Morphological and physiological characteristics of seedlings of different eastern beech (Fagus orientalis Lipsky.) populations

Abstract

The ecological conditions of nurseries can have an impact on both morphological and physiological characteristics of seedlings and may affect their development. Furthermore, the genetic characteristics of the populations adapted to the conditions of the growing environment, also influence the development of the seedlings. In this study, seeds collected from different districts of the natural distribution area of Eastern beech (Fagus orientalis Lipsky.) were sown under the same ecological conditions. Morphological and physiological characteristics of the seedlings belonging to different populations under the same ecological conditions were compared. In this study; Seeds from Bursa-İnegöl, Balıkesir-Dursunbey, Sakarya-Akyazı, Kastamonu-Çatalzeytin, Zonguldak-Devrek-Tefen, Zonguldak-Devrek-Akçasu and Bartın-Yenihan populations were supplied and grown in Zonguldak Gökçebey State Forestry Nursery. At the end of the 2nd vegetation period; physiological [chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, relative humidity percentage on leaf (NNİ%) and cumulative transpiration (S)] and morphological characteristics [seedling height (FB), diameter of root collar (KBÇ), number of seedling branches (FDS), the fresh weight of the shoot and root (GTA, KTA), the total fresh weight of the seedlings (TFTA), the dry weight of the shoot and root (GKA, KKA), the total dry weight of the seedlings (TFKA), dry root percentage (%KKök), shoot-root ratio (KI), sturdiness index (GI) and Dickson quality index (DKI)] of 2+0 aged bare root seedlings were determined. As a result; the population factor affected a significant variation in all morphological characters except the shoot-root ratio (KI) and the sturdiness index (GI). In addition, it was determined that the population factor caused significant difference on the physiological properties of total chlorophyll amount and NNİ% of seedlings. The seedlings belonging to Zonguldak-Devrek-Akçasu and Zonguldak-Devrek-Tefen populations had the highest values in terms of both morphological and physiological characteristics. The most important issue that attracts attention in the research; It is stated that the seedlings obtained from the populations closest to the nursery ecology have the highest seedling values.

Keywords

• Oriental beech,Seedling quality,Population,Quality standarts,Seedling characters

Farklı doğu kayını (Fagus orientalis Lipsky.) populasyonlarına ait fidanların morfolojik ve fizyolojik karakteristikleri

Abstract

Fidanlıkların ekolojik koşulları fidanların hem morfolojik hem de fizyolojik özellikleri dolayısıyla gelişimleri üzerinde etkili olabilir. Ayrıca, belirli bir yetişme ortamı koşullarına adapte olmuş popülasyonların; tohumların toplanmış olduğu popülasyonların genetik özellikleri de yine fidanların gelişimi üzerinde etkilidir. Bu çalışmada, doğu kayınının (Fagus orientalis Lipsky.) doğal yayılış alanının farklı yörelerinden toplanan tohumlar, aynı ekolojik koşullarda ekilmiştir. Farklı popülasyonlara ait fidanların aynı ekolojik koşullardaki morfolojik ve fizyolojik özellikleri mukayeseli olarak araştırılmıştır. Çalışmada; Bursa-İnegöl, Balıkesir-Dursunbey, Sakarya-Akyazı, Kastamonu-Çatalzeytin, Zonguldak-Devrek-Tefen, Zonguldak-Devrek-Akçasu ve Bartın-Yenihan popülasyonlarından tohumlar tedarik edilerek Zonguldak Gökçebey Devlet Orman Fidanlığında yetiştirilmiştir. İkinci vejetasyon dönemi sonunda; 2+0 yaşlı çıplak köklü fidanların fizyolojik [klorofil a, klorofil b, toplam klorofil, yaprak üzerindeki nisbi nem yüzdesi (NNİ%) ve birikimli transpirasyonları (S)]ve morfolojik özellikleri [fidan boyu (FB), kök boğazı çapı (KBÇ), fidan dal sayısı (FDS), fidan gövde ve kök taze ağırlıkları (GTA, KTA), toplam fidan taze ağırlığı (TFTA), fidan gövde ve kök kuru ağırlıkları (GKA, KKA), toplam fidan kuru ağırlığı (TFKA), kuru kök yüzdesi (%KKök), katlılık (Kİ), gürbüzlük indisi (Gİ) ve Dickson kalite indeksi (DKİ)] belirlenmiştir. Sonuç olarak; Popülasyon faktörü, katlılık indisi (Kİ) ve gürbüzlük indisi(Gİ) dışındaki bütün morfolojik karakterlerde önemli bir varyasyon oluşturduğu ayrıca, fizyolojik özelliklerden toplam klorofil miktarı ve yaprak üzerindeki nispi nem yüzdesi üzerinde farklılığa sebebiyet verdiği tespit edilmiştir. Zonguldak-Devrek-Akçasu ile Zonguldak-Devrek-Tefen popülasyonlarına ait fidanların gerek morfolojik gerekse fizyolojik karakterler bakımından en yüksek değerlere sahip olduğu tespit edilmiştir. Araştırmada dikkati çeken en önemli husus; fidanlık ekolojisine en yakın popülasyonlardan elde edilen fidanların en yüksek fidan değerlerine sahip olduğudur.

