Determination of The Effectiveness of Some Physical and Chemical Methods of Dormancy Breaking against Sinapis arvensis L. (Wild Mustard) Seeds

Abstract

However, the high dormancy in weed seeds can make such studies hard. In this study, methods of breaking dormancy of seeds were investigated to germinate in the laboratory conditions of weed seeds in 2015-2016. In the experiments, black color, 12 months and similar size of Sinapis arvensis L. seeds, collected from Şanlıurfa province were used. All experiments were carried out in an incubator in 20 C ± 1 C as four replication and applied three times. As a result of the study, the best germination rates obtained from 1 month and 12 months old seeds of S. arvensis which applied breaking dormancy methods was determinated as, GA₃ (2000 ppm) 100 % and 95.7 %; H2SO₄ (60 sec.) 91.9 % and 91.7 % (120 sec); liquid nitrogen immersion (60 sec.) 79 % and (90 sec) 55.5 %; NaCIO (15 % and 15 min.) 78.9 % and (15 % and 30 min.) 93.1 %; microwave (20 W and 60 sec) 66.1 % and (40 W and 60 sec) 37.3%; low temperature (1h, -80 °C and 1 min. +80 °C) 64.3 % and 73.8%; during 12 months bury in the soil 45.8 % respectively.

Keywords

• Sinapis arvensis
• Seed
• Dormancy
• Germination
• Wild Mustard

Bazı Fiziksel ve Kimyasal Dormansi Kırma Yöntemlerinin Sinapis arvensis L. (Yabani Hardal) Tohumlarına Karşı Etkinliğinin Belirlenmesi

Abstract

Sinapis arvensis gibi bazı yabancı ot tohumlarında görülen yüksek dormansi, yapılacak biyoloji çalışmalarını zorlaştırabilmektedir. Bu çalışmada yabani hardal tohumlarında bulunan dormansinin kırılmasına yönelik çalışmalar laboratuvar koşullarında 2015-2016 yılları arasında gerçekleştirilmiştir. Denemelerde Şanlıurfa ilinden toplanmış olan 12 aylık ve 1 aylık, siyah renkli ve benzer boyutlardaki yabani hardal tohumları kullanılmıştır. Tüm denemeler 20 C ±1 sıcaklığa ayarlı inkübatörlerde 4 tekerrürlü olarak yürütülmüş ve çalışma 3 kez tekrarlanmıştır. Çalışmalar sonucunda S. arvensis’in tohumlarında uygulanan yöntemlerin her biri kendi içerisinde değerlendirildiğinde; kontrole göre en iyi çimlenme oranları 12 aylık ve 1 aylık tohumlarda sırasıyla; GA₃ (2000 ppm) % 100 ve %95.7; H2SO₄ (60 s) % 91.9 ve % 91.7 (120 s.); sıvı azota daldırma (60 s) % 79.0 ve (90 s.) % 55.5; NaCIO (% 15’lik ve 15 dk) % 78.9 ve (% 15’lik ve 30 dk) %93.1; mikrodalga (20 W ve 60 s) % 66.1; ve (40 W ve 60 s) %37.3; düşük sıcaklık (1h -80 °C ve 1 dk +80 °C) % 64.3 ve %73.8; tohumların 12 ay toprağa gömülü bekletmede ise % 45.8 olarak belirlenmiştir.

Keywords

• Sinapis arvensis
• Yabani hardal
• Tohum
• Dormansi
• Çimlenme

Supporting Institution

Tarımsal Araştırmalar ve Ploitikalar Genel Müdürlüğü

Thanks

Bu çalışma, Tarım ve Orman Bakanlığı, Tarımsal Araştırmalar ve Politikalar Genel Müdürlüğü tarafından “Batman ve Şanlıurfa Buğday Alanlarında Bulunan Yabancı Otlar İle Yabani Hardal (Sinapis arvensis L.) ve Kısır Yabani Yulaf (Avena sterilis L.)'ın Bazı Biyolojik Özelliklerinin Belirlenmesi” adlı Yüksek Lisans projesi kapsamında desteklenmiştir.

