Effects of Seaweed on The Growth Parameters, Total Phenolic and Antioxidant Substrance Contents of Echinacea purpurea L. Under Salt Stress

Öz

This study was carried out to determine the effects of different salt sources (control, NaCl, KCl and CaCl₂) as well as seaweed (Ascophyllum nodosum) extract applications (control, 2, 4 and 6 ml/l) on total phenolic, antioxidant contents and  growth parameters of Echinacea (Echinaceae purpurea L.). The factorial experiment based on Completely Randomized Design established in growth chamber conditions with four replicates. Different parameters including root length, shoot length, root and shoot fresh weight, root and shoot dry weight, total antioxidant and total phenolic contents were investigated.

Results showed that salt stress decreased plant growth parameters while contents of total antioxidant and phenolic substances increased compared with control treatment. Using seaweed inhibited the negative effects of salt stress and all the measured parameters were positively increased. The highest values obtained by using 6 cc/l seaweed. On the other hand, using of seaweed had significant effect (P<0.05) on total phenolic contents whıle its effect on total antioxidant substance was not significant. The highest and least amounts of phenolic content (425.7 mg/100g and 385.4 mg/100g) observed by using 6 cc/l seaweed and control treatments respectively. Also, total antioxidant content was found between 503.2-557.5 mg/g.

Anahtar Kelimeler

• Seaweed,salt stress,Echinaceae purpurea L.

Tuz Stresi Altındaki Echinaceae purpurea L.’nın Büyüme Parametreleri ile Toplam Fenolik ve Antioksidan Madde İçeriği Üzerine Deniz Yosununun Etkisi

Öz

Bu çalışma, farklı tuz kaynakları (kontrol, NaCl, KCl ve CaCl₂) ve deniz yosunu (Ascophyllum nodosum) ekstraktı (kontrol, 2, 4 ve 6 cc/l) uygulamalarının ekinezyanın (Echinacea purpurea L.) büyüme parametreleri ile toplam fenolik ve antioksidan madde üzerine etkilerini belirlemek amacıyla yürütülmüştür. Deneme Tesadüf Parselleri Deneme Deseni’ne göre faktöriyel düzende 4 tekerrürlü olarak yürütülmüştür. Kök uzunluğu, gövde uzunluğu, kök yaş ağırlığı, gövde yaş ağırlığı, kök kuru ağırlığı, gövde kuru ağırlığı, toplam antioksidan ve fenolik madde içeriği dahil farklı parametreler incelenmiştir.

Sonuçlar, tuz stresinin kontrol ile kıyaslandığında bitki büyüme parametrelerini azaltırken, toplam antioksidan ve fenolik madde miktarını arttırdığını göstermiştir. Deniz yosunu kullanımı, tuz stresinin olumsuz etkilerini engelleyerek ölçülen tüm parametrelerde artışlar sağlamıştır. En yüksek değerler 6 cc/l deniz yosunu uygulamalarından elde edilmiştir. Diğer yandan, deniz yosunu uygulamalarının toplam fenolik madde oranı üzerindeki etkisi P<0.05 düzeyinde önemli bulunurken, toplam antioksidan madde üzerindeki etkisi önemli bulunmamıştır. En yüksek ve en düşük fenolik madde miktarı (425.7 mg/100g and 385.4 mg/100g) 6 cc/l deniz yosunu ve deniz yosunu uygulanmayan (kontrol) parsellerinden elde edilmiştir. Toplam antioksidan madde oranı ise 503.2-557.5 mg/g arasında tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Deniz yosunu,tuz stresi,Echinaceae purpurea L.

Kaynakça

1. Allwright, K. J. (1992). Effect of seaweed extracts on growth of wheat, and soil-borne diseases. Abstract of the 14th International Seaweed Symposium, Brest and St Malo, France, Abstract number 004.
2. Andiç, C. (1993). Tarımsal Ekoloji. Atatürk Üniv. Ziraat Fak. Ders Notları No:16.
3. Ashraf, M., Arfan, M., Ahmad, A. (2003). Salt tolerance in okra: Ion relations and gas exchanges characteristics. J. of Plant Nutrition 26 (1): 63-79.
4. Ay, H. (1994). Çukurova bölgesi koşullarında, deniz yosunu özü ''Ascphyllum nodosum'' Maxicrop ile deniz yosunu süspansiyonu ''Durvilla patatorum'' Kelpak' ın, pamuğun(Gossypium hirsutum L.) morfolojik, fizyolojik ve teknolojik özelliklerine etkileri üzerine bir araştırma. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarla Bitkileri Anabilim Dalı,Yüksek Lisans Tezi.47 s.
5. Aydın, İ., Atıcı, Ö. (2015). Tuz stresinin bazı kültür bitkilerinde çimlenme ve fide gelişimi üzerine etkileri. Muş Alparslan Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 3 (2): 1-15.
6. Chartzoulakis, K. S. (2005). Salinity and Olive: Growth, salt tolerance, photosynthesis and yield. Agricultural Water Management 78: 108-121.
7. Chartzoulakis, K., Klapaki, G. (2000). Response of two green house pepper hybrids to NaCl salinity during different growth stages. Scientia Horticulturae (86): 247-260.
8. Craigie, J. S. (2011). Seaweed extract stimuli in plant science and agriculture. Journal of Applied Phycology, 23: 371-393.