Keywords

• Doğu Kayını,Fidan kalitesi,Populasyon,Sınıflandırma standartları,Fidan karakterleri

References

1. Anşin, R., Özkan, Z.C., 1997. Tohumlu bitkiler. Odunsu Taksonlar. KTÜ Orman Fakültesi, Yayın no: 19. Trabzon.
2. Aphalo, P., Rikala, R., 2003. Field Performance of Silver-Birch Planting-Stock Grown at Different Spacingand in Containers of Different Volume, New Forests 25: 93–108, Kluwer Academic Publishers. Printed in The Netherlands.
3. Atik, H.A., 2008. Doğal maddelerin (Biyohumus ve Baykal Em1) doğu kayınında (Fagus orientalisLipsky.) bazı morfolojik-fizyolojik proseslere etkisi. Doktora Tezi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Fen Bil. Enst. Orm. Müh. Anabilim Dalı, Zonguldak.
4. Avanoğlu, B., Ayan, S., Demircioğlu, N., Sivacioğlu, A., 2005. The Evaluation of 2+0-year old Black pine (Pinus nigra Arnold. subsp. pallasiana (Lamb.) Holmboe.) seedlings produced in Kastamonu-Taşköprü Forest Nursery according to the norms of Turkish Standards Institution, SIGMA. Journal of Engineering and Science, Yıldız Technical University, 2, 73-83.
5. Ayan, S., 1999. Tüplü Doğu ladini (Picea orientalis Lipsky.) fidanlarının yetiştirme ortamları özelliklerinin tespiti ve üretim tekniğinin belirlenmesi. Doktora Tezi, K.T.Ü. Fen Bil. Enst. Orm. Müh. Anabilim Dalı, Trabzon.
6. Ayan, S., 2002. Determining the site condition features of Containerized-Oriental Spruce (Picea orientalis (L.) Link.) seedlings; and setting the production Techniques, Ministry of Forests, the Institution of Eastern Black Sea Forestry Research, Ministry Publication number:179, Eastern Black Sea Forestry Studies (DKOA) Publication number:14, Technical Bulletin Publication number: 11, Trabzon.
7. Aydınoğlu, F., 2014. Moleküler Biyolojide Temel Teknikler: Kromotografi ve Spektrofotometri. http://abl.gtu.edu.tr/hebe/AblDrive/81791413/w/Storage/217_2011_1_113_81791413/Downloads/mbg113-h14kromotografispektrofotometri.pdf, Erişim:01.08.2019
8. Bilir, N., 1997. Doğu Karadeniz Bölgesi’nde Toros sediri (Cedrus libani A. Rich.) orijin denemeleri fidanlık aşaması. Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.

