Effects of drought stress on germination characters of some alfalfa (Medicago sativa L.) varieties

Abstract

This study was conducted to determine the responses of some alfalfa varieties to different drought stress at germination stage. Alfalfa varieties Bilensoy-80, Alsancak, Gözlü-1, Prosementi and Isıde were used as plant materials. Four different drought stress levels (0, -2.95, -4.91 and -10.27 bar) were handled in this study and were used Polyethylene glycol-6000 (PEG-6000) to create of drought stress at different levels. The experiment was conducted as completely randomized design with two factors and four replications. In the experiment, some characters such as germination percentage, plumula length, radicle length and vigour index were examined. The results revealed that drought stress had a significant effect on all characters. Germination percentage, plumula length, radicle length, and vigour index ranged 0.00-99.50 %, 0.00-43.24 mm, 0.00-54.45 mm and 0.00-43.79, respectively. Considering germination percentage, the cultivars tolerated the drought stress up to-4.91 bar, but after this level germination percentage decreased significantly. In terms of plumula length and  vigour index, the cultivars tolerated the drought stress up to -2.95 bar and in terms of radicle length the cultivars tolerated the drought stress up to -4.91 bar and were observed a significant decreases or deaths after this levels. Bilensoy-80 and Alsancak had been more successful for drought than the other varieties in experiment.

Keywords

• Alfalfa; Drought stress; PEG; Germination percentage

Bazı yonca çeşitlerinde (Medicago sativa L.) kuraklık stresinin çimlenme özellikleri üzerine etkisi

Abstract

Bu çalışma, bazı yonca çeşitlerinin çimlenme döneminde kuraklık stresine tepkilerinin belirlenmesi amacıyla laboratuvar koşullarında yapılmıştır. Araştırmada bitki materyali olarak Bilensoy-80, Alsancak, Gözlü-1, Prosementi ve İside çeşitleri kullanılmıştır. Çalışmada dört farklı kuraklık stresi seviyesi (0, -2.95, -4.91 ve -10.27 bar) ele alınmış ve farklı seviyelerde kuraklık stresi oluşturmak amacıyla polietilen glikol-6000 (PEG-6000) kullanılmıştır. Deneme, tesadüf parselleri deneme deseninde 2 faktör ve 4 tekerrürlü olarak kurulmuştur. Araştırmada çimlenme yüzdesi, sapçık uzunluğu, kökçük uzunluğu ve vigor indeksi gibi özellikler incelenmiştir. Kuraklık seviyesindeki artış, yonca çeşitlerinde çimlenme özelliklerini önemli derecede etkilemiştir. Elde edilen sonuçlara göre, çimlenme yüzdesi % 0.00-99.50, sapçık uzunluğu 0.00-43.24 mm, kökçük uzunluğu 0.00-54.45 mm ve vigor indeksi 0.00-43.79 arasında değişmiş olup, kuraklık stresi incelenen özellikler üzerine önemli etki yapmıştır. Çeşitler, çimlenme yüzdesi bakımından -4.91 bar seviyesine kadar dayanabilmiş, bu seviyeden sonra çimlenme yüzdesi önemli ölçüde azalmıştır. Sapçık uzunluğu ve vigor indeksi bakımından çeşitler -2.95 bar, kökçük uzunluğu bakımından ise -4.91 seviyesine kadar tolerans gösterebilmişler, bu noktadan sonra azalışlar ya da ölümler görülmüştür. Bilensoy-80 ve Alsancak çeşitleri çimlenme döneminde kurağa dayanım yönünden diğerlerine oranla daha çok ön plana çıkmıştır.

