Soya (Glycine max L.)’da PGPR ve AMF Uygulamalarının Verim Özellikleri ve Protein İçeriğine Etkisi

Öz

Soya (Glycine max L.), yüksek protein ve yağ oranı ile oldukça değerli bir yağ bitkisi olup ülkemizde yağ açığının kapatılmasında önemli bir potansiyele sahiptir. İnsanların lipit metabolizmasını düzenleyen yağ asitlerini ve Omega-3 olarak bilinen linoleik yağ asidini içermesi, bu bitkiyi insan ve hayvan beslenmesinde ön plana çıkarmaktadır. Soya bitkisinin verim özellikleri ve protein içeriğinin AMF ve PGPR uygulamaları ile araştırıldığı bu çalışma 2020 yılında Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Özbostancı Araştırma ve Deneme alanında yürütülmüştür. Tesadüf blokları deneme desenine göre 3 tekerrürlü olarak kurulan araştırmada bitki boyu (cm), bakla sayısı (adet bitki-1), ilk bakla yüksekliği (cm), bitkide tohum verimi (g bitki-1), verim (kg da-1) ve protein içeriği (%) değerleri araştırılmıştır. Uygulamaların tüm verim parametrelerinde kontrolden üstün değerler sağladığı görülmüştür. Özellikle dekara verimde AMF uygulamasının diğer uygulamalardan da istatistiki olarak daha yüksek ortalama değer (433.0 kg da-1) verdiği dikkat çekmektedir. Protein içeriğinde ise PGPR+AMF kombine uygulamasının en yüksek ortalamaya sahip olduğu ancak bu sonucun diğer uygulamalara kıyasla istatistiki olarak bir fark oluşturmadığı tespit edilmiştir. Çalışma sonuçlarından elde edilen bilgiler, soya bitkisinin verim ve protein içeriğini araştıran müteşebbislere faydalı bilgiler sağlayacaktır.

Anahtar Kelimeler

• Biyogübre
• Endüstri Bitkileri
• Yağ Bitkileri
• Bitki Gelişimini Teşvik Eden Rizobakteriler
• Arbüsküler Mikorizal Fungus

The Effect of PGPR and AMF Applications on Yield Properties and Protein Content in Soybean (Glycine max L.)

Abstract

Soybean (Glycine max L.) has an important potential in closing the oil deficit in our country, is a very valuable oil plant with its high protein and oil ratio. The fact that it contains fatty acids that regulate lipid metabolism of humans and linoleic fatty acid known as Omega-3 makes this plant prominent in human and animal nutrition. This study, which investigated the yield characteristics and protein content of soybean plants with AMF and PGPR applications, was carried out in Bolu Abant İzzet Baysal University Özbostancı Research and Experiment area in 2020. Plant height (cm), pod number (per plant-1), first pod height (cm), seed yield per plant (g plant-1), yield (kg da-1), and protein content (%) values were determined in the study was established with 3 replications according to the randomized blocks experimental design. It was observed that the applications provide superior values than the control in all yield parameters. It is noteworthy that the AMF application gives a statistically higher average value (433.0 kg da-1) than other applications, especially in yield per decare. In protein content, it was determined that PGPR+AMF combined application had the highest average value, but this result did not make a statistical difference with other applications. The information obtained from the results of the study will provide useful information to the entrepreneurs investigating the yield and protein content of the soybean plant.

