The Effects of Different Light Intensity and Carbon Dioxide Dose Treatments on Hydroponic Barley (Hordeum vulgare L. conv. distichon) Grass

Abstract

This research was conducted to determine the effects of different light intensity and CO₂ dose treatments on hydroponic barley (Hordeum vulgare L. conv. distichon) grass. In the study were investigated the effects of different light intensity and carbon dioxide dose treatments on green fodder yield and rate, dry matter rate and losses, crude protein gains, plant height, and root lenght, crude nutrient contents, cell wall components, metabolic energy values and mineral elements content. According to the research results, in the different light intensity treatments, the highest green forage yield, crude protein gain, plant height, crude oil, NDF, ADF, metabolic energy and Fe contents, and the lowest dry matter losses were obtained from I2 and I3 treatments, and the highest dry matter rates and losses, crude fiber and P contents were obtained from I1 treatment. In the different carbon dioxide dose treatments, the highest green forage yield, crude protein gain, crude nutrient, metabolic energy and N contents, with the lowest dry matter losses were obtained from D1, D2 and D3 treatments. The highest crude fiber, ADF and Ca values were obtained from D1 and D2 treatments. The highest NDF, ADL, P, K, Mg, Fe, Cu, Mn, Zn, and Na values were obtained from D2 treatment. I2 and I3 light intensity and D1, D2 and D3 carbon dioxide dose treatments can be recommendable in order to produce hydroponic green barley fodder in which having high green fodder yield, crude protein gain and low dry matter losses. When production cost is taken into consideration I2 light intensity and D1 carbon dioxide dose treatments become more important.

Keywords

• Barley grass,hydroponic,light intensity,carbon dioxide dose

Farklı Işık Şiddeti ve Karbondioksit Dozu Uygulamalarının Hidroponik Arpa (Hordeum vulgare L. conv. distichon) Çimi Üzerine Etkileri

Öz

Araştırma farklı ışık şiddeti ve CO₂ dozu uygulamalarının hidroponik arpa (Hordeum vulgare L. conv. distichon) çimi üzerine etkilerini belirlemek amacıyla yürütülmüştür. Çalışmada; farklı ışık şiddeti ve karbondioksit dozu uygulamalarının yeşil yem verimi, yeşil yem tohum oranı^-1, kuru madde oranı ve kaybı, ham protein kazancı, bitki boyu ve kök uzunluğu, ham besin madde içerikleri, hücre duvarı bileşenleri ve metabolik enerji değerleri ile mineral madde içerikleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Araştırma sonuçlarına göre, farklı ışık şiddeti uygulamalarında en yüksek yeşil yem verimi, yeşil yem tohum oranı^-1, ham protein kazancı ve bitki boyu, ışık şiddeti I2 ve I3 uygulamalarından elde edilmiştir. Kuru madde oranı ve kuru madde kaybı en fazla I1 uygulamasında olmuştur. Kök uzunluğu bu uygulamadan etkilenmemiştir. Farklı karbondioksit dozu uygulamalarında en yüksek yeşil yem verimi, yeşil yem tohum oranı^-1, kuru madde kaybı, ham protein kazancı, ham protein, ham kül, ham yağ, metabolik enerji ve azot değerleri kontrol hariç diğer tüm karbondioksit dozu uygulamalarından elde edilmiştir. Kuru madde oranı, bitki boyu ve kök uzunluğu bu uygulamalardan etkilenmemiştir. En yüksek ham selüloz, ADF ve Ca değerleri D1 ve D2 uygulamalarından elde edilmiştir. En yüksek NDF, ADL, P, K, Mg, Fe, Cu, Mn, Zn ve Na değerleri ise D2 uygulamalarından elde edilmiştir. Yüksek yeşil yem verimi ve ham protein kazançları ile düşük kuru madde kayıplarına sahip hidroponik yeşil arpa yemi üretimi için I2 ve I3 ışık şiddeti uygulamaları ile D1, D2 ve D3 karbondioksit dozları tavsiye edilebilir niteliktedir. Üretim maliyetleri göz önünde bulundurulduğunda I2 ışık şiddeti ile D1 karbondioksit dozu uygulamaları daha önemli hale gelmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Arpa çimi,hidroponik,ışık şiddeti,karbondioksit dozu

