Evaluation of Physiological and Yield Traits of Some Bread Wheat Varieties (Triticum aestivum L.)Grown in Different Environments

Year 2023, Volume: 11 Issue: 1, 66 - 74, 19.07.2023

Ali Erkul , Feride Öncan Sümer , Aydın Ünay

https://doi.org/10.33202/comuagri.1193015

Abstract

This study aimed to evaluate the performance of some bread wheat varieties in different environments, and to reveal the relationships between some physiological parameters and yield and yield components. Three bread wheat varieties, (Namely, Basribey 95, Alibey, and Kaşifbey 95), were used as plant materials. Field experiments were conducted during the 2009-2010 and 2010-2011 growing seasons in Aydın and Menemen locations. The experimental layout was a RCBD with three replications at each location and year. In the study, canopy temperature depression (CTD), chlorophyll content (CC), stomatal conductance (SC), grain yield (GY), plant height (PH), spike number per square meter (S/m2), thousand kernel weight (TKW), test weight (TW), grain number per spike (G/S), single spike yield (SSY), number of days to heading (DHE), were examined. CTD in ZGS 65 had a decisive role in gaining high grain yield. Also, CC in ZGS 65 and ZGS 71 might be defined as an important physiological traits. On the other hand, the contribution of the SC parameter determined in ZGS 55, ZGS 65 and ZGS 71 to the yield depends on the environment. Those parameters could be selection criteria for high-yield wheat breeding due to positive and significant correlations with grain yield. And also SC and CC parameters might be used in yield estimation on wheat.

Keywords

bread wheat (Triticum aestivum L), canopy temperature depression, stomatal conductance, chlorophyll content

Supporting Institution

Aydın Adnan Menderes Üniversitesi, Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi

Project Number

SUMYO-10001

Thanks

The authors are grateful to Wheat Department of Agean Agriculture Research Institute, especially Chief Rıza ÜNSAL, Dr. Hatice GEREN and İsmail SEVİM.

Farklı Çevrelerde Yetiştirilen Bazı Ekmeklik Buğday Çeşitlerinin (Triticum aestivum L.) Bazı Fizyolojik ve Verim Özelliklerinin Değerlendirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, farklı çevrelerde bazı ekmeklik buğday çeşitlerinin performansını değerlendirmek ve bazı fizyolojik parametreler ile verim ve verim öğeleri arasındaki ilişkileri ortaya koymak amaçlanmıştır. Araştırmada üç ekmeklik buğday çeşidi (Basribey 95, Alibey ve Kaşifbey 95) bitki materyali olarak kullanılmıştır. Tarla denemesi 2009-2010 ve 2010-2011 yetiştirme sezonunda, Aydın ve Menemen lokasyonlarında yürütülmüştür. Deneme her bir lokasyon ve yılda tesadüf blokları deneme deseninde üç tekrarlamalı olarak gerçekleştirilmiştir. Denemede, kanopi sıcaklık toleransı (KST), klorofil içeriği (KLİ), stoma iletkenliği (STİ), tane verimi (TV), bitki boyu (BB), metrekarede başak sayısı (BS/m2), bin tane ağırlığı (BTA), hektolitre ağırlığı (Hl), başakta tane sayısı (BTS), tek başak verimi (TBV) ve başaklanma gün sayısı (BGS) belirlenmiştir. ZGS 65 gelişme dönemindeki KST’nin yüksek tane verimi elde etmede belirleyici olduğu; ZGS 65 ve ZGS 71 gelişme dönemlerindeki KLİ’nin önemli bir fizyolojik karakter olarak tanımlanabileceği; ZGS 55, ZGS 65 ve ZGS 71 gelişme dönemlerindeki STİ parametresinin verime katkısının çevreye göre farklılık gösterebileceği; verimle olan olumlu ve önemli ilişki göstermesinden dolayı bu fizyolojik parametrelerden çeşit ıslah programlarında yararlanılabileceği anlaşılmış, ayrıca stoma iletkenliği ile klorofil miktarının verim tahmininde kullanılabileceği görüşüne ulaşılmıştır.

