Effects of Ontogenetic and Diurnal Variability on Essential Oil Content in Mentha spicata L., Origanum onites L., Melissa officinalis L. and Lavandula angustifolia Mill.

Abstract

The aim of this study was to investigate the effect of ontogenetic and diurnal variability on the essential oil content of some plants belonging to Labiatae family (Mentha spicata L., Origanum onites L., Melissa officinalis L. and Lavandula angustifolia Mill.). The study was conducted for two years at Bafra plain of Central Black Sea Region in Turkey. In this study, three different harvesting stages (before flowering, 50% flowering and 100% flowering) and harvesting times [morning (07.⁰⁰, noon (13.³⁰), evening (19.⁰⁰)] are considered as research subjects. According to the results of the study, the essential oil content values of M. spicata, O. onites, L. angustifolia and M. officinalis plants varied between 0.83-1.75%, 1.50-2.67%, 0.25-1.33% and 0.13-0.50%, respectively; In M. spicata and M. officinalis, the highest value was measured at 50% flowering, while the highest values was measured at full flowering on other species. Harvesting stages significantly affected essential oil content in M. spicata and L. angustifolia (p<0.01), whereas the effects on O. onites and M. officinalis species were not significant. The effect of harvesting times on essential oil content was significant and /or very significant in all plants. According to results of the research, in terms of ontogenetic variability, it is recommended that M. spicata and M. officinalis plants should be harvested at 50% flowering period, and L. angustifolia and O. onites plants should be harvested at 100% flowering period. In terms of diurnal variability, it was suggested that harvests should be done at noon in M. spicata, morning in O. onites and M. officinalis, and evening in L. angustifolia.

Keywords

• Harvesting stages
• harvesting times
• mint
• oregano
• lavander
• lemon balm

Mentha spicata L., Origanum onites L., Melissa officinalis L. ve Lavandula angustifolia Mill. Bitkilerinde Uçucu Yağ Oranı Üzerine Ontogenetik ve Diurnal Varyabilitenin Etkileri

Abstract

Bu çalışmada, Labiatae familyasına ait bazı bitkiler (Mentha spicata L., Origanum onites L., Melissa officinalis L. ve Lavandula angustifolia Mill.)’de ontogenetik ve diurnal varyabilitenin uçucu yağ oranı üzerine etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Araştırma, Türkiye’nin Orta Karadeniz Bölgesi’nde yer alan Bafra Ovası koşullarında iki yıl süre ile yürütülmüştür. Çalışmada, üç farklı hasat dönemi (Çiçeklenme öncesi, % 50 çiçeklenme ve % 100 çiçeklenme) ve üç farklı hasat saati [sabah (07.⁰⁰), öğle (13.³⁰) ve akşam (19.⁰⁰)]  araştırma konusu olarak ele alınmıştır. Araştırma sonucuna göre uçucu yağ oranı değerleri, M. spicata, O. onites, L. angustifolia ve M. officinalis bitkilerinde sırasıyla % 0.83-1.75, % 1.50-2.67,     % 0.25-1.33 ve % 0.13-0.50 arasında değişiklik göstermiş olup; M. spicata ve M. officinalis’de % 50, diğer bitkilerde ise tam çiçeklenme devrelerinde en yüksek değer ölçülmüştür. Hasat devreleri uçucu yağ oranını; M. spicata, ve L. angustifolia’da istatiksel olarak anlamlı derecede (p<0.01) etkilerken, O. onites ve M. officinalis türlerindeki etkileri istatistiksel açıdan önemsiz bulunmuştur. Hasat saatlerinin uçucu yağ oranı üzerine etkisi ise tüm bitkilerde önemli ve/veya çok önemli olmuştur. Araştırma sonucuna göre, ontogenetik varyabilite bakımından M. spicata ve M. officinalis bitkilerinin % 50 çiçeklenme döneminde, L. angustifolia ve O. onites bitkilerinin ise % 100 çiçeklenme döneminde hasat edilmesinin; diurnal varyabilite bakımından ise hasatların, M. spicata’da öğle, O. onites ve M. officinalis’te sabah, L. angustifolia’da ise akşam saatlerinde yapılmasının uygun olduğu önerilmiştir. 

