The Effects of Epibrassinolide Application on the Yield Performance of Soybean

Öz

This research was conducted to determine the effects of different doses of epibrassinolide (EBR) applications on the yield and some yield components of soybeans. Field experiments were carried out for two years (2022-2023) at the Isparta University of Applied Sciences (ISUBÜ), Faculty of Agriculture, Research and Application Farm, located in Isparta province, Turkey. In the study, seeds of the PG Victoria soybean variety were used as the material. For the hormone application from leaves, epibrassinolide (C28H48O6), a plant growth regulator from the Biosynth Carbosynth company, was used. The experiment was established with three replications according to a randomized complete block design. Before flowering, plants were subjected to foliar application of distilled water (control) and three doses of EBR (0.5, 1.0, and 1.5 µM EBR). In the study, 50% flowering time, plant height, first pod height, number of pods per plant, number of grains per plant, grain weight per plant, harvest index, hundred-grain weight, grain yield, and oil content characteristics of soybeans were examined. In soybeans treated with different doses of EBR, flowering period ranging from 56.0 to 59.7 days, plant height from 67.13 to 102.43 cm, first pod height from 10.23 to 14.03 cm, pods per plant from 16.80 to 80.30, grain number per plant from 42.73 to 193.53, grain weight per plant from 4.85 to 22.79 g, harvest index from %24.66 to %31.28, hundred grain weight from 11.00 to 13.00 g, grain yield from 270.16 to 566.67 kg da-1, and oil content from %20.56 to %21.49. When the results were examined, it was determined that there were wide variations in yield characteristics due to climatic differences appeared between experimental years. The results of the study indicated that the application of 0.5 µM EBR shortened the flowering period and increased plant height, pod number per plant, grain number per plant, grain weight per plant, and grain yield. However, applications above this dose were found to adversely affect yield components. The effect of EBR on the hundred-grain weight of soybeans varied over the years. The oil content, on the other hand, was found to increase at a dose of 0.1 µM EBR.

Anahtar Kelimeler

• Soybean
• Epibrassinolide
• Hormone treatment
• Seed yield
• Glycine max

Etik Beyan

There is no need to obtain permission from the ethics committee for this study.

Epibrassinolide Uygulamasının Soyanın Verim Performansına Etkileri

Öz

Bu araştırma, farklı dozlarda epibrassinolide (EBR) uygulamalarının soyanın verim ve bazı verim ögeleri üzerine etkilerini belirlemek amacıyla kurulmuştur. Tarla denemeleri Isparta ilinde yer alan Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi (ISUBÜ), Ziraat Fakültesi Eğitim, Araştırma ve Uygulama Çiftliği arazisinde 2022-2023 yıllarında iki yıl süre ile yürütülmüştür. Çalışmada, PG Victoria soya çeşidi tohum materyali olarak kullanılmıştır. Yapraklardan hormon uygulaması için ise Biosynth Carbosynth firmasına ait epibrassinolide (C28H48O6) bitki büyüme düzenleyicisi kullanılmıştır. Deneme tesadüf blokları deneme desenine göre 3 tekrarlamalı olarak kurulmuştur. Çiçeklenme öncesi dönemde bitkilere safsu ve EBR’nin 3 dozu (0.5, 1.0 ve 1.5 µM EBR) yapraktan pülverize edilerek uygulanmıştır. Araştırmada; soyanın %50 çiçeklenme gün sayısı, bitki boyu, ilk bakla yüksekliği, bitkide bakla sayısı, bitkide tane sayısı, bitkide tane ağırlığı, hasat indeksi, yüz tane ağırlığı, tane verimi ve yağ oranı özellikleri incelenmiştir. Farklı dozlarda EBR uygulanan soyanın; çiçeklenme süresi 56.0-59.7 gün, bitki boyu 67.13-102.43 cm, ilk bakla yüksekliği 10.23-14.03 cm, bitkide bakla sayısı 16.80-80.30, bitkide tane sayısı 42.73-193.53, bitkide tane ağırlığı 4.85-22.79 g, hasat indeksi %24.66-31.28, yüz tane ağırlığı 11.00-13.00 g, tane verimi 270.16-566.67 kg da-1 ve yağ oranı % 20.56-21.49 arasında değişim göstermiştir. Sonuçlar incelendiğinde; yıllar arasındaki iklimsel farklılıklardan kaynaklı geniş varyasyonlar olduğu belirlenmiştir. Çalışma sonucunda 0.5 µM EBR uygulamasının çiçeklenme süresini kısalttığı, bitki boyunu, bitkide bakla sayısını, bitkide tane sayısını, bitkide tane ağırlığını ve tane verimini arttırdığı belirlenmiştir. Bu dozun üzerindeki uygulamaların ise verim ögelerini olumsuz yönde etkilediği saptanmıştır. EBR’nin soyanın yüz tane ağırlığı üzerine etkisi yıllara göre değişim göstermiştir. Yağ oranı ise 0.1 µM EBR dozunda arttığı tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Soya
• Epibrassinolide
• Hormon uygulama
• Tohum verimi
• Glycine max

