Investigating of Some Agricultural and Quality Traits of Advanced Barley (Hordeum vulgare L.) Lines

Year 2021, , 545 - 556, 07.09.2021

Ali Cevat Sönmez

https://doi.org/10.33462/jotaf.859541

Abstract

To meet the increasing raw material demand of the livestock and food sectors in our country is a need for new high-quality barley varieties that have a short vegetation period, resistance to lodging, homogeneous and plump grain, high grain and biomass yield, and compatible with the climate of the Central Anatolia Region. To meet this need, it was aimed to determine the appropriate lines by comparing 18 advanced barley lines belonging to the Transitional Zone Agricultural Research Institute with the standard varieties widely grown in the region. The trials were carried out in two locations, Eskişehir Center and Hamidiye fields of the Transitional Zone Agricultural Research Institute in the 2017-2018 crop year, in rainfed conditions. The trials were set up as a randomized complete block design with 4 replications in Eskişehir and 3 replications in Hamidiye. In the study, grain yield, days to heading, plant height, lodging score, thousand-grain weight, plump grain ratio, grain protein, and beta-glucan ratio properties of the breeding material were investigated. According to the results of the analysis of variance by combining the location averages, the differences between genotypes in all parameters except the beta-glucan ratio were found to be statistically significant. In the study were obtained that grain yield is between 4.56-6.67 t ha-1; days to heading are between 115.4 - 124 days; plant height is between 81.6-101.4 cm; lodging score is between 0-100%; thousand-grain weight is between 35.7-47.4 g; the plump grain ratio is between 52.0-94.3%; grain protein content is between 10.05-12.75%; ß-glucan values are between 3.67-4.33% were obtained. Also, in the correlation analysis, a negative relationship was found significant between grain yield and days to heading, lodging score, and protein content characteristics, while a relationship was found significant to be positive with the plump grain ratio feature. When all the parameters are evaluated together, it is seen that lines 8, 11, 13, 14, 18, and 22 stand out as candidates for variety.

Keywords

Barley, Grain Yield, Correlation, Quality, Selection

Supporting Institution

The Republic of Turkey Ministry of Agriculture And Forestry, General Directorate Of Agricultural Research And Policy, Transitional Zone Agricultural Research Institute

Investigating of Some Agricultural and Quality Traits of Advanced Barley (Hordeum vulgare L.) Lines

Abstract

Ülkemizdeki hayvancılık ve gıda sektörlerinin giderek artan hammadde talebini karşılamak için Orta Anadolu Bölgesi iklim koşullarına uyumlu vejetasyon süresi kısa, yatmaya dayanıklı, homojen ve dolgun taneli, yüksek tane ve biyomas verime sahip kaliteli yeni arpa çeşitlerine ihtiyaç vardır. Bu ihtiyacı gidermek amacıyla Geçit Kuşağı Tarımsal Araştırma Enstitüsü ‘ne ait ileri kademe 18 adet arpa hattı bölgede yaygın olarak yetiştirilen standart çeşitlerle kıyaslanarak uygun hatların belirlenmesi hedeflenmiştir. Denemeler 2017-2018 ürün yılında yağışa bağımlı koşullarda Geçit Kuşağı Tarımsal Araştırma Enstitüsü ’nün Eskişehir Merkez ve Hamidiye deneme arazileri olmak üzere iki lokasyonda yürütülmüştür. Denemeler tesadüf blokları deneme deseninde Eskişehir de 4 tekerrürlü ve Hamidiye de ise 3 tekerrürlü olarak kurulmuştur. Araştırmada ıslah materyalinin tane verim, başaklanma süresi, bitki boyu, yatma değeri, bin tane ağırlığı, dolgun tane oranı tane protein ve beta-glukan oranı özellikleri incelenmiştir. Lokasyon ortalamaları birleştirilerek yapılan varyans analizi sonuçlarına göre beta-glukan oranı dışında tüm parametrelerde genotipler arasındaki farklılıklar istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur. Denemede ortalama olarak tane verim 4.56-6.67 t ha-1 arasında; başaklanma süresi 115.4 - 124 gün arasında; bitki boyu 81.6-101.4 cm arasında; yatma değeri % 0-100 arasında; bin tane ağırlığı 35.7-47.4 g arasında; dolgun tane oranı %52.0-94.3 arasında; tane protein içeriği % 10.05-12.75 arasında; ß-glukan oranı ise % 3.67-4.33 arasında elde edilmiştir. Ayrıca yapılan korelasyon analizinde tane verim ile başaklanma süresi, yatma değeri ve tane protein oranı özellikleri arasında olumsuz ilişki anlamlı görülürken, dolgun tane oranı özelliği ile olumlu ve önemli bulunmuştur. Tüm özellikler birlikte değerlendirildiğinde 8, 11, 13, 14, 18 ve 22 nolu hatların çeşit adayı olarak öne çıktıkları görülmüştür.