9. Çiçek, N., Çakirlar, H. (2002). The effect of salinity on some physiol. Parameters in Two Maize Cult. Bulg. J. Plant Physiol. 28 (1-2): 66-74.
10. Düzgüneş O., Kesici, T., Koyuncu, O., Gürbüz, F. (1987). Araştırma ve Deneme Metodları. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, No:1021. 295-381.
11. Franco, J. A., Esteban, C., Rodriguez, C. (1993). Effect of salinity on various growth stages of muskmelon cv. Revigal. J. Hort. Sci. 68: 899-904.
12. Gossett, D. R., Banks, S. W., Millhollon, E. P., Lucas, M. C. (1996). Antioxidant response to NaCl stress in a control and NaCl tolerant cotton cell line grown in the presence of paraquat, buthionine, sulfoximine, and exogenous glutathione. Plant Physiol. 112 (2): 803-809.
13. Gülpınar, A. R. (2009). Türkiye'de kültürü yapılan Echinacea purpurea (L.) moench ve echinacea pallida (Nutt.) Nutt. türleri üzerinde farmakognozik araştırmalar. Türkiye Cumhuriyet Ankara Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Konya.
14. Güneş, A., Inal, A., Alpaslan, M. (1996). Effect of salinity on stomatal resistance, proline and mineral composition of pepper. J. Plant Nutrition 19 (2): 389-396.
15. Hu, Y., Schmidhalter, U. (2005). Drought and salinity: a comparison of their effects on mineral nutrition of plants, Journal of Plant Nutrient and Soil Science, 168, 541-549.
16. Kamaladhasan, N., Subramanian, S. K. (2009). Influence of seaweed liquid fertilizers on legume crop, red gram. Journal of Basic and Applied Biology, 24.
17. Kanber, R., Çullu, M. A., Kendirli, B., Antepli, S., Yılmaz, N. (2005). Sulama, drenaj ve tuzluluk. Türkiye Ziraat Mühendisliği VI. Teknik Kongresi Bildirileri. 213-251.
18. Keleş, Y., Öncel, I. (2002). Buğday fidelerinde büyüme ve pigment içeriği üzerine sıcaklık ve su-tuz streslerinin birlikte etkileri. AUJST, 3(1): 143-152.
19. Khan, A., Shaheen, Z., Nawaz, M. (2013). Amelioration of salt stress in wheat (Triticum aestivum L.) by foliar application of nitrogen and potassium Sci., Tech. and Dev., 32 (2): 85-98.
20. Kumbul, B. (2000). Deniz yosunlarının bahçe bitkilerinde kullanım alanları. Akdeniz Üniv. Zir. Fak. Bahçe Bitkileri Bölümü, Bitirme Tezi, Antalya.
21. Lee, J., Scagel, C. F. (2009). Cichoric acid found in basil (Ocimum basilicum) leaves, Food Chemistry, 115, 650-656.
22. Lutz, M., Jorquera, K., Cancino, B., Ruby, R., Henriquez, C. (2011). Phenolics and antioxidant capacity of table grape (Vitis vinifera L.) Cultivars Grown in Chile. Journal of Food Science. 76: 1088-1093.
23. Matsiyak, K. Kaczmarek, Z., Krawczyk, R. (2011). Influence of seaweed extracts and mixture of humic and fulvic acids on germination and growth of Zea mays L. Acta Scientiarum Polonorum Agricultura.10 (1): 33-45.
24. Miller, S. C., Yu, H. (2004). Echinacea: The genus Echinacea, CRC Press, Boca Raton, USA, 1-190.
25. Morgan, K. T., Tarjan, A. C. (1980). Management of sting nematode on centipedegrass with kelp extracts. Proceeding of the Florida Stade Horticultural Society, 93, 97-99.
26. Munne-Bosch, S. (2005). The role of a-tocopherol in plant stress tolerance. Journal of Plant phsiology. 162,743-748.
27. Obanda, M., Owuor, P. O. (1997). Flavanol composition and caffeine content of green leaf as quality potential indicators of Kenyan black teas. Journal of the Science of Food and Agriculture, 74: 209-215.
