The Effect of Different Salinity Levels on the Germination, Seed Yield, and Yield Characteristics in Beans (Phaseolus vulgaris L.)

Abstract

Salt stress is one of the most important factors limiting the growth and yield of the plants, especially the ones cultivated in the arid and semi-arid areas. The purpose of this study was to determine the effects of irrigation waters containing various salt concentrations on the seed germination, growth, yield and yield components in beans. Eight different concentrations (EC: 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5 and 4.0 dS m-1) of salinized waters were used for the irrigation applications. The results of the research showed that the various salt concentrations statistically significantly negatively affected the germination rate, growth and yield parameters of the bean seeds. The highest germination rate was obtained from the salt applications with 0.5, 1.0, and 2.0 dS m-1; however, the salinity levels above 2.5 dS m-1 substantially decreased the germination rate. As the salt concentrations increased, the dwarfing effect appeared in the plants and this effect was observed more by increasing the salinity level to 2.5 dS m-1. The number of pods per plant, the number of seeds per pod, the 100-seed weight, and the seed yield substantially decreased at the salinity levels above 3.0 dS m-1, 2.5 dS m-1, 2.0 dS m-1, and 2.0 dS m-1, respectively. The data obtained; showed that low salt concentrations will not affect germination, growth and yield parameters negatively, irrigation water salt concentration limit should be 2.0 dS m-1 and increases above the level may put bean cultivation at risk.

Keywords

• : Local Bean
• Salinity
• Germination
• Yield

Fasulyede (Phaseolus vulgaris L.) Farklı Tuz Dozlarının Çimlenme, Tane Verimi ve Verim Özellikleri Üzerine Etkileri

Abstract

Tuz stresi özellikle kurak ve yarı kurak alanlarda yetiştirilen kültür bitkilerinin büyümesini ve verimliliğini sınırlayan en önemli faktörlerden birisidir. Bu araştırmanın amacı; farklı tuz içeren sulama sularının fasulyede tohum çimlenme, büyüme, verim ve verim bileşenleri üzerine etkilerini ortaya koymaktır. Sulama uygulamalarında tuzlulaştırılmış suların sekiz farklı konsantrasyonu (EC: 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5 ve 4.0 dS m-1) kullanılmıştır. Araştırma sonuçları, farklı tuz konsantrasyonlarının fasulye tohumlarının çimlenme oranını, büyüme ve verim parametrelerini istatistiksel olarak önemli düzeyde olumsuz etkilediğini göstermiştir. En yüksek çimlenme oranı 0.5, 1.0 ve 2.0 dS m-1 tuz uygulamalarından elde edilmiş, ancak 2.5 dS m-1 ve üzerinde artan tuz konsantrasyonları çimlenme oranını önemli miktarda düşürmüştür. Artan tuz konsantrasyonları ile birlikte bitkilerde bodurlaşma etkisi ortaya çıkmış, bu etki daha çok tuz dozunun 2.5 dS m-1 seviyesine çıkarılması ile gözlemlenmiştir. Bitkideki bakla sayısı 3.0 dS m-1, bakladaki tane sayısı 2.5 dS m-1, yüz tane ağırlığı 2.0 dS m-1, tane verimi 2.0 dS m-1 ve üzerinde artan tuz uygulamalarında önemli miktarda azalmıştır. Elde edilen veriler; düşük tuz konsantrasyonlarının çimlenme, büyüme ve verim parametrelerini olumsuz etkilemeyeceğini, sulama suyu tuz konsantrasyonu sınırının 2.0 dS m-1 olması gerektiği ve seviyenin üzerindeki artışların fasulye yetiştiriciliğini riske sokabileceğini göstermiştir.

