Determination of The Effects of Different Irrigation Levels on Biomass Yield and Vegetation Day and GDD Value Required for Different Growth Periods in Switchgrass Varieties

Abstract

This study was conducted to determine biomass yield and the days with growing degree days (GDD) values required for some development periods in different irrigation levels conditions of switchgrass varieties in Konya ecological conditions. The data in the study were obtained in the 4th year (2018), when the potential of the yield and other agricultural characteristics from the area established in 2015 was fully revealed. The study was carried out in randomized blocks – split plots experimental design. In the study the main parcels were irrigated levels (S1: Full irrigation; S2: Irrigation 75% of S1; S3: Irrigation 50% of S1) and the sub plots were six switchgrass varieties (Alamo,Kanlow, Shelter, Trailblazer, Shawnee, Cave in rock). In the study, the highest and lowest biomass yield were obtained from Kanlow variety (4271 kg da-1) on S1 and Shawnee variety (1670 kg da-1) on S3 irrigation, respectively. In the study, as the irrigation level decreased, the number of days and GDD required for flowering and harvest increased, and the highest and lowest number of flowering days and the required GDD value for this period were obtained from Alamo variety at S3 irrigation level (137 days and 1465 ℃) and Shelter at S1 irrigation level, respectively. (91 days and 892 ℃). The highest and lowest number of harvest days and the required GDD value for this period were obtained from Alamo variety on S3 (144 days and 1564 ℃) and Shelter variety on S1 (98 days and 981℃), respectively.

Dallı darı çeşitlerinde farklı sulama seviyelerinin biyokütle verimi ile değişik gelişme dönemleri için gerekli vejetasyon süresi ve GDD değerine etkilerinin belirlenmesi

Abstract

Bu çalışma dallı darı çeşitlerinin farklı sulama seviyelerinde biyokütle verimi ve bazı gelişme dönemleri için gerekli olan gün ile bitki büyüme gün derece (GDD) değerlerinin belirlenmesi amacı ile 2015 yılında tesis edilen alanda verim ve diğer tarımsal özelliklerin potansiyelinin tam olarak göründüğü 4.yıl verileri (2018 yılı) dikkate alınarak Konya ekolojik koşullarında yürütülmüştür. Tesadüf bloklarında bölünmüş parseller deneme desenine göre yürütülen çalışmada 3 sulama seviyesi (S1: Tam sulama, S2: S1’ %75’ i sulama, S3: S1’ %50’ si sulama) ana parselleri oluşturmuştur. Çalışmada 6 adet dallı darı çeşidi (Alamo, Kanlow, Shelter, Trailblazer, Shawnee, Cave in rock) alt parselleri oluşturmuştur. Çalışmada en yüksek ve en düşük biyokütle verimi sırasıyla S1 konusundaki Kanlow (4271 kg da-1) ve S3 konusundaki Shawnee çeşitlerinden (1670 kg da-1) elde edilmiştir. Çalışmada sulama seviyesi azaldıkça çiçeklenme ve hasat için gerekli gün sayısı ve GDD değeri artmış olup, en yüksek ve en düşük çiçeklenme gün sayısı ve bu dönem için gerekli GDD değeri sırasıyla S3 konusundaki Alamo (137 gün ve 1465 ℃) ve S1 konusundaki Shelter çeşitlerinden (91 gün ve 892 ℃) elde edilmiştir. En yüksek ve en düşük hasat gün sayısı ve bu dönem için gerekli GDD değeri ise sırasıyla S3 konusundaki Alamo (144 gün ve 1564 ℃) ve S1 konusundaki Shelter çeşitlerinden (98 gün ve 981 ℃) elde edilmiştir.

Keywords

• Dallı darı,
• GDD,
• iklim değişikliği,
• kuraklık,
• su stresi

References

1. [1] Aimar D, Calafat M, Andrade AM, Carassay L, Bouteau F, Abdala G, Molas ML. Drought effects on the early development stages of Panicum virgatum L.: cultivar differences. Biomass and Bioenergy. 2014; 66: 49-59.
2. [2] Anonymous. Problems of Konya closed basin groundwater and solutions. Konya Chamber of Geological Engineers publications (News bulletin p: 78-81). 2009; (Accessed 01.10.2019).
3. [3] Barney JN, Mann JJ, Kayser GB, Blumwald E, Deynze AV, Ditomaso JM. Tolerance of switchgrass to extreme soil moisture stress: ecological implications. Plant Science. 2009; 177: 24–732.
4. [4] Bhandari HS, Saha MC, Fasoula VA, Bouton JH. Estimation of genetic parameters for biomass yield in lowland switchgrass (Panicum virgatum L.). Crop Sci. 2011; 51:1525-1533.
5. [5] Choelho DT, Dale RF. An energy crop growth variable and temperature function for predicting corn growth and development: planting to silking. Agronomy Journal. 1980; 72:503-510.
6. [6] Cortese, LM, Bonos SA. Bioenergy traits of ten switchgrass populations grown in the northeastern/Mid-Atlantic USA. Bioenerg. Res. 2013; 6:580–590.
7. [7] Çiçek F.. Dallı darı çeşitlerinin farklı gelişme dönemleri için g.d.d isteklerinin tespiti ve farklı biçim sıklıklarına tepkisinin belirlenmesi üzerine araştırma. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Ünv. 2017.
8. [8] David K, Ragauskas AJ. Switchgrass as an energy crop for biofuel production: a review of its ligno-cellulosic chemical properties. Energy & Environmental Science. 2010; 3 (9), 1182-1190.

