Effect of different drip irrigation regimes on yield and oil quality of sunflower

Abstract

This study examines the effects of different irrigation regimes on yield, yield components, oil yield and quality and water use of sunflower (Oleko variety) irrigated with a drip system under field conditions in 2010 and 2011 growing seasons at the Alata Horticultural Research Institute, Tarsus Soil and Water Resources area in the Mediterranean region of Turkey. Irrigation regimes consisted of three irrigation intervals (A₁:= 25 mm; A₂:= 50 mm; A₃: = 75 mm of cumulative pan evaporation) and six irrigation levels (I₁=0.50, I₂=0.75, I₃=1.00 and I₄=1.25). In addition, I₅=PRD75 and I₆=PRD50 treatments were considered. They received 75 and 50% of the full irrigation (I₃) treatment from alternative laterals, respectively. Also, rainfed treatment is a control plot in the experiment. Maximum and minimum yields were obtained from the A₂I₄ and rainfedtreatments, respectively in all experimental years. As the irrigation level value decreased the total yields in each irrigation interval also decreased. Seasonal irrigation amounts in the treatments varied from 199 mm to 563 mm in the experimental years. Seasonal evapotranspiration values in the treatments varied from 243 mm to 611 mm in the experimental years. Both irrigation amounts and irrigation frequencies had significantly effects on oil content of sunflower. The saturated (palmitic and stearic acid) and unsaturated (oleic and linoleic acid) fatty acid contents were significantly affected by water stress. In conclusion, A₂I₄ irrigation regime is recommended for sunflower production in the Mediterranean region in order to attain higher yields with improved quality. In case of water shortage, A₂I1₃ irrigation regime is recommended to increase sunflower yield and quality.

Keywords

• Deficit irrigation; Sunflower; Water use efficiency; Yield and quality; Partial root drying

Damla sulama koşullarında farklı sulama programlarının ayçiçeğinde verim ve yağ kalitesine etkisinin belirlenmesi

Abstract

Çukurova koşullarında damla yöntemiyle sulanan Oleko çeşidi ayçiçeğinde farklı sulama programlarının verim, verim bileşenleri, yağ verimi, yağ kalitesi ve su kullanımı üzerine etkilerini belirlemek amacıyla 2010-2011 yıllarında Alata Bahçe Kültürleri Araştırma Enstitüsü Tarsus Toprak ve Su Kaynakları arazisinde yürütülmüştür. Çalışmada 3 farklı sulama aralığı, yığışımlı buharlaşma değerlerinden (A₁:= 25 mm; A₂:= 50 mm; A₃:= 75 mm olduğunda sulama) oluşurken, 6 farklı sulama düzeyi (I₁= 0.50; I₂=0.75; I₃=1.00; I₄=1.25; I₅=PRD-75 konusu I₃ konusuna uygulanan suyun %75’i alternatif laterallerden, I₆=PRD-50 konusunda ise I₃ konusuna uygulanan suyun %50’i alternatif laterallerden) uygulanmıştır. Ayrıca, susuz konu kontrol amaçlı incelenmiştir. En yüksek verim A₂I₄, en düşük verim ise kontrol (susuz) konusundan alınmıştır. Konulara uygulanan toplam sulama suyu miktarları yıllara göre 199-563 mm, bitki su tüketimi değerleri 243-611 mm arasında değişmiştir. Sulama aralığı ve sulama düzeyi ayçiçeğinde yağ %’sini önemli derecede etkilemiştir. Su stresi doymuş (palmitik ve stearik asit) ve doymamış (oleik ve linoleik asit) asit içeriklerini etkilemiştir. Sonuçta; A₂I₄ sulama programı yörede yüksek ürün almak için önerilebilir. Su kısıntısı söz konusu olduğunda A₂I₃ konusu ayçiçeği verim ve kalitesini arttırmak için önerilebilir.

Keywords

• Kısıntılı sulama; Ayçiçeği; Su kullanım etkinliği; Verim ve kalite; Kısmi kök kuruluğu