References

1. Akın B. (2004). Dormansi kırıcı yöntemlerin yabancı ot tohumları üzerinde etkileri. Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Kütahya
2. Aksoy E., Pekcan V., (2014). Canavar Otları (Orobanche spp. ve Phelipanche spp.) ve Mucadelesi. Gıda, Tarım ve Hay. Bak., Tar. Araş. ve Politikalar Genel Müd. Yay., Ankara, 80s.
3. Amirnia R., Tajbakhsh M., Ghiyasi M., Danesh YR. (2012). Farklı uygulamaların sarı kantaron (Hypericum perforatum L.) tohum dormansisine karşı olan etkileri üzerine bir araştırma. Tıbbi ve Aromatik Bitkiler Sempozyumu 13-15 Eylül 2012, Tokat 51 – 54.
4. Anonim (2021). IBM Corp. Released 2013. IBM SPSS Statistics for Windows, Version 22.0. Armonk, NY: IBM Corp.
5. Ateş E. (2017). Batman ve Şanlıurfa buğday alanlarında bulunan yabancı otlar ile yabani hardal (Sinapis arvensis L.) ve kısır yabani yulaf (Avena sterilis L.)’ın bazı biyolojik özelliklerinin belirlenmesi. Hatay Mustafa Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Hatay.
6. Baskin J.M., Baskin C.C. (2014). What kind of seed dormancy might palms have? Seed Sci. Res., 24 (2014), pp. 17-22
7. Bozdoğan O., Uyar F., Karaman Y., Demi̇rtaş Ç., Uçar K., Tursun N. (2019). Myagrum perfoliatum L. (gönül hardalı) tohumlarında dormansi kırma üzerine araştırmalar. Turkish Journal of Weed Science 22 (1) , 45-52 .
8. Colbach N., Chauvel B., Durr and Richard G. (2002). Effect of environmental conditions on almyosuroides germination. I. effect of temperature and light.Weed Research .42.210E221.

