Determination of the Silage Quality of Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) Varieties Grown with Different Row Spacing Under Dry Conditions

Abstract

While quinoa seeds are widely used in human nutrition, its herbage has become preferred in animal nutrition in recent years. However, when dried, the leaves of quinoa shed and crumble and also its stems become hard. This limits the use of quinoa as a dry herbage to reduce its digestibility and palatability. For this reason, the use of quinoa herbage as silage has been seen as an advantage. With the current research, it was aimed to determine the silage quality performances of two quinoa cultivars (Sandoval Mix and Oro de Valle) grown in 4 different row spacing (17.5, 35.0, 52.5 and 70.0 cm) in dry conditions. For this purpose, a three-replication trial was planned according to the factorial experiment design in randomized blocks in 2021. As a result of the study, it was observed that the dry matter ratio, required pH, lactic acid, propionic acid and butyric acid ratio were higher in Oro de Valle than Sandoval Mix, but leaf/stem ratio, crude protein, crude ash and acetic acid ratio were lower. When evaluated in terms of row-spacing, it was determined that dry matter ratio and the required pH decreased as row spacing increased, while the leaf/stem ratio, crude protein, ADF, raw ash and acetic acid ratio increased. These results showed that the sowings should be done in narrow row spacing and Oro de Valle can be used as silage material for a quality silage. However, it was concluded that additives that decreased ammonia production and pH and increased lactic acid production should be used for a better quality quinoa silage

Keywords

• Plant density
• Chenopodium quinoa
• Igdir
• silage quality

Project Number

ZİF0321Y08

Kuru Şartlarda Farklı Sıra Aralıklarla Yetiştirilen Kinoa (Chenopodium quinoa Willd.) Çeşitlerinin Silaj Kalitesinin Belirlenmesi

Abstract

Kinoa tohumları yaygın bir şekilde insan beslenmesinde kullanılırken, son yıllarda otu da hayvan beslenmesinde tercih edilir hale gelmiştir. Ancak kurutulduğunda kinoanın yaprakları ufalanıp dökülmekte ve sapları da sertleşmektedir. Bu da, sindirilebilirdik oranını ve lezzetliliğini düşürdüğü için kinoanın kuru ot olarak kullanımını sınırlandırmıştır. Bu nedenle kinoa otunun silaj olarak değerlendirilmesi bir avantaj olarak görülmüştür. Mevcut araştırma ile kuru şartlarda 4 farklı sıra aralığı (17.5, 35.0, 52.5 ve 70.0 cm) ile yetiştirilen 2 kinoa çeşidinin (Sandoval Mix ve Oro de Valle) silaj kalite özelliklerinin (kuru madde oranı, amonyak üretimi, silaj pH’sı, olması gereken pH, yaprak oranı, ham protein oranı, NDF oranı, ADF oranı, ham kül oranı, fleig puanı, duyusal analizler, laktik asit, asetik asit, propiyonik asit ve bütirik asit oranı) belirlenmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla 2021 yılında tesadüf bloklarında faktöriyel deneme desenine göre üç tekerrürlü bir deneme planlanmıştır. Çalışma sonucunda Sandoval Mix çeşidine göre Oro de Valle çeşidinin daha yüksek kuru madde oranına, olması gereken pH’a, laktik asit, propiyonik asit ve bütürik asit oranına ve daha düşük yaprak oranına, ham protein, ham kül ve asetik asit oranına sahip olduğu görülmüştür. Sıra aralığı açısından değerlendirildiğinde, sıra aralığı arttıkça kuru madde oranı ve olması gereken pH düşerken, yaprak oranı, ham protein, ADF, ham kül ve asetik asit oranının arttığı belirlenmiştir. Mevcut bu sonuçlar kaliteli bir silaj için ekimlerin dar sıra aralığında yapılması gerektiğini ve Oro de Valle çeşidinin silajlık materyal olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Ancak daha kaliteli bir kinoa silajı için laktik asit üretimini arttıran, amonyak üretimini ve pH’yı düşeren katkı maddelerinin kullanılması gerektiği sonucuna varılmıştır.

Keywords

• Bitki sıklığı
• Chenopodium quinoa
• Iğdır
• silaj kalitesi

Supporting Institution

Iğdır Üniversitesi

Project Number

ZİF0321Y08

Thanks

Iğdır Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından desteklenen ZİF0321Y08 kodlu proje verilen finansman katlıklarından dolayı BAP Birimine teşekkür ederiz.