Keywords

• Yerel fasulye
• Tuzluluk
• Çimlenme
• Verim

References

1. Amanpour-Balaneji, B., and Sedghi, M,. 2012. Effect of aging and priming on physiological and biochemical traits of common bean (Phaseolus vulgaris L.). Notulae Scientia Biologicae 4(2): 95-100.
2. Anonymous, 1985. Seed Science and Technology. ISTA 13(2).
3. Bayuelo-Jiménez, D. G., Debouck and Lynch, J. P., 2003. Growth, gas exchange, water relations and ion composition of Phaseolus Species grown under saline conditions. Field Crops Research (80)3: 207–222.
4. Eroğlu. İ., 2007. Tuz Stresine Bazı Fasulye (Phaseolus vulgaris L.) Kültür çeşitlerinde tohum çimlenmesi ve fide gelişimi üzerine etkileri. Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyoloji Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, Bornova-İzmir.
5. Ekmekçi, E., Apan, M., Kara, T., 2005. Tuzluluğun bitki gelişimine etkisi. OMÜ Zirat Fakültesi Dergisi 20(3):118-125.
6. Gama, P. B. S., Inanaga S., Tanaka K., Nakazawa R., 2007. Physiological response of common bean (Phaseolus vulgaris L.) seedlings to salinity stres. African Journal of Biotechnology 6: 79-88.
7. FAO, 2016. Tarımsal İstatistikler. http://faostat3.fao.org/browse/Q/QC/E: (Erişim Tarihi: 25 Kasım 2017).
8. Farissi, M., Bouizgaren, A., Faghire, M., Bargaz, A., Ghoulam, C., 2011. Agro-physiological responses of moroccan alfalfa (Medicago sativa L.) populations to salt stress during germination and early seedling stages. Seed Science and Technology 39: 389-401.