References

1. Allen HL and Vara Prasad PV., 2004. Crop responses to elevated carbon dioxide. Encyclopedia of Plant and Crop Science, (Eds. RM. Goodman), Marcel Dekker, pp. 346-348. Al-Karaki G and Al-Hashimi M., 2012. Green fodder production and water use efficiency of some forage crops under hydroponic conditions. ISRN Agronomy, 10: 1-5.
2. AOAC., 1990. Association of Official Analytical Chemists Official Method of Analysis, 15th ed, pp. 66-88. Washington, DC, USA.
3. Cemek B., Karaman S ve Ünlükara A., 2006. Tokat yöresinde seraların iklimlendirme gereksinimleri. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 23(1): 25-36.
4. Chytyk CJ., 2010. Leaf photosynthesis in wheat (Triticum spp.) under conditions of low temperature and CO2 enrichment. A Thesis Master of Science, University of Saskatchewan Department of Biochemistry, Saskatoon.
5. Dorais M., 2003. The use of supplemental lighting for vegetable crop production: Light intensity, crop response, nutrition, crop management, cultural practices. Canadian Greenhouse Conference October 9, Canada.
6. Dung DD., Godwin IR and Nolan JV., 2010. Nutrient content and in sacco digestibility of barley grain and sprouted barley. Journal Animal and Veterinary Advances, 9: 2485-2492.
7. Güneş A ve İnal A., 1995. Farklı ışıklanma sürelerinde yetiştirilen buğday (Triticum aestium L.)’ın verim ve klorofil kapsamına yapraktan uygulanan glikozun etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 1(1): 69-72.
8. JMP., 2007. Statistic and Graphics Guide, Release 7, SAS Institute Inc., Cary, USA.

9. Kajfez-Bogataj L., 1987. Light and temperature dependence of net photosynthesis for buckwheat. Fagopyrum, 7: 16-18.
10. Kapur B., 2010. Artan CO2 ve küresel iklim değişikliğinin Çukurova bölgesinde buğday verimliliği üzerine etkileri. Doktora Tezi (Basılmamış), Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana.
11. Karaşahin M., 2014. Kaba yem kaynağı olarak hidroponik arpa çimi üretiminde kuru madde ve ham protein verimleri üzerine farklı uygulamaların etkileri. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 9(1): 27-33.
12. Karaşahin M., 2015. Farklı karbondioksit dozlarının hidroponik buğday (Triticum aestivum L.) çim suyunun verim ve besin değerleri üzerine etkileri. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 1(2): 57-63.
13. Kimball BA and Idso SB., 1983. Increasing atmospheric CO2: Effects on crop yield, water use and climate. Agricultural Water Management, 7: 55-72.
14. Kumar K and Soni A., 2014. Elemental ratio and their ımportance in feed and fodder. International Journal of Pure and Applied Bioscience, 2(3): 154-160.
15. Lam SK., Norton R., Armstrong R and Chen D., 2010. Effect of Elevated Carbon Dioxide on 15N-Fertilizer Recovery Under Wheat in Australia, 19th World Congress of Soil Science, Soil Solutions for a Changing World. 1-6 August 2010, Brisbane, Australia.
16. Neri D., Battistelli R and Albertini G., 2003. Effects of low-light ıntensity and temperature on photosynthesis and transpiration of Vigna sinensis L. Journal of Fruit and Ornamental Plant Research, 11: 17-24. Okay D ve Demirtaş Ç., 2007. Bursa koşullarında sıcaklık ve CO2 değişimlerinin mısır bitkisinin verim ve evapotranspirasyon üzerine etkisinin belirlenmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Bilimleri Dergisi, 17(2): 81-87. Penuelas J., Biel C and Estiarte M., 1995. Growth, biomass allocation and phenology responses of pepper to elevated CO2 concentrations and different water and nitrogen supply. Photosynthetica, 31: 91-99.
17. Rattanapichai W and Klem K., 2014. Interactive effects of elevated CO2 concentration, nitrogen nutrition and uv-exclusion on yield, aboveground biomass and root development in winter wheat and spring barley. Mendelnet, 95-100.
18. Reuveni J and Bugbee B., 1997. Very high C02 reduces photosynthesis, dark respiration and yield in wheat. Annals of Botany, 80: 539-546.
19. Sevgican A., 1989. Örtü Altı Sebzeciliği. Tarımsal Araştırmaları Destekleme ve Geliştirme Vakfı Yayın No: 19, Yalova. Tezcan A., Atılgan A ve Öz H., 2011. Seralarda karbondioksit düzeyi, karbondioksit gübrelemesi ve olası etkileri. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 6 (1): 44-51.
20. Tolbert NE., Benkert C and Beckt E., 1995. The oxygen and carbon dioxide compensation points of C3 plants: possible role in regulating atmospheric oxygen. Proceedings of The National Academy of Sciences of The United States of America, 92: 11230-11233.
21. TSE., 2008. Hayvan Yemleri-Metabolik (çevrilebilir) Enerji Tayini Kimyasal Metot. Standart No. 9610, Ankara, Türkiye.
22. Uzun B ve Demir V., 2012. Fotosentetik aktif radyasyon (FAR) ölçümlerinde LED ve fotodiyotların kullanımı. Tarım Bilimleri Dergisi, 18: 214-225.
23. Van Soest P and Robertson JB., 1985. A Laboratory Manual for Animal Science. Cornell University, Ithaca, New York, USA.
24. Vaz I., Correia J., Fernandes J., Soares M., Guedes P., Teixeira P., Santos S and Freitas V., 1996. Searching the effect of different light on photosynthetic rate of aquatic plants (Elodea sp.). file:///C:/Users/hp/Downloads/ Report_ESGN_DumbledoresArmy%20(1).pdf. [Access: September 15, 2016].