Effects Of Drought Stress On Germination Characters Of Some Sweet Sorghum (Sorghum bicolor var. saccharatum (L.) Mohlenbr.) Varieties

Year 2023, Volume: 37 Issue: 2, 425 - 437, 08.12.2023

Sebiha Erol , Tarık Karabağ , Emine Budaklı Çarpıcı

https://doi.org/10.20479/bursauludagziraat.1295067

Abstract

This study was carried out to determine the responses of some sweet sorghum cultivars to drought stress during the germination period. Erdurmuş, Gülşeker, Sweet Betty ve Uzun varieties were used as plant material in the experiment. Six different drought stress levels (0, −0.1, −0.2, −0.3, −0.4 and −0.5 MPa) were considered in the study and Polyethylene Glycol-6000 (PEG-6000) was used to generate different levels of
drought stress. The experiment was carried out in a randomized plot design with four replications in Bursa Uludag University Faculty of Agriculture, Field Crops Department, Plant Physiology Laboratory. Germination percentage, germination index, mean germination time, root length, shoot length, root fresh weight, shoot fresh weight, root dry weight and shoot dry weight were determined in this study. As a result of the research, it was
determined that sweet sorghum cultivars responded differently to drought stress levels and that the response was statistically significant. Depending on the applied drought stress level, germination percentage, germination index, mean germination time, root length, shoot length, shoot fresh, weight and shoot dry weight were negatively affected by increasing drought levels, while root fresh weight and root dry weight were positively
affected. Increasing drought stress has limited the significantly of shoot and root length. İn Erdurmus and Sweet Betty cultivars The highest values of root fresh and dry weight were obtained from -0.5 MPa drought level. All cultivars at -0.5 MPa drought level, shoot fresh and dry weight comparison to control resulted in a large reduction. When the germination characteristics were examined, it was determined that Uzun ve Erdurmuş cultivars stood out in terms of drought resistance compared to other cultivars.

Keywords

Drought stress, Germination percentage, Sweet sorghum, Sorghum bicolor var. saccharatum (L.) Mohlenbr

Bazı Şeker Sorgum (Sorghum bicolor var. saccharatum (L.) Mohlenbr.) Çeşitlerinde Kuraklık Stresinin Çimlenme Özellikleri Üzerine Etkisi

Abstract

Bu çalışma, bazı şeker sorgum çeşitlerinin çimlenme döneminde kuraklık stresine tepkilerini belirlemek amacıyla yürütülmüştür. Deneme de bitki materyali olarak Erdurmuş, Gülşeker, Sweet Betty ve Uzun çeşitleri kullanılmıştır. Araştırmada altı farklı kuraklık stresi seviyesi (0, −0.1, −0.2, −0.3, −0.4 ve −0.5 MPa) ele alınmış ve farklı seviyelerde kuraklık stresi oluşturmak amacıyla Polietilen Glikol-6000 (PEG-6000) kullanılmıştır. Deneme Bursa Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarla Bitkileri Bölümü Bitki Fizyolojisi Laboratuvarı’nda tesadüf parselleri deneme deseninde dört tekerrürlü olarak yürütülmüştür. Çalışmada çimlenme yüzdesi, çimlenme indeksi, ortalama çimlenme süresi, kökçük uzunluğu, sapçık uzunluğu, kökçük yaş ağırlığı, sapçık yaş
ağırlığı kökçük kuru ağırlığı ve sapçık kuru ağırlığı gibi özellikler incelenmiştir. Araştırma sonucunda; şeker sorgum çeşitlerinin kuraklık stres seviyelerine farklı tepki verdikleri ve bu tepkinin de istatistiksel olarak önemli olduğu belirlenmiştir. Uygulanan kuraklık stres seviyesine bağlı olarak çimlenme indeksi, ortalama çimlenme süresi, kökçük uzunluğu, sapçık uzunluğu, sapçık yaş ağırlığı ve sapçık kuru ağırlığı artan kuraklık seviyelerinden olumsuz etkilenirken, kökçük yaş ağırlığı ve kuru ağırlığı olumlu etkilenmiştir. Artan kuraklık stres seviyeleri sapçık ve kökçük uzunluğunu önemli derecede kısıtlamıştır. Erdurmuş ve Sweet Betty çeşitlerinde kökçük yaş ve kuru ağırlığına ait en yüksek değerler -0.5 MPa kuraklık stres seviyesinden elde edilmiştir. -0.5 MPa kuraklık stres seviyesinde tüm çeşitlerin sapçık yaş ve kuru ağırlığı kontrole kıyasla büyük oranda azalış göstermiştir. Çimlenme özellikleri incelendiğinde Erdurmuş ve Uzun çeşitlerinin diğer çeşitlere oranla kurağa dayanım yönünden ön plana çıktığı belirlenmiştir.