Etik Beyan

Bu çalışma için etik kuruldan izin alınmasına gerek yoktur.

Kaynakça

1. Acar, F. (2015). Doğu Geçit Bölgesi koşullarında bazı soya (Glycine max. L.) çeşitlerinin verim ve verim unsurlarının belirlenmesi. (Yüksek Lisans Tezi) Bingöl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Bingöl, Türkiye.
2. Altaş, İ. (2016). Brassinosteroid ve mikrobiyal gübrenin tuz stresinde yetişen mısır bitkisine etkileri. (Yüksek Lisans Tezi) Harran Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Şanlıurfa, Türkiye.
3. Altınyüzük, H. ve Öztürk, Ö. (2023). Bazı Soya Çeşitlerinin II. Ürün Olarak Çukurova Koşullarında Verim ve Verim Unsurlarının Belirlenmesi. 1st International Conference on Frontiers in Academic Research, 1: 369–378. February 18-21, Konya, Turkey.
4. Amzalling, G. N. and Vaisman, J. (2006). Influence of brassinosteroids on initiation of the root gravitropic responce in Pisum sativum seedlings. Biologia Plantarum, 50(2): 283-286.
5. Ankudo, F. T. (2004). Immunomodulation of brassinosteroid function in seeds of Arabidopsis thaliana (L.). (Yüksek Lisans Tezi) Martin-Luther Üniversitesi, Matematik-Doğa Bilimleri-Mühendislik Bilimleri, Halle-Wittenberg, Almanya.
6. Arıoğlu, H. H. (2007). Yağ Bitkileri Yetiştirme ve Islahı Ders Kitapları. Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Ofset Atölyesi, Adana.
7. Ashraf, M., Akram, N. A., Arteca, R. N. and Foolad, M. R. (2010). The physiological, biochemical and molecular roles of brassinosteroids and salicylic acid in plant processes and salt tolerance. Critical Reviews in Plant Sciences, 29: 162-190.
8. Barış, M., Tunçtürk, M. ve Söğüt, T. (2020). Ekim zamanı uygulamalarının bazı soya fasulyesi (Glycine max (L.) Merrill) çeşitlerinde verim ve verim özelliklerine etkisi. ISPEC Tarım Bilimleri Dergisi, 4(4): 717-731.