Keywords

ekmeklik buğday (Triticum aestivum L), kanopi sıcaklık toleransı, stoma iletkenliği, klorofil içeriği

Project Number

SUMYO-10001

References

• Al-Ghzawi, A., Khalaf, Y., Al-Ajlouni, Z.I., Al-Quraan, N.A., Musallam, I., Hani, NB., (2018). The effect of supplemental irrigation on canopy temperature depression, chlorophyll content, and water use efficiency in three wheat (Triticum aestivum L. and T. Durum desf.) varieties grown in dry regions of Jordan. Agriculture 2018. 8(5): 67; https://doi.org/10.3390/agriculture8050067
• Akıncı, C., Yıldırım, M., Sönmez, N., (2001). Diyarbakır sulu koşullarina uygun ekmeklik buğday çeşit ve hatlarının belirlenmesi. Türkiye 4. Tarla Bitkileri Kongresi. Bildiriler Cilt: 1. 69-74. 17-21 Eylül, Tekirdağ.
• Amani, I., Fischer, R.A., Reynolds, M.P, (1996). Evaluation of canopy temperature as a screening tool for heat tolerance in spring wheat. J.Agron.Crop Sci.176:119-129.
• Ayeneh, A., M., Van Ginkel, M.P., Reynolds, K.A, (2002). Comparison of laf, spike, peduncle and canopy temperature depression in wheat under heat stress. Field Crops Research 79: 173-184.
• Babar, M.A, Reynolds, M.P., Ginkel, M.V, Klatt, A.R, Raun, W.R, Stone, M.L, (2006). Spectral reflectance to estimate genetic variation for in-season biomass, leaf chlorophyll, and canopy temperature in wheat. Crop Sci. 46:1046-1057.
• Bahar, B., Barutçular, C., Yıldırım, M., Genç, İ., (2005). Buğdayda bitki topluluğu sıcaklığı düşüşünün verim ve verim unsurları ile ilişkisi. Türkiye 5. Tarla Bitkileri Kongresi. Bildiriler Cilt: 2. 665-668. 5-9 Eylül, Antalya.
• Bahar, B., Yıldırım, M., Genç, İ., (2008). Effect of canopy temperature depression on grain yield and yield components in bread and durum wheat. Not. Bot. Hort. Agrobot. Cluj 36 (1): 34-37.
• Bahar, B., Barutçular, C., Yıldırım, M., (2009). Relationships between stomatal conductance and yield components in spring durum wheat under mediterranean conditions. Not. Bot. Hort. Agrobot. Cluj 37 (2):45-48.
• Bahar, B., Yıldırım, M., Yücel, C., (2011). Heat and drought resistance criteria in spring bread wheat (Triticum aestivum L.): Morpho-physiological parameters for heat tolerance. Scientific Research and Essays Vol. 6(10): 2212-2220.
• Balota, M., Payne, AWA., Evett, S.R., Lazar, M.D., (2007). Canopy temperature depression sampling to assess grain yield and genotypic differentiation in winter wheat. Crop Sci. 47:1518-1529.
• Condon, A.G., Farquar, G.D., Richards, R.A., (1990). Genotypic variation in carbon isotope discrimination and transpiration efficiency in wheat. Aust. J. Plant Physiol. 17:9-22.
• Çığ, F., Ülker, M., (2003). Yeni tescil edilen bazı ekmeklik ve makarnalık buğday çeşitlerinin Van koşullarında verim ve verim öğelerinin belirlenmesi. Türkiye 5. Tarla Bitkileri Kongresi. Bildiriler Cilt: 1. 431-435. 13-17 Ekim, Diyarbakır.
• Demir, İ., Turgut, İ., Yüce, S., Konak, C., Sever, C., Tosun, M., (1997). Ege Bölgesinde farklı lokasyonlarda yetiştirilen ekmeklik buğdayların verim ve bazı verim öğeleri üzerinde bir araştırma. Türkiye 2. Tarla Bitkileri Kongresi. Bildiriler: s.11-15. 22-25 Eylül, Samsun.
• Dokuyucu, T., Akkaya, A., Nacar, A., İspir, B., (1997). Kahramanmaraş koşullarında bazı ekmeklik buğdayların verim, verim unsurları ve fenolojik özelliklerinin incelenmesi. Türkiye 2. Tarla Bitkileri Kongresi. Bildiriler: s.16-20. 22-25 Eylül, Samsun.
• Dokuyucu, T., Cesurer, L., Akkaya, A., (1999). Bazı ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) genotiplerinin Kahramanmaraş koşullarında verim ve verim unsurlarının incelenmesi. Türkiye 3. Tarla Bitkileri Kongresi. Bildiriler Cilt: 1. 127-132. 15-20 Kasım 1999, Adana.
