Determining the effects of water and salinity stress on plant growth, development, yield and water consumption in grasspea (Lathyrus sativus L.)

Abstract

This study has been carried out in a greenhouse to investigate effects of different water and salinity stress on the growth, development, yield, water consumption of grasspea (Lathyrus sativus L.) plant. The experiment consists of two parts, as irrigation regime and salinity. In the salinity part of the experiment, the grasspea were exposed to five different water salinity levels (T0 = 0.65, T1 = 2.0, T2 = 4.0, T3 = 6.0 and T4 = 8.0 dS/m). Applications of 125%, 100%, 75% and 50% of depleted water from field capacity were S0, S1, S2, and S3 irrigation regime treatments of the experiment, respectively. In the one half of 8 pot- treatments, the harvest carried out at flowering stage as a fresh hay while the harvest of another half of the treatments carried out at seed stage. Plant water depletions were monitored by weighing the pots. Each treatment of the experiment conducted completely randomized plot design with four replications. Excess water application (125 % treatment) decreased water use efficiency and hectoliter weight while it doesn’t cause significant decreases both dry hay weight and seed yield. It is concluded that grasspea is neither tolerant against water deficit nor sensitive for hay production but it is more tolerant to drought for seed production. Saline irrigation water less than 2 dS/m positively contributed grasspea both seed and hay yield. It is determined that dry hay weight decreased at 8.24% after 3.06 dS/m threshold soil salinity and seed yield decreased at 10.3% after 2.78 threshold soil salinity. Plant water consumption is depressed with increasing soil salinity. Grasspea production for roughage in the area where has limited water sources is offered due to lower water use efficiency for seed production.

Keywords

• Grasspea (Lathyrus sativus L.), plant water consumption, salinity, water deficit

Su ve Tuzluluk Stresinin Mürdümük’te (Lathyrus sativus L.) Bitki Büyüme, Gelişme, Verim ve Su Tüketimi Üzerine Etkilerinin Belirlenmesi

Öz

Bu çalışma farklı su ve tuzluluk stresinin mürdümük (Lathyrus sativus L.) bitkisinin büyüme, gelişme, verim ve su tüketimi üzerine etkilerini araştırmak amacıyla serada yürütülmüştür. Deneme, sulama rejimi ve tuzluluk olmak üzere iki kısımdan oluşmaktadır. Denemenin tuzluluk kısmında bitkiler beş farklı sulama suyu tuzluluğuna (T0 = 0,65; T1 = 2,0; T2 = 4,0; T3 = 6,0 ve T4 = 8,0 dS/m) tabi tutulmuştur. Denemenin sulama rejimi kısmında ise S0, S1, S2 ve S3 konularına tüketilen suyun sırasıyla % 125’i, % 100’ü, % 75’i ve % 50’si uygulanmıştır. Her konu için ayrılan 8 saksının yarısında mürdümük yeşil ot aşamasında diğer yarısı ise tohum aşamasında hasat edilmiştir. Bitki su tüketimi saksıların tartımı yoluyla belirlenmiştir. Tesadüf parselleri deseninde yürütülen denemede her konu dört kez tekrarlanmıştır. Aşırı su uygulamaları (% 125 konusu), verimde önemli düşüşlere neden olmaz iken su kullanım etkinliğini ve bin tohum ağırlığını düşürmüştür. Kuru ot verimi açısından mürdümüğün kuraklığa karşı ne toleranslı ne de duyarlı olduğu fakat tohum verimi açısından ise son derece toleranslı olduğu belirlenmiştir. Tuzluluğu 2 dS/m’den daha düşük sular, bitki verimi üzerine olumlu etkide bulunmuştur. Kuru ot veriminin 3.06 dS/m eşik toprak tuzluluğundan sonra % 8,24 oranında azaldığı, tohum veriminin ise 2,78 dS/m eşik tuzluluğundan sonra % 10,3 oranında verim kaybettiği belirlenmiştir. Artan tuzlulukla birlikte bitki su tüketimi önemli şekilde azalmıştır. Tohum verimi açısından su kullanma etkinliğinin önemli derecede düşmesi nedeniyle özellikle suyun kısıtlı olduğu yerlerde mürdümüğün kaba yem ihtiyacının giderilmesi için yetiştirilmesi önerilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Bitki su tüketimi, mürdümük (Lathyrus sativus L.), su kısıtı, tuzluluk