Keywords

Arpa, Tane Verim, Korelasyon, Kalite, Seleksiyon

References

• Akar, T., Avcı, M., Düşünceli, F., Tosun, H., Ozan, N., Sipahi, H. (1999). Orta Anadolu ve geçit bölgelerinde arpa tarımının sorunları ve çözüm yolları. Orta Anadolu’da Hububat Tarımının Sorunları ve Çözüm Yolları Sempozyumu, 8-11 Haziran, Konya, Turkey.
• Aktaş, H. (2017). Türkiye’de yoğun ekim alanına sahip bazı arpa (Hordeum vulgare L.) çeşitlerinin destek sulamalı ve yağışa dayalı koşullarda değerlendirilmesi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi 2017: 14 (03) p 86-97
• Alkan, F., Kandemir, N. (2015). Tokak yerel arpa çeşidi içinden seçilen safhatların bazı gıda, yem ve tarımsal özellikler bakımından varyasyonları. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 24(2), 124-139.
• Al-Menaie, H. S., Mahgoub, H. S., Al-Ragam, O., Al-Dosery, N., Mathew, M., Suresh, N. (2013). Performance and Yield Components of Forage Barley Grown Under Harsh Environmental Conditions of Kuwait. In Advance in Barley Sciences (pp. 367-374). Springer, Dordrecht.
• Anderson, M. K., Reinbergs, E. (1985). Barley breeding. Barley, 26, 231-268. Published in Barley, Agronomy Monograph No. 26, © ASA-CSSA-SSSA, 677 South Segoe Road, Madison, WI 53711, USA.
• Anonymous, (2010). AACC Approved Methods (10th ed.). American Association of Cereal Chemists International (AACC), St. Paul, MN.
• Anonymous, (2020). Climate records. Transitional Zone Agricultural Research Institute. Eskişehir, Turkey
• Anonymous, (2021a). TUIK istatistikleri. www.tuik.gov.tr (Accessed date: 03.01.2021)
• Anonymous, (2021b). World Agricultural Production. Circular Series WAP 12-20 December 2020. https://apps.fas.usda.gov/psdonline/circulars/production.pdf (Accessed date: 03.01.2021)
• Atlı, A., Koçak, N., Köksel, H., Tuncer, T. (1989). Yemlik ve Maltlık arpada kalite kriterleri ve arpa ıslah programlarında kalite değerlendirmesi. Arpa-Malt Seminerleri, Konya 23-27.
• Aydın, M., Katkat, A. V. (1999). Water Consumption and Growth of Some Barley Genotypes Under Eskişehir Conditions. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 23 (EK4):797-802.
• Aydoğan, S., Şahin, M., Akçacık, A. G., & AyrancıI, R. (2011). Konya koşullarına uygun yüksek verimli ve kaliteli arpa genotiplerinin belirlenmesi. Selcuk Journal of Agriculture and Food Sciences, 25(1), 10-16.
• Aydoğan, S., Şahin, M., Akçacık, A. G., Demir, B., Hamzaoğlu, S., Kara, İ. (2016). Yemlik Arpa Genotiplerinin Kalite Özellikleri Açısından Islah Programı Kapsamında Değerlendirilmesi. Bahri Dağdaş Bitkisel Araştırma Dergisi, 5(2), 68-76.
• Aydoğan, S., Şahin, M., Akçacık, A. G., Demir, B., Hamzaoğlu, S., Kara, İ. (2017). Arpa genotiplerinin farklı lokasyonlardaki kalite özelliklerinin değerlendirilmesi. Selçuk Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, 31(2), 8-13.