References

1. Acar Z, Sabancı, C O, Tan M, Sancak C, Kızılşimşek M, Bilgili U, Ayan İ, Karagöz A, Mut H, Önal Aşcı Ö, Başaran U, Kır B, Temel S, Bengisu Y, Ayşe G, Kırbaş R, Pelen MA, 2015. Yem Bitkileri Üretiminde Değişimler ve Yeni Arayışlar. Türkiye Ziraat Mühendisliği VIII. Teknik Kongresi, Ankara.
2. Alatürk F, Çınar C, Gökkuş A, 2021. Farklı sıra aralıklarının bazı yem bezelyesi çeşitlerinin verim ve kalitesi üzerine etkileri. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, 8(1): 53-57.
3. AOAC, 1990. Official Methods of Analysis, 15th ed. Association of Official Analytical Chemists, Inc., Arlington.
4. AOAC, 1997. Official Methods of Analysis. Association of Official Analytical Chemists. 16. ed. 3. revision. Arlington, VA, USA.
5. Bertero, HD, Ruiz RA, 2010. Reproductive Partitioning in Sea Level Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) Cultivars. Field Crops Research, 118: 94-101.
6. Bolsen KK, 1995. Silage Basic Principles. In Forages Vol. II. The Science Grassl and Agriculture. (R.F. Barnes, D.A. Miller, C.J. Nelson Eds.), Iowa Stat Univ. Pres, Ames, Iowa, USA, p: 163-176.
7. Collins M, Fritz JO, 2003. Forage quality. In R.F. Barnes, C.J. Nelson, M. Collins, & K.J. Moore (Eds.), Forages (pp.363-390). Blackwell Publishing, Ames IA.
8. Çağlayan B, Kökten K, 2021. Bingöl Koşullarında Kinoa (Chenopodium quinoa Willd.) Genotiplerinin Adaptasyonu. Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Dergisi, 16(2); 220-225.

