Investigation of Herbicide Effects of Agropyron repens (L.) P. Beauv. Extracts on Some Important Weed Species

Abstract

Our research examined the effects of extracts prepared from plant parts of Agropyron repens on tomato and weed seeds germination and seedling growth. Extracts are obtained from the A. repens plant kept at 25 ℃ (warm) and 80 ℃ (hot) on different days (1-4-7-15-30) and applied to tomato seeds (H-2274, Aegean Pink, SC-2121) and important weed seeds (Amaranthus caudatus, Papaver rhoeas, Sinapis arvensis). According to the results, Agropyron repens plant extracts were kept in water at 25 ℃’in all three tomato cultivars; the lowest germination percentage was obtained on the 15th day, and it was determined that the germination decreased as the waiting time of the extracts increased. In the hot soaking treatment, it was determined that the extracts obtained at the end of the 7th day significantly inhibited germination in tomato seeds, and no germination was observed in any of the seeds. However, it was revealed that A. repens plant extracts significantly decreased tomato root stem length, fresh weight, and dry weight. No germination was observed in any seeds after the 4th day of treatments in weed species in 25 ℃ and 80 ℃ soaking treatments. In addition, the most toxic effect on weed species was observed in the extracts obtained by soaking in both warm and hot water treatments on the 4th day and after, and it was determined that there was no seedling growth in these treatments, and it was determined that the applied extracts had a growth inhibitory effect.

Keywords

• Couch grass
• Herbicide effect
• Extract
• Weed.

Agropyron repens (L.) P. Beauv. Ekstraktlarının Bazı Önemli Yabancı Ot Türleri Üzerine Herbisit Etkilerinin Araştırılması

Abstract

Araştırmamızda, Agropyron repens (ayrık otu)’in bitki kısımlarından hazırlanan ekstraktların domates ve yabancı ot tohumlarının çimlenmesi ve fide gelişimi üzerine etkilerine bakılmıştır. A. repens bitkisinden 25 ℃ (ılık) ve 80 ℃’de (sıcak) farklı günlerde (1-4-7-15-30) bekletilerek ekstraktlar elde edilip, önemli bir kültür bitkisi olan domates tohumları (H-2274, Ege Pembesi, SC-2121) ve önemli yabancı ot tohumlarına (Amaranthus caudatus, Papaver rhoeas, Sinapsis arvensis) uygulamalar yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, A. repens bitki ekstreleri her üç domates çeşidinde ılık suda bekletme uygulamasında, 15. günde en düşük çimlenme yüzdesi elde edilmiş olup, bekleme süresi arttıkça çimlenmenin düştüğü tespit edilmiştir. Sıcakta bekletme uygulamasında ise 7. gün sonunda elde edilen ekstraktlar, domates tohumlarında çimlenmeyi tamamen engellemiştir. Bununla birlikte, A. repens bitki ekstrelerinin, domates kök-gövde uzunluğu ile yaş ağırlık-kuru ağırlığını da önemli oranda düşürdüğü belirlenmiştir. A. repens bitki ekstreleri, yabancı ot türlerinde hem ılık hem de sıcak suda bekletme uygulamalarında, 4. günden itibaren tohumların hiçbirisinde çimlenme görülmemiş olup en toksik etki 4. gün ve sonrasında bekletilerek elde edilen ekstraktlarda görülmüştür. Bu uygulamalarda fide gelişimi olmadığı tespit edilmiş olup, uygulanan ekstraktların büyümeyi engelleyici etki gösterdiği belirlenmiştir.

Keywords

• Ayrık otu
• Herbisit etki
• Özüt
• Yabancı ot

References

1. Ahn, J. K., & Chung, M. I. (2000). Allelopathic potential of rice hulls on germination and seedling growth of barnyardgrass. Agronomy Journal, 92, 1162-1167.
2. Akın, B., Bingöl, N., & Leblebici, S. (2017). Lythrum salicaria L. ekstraktlarının marul tohumlarının çimlenmesi ve fide gelişimi üzerine allelopatik etkisi. Akademia Disiplinlerarası Bilimsel Araştırmalar Dergisi, 3(1), 23-30.
3. Akın, B., Bingöl, N., & Leblebici, S. (2019). Kırmızı hevhulma (Lythrum salicaria L.) ekstratlarinin farkli sicaklik ve konsantrasyonlarinin marul tohumlari üzerindeki allelopatik etkisi. European Journal of Science and Technology, 17, 290-296.
4. Alsaadawi, I. S. (2008). Allelopathic influence of decomposing wheat residues in agroecosystems. Journal of Crop Production, 4(2),185-196.
5. Al-Snafi, A. E. (2015). Chemical constituents and pharmacological importance of Agropyron repens-Agropyron review. Research Journal of Pharmacology and Toxicology, 1(2), 37-41.
6. Amiaud, B., Touzard, B., Bonis, A., & Bouzillé, J.-B. (2008). After grazing exclusion, is there any modification of strategy for two guerrilla species: Elymus repens (L.) Gould and Agrostis stolonifera (L.)? Plant Ecology, 197(1), 107–117.
7. Chauhan, B. S., Matloob, A., Mahajan, G., Aslam, F., Florentine, S. K., & Jha, P. (2017). Emerging challenges and opportunities for education and research in weed science. Front. Plant Sci., 8, 1537. http://dx.doi.org/10.3389/fpls.2017.01537.
8. Demir, O., Özsoy, E., Kızılırmak, A., Çıngay, B., Çetindaş, B., & Cabi, E. (2022). Türkiye'nin tarımsal yabancı ot florası: tahıllar. Herbarium Turcicum, 2, 1-18.