• Baik, B. K., Ullrich, S. E. (2008). Barley for food: characteristics, improvement, and renewed interest. Journal of cereal science, 48(2), 233-242.
• Berry, P. M., Spink, J. H., Sylvester-Bradley, R., Pickett, A., Sterling, M., Baker, C., & Cameron, N. (2002). Lodging control through variety choice and management. In Proceedings of the 8th Home-Grown Cereals Association R & D Conference on Cereals and Oilseeds, pages (pp. 7-1).
• Cenci, C. A., Grando, S., & Ceccarelli, S. (1984). Culm anatomy in barley (Hordeum vulgare). Canadian journal of botany, 62(10), 2023-2027.
• Day, A. D., & Dickson, A. D. (1958). Effect of Artificial Lodging on Grain and Malt Quality of Fall‐sown Irrigated Barley 1. Agronomy Journal, 50(6), 338-340.
• Doğan, Y., Kendal, E., Karahan, T., & Çiftçi, V. (2014). Diyarbakır koşullarında bazı arpa genotiplerinde verim ve bazı kalite özelliklerinin belirlenmesi. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 2014(2), 31-40.
• Elgün, A., Certel, M. (1987). Tahıl ve ürünlerinde analitik kalite kontrolü. Atatürk Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Tarım Ürünleri Teknolojisi Bölümü, 100-104, Erzurum.
• Engin, A. (1989). Biralık arpalarda önemli kalite özellikleri ve bunların malt kalitesi üzerine etkileri. Arpa-Malt Semineri, 30 Mayıs – 1 Haziran, s 38-41, Konya.
• Fox, G. P., Panozzo, J. F., Li, C. D., Lance, R. C. M., Inkerman, P. A., & Henry, R. J. (2003). Molecular basis of barley quality. Australian Journal of Agricultural Research, 54(12), 1081-1101.
• Gholipoor, M., Rohani, A., & Torani, S. (2013). Optimization of traits to increasing barley grain yield using an artificial neural network. International Journal of Plant Production (2013) 7(1): 1-18
• Harwood, W. A. (2019). An introduction to barley: the crop and the model. In Barley (pp. 1-5). Humana Press, New York, NY.
• İmamoğlu, A., Pelit, S., Sarı, N., Büyükkileci, C., Yıldız, Ö. (2016). Ege Bölgesi Sahil Kuşağına Uyumlu Arpa (Hordeum vulgare L.) Çeşit ve Genotiplerinin Verim ve Bazı Kalite Özelliklerinin Belirlenmesi. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 25 (özel sayı-1): 141-145.
• Kalaycı, M., Siirt, S., Aydın, M., Özbek, K. (1991). Yıllık Çalışma Raporu. Transitional Zone Agricultural Research Institute, Eskişehir.
• Kandemir, N. (2004). Tokat-Kazova şartlarına uygun maltlık arpa çeşitlerinin belirlenmesi. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 2004(2).
• Kara, İ., Türköz, M., Yakışır, E., Özer, E., Yaşar, M., ... & Cerit, Ş. İ. (2019). Konya İli Kuru Şartlarında Arpa (Hordeum vulgare L.) Genotiplerinin Verim ve Bazı Tarımsal Özelliklerinin Araştırılması. Bahri Dağdaş Bitkisel Araştırma Dergisi, 8(1), 21-25.
• Kendal, E., Kılıç, H., Tekdal, S., Altıkat, A. (2010). Bazı arpa genotiplerinin Diyarbakır ve Adıyaman kuru koşullarında verim ve verim unsurlarının incelenmesi. Harran Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, 14(2), 49-58.