References

1. Ayla, Ç. (1984). Ankara Koşullarında Ayçiçeği, Patates, Yonca ve Mısır Bitkilerinde Tartılı Lizimetre ile Saptanan Gerçek Su Tüketiminin Potansiyel Evapotranspirasyon Değerleri ile Karşılaştırılması. Köy Hizmetleri Ankara Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Yayın No:126, Ankara 69 s.
2. Davies, W.J., & Hartung, W. (2004). Has extrapolation from biochemistry to crop functioning worked to sustain plant production under water scarcity? The Fourth International Crop Science Congress, September 26-October 01, Brisbane, Australia.
3. Demir, A.O., Göksoy, A.T., Büyükcangaz, H., Turan, Z.M., & Köksal, A.S. (2006). Deficit irrigation of sunflower (Helianthus annuus L.) in a sub-humid climate. Irrigation Science, 24(4):279-289.
4. Doorenbos, J., & Kassam, A.H. (1986). Yield Response to Water. Irrigation and Drainage Paper No. 33, FAO, Rome, Italy.
5. English M.J., & Raja S.N. (1996) Perspectives on deficit irrigation. Agricultural Water Management, 32(1):1-14.
6. Erdem, T., Delibaş, A.H., & Orta, H., (2001). Water-use characteristics of sunflower (Helianthus annuus L.) under deficit irrigation. Pakistan Journal of Biological Sciences, 4(7):766-769.
7. Erdemoğlu, N., Kusmenoğlu, S., & Yenice, N. (2003). Effect of irrigation on the oil content and fatty acid composition of some sunflower seeds. Chemistry of Natural Compounds, 39(1):1-4.
8. Flagella, Z., Rotunno, T., Tarantino, E., Di Caterina, R., & De Caro, A. (2002). Changes in the seed yield and fatty acid composition of high oleic sunflower (Helianthus annuus L.) hybrids in relation to sowing date and water regime. European Journal of Agronomy, 17(3):221-230.

9. İlbaş, A.İ., Yıldırım, B., Arslan, B., & Günel, E. (1996). Sulama sayısının bazı ayçiçeği (Helianthus annuus L.) çeşitlerinde verim ve önemli bazı tarımsal özellikler üzerine etkisi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 6(4):9-22.
10. Kadayıfçı, A., & Yıldırım, O. (2000). Ayçiçeğinin su-verim ilişkileri. Turkish Journal of Agricultural and Forestry, 24(2):137-145.
11. Kang, S.Z., & Zhang, J. (2004). Controlled alternate partial root-zone irrigation: its physiological consequences and impact on water use efficiency. Journal of Experimental Botany, 55(407):2437-2446.
12. Karam, F., Lahoud, R., Masaad, R., Kabalan, R., Breidi, J., Chalita, C., & Rouphael, Y. (2007). Evapotranspiration, seed yield and water use efficieny of drip irrigated sunflower under full and deficit irrigation conditions. Agricultural Water Management, 90(3):213-223.
13. Kassam, A.H., Molden, D., Fereres, E., & Doorenbos, J. (2007). Water productivity: Science and practice-introduction. Irrigation Science, 25(3):185-188.
14. Petcu, E., Arsintesscu, A., & Stanciu, D. (2001). The effect of drought stress on fatty acids composition in some Romanian sunflower hybrids. Romanian Agricultural Research, 15:39-43.
15. Pomeranz, Y., & Clifton, E. (1994). Food Analysis: Theory and Practice, 3rd Ed., Kluwer Academic Publisher, San Diego, 689-692.
16. Reddy, G.K.M, Dangı, K.S., Kumar, S.S., & Reddy, A.V. (2003). Effect of moisture stress on seed yield and quality in sunflower. Journal of Oilseeds Research, 20(2): 282-283.
17. Robinson, R.G. (1971). New Crops for irrigated sandy soils in Minnesota. Science, 27(3):10-11.
18. Salera, E., & Baldini, M. (1998). Performance of high and low oleic acid hybrids of sunflower under different environmental conditions. Helia, 21(28):55-68.
19. Sezen, S.M., Yazar, A., Arıoğlu, H., Şengül, H., Konuşkan, D., Eker, S., Çolak, Y.B., Günaçtı, H., Atağ, G., & Kuşvuran, K. (2013). Akdeniz iklim koşullarında damla yöntemiyle uygulanan geleneksel ve kısmi kök kuruluğu (prd) kısıntılı sulama stratejilerinin ayçiçeği verimi ve yağ kalitesine etkilerinin belirlenmesi. TAGEM-BB-090201C3 no’lu Proje Sonuç Raporu, 152 s.
20. Sezen, S.M., Yazar, A., & Tekin, S. (2011a). Effects of partial root zone drying and deficit irrigation on yield and oil quality of sunflower in a Mediterranean environment. Irrigation and Drainage, 60(4):499-508.
21. Sezen, S.M., Yazar, A., Kapur, B., & Tekin, S. (2011b). Comparison of drip and sprinkler irrigation strategies on sunflower seed and oil yield and quality under Mediterranean climatic conditions. Agricultural Water Management, 98(7):1153-1161.
22. Stone, L.R., Schlegel, A. J., Gwın, R.E., & Khan, A.H. (1996). Response of corn, grain sorghum, and sunflower to irrigation in the High Plains of Kansas. Agricultural Water Management, 30(3):251-259.
23. Talha, M., & Osman, F. (1975). Effect of Soil water stress on water economy and oil composition in sunflower (Helianthus annuus L.). Journal of Agricultural Science, 84(1):49-56.
24. Unger, P.W. (1990). Sunflower (Chapter 25), Irrigation of Agricultural Crops (Ed.: Stewart, BA and Nielsen DR). Agronomy Nomograph 30. ASA, CSSA, SSSA., Madison, Wisconsin.