• Erkul, A., Konak, C., Turgut, İ., Öncan, F., (2005). Büyük Menderes Havzasına uyumlu ekmeklik buğday çeşitlerinin geliştirilmesi. Türkiye 6. Tarla Bitkileri Kongresi. Cilt: 2. 669-674. 5-9 Eylül, Antalya.
• Faostat, 2021. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). FAOSTAT Database. http://faostat.fao.org/ (entered on 14th September 2022).
• Fischer, R.A, D., Rees, K.D., Sayre, Z.M., Lu, AG., Condon, A., Saavedra, L., (1998). Wheat yield progress is associated with higher stomatal conductance and photosynthetic rate and cooler canopies. Crop Sci. 38:1467-1475.
• Gay, A.P., (1994). Breeding for leaf water conductance, its heritability and its effect on water use in Lolium perenne. Aspects of Applied Biology-Efficiency of Water Use in Crop Systems. 38:41-46.
• Genç, İ., Yağbasanlar, T., Özkan, H., Yıldırım, M., Yücel, C., Özer, S., Bahar B., Altıntaş, S., Topal, M., (2003). Çukurova koşullarına uygun buğday ıslah çalışmaları. Türkiye 5. Tarla Bitkileri Kongresi. Bildiriler Cilt: 1. 41-46. 13-17 Ekim, Diyarbakır.
• Golestani, A.S., Assad, M.T., (1998). Evaluation of four screening techniques for drought resistance and their relationship to yield reduction ratio in wheat. Euphytica 103:293-299.
• Guendouz, A., Guessoum, S., Maamri, K., Benidir, M., Hafsi, M., (2012). Canopy temperature efficiency as indicators for drought tolerance in durum wheat (Triticum durum Desf.) in semi arid conditions. Journal of Agriculture and Sustainability 1(1): 23-38.
• Hagos, H.G., Abay, F., (2013). AMMI and GGE biplot analysis of bread wheat genotypes in the northern part of ethiopia. Journal of Plant Breeding and Genetics. 1(1): 12-18.
• Islam, MR, Haque, K.M.S, Akter, N., Karim, M.A., (2014). Leaf chlorophyll dynamics in wheat based on spad meter reading and its relationship with grain yield. Scientia Agriculturae 8(1): 13-18.
• Jones, H.G., Zeiger, E., Farguhar, G.D., Cowan, I.R., (1987). Breeding for stomatal characters. In: Stomatal Function. pp. 431-443. Stanford University Press, Stanford.
• Karatopak, G., Dinçer, N., (1999). Çukurova Bölgesi için uygun ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) çeşitlerinin belirlenmesi üzerine araştırmalar. Türkiye 3. Tarla Bitkileri Kongresi. Bildiriler Cilt: 1. 343-348. 15-20 Kasım, Adana.
• Karimizadeh, R., Mohammadi, M., Ghaffaripour, S., Karimpour, F., Shefazadeh, M.K., (2011). Evaluation of physiological screening techniques for drought-resistant breeding of durum wheat genotypes in Iran. African Journal of Biotechnology. Vol. 10(56) :12107-12117.
• Kumari, M., Singh, V.P., Tripathi, R., Joshi, A.K., (2007). Variation for staygreen trait and its assocıation with canopy temperature depression and yield traits under terminal heat stress in wheat. H.T.Buck et al. (Eds.), Wheat Production in Stressed Environments. pp. 357-363.
• Monostori, I., Arendas T., Hoffman, B., Galiba, G., Gierczik, K., Szira, F., Vagüjfalvi, A., (2016). Relationship between SPAD value and grain yield can be affected by variety, environment and soil nitrogen content in wheat. Euphytica. 1: 103-112.
• Okur, Ö., Yıldırım, A., Sakin, M.A., Gökmen, S., (2003). Tokat Artova-Kazova koşullarında bazı yazlık ekmeklik buğday hatlarının verim ve verim unsurlarının belirlenmesi. Türkiye 5. Tarla Bitkileri Kongresi. Bildiriler Cilt: 1. 446-450. 13-17 Ekim, Diyarbakır.
