Effects of Bacterial Bioformulations Promoting Plant Growth on Yield and Quality Parameters in Sugar Beet

Abstract

In this study; The effect of microbial fertilizer formulations containing bacteria on beet yield and quality were investigated in Gemerek (Sivas) and Yahyalı (Kayseri), which are the cultivation areas of Kayseri Şeker. "Beta brand Zanzibar (NZ) variety naked seed". Six different bacterial isolates (Pantoea agglomerans RK-79, Pantoea agglomerans RK-92, Bacillus megaterium TV-3D, Bacillus megaterium TV-6D, Paenibacillus polymyxa TV-12E, and Bacillus subtilis TV-17C) were used in the study. 3 different bacteria-containing formulations created from these bacteria and the seeds coated with a carrier liquid that does not contain Control (K) bacteria were carried out in three replications according to the random block trial design based on complete randomization. The same soil preparation application of the local farmers was applied in the experimental areas in their own cultivation areas. The chemical fertilizer was reduced by half and the formulations containing 4.55 kg/da N (Nitrogen) and 1.25 lt / da bacteria were applied in the control area in Yahyalı region. In the Gemerek region, 14.10 kg/da N and 0.75 lt / da bacteria-containing formulations were applied, while 26.10 kg/da N was used in the control area. According to the results of the analysis, while the Formulation 2 application showed good results with 5.27% efficiency (kg/da) increase and 1.85% polar value increase in the Yahyalı region, the increasi in Gemerek region was 16.48% yield (kg/da) increase and 9%,, Formulation 3 application yielded the best results with an increase of 34 polar values. Within the scope of these results, it is predicted that there may be serious gains in yield and environmental health in sugar beet agriculture.

Keywords

• Sugar Beet
• Microbial Fertilizer
• Yield Increase
• Chemical Fertilizer
• Kayseri Şeker Fabrikası
• PGPR

Şeker Pancarlarında Bitki Gelişimini Teşvik Eden Bakteri Biyoformülasyonlarının Verim ve Kalite Parametreleri Üzerine Etkileri

Öz

Çalışmada; Kayseri Şeker’e ait Gemerek (Sivas) ve Yahyalı (Kayseri) şeker pancarı ekiliş alanlarında, bakteri içerikli mikrobiyal gübre formülasyonlarının pancar verimi ve kalitesi üzerine etkisi araştırılmıştır. Çalışmada “Beta marka Zanzibar (NZ) çeşidi çıplak tohum” tercih edilmiş ve 6 farklı bakteri izolatı (Pantoea agglomerans RK-79, Pantoea agglomerans RK-92, Bacillus megaterium TV-3D, Bacillus megaterium TV-6D, Paenibacillus polymyxa TV-12E ve Bacillus subtilis TV-17C) kullanılmıştır. Bu bakterilerden oluşturulan 3 farklı bakteri içerikli formülasyon ve kontrol (K) bakteri içermeyen sadece taşıyıcı sıvı ile kaplanmış tohumlar çiftçi arazilerinde şansa bağlı tesadüf blokları deneme desenine göre üç tekerrürlü olacak şekilde yürütülmüştür. Bölge çiftçilerinin kendi ekim alanlarında uygulamış oldukları toprak hazırlığı çalışmalarının aynısı deneme alanlarında yapılmıştır. Kimyasal gübre yarı yarıya azaltılmış ve Yahyalı bölgesindeki deneme arazisinde 4,55 kg/da N (Azot) ve 1,25 lt/da bakteri içerikli formülasyonlar uygulanırken kontrol sahasında 18,80 kg/da N kullanılmıştır. Gemerek bölgesindeki deneme arazisinde ise 14,10 kg/da N ve 0,75 lt/da bakteri içerikli formülasyonlar uygulanırken kontrol sahasında 26,10 kg/da N kullanılmıştır. Analiz sonuçlarına göre, Yahyalı bölgesinde %5.27 verim (kg/da) artışı ve %1.85 polar değeri artışı ile formülasyon 2 uygulaması iyi sonuç gösterirken, Gemerek bölgesinde %16.48 verim (kg/da) artışı ve %9.34 polar değeri artışı ile formülasyon 3 uygulaması en iyi sonucu vermiştir. Bu sonuçlar dahilinde şeker pancarı tarımında verim ve çevre sağlığına yönelik ciddi kazanımların olabileceği öngörülmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Şeker pancarı
• Mikrobiyal Gübre
• Verim Artışı
• Kimyasal Gübre
• Kayseri Şeker Fabrikası
• PGPR