9. Bilir, N., Çetinkaya, D., 2018. Morphological characteristics in seed orchard and seed stand seedlings of Brutian pine (Pinus brutia Ten.). 2nd International Congress on Multi disciplinary, 4-5 May, CukurovaUniversity, Adana, p. 57-62.
10. Çetinkaya, D., Bilir, N., 2019. Toros sediri’nde (Cedrus libani A. Rich.) fidan tipi x fidan morfolojisi etkileşimi. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10(1): 28-33.
11. Demircioğlu, N., Ayan, S., Avanoğlu, B., Sıvacıoğlu, A., 2004. The Evaluation of 2+0-year old Scotch pine (Pinussylvestris L.) seedlings produced in Kastamonu-Taşköprü Forest Nursery according to the norms of Turkish Standards Institution. Journal of Engineering, Faculty of Engineering, Pamukkale University, 2 (10): 243-251.
12. Denk, T. H., 1999. The taxonomy of Fagus in Eurasia. 2: Fagus sylvatica subsp. sylvatica. Feddes Repertorium 11(5-6):381-412.
13. Dhanda, S.S., Sethi, G.S., 1998. Inheritance of excised-leaf water loss and relative water content in breadwheat (Triticum sativum). Euphytica, 104: 39-47.
14. Dickson, A., Leaf, A.L., Hosner, J.F., 1960. Quality appraisal of white spruce and white pine seedlings stock in nurseries. Forestry Chronicle, 36(1):10-13.
15. Dirik, H., 1994. Üç yerli çam türünün (Pinus brutia Ten., Pinus nigra Arn. ssp. pallasiana Lamb. Holmboe, Pinus pinea L.) kurak peryottaki transpirasyon tutumlarının ekofizyolojik analizi. İstanbul Üni. Orman Fakültesi Dergisi, Seri: A, 44 (1) 111-121.
16. Dmitriyeva, G.A., Kefeli, V., 1991. Bitki Fizyolojisi Yöntemleri. Sovyetler Birliği Milli Eğitim Bakanlığı, Moskova.
17. Dutton, H. J., Manning, W. M., Duggar, B. M., 1943. Chlorophyll Fluorescence and Energy Transfer in the Diatom Nitzschia Closterium. The Journal of Physical Chemistry, 47 (4): 308-313 https://doi.org/10.1021/j150427a002.
18. Eler, Ü., Keskin, S., Örtel, E., 1993. Toros sediri (Cedrus libani A. Rich.) Fidanlarında Kalite Sınıflarının Belirlenmesi Üzerine Araştırmalar. Ormancılık Araştırma Enstitüsü Dergisi, 240:81-105.
19. Ercanlı, I., Kahriman, A., Yavuz, H., 2014. Dynamic base-age invariant site index models based on generalize dalgebraic difference approach formixed Scots pine (Pinus sylvestris ) and Oriental beech (Fagus orientalis Lipsky) stands. Turk J Agric For 38: 134-147, DOI: http://dx.doi.org/10.3906/tar-1212-67.
20. Ertekin, M., Kırdar, E., Ayan, S., 2015. The effects of exposure, elevation and tree age on seed characteristics of Fagus orientalis Lipsky. SEEFOR-South-east Eur For, 6(1):15-23. DOI: http://dx.doi.org/10.15177/seefor.15-03.
21. Eyüboğlu, A.K., Atasoy, H., Küçük, M., 1992. Doğu Karadeniz Bölgesinde Doğu kayını (Fagus orientalis Lipsky.) orijin denemelerinin 9 yıllık sonuçları. Ormancılık Araştırma Enstitüsü Teknik Bülten Serisi No: 237, Ankara, s. 37-63.
22. Eyüboğlu, A.K., Karadeniz, A., 1987. Doğu kayınında (Fagus orientalis Lipsky.) dikim anındaki fidan boy ve çapı ile üç yıllık boy büyümesi arasındaki ilişkiler. Ormancılık Araştırma Enstitüsü teknik bülten serisi, No: 185, Ankara, 13 s.
23. Gurth, P., 1976. Forst pflanzen und Kulturerfolg-eine Literaturübersicht. Allg. Forst.u.j.- Ztg., 147(12):240-246.