Keywords

• Hasat dönemleri
• hasat saatleri
• nane
• İzmir kekiği
• lavanta
• oğulotu

References

1. Alkire, B.H., Simon, J.E., 1996. Response of midwestern peppermint (Mentha piperita L.) and native spearmint (M. spicata L.) to rate and from of nitrogen fertilizer, Acta Horticulturae, 426: 537- 549.
2. Anonim, 2004. Samsun İli Bazı İklim Verileri. Devlet Meteoroloji Bölge Müdürlüğü Kayıtları, Samsun.
3. Arabacı, O., 1989. Bazı parfüm bitkilerinde (Lavandula angustifolia Mill., Mellissa officinalis L., Salvia sclarea L. ) verim ve ontogenetik varyabilite üzerine araştırmalar. Yüksek lisans tezi, Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
4. Arabacı, O., Bayram, E., 2005. Aydın ekolojik koşullarında lavanta (Lavandula angustifolia Mill.)’nın bazı agronomik ve kalite özellikleri üzerine bitki sıklığı ve azotlu gübrenin etkisi. Adnan Menderes Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 2(2): 13-19.
5. Arslan, Y., 2006. Ankara koşullarında yüksek drog ve uçucu yağ oranına sahip oğulotu (Melissa officinalis L.) hatlarının geliştirilmesi. Yüksek lisans tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana.
6. Arslancan, H., 2016. Bazı lavanta (Lavandula x intermedia Emeric ex Loisel.) ekotip ve çeşitlerinin Isparta koşullarında tarımsal ve teknolojik özelliklerinin belirlenmesi. Yüksek lisans tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
7. Avci, A.B., Akcali Giachino, R.R., 2016. Harvest stage effects on some yield and quality characteristics of lemon balm (Melissa officinalis L.). Industrial Crops and Products, 88: 23-27.
8. Balyemez, Ö.E., 2014. Harran ovası koşullarında farklı lavanta (Lavandula spp.) türlerinin verim ve bazı bitkisel özelliklerinin belirlenmesi, Yüksek lisans tezi, Harran Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Şanlıurfa.