Kaynakça

1. Anonim (1954). Diagnosis and Improvement of Saline and Alkali Soils. U. S. Dept. of Agric. No: 60, USA. Ayyıldız M (1990). Sulama Suyu Kalitesi ve Tuzluluk Problemleri. Ankara Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Yayınları: 1196, Ders Kitabı: 344, 282 s, Ankara. Başaran U, Acar Z, Önal Aşcı Ö, Mut H. ve Ayan İ (2007). Mürdümük (Lathyrus Sp.) türlerinin önemi, tarımda kullanım olanakları ve zararlı madde içerikleri. OMÜ Zir. Fak. Dergisi, 22(1), 139-1
2. Bouyoucos (1951). A recalibration of the hydrometer method for making mechanical analysis of soils. Agronomy Journal 43, 435-438.
3. Bucks DA, Sammis TW ve Dickey GL (1992). Irrigation for Arid Areas. In:Managament of Farm Irrigation Systems, Hoffman GJ, Howell TA and Solomon KH (Eds), ASAE Monograph Number 9, ASAE 2950 Niles Road.
4. Doorenbos J ve Kassam AH (1986). Yield Response to Water. FAO Irrigation and Drainage Paper No: 33, 193 p, Rome.
5. Düzdemir O, Ünlükara A ve Kurunç A (2009). Response of cowpea (Vigna unguiculata) to salinity and irrigation regimes. RSZN New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science, 37, 271-280.
6. Geren H, Okkaoğlu H ve Avcıoğlu R (2011). Mikorizanın farklı tuz (NaCl) konsantrasyonlarında kıbrıs mürdümüğü (Lathyrus ochrus)’nün verim ve bazı fizyolojik özellikleri üzerine etkisi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 48 (1), 31
7. Hoffman, G ve Shalhevet J (2007). Controlling Salinity. In: Design and Operation of Farm Irrigation Systems. Hoffman G.J, Evans RG, Jensen ME, Martin DL, Elliott R (Eds). ASABE, 2950 Niles Rd., St. Joseph, MI 49085-9659 USA, p. 160-207. Karadağ Y (1999). Bazı Mürdümük (Lathyrus sativus L.) Hatlarının Sitolojik, Morfolojik ve Tarımsal Özellikleri Üzerinde Araştırmalar. (Doktora Tezi), Gaziosmanpaşa Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarla Bitkileri Anabilim Dalı, Tokat.
8. Katerji N, Van Hoorn JW, Hamdy A, Mastrorilli M ve Karam F (1998). Salinity and drought, a comparison of their effects on the relationship between yield and evapotranspiration. Agricultural Water Management, 36(1998), 45-54.

9. Kurunc A, Unlukara A ve Cemek B (2011). Salinity and drought affect yield response of bell pepper similarly. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B - Plant Soil Science 61, 514-522.
10. Maas EV ve Hoffman GJ (1977). Crop Salt ToleranceCurrent Assessment. ASCE J. Irrig. ve Drainage Div. 103 (IR2), 115-134.
11. Mahdavi M ve Sanav AMM (2007). Germination and seedling growth in grasspea (Lathyrus sativus) cultivatars under salinity conditions. Department of Agriculture, Tarbiat Modarres University, Pakistan Journal of Biological Sciences 10 (2), 273-279, P.O. Box 14115-336, Tehran, Iran.
12. Massoud F (1981). Salt affacted soils at a global scale and concepts for control. Technical paper. Rome, Italy: Land and Water Developement Div., FAO.
13. Richard LA (1969). Diagnosis and Improvement of Saline and Alkali Soils. United States Salinity Laboratory Staff, United States Department of Agriculture, Agriculture Handbook No. 60, Washington.
14. Shalhevet J (1994). Using Water of Marginal Quality for Crop Production: Major Issues. Agric. Water Manag. 25, 233-269.
15. Stewart JI ve Hagan RM (1973). Functions to predict effects of crop water deficits. J. Irr. Drain. Div. ASCE 99, 421-439.
16. Stewart JI, Danielson RE, Hank RJ, Jackson EB, Hagan RM, Pruitt WO, Franklin WT ve Riley JP (1977). Optimizing Crop Production through Control of Water and Salinity Levels in The Soil. Utah Water Lab. PRWG 151-1, Logan, Utah. 191 p.
17. Ünlükara A, Kurunç A, Kesmez GD ve Yurtseven E (2008). Growth and evapotranspiration of okra (Abelmoschus esculentus L.) as influenced by salinity of ırrigation water. Journal of Irrigation and Drainage Engineering-ASCE, 134 (2), 16016
18. Ünlükara A, Kurunç A, Kesmez GD, Yurtseven E ve Suarez DL (2010). Effects of salinity on eggplant (Solanum melongena L.) growth and evapotranspiration. Irrigation and Drainage, 59, 203-2
19. Yeşilsoy MŞ ve Güzeliş İ (1966). Toprakta Özgül Ağırlık ve Hacim Ağırlığı Tayin Metodları. Toprak ve Gübre Araştırma Enstitüsü Teknik Yayınları, Sayı: 15, Ankara.
20. Yıldız D ve Özbay Ö (2009). Su ve Toprak. Teknik Hazırlık ve Dünya Yayıncılık A.Ş., İstanbul. 12