Effect of Different Storage Media and Temperatures on The Germination and Emergence Rate of Quinoa (Chenopodium qinoa Willd.) Seeds

Abstract

An experiment was conducted to determine the effects of different storage media, temperature and period on the viability of quinoa seeds. Mature seeds (Q-52 cv) have been collected from quinoa field in Izmir, Turkey in October 2017. Germination and emergence tests were conducted in factorial randomized complete block design using five storage media (cotton bag, paper bag, nylon bag, airtight plastic tube and vacuum), four storage temperature (ambient, 16⁰C, 4⁰C, -24⁰C) and six storage period (4, 8, 12, 16, 20, 24 months) as treatments. After conducting initial germination and emergence test (1 week after harvest), sample seeds were taken randomly from each storage media under different temperature and tested for germination at each four months interval since the time of seed collection. Emergence test was also conducted by sowing seeds in sand bed. Germination and emergence percentage data were recorded. There was statistical significant difference on the germination and emergence rate of quinoa seeds due to storage media, storage temperature, period and their interactions. Germination and emergence rates were lower in seeds stored at ambient temperature than seeds stored at other temperatures. In addition, the increasing storage period caused a gradual decrease in germination and emergence percentage of the seeds. After 24 months, the germination and emergence rate of the seeds was found to be below 70%. Highest germination and emergence percentage were observed for seeds stored in plastic tubes under -24⁰C followed by nylon bags and vacuum bags the same temperature, and, the minimum values were recorded for seeds stored in cotton bags in ambient temperature. It was concluded that storing quinoa seeds for not more than 24 months in airtight (hermetic) plastic tubes under -24⁰C is better in maintaining the viability of the seeds.

Keywords

• Quinoa
• storage
• period
• temperature
• seed germination
• seed emergence

Farklı Depolama Ortamı ve Sıcaklıkların Kinoa (Chenopodium qinoa Willd.) Tohumlarında Çimlenme ve Sürme Oranı Üzerine Etkisi

Abstract

Farklı depolama ortamı ve sıcaklığı ile depolama sürelerinin kinoa tohumlarının canlılığı üzerindeki etkilerini belirlemek için bir deneme yapılmıştır. Olgunlaşmış tohumlar (Q-52 çeşidi) Ekim 2017’de İzmir’deki kinoa tarlasından toplanmıştır. Muamele olarak; beş depolama ortamı (pamuk torba, kâğıt torba, naylon torba, plastik tüp, vakum) ve dört depolama sıcaklığı (ortam, 16⁰C, 4⁰C, -24⁰C) ile altı depolama süresi (4, 8, 12, 16, 20, 24 ay) kullanılarak faktöriyel tesadüf parselleri deneme desenine göre çimlenme ve sürme testleri gerçekleştirilmiştir. Başlangıç çimlenme ve sürme testi yapıldıktan sonra (hasattan 1 hafta sonra) farklı sıcaklıklarda depolanan tohum örnekleri her bir saklama ortamından rastgele alınmış ve tohum toplama zamanından itibaren her dört ayda bir çimlendirme testine tabi tutulmuştur. Sürme (çıkış) testi tohumların kum yatağına ekilmesiyle gerçekleştirilmiş, çimlenme ve sürme oranı verileri kaydedilmiştir. Kinoa tohumlarının çimlenme ve sürme oranları üzerine depolama ortamı, sıcaklık ve süresi ile interaksiyonları arasında istatistiksel olarak önemli farklar bulunmuştur. Ortam sıcaklığında depolanan tohumlarda çimlenme ve sürme oranları diğer sıcaklıklarda depolanan tohumlara göre daha düşük olmuştur. Bunun yanında depolama süresinin artması çimlenme ve sürme oranlarında kademeli olarak azalmaya neden olmuştur. En yüksek çimlenme ve sürme oranı -24⁰C altında ve plastik tüplerde saklanan tohumlarda saptanmış, onları aynı sıcaklıkta naylon torba ve vakum torbaları izlemiştir. Ortam sıcaklığında pamuk torbalarda saklanan tohumlarda minimum değerler kaydedilmiştir. Kinoa tohumlarının -24⁰C altındaki hava geçirimsiz plastik tüplerde 24 aydan fazla saklanmamasının tohum canlılığının korunmasında daha iyi olduğu sonucuna varılmıştır.