9. Ceritoğlu, M. and Erman, M. (2020). Mitigation of salinity stress on chickpea germination by salicylic acid priming. International Journal of Agriculture and Wildlife Science (IJAWS), 6(3): 582–591.
10. Cheng, L., Li, M., Min, W., Wang, M., Chen, R. and Wang, W. (2021). Optimal rassinosteroid levels are required for soybean growth and mineral nutrient homeostasis. International Journal of Molecular Sciences, 22(16): 8400.
11. Clouse, S. D. and Sasse, J. M. (1998). Brassinosteroids: essential regulators of plant growth and development. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology, 49: 427-451.
12. Clouse, S. D. (2008). The molecular intersection of brassinosteroid-regulated growth and flowering in Arabidopsis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS, 105(21): 7345-7346.
13. Dağtekin, M. ve Bilgili, M. E. (2020). Soya bitkisinde tepe sürgün budamasının biyomas verimine etkisi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi, 23(5): 1192-1199.
14. Divi, U.D., Rahman, T. and Krishna, P. (2010). ‘Brassinosteroid-mediated stress tolerance in Arabidopsis shows interactions with abscisic acid, ethylene and salicylic acid pathways. BMC Plant Biology, 10: 151-165.
15. Erbil, E. (2020). Bazı ileri soya (Glycine max. L.) hatlarının Şanlıurfa ikinci ürün koşullarında verim ve kalite özellikleri yönünden değerlendirilmesi. ISPEC Journal of Agricultural Sciences, 4(2): 272-284.
16. Erdoğmuş, M. (2007). Soya Fasulyesi (Glycine Max (L.) Merr.)’nde Erkenci Genotipler İçin Seleksiyonda Dikkate Alınacak Agronomik Özelliklerin Belirlenmesi. (Yüksek Lisans Tezi) Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Samsun, Türkiye.
17. Ertaş, A. (2017). Şanlıurfa Koşullarında Bazı Soya [Glycine max. L.(Merill)] Çeşitlerinin Verim ve Verim Unsurlarının Belirlenmesi. (Yüksek Lisans Tezi) Harran Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Şanlıurfa, Türkiye.
18. He, J., Du, Y. L., Wang, T., Turner, N. C., Yang, R. P., Jin, Y., Xi, Y., Zhang, C., Cui, T., Fang, X. W. and Li, F.M. (2017). Conserved water use improves the yield performance of soybean (Glycine max (L.) Merr.) under drought. Agricultural Water Management, 179: 236-245.
19. Jiang, H., Shui, Z., Xu, L., Yang, Y., Li, Y., Yuan, X., Shang, J., Asghar, M. A., Wu, X., Yu, L., Liu, C., Yang, W., Sun, X. and Du, J. (2020). Gibberellins modulate shade-induced soybean hypocotyl elongation downstream of the mutual promotion of auxin and brassinosteroids. Plant Physiology and Biochemistry, 150: 209-221.
20. Kadakoğlu, C., Kadakoğlu, B. and Karlı, B. (2023). Yağlı tohumlarda Türkiye'nin küresel rekabet gücünün analizi. Tarım Ekonomisi Araştırmaları Dergisi, 9:(EKS 1), 1-14.
21. Karabulut, A. (2018). Farklı soya fasulyesi (Glycine max L.) çeşitlerinin eskişehir ekolojik koşullarında bazı verim ve kalite özelliklerinin belirlenmesi. (Yüksek Lisans Tezi) Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir, Türkiye.
22. Kıcır, S. (2023). Soya fasulyesi (Glycine max L.)’nde epibrassinolide uygulamalarının verim ve bazı verim öğelerine etkileri. (Yüksek Lisans Tezi) Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Isparta, Türkiye.
23. Kulan, E. G., Ergin, N., Demir, İ., and Kaya, M. D. (2017). Eskişehir koşullarında bazı soya (Glycine max L.) çeşitlerinin önemli tarımsal özellikleri ve adaptasyonunun belirlenmesi. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 31(1): 127-135.
24. Liu, T., Zhang, J., Wang, M., Li, G., Qu, L. and Wang, G. (2007). Expression and functional analysis of ZmDWF4, an ortholog of Arabidopsis DWF4 from maize (Zea mays L.). Plant Cell Reports, 26: 2091-2099.
