Effects of high heat shocks on seed germination in Turkish Red Pine (Pinus brutia Ten.) populations

Abstract

The aim of this study was determine the germination ability and viability of Turkish red pine seeds representing different populations at different altitudes and that are exposure to different heat shock applications with different duration. For this purpose, Turkish red pine seeds which obtained from 14 different populations was exposed to 4 different heat shocks (70, 90, 110 and 130 ºC) during 1 and 5 minutes. It was once again proven with this study that seeds of Turkish red pine are resistant to heat shock. As a result of the study, it was determined that the seeds of four different breeding zones and 14 populations between 60 and 925 meters altitude were able to maintain their viability in high theat shocks up to 130 °C. Also, Turkish red pine seeds that were applied high heat shock at 130 ºC during 1 minute had showed maximum germination ability.

Keywords

• Pinus brutia,Germination,Dormancy,High temperature

Yüksek sıcaklık şoklarının Kızılçam (Pinus brutia Ten.) popülasyonlarında tohum çimlenmesine etkileri

Abstract

Bu çalışmada; değişik yükseltilerden seçilen 14 farklı kızılçam popülasyonlarından toplanan tohumların farklı sıcaklık şoku şiddetlerine ve sürelerine maruz bırakılmasının tohum çimlenme kabiliyeti ve canlılığı üzerine etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, 14 farklı popülasyondan temin edilen kızılçam tohumları, kontrol işlemi hariç olmak üzere dört farklı sıcaklık şokuna (70, 90, 110 ve 130 ºC) 1 ve 5 dk. süresince maruz bırakılmıştır. Çalışma sonucunda; genel olarak kızılçam tohumlarının yüksek sıcaklıklara karşı dayanıklı bir tür olduğu bir kez daha bu çalışmayla teyit edilmiştir. Çalışma kapsamında; dört farklı ıslah zonu ve 60 ile 925 metre rakımlar arasındaki 14 farklı popülasyonun tohumlarının tamamının 130 °C’ye kadarki yüksek sıcaklık şoklarında yaşam kabiliyetlerini koruyabildikleri tespit edilmiştir. Ayrıca, 1 dk. boyunca 130 ºC yüksek sıcaklık şoku uygulanan tohumlarda çimlenme kabiliyetinin de maksimum olduğu belirlenmiştir.

Keywords

• Çimlenme,Dormansi,Pinus brutia,Yüksek sıcaklık

References

1. Ayan, S., Usta, T., 2010. Sıcaklık şoklarının doğal çam türleri tohumlarının canlılığı üzerine etkisi. III. Ulusal Karadeniz Ormancılık Kongresi, 20-22 Mayıs, Artvin, s. 766-774.
2. Bilgili, E., Goldammer, J.G., 2000. Fire in the Mediterranean basin: Towards an interdisciplinary science program. Proceedings of the I IUFRO World Congress, Forest and Scoiety: The Role of Research, 7-12 Ağustos, Kuala Lumpur, Malaysia, pp. 45-54.
3. Boydak, M., Çalışkan, S., 2016. Effects of heat shock on seed germination of Turkish red pine (Pinus brutia). Bosque, 37(2): 327-333.
4. Christensen, N.L., 1994. The effects of fire on physical and chemical properties of soils in Mediterranean-climate shrublands. In: The role of fire in Mediterranean-type ecosystems, Springer, New York, pp. 79-95.
5. Eron, Z., Küçükosmanoglu, A., Akaydın, S., Torlakcık, S., Olcay, M., 1986. Orman Yangını. Tar. Orm. ve Köy İşl. Bak., OGM, Orm. Kor. ve Yan. Müc. Dai. Baş., Ankara.
6. Fernandes, P.M., Vega, J.A., Jimenez, E., Rigolot, E., 2008. Fire resistance of European pines. Forest Ecology and Management, 256: 249-255.
7. Gashaw, M., Michelsen, A., 2002. Influence of heat shock and seed germination of plants from regularly burnt savana woodlands and grassland in Ethiopia. Plant Ecology, 159: 83-93.
8. Hanley, M.E., Fenner, M., 1998. Pre-germination temperature and the survivor ship and on ward growth of Mediterranean fire-following plant species. Acta Oecologica, 19: 181–187.

9. Keeley, J.E., 1995. Seed-germination patterns in fire-prone Mediterranean-climate regions. In: Ecology and Biogeography of Mediterranean Ecosystems in Chile, California and Australia (Ed: Arroyo, M.T.K., Zedler, P.H., Fox, M.D.) Springer-Verlag, New York, pp. 239-273.
10. Keeley, J.E., Baer-Keeley, M., 1999. Role of charred wood, heat-shock, and light in germination of post fire phrygana species from the eastern Mediterranean Basin. Israel Journal of Plant Sciences, 47: 11–16.
11. Keeley, J.E., Bond, W.J., Bradstock, R.A., Rundal, P.W., 2012.Fire in Mediterranean climate ecosystems-A comparative overview. Israel Journal of Ecology & Evolution, 58: 123-135.
12. Küçük, Ö., 2006. Orman yangınlarının süksesyon üzerine etkileri. Orman Mühendisliği Dergisi, (10-11-12): 12-14.
13. Liacos, L.G., 1977. Fire and fuel management in pine forest and evergreen brushland ecosystems of Greece. Proceedings of the Symposium on Environmental Consequences of Fire and Fuel Management in Mediterranean Ecosystems, 1-5 August, Palo Alto, California, pp. 289-298.
14. Neyişçi, T., Cengiz, Y., 1985. Effects of heat and ash on the germination and seedling growth of Pinus brutia. Doğa Bilim Dergisi, 9(1): 121-131.
15. Nunez, M.R., Calvo, L., 2000. Effect of high temperatures on seed germination of Pinus sylvestris and Pinus halepensis. Forest Ecology and Management, 131: 183-190.
16. Oliver, C.D., 1981. Forest development in North America following major disturbance. Forest Ecology and Management, 3: 153-168.
17. Paula, S., Pausas, J.G., 2008. Burning seeds: germinative response to heat treatments in relation to resprouting ability. Journal of Ecology, 96(3): 543-552.
18. Pausas, J.G., Vallejo, R., 1999. The role of fire in European Mediterranean ecosystems. In: Remote sensing of Large Wild fires in the European Mediterranean Basin (Ed: Chuvieco, E.) Springer, Berlin, pp.3-16.
19. Reyes, O., Casal, M., 1995. Germination behaviour of 3 species of the genus Pinus in relation to high temperatures suffered during forest fires. Annals of Science, 52: 385–392.
20. Tavşanoğlu, C., Gürkan, B., 2010. Physical and chemical properties of the soils at burned and unburned Pinus brutia Ten. forest sites in the Marmaris region, Turkey. Hacettepe Journal of Biology and Chemistry, 38:71-76.
21. Thanos, C.A., 2000. Ecophysiology of seed germinatıon in Pinus halepensis and Pinus brutia. In: Ecology, Biogeography and Management of Pinus halepensis and Pinus brutia Forest Ecosystems in the Mediterranean Basin. (Ed: Ne’Eman, G., Trabaud, L.), Backhuys Publishers, Leiden, Netherlands, pp.37-50.
22. Usta, T., 2007. Yüksek sıcaklık şoku uygulamalarının doğal çam türlerinin (Pinus sp.) tohum özelliklerine etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
23. Ürgenç, S., 1998. Ağaç ve Süs Bitkileri Fidanlık ve Yetiştirme Tekniği. İ.Ü. Orman Fakültesi Yayınları, İstanbul.
24. Vélez, R., 1981. Fire Effects and Fuel Management in Mediterranean Ecosystems in Spain. Proceeding of Symposium on Dynamics and Management of Mediterranean - Type Ecosystems. June 22-26, San Diego, Californa, pp. 458-463.
25. Wright, B., 1931. The effects of high temperatures on seed germination. Journal of Forestry, 29(5): 679-687.
26. Yılmaz, F., 1994. Kızılçam (Pinus brutia Ten.) tohumlarda kabuktan kaynaklanan çimlenme engelinin kimyasal önişlemlerle giderilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.