Arttırılmış sıcaklık ve karbondioksit seviyelerinin Ambrosia artemisiifolia L. (Arsız zaylan)’nın çimlenme ve bitki gelişimi üzerine etkisi

Year 2021, Volume: 26 Issue: 2, 421 - 430, 09.08.2021

Olcay Bozdoğan , Yücel Karaman , Nihat Tursun

https://doi.org/10.37908/mkutbd.907050

Abstract

Amaç: Bu çalışma, arttırılmış sıcaklık ve karbondioksit seviyelerinin arsız zaylan (Ambrosia artemisiifolia L.)’nın tohum çimlenmesi ve bitki gelişimi üzerine olan etkisini belirlemek amacıyla yapılmıştır.

Yöntem ve Bulgular: Çalışma 2019 yılında tam otomasyonlu sıcaklık ve karbondioksit uygulama serasında yürütülmüştür. Çimlenme parametreleri olarak; Gmax, T50, T90, GUI75-25, GUI90-10 değerleri, bitki gelişim parametreleri olarak ise bitki uzunluğu, kök uzunluğu, bitki yaş ve kuru ağırlığı, kök yaş ve kuru ağırlığı hesaplanmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda sıcaklık ve karbondioksit artışının A. artemisiifolia’nın çimlenme gücünü azalttığı, sıcaklık artışının ise çimlenme süresini yüksek oranda düşürdüğü belirlenmiştir. Bitki ve kök uzunluğunda ise sıcaklık ve karbondioksit artışının olumlu etki gösterdiği ancak, bu artışın istatistiksel olarak önemli olmadığı saptanmıştır. Ayrıca, bitki ve kök yaş ve kuru ağırlığında artışların olduğu ve bu artışların istatistiksel olarak önemli olduğu (bitki kuru ağırlığı dışında) belirlenmiştir. Sıcaklık X karbondioksit interaksiyonunda ise bitki gelişim parametrelerindeki artışlarda en iyi etkinin 29 °C X 800 ppm de olduğu saptanmıştır.

Genel Yorum: Sıcaklık ve karbondioksit artışı ile bitkinin çimlenme gücünün olumsuz yönde etkilenerek sırasıyla % 48,48 ve % 38.71’lik bir azalma belirlenmiştir. Ancak sıcaklık artışı ile çimlenme süresinin, bitki gelişim parametrelerinin olumlu yönde etkilendiği belirlenmiştir. T50 değerinde % 44.78, T90 değerinde % 50’ lik bir azalmanın olduğu saptanmıştır. Sıcaklık ve karbondioksit artışının bitki uzunluğunu sırasıyla % 18.54 ve % 19.76, kök uzunluğunu % 7.42 ve % 9.83, bitki yaş ağırlığını % 52.20 ve % 47.38, kök yaş ağırlığını % 107.68 ve % 209.53, bitki kuru ağırlığını % 113.34 ve % 50.91 ve Kök kuru ağırlığını % 625.41 ve % 315.80 oranında arttırdığı hesaplanmıştır.

Çalışmanın Önemi ve Etkisi: Elde edilen sonuçlar doğrultusunda artan sıcaklık ve karbondioksitin istilacı türlerin yüksek bitki ağırlığı ve hızlı gelişmesini teşvik ettiği ve bunun sonucu olarak da bu bitkilerin istila potansiyelini arttırabileceği ortaya çıkmaktadır.

Keywords

Sıcaklık, karbondioksit, ambrosia artemisiifolia, gelişim, çimlenme

Effect of increased temperature and carbon dioxide levels on germination and plant growth of Ambrosia artemisiifolia L. (Ragweed)

Abstract

Aims: This study was conducted to determine the effect of increased temperature and carbon dioxide levels on the seed germination and plant growth of common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.).

Methods and Results: The study was carried out in a fully automated temperature and carbon dioxide application greenhouse in 2019. As germination parameters; Gmax, T50, T90, GUI75-25, GUI90-10 values, and plant height, root length, plant fresh and dry weight, root fresh and dry weight were calculated as plant growth parameters. As a result of the studies, it was determined that the increase in temperature and carbon dioxide decreased the germination power of A. artemisiifolia, while the increase in temperature significantly reduced the germination time. It was determined that the increase in temperature and carbon dioxide had a positive effect on plant and root length, but this increase was not statistically significant. In addition, it was determined that there were increases in plant and root fresh and dry weight and these increases were statistically significant (except plant dry weight). In temperature X carbon dioxide interaction, it was found that the best effect on the increase in plant growth parameters was at 29 ° C X 800 ppm.