9. Ghoulam, C., Foursy, A., Fares, K., 2002. Effect of salt stress on growth, inorganic ions and proline accumulation in relation to osmotic adjustment in sugar beet (Beta vulgaris L.). Environmental and Experimental Botany 47: 39-50.
10. Hoffman, G. J., Howell, T. A., Solomon, K. H., 1992. Management of farm irrigation systems. ASAE Monograph Number 9 published by ASAE.
11. ISTA, 2012. International for Seed Testing Rules. International Seed Testing Association, Zurich, Switzerland.
12. Kardoni, F., Mosavi, S. J. S., Parande, S., Torbaghan, M. E., 2013. Journal effect of salinity stress and silicon application on yield and component yield offaba bean. International Journal of Agriculture and Crop Sciences 6: 814-818.
13. Kazemand, G. G., and Minoo, T. N., 2011. Soybean performance under salinity stress, soybean. Biochemistry, Chemistry and Physics pp. 634-638.
14. Khalid, H., Kumari M., Grover A., Nasim, M., 2015. Salinity stress tolerance of camelina investigated in vitro. Scientia Agriculturae Bohemica 46: 137–144.
15. Khan, M. A, Ungar, I. A., and Showalter, A. M., 2000. Effect of sodium chloride treatments on growth and ion accumulation of the halophyte Haloxylon recurvum. Communications in Soil Science and Plant Analysis 31(17–18): 2763–2774.
16. Kouam, E. B., Ndo, S. M., Mandou, M. S., Chotangui, A. H., Tankou, C. M., 2017. Genotypic variation in tolerance to salinity of common beans cultivated in Western Cameroon as assessed at germination and during early seedling growth. Open Agriculture 2: 600–610.
17. Lauchli. A., 1989. Salt exclusion: an adaptation of legumes for crops and pastures under saline conditions in salinity tolerance in plants. R. C. Staples and G. H. Toenniessen. Eds., pp. 171–187. Wiley. New York. NY. USA.
18. Li, C., Feng, S., Shao, Y., Jiang, L., Lu, X., Hao, X., 2008. Effects of arsenic on seed germination and physiological activities of wheat seedlings. Journal of Environmental Sciences 19: 725-732.
19. Maas, E. V., and Hoffman, G. J., 1977. Crop salt tolerance - current assessment. J. Irrig. and Drainage Div. ASCE 103:115-134.
20. Ndakidemi, P. A., Makoi, J. H. J. R., 2009. Effect of NaCl on the productivity of four selected common bean cultivars (Phaseolus vulgaris L.). Scientific Research and Essay 4: 1066-1072.
21. Naveed, K. M., Lqbal, H. F., Tahir, A., Ahmad, A. N., 2001. Germination potential of chickpea (Cicer arietinum L.) under saline condition. Pakistan Journal of Biological Sciences 4: 395-360.
22. Parande, S, Zamani, G. R., Syyari Zahan, M. H., Ghaderi, M. G., 2013. Effects of silicon application on the yield and component of yield in the common bean (Phaseolus vulgaris) under salinity stress. International Journal of Agronomy and Plant Production 4:1574-1579.
23. Pekşen, E., ve Artık, C., 2005. Anti besinsel maddeler ve yemeklik tane baklagillerin besleyici değerleri. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 20(2): 110-120.
24. Şehirali, S., Erdem, T., Erdem, Y., Kenar, D., 2005. Damla sulama yöntemi ile sulanan fasulyenin (Phaseolus vulgaris l.) su kullanım özellikleri. Tarım Bilimleri Dergisi 11(2): 212-216.
25. Özkorkmaz, F., ve Yılmaz, N., 2017. Farklı tuz konsantrasyonlarının fasulye (Phaseolus vulgaris L.) ve börülcede (Vigna unguiculata L.) çimlenme üzerine etkilerinin belirlenmesi. Ordu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 7(2): 196-200.
26. Tejera, N. A., Campos, R., Sanjuan, J., Lluch, C., 2005. Effect of sodium chloride on growth, nutrient accumulation, and nitrogen fixation of common bean plants in symbiosis with isogenic strains. Journal of Plant Nutrition 28: 1907–1921.
27. Tesfaye, A., Petros, Y., Zeleke, H., 2014. Effect of salinity on yield and yield related traits of some accessions of Ethiopian lentil (Lens culinaris M.) under greenhouse conditions. International Journal of Technology Enhancements and Emerging Engineering Research 2: 2347-2389.
28. Turhan A. ve Şeniz, V., 2010. Farklı tuz konsantrasyonlarının Türkiye’de yetiştirilen bazı domates genotiplerinin çimlenmesi üzerine etkileri. U. Ü. Ziraat Fak. Derg. 24(2): 11-22.
29. Turhan, A., Kuşçu, H., Şeniz, V., 2011. Effects of different salt concentrations (NaCl) on germination of some spinach cultivars. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 25(1): 65-77.
30. TÜİK, 2017. Tarımsal İstatistikler. http://www.tuik.gov.tr/PreÇizelge.do?alt_id=1001: (Erişim Tarihi: 25 Kasım 2018).
31. Türkmen, O. S., Özçelik, F., Nizam, Ö., Baytekin, H., 2016. Topraksız fasulye kültüründe azotun rhizobium bakteri nodülasyonu ve bitki gelişimi üzerine etkisi. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi 25(1): 201-205.
32. Ünlükara, A., Çıkılı, Y., Öztürk, A., 2008. Farklı yıkama oranlarında sulama uygulamalarının fasulyenin (Phaseolus vulgaris L.) gelişimine ve besin maddesi içeriğine etkisi. Gazi Osman Paşa Ziraat Fakültesi Dergisi 25(2): 51-60. Yurtseven, E. ve Baran, H. Y., 2000. Sulama suyu tuzluluğu ve su miktarlarının brokolide (Brassiva oleracea botrytis) verim ve mineral madde içeriğine etkisi. Turkish Journal of Agriculture and Forestry 24(2):185-190.
33. Wignarajah, K., 1992. Growth response of Phaseolus vulgaris to varying salinity regimes. Environmental and Experimental Botany 2: 141-147.