Keywords

• Kinoa
• depolama
• süre
• sıcaklık
• tohum çimlenme
• tohum sürme

References

1. Akçay E, Tan M. 2018. Farklı tuz konsantrasyonlarında kinoa (Chenopodium quinoa Willd.)’nın çimlenme özelliklerinin belirlenmesi. Alınteri Zirai Bil. Derg., 33 (1): 85-91.
2. Akçay E, Tan M. 2019. Farklı tuzluluk seviyelerinin bazı kinoa (Chenopodium quinoa Willd.) çeşitlerinde kök ve sürgün gelişmesine etkileri, Atatürk Üniv. Ziraat Fak. Derg., 50(3):292-298.
3. Altuner F, Oral E, Kulaz H. 2019. The impact of different sowing-times of the quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) and its varieties on the yield and yield components in Turkey-Mardin ecology condition, Applied Ecology and Environmental Research, 17(4):10105-10117.
4. Altuntaş E, Naneli İ. 2017. Beyaz ve siyah kinoa tohumlarının geometrik, hacimsel ve sürtünme özellikleri. Gaziosmanpaşa Bilimsel Araştırma Dergisi (GBAD), 6(14): 1-8.
5. Anonim, 2013. Ana tahıl: Kinoa, Tübitak Bilim Teknik Dergisi, Haziran 2013, 547:34-35.
6. Bradford KJ. 2004. Seed Production and Quality, Seed Storage and Longevity, p: 76-84.
7. Castellión M, Matiacevich S, Buera P, Maldonado S. 2010. Protein deterioration and longevity of quinoa seeds during long-term storage, Food Chemistry 121: 952–958.
8. Ceccato DV, Bertero HD, Batlla D. 2011. Environmental control of dormancy in quinoa (Chenopodium quinoa) seeds: two potential genetic resources for pre-harvest sprouting tolerance, Seed Sci. Res. 21:133–141.

