Effects of Foliar Applications of Potassium and Magnesium on the Yield and Quality Characteristics, Mineral Element Concentrations, Temperature and Chlorophyll Amount of Trakya Ilkeren and Early Cardinal Grape Varieties (Vitis vinifera L.)

Abstract

Potassium and magnesium are essential nutrients in viticulture. This study investigated the effects of foliar applications of potassium sulfate (K2SO4) at 1%, 2%, and 4% and magnesium sulfate (MgSO4) at 0.5%, 1%, and 2%, alone and in combination, on yield and quality characteristics of Early Cardinal and Trakya İlkeren grape varieties. Fertilizers were applied pre-flowering, at berry set, and veraison. The best results in yield, cluster characteristics, and berry quality were observed with 1% MgSO4 + 2% K2SO4. Chlorophyll level and berry brightness improved with specific treatments, while nutrient effects were limited. Optimized foliar applications enhance vineyard performance effectively.

Keywords

• Grapevine
• plant nutrition
• coloring
• grape
• foliar fertilization.

Project Number

FYL-2022-15042

Trakya İlkeren ve Early Cardinal Çeşitlerinde (Vitis vinifera L.) Yapraktan Potasyum ve Magnezyum Uygulamasının Verim ve Kalite Özellikleri ile Yaprakların Besin Element Konsantrasyonları, Sıcaklığı ve Klorofil Miktarına Etkisi

Abstract

Potasyum ve magnezyum bağcılıkta önemli besin elementlerindendir. Bu çalışmada, potasyum sülfatın (K2SO4) %1, %2 ve %4 konsantrasyonları ile magnezyum sülfatın (MgSO4) %0.5, %1 ve %2 konsantrasyonlarının, ayrı ayrı ve kombinasyon halinde, yapraktan uygulamalarının, Early Cardinal ve Trakya İlkeren üzüm çeşitlerinin verim ve kalite özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Gübre uygulamaları; çiçeklenme öncesi, tane tutumu ve ben düşme dönemlerinde gerçekleştirilmiştir. Verim, salkım özellikleri ve tane kalitesi açısından en iyi sonuçlar %1 MgSO4 + %2 K2SO4 uygulamasında elde edilmiştir. Klorofil düzeyi ve tane parlaklığı bazı uygulamalarla iyileşirken, besin maddelerine etkileri sınırlı kalmıştır. Optimize edilmiş yaprak uygulamalarının bağ performansını etkili bir şekilde artırdığı saptanmıştır.

Keywords

• Asma
• üzüm
• bitki besleme
• renk
• yapraktan gübreleme

Supporting Institution

Ç.Ü. Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi

Project Number

FYL-2022-15042

Ethical Statement

Gerekli Değil

Thanks

Bu çalışma, Ç.Ü. Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi Tarafından Desteklenmiştir (Proje No: FYL-2022-15042).

References

1. Abd El-Razek E., Treutter D., Saleh M.M.S., El-Shammaa M., Fouad A.A., and Abdel-Hamid N. (2011). Effect of nitrogen and potassium fertilization on productivity and fruit quality of ‘Crimson seedless’ grape. Agriculture and Biology Journal of North America, 2: 330-340.
2. Al-Moshileh, A., and Al-Rayes, D. (2004). Effect of potassium fertilization regimes on petiole nutrient contents, yield and fruit quality of table seedless grapes. In IPI regional workshop on Potassium and Fertigation development in West Asia and North Africa: 24-28.
3. Ben Yahmed, J. and Ben Mimoun, M.(2018). Effects of foliar application and fertigation of potassium on yield and fruit quality of "Superior Seedless" grapevine. In XXX International Horticultural Congress IHC2018: International Symposium on Water and Nutrient Relations and Management of 1253: 367-372.
4. Bremner, J. M. (1965). Methods of Soil Analysis. Part 2. Chemical and Microbiological Properties, Agronomy Monograph 9, 2.
5. Çelik, H., Ağaoğlu, Y.S., Fidan, Y., Marasalı, B. ve Söylemezoğlu, G. (1998). Genel Bağcılık. Sun Fidan AŞ. Mesleki Kitaplar Serisi, 253 s.
6. Çelik, S. (2011). Bağcılık (Ampeloloji). Cilt 1 (3. Baskı). Anadolu Matbaa San. ve Tic. Ltd. Şti., Tekirdağ, 428 s.
7. Davies, W. and Zhang, J. (1991). Root signals and the regulation of growth and the development of plants in drying soil. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology, 42: 55-76.
8. Demir, S. ve Tangolar, S. (2021). Black Magic üzüm çeşidinde organik ve organomineral gübre uygulamalarının verim, kalite ve bitki beslemeye etkileri. Mustafa Kemal Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 26 (1): 163-170.