• Kızılgeçi, F., Yıldırım, M., Albayrak, Ö., & Akıncı, C. (2016). Bazı arpa genotiplerinin Diyarbakır ve Mardin koşullarında verim ve kalite parametrelerinin incelenmesi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 6(3), 161-169.
• Kızılgeçi, F., Yıldırım, M., Akıncı, C., Albayrak, Ö. (2019). Arpada tane verimi ve kalite özellikleri üzerine genotip ve çevrenin etkileşimi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi, 22(3), 346-353.
• Koca, Y. O., Erekul, O., Sabancı, S., Zeybek, A., & Yiğit, A. (2015). Akdeniz kuşağında yetiştirilen arpa (Hordeum vulgare L.) çeşitlerinde verim unsurları ve tane kalite özelliklerinin belirlenmesi. Adnan Menderes Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 12(1), 9-15.
• Kon, H. İ. F. (2019). Orta Anadolu koşullarında, bazı arpa çeşitlerinin verim, kalite ve azot kullanım randımanlarının azotlu gübreleme miktarlarına göre belirlenmesi. (Ph. D. Thesis) Ankara Üniversity. The Institute of Natural Sciences, Department of Field Crops, Ankara, Turkey
• Köten, M., Ünsal, S., Atlı, A. (2013). Arpanın insan gıdası olarak değerlendirilmesi. Türk Tarım–Gıda Bilim ve Teknoloji Dergisi, 1, 51-55.
• McCleary, B. V., & Codd, R. (1991). Measurement of (1→ 3),(1→ 4)‐β‐D‐glucan in barley and oats: A streamlined enzymic procedure. Journal of the Science of Food and Agriculture, 55(2), 303-312.
• Özkan, U. 2020. Türkiye Yem Bitkileri Tarımına Karşılaştırmalı Genel Bakış ve Değerlendirme. Turkish Journal of Agricultural Engineering Research, 1(1), 29-43.
• Özkaya H, Özkaya B. 2005. Tahıl ve Ürünleri Analiz Yöntemleri. A.Ü. Mühendislik Fak. Gıda Müh. Bölümü, Gıda Teknolojisi Yayınları N0:30, Ankara.
• Öztürk, İ., Avcı, R., Kahraman, T. (2007). Trakya Bölgesinde yetiştirilen bazı arpa (Hordeum vulgare L.) çeşitlerinin verim ve verim unsurları ile bazı kalite özelliklerinin belirlenmesi. UÜ Ziraat Fakültesi Dergisi, 21(1), 59-68.
• Öztürk, İ., Avcı, R., Kaya, R., Vulchev, D., Popova, T., Valcheva, D., & Dimova, D. (2014). Bazı arpa (Hordeum vulgare L.) genotiplerinin Edirne koşullarında verim ve bazı tarımsal özelliklerinin incelenmesi. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 23(2), 41-48.
• Öztürk, İ., Avcı, R., Tülek, A., Kahraman, T., Tuna, B. (2016). Bazı Arpa (Hordeum vulgare L) Genotiplerinin Trakya Bölgesinde Verim ve Agronomik Özelliklerinin Araştırılması. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 25(1).
• Pask, A. J. D., Pietragalla, J., Mullan, D. M., Reynolds, M.P. (2012). Physiological Breeding II: A Field Guide to Wheat Phenotyping. Chapter 18. p-100, Cimmyt.
• Pearson, K. (1920). Notes on the history of correlation. Biometrika, 13.1: 25-45.
• Saygılı, İ., Demir, A., Kandemir, N. (2019). Tokat-Kazova Şartlarının Maltlık Arpa Üretimi Potansiyeli. Türkiye 13. Ulusal, 1. Uluslararası Tarla Bitkileri Kongresi, 01-04 Kasım 2019, Antalya, Turkey