25. Muminova, S. S., Tastanbekova, G. R., Kashkarov, A. A., Azhimetova, G. N. and Balgabaev, A. M. (2022). Effect of foliar mineral fertilizer and plant growth regulator application on seed yield and yield components of soybean (Glycine max) cultivars. Eurasian Journal of Soil Science, 11(4): 322-328.
26. Özüstün, A. (2022). Farklı ekolojik koşullarda soya fasulyesi (Glycine max. L. Merr.) çeşitlerinin verim ve kalite özelliklerinin belirlenmesi. (Yüksek Lisans Tezi) Aydın Adnan Menderes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Aydın, Türkiye.
27. Pereira, Y. C., Rodrigues, W. S., Lima, E. J. A., Santos, L. R., Silva, M. H. L. and Lobato, A. K. S. (2019). Brassinosteroids increase electron transport and photosynthesis in soybean plants under water deficit. Photosynthetica, 57(1): 181-191.
28. Rao, S. S. R., Vardhini, B. V., Sujatha, E. and Anuradha, S. (2002). Brassinosteroids- a new class of phytohormones. Current Science, 82(10): 1239-1245.
29. Ruan, Y., Dong, S., Liu, L., Sun, C., Wang, L., Guo, Q. and Gai, Z. (2012). Effect of exogenous abscisic acid (ABA) on the physiological characteristics during soybean flowering under drought stress. Soybean Science, 31(3): 385-394.
30. Sarıoğlan, M. (2019). Bazı soya (Glycine max Merr.) genotiplerinin Tokat-Kazova şartlarında performanslarının belirlenmesi. (Yüksek Lisans Tezi) Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Tokat, Türkiye.
31. Sasse, J. M. (2003). Physiological actions of brassinosteroids: an update. Journal of Plant Growth Regulation, 22: 276–288.
32. Savaldi-Goldstein, S. and Chory, J. (2006). Brassinosteroids. In: Plant Physiology, Fourth Edition, Eds: Taiz, L., and Zeiger, E. Sinauer Associates, Sunderland, Massachusetts.
33. Schuster, W. (1985). Soybean. Textbook of breeding agricultural crops. Volume 2, Special section, Parey-Verlag, Berlin. (In German).
34. Shang, Q., Song, S., Zhang, Z. and Guo, S. (2006). Exogenous brassinosteroid induced salt resistance of cucumber (Cucumis sativus L.) seedlings. Science Agricultural Sinica, 39: 1872–1877.
35. Šíša, M., Vilaplana-Polo, M., Ballesteros, C. B. and Kohout, L. (2007). Brassinolide activities of 2α, 3α-diols versus 3α, 4α-diols in the bean second internode bioassay: Explanation by molecular modeling methods. Steroids, 72(11-12): 740-750.
36. Soliman, M., Elkelish, A., Souad, T., Alhaithloul, H. and Farooq, M. (2020). Brassinosteroid seed priming with nitrogen supplementation improves salt tolerance in soybean. Physiology and Molecular Biology of Plants, 26(3): 501-511.
37. Song, S., Liu, W., Guo, S., Shang, Q. and Zhang, Z. (2006). Salt resistance and its mechanism of cucumber under effects of exogenous chemical activator. Yingyong Shengtai Xuebao, 17: 1871–1876.
38. Strnad, M. and Kohout, L. (2003). A simple brassinolide analogue 2α, 3α-dihydroxy-17β-(3-methyl-butyryloxy)-7-oxa-B-homo-5α-androstan-6-one which induces bean second internode splitting. Plant Growth Regulation, 40: 39-47.
39. Surgun, Y., Yılmaz, E., Bekir, Ç. Ö. L. and Bürün, B. (2012). Sixth class of plant hormones: brassinosteroids. Celal Bayar University Journal of Science, 8(1): 27-46.
40. Terakado, J., Fujihara, S., Goto, S., Kuratani, R., Suzuki, Y., Yoshida, S. and Yoneyama, T. (2005). Systemic effect of a brassinosteroid on root nodule formation in soybean as revealed by the application of brassinolide and brassinazole. Soil Science & Plant Nutrition, 51(3): 389-395.