9. [9] Esbroeck GA, Hussey MA, Sanderson MA. Leaf appearance rate and final leaf number of switchgrass cultivars. Crop Sci. 1997; 37:864-870.
10. [10] Giannakopoulos C, Bindi M, Moriondo M, Tin T. Climate change ımpacts in the mediterranean resulting form a 2 °c global temperature rise. A Report for WWF.2005.
11. [11] Gönülal E, Soylu S. Mısır (Zea mays L.) bitkisinde farklı fenolojik dönemlerdeki su kısıntılarının bazı tarımsal özellikler üzerine etkileri. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi. 2019; 6(4): 753–758.
12. [12] Heaton E. Voigt T, Long SP. A quantitative review comparing the yields oftwo candidate C4 perennial biomass crops in relation to nitrogen, temperature and water. Biomass and Bioenergy. 2004; 27 :21-30
13. [13] Liu Y, Zhang X, Tran H, Shan L, Kim J, Childs K, Ervin EH, Frazier T, Zhao B. Assessment of drought tolerance of 49 switchgrass genotypes using physiological and morphological parameters. Biotechnology for Biofuels. 2015; 8 (1): 152.
14. [14] Ma Z, Wood CW, Bransby DI. Soil management impacts on soil carbon sequestration by switchgrass. Biomass and Bioenergy. 2000; 18 (6): 469-477.
15. [15] Madakadze IC, Coulman BE, Peterson P, Stewart KA, Samson R, Smith, DL. Leaf area development, light ınterception, and yield among switchgrass populations in a short-season area. Crop Science. 1998; 38 (3): 827-834.
16. [16] Muir JP, Sanderson MA, Ocumpaugh W, Jones RM, Reed RL. Biomass production of alamo’ switchgrass in response to nitrogen, phosphorus, and row spacing. Agronomy Journal. 2001; 93 (4): 896-901.
17. [17] Price DL. Genetic improvement of biomass yield in upland switchgrass (Panicum virgatum L.) using secondary plant morphological traits. Thesis of doctora. Page 17. University of Wisconsın. 2013.
18. [18] Sanderson MA, Wolf DD.Morphological development of switchgrass in diverse environments. Agronomy Journal. 1995; 87(5): 908-915.
19. [19] Sena KL, Goff B, Davis D, Smith SR. Switchgrass growth and forage quality trends provide ınsight for management. Crop Forage Turfgrass Manage.2018; 4: 4
20. [20] Soler CMT, Sentelhas PC, Hgoogenboom G. Thermal time for phenological development of four maize hybrids grown off-season in a subtropical environment. Journal of Agricultural Science. 2005;143: 69–182.
21. [21] Soylu S, Sade B, Öğüt H, Akınerdem F, Babaoğlu M, Ada R, Eryılmaz T, Öztürk Ö, Oğuz H. Investigation of agronomic potential of switchgrass as an alternative biofuel and biomass crop for Turkey. 18th European Biomass Conforence. 2010. Lyon Fransa.
22. [22] Sripathi R. Genotypic variations and genotype x environment (g x e) interactıons among new switchgrass (Panicum virgatum L.) populations in Oklahoma. Oklahoma State University. Master Thesis. 2011; p.33-39.
23. [23] Şeflek A. Dallı darı (Panicum virgatum L.) çeşitlerinin verim, bazı morfolojik, fenolojik ve fizyolojik özelliklerinin tespiti. Selçuk Ünv.Yüksek Lisan Tezi.2010; p.26-52.
24. [24] Vamvuka D, Topouzi V, Sfakiotakis S. Evaluation of production yield and thermal processing of switchgrass as a bio-energy crop for the Mediterranean region. Fuel Processing Technology. 2010; 91 (9): 988- 996.
25. [25] Vincent CD. Recent advances in modeling crop response to temperature. Outlook on Agriculture. 1989; 18: 54-57.
26. [26] Young JA, Vance GF, Zhang R. Climatic patterns in the Big Horn Basin, wyoming. University of Wyoming.2000. Available at www.uwyo.edu/ces/PUBS/B-1089.pdf 05/03/2004
27. [27] Yürekli K, Anlı AS. Standartlaştırılmış yağış indeksi ile Karaman İli kuraklığının analizi. Konya Kapalı Havzası yer altı suyu ve kuraklık konferansı. 2008; p.246.