Dose Determination in Chitosan Coating by Priming Method for Maize (Zea mays L.) Plant Germination Period Parameters Improvement

Abstract

In order to feed the increasing global population, it is necessary to improve the yield and quality parameters of agricultural products and to maintain the vitality in the ecosystem. The importance of biostimulants, which have become widespread in recent years, is increasing. Chitosan, which is the most important derivative of chitin, which is one of the most common polysaccharides in nature, also appears as a type of these biostimulants. The dose determination study of maize (Zea mays L.) plant was carried out by seed coating method. In this study, KALE corn variety, registered in the FAO 700 mortality group, with yellow tusk type grains was used. First of all, a germination test was applied to the corn variety used and there was no problem in germination; In the observations made on the 7th day, the percentage of germination was determined according to ISTA 2003 and it was 100%. 0.1% in the next step; 0.2; 0.3; Chitosan solutions desired to be obtained at 0.4 and 0.5 mg/plant ratio were prepared in 1% acetic acid and left to treatment for 3 hours. In the observations made on the 7th day after planting, germination rate (%), germination rate (germination index), germination time / day), coleoptile lengths, number of rootlets and rootlet lengths and their averages were calculated; It was concluded that the highest dose of chitosan administered at the rate of 0.5 mg/plant reached the highest values.

Keywords

• Chitosan
• germination
• maize

Mısır (Zea mays L.) Bitkisi Çimlenme Dönemi Parametrelerini İyileştirilmesi İçin Priming Yöntemiyle Kitosan Kaplamada Doz Belirlenmesi

Abstract

Artan küresel nüfusun beslenmesi amacıyla tarımsal ürünlerin verim ve kalite parametrelerinin iyileştirilmesi ve ekosistemdeki canlılığın da bozulmaması gerekmektedir. Son yıllarda kullanımı yaygınlaşan biyostimülantların önemi artmaktadır. Doğada en yaygın polisakkaritlerden biri olan kitinin en önemli türevi olan kitosan da bu biyositmülantların bir çeşidi olarak karşımıza çıkmaktadır. Kabuklu deniz canlılarından yaygın şekilde elde edilebilen kitosan, tarımsal alan dışında da pek çok alanda kullanılabilmektedir. Yapılan çalışmada mısır (Zea mays L.) bitkisi, tohum kaplama yöntemi ile doz belirleme çalışması yapılmıştır. Bu çalışmada FAO 700 olum grubunda tescilli, sarı atdişi tane tipinde tanelik KALE mısır çeşidi kullanılmıştır. Öncelikle kullanılan mısır çeşidine bir çimlenme testi uygulanmış ve çimlenmede herhangi bir sorun bulunmadığı; 7’nci günde yapılan gözlemlerde çimlenme oranı %’si ISTA 2003’e göre belirleniş ve %100 çıkmıştır. Sonraki aşamada %0,1; 0,2; 0,3; 0,4 ve 0,5 mg/bitki oranında elde edilmek istenen kitosan çözeltileri %1’lik asetik asit içerisinde hazırlanmış ve 3 saat boyunca muameleye bırakılmıştır. Ekimden sonraki 7’nci günde yapılan gözlemlerde çimlenme oranı (%), Çimlenme hızı (çimlenme indeksi), çimlenme süresi /gün, koleoptil uzunlukları, kökçük sayısı ve kökçük uzunlukları ve ortalamaları hesaplanmış; en yüksek doz olan 0,5 mg/bitki oranında uygulanan kitosanın en yüksek değerlere ulaştığı sonucuna varılmıştır