Keywords

• Yonca; Kuraklık stresi; PEG; Çimlenme yüzdesi

References

1. Abdul-baki, A.A., & Anderson, J.D. (1970). Viability and leaching of sugars from germinating barely. Crop Science, 10:31-34.
2. Babakhani, B., Khavari-Nejad, R.A., Hassan Sajedi, R., Fahimi, H., & Saadatmand, S. (2011). Biochemical responses of alfalfa (Medicago sativa L.) cultivars subjected to nacl salinity stress. African Journal of Biotechnology, 10(55):11433-11441.
3. Carmen, D. & Nedelea, G. (2012). The effect of genotype and water stress on germination ability of seeds in some alfalfa varieties. Journal of Horticulture, Forestry and Biotechnology, 16(1):153-156.
4. Castroluna A., Ruiz, O. M., Quiroga, A. M. & Pedranzani, H. E. (2014). Effects of salinity and drought stress on germination, biomass and growth in three varieties of Medicago sativa L. Avences En Investigacion Agropecuaria, 18(1): 39-50
5. Çırak, C., & Esendal, E. (2006). Soyada kuraklık stresi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 21(2): 231-237.
6. Eriş, A. 1998. Bahçe Bitkileri Fizyolojisi. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Ders Notları. 4. Baskı, No:11, 152s.
7. Gürbüz, A., Kaya, M., Türkan, A.D., Kaya, G., Kaya, .D. & Çiftçi, C.Y. (2009). Bazı nohut (Cicer arietinum L.) çeşitlerinde tane iriliği ve kuraklık stresinin çimlenme özelliklerine etkisi. Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 2009, 22(1), 69–74.
8. Hamidi, H. & Safarnejad, A., (2010). Effect of drought stress on alfalfa cultivars (Medicago sativa L.) in germination stage. American-Eurasian Journal of Agricultural & Environmental Sciences. 8 (6): 705-709.

9. Madran, N. (1984). Büyük Tarım Sözlüğü. Cilt I, Ankara.
10. Mcwilliam, J. R. 1986. The national and international importance of drought and salinity effects on agricultural production. Australian Journal Plant Physiology, 13:1-13.
11. Michel, B.E. & Kaufmann, M.R. (1973). The osmotic potential of polyethylene glycol 6000. Plant Physiology, 51: 914-16.
12. Safi., S., Şimşek, H., & Ünlükara, A. (2013). Su ve tuzluluk stresinin mürdümük’te (Lathyrus sativus L.) bitki büyüme gelişme, verim ve su tüketimi üzerine etkilerinin belirlenmesi. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 30(1):1-12.
13. Scott, S.J., Jones, R.A, & Williams, W.A. (1984). Review of data analysis methods for seed germination. Crop Science, 24: 1192-1199.
14. Semerci, H., Öztürk, H., Semerci, A., İzbırak, A., & Ekmekçi, Y. (2008). Değişik Islah Zonlarından Örneklenen Anadolu Karaçamı (Pinus Nigra Arnold. Ssp. nigra var. caramanica (Loudon) Rehder) Orijinlerinin Dona Ve Kuraklığa Dayanıklılıklarının Belirlenmesi. T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı Orman Ağaçları ve Tohumları Islah Araştırma Müdürlüğü, Teknik Bülten No 21, ISBN: 978-605-393-017-4, 63 s. Ankara.
15. Soltani, A., Khodarahmpour, Z., Jafar, A.A., & Nakhjavan, S. (2012). Selection of alfalfa (Medicago sativa L.) cultivars for salt stress tolerance using germination indices. African Journal of Biotechnology, 11(31):7899-7905.
16. Sehirali, S. (1997). Tohumluk ve Teknolojisi. Trakya Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarla Bitkileri Bölümü, 422 s.
17. Tilaki, G.A., Behtari, B., & Behtari, B. (2009). Effect of salt and water stress on the germination of alfalfa (Medicago sativa L.) seed. Povolzhskiy Journal of Ecology, 2:158-164.
18. Turan, Z. M. (1995). Araştırma ve Deneme Metodları. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Ders Notları, No:62, Bursa, 121s.
19. Turgut, B. & Karadaş, K. (2008). Çimlenme sonrası su stresi süresinin Palandöken-97 ve kırık buğday çeşitlerinde kök ve gövde gelişimine etkileri. Alınteri Zirai Bilimler Dergisi, 14(1):1-8.