Conclusions: With the increase of temperature and carbon dioxide, the germination power of the plant was negatively affected and a decrease of 48.48% and 38.71%, respectively, was determined. However, it was determined that the increase in temperature and the germination period positively affected the plant growth parameters. It has been determined that there is a 44.78% decrease in T50 value and 50% decrease in T90 value. The increase in temperature and carbon dioxide increased plant length 18.54% and 19.76%, root length 7.42% and 9.83%, plant fresh weight 52.20% and 47.38%, root fresh weight 107.68% and 209.53%, plant dry weight 113.34% and 50.91%, root dry weight It has been calculated that it increased its weight by 625.41% and 315.80%.

Significance and Impact of the Study: In line with the results obtained, it is revealed that increasing temperature and carbon dioxide encourage the high plant weight and rapid growth of invasive species and consequently increase the invasion potential of these plants.

Keywords

Temperature, carbon dioxide, ragweed, growth, germination

References

• Abar SS (2021) Konya İlinde Çevresel Faktörlerin Etkisi Altındaki Fasulye Tarlarında Sorun Olan Yabancı Otların Belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Konya Selçuk Üniversitesi, Fen Bil. Ens., Bitki Koruma ABD.88 s.
• Aksoy N, Kaplan A, Özkan NG, Aslan S (2010) Some invasive plants in the Western Black Sea region of Turkey and their monitoring possibilities. 2nd International Workshop on Invasive Plants in Mediterranean Type Regions of the World. Book of Abstract p.72, Trabzon.
• Akyol N (2015) Ambrosia artemisiifolia L.'nin Karadeniz Bölgesinde Yaygınlığı ve Çimlenme Biyolojisi. Yüksek Lisans Tezi, Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Fen Bil. Ens., Bitki Koruma ABD. 128 s.
• Aslan S, Şahin B, Vural M (2013) Kızılırmak deltasından bazı nadir türler ve önemli kayıtlar. Biyoçeşitlilik Sempozyumu Bildiri Kitabı. Muğla, 202–207.
• Basset IJ, Crompton CW (1975) The biology of Canadian weeds. 11. Ambrosia artemisiifolia L. And A. psilostachya DC. Can J Plant Sci 1975;55:463-76.
• Behçet LA (2004) New Record for the Flora of Turkey: Ambrosia tenuifolia Spreng. (Compositae). Turk J Bot, 28, 201–203.
• Bozdoğan O, Karaman Y, Tursun N (2019) Farklı Sıcaklık ve Karbondioksit Değerlerinin Bazı Yabancı Otların Çimlenme Oranlarına ve Sürelerine Etkisi. Turk J Weed Sci, 22 (2), 175-184.
• Buttenschon RM, Bohren C (2010) Guidelines for management of common ragweed, Ambrosia artemisiifolia. Euphresco Project Ambrosia 2010;pp.47.
• Byfield JA, Baytop A (1998) Three Alien Species New to the Flora of Turkey. Turk J Bot, 22, 205–208.
• Chauvel B, Dessaint F, Cardinal-Legrand C, Bretagnolle F (2006) The historical spread of Ambrosia artemisiifolia L. in France from herbarium records. J Biogeogr 2006;33:665-73.
• Dickerson Jr CT, Sweet RD (1971) Common ragweed ecotypes. Weed Sci 1971;19:64-6.
• Frick G, Boschung H, Schulz-Schroeder G, Russ G, Ujcic- Vrhovnik I, Jakovac-Strajn B ve ark. (2011) Ragweed (Ambrosia sp.) seeds in bird feed. Biotechnol Agron Soc Environ 2011;15(S1):39-44.
• Fumanal B, Chauvel B, Bretagnolle F (2007) Estimation of pollen and seed production of common ragweed in France. Ann Agric Environ Med 2007;14:233-6.
• Gerber E, Schaffner U, Gassmann A, Hinz HL, Seieri M, Müller-Scharer H (2011) Prospects for biological control of Ambrosia artemisiifolia in Europe: learning from the past. Weed Research 2011;51:559-73.