Keywords

• mısır bitkisi
• Kitosan
• çimlenme

References

1. Albayrak, Ö. (2019). “Bazı Yerel Mısır Popülasyonlarının Kurağa Tepkilerinin Belirlenmesi”. (Yayınlanmış doktora tezi). Dicle Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Diyarbakır.
2. Al-Tawaha, A. R., Turk, M. A., Al-Tawaha, A. R. M., Alu’datt, M. H., Wedyan, M., Al-Ramamneh, E. A. M. & Hoang, A. T. (2018). Using Chitosan to Improve Growth of Maize Cultivars Under Salinity Conditions. Bulgarian Journal of Agricultural Science, 24 (3), 437-442.
3. Berger, J. (1962) Maize Production And The Manuring Of Maize. Centre D’ Étude De L’ Azote, Geneva, 315. Cesur, S., Köroğlu, C. ve Sırma, B. Kitosan, Özellikleri Ve Uygulama Alanları. Plastik, Ambalaj, Makine Ve Kalıp Sektörünün Aylık Teknik Dergisi. Erişim Tarihi 18 Mayıs 2023. http://Www.Plastik-Ambalaj.Com/Tr/119-Plastik-Ambalaja-Makale/1921-Kitosan-Oezellikleri-Ueretimi-Ve-Uygulama-Alanlar.
4. Cho, Y., No H. K. & Meyers, S. P. (1998). Physicochemical Characteristics And Functional Properties Of Various Commercial Chitin And Chitosan Products. J. Agric. Food Chem, 46 (9) 3839-3843.
5. Cosgrove, J. (2010). The Global Chitosan Market. Nutraceuticals World. Erişim Tarihi: 3 Mayıs 2021, Https://Www.Nutraceuticalsworld.Com/Contents/View_Onlineexclusives/2010-12-02/The-Global-Chitosanmarket-.
6. Demir, A. ve Seventekin, N. (2009). Kitin, Kitosan Ve Genel Kullanım Alanları, Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi 3(2), 92-103.
7. Domard, A. & Domard, M. (2002). Chitosan: Structure-Properties Relationship And Biomedical Applications. Polymeric Biomaterials, Revised And Expanded. 9, 187-212. Doi:10.1201/9780203904671.Ch9.
8. Gürsoy, M. (2020). Effect Of Chitosan Pretreatment On Seedling Growth And Antioxidant Enzyme Activity Of Safflower (Carthamus Tinctorius L.) Cultivars Under Saline Conditions. Applied Eco. And Environmental Research, 18(5), 6589- 6603.

