Relationships between Tillering, Grain Yield and Yield Components in Durum Wheat Genotypes

Abstract

The grain yield of wheat is influenced by agronomic traits determined by genetic factors, such as tillering capacity, grain weight, and the number of grains per spike, as well as biotic and abiotic factors and cultivation techniques. This study examined several traits, including the number of fertile tillers, main stem height, main spike length, number of grains per main spike, main spike yield, yield from other tillers, yield per tiller, single-plant yield, and the number of days to spike formation. Additionally, relationships between the number of tillers and other traits were evaluated. Some hybrid combinations stood out with notable characteristics in the study. One prominent example is the Ç-1252/AR hybrid, which demonstrated significant potential for main spike yield, yield from other tillers, yield per tiller, and single plant yield. Another noteworthy combination is the Poyraz/Kızıltan 91 hybrid, which excelled in increasing the number of fertile tillers, reducing main stem length, enhancing grain number per main spike, and improving main spike yield, yield from other tillers, yield per tiller, single plant yield, as well as promoting earliness. As in the findings of the hybrid combinations of Ç-1252/AR14 and Poyraz/Kızıltan 91, new promising lines or varieties can be developed in terms of yield and yield components from crossbreedings of registered varieties among themselves or landraces in future studies. Significant correlations were observed between the number of fertile tillers and main spike length (0.64), yield of other tillers (0.84), and single-plant yield (0.84). Moderate correlations were found between the number of grains in the main spike (0.52) and main spike yield (0.59). Moreover, the correlation between grain yield per tiller and single-plant yield (0.80) was higher than that between main spike yield and single-plant yield (0.78). Additionally, the stability value of grain yield per tiller (0.57) exceeded that of grain yield from the main spike (0.40). These findings suggest that maintaining a balanced number of tillers through appropriate planting density, determined using the single-plant sowing method, could potentially increase grain yield.

Keywords

• Durum wheat
• tillering capacity
• single plant
• yield

Makarnalık Buğday Genotiplerinde Kardeşlenme, Tane Verimi ve Verim Ögeleri Arasındaki İlişkiler

Abstract

Buğdayın tane verimini kardeşlenme kapasitesi, başakta dane sayısı ve ağırlığı gibi genetik yapı tarafından belirlenen karakterler olmak üzere, canlı ve cansız faktörler yanında, yetiştirme teknikleri etkilemektedir. Bu araştırmada fertil kardeş sayısı, ana sap boyu, ana başak boyu, ana başakta tane sayısı, ana başak verimi, diğer kardeşlerin verimi, kardeş başına verim, tek bitki verimi ve başaklanma gün sayısı konuları çalışılmıştır. Kardeş sayısı ile sözü edilen diğer konular arsındaki ilişkiler değerlendirilmiştir. Bazı melez kombinasyonları araştırmada incelenen birçok özellik açısından ön plana çıkmıştır. Önemli bir örnek, ana başak verimi, diğer kardeşlerin verimi, kardeş başına verim ve tek bitki verimi açısından önemli potansiyel gösteren Ç-1252/AR melezidir. Dikkat çeken bir diğer kombinasyon ise fertil kardeş sayısını artırma, ana sap uzunluğunu azaltma, ana başak başına tane sayısını iyileştirme, ana başak verimi, diğer kardeşlerin verimi, kardeş başına verimi, tek bitki verimini iyileştirmede ve erkenciliği teşvik etmede Poyraz/Kızıltan 91 melezidir. Ç-1252/AR14 ve Poyraz/Kızıltan 91 melez kombinasyonlarının bulgularında olduğu gibi, gelecekteki çalışmalarda tescilli çeşitlerin kendi aralarında veya yerel çeşitlerle melezler yapılarak verim ve verim unsurları açısından yeni ümit verici hatlar veya çeşitler geliştirilebilir. Fertil kardeş sayısı ile ana başak uzunluğu (0,64), diğer kardeş verimi (0,84) ve tek bitki verimi (0,84) arasında yüksek korelasyonlar gözlendi. Ana başaktaki tane sayısı (0,52) ile ana başak verimi (0,59) arasında orta düzeyde korelasyonlar bulundu. Ayrıca, kardeş başına tane verimi ile tek bitki verimi (0,80) arasındaki korelasyon, ana başak verimi ile tek bitki verimi (0,78) arasındaki korelasyondan daha yüksekti. Ek olarak, tek bitki verimi ile kardeş başına düşen verim arasındaki determinasyon katsayısı (0.57), tek bitki verimi ile ana başak verimi arsındaki determinasyon katsayısından (0.40) yüksek bulunmuştur. Bu bulgular, tek bitki ekim yöntemi kullanılarak belirlenen uygun ekim sıklığı ile dengeli sayıda kardeş elde etmenin, tane verimini potansiyel olarak artırabileceğini göstermektedir.