Keywords

• Biofertilizer
• Industrial Crops
• Oilseed Crops
• Plant Growth Promoting Rhizobacteria
• Arbuscular Mycorrhizal Fungi

References

1. Allaire, J. (2012). RStudio: integrated development environment for R. Boston, MA, 770(394), 165-171.
2. Arıoğlu, H., Özyurtseven, S., & Güllüoğlu, L. (2012). İkinci ürün koşullarında yetiştirilen bazı soya [Glycine max (L.) Merr] çeşitlerinin yağ verimi ile yağ asitleri içeriklerinin belirlenmesi-II. Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 27(2), 1-10.
3. Asghari, B., Khademian, R., & Sedaghati, B. (2020). Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) confer drought resistance and stimulate biosynthesis of secondary metabolites in pennyroyal (Mentha pulegium L.) under water shortage condition. Scientia Horticulturae, 263, 109132. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2019.109132.
4. Başbağ, M., Demirel, R., & Şentürk, D. (2000). Yem Bitkilerinde Kaliteyi Etkileyen Faktörler. Uluslararası Hayvan Besleme Kongresi, Türkiye.
5. Basu, A., Prasad, P., Das, S. N., Kalam, S., Sayyed, R. Z., Reddy, M. S., & El Enshasy, H. (2021). Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) as green bioinoculants: recent developments, constraints, and prospects. Sustainability, 13(3), 1140. https://doi.org/10.3390/su13031140
6. Begum, N., Ahanger, M. A., Su, Y., Lei, Y., Mustafa, N. S. A., Ahmad, P., & Zhang, L. (2019a). Improved drought tolerance by AMF inoculation in maize (Zea mays) involves physiological and biochemical implications. Plants, 8(12), 579. https://doi.org/10.3390/plants8120579
7. Begum, N., Qin, C., Ahanger, M. A., Raza, S., Khan, M. I., Ashraf, M., ... & Zhang, L. (2019b). Role of arbuscular mycorrhizal fungi in plant growth regulation: implications in abiotic stress tolerance. Frontiers in Plant Science, 1068. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01068
8. Bhantana, P., Rana, M. S., Sun, X. C., Moussa, M. G., Saleem, M. H., Syaifudin, M., ... & Hu, C. X. (2021). Arbuscular mycorrhizal fungi and its major role in plant growth, zinc nutrition, phosphorous regulation and phytoremediation. Symbiosis, 84(1), 19-37. https://doi.org/10.1007/s13199-021-00756-6