9. Debeaujon I., Leon-Kloosterziel K.M., and Koornneef M. (2000). Influence of the testa on seed dormancy, germination, and longevity in Arabidopsis. Plant Physiol.122, 403–413.
10. Duràn MJ., Retamal N. (1989). Coat structure and regulation of dormancy in Sinapis arvensis L. Seeds. Journal of Plant Physiology, 135(2) 218-222
11. Donald W.W. and Hoerauf, R, 1985, Enhanced germination and emergence of dormant wild mustard (S.arvensis) seed by two substituted phthalimides. Weed Science 33, 894E902.
12. Edwards MM. (1968). Dormancy in seeds of charlock II. The influence of the seat coat. J. Exp.Bot. (19:583-600.
13. Erciş A., Tastan B., Yıldırım A. (1993).Yabani hardal (S. arvensis)‘ın bazı biyolojik özellikleri üzerinde araştırmalar. Türkiye I. Herboloji Kongresi (3-5 Şubat1993 Adana) 55-61.
14. Ertuş MM., Yergin R., Tunçtürk M., Tepe I. (2011. Hippomarathrum microcarpum (Bieb.) Fedtsch. tohumlarının çimlenme biyolojisinin belirlenmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 16 (2) 34 – 39.
15. Ghiyasi M., Tajbakhsh M., Amirnia R., Danesh YR. (2012). Yabani enginar tohumunun çimlenme özelliklerinde mikrodalganın etkisi. Tıbbi ve Aromatik Bitkiler Sempozyumu (13-15 Eylül 2012, Tokat) 443 – 447.
16. Güncan A. (1976). Erzurum çevresinde bulunan yabancı otlar ve önemlilerinden bazılarının yazlık hububatta mücadele imkanları üzerinde araştırmalar. Atatürk Üni. Yayınları No. 446. Erzurum.
17. Güncan A. (1980). Anadolu’nun doğusunda buğday ürününe karışan yabancı ot tohumları, bunların yoğunlukları ve önemlilerinin oluşturdukları bitki toplulukları üzerinde bir araştırma. Atatürk Üniversitesi Yayınları, 48s., Erzurum.
18. Güncan A. (1982). Erzurum yöresinde buğday ürününe karışan bazı yabancı ot tohumlarının çimlenme biyolojisi üzerine araştırmalar. Ankara Üniv. Zir. Fak. Yay. No: 270., 77s. Erzurum.
19. Hsiao AI. (1979). The effect of sodium hypochlorite, gibberellic acid and light on seed dormancy and germination of stinkweed and wild mustard. Can. J. Plant Sci., 60: 643-649.
20. Jordan JL. (1981). Barnyardgrass (Echinochloa crus - galli (L.) P. Beauv.) Seed dormancy and germination. Seed dormancy in Pennsylvania smartweed and barnyardgrass. Iowa State University. Retrospective Theses and Dissertations. pp. 71-80.
21. Karaca M. (2010). Yatık gökbaş (Centaurea depressa Bieb.) ve kokarot (Bifora radians Bieb.)’un bazı biyolojik özellikleri ve Konya yöresinde buğdayda ekonomik zarar eşiklerinin tespiti. Doktora tezi, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya.
22. Kholina AB., Voronkova NM. (2012). Seed cryopreservation of some medicinal legumes. Journal of Botany. Volume 2012 (2012), Article ID 186891, 7 p.
23. Martins ABN., Radke AK., Monterio MA., Dias LW., Tunes LVM., Meneghelo GE., Xavier FM., Brunes AP., Costa CJ. (2016). Methods for breaking seed dormancy of ryegrass during storage periods. African Journal of Agricultural Research, 11 (45) 4567-4570.
24. Mennan H. (1993). Samsun ili buğday ekim alanlarında görülen yabancıot türlerinin belirlenmesi ve önemli türlerin çimlenme ve gelişme biyolojilerinin araştırılması. Ç.Ü. Fen Bil. Ens., Yüksek Lisans Tezi, Adana.
25. Obalı A. (2009). Adi soda otu (Salsola kali subsp. ruthenica (Iljin) Soo.) tohumlarının çimlenme biyolojisi üzerinde araştırmalar. Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Konya.
26. Ozaslan C., Farooq S., Onen H., Ozcan S., Bukun B., Gunal H. (2017). Germination biology of two invasive Physalis species and implications for their management in arid and semi-arid regions. Scientific Reports, 7(1) 1–12.
27. Özkil M., Üremiş İ. (2019). Tarla sarmaşığı (Convolvulus arvensis L.) ve pembe çiçekli akşam sefası (Ipomoea triloba L.)’nın çimlenme biyolojisi üzerinde araştırmalar. Bitki Koruma Bülteni, 59(4) 3–10.
28. Patané C., Gresta F. (2006). Germination of Astragalus hamosus and Medicago orbicularis as affected by seed-coat dormancy breaking techniques. Journal of Arid Environments, 67: 165–173.
29. Salomão NA. (2002). Tropical seed species' responses to liquid nitrogen exposure. Braz. J. Plant Physiol., 14 2.
30. Serim T., Sözeri S. (2011). Doğu hazeranı [Consolida orientalis (Gay.) Schröd. (Ran.)] tohumlarının çimlenme biyolojisi üzerine araştırmalar. Türkiye IV. Bitki Koruma Kongresi (28-30 Haziran, Kahramanmaraş) 492.
31. Şin, B., 2021. Amasya, Çorum, Tokat ve Yozgat illerinde buğday alanlarında bulunan yabani hardal (Sinapis arvensis L.)'ın tribenuron-methyl'e karşı dayanıklılığının araştırılması. Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Bitki Koruma Ana Bilim Dalı, Doktora Tezi, Tokat.
32. Şin, B., Kadıoğlu,İ., 2021. A Study on Germination Biology of Wild Mustard (Sinapis arvensis L.), Turkish Journal of Agriculture - Food Science and Technology, 9(4): 728-732, 2021.
33. Taşkesen M. (2007). Van ili'nde kan damlası (Adonis aestivalis L.)'nın fenolojik, morfolojik ve bazı çimlenme özelliklerinin belirlenmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Van
34. Topuz M. (2007). Marmara Bölgesinde buğday tarlalarında bulunan Sinapis arvensis L. (yabani hardal)’ın sulfonylüre grubu herbisitlere karşı oluşturduğu dayanıklılık üzerinde araştırmalar. Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, İzmir.
35. Tursun AÖ. (2020). Salvia verticillata L. (Dadırak)’nın tohum dormansisinin kırılmasında farklı uygulamaların etkileri. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi 2 (Suppl 1), 30–37. https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.560605
36. Uludağ A., Özer Z. (1999). Farklı sıcaklıklarda bazı mekanik işlem ve kimyasal madde uygulamalarının boynuz otu (Cerastium dichotomum L.), boynuzlu yoğurt otu (Galium tricornutum Dandy), çoban tarağı (Scandix pecten-veneris L .) ve yapışkan otu (Asperula arvensis L.)’nun çimlenmelerine etkisi. Turkiye Herboloji Dergisi 2 (1) 6-16.
37. Uygur FN. (1985). Untersuchungen zu art und bedeutung der verunkrautung in der Çukurova unterbesonderer berücksichtigung von Cynodon dactylon (L.) Pers. und Sorghum halepense (L.) Pers. PLITS 1985/3 (5) 169 p., Stuttgart.
38. Üremiş İ., Uygur FN. (1999). Çukurova bölgesindeki önemli bazı yabancı ot tohumlarının minimum, optimum ve maksimum çimlenme sıcaklıkları. Türkiye Herb. Derg. (2 (2): 1-12. Üremiş İ., Uygur FN. (2007). Toprağın farklı derinliklerine gömülü bazı yabancı ot tohumlarının 10 yıl sonraki canlılık oranları. Türkiye II. Bitki Koruma Kongresi 27-29 Ağustos 2007, Isparta, 162.
39. Wiesner LE., Laufmann JE., Stanwood PC. (1994). The effect of liquid nitrogen on alfalfa seed viability, emergence, and broken cotyledons. Seed Technology Journal 18 (1) 1-6.
40. WSSA (2021). Weed-Science-Definitions, http://wssa.net/wp-content/uploads/WSSA-Weed-Science-Definitions.pdf (Son erişim; 12.08.2021).
41. Yazlık A. (2015). Kanyaş [Sorghum halepense (L.) Pers. ]’ın Marmara Bölgesindeki yaygınlığı, yoğunluğu, biyolojisi ve alternatif mücadele olanaklarinin belirlenmesi. Mustafa Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Hatay.
42. Yazlık A., Üremiş İ. (2015). Kanyaş [(Sorghum halepense (L.) Pers.]’ın tohum ve rizom biyolojisine yönelik çalışmalar. Derim, 32:(1):11-30.
43. Zimdahl R.L. (2018). Fundamentals of Weed Science, 5th Edition, Academic Press, UK. 758p.