• Hansen A (1976) Ambrosia L. In: Tutin TG, Heywood VH (eds). Flora Europaea. Vol. 4. Cambridge: Cambridge Univ Press 1976:142- 143.
• Haris DC (2010) Charles David Keeling and the Story of Atmospheric CO2 Measurements. Analytical Chemistry, 82(19), 7865-7870.
• Hayman P, Sadras V (2010) Climate change and weed management in Australian farming systems. http://www.caws.org.au/awc/2006/awc200610221.pdf. Fifteenth Australian Weeds Conference.
• IPCC (2007a) “Climate Change 2007 Synthesis Report: Summary for Policymakers”, http://www.ipcc.ch/pdf/ assessment-report/ar4/syr/ar4_syr_ spm.pdf, 12.05.2009.
• IPCC (2007b) “Summary for Policymakers” A report of Working Group I of the Intergovernmental Panel on Climate Change, https://www.ipcc.ch/pdf/ assessmentreport/ ar4/wg1/ar4-wg1-spm.pdf (04.14.2018)
• Jabran K, Doğan MN, Eren Ö (2013) Effect of normal and elevated CO₂ levels on the growth of some invasive weeds in Turkey. 4th ESENIAS Workshop: International Workshop on IAS in Agricultural and Non-Agricultural Areas in ESENIAS Region, 16-17 December 2013 Çanakkale Onsekiz Mart University, Turkey
• Karaköse M, Akbulut S, Bayramoğlu MM (2018) Espiye (Giresun) Orman Planlama Birimi’nin istilacı yabancı türleri. Turkish Journal of Forestry. 19(2): 120-129.
• Kazinczi G, Beres I, Novak R, Biro K, Pathy Z (2008a) Common ragweed (Ambrosia artemisiifolia): a review with special regards to the results in Hungary: I. Taxonomy, origin and distribution, morphology, life cycle and reproduction strategy. Herbologia;9:55-91.
• Kazinczi G, Beres I, Novak R, Biro K, Pathy Z (2008b) Common Ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.): a review with special regards to the results in Hungary: II. Importance and harmful eff ect, allergy, habitat, allerpathy and beneficial characteristics. Herbologia;9:93-118.
• Kazinczi G, Novak R, Pathy Z, Beres I (2008c) Common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.): a review with special regards to the results in Hungary: III. Resistant biotypes, control methods and authority arrangements. Herbologia;9:119-44.
• Kupicha FK (1975) Ambrosia L. In: Davis PH (ed). Flora of Turkey and the East Aegean Islands, Vol. 5, 46-47. Edinburgh: Edinburgh Univ Press.
• Laaidi K, Laaidi M (1999) Airborne pollen of Ambrosia in Burgundy (France) 1996-1997. Aerobiologia 1999;15:65-69.
• Makra L, Juhasz M, Béczi R, Borsos E (2005) The history and impacts of airborne Ambrosia (Asteraceae) pollen in Hungary. Grana 2005;44:57-64.
• Meehl GA, Covey C, Delworth T, Latif M, McAvaney B, Mitchell JFB, Stouffer RJ, Taylor KE (2007) The WCRP CMIP3 multi-model dataset: A new era in climate change research, Bulletin of the American Meteorological Society, 88, 1383-94.
• Millennium Ecosystem Assessment. (2005) Ecosystems and Human Well-being: Biodiversity Synthesis. World Resources Institute, Washington, DC.
• NOAA, (2018) Earth System Research Laboratory, Global Monitoring Division, Mauna Loa CO2 Annual Mean Data, https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/data.html (03.03.2018).
• Önen H, Günal H, Özcan S (2014) Pelinimsi Ambrosia (Ambrosia artemisiifolia L.)’nın Türkiye’deki Mevcut Yayılma Durumu. Türkiye V. Bitki Koruma Kongresi, 3-5 Şubat 2014, Antalya.
• Önen H, Ozaslan C, Akyol N (2015) Ambrosia artemisiifolia. In: Önen H. eds. Türkiyenin İstilacı Bitkileri Kataloğu T.C. Gıda, Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı, Tarımsal Araştırmalar ve Politikalar Genel Müdürlüğü, Bitki Sağlığı Araştırmaları Daire Başkanlığı, Sayfa 410-423, ISBN: 978-605-9175-05-0, Ankara.