9. Boerema, A., Peeters, A., Swolfs, S., Vandevenne, F., Jacobs, S., Staes, J., & Meire, P. (2016). Soybean trade: balancing environmental and socio-economic impacts of an intercontinental market. PloS one, 11(5), e0155222. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0155222
10. Demirel, F. (2020). Kahramanmaraş şartlarında ikinci ürün olarak yetiştirilebilecek bazı soya fasulyesi (Glycine max (L.) merrill) çeşitlerinin verim ve verim unsurlarının belirlenmesi [Yüksek lisans tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi]. https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi.
11. Drogue, B., Combes‐Meynet, E., Moënne‐Loccoz, Y., Wisniewski‐Dyé, F., & Prigent‐Combaret, C. (2013). Control of the cooperation between plant growth‐promoting rhizobacteria and crops by rhizosphere signals. Molecular Microbial Ecology of The Rhizosphere, 1, 279-293. https://doi.org/10.1002/9781118297674.ch27
12. Erbil, E., & Gür, M. A. (2017). Fizyolojik ve Morfolojik Parametreler Kullanarak Bazı İleri Soya (Glycine max. L.) Hatlarının Şanlıurfa İkinci Ürün Koşullarında Verim Özellikleri Yönünden Performanslarının Araştırılması. Harran Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, 21(4), 480-493. https://doi.org/10.29050/harranziraat.293195
13. Ertaş, Z. Y. M. A., Yılmaz, A., & Beyyavaş, Ö. Ü. V. (2019, Eylül 19-22). Şanlıurfa koşullarında bazı soya [Glycine max. L. (Merill)] çeşitlerinin verim ve verim unsurlarının belirlenmesi. Uluslararası Gıda, Tarım ve Hayvancılık Kongresi, Türkiye.
14. FAO (2022). Food and Agriculture Organization of The United Nations, Soya bitkisi üretim değerleri 2020. https://www.fao.org/faostat/en/#data/QCL [Erişim tarihi: 17.02.2022].
15. Ghanbari, S., Nooshkam, A., Fakheri, B. A., & Mahdinezhad, N. (2018). Assessment of yield and yield component of soybean genotypes (Glycine max L.) in north of Khuzestan. Journal of Crop Science and Biotechnology, 21(5), 435-441. https://doi.org/10.1007/s12892-018-0023-0
16. Gözübüyük, A. A., & Can, C. (2021, Nisan 11-12). Yağlı tohumlu bitkilerde kömür çürüklüğü etmeni Macrophomina Phaseolina’nın in vı̇tro gelişimi üzerine Bacillus türlerinin etkinliğinin belirlenmesi. 10. Uluslararası Bilimsel Araştırmalar Kongresi, Türkiye.
17. Gül, S., & Arslanoğlu, F. (2020). The influence of organic fertilizer applications on seed yield and some quality properties of soybean grown as second crop. Uşak Üniversitesi Fen ve Doğa Bilimleri Dergisi, 4(2), 114-126. https://doi.org/10.47137/usufedbid.804807
18. Güngör, H., & Üstün, A. (2015). Konya ekolojisinde iki farklı sıra aralığının bazı soya (Glycine max. (L.) Merill) genotiplerinde verim ve bazı verim unsurlarına etkisi. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 32(2), 100-106. https://doi.org/10.13002/jafag841
19. Hartman, G. L., West, E. D., & Herman, T. K. (2011). Crops that feed the World 2. Soybean—worldwide production, use, and constraints caused by pathogens and pests. Food Security, 3(1), 5-17. https://doi.org/10.1007/s12571-010-0108-x
20. Karakaya, Z., & Ödemiş, B. (2019). Determination of relationship water-yield of inoculated and uninoculated soybean ın different irrigation water level. Mustafa Kemal Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 24 (Özel Sayı): 278-289.
21. Karges, K., Bellingrath-Kimura, S. D., Watson, C. A., Stoddard, F. L., Halwani, M., & Reckling, M. (2022). Agro-economic prospects for expanding soybean production beyond its current northerly limit in Europe. European Journal of Agronomy, 133, 126415. https://doi.org/10.1016/j.eja.2021.126415
22. Kaur, S., & Suseela, V. (2020). Unraveling arbuscular mycorrhiza-induced changes in plant primary and secondary metabolome. Metabolites, 10(8), 335. https://doi.org/10.3390/metabo10080335