24. Kandemir, G.E., Tayanç, Y., Çengel, B., Velioğlu, E., 2016. Türkiye’de yayılış gösteren kayın (Fagus) popülasyonlarının moleküler filogenisi. Ormancılık Araştırma Dergisi, A, 1(4): 69-79.
25. Kızmaz, M., 1993. Karaçam fidanlarının kalite sınıflarının belirlenmesi üzerine araştırmalar. Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları, Teknik Bülten No: 238-241: 7-36.
26. Mohamed, E.A., 2013. Growth performance and physiological characteristics of seedlings of six tropical dryland forest tree species in the Sudan. Journal of Natural Resources and Environmental Studies, 1(2): 25-33.
27. Özel, H.B., 2007. Bartın ve Devrek Doğu kayını (Fagus orientalis Lipsky.) ormanlarında meşcere kuruluşları ve grup gençleştirme uygulamalarının başarısını etkileyen faktörler. Doktora Tezi, ZKÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Orman Mühendisliği Anabilim Dalı, Bartın.
28. Özpay, Z., Tosun, S., 1993. Kayın (Fagus orientalis Lipsky.) fidanlarının kalite sınıflarının belirlenmesi üzerine araştırmalar. Ormancılık Araştırma Enstitüsü Teknik Bülten, No: 241, Ankara, s. 107-13
29. Puttonen, P., 1986. Carbohydrate reserves in Pinus sylvestris seedling needles as an attribute of seedling vigor. Scandinavian Journal of Forest Research. 1 (1-4): 181-193
30. Ritchie, G.A., Shula, R.G., 1984. Seasonal changes of tissue-water relations in shoots and root systems of Douglas-fir seedlings. Forest Science, 30(2): 538-548.
31. Saatçioğlu, F., 1976. Fidanlık Tekniği. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Yayınları, Üniversite Yayın No: 2188, Fakülte Yayın No: 223, İstanbul.
32. Selek, N., 1995. Hendek fidanlığında yetiştirilen kayın, karaçam, sarıçam ve göknar fidanlarında temel morfolojik özelliklerin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, K.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Orman Mühendisliği Anabilim Dalı, Trabzon.
33. Şevik, H., Ayan, S., Demircioğlu, N., Sivacioğlu, A., 2003. The evaluation of bare-rooted and broad-leaved forest tree seedlings grown in Gölköy forest nursery (province of Kastamonu) according to the norms of Turkish Standards Institution. Journal of Forestry Faculty of Gazi University, 3 (2): 233-245.
34. Şimşek, Y., 1987. Ağaçlandırmalarda Kaliteli Fidan Kullanma Sorunları. Orman Araştırma Enstitüsü Dergisi, No:65, Ankara, 33(1):7–29,
35. TS 5624, 1988. 5624/Mart Yapraklı orman ağacı fidanları. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
36. Üçler, A.Ö., Gülcü, S., Bilir, N., 2000. Anadolu karaçamı ve kızılçam'da tohum kaynağı-morfolojik fidan kalitesi ilişkileri. II. Ulusal Fidancılık Sempozyumu, 25-29 Eylül, Bildiri Özetleri Kitapçığı, s. 39., İzmir.
37. Yahyaoğlu, Z., Genç, M., 2007. Kalite Sınıflaması Çalışmaları ve Türkiye İçin Öneriler, Fidan Standardizasyonu (Standart Fidan Yetiştirmenin Teknik ve Biyolojik Esasları), SDÜ Orman Fakültesi Yayın No: 75, Isparta.
38. Yılmazer, C., Bilir, N., 2016. Effect of seedling type in morphology and quality of Brutian pine (Pinus brutia Ten.) seedlings. IJSRST, 2(5) 237-240.