Effects of Drought Stress on the Germination and Shoot Development in Some Cool Climate Turfgrass

Abstract

This study was carried out in order to determine the resistance of 10 varieties belonging to the species Lolium, Poa, Agrostis and Festuca, which have a cool climate turfgrass drought stress during germination, in the laboratories of Sakarya Applied Sciences University, Pamukova Vocational School in September 2020. PEG-6000 (Polyethylene glycol) concentrations (0, -2, -4, -6,-8, -10 bar) were used to create different levels of drought stress. The study was established in a “Randomized Plot Design” with 2 factors and 3 replications. In this study; germination rate, stem length, root length, vigor index, stem/root ratio, stem wet weight, root wet weight, stem dry weight, root dry weight and drought tolerance index were investigated. In the study, it was determined that the germination rates decreased with the increase of PEG concentrations. According to the findings obtained in the study, it was observed that as the drought stress increased. Festuca arundinacea Starlett and Festuca arundinacea Titan RX Rhizome varieties were found to be more drought stress than other varieties in terms of the characteristics examined.

Keywords

• Drought stress
• PEG-6000 (Polyethyleneglycol)
• Germination
• Shoot development
• Cool climate turfgrass.

Kuraklık Stresinin Bazı Serin İklim Çim Alan Buğdaygillerinin Çimlenmesi ve Sürgün Gelişimi Üzerine Etkileri

Abstract

Bu çalışma, serin iklim çim alan buğdaygillerinden; Lolium, Poa, Agrostis ve Festuca cinslerine ait 10 çeşidin çimlenme döneminde kuraklık stresine dayanıklılığının belirlenmesi amacıyla Eylül 2020 tarihinde Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Pamukova Meslek Yüksekokulu laboratuvarlarında yürütülmüştür. Kuraklık stresini oluşturmak için farklı PEG-6000 (Polietilen glikol) konsantrasyonları (0, -2, -4, -6,-8, -10 bar) kullanılmıştır. Araştırma tesadüf parselleri deneme deseninde 2 faktörlü ve 3 tekrarlamalı olarak yürütülmüştür. Araştırmada; çimlenme oranı, sapçık uzunluğu, kökçük uzunluğu, vigor indeksi, sapçık/kökçük oranı, sapçık yaş ağırlığı, kökçük yaş ağırlığı, sapçık kuru ağırlığı, kökçük kuru ağırlığı ve kuraklığa tolerans indeksi özellikleri incelenmiştir. Araştırmada PEG konsantrasyonlarının artmasıyla çimlenme oranlarının düştüğü belirlenmiştir. İncelenen türler arasında Festuca arundinacea Starlett ve Festuca arundinacea Titan RX Rizomlu çeşitlerinin diğer çeşitlere göre kuraklığa daha toleranslı olduğu belirlemiştir.

Keywords

• Kuraklık stresi
• PEG-6000 (Polyethyleneglycol)
• Çimlenme
• Sürgün gelişimi
• Serin iklim çim bitkileri.

References

1. [1] T. Kalefetoğlu ve Y. Ekmekçi. “The effects of drought on plants and tolerance mechanisms”, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 18 (4), 723-740, (2005).
2. [2] M. Kadıoğlu, “Kuraklık Kıranı”, Güncel Yayınevi, 125, İstanbul, (2001).
3. [3] A. E. Silay ve A. Tomar, “Kuraklığın Etkileri ve Su Kaynakları Yatırımlarının İzmir Ölçeğinde İrdelenmesi”, TMMOB İzmir Kent Sempozyumu, 08-10/01/2009, 299-313, İzmir, (2009).
4. [4] S. Safi, H. Şimşek ve A. Ünlükara, “Su ve tuzluluk stresinin Mürdümük’te (Lathyrus sativus L.) bitki büyüme, gelişme, verim ve su tüketimi üzerine etkilerinin belirlenmesi”, Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Dergisi, 30(1): 1-12, (2013).
5. [5] M. Arslan, “Fattyacidcharacteristics of grasspea (Lathyrus sativus) in an East Mediterranean environment”, Cogent Chemistry, 3: 1296748, (2017).
6. [6] M. Yılmaz, R. Avcıoğlu, A. Salman ve A. C. Cevheri, “Ülkemiz yeşil Alan Uygulamalarında Karşılaşılan Sorunlar ve Çözüm Önerileri”'. Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi 5(2): 60-63, (2012).
7. [7] R. Avcıoğlu, “Çim Ekimi Dikimi Bakımı”, Ege Üniversitesi Yayınları, Ziraat Fakültesi Yayın No: 574, Bornova-İzmir, 332 s, (2014).
8. [8] E. Açıkgöz, “Yem Bitkileri”, Yenilenmiş Baskı. Uludağ Ün. Güçlendirme Vakfı Yayın No: 182, 584 p, (2001).