9. Çakmakçı S, Temel, S. 2019. Tohum tipi kinoa (Chenopodium quinoa Willd.) hatlarının geliştirilmesi için seleksiyon çalışmaları, Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 5(2):335-345.
10. Çaygaracı A, Kuşçu H. 2019. Farklı sulama suyu miktarı ve besin çözeltisi uygulamalarının kinoa (Chenopodium quinoa Willd.) verim, bazı verim bileşenleri ve su kullanım etkinliği üzerine etkisi, KSÜ Tarım ve Doğa Derg 22(3): 370-380.
11. Demir İ. 1994. Ambalaj ve standardının tohum depolamadaki önemi, TSE Standard, Teknik ve Ekonomik Dergi, Sayı:390, s:21-22.
12. Desai BB, Kotecha PM, Salunke DK. 1997. Seeds Handbook: Biology, Production, Processing and Storage, Marcel Dekker New York.
13. Dumanoğlu Z, Işık D, Geren H. 2016. Kinoa (Chenopodium quinoa Willd.)’da farklı tuz (NaCl) yoğunluklarının tane verimi ve bazı verim unsurlarına etkisi, Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 53(2):153-159.
14. Ekren S, Geren H, Dumanoğlu Z. 2017. A preliminary study on the grain yield and some agronomical performances of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) grown under different stress conditions, International Conference on Agriculture, Forest, Food Sciences and Technologies, (ICAFOF), 15-17 May 2017, Capadocia, Book of Abstract, p:206.
15. FAO and CIRAD. 2015. State of the Art Report of Quinoa in the World in 2013, by D. Bazile, D. Bertero & C. Nieto, eds. Rome.
16. Geren H. 2015. Effects of different nitrogen levels on the grain yield and some yield components of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) under Mediterranean climatic conditions, Turkish Journal of Field Crops, 20(1):59-64.
17. Geren H, Dumanoğlu Z. 2015. Kinoa yetiştiriciliği, Agromedya, Tem-Agus., 3(17):74-76.
18. Geren H, Kavut YT, Altınbaş M. 2015a. Bornova ekolojik koşullarında farklı sıra arası uzaklıkların kinoa (Chenopodium quinoa Willd.)’da tane verimi ve bazı verim özellikleri üzerine etkisi, Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 52(1):69-78.
19. Geren H, Geren H, Kavut YT. 2015b. Research results on quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) crop for arable lands under Mediterranean climatic conditions in Aegean Region, 26th International Scientific-Expert Conference of Agriculture and Food Industry, 27-30 September 2015, Works of the Faculty of Agriculture and Food Sciences, University of Sarajevo, 61(66/1):273-277.
20. Geren H, Geren H. 2015. A preliminary study on the effect of different irrigation water levels on the grain yield and related characteristics of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.), 26th International Scientific-Expert Conference of Agriculture and Food Industry, 27-30 September 2015, Works of the Faculty of Agriculture and Food Sciences, University of Sarajevo, 61(66/1):269-272.
21. Geren H, Güre E. 2017. Farklı azot ve fosfor seviyelerinin kinoa (Chenopodium quinoa Willd.)’da tane verimi ve bazı verim unsurlarına etkisi üzerinde bir ön araştırma, Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 54(1):1-8.
22. Geren H, Kavut YT, Demiroğlu Topçu G, Ekren S, İştipliler D. 2014. Akdeniz iklimi koşullarında yetiştirilen kinoa (Chenopodium quinoa Willd.)’da farklı ekim zamanlarının tane verimi ve bazı verim unsurlarına etkileri, Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 51(3):297-305.
23. ISTA. 2016. International rules for seed testing, (www.seedtest.org)
24. İlbi H, Geren H. 2005. Tohum Depolamanın Temel İlkeleri, Tohum Bilimi ve Teknolojisi (Cilt-I), İşsiz Ziraat Mühendislerinin Tohumculuk Sektörüne Kazandırılması Projesi, Reference No:TR.0205.01/002/01/17, ISBN 975-483-671-X, 975-483-672-8, s:381-425.
25. Kır AE, Temel S. 2016. Iğdır ovası kuru koşullarında farklı kinoa (Chenopodium quinoa Willd.) çeşit ve popülasyonlarının tohum verimi ile bazı tarımsal özelliklerinin belirlenmesi. Iğdır Üniv. Fen Bilimleri Enst. Derg., 4(6): 145-154.
26. Kır AE, Temel S. 2017. Sulu koşullarda farklı kinoa (Chenopodium quinoa Willd.) genotiplerinin tohum verimi ile bazı tarımsal özelliklerinin belirlenmesi. Iğdır Üni. Fen Bilimleri Enst. Der. 7(1): 353-361.
27. Koca YO, Özmen S, Küçük C, Öktem N, Özeroğlu A, Okur FB. 2017. Effects of different salt concentrations on quinoa seedlıng quality. International Journal of Secondary Metabolite, 4(3), 20-26.
28. Koca YO, Benli K, Semerci S. 2018. Kinoa (Chenopodium quinoa) üretiminde suyun taneye ve tane lezzetine etkisi, International Conference on Agriculture, Forest, Food Sciences and Technologies, (ICAFOF), 2-5 April 2018, Çeşme-Izmir, Book of Abstract, p:620.