References

1. Artyszak, A., and Gozdowski, D. (2020). The effect of growth activators and Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR) on the soil properties, root yield, and technological quality of sugar beet. Agronomy, 10(9), 1262.
2. Çakmakçı, R., Dönmez, F., Aydın, A., and Şahin, F. (2006). Growth promotion of plants by plant growth-promoting rhizobacteria under greenhouse and two different field soil conditions. Soil Biology and Biochemistry, 38(6), 1482-1487.
3. Çakmakçı, R. (2005). Bitki gelişimini teşvik eden rizobakterilerin tarımda kullanımı. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 36(1), 97-107.
4. Çakmakçı, R., Ertürk, Y., Dönmez, M. F., Mustafa, E. R. A. T., Kutlu, M., Sekban, R. ve Haznedar, A. (2012). Azot fikseri ve fosfat çözücü bakterilerin Muradiye 10 çay klonunda gelişme, verim ve besin alımı üzerine etkisi. International Journal of Agricultural and Natural Sciences, 5(2), 176-181.
5. Chen, Y., Mei, R., Lu, S., Liu, L. and Kloepper, J. W.(1996). The use of yield increasing bacteria (YIB) as plant growth-promoting rhizobacteria in Chinese agriculture. Utkhede, RS & Gupta, VK (Ed.) Management of soil born diseases. Ludhiana. Kalyani Publishers, 165-184.
6. Çınar, V. M. (2018). Farklı bitki büyüme teşvik edici bakteri uygulamalarının şeker pancarında (Beta vulgaris var. saccharifea L.) verim ve şeker içeriğine etkisi (Master's thesis). Adnan Menderes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Aydın.
7. Ekinci, M., Turan, M., Yildirim, E., Güneş, A., Kotan, R. and Dursun, A.(2014). Effect of plant growth promotıng rhızobacterıa on growth, nutrıent, organıc acıd, amıno acıd and hormone content of caulıflower (Brassica oleracea l. var. botrytis) transplants. Acta Sci. Pol. Hortorum Cultus, 13 (6): 71-85.
8. Erman, M., Kotan, R., Çakmakçı, R., Çığ, F., Karagöz, F. ve Sezen, M. (2010, Haziran). Van Gölü Havzası’ndan izole edilen azot fikseri ve fosfat çözücü bakterilerin buğday ve şeker pancarında büyüme ve verim özellikleri üzerine etkileri. Türkiye IV. Organik Tarım Sempozyumu (s. 325-329). Erzurum.