Keywords

• Makarnaklık buğday
• kardeşlenme kapasitesi
• tek bitki
• verim

References

1. Abinasa MA, Ayana GB (2011). Genetic variability, heritability, and trait associations in durum wheat (Triticum turgidum L. var. durum) genotypes. African Journal of Agricultural Research 6(17), 3972-3979. https://doi.org/10.5897/AJAR10.880
2. Akman H, Topal A (2010). Makarnalık buğdayda farklı şekillerde üre uygulamasının verim, verim unsurları ve kaliteye etkisi. Selçuk Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi 24(3), 41-51.
3. Ali A, Momand MJ, Ali M, Rahman SU, Abbas S (2024). Estimation of phenotypic and genotypic correlation analysis in F3 populations of bread wheat genotypes. Turkish Journal of Agriculture–Food Science and Technology 12(6), 905-910. https://doi.org/10.24925/turjaf.v12i.905-910.6672
4. Anonim (2019). Ege-Güney Marmara Bölgesi makarnalık buğday tescil raporu. T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı, Tohumluk Tescil ve Sertifikasyon Merkez Müdürlüğü, Ankara.
5. Arduni I, Pellegrino E, Ercoli L (2018). Contribution of main culm and tillers to grain yield of durum wheat: Influence of sowing date and plant traits. Italian Journal of Agronomy 13(1115), 235-247.
6. Atak M, Kısa Ö, Atış İ (2021) Ekimsıklığının buğday (Triticum sp.) genotiplerinin verim ve bazı kalite özelliklerine etkisi. MKU. Mustafa Kemal Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi 26(2): 387-398. https://doi.org/10.37908/mkutbd.910456
7. Aydoğan S, Şahin M, Akcacık A, Türköz M (2010). İleri makarnalık buğday hatlarının farklı çevrelerde verim ve kalite özellikleri yönünden değerlendirilmesi. Harran Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi 14(4), 23-31.
8. Bastos LM, Carciochi W, Lollato RP, Jaenisch BR, Rezende CR, Schwalbert R, Prasad PV, Zhang G, Fritz AK, Foster C, Wright Y, Young S, Bradley P, Ciampitti IA (2020). Winter wheat yield response to plant density as a function of yield environment and tillering potential: A review and field studies. Frontiers in Plant Science 11, 54. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00054

