Allelopatic Effect of Forage Turnip on Germination and Seedling Development of Grass Pea Seeds

Abstract

The effect of secondary metabolites secreted by plants on the growth and development of other plants that come after them or in the same environment, positively or negatively, is called allelopathy. This study aimed to determine the allelopathic effect of extracts obtained from forage turnips (Brassica rapa L.) on the germination and seedling development of the grass pea (Lathyrus sativus L.) plant. 500 g of forage turnip harvested during the flowering period was weighed, placed in 3 liters of pure water, and waited for 7 hours. Four different doses (100%, 75%, 50%, and 25%) were obtained from this extract. The 100% pure water was used as a control. The study, which was carried out as a petri study, was established according to the Randomized Plot Trial Design with 4 repetitions. Germination rate (GR), seed viability index (SVI), root and stem length, root and stem fresh-dry weight, root (RB), and stem biomass (SB) were determined in the grass pea irrigated with forage turnips. In the study, GR and SVI were between 72.00-96.00% and 24.98-49.38%, respectively. The highest root (61.83 kg/ha) and stem (1780.84 kg/ha) biomass weight was obtained from the treatment irrigated with 25% forage turnip extract. As a result, it was determined that 25% of the forage turnip extract had a positive effect on germination and seedling development of the grass pea, and after this dose, it had an inhibitory effect. This situation is also an indication that fodder turnip has a negative allelopathic effect on grass pea due to its rich bioactive component content. Accordingly, lower doses should be tested to understand more clearly the effect of fodder turnip on the development of the grass pea.

Keywords

• secondary metabolite
• forage turnip
• grass pea
• Allelopathy

Yem Şalgamının Mürdümük Tohumlarının Çimlenme ve Fide Gelişimi Üzerinde Allelopatik Etkisi

Abstract

Bitkiler tarafından salgılanan sekonder metabolitlerin kendinden sonra gelen veya aynı ortamda bulunan diğer bitkilerin büyüme ve gelişimini olumlu veya olumsuz yönde etkilemesine allelopati denir. Bu çalışmada yem şalgamı (Brassica rapa L.)’ndan elde edilen ekstraktların mürdümük (Lathyrus sativus L.) bitkisinin çimlenme ve fide gelişimi üzerindeki allelopatik etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çiçeklenme döneminde hasat edilen yem şalgamından 500 gr tartılarak 3 litre saf su içerisine koyulmuş ve 7 saat bekletilmiştir. Bu özütten dört farklı doz (%100, %75, %50, %25) elde edilmiştir. Kontrol olarak ise %100 saf su kullanılmıştır. Petrilerde yürütülen çalışma Tesadüf Parselleri Deneme Desenine göre 4 tekrarlı kurulmuştur. Yem şalgamı ile sulanan mürdümük bitkisinde çimlenme oranı (ÇO), tohum canlılık indeksi (TCİ) kök ve gövde uzunluğu, kök ve gövde yaş-kuru ağırlığı, kök (KB) ve gövde biyokütlesi (GB) özellikleri belirlenmiştir. Çalışmada ÇO ve TCİ değeri sırasıyla %72.00-96.00 ve 24.98-49.38 arasında olmuştur. En yüksek kök (61.83 kg/ha) ve gövde (1780.84 kg/ha) biyokütle ağırlığı %25 yem şalgamı ekstraktı ile sulanan işlemden elde edilmiştir. Sonuç olarak yem şalgamının %25 oranındaki ekstraktının mürdümük bitkisinin çimlenme ve fide gelişimi üzerinde olumlu etki, bu dozdan sonra ise inhibitör görev üstlendiği belirlenmiştir. Bu durum aynı zamanda yem şalgamın zengin biyoaktif bileşen içermesinden dolayı mürdümük üzerinde negatif allelopatik etki yarattığının da bir göstergesidir. Buna göre, yem şalgamının mürdümük bitkisinin gelişimi üzerinde etkisinin daha net anlaşılabilmesi için daha düşük dozların da denenmesi gerekmektedir.