9. De Baere S, Eeckhaut V, Steppe M, De Maesschalck C, De Backer P, Van Immerseel F, Croubels S, 2013. Development of a HPLC-UV method for the quantitative determination of four short-chain fatty acids and lactic acid produced by intestinal bacteria during in vitro fermentation. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 80C:107-115.
10. Erdoğan H, Koca YO, 2020. Effect of Quinoa-Corn Intercropping Production System on Yield and Quality of Mixture Silage. Turkish Journal of Range and Forage Science (TJRFS), 1(2): 57-65.
11. Fales SL, Fritz JO, 2007. Factors Affecting Forage Quality. Forages. Ed. Barnes, R. F., Nelson, C. J., Moore, K. J. and Collins, M. 6th Edition Vol. II Chapter 37, A Blackwell Publishing, pp. 569-580.
12. Fang D, Dong Z, Wang D, Li B, Shi P, Ya J, Zhuang D, Shao T, Wang W, Gu M, 2022. Evaluating the Fermentation Quality and Bacterial Community of High-Moisture Whole-Plant Quinoa Silage Ensiled with Different Additives. Applied Microbiology, 132: 3578-3589.
13. FAO, 2008. Land and Plant Nutrition Management Service. Available from, www.fao.org/ag/agl/agll/spush. (25.09.2021).
14. Filya İ, 2001. Silaj Fermantasyonu. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 32(1), 87-93. Geren H, Kavut YT, 2019. İ kinci Ürün Koşullarında Yetiştirilen Bazı Sorgum (Sorghum sp.) Türlerinin Mısır (Zea mays L.) ile Verim ve Silaj Kalitesi Yönünden Karşılaştırılması Üzerine Bir Araştırma. Ege Üniversitesi Ziraat Fak. Dergisi, 46(1): 9-16.
15. Jacobsen SE, Quispe H, Mujica A, 2001. Quinoa: An Alternative Crop for Saline Soils in The Andes. Scientists and Farmer-Partners in Research for the 21st Century, CIP Program Report 1999-2000, pp: 403-408.
16. Jung HG, 2012. Forage Digestibility: The Intersection of Cell Wall Lignification and Plant Tissue Anatomy. Available at: https://animal.ifas.ufl.edu/apps/dairymedia/rns/2012/12jungrns2012.pdf. Kacar B, 2012. Toprak Analizleri. Nobel Akademik Yayıncılık, Yayın No: 484, Ankara.
17. Kacar B, Katkat AV, Özturk S, 2006. Plant Physiology. 2. ed. Ankara: Nobel Publication Distribution.
18. Kavut YT, Soya H, 2012. Ege Bölgesi Koşullarında Bazı Mısır (Zea mays L.) Çeşitlerinin Silaj Kalite Özellikleri Üzerinde Bir Araştırma. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 49(3): 223-227.
19. Keskin B, Temel S, 2022. The Effects of different Sowing and Harvest Periods on Herbage Yield and Some Yield Components of Mountain Spinach (Atriplex nitens) Grown in Rainfed Conditions. Turkish Journal of Agriculture Natural Science, 9(2): 340-349.
20. Keskin B, Temel S, Çakmakçı S, Tosun R, 2021. Bazı Amaranthus spp. çeşitlerinin kurak ve sulu şartlardaki tohum verimleri ve verim unsurları üzerine araştırma. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 52(1), 11-17. https://doi.org/10.17097/ataunizfd.715545.
21. Kılıç A, 1986. Silo Yemi (öğretim, öğrenim ve uygulama önerileri). Bilgehan Basım Evi, İzmir, 350.
22. Koyro HW, Eisa SS, 2007. Effect of salinity on composition, viability and germination of seeds of Chenopodium quinoa Willd., Plant and Soil, 302: 79-90.
23. Lyons RK, Machen RV, Forbes TDA, 1999. Why Range ForageQuality Changes. Texas Agric. Ext. Serv., B - 6036, p. 7.
24. Mcdonald P, Henderson AR, Heron SJE, 1991. The Biochemistry of Silage. Second Edition, Chalcombe Publ., Marlow, UK. pp. 1-340.
25. Meeske R, 2005. Silage additivies: Do they Make a Difference?. South African Journal of Animal Scienc, 6, 49-55.
26. Menke KH, Huss W, 1975. Tierernahrung und Futtermittelkunde. Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart. p. 74-79.
27. MGM, 2022. Başbakanlık DMİ Genel Müdürlüğü Meteroloji Bültenleri, Ankara.
28. Önal Aşcı Ö, Acar Z, 2018. Kaba Yemlerde Kalite. Pozitif Matbaacılık ve Ambalaj Sanayi Ticaret Limited Şirketi, Ankara. Peterson AJ, Murphy KM, 2015. Quinoa Cultivation for Temperate North America: Considerations and Areas for Investigation, In Quinoa: Improvement and Sustainable Production. Eds., Murphy K.M., Matanguihan J.G., Hoboken: Wiley-Blackwell.
29. Podkówka Z, Gęsıńskı K, Podkówka L, 2018. The Influence of Additives Facilitating Ensiling on the Quality of Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) Silage. Journal of Central European Agriculture, 19(3), 607-614.
30. Razzaghi F, Jacobsen SE, Jensen CR, Andersen MN, 2015. Ionic and photosynthetic homeostasis in quinoa challenged by salinity and drought– mechanisms of tolerance. Funct. Plant Biol. 42: 136-148.
31. Rivera D, Parish J, 2010. Interpreting Forage and Feed Analysis Reports. 2620, Mississippi State University Extension Service, Publicaiton 2620.