9. Bozdağ A, Soylu S (2019). Orta Anadolu Bölgesinde geliştirilen mısır (Zea mays L.) hatlarının kombinasyon yeteneklerinin ve melez güçlerinin incelenmesi. Bahri Dağdaş Araştırma Dergisi 8(1), 64-72.
10. Çakır E (2024). Akdeniz havzasındaki ülkelerden toplanmış yerel makarnalık buğday (Triticum durum L.) genotiplerinin Adana koşullarında agro-morfolojik özelliklerinin değerlendirilmesi. Çukurova Tarım Gıda Bilimleri Dergisi 39(2), 479-496. https://doi.org/10.36846/CJAFS.2024.167
11. Çat A (2022). Tescilli makarnalık buğday (Triticum durum) çeşitlerinin sarı pas (Puccinia striiformis f. sp. tritici) hastalığına karşı dayanıklılığının belirlenmesi. Turkish Journal of Agricultural Engineering Research 9(2), 136-143.
12. Elhani S, Martos V, Rharrabti Y, Royo C, Garcı´a del Moral LF (2007). Contribution of main stem and tillers to durum wheat (Triticum turgidum L. var. durum) grain yield and its components grown in Mediterranean environments. Field Crops Research 103, 25–35. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2007.05.008
13. Eser D, Adak S (1998). Orta Anadolu koşullarında farklı toprak işleme, mercimek–buğdayve nadas–buğday ekim nöbeti sistemlerinde mercimek ve buğdayda kök uzunluğu yoğunluğu ile toprakta infiltrasyon ölçümleri. Turkish Journal of Agriculture and Forestry 22, 483–489.
14. Geçit HH, Çakır E (2006). Makarnalık Buğdayda (Triticum durum L.) Sulama ve Azotlu Gübrelemenin Verim ve Bazı Verim Öğeleri Üzerine Etkisi. Tarım Bilimleri Dergisi 12 (3), 259-266. https://doi.org/10.1501/Tarimbil_0000000461
15. Göçmen Akçacık A (2006). Ekmeklik buğdayda verim ve kalite özellikleri yönüyle uygun anaçların, kombinasyon yeteneklerinin ve kalıtım parametrelerinin çoklu dizi (Line X Tester) yöntemi ile belirlenmesi. Doktora Tezi. Selçuk Üniversitesi (Yayınlanmamış), Türkiye.
16. Gökmen F, Zengin M, Arısoy RZ, Taner S, Gezgin S, Çakmak İ (2008). Amonyum nitrat ve entec gübrelerinin çinkosuz ve çinkolu bloklarda yetiştirilen makarnalık buğdayın verim ve verim unsurlarına etkileri. Ülkesel Tahıl Sempozyumu, 2-5 Haziran 2008, Konya; 536-551.
17. Gülmezoğlu N, Tolay İ (2016). Eskişehir kuru koşullarında ekmeklik ve makarnalık buğday çeşitlerinin bazı verim unsurları, verim ve kalite özelliklerinin karşılaştırılması. Tarım Bilimleri Araştırma Dergisi 9 (1), 05-08.
18. He G, Wang Z, Ma X, He H, Cao H, Wang S, Dai J, Luo L, Huang M, Malhi SS (2017). Wheat yield affected by soil temperature and water under mulching in dryland. Agronomy Journal 109, 2998-3006. https://doi.org/10.2134/agronj2017
19. Kahraman ND, Gökmen S (2022). Konya koşullarında makarnalık buğdaylarda bazı fenolojik ve morfolojik özellikler ile verim ve verim unsurlarının belirlenmesi. Bahri Dağdaş Bitkisel Araştırma Dergisi 11 (1), 40-48.
20. Kan A, Sade B (2002). Ekmeklik buğdaylarda (Triticum aestivum L.) kalite özelliklerinin kombinasyon yeteneği, melez gücü ve kalıtımı. Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 16 (29), 12-18.
21. Kassambara A (2017). Practical guide to principal component methods in R: PCA, M (CA), FAMD, MFA, HCPC, factoextra (Vol. 2). Sthda; https://bafr.shinyapps.io/BAFR/. (access date: 05.03.2024).
22. Katiyar A, Sharma A, Singh S, Srivastava A, Vishwakarma SR (2021). Combining ability analysis for yield traits in barley (Hordeum vulgare L.). Electronic Journal of Plant Breeding 12(2), 583-588. https://doi.org/10.37992/2021.1202.082
23. Kaya M, Şanlı A (2009). Bazı ekmeklik (Triticum aestivum L.) ve makarnalık (Triticum durum L.) buğday çeşitlerinin Isparta ekolojik koşullarında verim ve bazı verim öğelerinin belirlenmesi. Bitkisel Araştırma Dergisi 2, 27-34.