9. Başyiğit, M., Baydar, H., 2017. Tıbbi adaçayı (Salvia officinalis L.)’nda farklı hasat zamanlarının uçucu yağ ve fenolik bileşikler ile antioksidan aktivite üzerine etkisi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 21(1): 131-137.
10. Batıray, S., Kan, Y., 2013. Konya ekolojik şartlarında yetiştirilen İzmir Kekiğinde (Origanum onites L.) farklı dozlarda uygulanan azot ve organik gübrelerin verim ve kalite özellikleri üzerine etkisi. Selçuk Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, 27(1): 8-13.
11. Bayaz, M., 2014. Esansiyel yağlar: antimikrobiyal, antioksidan ve antimutajenik aktiviteleri. Akademik Gıda, 12(3): 45-53.
12. Ceylan, A., 1997. Tıbbi Bitkiler-II (Uçucu Yağ Bitkileri). Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları No: 481, İzmir.
13. Ceylan, A., Bayram, E., Geren, H., 1999. İzmir kekiği (Origanum onites L.) ıslahında geliştirilen klonların agronomik ve kalite özellikleri üzerinde araştırma. Türk Tarım ve Ormancılık Dergisi, 23(Ek sayı): 1163-1168.
14. Chang, X., Alderson, P.G., Wright, C.J., 2009. Variation in the essential oils in different leaves of basil (Ocimum basilicum L.) at day time. The Open Horticulturae Journal, 2(1): 13-16.
15. Court, W.A., Roy, R.C., Pocs, R., 1993. Effect of harvest date on the yield and quality of the essential oil of peppermint. Canadian Journal of Plant Science, 73: 815-824.
16. Çalışkan, T., Özgüven, M., 2018. Mentha arvensis var. piperascens (L.) Holmes’te ontogenetik varyabilite ve moleküler karakterizasyon. Çukurova Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 35(7): 134-145.
17. Erdoğan, E.A., 2014. Lamiaceae familyasına ait bazı bitkilerin uçucu yağ içeriklerinin belirlenmesi, antimikrobiyal ve antimutajenik aktivitelerinin araştırılması. Doktora tezi, Mersin Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Mersin.
18. Hadiana, J., Tabatabaeia, S.M.F., Naghavib, M.R., Jamzadc, Z., Ramak-Masoumia, T., 2008. Genetic diversity of Iranian accessions of Satureja hortensis L. based on horticultural traits and RAPD markers. Scientia Horticulturae, 115(2): 196-202.
19. Kaçar, O., Göksu, E., Azkan, N., 2010. Oğul otu (Melissa officinalis L.) yetiştiriciliğinde farklı bitki sıklıklarının bazı tarımsal özellikler üzerine etkisi. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 24(2): 59-71.
20. Kara, N., 2011. Uçucu yağ üretimine uygun lavanta (Lavandula sp.) çeşitlerinin belirlenmesi ve mikroçoğaltım olanaklarının araştırılması. Doktora tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
21. Karık, Ü., Çiçek, F., Çınar, O., 2017. Menemen ekolojik koşullarında lavanta (Lavandula spp.) tür ve çeşitlerinin morfolojik, verim ve kalite özelliklerinin belirlenmesi. ANADOLU, 27(1): 17-28.
22. Kızıl, S., 2009. Farklı hasat dönemlerinin oğul otu (Melissa officinalis L.)’nda bazı tarımsal özellikler üzerine etkisi. Tarım Bilimleri Dergisi, 15(1): 20-24.
23. Kızıl, S., Toncer, Ö., 2006. Influence of different harvest times on the yield and oil composition of spearmint (Mentha spicata L. var. spicata). Journal of Food, Agriculture & Environment, 4(3-4): 135-137.
24. Kızıl, S., İpek, A., Arslan, N., Khawar, K.M., 2009. Some agronomical characteristics and essential oil content of oregano (Origanum onites L.) as influenced by planting densities. Journal of Essential Oil Bearing Plants, 12(2): 172-180.
25. Kokkini, S., 1992. Essential oils as taxonomic markers in Mentha. In: Advances in Labiate science, pp. 325-334.
26. Munsi, P.S., 1992. Nitrogen and phosphorus nutrition response in Japanese mint cultivation. Acta Horticulture, Article Number 306-58: 436-443.
27. Özel, A., 2000. Harran Ovası koşullarında kıvırcık nane (Mentha spicata L.)’de farklı biçim zamanlarının drog verimleri ve bazı kalite kriterlerine etkisi. Harran Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 4(1-2): 45-56.
28. Özen, F., Yaldız, G., Çamlıca, M., 2017. Yabancı ot mücadelesinde bazı aromatik bitkilerinin uçucu yağlarının allelopatik etkisi. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 3(1): 40-48.
29. Özyiğit, Y., Uçar, E., Tütüncü, B., İndibi, İ., Turgut, K., 2016. The effect of different nitrogen doses on yield and some yield components of Melissa officinalis subsp. L. altissima (Sibthr. et Smith) arcang. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 3(2): 139-144.