32. Sayın HO, 2019. Iğdır İli Hayvancılığında Kullanılan Mısır Silajlarının Kimyasal Kompozisyonları, Silaj Kalitesi ve Aerobik Stabilitelerinin Belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Iğdır, 36.
33. Seydoşoğlu S, 2018. Farklı Oranlarda Karıştırılan Yem Bezelyesi (Pisum sativum L.) ve Arpa (Hordeum vulgare L.) Hâsıllarının Silaj Kalitesine Etki Eden Organik Asit Oranlarının Belirlenmesi. Anadolu I. Uluslararası Multidisipliner Çalışmalar, 978-605-893.
34. Sönmez B, 2008. Türkiye Çoraklık Kontrol Rehberi. Tarım ve Köy İşleri Bakanlığı, Tarımsal Araştırmalar ve Politikalar Genel Müdürlüğü Toprak Gübre ve Su Kaynakları Merkez Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Teknik Yayın No: 33, Ankara.
35. Tan M, Temel S, 2012. Alternatif Yem Bitkileri. Atatürk Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Ders Yayınları No: 246, Erzurum.
36. Tan M, Temel S, 2017. Erzurum ve Iğdır Şartlarında Yetiştirilen Farklı Kinoa Genotiplerinin Kuru Madde Verimi ve Bazı Özelliklerinin Belirlenmesi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 7(4): 257-263.
37. Tan M, Temel S, 2019. Her Yöneyle Kinoa, Önemi, Kullanılması ve Yetiştiriciliği. Iksad Publishing House, Ankara.
38. Tan M, Temel S, 2020. Doğu Anadolu'nun Kuru Şartlarında Farklı Kinoa (Chenopodium quinoa Willd.) Çeşit Kaba Yem Üretimlerinin Belirlenmesi. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 6 (3): 554-551.
39. Temel I, Keskin B, 2019a. Farklı Sıra Arası ve Sıra Üzeri Mesafelerinin Kinoa (Chenopodium quinoa Willd.)’nın Besin İçeriğine Etkisi. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi (UTYHBD), 5(1): 110-116.
40. Temel I, Keskin B, 2019b. Kinoa (Chenopodium quinoa Willd.)’nın Ot Verimi ve Bazı Verim Unsurlarına Farklı Sıra Üzeri ve Sıra Arası Mesafelerin Etkileri. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 9(1): 522-532.
41. Temel S, Keskin B, 2022a. Determination of Forage Quality Properties of Plant Parts in Different Amaranth Varieties Cultivated under Irrigated and Rainfed Conditions. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 53(2): 122-132.
42. Temel S, Keskin B, 2022b. Alternatif Yem Kaynağı Olarak Selvi Sirken Bitkisinde Farklı Ekim ve Hasat Dönemlerinin Ot Verim ve Bazı Verim Bileşenlerine Etkisi. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 8(1): 92-107.
43. Temel S, Keskin B, Çakmakçı S, Tosun R, 2020. Sulu ve Kuru Koşullarda Farklı Amarant Türlerine Ait Çeşitlerin Ot Verim Performanslarının Belirlenmesi. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 6(3): 615-624.
44. Temel S, Şahin K, 2011. Iğdır İlinde Yem Bitkilerinin Mevcut Durumu, Sorunları ve Çözüm Önerileri. YYÜ Tarım Bilimleri Dergisi, 21(1): 64-72.
45. Temel S, Şimşek U, 2011. Iğdır Ovası Toprakların Çoraklaşma Süreci ve Çözüm Önerileri. Alinteri Journal of Agricultural Science, 21(B): 53-59.
46. Temel S, Tan M, 2020. Kuru Koşullarda Yetiştirilen Farklı Kinoa Çeşitlerinin Kaba Yem Kalite Özellikleri Açısından Değerlendirilmesi. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 6(2): 347-354. Temel S, Yolcu S, 2020. The Effect of Different Sowing Time and Harvesting Stages on the Herbage Yield and Quality of Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.). Turkish Journal of Field Crops, 25(1): 41-49.
47. Üke O, 2016. Effects of Harvest Times on Herbage Yield and Quality of Quinoa and Teff Plants. Yüksek Lisans Tezi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kayseri.
48. Van Schooten HA, Pinxterhuis JB, 2003. Quinoa as an Alternative Forage Crop in Organic Dairy Farming. Optimal Forage Systems for Animal Production and the Environment Grassland Science in Europe, 26-28 May 2003, Pleven, Bulgaria, Vol: 8, p: 445- 448.
49. Van Soest PJ, Robertson JD, Lewis BA, 1991. Methods for Diatery Fibre, Neutral Detergent Fibre and Non-Starch Polysaccharides in Relation to Animals Nutrition. Journal of Dairy Science, 74: 3583-3597.
50. Yacout MH, Salama R, Elgzar MIT, Awad AA, 2021. In Vivo and in Vitro Studies to Evaluate Nutritional Value of (Chenopodium quinoa Wild.) as Unconventional Forage resource for Feeding Ruminants. Archives of Agricultural Sciences Journal, 4(1): 1-18.
51. Weinberg ZG, Ashbell G, 2003. Engineering Aspects of Ensiling. Biochemical Engineering Journal, 13: 181-188. Woolfort MK, 1984. Silaj Mayası. Grassland Research Inst, Hurley, İngiltere, s.350.
52. Yozgatlı O, Başaran U, Gülümser E, Mut H, Çopur Doğrusöz M, 2019. Yozgat Ekolojisinde Bazı Mısır Çeşitlerinin Morfolojik Özellikleri, Verim ve Silaj Kaliteleri. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi, 22(2): 170-177.