23. Khademian, R., Asghari, B., Sedaghati, B., & Yaghoubian, Y. (2019). Plant beneficial rhizospheric microorganisms (PBRMs) mitigate deleterious effects of salinity in sesame (Sesamum indicum L.): Physio-biochemical properties, fatty acids composition and secondary metabolites content. Industrial Crops and Products, 136, 129-139. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.05.002
24. Khan, N., Bano, A., Rahman, M. A., Guo, J., Kang, Z., & Babar, M. (2019). Comparative physiological and metabolic analysis reveals a complex mechanism involved in drought tolerance in chickpea (Cicer arietinum L.) induced by PGPR and PGRs. Scientific Reports, 9(1), 1-19. https://doi.org/10.1038/s41598-019-38702-8
25. Kumlay, A. M., Demirel, S., Demirel, F., & Yıldırım, B. (2021). Bazı soya (Glycine max L.) çeşitlerinin IPBS markörleriyle moleküler karakterizasyonu. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 31(1), 11-18. https://doi.org/10.29133/yyutbd.811158
26. Long, W., Wang, P., Feng, X., Hu, Z., & Li, F. (2000). Research progress on PGPR/AMF interactions. Ying yong sheng tai xue bao= The Journal of Applied Ecology, 11(2), 311-314.
27. Moncada, A., Miceli, A., & Vetrano, F. (2021). Use of plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) and organic fertilization for soilless cultivation of basil. Scientia Horticulturae, 275, 109733. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2020.109733
28. Montoya, F., García, C., Pintos, F., & Otero, A. (2017). Effects of irrigation regime on the growth and yield of irrigated soybean in temperate humid climatic conditions. Agricultural Water Management, 193, 30-45. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2017.08.001.
29. Mourtzinis, S., Gaspar, A. P., Naeve, S. L., & Conley, S. P. (2017). Planting date, maturity, and temperature effects on soybean seed yield and composition. Agronomy Journal, 109(5), 2040-2049. https://doi.org/10.2134/agronj2017.05.0247.
30. Neugschwandtner, R. W., Winkler, J., Bernhart, M., Pucher, M. A., Klug, M., Werni, C., ... & Kaul, H. P. (2019). Effect of row spacing, seeding rate and nitrogen fertilization on yield and yield components of soybean. Die Bodenkultur: Journal of Land Management, Food and Environment, 70(4), 221-236. https://doi.org/10.2478/boku-2019-0020
31. Nissan, N., Mimee, B., Cober, E. R., Golshani, A., Smith, M., & Samanfar, B. (2022). A broad review of soybean research on the ongoing race to overcome soybean cyst nematode. Biology, 11(2), 211. https://doi.org/10.3390/biology11020211
32. Okcu, M. (2020). Farklı ekim zamanlarının soya fasulyesi çeşitlerinde bazı tarımsal özellikler üzerine etkileri. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10(4), 972-982. ttps://doi.org/10.17714/gumusfenbil.737533
33. Pagnani, G., Pellegrini, M., Galieni, A., D’Egidio, S., Matteucci, F., Ricci, A., Stagnari, F. Sergi, M., Lo Sterzo, C., Pisante, M., & Del Gallo, M. (2018). Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) in Cannabis sativa ‘Finola’cultivation: an alternative fertilization strategy to improve plant growth and quality characteristics. Industrial Crops and Proucts. 123, 75–83. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2018.06.033
34. Qiang-Sheng, W., Ming-Qin, C., Ying-Ning, Z., Chu, W., & Xin-Hua, H. (2016). Mycorrhizal colonization represents functional equilibrium on root morphology and carbon distribution of trifoliate orange grown in a split-root system. Scientia Horticulturae, 199, 95-102. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.12.039
35. Soydemir, H. E. (2021). Bazı kuru fasulye çeşit ve hatlarının farklı lokasyonlardaki verim ve kalite özelliklerinin belirlenmesi [Yüksek Lisans Tezi, Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi]. https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/
36. Soysal, S., & Erman, M. (2020). Siirt ekolojik koşullarında mikrobiyolojik ve inorganik gübrelemenin nohut (Cicer arietinum L.)’un kalite özellikleri üzerine etkileri. ISPEC Journal of Agricultural Sciences, 4(4), 923-939. https://doi.org/10.46291/ISPECJASvol4iss3pp649-670