• Sirat, A., Sezer, İ. (2009). Bafra ovası koşullarına uygun arpa (Hordeum vulgare L.) çeşitlerinin belirlenmesi.. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 24(3), 167-173.
• Sirat, A. (2014). Orta Karadeniz Bölgesi koşullarına uygun maltlık ve yemlik arpa (Hordeum vulgare L.) çeşitlerinin belirlenmesi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi 2014 11(1) p 9-17
• Sirat, A., Sezer, İ. (2017). Bafra ovasında yetiştirilen bazı iki sıralı arpa (Hordeum vulgare conv. distichon) çesitlerinin verim, verim öğeleri ile bazı kalite özelliklerinin belirlenmesi. Tekirdag Ziraat Fakültesi Dergisi, 14(1), p 77-87.
• Smith, B. D., Nesbitt, M. (1995). The emergence of agriculture (p. 231). New York: Scient. American Library. Nature, 1995, 375.6529: 289-289.
• Sönmez A. C., Yüksel, S., Belen, S., Çakmak, M., Akın, A. (2017). Kuru koşullarda Orta Anadolu ve geçit bölgeleri için geliştirilen bazı arpa (Hordeum vulgare L.) hat ve çeşitlerinin tane verim ve bazı kalite unsurlarının incelenmesi. KSU Doğa Bilimleri Dergisi, 20, 258.
• Sönmez, A. C., Yüksel, S. (2019). İleri Kademe Arpa (Hordeum vulgare L.) Genotiplerinin Verim ve Bazı Fizyolojik Özelliklerinin Eskişehir Koşullarında Belirlenmesi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi, 22, 61-69.
• Sönmez, A. C., Olgun, M., Yüksel, S., Belen, S., Yıldırım, Y.,... & Önder, O. (2020). Determining of Grain Yield and Some Malting Quality Characteristics of Advanced Barley (Hordeum vulgare L.) Genotypes in Eskişehir Conditions. Black Sea Journal of Agriculture, 15-16.
• Student, (1908). The Probable Error of a Mean. Biometrica. Volume 6, Issue 1, 1-25
• Yılkan, Y., Öztürkci, Y. Ö., Arpalı, D., & Akkol, S. (2020). Van Ekolojik Koşullarında İki Sıralı Arpa Çeşitlerinde Fenolojik Dönemler, Tane Verimi ve Bazı Verim Bileşenleri Arasındaki İlişkiler. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 30(4), 751-760.
• Yu, G. T., Horsley, R. D., Zhang, B., & Franckowiak, J. D. (2010). A new semi-dwarfing gene identified by molecular mapping of quantitative trait loci in barley. Theoretical and applied genetics, 120(4), 853-861.
• Yüksel, S., İkincikarakaya, S. Ü., Bolat, N., Çakmak, M.,…Karaduman, Y. (2011). Eskişehir Anadolu Tarımsal Araştırma Enstitüsü Tarafından 2004-2007 Yılları Arasında Tescil Ettirilen Arpa Çeşitlerinin Bazı Tarımsal Özellikleri. Uluslararası Katılımlı I. Ali Numan Kıraç Tarım Kongresi ve Fuarı 27-30 Nisan, 2011 Eskişehir, Turkey
• Yüksel, S., İkincikarakaya, S. Ü., Sönmez, A. C., Belen, S., & Yıldırım, Y. (2017). Eskişehir Ekolojik Koşullarında Bazı Arpa Hat ve Çeşitlerinin Verim ve Verim Öğeleri Üzerine Bir Araştırma. Tarim ve Doga Dergisi, 20, 252.
• Williams, P., El-Haramein, F. J., Hani, N., & Safouh, R. (1988). Crop quality evaluation methods and guidelines. (14, Ed. 2.). ICARDA. 142 p. Aleppo, Syria
• Wood, P. J. (2007). Cereal β-glucans in diet and health. Journal of cereal science, 46(3), 230-238.