9. [9] L. Van den Berg and Y. J. Zeng, “Response of South African Indigenous Grass Species To Drought Stress İnduced By Polyethylene Glycol (PEG) 6000”, South African Journal of Botany 72: 284-286, (2006).
10. [10] M. Farooq, A. Wahid, N. Kobayashi, D. Fujita and S. M. A. Basra, “Plant Drought stress: effects, mechanisms and management”, Agronomy Sustain. Development, 29: 185-212, (2009).
11. [11] E. B. Çarpıcı ve B. Erdel, “Bazı yonca çeşitlerinde (Medicago sativa L.) kuraklık stresinin çimlenme özellikleri üzerine etkisi”, Derim, 32(2): 201-210, (2015).
12. [12] M. Özkurt, İ. Saygılı ve K. Dirik Özdemir, “Bazı Yonca Çeşitlerinin Erken Gelişme Dönemindeki Kuraklık Toleransının Belirlenmesi”, KSÜ Tarım ve Doğa Dergisi, 22(4):557-562, (2019).
13. [13] A. Castroluna, O. M. Ruiz, A. M. Quiroga and H. E. Pedranzani, “Effects of Salinity and Drought Stress on Germination, Biomass and Growth in Three Varieties of Medicago sativa L.”, Avances en Investigación Agropecuaria. 18(1): 39-50, (2014).
14. [14] H. Hamidi and A.Safarnejad, “Effect of drought stress on alfalfa cultivars (Medicago sativa L.) in germination stage”, American-Eurasian Journal of Agricultural & Environmental Sciences, 8 (6): 705-709, (2010).
15. [15] D. Carmen and G.Nedelea, “The Effect of Genotype And Water Stress on Germination Ability of Seeds in Some Alfalfa Varieties”, Journal of Horticulture, Forestry and Biotechnology, 16(1):153-156, (2012).
16. [16] J. Feng, D. Wang, C. Shao, L. Zhang and X. Tang, “Effects of Cold Plasma Treatment on Alfalfa Seed Growth Under Simulated Drought Stress”, Plasma Science and Technology, 20 (3): 35-50, (2018).
17. [17] M. Yılmaz ve G. Bayram, “Farklı PEG (Polyethyleneglychol) Konsantrasyonlarının Bazı Yonca Çeşitlerinin Çimlenme Özelliklerine Etkileri”, International Agricultural Congress of Muş Plain, Muş, 105-119, (2019).
18. [18] A. Safarnejad, “Morphological and biochemical response to osmotic stress in alfalfa (Medicago sativa L.)’’. Pakistan Journa of Botany, 40(2), 735-746, (2008).
19. [19] T. Kipnis, I Vaisman and I. Granoth, “Drought stress and alfalfa production in a mediterranean environment”, Irrigation Science (1989) 10: 113-125, (1989).
20. [20] M. Tucak, S. Popovic, T. Cupic and G. Krizmanic, “Drought Stress Responses of Alfalfa (Medıcago sativa L.) Breedıng Populations”, Romanian Agricultural Research, No: 34,s: 25-30, (2017).
21. [21] L. M. Gonzalez, L. Argentel, N. Zaldivar and R. Ramirez, “Effects of simulated drought induced by PEG-6000 on the germination and growth of two wheat varieties”, Cultivos Tropicales, 26 (4): 49-52, (2005).
22. [22] B. E. Michel and M. R. Kaufman, “The osmotic potential of polyethylene glycol 6000”, Plant Physiology. 5/: 914-916, (1973).
23. [23] S. J. Scott, R. A. Jones and W. A. “Williams, Review of data analysis methods for seed germination”, Crop Science, 24: 1192-1199, (1984).
24. [24] İ. E. Akıncı ve Ü. Çalışkan, “Kurşunun bazı yazlık sebzelerde tohum çimlenmesi ve tolerans düzeyleri üzerine etkisi”, Ekoloji, 19(74), 164-172, (2010).
25. [25] A. Soltani, Z. Khodarahmpour, A. A. Jafar and S. Nakhjavan, “Selection of Alfalfa (Medicago sativa L.) Cultivars for Salt Stress Tolerance Using Germination Indices”, African Journal of Biotechnology, 11(31):7899-7905, (2012).
26. [26] A. A. Abdul-baki and J. D. Anderson, “Viability and leaching of sugars from germinating barely”, Crop Science, 10: 31-34, (1970).
27. [27] J. Hu, Z. Y. Zhu, W. J. Song, J. C. Wang and W. M. Hu, “Effects of sand priming on germination and field performance in direct-sown rice (Oryza sativa L.)”, Seed Science Technology, 33: 243- 248, (2005).