37. Soysal, S., & Yılmaz, A. (2021) Mikorizal fungusların (MF) tarla bitkilerinde kullanımı. G. Bengisu (Ed), Akademik Perspektiften Tarım’a Bakış içinde (ss. 173-192). İKSAD.
38. Soysal, S., Erman, M., & Çığ, F. (2022) Biyoremediasyon çalışmalarında bitki gelişimini teşvik eden kök bakterilerinin rolü. A. Yılmaz & Sipan Soysal (Ed), Modern Tarım Uygulamaları içinde (ss. 151-167). İKSAD.
39. Tahami, M. K., Jahan, M., Khalilzadeh, H., & Mehdizadeh, M. (2017). Plant growth promoting rhizobacteria in an ecological cropping system: a study on basil (Ocimum basilicum L.) essential oil production. Industrial Crops and Products. 107, 97–104. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2017.05.020
40. Turan, M., Arjumend, T., Argın, S., Yıldırım, E., Katırcıoğlu, H., Gürkan, B., Ekinci, M., Günes¸, A., Kocaman, A., & Bolouri, P. (2021). Plant root enhancement by plant growth promoting rhizobacteria. In Yıldırım, E., Turan, M., & Ekinci, M. (Eds.), Plant Roots. (pp. 1–19). Intech Open.
41. Turhan, S. (2019). Farklı humik asit dozlarının soya (Glycine max L. Merrill) çeşitlerinde verim ve kalite üzerine etkisi. [Yüksek Lisans Tezi, Iğdır Üniversitesi].
42. Wei, T., Simko, V., Levy, M., Xie, Y., Jin, Y., & Zemla, J. (2017). Package ‘corrplot’. Statistician 56, e24.
43. Wickham, H. (2016). "Programming with ggplot2." ggplot2. Springer, Cham, 241-253.
44. Yeken, M. Z., Çiftçi, V., Çanci, H., Göksel, Ö., & Kantar, F. (2019). Türkiye’nin Batı Anadolu Bölgesi’nden toplanan yerel fasulye genotiplerinin morfolojik karakterizasyonu. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 5(1), 124-139. https://doi.org/10.24180/ijaws.529713
45. Yıldırım, A., & İlker, E. (2017). Ege Bölgesi’nde ikinci ürün koşullarında bazı soya çeşit ve hatlarının verim ve agronomik özellikleri ile kalite özelliklerinin belirlenmesi. Adnan Menderes Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 15(2), 1-8. https://doi.org/10.25308/aduziraat.393970
46. Yılmaz, A., & Çiftçi, V. (2021). Pütresin’in tuz stresi altında yetişen yer fıstığı (Arachis hypogaea L.)’na etkisi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 31, 562-567. https://doi.org/10.31590/ejosat.1013051
47. Yilmaz, A., & Karik, Ü. (2022). AMF and PGPR enhance yield and secondary metabolite profile of basil (Ocimum basilicum L.). Industrial Crops and Products, 176, 114327. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.114327
48. Yılmaz, A., Yeken, M. Z., Ali, F., Barut, M., Nadeem, M. A., Yılmaz, H., ... & Baloch, F. S. (2021b). Genomics, phenomics, and next breeding tools for genetic improvement of safflower (Carthamus tinctorius L.). H. Tombuloglu, T. Unver, G. Tombuloglu & K. R. Hakeem (Eds.), Oil Crop Genomics (pp. 217-269). Springer.
49. Yılmaz, A., Yılmaz, H., Arslan, Y., Çiftçi, V., & Shahzad, F. B. (2021a). Ülkemizde alternatif yağ bitkilerinin durumu. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 22, 93-100. https://doi.org/10.31590/ejosat.843220
50. Yılmaz, H., & Kulaz, H. (2019). The effects of plant growth promoting rhizobacteria on antioxidant activity in chickpea (Cicer arietinum L.) under salt stress. Legume Research-An International Journal, 42, 72-76. https://doi.org/10.18805/lr-435
51. Zhang, M., Liu, S., Wang, Z., Yuan, Y., Zhang, Z., Liang, Q., Yang, X., Duan, Z., Liu, Y., Kong, F., Liu, B., Ren, B., & Tian, Z. (2022). Progress in soybean functional genomics over the past decade. Plant Biotechnology Journal, 20(2), 256. https://doi.org/10.1111/pbi.13682
52. Zhang, S., Lehmann, A., Zheng, W., You, Z., & Rillig, M.C. (2019). Arbuscular mycorrhizal fungi increase grain yields: a meta-analysis. New Phytologist, 222, 543–555. https://doi.org/10.1111/nph.15570
53. Zolfaghari, M., Nazeri, V., Sefidkon, F., & Rejali, F. (2013). Effect of arbuscular mycorrhizal fungi on plant growth and essential oil content and composition of Ocimum basilicum L. Iranian Journal of Plant Physiology 3, 643–650.