9. Gökçe, A. Y. ve Kotan, R. (2014, Şubat). Buğday kök çürüklüğüne neden olan Bipolaris sorokiniana (Sacc.) fungusunun PGPR ve antogonist bakteriler kullanılarak kontrollü koşullarda biyolojik mücadele imkânlarının araştırılması. Türkiye V. Bitki Koruma Kongresi (s. 358). Antalya.
10. Gökçe, A. Y., ve Kotan, R. (2016). Buğday kök çürüklüğüne neden olan Bipolaris sorokiniana (Sacc.)’ya karşı PGPR ve biyoajan bakterileri kullanılarak kontrollü koşullarda biyolojik mücadele imkanlarının araştırılması. Bitki Koruma Bülteni, 56(1), 49-75.
11. Kaplan, M., Aktaş, M., Güneş, A., Alpaslan, M., ve Sönmez, S. (2000). Türkiye Gübre Üretim ve Tüketiminin Değerlendirilmesi. V. Türkiye Ziraat Mühendisliği Teknik Kongresi, 881-900.
12. Karagöz, F. P. and Dursun A. (2019). Effects of Different PGPR Formulations, Chemical Fertilizers and Their Combinations on Some Plant Growth Characteristics of Poinsettia. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 29, 9-15.
13. Karlidag, H., Esitken, A., Turan, M. and Sahin, F. (2007). Effects of root inoculation of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) on yield, growth and nutrient element contents of leaves of apple. Scientia Horticulturae, 114(1), 16-20.
14. Khan, N., & Bano, A. (2019). growth and yield of field crops grown under drought stress condition is influenced by the application of PGPR. In Field Crops: Sustainable Management by PGPR (pp. 337-349). Springer, Cham.
15. Kotan, R. (2002). Doğu Anadolu Bölgesi’nde yetiştirilen yumuşak çekirdekli meyve ağaçlarından izole edilen patojen ve saprofitik bakteriyel organizmaların klasik ve moleküler metotlar ile tanısı ve biyolojik mücadele imkânlarının araştırılması. Doktora Tezi, Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bitki Koruma Anabilim Dalı, Erzurum. S: 217.
16. Meena, P. and Rai, A. K. (2017). Effect of PGPR on morphological properties of different varieties of wheat (Triticum aestivum). The Pharma Innovation, 6 (7, Part D), 271.
17. Mertens, D. (2005a). Plants preparation of laboratory sample. In: Horwitzand W, Latimer GW, editors. Official Methods of Analysis of AOAC International. 18th ed. Gaithersburg, MA, USA: AOAC International, pp. 1–2.
18. Mertens, D. (2005b). Metal in plants and pet foods., In: Horwitz W, Latimer GW, editors. Official Methods of Analysis of AOAC International. 18th ed. Gaithersburg, MA, USA: AOAC International, pp. 3–4.
19. Rahimi, A., Arslan, N., ve Esmzad, S. (2016). Mikro Elementlerin (Fe, Zn, B ve Mn), Şekerpancarında (Beta vulgaris L.) Kalite Kriterleri Üzerine Etkisi. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 25(ÖZEL SAYI-2), 71-76.
20. Seema, K., Mehta, K., & Singh, N. (2018). Studies on the effect of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) on growth, physiological parameters, yield and fruit quality of strawberry cv. chandler. J Pharmacog Phytochem, 2(7).
21. Szekeres, A. (2005). Echophysiological and molecular investigation of Trichoderma strains isolated from winter wheat rhizosphere. Acta Biologica Szegediensis, 49(3-4), 61-61.
22. Taški-Ajduković, K., Nagl, N., Ćurčić, Ž. and Zorić, M. (2017). Estimation of genetic diversity and relationship in sugar beet pollinators based on SSR markers. Electronic Journal of Biotechnology, 27, 1-7.
23. Tuğcu, G. (2009). Pankobirliğin 4634 Sayılı Şeker Kanunu çerçevesinde ülke şeker piyasasındaki yerinin şeker pancarı üreticisi açısından değerlendirilmesi (Master's thesis). Namık Kemal Üniversitesi, Tekirdağ.
24. URL-1: http://www.turkseker.gov.tr/data/dokumanlar/2019_Sektor_Raporu.pdf, (Erişim Tarihi: 25.12.2020).
25. URL-2: https://www.kayseriseker.com.tr/Site/YiBelge/a58cec44-7254-46f2-b181-fa4fab144deb.pd f, (Erişim Tarihi: 06.05.2021).
26. URL-3:https://www.foodonline.com/doc/betalyser-0001, (Erişim Tarihi: 22.12.2020).
27. URL-4:https://www.mevzuat.gov.tr/mevzuat?MevzuatNo=5215&MevzuatTur=7&MevzuatTertip= 5, (Erişim Tarihi: 05.05.2021).
28. Yagmur, B., and Gunes, A. (2021). Evaluation of the Effects of Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) on Yield and Quality Parameters of Tomato Plants in Organic Agriculture by Principal Component Analysis (PCA). Gesunde Pflanzen, 1-10.
29. Yasmin, F., Othman, R., Vijayan, H., & MHM, N. (2021). Response of Sweet Potato to Application of Pgpr and N Fertilizer. Annals of the Romanian Society for Cell Biology, 10799-10812.