• Önen H, Farooq S, Gunal H, Ozaslan C, Erdem H (2017) Higher Tolerance to Abiotic Stresses and Soil Types May Accelerate Common Ragweed (Ambrosia artemisiifolia) Invasion. Weed Science, 65 (1), 115-127.
• Özdemir Ç, Işık D (2020) Kayseri İli Çerezlik Kabak Ekiliş Alanlarında Görülen Yabancı Otların Tespiti. Turkish Journal of Weed Science 23(1).74-80.
• Pala F, Mennan H (2019) Karacadağ Havzası Pamuk (Gossypium hirsitum L.) Tarlalarındaki Yabancı Otların Belirlenmesi. 5th International Regional Development Conference (IRDC’2019). 26-28 September, Malatya / TURKEY.
• Patterson DT (1993) Implications of Global Climate Change for Impact of Weeds, Insects and Plant Diseases, International Crop Science, 1: 273-280.
• Pickett ST, Baskin JM (1973) The role of temperature and light in the germination behavior of Ambrosia artemisiifolia, Bull. Torrey. Bot. Club, 100, 165-170
• Rogers HH, Runion GB, Prior SA, Price AJ, Torbert III, H.A., Gjerstad, D.H. (2008). Effects of elevated atmospheric CO₂ on invasive hlants, comparison of purple and yellow nutsedge (Cyperus rotundus and C. esculentus). Journal of Environmental Quality, 37: 395-400.
• Runion GB, Price AJ, Prior SA, Rogers HH, Torbert HA, Gjerstad DH (2008) Effects of elevated atmospheric CO₂ on a C₃ and a C₄ ınvasive weed. Botany Research Journal, 1(3): 56-62. Scalera R, Genovesi P, Essl F, Rabitsch W (2012) The impacts of invasive alien species in Europe. European Environment Agency, 16.
• Serbes AB, Kaplan A, Aksoy N, Özdoğan Y, Güneş N (2008) Düzce ili atmosferinin polen analizi. Ulusal Hava Kalitesi Sempozyumu Bildiri Kitabı. Konya, 567–578.
• Smith SD, Strain BR, Sharkey TD (1987) Effects of CO2 enrichment on four Great Basin grasses. Funct. Ecol., 1:139-143.
• Stefan T, Tomas V, Magdalena LB (2009) Occurence of common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.) in field crops in the Slovak Republic. Herbologia 2009;10:1-9.
• Stinson KA, Bazzaz FA (2006) CO2 enrichment reduces reproductive dominance in competing stands of Ambrosia artemisifolia (common ragweed). Oecologia, 147: 155-163
• Tursun N, Üremiş I, Bozdoğan O, Doğan MN (2018) Sıcaklık ve CO₂ artışlarına bazı önemli yabancı otların verdikleri tepkilerin araştırılması. Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 34(3):26-35
• Uludağ A, Ruşen M, Ertürk EY, Üremiş İ (2013) İstilâcı yabancı bitkilerin Türkiye’ye girişinde ve yayılmasında süs bitkilerinin muhtemel yeri ve önleyici faaliyetler. V. Süs Bitkileri Kongresi, 06-09 Mayıs 2013, Yalova, 845-851.
• Uludağ A, Aksoy N, Yazlık A, Arslan ZF, Yazmış E, Üremiş I, Cossu TA, Groom Q, Pergl J, Pyšek P, Brundu G (2017) Alien flora of Turkey: checklist, taxonomic composition and ecological attributes. NeoBiota, 35: 61-85.
• Vila M, Corbin JD, Dukes JS, Pino J, Smith SD (2007) Linking plant invasions to global environmental change. In Terrestrial ecosystems in a changing world. Springer Berlin Heidelberg, pp. 93-102.
• Ziska LH (2007) Climate change impacts on weeds. fact sheet), in Climate Change and Northeast Agriculture: Promoting Practical and Profitable Responses, downloaded from www. climateandfarming. org/pdfs/FactSheets/III. 1Weeds. pdf, 13.
• Ziska LH, Bunce AJ (1997) Influence of increasing carbon dioxide concentration on the photosynthetic and growth stimulation of selected C4 crops and weeds. Photosynthesis Research, 54: 199-208.