9. Friebe, A., Schulz, M., Kück, P., & Schnabl, H. (1995). Phytotoxins from shoot extracts and root exudates of Agropyron repens seedlings. Phytochemistry, 38(5), 1157-1159.
10. Glinwood, R., Pettersson, J., Ahmed, E., Ninkovic, V., Birkett, M., Pickett, J. (2003). Change in acceptability of barley plants to aphids after exposure to allelochemicals from couch-grass (Elytrigia repens). J. Chem. Ecol., 29, 261–274.
11. Grzelak, M., Gaweł, E. (2019). Floristic composition, nature value and productivity of the community with couch grass (Agropyron repens = Elymus repens (L.) P. Beauv.). Polish Journal of Agronomy, 38, 26–30.
12. Guenzi, W. D., & Mccalla, T. M. (1962). Inhibition of germination and seedling development by crop residues. Soil Science Society of America Proceedings, 26(5), 456-458.
13. Jensen, E. H., Meyers, K. D., Jones, C. L., & Leedy, C. D. (1984). Effect of alfalfa foliage and alfalfa soil extracts on alfalfa seedling vigor. Report of The Twenty-Ninth Alfalfa Improvement Conference. USA: University of Minnesota.
14. JMP (2005). JMP SAS Statistical Analysis System. USA: Cary, North Carolina.
15. Kaur, S., Kaur, R., Chauhan, B. S. (2018). Understanding crop-weed-fertilizer-water interactions and their implications for weed management in agricultural systems. Crop Protection, 103, 65-72. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2017.09.011.
16. Massa, D., Benvenuti, S., Cacini, S., Lazzereschi, S., & Burchi, G. (2019). Effect of hydro-compacting organic mulch on weed control and crop performance in the new cultivation of three container-grown ornamental shrubs: old solutions meet insights. Scientia Horticulturae, 252, 260-267.
17. Özbay, N. (2018). Bazı tıbbi bitki ve yabancı ot ekstraktlarının biberin çimlenme ve fide gelişimi üzerine etkisi. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, 5(1), 81-85.
18. Özdemir, Ş. (2007). Brassicaceae familyasından bazı bitkilere ait ekstratların yabancı otlarla mücadelede biyo-herbisit olarak kullanılabilme olanaklarının araştırılması. (Yüksek Lisans Tezi). Namık Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Antakya.
19. Peters, N. K., Frost, J. W., & Long, S. R. (1986). A plant flavone, luteolin, induces expression of rhizobium meliloti nodulation genes. Science, 233(4767), 977-980.
20. Ringselle, B., De Cauwer, B., Salonen, J., & Soukup, J. (2020). A review of non-chemical management of couch grass (Elymus repens). Agronomy, 10(8), 1178. http://dx.doi.org/10.3390/agronomy10081178
21. Roy, B., Alam, M. R., Sarker, B. C., Rahman, M. S., Islam, M. J., Hakim, M. A., & Mahmood, R. I. (2006). Effect of aqueous extracts of some weeds on germination and growth of wheat and jute seeds with emphasis on chemical investigation. Journal of Biological Sciences, 6(2), 412-416.
22. Sotiropoulou, N. S., Megremi, S. F., Tarantilis, P. (2020) Evaluation of antioxidant activity, toxicity, and phenolic profile of aqueous extracts of chamomile (Matricaria chamomilla L.) and sage (Salvia officinalis L.) prepared at different temperatures. Applied Sciences, 10(7), 2270. https://doi.org/10.3390/app10072270
23. Siegel, S. M. (1950). Germination and growth inhibitors from red kidney bean seed. Botanical Gazette, 111(3), 353-356.
24. Sullivan J. J., Williams P. A., Timmins S. M., Smale M. C. (2009). Distribution and spread of environmental weeds along New Zealand roadsides. New Zealand Journal of Ecology, 33(2), 190-204.
25. Terzi, İ. (2008). Allelopathic effects of juglone and decomposed walnut leaf juice on muskmelon and cucumber seed germination and seedling growth. Afr. J. Biotech, 7, 1870-1874.
26. Uygur, S., & Uygur, F. N. (2010). Yabancı otların biyolojik mücadelesi. Türkiye Biyolojik Mücadele Dergisi, 1(1), 79-95.
27. Werner, P. A., Rioux, R. (1977). The biology of Canadian weeds. 24. Agropyron repens (L.) Beauv. Can. J. Plant Sci., 57, 905–919.
28. Yıldız, M., Gürkan, O., Turgut, C., Kaya, Ü., Ünal, G. (2005). Tarımsal Savaşımda Kullanılan Pestisitlerin Yol Açtığı Çevre Sorunları. VI. Türkiye Ziraat Mühendisliği Teknik Kongresi. Ankara: TMMOB Ziraat Mühendisleri Odası.
29. Yılmaz, K. (2022). Usnea florida (L.) Weber Ex F.H. Wigg total ekstratlarının allelopatik ve genotoksik etkilerinin belirlenmesi. (Yüksek Lisans Tezi). Şeyh Edebali Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bilecik.
30. Zengin, H. (2004). Genel herboloji. Erzurum: Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi.