Effects of Plant Extracts on Growth and Development of Branched Broomrape (Orobanche ramosa L.) on Tomato

Abstract

Broomrape (Orobanche spp.), an obligate plant-parasitic plant, causes high yield and quality loss in important crops such as tomatoes grown in the most of the Mediterranean countries and other countries having Mediterranean climate. A two-year pot study was conducted to develop an economic and an efficient control method against branched broomrape (Orobanche ramosa L.) in 2007 and 2008. Rapeseed (Brassica napus L var. oleifera L.), black radish (Raphanus sativus L. var. niger J.Kern), basil (Ocimum basilicum Nufar), thyme (Thymus vulgaris L.), sage (Salvia officinalis L.), oregano (Origanum onites L.) and lavender (Lavandula officinalis L.) were harvested at the flowering stage and dried under shade. Dried plant parts were powdered and used for 2%, 4%, 6%, 8% and 16% plant extract containing solutions. Tomato seedlings were planted in 2 L pots containing peat artificially infested with 0.50 g of the broomrape seed and each pots treated with extracts at 100 ml/pot concentrations. The shoot number, tubercle number, capsule number and dry weight of broomrape were determined at the tomato harvest. Shoot number, tubercle number and capsule number of broomrape were decreased with the increasing concentrations of each treatment. The lavender extract treatment had the highest reduction rates on the investigated broomrape parameters. The reduction rates of plant parameters were around 50% in both years. When the allelopathic effect on the amount of tubercle and capsule was considered, 60-70% inhibitions were observed with basil extract applications in both years. The allelopathic effects of rapeseed on broomrape dry weight were 50-60% in both years

Keywords

• Tomato
• Branched broomrape
• Branched broomrape
• Control
• Allelopathy

Bitki Özütlerinin Domateste Mavi Çiçekli Canavar Otu (Orobanche ramosa L.)’nun Büyüme ve Gelişimine Etkileri

Abstract

Akdeniz’e kıyı ülkelerde ve Akdeniz iklimine sahip ülkelerin çoğunda canavar otları (Orobanche spp.) domates gibi önemli kültür bitkilerinde yüksek oranda ürün ve kalite kaybına neden olmaktadır. Bu çalışma tam parazit bir bitki olan mavi çiçekli canavar otu (Orobanche ramosa L.)’na karşı ekonomik ve etkili bir mücadele yöntemi geliştirmek amacı ile 2007 ve 2008 yıllarında yürütülmüştür. Çalışmada; %2, % 4, % 6, % 8 ve % 16 dozlarında kanola (Brassica napus L. var. oleifera L.), siyah turp (Raphanus sativus var. niger J.Kern), fesleğen (Ocimum basilicum Nufar), kekik (Thymus vulgaris L.), adaçayı (Salvia officinalis L.), bilyalı kekik (Origanum onites L.) ve lavanta (Lavandula officinalis L)’dan hazırlanan özütler saksılara 100 ml/saksı dozunda uygulanmıştır. Domates hasadında her saksıdaki mavi çiçekli canavar otunun sürgün, tüberkül ve kapsül sayıları ile kuru ağırlıkları belirlenmiştir. Her özüt uygulamasının canavar otu üzerine tüberkül’ün etki oranı doz artışına paralel olarak yükselmiştir. Çalışmada canavar otu çıkışına en büyük allelopatik etki lavanta uygulamalarından elde edilmiştir. Her iki yılda da lavanta uygulamalarından yaklaşık % 50 dolaylarında allelopatik etki elde edilmiştir. Tüberkül ve kapsül oluşumu üzerine allelopatik etkiye bakıldığında, fesleğen uygulamalarından her iki yılda da yaklaşık % 60-70 etki elde edilmiştir. Canavar otu kuru ağırlığı üzerine kanola özütünün allelopatik etkisi her iki yıl için % 50-60 olmuştur.

Keywords

• Domates
• Mavi çiçekli canavar otu
• Mücadele
• Allelopati

References

1. Abak, K. (2016) Türkiye’de domatesin dünü, bugünü ve yarını. Türkiye Tohumcular Birliği Dergisi, 17:8-13.
2. Acharya, B.D., Khattri, G.B., Chettri, M.K., Srivastava, S.C. (2002) Effect of Brassica campestris var. toria as a catch crop on Orobanche aegyptiaca seedbank. Crop Protection, 21:533-537.
3. Aksoy, E., Pekcan, V. (2016) Canavar otları (Orobanche spp., Phelipanche spp.) ve mücadelesi. Gıda ve Tarım Hayvancılık Bakanlığı, 89s., Ankara.
4. Aksoy, E.O. (2003). Canavarotu türlerinin (Orobanche spp.) Çukurova bölgesi’ndeki önemi ve mücadele olanakları üzerine araştırmalar. Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 158s., Adana.
5. Anonim (2007) Pazarlama Araştırmaları, Domates TRA2 Iğdır. http://www.eu-akkm.org
6. Anonim (2020). Domates Üretim Miktarı. Türkiye İstatistik Kurumu. https://biruni.tuik.gov.tr/medas/?kn=92&locale=tr (Son erişim tarihi:15.06.2020).
7. Arıkbay, C. (1996) Türkiye’nin işlenmiş domates dışsatımı: durum değerlendirmesi ve Avrupa topluluğu’na tam üyeliğin olası etkileri, Ankara Üni., Fen Bil. Enst., Doktora Tezi, 243s., Ankara.
8. Arminante, F., De Falco, E, De Feo, V., De Martino, L., Mancini, E. Quaranta, E. (2006) Allelopathic activity of essential oils from Mediterranean Labiatae. International Symposium on the Labiatae: Advances in Production, Biotechnology and Utilisation, Sanremo, Italy.

9. Arslan, M., Uremis, I., Uludag, A. (2005) Determining bio-herbicidal potential of rapeseed, radish and turnip extracts on germination ınhibition of cutleaf ground-cherry (Physalis angulata L.) seeds. Journal of Agronomy, 4 (2):134-137.
10. Baytop, T. (1984) Türkiye’de bitkiler ile tedavi. İstanbul Üniversitesi Yayınları No:3255, 520s.ü İstanbul.
11. Boira, H., Blanquer, A. (1998) Environmental factors effecting chemical variability of essential oils in Thymus piperella L. Biochemical Systematics and Ecology, 26:811-822.
12. Botz, I., Bordacs, M., Kovacs, Z., Szabo, L. (1995) Densitometry as a powerful method for the measurements of plant metabolits. 33rd Symposium on Instrumental Analysis, Hungary, p11.
13. Boydston, R. (1993) Weed control in potatoes with green manure crops. Western Society of Weed Science Research Progress Report, VII-4.
14. Boydston, R., Al-Khatib, K. (1994) Brassica green manure crops suppress weeds. Proceeding of Western Society of Weed Science, 47:24-27.
15. Boydston, R., Hang, A. (1995) Rapeseed (Brassica napus) green manure crop suppressed weeds in potato (Solanum tuberosum). Weed Tech. 9:669-675.
16. Brown, P.D., Morra, M.J. (1995) Glucosinolate-containing plants tissues as bioherbicides. J. Agric. Food Chem., 43:3070-3074.
17. Ceylan, A. (1987) Tıbbi bitkiler II (uçucu yağ içerenler). E.Ü. Ziraat Fakültesi Ofset basımevi, Yayın No: 481, Bornova-İzmir, 188 s.
18. Chang, S.T., Cheng, S.S., Wang, S.Y. (2001) Antitermitic activity of essential oils and components from Taiwania (Taiwania cryptomerioides). J. Chem. Ecol., 27:717–724.
19. Davis, P.H. (1965-1988) Flora of Turkey and the East Aegean Islands. Edinburgh at the University Press, Volume: 1-10.
20. Demirkan, H., Nemli, Y. (1993) Bazı domates çeşitlerinin Orobanche ramosa L.’ya duyarlılıklarının araştırılması. Türkiye I. Herboloji Kongresi (3-5 Şubat 1993, Adana) 309-314.
21. Demirkan, H. (1997) Domates alanlarında sorun oluşturan canavar otu (Orobanche ramosa L.)’nun biyolojisi üzerine araştırmalar. Türkiye II. Herboloji Kongresi (1-4 Eylül 1997) İzmir&Ayvalık, 89-98.
22. Demirkan, H. (2005) Bazı bitki parçalarının Orobanche ramosa L.’nın gelişimine olan allelopatik etkilerinin araştırılması. Ege Üniv. Ziraat Fak. Derg., 2005, 42(3): 45-54.
23. Demirkan, H., Türkseven S., Nemli Y., Uludağ A., Kaçan K. (2014) Domateste canavar otuna (Phelipanche ramosa (L.) Pomel/P. aegyptiaca (Pers.) Pomel) karşı bazı kimyasal kontrol metodlarının araştırılması. Ege Üniv. Ziraat Fak. Derg., 51 (1):101-107.
24. Doğan, A. (2004) Antep turpu (Raphanus sativus L.)’nun mısır bitkisine ve yabancı ot türlerine olan allelopatik etkisinin araştırılması. Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Ens., Yüksek Lisans Tezi, 84s., Adana.
25. Dongola, G.M. (2006) Effect of crop sequence on Orobanche ramosa management in tomato crop. J. Sci. Tech., 7:1-8. Er, T. (2009) Bazı bitki ekstrakt ve eksudatlarının domateste Orobanche çimlenmesine ve gelişimine etkileri üzerine araştırmalar. Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Ens., Yüksek Lisans Tezi, 56s., İzmir.
26. Erkan, D. (2020) Bazı yabani domates türlerinin önemli domates virüslerine dayanıklılıkla ilişkili moleküler markörler yardımıyla taranması. Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, 86s., Isparta.
27. Evenari, M. (1949) Germination inhibitors. Botanical Review, 15:153-194. FAO, 2018. Statistic database. http://faostat.fao.org/. (Erişim tarihi: 15.06.2018)
28. Farag, R.S, Ali, M.N,Taha, S.H. (1989) Use of some essential oils as natural preservatives for butter. J. Am. Oil Chem. Soc., 68:188-191.
29. Fencwick, G.R., Heany, R.K., Mawson, R. (1989) Glucosinolates. In toxicants of plant origin, Vol. II: Glycosides, (Ed.; P.R. Cheeke), Boca Raton, Florida:CRC Press.
30. Fernández-Aparicio, M., Reboud, X., Gibot-Leclerc, S. (2016) Broomrape weeds. underground mechanisms of parasitism and associated strategies for their control: a review. Front. Plant Sci. 7 (135):1-23.
31. Ghosheh, H.Z., Hameed, K.M., Turk, M.A., El-Jamali, A.E. (1999) Olive (Olea europea) jift suppresses broomrape (Orobanche spp.) infections in faba bean (Vicia faba), pea (Pisum sativum) and tomato (Lycopersicum esculentum). Weed Tech., 13: 457-460.
32. Haidar, M.A., Sidahmed, M.M. (2000) Soil solarization and chicken manure for the control of Orobanche crenata and other weeds in Lebanon. Crop Protection, 19:169-173.
33. Hershenhorn, J., Goldwasser Y., Plakhine D., Ali R., Blumenfeld T., Bucsbaum H., Herzlinger G., Golan S., Chilf T., Eizenberg H., Dor E., Kleifeld Y. (1998) Orobanche aegyptiaca control in tomato fields with sulfonylurea herbicides. Weed Research, 38:343-349.
34. Hodosy, S. (1981) Biological control of broomrape. Orobanche ramosa. A tomato parasite. In: Occurrence and adaptability of Fusarium species to control broomrape in Hungary. Zoldegtermesztasi Kutato Intezet Bulletinje, 14:21-29.
35. Inderjit, Keating, K.I. (1999) Allelopathy: prenciples, procedure, processes, and promises for biological control. Advances in Agronomy, 67:141-231.
36. İskenderoğlu, N. (1995) Bitki ekstraktları ve atıklarının yabancıot türlerinin gelişmesine olan biyoherbisit etkisinin araştırılması. Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Ens., Yüksek Lisans Tezi, 121s., Adana.
37. Javaid, A., Shafique, S., Bajwa, R., Shafıque, S. (2006) Effect of Aqueous Extracts of Allelopathic Crops on Germination and Growth of Parthenium hysterophorus L. South African Journal of Botany, 72:609-612.
38. Joel, M.D. (1995) The long-term approch to parasitic weeds control: manipulation of spesific developmental mechanism of the parasite. Crop Protection, 19:753-758.
39. Kadıoğlu, İ. (2009) Canavar otu (Orobanche spp.) tanımı, zararlıları ve mücadelesi. Türkiye Herboloji Derg., 12 (2):1-6.
40. Kato-Noguchi, H. (2003) Assesment of allelopathic potential of shoot powder of lemon balm. Scientia Horticulture, 97: 419-423.
41. Keskin, G., Gül, U. (2004) Domates. TEAE Bakış Tarımsal Araştırma Enstitüsü, 5:1-4.
42. Keskin, G., Pezikoğlu, F., Gül, U. (2003) Sebze durum ve tahmin: domates durum 2002, TEAE Yayın No: 108, Ankara.
43. Kırıcı, S., Özgüven, M., Yenikalaycı, A. (1996) Çukurova bölgesi’nde tıbbi adaçayı (Salvia officinalis) üzerine araştırmalar. Workshop Tıbbi ve Aromatik Bitkiler, (25-26 Mayıs, İzmir) Bildiri Özetleri, 39-40.
44. Krishnamurıty, G.V.G. (1991) Further studies on post-emergence control of broomrape on tobacco with plant oils. Proceeding of the 5th International Symposium of Parasitic Weeds, 24-30 June 1991, Nairobi, Kenya) 108-110.
45. Kustrak, D., Kuftinec, J., Blazevic, M. (1984) Yields and composition of sage oils from different regions of the Yugoslovian Adriatic cost. J. of Natural Products, 47:550-524.
46. Linke, K.H., Sauerborn, J., Saxena, M.C. (1989) Orobanche field guide. ICARDA, Aleppo- Syria, 42 pp.
47. Linke, K.H., Saxena, M.C. (1991) Study on viability and longevity of Orobanche seed under laboratory conditions. Wegman, K., Musellman, L.J. (Eds), Progress In Orobanche Research. Eberhard-Karls-Universitat, Tübingen, FRG, p. 110-114.
48. Marino, M., Bersani, C., Comi, G. (2001) Impedance measurements to study the antimicrobial activity of essential oils from Lamiaceae and Compositae. International Journal of Food Microbiology, 67:187–195.