41. Tuğay, E. ve Atikyılmaz, N. (2009). Ege bölgesinde ana ürün koşullarında bazı soya genotiplerinin verim, verim öğeleri ve nitelikleri üzerinde bir araştırma. Anadolu, 19(1): 34-46.
42. Turhan, S. (2019). Farklı humik asit dozlarının soya (Glycine max L. Merrill) çeşitlerinde verim ve kalite üzerine etkisi. (Yüksek Lisans Tezi) Iğdır Ünviersitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Iğdır.
43. TÜİK (2010). TÜİK. www.tuik.gov.tr. (Erişim tarihi: 05.10.2021)
44. TÜİK (2022). Bitkisel Üretim İstatistikleri. https://biruni.tuik.gov.tr/medas/?kn=104&locale=tr (Erişim tarihi: 01.12.2022)
45. TÜİK (2023). Bitkisel Üretim İstatistikleri. https://data.tuik.gov.tr/Kategori/GetKategori?p=Tarim-111. (Erişim tarihi: 16.10.2023)
46. Uncu, A. H. and Arıoğlu, H. H. (2005). İkinci Ürün Soya Tarımında Farklı Ekim Zamanlarına Göre Bazı Büyüme Düzenleyicilerin Verim ve Kalite Üzerine Etkileri. Türkiye VI. Tarla Bitkileri Kongresi. 5-9 Eylül, P. 375-380, Antalya, Türkiye.
47. Vardhini, B. V. (2012). Application of brassinolide mitigates saline stress of certain metabolites of sorghum grown in Karaikal. Journal of Phytoloji, 4: 1–3.
48. Vardhini, B. V. (2013). Comparative study of Sorghum vulgare Pers. Grown in two experimental sites by brassinolide application at vegetative, flowering and grain filling stage. Procceeding of Andhra Pradesh Akademia of Science, 15: 75–79.
49. Vardhini, B. V. and Anjum, N. A. (2015). Brassinosteroids make plant life easier under abiotic stresses mainly by modulating major components of antioxidant defense system. Frontiers in Environmental Science, 2: 1-16.
50. Vardhini, B.V. and Rao, S. S. R. (1998). Effect of brassinosteroids on growth, metabolite content and yield of Arachis hypogaea. Phytochemistry, 48: 927–930.
51. Vurarak, Y. (2024). Hasat sonrası farklı depolama koşullarının biyolojik malzeme üzerine olası etkilerin belirlenmesi: Soya örneği. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 21(1): 219-232.
52. Yiğit, A., Erekul, O. and Yaraşır, N. (2021). Kısıtlı sulama ve kükürt dozu uygulamalarının soya fasulyesinde bitki gelişimi ve klorofil (SPAD) içeriğine etkisi. ÇOMÜ Ziraat Fakültesi Dergisi, 9(1): 105-117.
53. Yıldırım, A. and İlker, E. (2018). Ege Bölgesi’nde ikinci ürün koşullarında bazı soya çeşit ve hatlarının verim ve agronomik özellikleri ile kalite özelliklerinin belirlenmesi. Adnan Menderes Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 15(2): 1-8.
54. Yılmaz, M. (2024). Determination of important agricultural traits of some soybean (Glycine max (L.) Merr.) genotypes and adaptation in the Eastern Mediterranean Transition Zone. Journal of Tekirdağ Agricultural Faculty, 21(1): 139-147.
55. Yokota, T. (1997) The structure, biosynthesis and function of brassinosteroids. Trends in Plant Science, 2(4): 137-143.
56. Yin, W., Dong, N., Niu, M., Zhang, X., Li, L., Liu, J., Liu, B. and Tong, H. (2019). Brassinosteroid-regulated plant growth and development and gene expression in soybean. The Crop Journal, 7(3): 411-418.
57. Zhang, S., Hu, J., Zhang, Y., Xie, X. J. and Knapp, A. (2007). Seed priming with brassinolide improves lucerne (Medicago sativa L.) seed germination and seedling growth in relation to physiological changes under salinity stress. Australian Journal of Agricultural Research, 58(8): 811-815.
58. Zurek, D. M. and Clouse, S. D. (1994). Molecular cloning and characterization of a brassinosteroid-regulated gene from elongating soybean (Glycine max L.) epicotyls. Plant Physiology, 104(1): 161-170.