Keywords

Çimlenme yüzdesi, Kuraklık stresi, Şeker sorgum, Sorghum bicolor var. saccharatum (L.) Mohlenbr

References

• Abreha, K. B., Enyew, M., Carlsson, A. S., Vetukuri, R. R., Feyissa, T., Motlhaodi, T., Ng’uni, D. and Geleta, M. 2022. Sorghum in dryland: morphological, physiological, and molecular responses of sorghum under drought stress. Planta, 255:20.
• Aslan, H. ve Atış, İ. 2018. Bazı yaygın mürdümük çeşitlerinde kuraklık stresinin çimlenme ve fide gelişimine etkisi. Mustafa Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 23(2):218-231.
• Avcı, S., İleri, O. and Kaya, M.D. 2016. Determination of genotypic variation among Sorghum cultivars for seed vigor, salt and drought stresses. Journal of Agricultural Science, 23(2017):335-343.
• Badr, A., El-Shazly, H. H., Tarawneh, R. A. and Börner, A. 2020. Screening for drought tolerance in maize (Zea mays L.) germplasm using germination and seedling traits under simulated drought conditions. Plants 9(5): 565.
• Bayu, W., Rethman, N., Hammes, P., Pieterse, P., Grimbeek, J. and Van Der Linde, M. 2005. Water stress affects the germination, emergence, and growth of different sorghum cultivars. Ethiop J Sci,28(2):119-128.
• Bibi, A., Sadaqat, H., Tahir, M. and Akram, H. 2012. Screening of sorghum (Sorghum bicolor Var Moench) for drought tolerance at seedling stage in polyethylene glycol. J Anim Plant Sci, 22(3):671–678.
• Bobade, P., Amarshettiwar, S., Rathod, T., Ghorade, R., Kayande, N. and Yadav, Y. 2019. Effect of polyethylene glycol induced water stress on germination and seedling development of rabi sorghum genotypes. J Pharmacogn Phytochem, 8(5):852–856.
• Demirkaya, M. ve Arslan, M. 2021. Ekinezya (Echinacea purpurea) tohumlarının çimlenmesi üzerine ozmotik koşullandırmanın etkisi. Bursa Uludag Üniv. Ziraat Fak. Derg., 35(2):265-276.
• Dehnavi, A.R., Zahedi, M., Ludwiczak, A., Perez, S.C. and Piernik, A. 2020. Effect of salinity on seed germination and seedling development of sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) genotypes. Agronomy, 10(6),859.
• Geren, H., Kır, B. ve Kavut, Y.T. 2019. Farklı biçim zamanlarının tatlı darı (Sorgum bicolor var. saccharatum) çeşitleri üzerinde verim ve bazı yem kalite unsurlarına etkisi. Ege Universitesi Ziraat Fak. Dergisi, 56 (2):249-255.
• Gürbüz, A., Kaya, M., Türkan, A.D., Kaya, G., Kaya, M.D. ve Çiftçi, C.Y. 2009. Bazı nohut (Cicer arietinum L.) çeşitlerinde tane iriliği ve kuraklık stresinin çimlenme özelliklerine etkisi. Akdeniz Ziraat Fakültesi Dergisi, 22(1):69-74.
• Jafar, M.S., Nourmohammadi, G. and Maleki, A. 2004. Effect of water deficit on seedling, plantlets and compatible solutes of forage Sorghum In: Proceedings of the 4th International Crop Science Congress, Brisbane.
• Ndlovu, E., Van Staden, J. and Maphosa, M. 2021. Morpho-physiological effects of moisture, heat and combined stresses on Sorghum bicolor [Moench (L.)] and its acclimation mechanisms. Plant Stress, 2:100018.