49. Muslu, E.E. (2018) Damlama sulamayla uygulanan rimsülfüronun domates (Lycopersicon esculentum Mill.) ve canavarotuna (Phelipanche ramosa (L.) Pomel) etkileri. Çanakkale Onsekiz Mart Üni., Fen Bil. Enst. Yüksek Lisans Tezi, 55s, Çanakkale.
50. Nakipoğlu, M., Otan, H. (1994) Tıbbi bitkilerin flavanoidleri. Anadolu, 4(1):70-93.
51. Nasir, M., Hussain, S., Jabbar, S. (2014). Tomato processing, lycopene and health benefits: A review. Science Letters, 3:1-5.
52. Nemli, Y., Emiroğlu, U. (1993) Tütünde canavar otu (Orobanche ramosa L.) mücadelesi üzerinde araştırmalar. Türkiye I. Herboloji Kongresi, (3-5 Şubat 1993-Adana) 291-296.
53. Nicola, S., Tibaldi, G., Fontana, E. (2009) Tomato production systems and their application to the tropics. Acta Horticulturae, 821:27-34.
54. Özdemir, Ş. (2007) Brassicaceae familyasından bazı bitkilere ait ekstraktların yabancı otlarla mücadelede biyo-herbisit olarak kullanılabilme olanaklarının araştırılması. Mustafa Kemal Üni., Fen Bil. Enst., Yüksek Lisans Tezi, 88s., Hatay.
55. Özgüven, M., Tansı, S. (1999) Mercanköşk (Majorana hortensis Moench)'de gelişme dönemlerine göre verim ve kalite. Turkish Journal of Agriculture and Forestry. 23: Ek Sayı 1, 11-17.
56. Parker, C., Riches, C.R. (1993) Parasitic weeds of the World: Biology and control. CAB International, Wallingfort, UK, 332 pp.
57. Peterson, J., Belz, R. Walker, F. Hurle, K. (2001) Weed supression by release of isothiocyanates from turnip-rape mulch. Agron. J., 93 (1):37-43.
58. Qasem, J.R. (1998) Chemical control of branched broomrape (Orobanche ramosa) in glasshouse grown tomato. Crop Protection, 17 (8):625-630.
59. Rice, E.L. (1995) Biological control of weeds and plant diseases: Advances in applied allelopathy. Norman, OK: University of Oklahoma Press, pp. 439.
60. Sato, D., Awad, A.A., Chae, S.H., Yokota, T., Sugimoto, Y., Takeuchi, Y., Yoneyama, K. (2003) Analysis of strigolactones, germination stimulants for Striga and Orobanche by high-performance liquid chromatography/tandem mass spectrometry. J. of Agric. Food Chem., 51: 1162–1168.
61. Sauerborn, J. (1991) Parasitic flowering plants; ecology and management. Josef Margraf, Weikersheim, Germany, 127 pp.
62. Seçmen, Ö., Gemici, Y., Görk, G., Bekat, L., Leblebici, E. (1995) Tohumlu bitkiler sistematiği. Ege Üniversitesi Basımevi, 394s., Bornova-İzmir.
63. Tepge (2017) Tarım ürünleri piyasa raporları, domates. Tarımsal Ekonomi ve Politika Geliştirme Enstitüsü Müdürlüğü, Ocak 2017, Ürün No: 20.
64. TUİK (2018) Türkiye istatistik kurumu. Bitkisel üretim istatistikleri. http://www.tuik.gov.tr/. (Erişim tarihi: 15.06.2019).
65. Tworkoski, T. (2002) Herbicide effects of essential oils. Weed Sci., 50:425-431.
66. Ultee, A., Bennik, M.H.J., Moezelaar, R. (2002) The phenolic hydroxyl group of carvacrol is essential for action against the food-borne pathogen Bacillus cereus. Appl. Environ. Microb., 68:1561–1568.
67. Uremis, I., Arslan, M., Uludag, A. (2005) Allelopathic effects of some Brassica species on germination and growth of cutleaf ground-cherry (Physalis angulata L.). Journal of Biological Sci., 5 (5):661-665.
68. Uremis, I.,. Arslan, M., Sangun, M.K., Uygur, V., Isler, N. (2009a) Allelopathic potential of rapeseed cultivars on germination and seedling growth of weeds. Asian Journal of Chemistry, 21 (3): 2170-2184.
69. Uremis, I.,. Arslan, M., Sangun, M.K. (2009b) Herbicidal potential of essential oils on the germination of some problem weeds. Asian J. Chem., 21:3199-3210.
70. Zimdahl, 2018 Zimdahl, R.L., 2018. Fundamentals of weed science, 5th Edition, Academic Press, 758p.