29. Koca YO. 2018. The repressive effect of salinity on some agronomical and leaf characteristics of quinoa plant during seedling period, International Conference on Agriculture, Forest, Food Sciences and Technologies, (ICAFOF), 2-5 April 2018, Çeşme-Izmir, Book of Abstract, p:460.
30. Macit F, Turhan K. 1981. Tohum Depolamanın Genel Esasları, Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yay. No:406, İzmir
31. Munir H, Basra SMA, Cheema MA, Wahid A. 2011. Phenotypic flexibility in exotic quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) germplasm for seedling vigor and viability, Pakistan J. Agri. Sci., 48(4):255-261.
32. Naneli İ, Tanrıkulu A, Dokuyucu T. 2017. Response of the quinoa genotypes to different locations by grain yield and yield components. International Journal of Agriculture Innovations and Research, 6(3): 447- 451.
33. Önkür H, Keskin B. 2019. Kinoa (Chenopodium quinoa Willd.)’nın tohum verimi ve bazı bitkisel özellikleri üzerine sıra üzeri ve sıra arası mesafelerinin etkileri, KSÜ Tarım ve Doğa Derg. 22(Ek Sayı 1):52-60.
34. Sezgin AC, Sanlier N. 2019. A new generation plant for the conventional cuisine: Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.), Trends in Food Science & Technology 86:51–58.
35. Singh D. 2019. Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) A potential crop for future food, health security, livelihood generation and poverty eradication, Jodhpur, India, E-ISBN: 978-93-87991-67-5
36. Souza FFDJ, Devilla IA, Souza RTGD, Teixeira IR, Spehar CR. 2016. Physiological quality of quinoa seeds submitted to different storage conditions, African J. of Agricultural Research, 11(15): 1299-1308.
37. Strenske A, Vasconcelos ESD, Herzog NFM, Malavasi MDM. 2015. Quinoa seed germination of different storage periods, Scientia Agraria Paranaensis, 14: 286-290.
38. Şehirali S. 1997. Tohumluk ve Teknolojisi, Trakya Üniv. Tekirdağ Ziraat Fak. Tarla Bitkileri Bölümü, Tekirdağ.
39. Tan M, Elkoca E, Temel S. 2015. Antik çağlardan günümüze kinoa (Chenopodium quinoa Willd.), Türkiye 11. Tarla Bitkileri Kongresi, 7-10 Eylül 2015, Çanakkale, Cilt:2:326-329.
40. Tan M, Temel S. 2017a. Erzurum ve Iğdır şartlarında yetiştirilen farklı kinoa genotiplerinin kuru madde verimi ve bazı özelliklerinin belirlenmesi. Iğdır Üni. Fen Bilimleri Enst. Der., 7(4): 257-263.
41. Tan M, Temel S. 2017b. Studies on the adaptation of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) to Eastern Anatolia Region of Turkey. Agrofor Int. J., 2: 33-39.
42. Tan M, Temel S. 2018. Performance of some quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) genotypes grown in different climate conditions, Turk. J. Field Crops 23(2):180-186.
43. Tan M, Temel S. 2019. Her Yönüyle Kinoa (Önemi, Kullanılması ve Yetiştiriciliği), İksad Publishing House, ISBN: 978-605-7875-88-4, Ankara, 177s.
44. Tan M, Yöndem Z. 2013. İnsan ve hayvan beslenmesinde yeni bir bitki: kinoa (Chenopodium quinoa Wild.), Alınteri, 25(B) 62-66, ISSN:1307-3311.
45. Tan M. 2020. Macro- and micromineral contents of different quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) varieties used as forage by cattle, Turk J Agric For. 44:46-53.
46. Temel I, Keskin B. 2019a. Farklı sıra arası ve sıra üzeri mesafelerinin kinoa (Chenopodium quinoa Willd.)’nın besin içeriğine etkisi, Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 5(1):110-116.
47. 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 Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 9(1):522-532.
48. Temel S, Şurgun N. 2019. Farklı dozlarda uygulanan azot ve fosforlu gübrelemenin kinoanın ot verimi ve kalitesine etkisi, Iğdır Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 9(3):1785-1796.
49. Torres, ROC. 1987. A study of the long-term storage behaviour of Chenopodium quinoa Willd. Seeds, Unversity of Birmingham, Department of Plant Biology, M.Sc. Thesis, 63p.
50. Walters C, Ballesteros D, Vertucci VA. 2010. Structural mechanics of seed deterioration: Standing the test of time, Plant Science, 179: 565–573.
51. Yazar A, Ince Kaya C. 2014. A new crop for salt affected and dry agricultural areas of Turkey: Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.), Turkish J. of Agricultural and Natural Sciences Special Issue, 2:1440-1446.
52. Yurtsever N. 1984. Deneysel İstatistik Metotlar, Toprak ve Gübre Araş. Enstitüsü Yayınları No: 121, Ankara.
53. Zulkadir G, İdikut L, Çölkesen M. 2017. Kinoa’nın (Chenopodium quinoa Willd.) Kahramanmaraş koşullarında iki farklı ekim zamanının araştırılması, Türkiye 12. Tarla Bitkileri Kongresi, 12-15 Eylül 2017, Kahramanmaraş, Cilt:1:85.
54. Zulkadir G, İdikut L, Çölkesen M. 2018. Investigation of quinoa plant performance in Kahramanmaraş conditions. I. International Agricultural Science Congress, 9-12 May 2018, Van.