24. Khan AA, Alam MA, Alam MK, Alam MJ, Sarker ZI (2013). Correlation and path analysis of durum wheat (Triticum turgidum L. var. Durum). Bangladesh Journal of Agricultural Research 38(3), 515-521.
25. Koç S, Çifci Aydoğan E (2022). Ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) hat ve çeşitlerinin farklı çevrelerde bazı tarımsal özellikler yönünden incelenmesi. Bursa Uludag Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 36(1), 103-118. https://doi.org/10.20479/bursauludagziraat.986091
26. Kühling I, Redozubovc D, Brollb G, Trautza D (2017). Impact of tillage, seeding rate and seeding depth on soil moisture and dryland spring wheat yield in Western Siberia. Soil & Tillage Research 170, 43–52. http://dx.doi.org/10.1016/j.still.2017.02.009
27. Pampana S, Masoni A, Arduini I (2016). Grain yield of durum wheat as affected by waterlogging at tillering. Cereal Research Communications 44(4), 706-716. https://doi.org/10.1556/0806.44.2016.026
28. Sharma SN, Sain RS, Sharma RK (2003). Genetics of spike length in durum wheat. Euphytica 130, 155–161. Sodhaparmar HR, Patel NJ, Bedse TJ (2024). Biochemical characterization of wheat and their antinutritional composition. International Journal of Advanced Biochemistry Research SP-8(1), 87-93. https://doi.org/10.33545/26174693.2024.v8.i1Sb.290
29. Soylu S, Sade B (2003). Makarnalık buğdaylarda (Triticum durum L.) bitki boyu, hasat indeksi ve bunlara etkili faktörlerin kombinasyon yeteneği ve kalıtımı. Anadolu, Journal of Aegean Agricultural Research Institute 13 (1), 75-90.
30. Taner S, Sade B (2012). Kuru şartlarda 5x5 yarım diallel ekmeklik buğday melez popülasyonunda kombinasyonyetenekleri ve heterosis değerlerinin incelenmesi. Selçuk Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi 26(4), 1-10.
31. Taner S (2022). Ekim şekline göre tohum sıklıklarının yağışa bağımlı şartlarda buğday tane verimi ve bazı verim unsurlarına etkisi. Bahri Dağdaş Bitkisel Araştırma Dergisi 11(2), 165-172.
32. Ulukan H (1990). Sıra arası açıklığı ve sıra üzeri sıklığının buğdayda ilk gelişme, kardeşlenme verim ve verim ögelerine etkisi. Yüksek Lisans Tezi. Ankara Üniversitesi (Basılmamış), Ankara.
33. Özberk İ, Kırtok Y (2002). Makarnalik buğdayda bazı kantitatif karakterlerdeki genetik varyasyon ve kalıtımın araştırılması. Anadolu, Journal of Aegean Agricultural Research Institute 12 (1), 192 - 209.
34. Öztürk İ, Kahraman T, Avcı R, Girgin VÇ, Çiftçigil TH, Seidi M, Tülek A, Akın K, Tuna B (2018). Ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) genotiplerinde çevre koşullarının agronomik karakterler ve biyotik stres faktörlerine etkisi. Bahri Dağdaş Bitkisel Araştırma Dergisi 7(1), 14-22.
35. Verma SR, Yunus M, Sethi SK (1998). Breeding for yield and quality in durum wheat. Euphytica 100, 15-18. Yıldırım A, Sakin MA, Gökmen S (2005). Tokat Kazova koşullarında bazı ekmeklik buğday çeşit ve hatlarının verim ve verim unsurları yönünden değerlendirilmesi. TGOÜ Ziraat Fakültesi Dergisi 22(1), 63-72.
36. Yurtsever N (1984). Deneysel istatistik metotlar, T.C. Tarım Orman ve Köyişleri Bakanlığı Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü Yayınları, Ankara. Sayfa 171.
37. Zhang Q, Men X, Hui C, Ge F Ouyang F (2022). Wheat yield losses from pests and pathogens in China. Agriculture, Ecosystems and Environment 326, 107821. https://doi.org/10.1016/j.agee.2021.107821
38. Zadoks JC, Chang TT, Konzak CF (1974). A decimal code for growth stages of cereals. Weed Research 14, 415-421.