• Oliveira, A.B. and Gomes-Filho, E. 2009. Germinação e vigor de sementes de sorgo forrageiro sob estresse hídrico e salino/germination and vigor of sorghum seeds under water and salt stress. Revista Brasileira De Sementesi, 31(3):48-56.
• Öktem, A., Öktem A. G. ve Demir, D. 2021. Geç olum süresine sahip bazı tatlı sorgum (Sorghum bicolor var. saccaharatum (L.) Mohlenbr.) genotiplerinin biyokütle verimi ve yem kalitesinin belirlenmesi. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 7(2): 315-325.
• Özkurt, M., Saygılı, İ. ve Özdemir Dirik, K. 2019. Bazı yonca çeşitlerinin erken gelişme dönemindeki kuraklık toleransının belirlenmesi. KSÜ Tarım ve Doğa Derg, 22(4): 558-563.
• Patane, C., A. Saita, A. and Sortino, O. 2013. Comparative effects of salt and water stress on seed germination and early embryo growth in two cultivars of sweet sorghum. Jaurnal of Agronomy Crop Science, ISSN 0931- 2250.
• Pérez-Hernández, Y., Navarro-Boulandier, M., Rojas-Sánchez, L., Fuentes-Alfonso, L. and Sosa-del Castillo, M. 2018. Effect of hydric stress on the germination of seeds from Sorghum bicolor (L.) Moench cv. UDG-110. Pastos y Forrajes, 41,4.
• Queiroz, M.S., Oliveira, C.E., Steiner, F., Zuffo, A.M., Zoz, T., Vendruscolo, E.P., Silva, M.V., Mello, B., Cabra, R. and Menis,F.T. 2019. Drought stresses on seed germination and early growth of maize and sorghum. J Agric Sci, 11(2):310-318.
• Rajendran, R. A., Muthiah, A. R., Manickam, A., Shanmugasundaram, P. and Joel, A. J. 2011. Indices of drought tolerance in sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) genotypes at early stages of plant growth. Research Journal of Agriculture and Biological Sciences, 7(1):42-46.
• Reiahi, N. and Farahbakhsh, H. 2013. Ascorbate and drought stress effects on germination and seedling growth of sorghum. Int J Agron Plant Prod, 4(5):901-910.
• Rezende, R. K. S., Masetto, T.E., Oba, G. C. and Jesus, M.V. 2017. Germination of sweet sorghum seeds in different water potentials. American Journal of Plant Sciences, 8(12): 3062-3072.
• Uslu, Ö. S., Gedik, O., Alhumedi, M. ve Almınfı, K. 2021. Kuraklık stresinin bazı yem bezelyesi (Pisum sativum L.) çeşitlerinin çimlenme ve fide gelişimi üzerine etkisi . Uluslararası Anadolu Ziraat Mühendisliği Bilimleri Dergisi, 3(2):28-36.
• Viliga, F. and Şumălan, R. 2013. Effects of osmotic stress on sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) seed germination and embryo growth. Journal of Horticulture, Forestry and Biotechnology,17(1):302-306.
• Yılmaz, M.B. 2019. Çokyıllık çim (Lolium perenne L.) çeşitlerinde tuz ve kuraklık stresinin çimlenme ve fide gelişimine etkisi. Yüksek Lisans Tezi. Mustafa Kemal Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Peyzaj Mimarlığı Anabilim Dalı. Hatay.
• Yücel, C., R . Hatipoğlu, I. Dweikat, İ. İnal, F. Gündel ve H, Yücel. 2018. Farklı tatlı sorgum (Sorghum bicolor var. saccharatum (L.) Mohlenbr.) genotiplerinin Çukurova ve GAP bölgelerinde biyo-etanol üretim potansiyellerinin saptanması. TÜBİTAK TOVAG 1003 114O945 Nolu Proje.