9. Jabeen, N. & Ahmad, R. (2019). The Activity Of Antioxidant Enzymes İn Response To Salt Stress İn Safflower (Carthamus Tinctorius L.) And Sunflower (Helianthus Annuus L.) Seedlings Raised From Seed Treated With Chitosan. J Sci Food Agric. 93, 1699-1705. Doi,:10.1002/Jsfa.5953.
10. Khor, E. (2001). Chitin: Fulfilling A Biomaterials Promise. Elsevier Science And Technology. 148.
11. Knaul, J. Z. & Hudson, S. M. (1999). Improved Mechanical Properties Of Chitosan Fibers. Journal Of Applied Polymer Science, 72(13), 1721.
12. Kurtuluş, G. ve Vardar, F., (2020). Kitosanın Özellikleri, Uygulama Alanları, Bitki Sistemlerine Etkileri. International Journal of Advances In Engineering And Pure Sciences, 32(3), (258-269).
13. Kün, E. (1985). Sıcak İklim Tahılları. Ankara Üniv. Zir. Fak. Yay. No: 953, Ders Kitabı 275- 317. Malerba, M. & Cerana, R. (2019). Recent Applications Of Chitin-And Chitosan-Based Polymers İn Plants. Polymers, 11(5), 839.
14. Öner, F. (2011). Karadeniz Bölgesindeki Yerel Mısır (Zea Mays L.) Genotiplerinin Agronomik ve Teknolojik Özelliklerinin Belirlenmesi (Yayınlanmış Doktora Tezi). Ondokuz Mayıs Üniv., Fen Bilimleri Ens., Samsun.
15. Özdemir, Z. (2014). Kitin, Kitosanın Fonksiyonel Özellikleri ve Kullanım Alanları. Türkiye Kimya Derneği, 104. Park, R. D., Jo, K. J., Jo, Y. Y., Jin, Y. L., Kim, K. Y.& Shim, J. H. (2002). Variation of Antifungal Activities of Chitosans on Plant Pathogens. J. Microbiol. Biotechnol, 12, 84–88.
16. Queiroz, M. S., Oliveira, C. E., Steiner, F., Zuffo, A. M., Zoz, T., Vendruscolo, E. P., Silva, M. V., Mello, B. F. F. R., Cabral, R. C. & Menis, F. T. (2019). Drought Stresses On Seed Germination And Early Growth Of Maize And Sorghum. Journal Of Agricultural Science, 11(2), 310-318.
17. Rahman, M., Mukta, J. A., Sabir, A. A., Gupta, D. R., Mohi-Ud-Din, M., Hasanuzzaman, M. & Islam, M. T. (2018). Chitosan Biopolymer Promotes Yield And Stimulates Accumulation Of Antioxidants İn Strawberry Fruit. Plos One, 13(9).
18. Rhaman, M. S., Tania, S. S., Imran, S., Kibria, M. G., Ye, W., Hasanuzzaman, M. & Murata, Y. (2022). Seed Priming With: Nanoparticles: An Emerging Technique For Improving Plant Growth, Development, and Abiotic Stress Tolerance. Journal Of Soil Science And Plant Nutritio, 22 (4047-4062). Doi:10.1007/S42729-022-01007-3.
19. Rinaudo, M. (2006). Chitin And Chitosan: Properties And Applications. Polymer Science, 31(7), 603-632. Rufato, K., Galdino, J., Ody, S. K. & Pereira, G. A. (2018). Hydrogels Based on Chitosan And Chitosan Derivatives For Biomedical Applications. Hydrogels, 1-40.
20. Sivritepe, H. Ö. (2011). Tohum Canlılığının Değerlendirilmesi. Alatarım, 10(2), 94-105.
21. Sönmez, E. (2019). Tuz Stresi Altındaki Mısır (Zea Mays L.) Bitkisinde Potasyum Uygulamalarının Fizyolojik Ve Biyokimyasal Etkisinin Araştırılması. (Yayınlanmış Yüksek Lisans Tezi). Sakarya Üniv., Fen Bilimleri Ens., Sakarya.
22. Suvannasara, R. and Boonlertnirun, S. (2013). Studies On Appropriate Chitosan Type And Optimump Concentration On Rice Seed Storability. Arpn Journal Of Agricultural And Biological Science, 8 (3), 196-200.
23. Taştan, Ö. ve Baysal, T. (2013). Meyve Ve Sebze İşleme Endüstrisinde Kitosan Kullanımı. Gıda, 38(3), 175-182.
24. Tozluoğlu, A., Çöpür, Y., Özyürek, Ö. ve Çıtlak, S. (2015). Nanoselüloz Üretim Teknolojisi. Türkiye Ormancılık Dergisi, 16(2), 203-219.
25. Yağız, A. (2020). Detemination Of Using Possibilities Of Different Nano Particles For Seed Coating And Priming. (Yayınlanmış Doktora Tezi). Ömer Halis Demir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Niğde.
26. Yazgan, İ. (2010). Kitosanın Kimyasal Modifikasyonu (Yayınlanmış Yüksek Lisans Tezi). Ege Üniv., Fen Bil. Ens., İzmir.
27. Yorgancılar, M., Yaşar, M. A. ve Atalay, E., (2019). Mısır Islahında İndirgeyici Hatların Kullanımı Ve Dihaploidizasyon. Bahri Dağdaş Bitkisel Araştırma Dergisi, 1(8), 170–177.
28. Zheng, F., Zheng, W., Li, L., Pan, S., Liu, M., Zhang, W. & Zhu, C. (2017). Chitosan Controls Postharvest Decay And Elicits Defense Response İn Kiwi Fruit. Food And Bioprocess Technology, 10(11), 1937-1945.