28. Özenç, D. B, Şen, O. (2017). Farklı gelişim dönemlerinde uygulanan deniz yosunu gübresinin domates bitkisinin gelişim ve bazı kalite özelliklerine etkisi Akademik Ziraat Dergisi. Cilt 6, özel sayı: 235-242.
29. Öztürk, A. (2002). Farklı gelişme dönemlerinde uygulanan tuzlu ve normal suların patlıcan (Solanum melongena L.) bitkisinin bazı özelliklerine ve toprak tuzluluğuna etkisi, Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 16 (30) : 1420.
30. Parida, A. K., Das, A. B. (2005). Salt Tolerance and salinity effects on plants: a Review, Ecotoxicology and Environmental Safety, 60, 324-349.
31. Rodriguez, S., Wilhelmi, R., Cervilla, L., Blasco, B., Rios, J., Rosales, A., Romero, L., Ruiz, J. (2010). Genotypic differences in some physiological parameters symptomatic for oxidative stress under moderate drought in tomato plants. Plant Science, 178: 30–40.
32. Steveni, C. M., Norrington-Davies, J., Hankins, S. D. (1992). Effect of seaweed concentrate on hydroponically grown spring barley Journal of Applied Phycology. 4(2): 173-180.
33. Tıpırdamaz, R., Ellialtıoğlu, Ş. (1994). Domates genotiplerinde tuza dayanıklılığın belirlenmesinde değişik tekniklerin kullanımı. Ankara Üniv. Ziraat Fak Yayınları, Yayın No: 1358, Bilimsel Ar. ve İnc.: 752, 21s.
34. Treshow, M. (1975). Environment and Plant Response. McGraw-Hill Book Comp., USA. 442p.
35. Turhan, O. Y., Kızıloğlu, F. T. (1999). Toprak tuzluluğunun değişik Rhizobium phaseoli izolatları ile aşılanan fasulye (Phaseolus vulgaris) çeşit ve gelişimine etkisi. GAP I. Tarım Kongresi 26-28 Mayıs, Şanlıurfa, s: 937-945.
36. Verkleij, F. N. (1992). Seaweed extracts in agriculture and horticulture. A Review Biological Agriculture and Horticulture, 8: 309-324.Agric. Sci. 18(1): 51-55.
37. Whapham, C. A., Jenkins, T., Blunden, G., Hankins, S. D. (1994). The role of seaweed extracts, Ascophyllum nodosum, in the reduction in fecundity of meloidogyne javanica. Fundamental Applied Nematology, 17 (2): 181-183.
38. Yakıt, S., Tuna, A. L. (2005). Tuz stresi altındaki mısır bitkisinde ( Zea mays L.) stres parametreleri üzerine Ca, K ve Mg’un etkileri. (Yüksek Lisans Tezi), Muğla Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü. Biyoloji Anabilim Dalı, Muğla.
39. Yaşar, F. (2003). Tuz stresi altındaki patlıcan genotiplerinde bazı antioksidant enzim aktiviteleri in vitro ve in vivo olarak incelenmesi. (Doktora Tezi), Yüzüncü Yıl Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü, Van.
40. Yaşar, F., Özpay, T., Uzal, Ö., Ellialtıoğlu, Ş. (2008). Tuz stresinin karpuzda (Citrullus lanatus (Thunb.) Mansf.) antioksidatif enzim (SOD, CAT, APX ve GR) aktivitesi üzerine etkisi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi. Ziraat Fakültesi. Tarım Bilimleri Dergisi (J. Agric. Sci.), 18 (1): 61-65.
41. Yıldız, M., Terzi, H. (2011). Determination of early seedling stage salt tolerance in some barley cultivars grown in Turkey. Journal of Agricultural Sciences. 17: 1-9.
42. Yildirim, O., Aras, S., Ergül, A. (2004). Response of antioxidant systems to shortterm NaCl stress in grapevine rootstock-1616C and Vitis vinifera L. cv. Razaki. Acta Biologica Cracoviensia Series Botanica. 46: 151-158.