9. Duletic, D., and Mijovic, S. (2014). Yield and quality of grapes of the cardinal variety depending on different foliar fertilizers. Agriculture and Forestry, 60 (2): 85-91.
10. El-Badawy, H.E.M. (2019). Implication of using potassium and magnesium fertilization to improve growth, yield and quality of Crimson seedless grapes (Vitis vinifera L.). Journal of Plant Production, 10 (2): 133-141.
11. Esetlili, B. Ç., Merken, Ö., Güler, A., Pekcan, T., Karabat, S., Ünal, A., Anaç, D., and Eryüce, N. (2020). Cabernet Sauvignon şaraplık üzüm çeşidinde farklı potasyumlu gübre uygulamalarının yaprak besin element içerikleri üzerine etkileri. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi: 9-16.
12. Gerendas, J. and Fuhrs, H. (2013). The significance of magnesium for crop quality. Plant and Soil, 368: 101-128.
13. Kacar, B. (1972). Bitki ve Toprağın Kimyasal Analizleri: II. Bitki Analizleri. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları: 453. Uygulama Kılavuzu:155. Ankara.
14. Karimi, R. (2017). Potassium-induced freezing tolerance is associated with endogenous abscisic acid, polyamines and soluble sugars changes in grapevine. Scientia Horticulturae, 215: 184-194.
15. Kontaxakis, E., Lydakis, D., and Fisarakis, I. (2024). Enhancing Red Table Grape Coloration Using Tsikoudia: A Novel and Sustainable Approach. Plants, 13(19): 2689.
16. Lang, A. (1983). Turgor- related translocation. Plant, Cell and Environments, 6: 683-689.
17. Leigh, R.A. (2001). Potassium homeostasis and membrane transport. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 164: 193–198.
18. Majer, J. (2004). Magnesium supply of the vineyards in the Balaton – highlands. ISHS Acta Horticulturae, 652: 175-182.
19. MEGEP, 2011. Laboratuvar Hizmetleri Yaprak Numunesini Analize Hazırlama. T.C. Millî Eğitim Bakanlığı. http://www.megep.meb.gov.tr/ mte_program_modul/moduller/Yaprak%20Numunesini%20Analize%20Haz%C4%B1rlama.pdf. Erişim Tarihi: 15/03/2023.
20. Mengel, K. and Kirkby, E.A. (2001). Principles of Plant Nutrition. 5th Ed. London, Kluwer Academic Publishers. OIV, (2024). OIV Statistics. Database. https://www.oiv.int/what-we-do/data-discovery-report?oiv. Erişim tarihi: 12/12/2024.
21. Salisburg, F. B. and Ross C.W. (1992). Plant Physiology. 4th Ed. Wadsworth Publishing Company, USA. Shalan, A. M. (2020). Fertilization by Nano-powder Potassium Sulfate enhancing Production of Grapevines cv. Crimson Seedless. Journal of Plant Production, 11(3): 207-213.
22. Singh, B. and Usha, K. (2001). Effect of macro and micro-nutrient spray on fruit yield and quality of grape (Vitis vinifera L.) cv. Perlette. In International Symposium on Foliar Nutrition of Perennial Fruit Plants, 594: 197-202.
23. Spayd, S.E., Wample, E., Stevens, B.L., Evans, R.G. and Kawakami, A.K. (1993). Nitrogen fertilization of White Riesling in Washington: Effect on petiole nutrient concentration, yield components, and vegetative growth. American Journal of Enology and viticulture, 44: 378-386.
24. Tangolar, S., Demir, S., Ada, M., Torun, A. A., Duymuş, E. ve Tangolar, S. (2021). Organik ve organomineral gübrelerin Prima üzüm çeşidinde verim, kalite ve bitki besleme üzerine etkileri. Mediterranean Agricultural Sciences, 34(1): 9-16.
25. Tangolar, S., Özdemir, G., Tangolar, Gök, S., Ekbiç, Bilir, H. ve Rehber, Y. (2010). Üzüm Yetiştiriciliği. K.K.T.C. Tarım ve Doğal Kaynaklar Bakanlığı, Lefkoşe, 47 s.
26. Topalovic, A., Slatnar, A., Stampar, F., Knezevic, M. and Veberic, R. (2011). Influence of foliar fertilization with P and K on chemical constituents of grape cv.‘Cardinal’. Journal of agricultural and food chemistry, 59(18): 10303-10310. TÜİK, (2021). Türkiye İstatistik Kurumu. http://www.tuik.gov.tr. (Erişim tarihi: 04/03/2023).
27. Uzun, İ. (2004). Bağcılık El Kitabı. Hasad yayıncılık, 156 s.
28. Walker, D.J. Black, C.R. and Miller, A.J. (1998). The role of cytosolic potassium and pH in the growth of barley roots. Plant Physiology, 118: 957–964.
29. Winkler, A.J., Cook , J.A ., Kliewer , W.M. and Lider, L.A. (1974). General viticulture. University of California. Press, Berkeley. 633 p.
30. Yan, Y., Song, C., Falginella, L., and Castellarin, S. D. (2020). Day temperature has a stronger effect than night temperature on anthocyanin and flavonol accumulation in ‘Merlot’ (Vitis vinifera L.) grapes during ripening. Frontiers in Plant Science, 11, 1095.
31. Zatloukalová, A., Lošák, T., Hlušek, J., Pavloušek, P., Sedláček, M., & Filipčík, R. (2011). The effect of soil and foliar applications of magnesium fertilisers on yields and quality of vine (Vitis vinifera, L.) grapes. Acta universitatis agriculturae et silviculturae mendelianae brunensis, 59(3): 221-226.
32. Zlámalová, T., Elbl, J., Baroň, M., Bělíková, H., Lampíř, L., Hlušek, J., and Lošák, T. (2015). Using foliar applications of magnesium and potassium to improve yields and some qualitative parameters of vine grapes (Vitis vinifera L.). Plant, soil and environment, 61(10): 451-457.