• Öztürk, İ., (2022). Environment by genotype interaction and stability of bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes under rainfed conditions in Trakia Region. Ekin Journal of Crop Breeding and Genetics. 8(2): 118-127.
• Rawson, H.M., Hulse, B., (1996). An inexpensive pocket-sized instrument for rapid ranking of wheat genotypes for leaf resistance. In: R.A. Richards et al. (Eds.), Proc. 8th Ass. Wheat Breed. Soc. Australia. pp. 127-129. CSIRO Plant Industry, Canberra.
• Ray, J., Ahmed, J.U., (2015). Canopy temperature affects on yield and grain growth of different wheat genotypes. IOSR Journal of Agriculture and Veterinary Science (IOSR-JAVS) e-ISSN: 2319-2380, p-ISSN: 2319-2372. Vol. 8(7) Ver. II (July. 2015), pp. 48-55.
• Rebetzke, G.J., Condon, A.G., Richards, R.A., Read, J.J., (2001). Phenotypic variation and sampling for leaf conductance in wheat (Triticum aestivum L.) breeding populations. Euphytica 121:335-341.
• Reynolds, M.P., Balota, M., Delgado, M.I.B., Amani, I., Fischer, R.A., (1994). Physiological and morphological traits associated with spring wheat yield under hot, dry irrigated conditions. Aust. J. Plant Physiol. 21:717-730.
• Reynolds, M.P., Singh, R.P., Ibrahim, A., Ageeb, O.A.A., Largue-Saavedra, A., Quick, J.S., (1998). Evaluating physiological traits to complement empirical selection for wheat in warm environments. Euphytica 100:85-94.
• Reynolds, M.P., Nagarajan, S., Razzaque, M.A., Ageeb, O.A.A., Reynolds, M.P., Monasterio, O., McNab, J.I., (2001). Breeding for Adaptation to Environmental Factors: Heat Tolerance in Application of Physiology in Wheat Breeding. pp. 124-135.
• Royo, C., Villegas, D., Garcia, Del Moral, L.F., Elhani, S., Aparicio, N., Rharrabti, Y., Araus, J.L., (2002). Comparative performance of carbon isotope discrimination and canopy temperature depression as predictors of genotypes differences in durum wheat yield in spain. Aust J Agric Res. 53: 561-569.
• Skovmand, B., M.P., Reynolds, I.H., DeLacy., 2001. Mining wheat germplasm collections for yield enhancing traits. Euphytica 119:25-32.
• Steel, R.G.D., Torrie, J.H., (1980). Principles and Procedures of Statistics, Second Edition, New York: McGraw-Hill Book Co.
• Şener, O, Kılınç, M, Yağbasanlar, T., Gözübenli, H., Karadavut, U., (1997). Hatay koşullarında bazı ekmeklik (Triticum aestivum L. Em Thell) ve makarnalık buğday (Triticum durum Desf.) çeşit ve hatlarının saptanması. Türkiye 2. Tarla Bitkileri Kongresi. Bildiriler s. 1-5. 22-25 Eylül, Samsun.
• Toklu, F., Yağbasanlar, T., Özkan, H., (1999). Ekmeklik buğdayda (Triticum aestivum L.) hektolitre ağırlığı ile danenin fiziksel ve kalite özellikleri arasındaki ilişkilerin saptanması üzerine bir araştırma. Türkiye 3. Tarla Bitkileri Kongresi. Bildiriler Cilt: 1. 339-342. 15-20 Kasım, Adana.
• Tsenov, N., Gubatov, T., Atanasova, D., Nankova, M., & Ivanova, A., (2014). Genotype x environment effects on the productivity traits of common wheat (Triticum aestivum L.) II. Analysis of genotype reaction. Turkish Journal of Agricultural and Natural Sciences. Special Issue. 1: 1198-1208.
• Ünsal, R., Geren, H., 2008. Climatic factors affecting wheat yields in Aegean coastal region and adaptation of varieties. Anadolu, Journal of AARI 18(2): 1-10.
• Yüce, S., Konak, C., Demir, İ., Tosun, M., Turgut, İ., Akçalı, R.R., (2001). Ege Bölgesinde bazı ekmeklik buğday çeşit ve hatlarında verim ve kimi özellikler üzerinde araştırmalar. Türkiye 4. Tarla Bitkileri Kongresi. Bildiriler Cilt: I. 29-35. 17-21 Eylül, Tekirdağ.
• Zadoks, J.C., Chang, T.T., Konzak, C.F., (1974). A Decimal Code for Growth Stages of Cereals. Weed Res. 14: 415-421.