Keywords

• Allelopati
• sekonder metabolit
• yem şalgamı
• mürdümlük

References

1. Akın, B., & Kocaçalışkan, İ. (2016). Effect of juglone on seed germination and seedling growth of endemic species Aubrieta olympica boiss. and Arabis drabiformis boiss. in tissue culture conditions, Phyton (Annales rei botanicae) 56 (1), 121-128.
2. Batish, R.D., Singh, H.P., & Kaur, S. (2001). Crop allelopathy and its role in ecological agriculture. Journal of Crop Production 4, 121-161.
3. Denen, M.E. (2019). Ot tipi yem şalgamı (Brassica rapa L.) silajında soldurmanın ve farklı katkıların fermantasyon ve aerobik stabilite üzerine etkileri. Yüksek lisans Tezi, Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir, Türkiye.
4. Elsekran, M., Almhemed, K., Paksoy, A., & Ustuner, T. (2023). Evaluation of the allelopathic effect of some cruciferous plants on germination and growth of johnsongrass. Journal of Bangladesh Agricultural University 21(1), 57–62.
5. Işık, G., Çalıseki, M. (2017). Ecophysiological effects of Porsuk River’s Water and boron mine wastewater on Cucumis sativus L. Seeds”. Acta Physica Polonica A 132 (3), 746-748.
6. Karakurt, H., Aslantaş, R., & Eşitken, A. (2010). Tohum çimlenmesi ve bitki büyümesi üzerinde etkili olan çevresel faktörler ve bazı ön uygulamalar. Journal of Agricultural Faculty of Uludag University, 24 (2), 115-128.
7. Kayacetin, F., Efeoğlu, B., & Alizadeh, B. (2018). Effect of NaCl and PEG-Induced osmotic stress on germination and seedling growth properties in wild mustard (Sinapis arvensis L.). Journal of Aegean Agricultural Research Institute 28(1), 62-68.
8. Kocaçalışkan, İ. (2007). Biyolojik mücadelede alternatif bir yol bitkisel silah allelopati, Bilim ve Teknik Kulübü Dergisi 30-31.

9. Kohli, R.K., Batish, D., Singh, H.P. (1997). Allelopathy and its implications in agroecosystems. Journal of crop production, 1, 169-202.
10. Leblebici, S., Karaer, M., & Gülümser, E. (2023). Yem şalgamı (Brassica rapa L.)’nın karabuğday (Fagopyrum esculentum Moench) üzerindeki allelopatik etkisi. 13 th International Conference on Agriculture, Animal Science and Rural Development, (28-29 November 28-29 2023, Uşak) Bildirileri, 1533-1543.
11. Moyer, J.R., & Huang, H.C. (1997). Effect of aqueous extracts of crop residues on germination and seedling growth of ten weed species. Botanical Bulletin of Academia Sinica 38, 131-139.
12. Murthy, S. M., & Tejavathi, D.H. (2016). Effect of osmopriming on seed germination and seedling vigour in Microtyloma uniflorum (Lam.) verd c. International Journal of Plant, Animal and Environmental Science, 6(2), 71-76.
13. Perez, F.J. (1990). Allelopathic effect of hydroxamic acids from cereals on Avena sativa and A. fatua. Phytochemistry 29(3), 773-776.
14. Rahimi, A.R., Mousavizadeh, SJ., Mohammadi, H., Rokhzadi, A., Majidi, M., & Amini, S. (2013). Allelopathic effect of some essential oils on seed germination of Lathyrus annuus and Vicia villosa. Journal of Biodiversity Environmental Sciences 3, 67-73.
15. Rauha, J.P., Wolfender, J.L., Salminen, J.P., Pihlaja, K., Hostettmann, K., & Vuorela, H. (2001). Characterization of polyphenolic of purple loosestrife (Lythrum salicaria), Z. Naturforsch 56(c), 13-20.
16. Rice, E. L. (1979). Allelopathy-an update. The Botanical Review 45(1), 15-109.
17. Rizvi, S.J.H., & Rizvi,V. (1992). Allelopathy, Chapman and Hall, 480, London
18. Shah, A. N., Iqbal, J., Ullah, A., Yang, G., Yousaf, M., Fahad, S., Tanveer, M., Hassan, W., Tung, S.A., Wang, L., Khan, A., & Wu, Y. (2016). Allelopathic potential of oil seed crops in production of crops: a review. Environmental Science and Pollution Research 23(15), 14854-14867.
19. Sülüş, Ş., & Leblebici, S. (2020). The effect of boric acid application on ecophysiological characteristics of safflower varieties (Carthamus tinctorius L.). Fresenius Environmental Bulletin 29, 8177-8185.
20. Yavuz, K., & Gülümser, E. (2022). Evaluation of Forage Turnıp + Cereal Mixtures for Forage Yield and Quality Traits. Turkish Journal of Field Crops 27(1), 26-32.
21. Willis R. J. (2004). Justus Ludewig von Uslar, and the first book on allelopathy. Dordrecht, The Netherlands: Springer Publications.
22. Yıldız, E., Kara, Ş. M., & Özcan, M. M. (2020). Bazı Tıbbi Bitki Ekstraktlarının Mısır, Soya ve Ayçiçeği Tohumlarının Çimlenmesi ve Fide Gelişimi Üzerine Allelopatik Etkisi. Türk Tarım e Doğa Bilimleri Dergisi, 7(4), 1218-1226.
23. Zeren, H. (2015). Bazı tıbbi bitki ekstraklarının ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) tohumlarının çimlenme ve gelişmeleri üzerine allelopatik etkileri. Yüksel Lisans Tezi, Gaziantep Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Gaziantep, Türkiye.