winterweizen, das Handbuch fur Profis, 383 s., DLG Verlag, Frankfurt, Almanya.
  • Gooding M. J., & Davies W. P. (1997). Wheat production and utilization, CAB International, Wallingford.
  • Mahla, R., Madan, S., Munjal, R., & Hasija, R. J. (2015). Drought stress induced changes in quality and yield parameters and their association in wheat genotypes. Environment and Ecology, 33(4): 1639-1643.
  • Mut, Z, Erbaş, K. Ö. D., & Akay, H. (2017). Bazı Ekmeklik Buğday (Triticum aestivum L.) Çeşitlerinin Tane Verimi ve Kalite Özelliklerinin Belirlenmesi. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 32, 85-95.
  • Schuler, S. F., Bacon, R. K., & Gbur, E. E. (1994). Kernel and Spike Character Influence on Test Weight of Soft Red Winter Wheat. Crop Sci. 34: 1309-1313.
  • Mut, Z., Aydın, N., Bayramoğlu, N.O., & Özcan, H. (2007). Bazı ekmelik buğday (Triticum aestivum L.) genotiplerinin verim ve başlıca kalite özelliklerinin belirlenmesi. OMÜ Ziraat Fakültesi Dergisi, 22(2):193-201.
  • Erekul, O., Oncan, F., Erekul, A., Yava, İ., Engün, B., & Koca, Y. O. (2005). İleri ekmeklik buğday hatlarında verim ve bazı kalite özelliklerinin belirlenmesi. Türkiye VI. Tarla Bitkileri Kongresi, 5-9 Eylül 2005, Antalya Cilt I, Sayfa 111-116.
  • Egesel, C.Ö., Kahriman, F., Tayyar, Ş., & Baytekin, H. (2009). Ekmeklik buğdayda un kalite özellikleri ile dane veriminin karşilikli etkileşimleri ve uygun çeşit seçimi. Anadolu J. Agric. Sci., 2009, 24(2):76-83.
  • Kizilgeçi, F., & Yildirim, M., 2019. Durum buğdayın başaklanma dönemine ait bazı fizyolojik ölçümlerin verim ve kalite özellikleriyle ilişkilerinin belirlenmesi. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi 6(4): 777–785, 2019. https://doi.org/10.30910/turkjans.633593
  • Aydoğan S., Göçmen Akçacık, A., Şahin, M., Önmez, H., Demir, B., & Yakışır, E. (2013). Ekmeklik buğday çeşitlerinde fizikokimyasal ve reolojik özelliklerin belirlenmesi. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Araştırma Dergisi, 22 (2): 74-85 s, Ankara
  • Yan, W., & I. Rajcan. (2002). Biplots analysis of the test sites and trait relations of soybean in Ontario. Crop Science 42: 11-20
  • Yan, W., Kang, M.S., Ma, B., Woods, S., & Cornelius, P.L. (2007). GGE biplot vs. AMMI analysis of genotype-by-environment data. Crop Science 47: 643–655.
  • Yan, W. (2014). Crop variety trials: Data management and analysis. John Wiley and Sons. pp. 349 New York, USA.
  • Kendal, E., & Sener¸ O. (2015). Examination of genotype environmentinteractionsby GGE biplot analysis in spring durum wheat, Ind. J. of Genet. and Plant Breed. 75(3): 341-348 (2015), DOI: 10.5958/0975- 6906.2015.00054.1.
  • Kendal, E., Tekdal, S., Aktaş, H., Karaman, M., Berekatoğlu, K., & Doğan, H. (2014). Biplot Analizi Kullanılarak Yazlık Arpa Genotiplerinin Verim ve Verim Unsurlarının Belirlenmesi. Trakya University Journal of Natural Sciences, 15(2): 95-103, 2014 ISSN 2147–0294.
  • Solonechnyı, P., Vasko, N., Naumov A., Solonechnaya, O., Vazhenına, O., Bondareva, O., & Logvınenko, Y. (2015). GGE biplot analysis of genotype by environment interaction of spring barley varieties. Zemdirbyste-Agriculture, vol. 102, No. 4 (2015), p. 431–436 DOI 10.13080/z-a.2015.102.055.
  • Bayhan, M., Özkan, R., Albayrak, Ö., Yildirim, M., & Akinci, C. (2019). Aşırı Kurak Sezonda Ekmeklik Buğday Genotiplerinin Performanslarinin Test Edilmesi. 2. Uluslararasi Mardin Artuklu Bilimsel Araştirmalar Kongresi. Mardin, Türkiye Basım Tarihi : 10 Eylül 2019.
  • Albayrak, Ö., Bayhan, M., Yıldırım, M., & Akinci, C. (2020). Comparison of Some Bread Wheat (Triticum aestivum L.) Lines for Yield in Diyarbakir Conditions. 9th. International Conference on Mathematics, Engineering, Natural and Medical Sciences. Marrakech, Morocco.
Primary Language tr
Subjects Agriculture
Journal Section Articles
Authors

Orcid: 0000-0002-3220-4548
Author: Merve BAYHAN (Primary Author)
Institution: DİCLE ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0003-2440-7748
Author: Önder ALBAYRAK
Institution: DİCLE ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0002-6457-5802
Author: Remzi ÖZKAN
Institution: DİCLE ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0002-3514-1052
Author: Cuma AKINCI
Institution: DİCLE ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0002-6953-4479
Author: Mehmet YILDIRIM
Institution: DİCLE ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Dates

Application Date : November 11, 2020
Acceptance Date : December 23, 2020
Publication Date : June 30, 2021

APA Bayhan, M , Albayrak, Ö , Özkan, R , Akıncı, C , Yıldırım, M . (2021). Bazı Ekmeklik Buğday (Triticum aestivum L.) Çeşit ve Hatlarında SPAD Metre ve NDVI Ölçümlerinin Kalite Özellikleriyle İlişkilerinin Biplot Analiz Yöntemi ile Değerlendirilmesi . Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi , 8 (1) , 32-41 . DOI: 10.35193/bseufbd.824421