30. Piccaglia, R.,Dellacecca, V., Marotti, M., Giovanelli, E., Palevitch D., Putievski E., 1993. Agronomic factors affecting the yields and the essential oil composition of peppermint (Mentha piperita L.). Acta Horticulturae, Article Number 344: 29-40.
31. Ramakrishna, A., Ravishankar, G.A., 2011. Influence of abiotic stress signals on secondary metabolites in plants. Plant Signaling & Behavior, 6(11): 1720-1731.
32. Sağlam, B., 2005. Organik gübre ile ontogenetik ve diurnal varyabilitenin Labiatae familyasına ait bazı bitkilerde (Origanum onites L., Melissa officinalis L., Thymus praceox) verim ve önemli kalite özellikleri üzerine etkisi. Yüksek lisans tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Samsun.
33. Sarı, A.O., Ceylan, A., 2002. Yield characteristics and essential oil composition of lemon balm (Melissa officinalis L.) grown in the Aegean Region of Turkey. Turkish Journal of Agricultural Forestry, 26: 217-224.
34. Shanjani, P.S., Mirza, M., Calagari, M., Adams, R.P., 2010. Effects drying and harvest season on the essential oil composition from foliage and berries of Juniperus excelsa. Industrial Crops and Products, 32(2): 83-87.
35. Sönmez, Ç., 2019. Effect of different harvest times on some yield and essential oil characteristics in Origanum onites L.. Turkish Journal Of Field Crops, 24(1):106-110.
36. Sönmez, Ç., Okkaoğlu, H., 2019. The effect of diurnal variation on some yield and quality characteristics of lavender (Lavandula angustifolia Mill.) under Çukurova ecological conditions. Turkish Journal of Agriculture-Food Science and Technology, 7(3): 531-535.
37. Stevovic, S., Calic-Dragosavac, D., Mikovilovic, V.S., Zdravkovic-Korac, S., Milojevic, J., Cingel, A., 2011. Correlation between environment and essential oil production in medicinal plants. Advances in Environmental Biology, 5(2): 465-468.
38. Şengül, Z., 1990. Nanede verim ve ontogenetik varyabilite üzerine araştırmalar. Yüksek lisans tezi, Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
39. Telci, I., Demirtas, I., Bayram, E., Arabaci, O., Kacar, O., 2010. Environmental variation on aroma components of pulegone/piperitone rich spearmint (Mentha spicata L.). Industrial Crops and Products, 32: 588-592.
40. Telli, H., 2007. Seçilmiş oğulotu (Melissa officinalis L.) hatlarının drog verimi ve uçucu yağ oranı bakımından karşılaştırılması. Yüksek lisans tezi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
41. Tınmaz, A.B., 1999. Oğul otu (Melissa officinalis L.) bitkisinin uygun dikim sıklığı ve hasat zamanının belirlenmesi. Yüksek lisans tezi, Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Çanakkale.
42. Tuğay, M.E., Kaya, N., Yılmaz, G., Telci, I., Dönmez, E., 2000. Tokat ve çevresinde yaygın olarak bulunan bazı aromatik bitkilerin bitkisel ve teknolojik özellikleri. TÜBİTAK, Tarım ve Ormancılık Araştırma Grubu, Proje Kesin Sonuç Raporu (TOGTAG-1690).
43. Uçar, E., Odabaş Köse, E., Özyiğit, Y., Turgut, K., 2015. Bazı tıbbi ve aromatik bitkilerde esansiyel yağların antimikrobiyal aktivitelerinin belirlenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 10(2): 118-124.
44. Ulcay, S., Şenel, G., 2018. Lamiaceae familyasına ait Lycopus europaeus L. türü üzerinde anatomik bir araştırma. Sinop Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 3(1): 45-52.
45. Uyanık, M., 2013. Oğulotu (Melissa officinalis L.)’nda ontogenetik, morfogenetik ve diurnal varyabilitenin Ankara koşullarında belirlenmesi. Yüksek lisans tezi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
46. Yaldiz, G., Şekeroğlu, N., Özgüven, M., Kirpik, M., 2005. Seasonal and diurnal variability of essential oil and its components in Origanum onites L. grown in the ecological conditions of Çukurova. Grasas y Aceites, 56(4): 254-258.
47. Yurtsever, N., 1984. Deneysel İstatistik Metotları. Toprak ve Gübre Enstitüsü Yayınları, Genel Yayın No: 121, Ankara.
48. Zheljazkov, V.D., Astatkie, T., Hristov, A.N., 2012. Lavender and hyssop productivity, oil content, and bioactivity as a function of harvest time and drying. Industrial Crops and Products, 36: 222-228.