Determination of The Effects of Salt (NaCl) Stress on Germination in Some Barley (Hordeum vulgare L.) Varieties

Öz

This study was carried out on the germination properties and seedling parameters effects of some NaCl doses (control (0) -50-100-150-200 mM) applied to three barley (Hordeum vulgare L.) cultivars (Kral-97: V1 - Altikat: V2 and Larende: V3). The study was carried out in the Laboratory of field crops Department of the Faculty of Agriculture of Van Yuzuncu Yil University in 2019 according to the experiment two way completely randomized design in petri dishes with 4 replications. In this study, germination and seedling characteristics of the barley cultivars under salt stress such as germination power (%), germination rate (%), germination index (%), average germination time (days), sensitivity index (%), root length (cm), stem length (cm), fresh root weight (mg), fresh stem weight (mg), dry root weight (mg) and dry stem weight (mg) were investigated. According to results of germination parameters; the effects of cultivars on germination rate and average germination time were significant. The effects of salt doses on all germination parameters were significant. The effects of varieties and NaCl interactions on the differences in all parameters were significant. According to the average, the lowest germination power and germination rates were taken from 150 mM NaCl applications and therefore it was observed that these two properties decreased by 15.56% compared to control (0). The effects of salt doses and interactions between varieties and salt doses on all parameters were significant, while the effects of varieties other than hypocotyl length were insignificant and the effects on all remaining parameters were significant. Increased salt doses have been observed to have a negative effect on all parameters. According to Salt dose averages, compared to the control group, the most affected trait from salt applications was the average germination time (82.1%) and the least affected trait was the root age weight (28.7%). It was determined that the Larende cultivar had a more salt-resistant performance in terms of all its properties, followed by the Kral-97 variety in general.

Anahtar Kelimeler

• Hordeum vulgare L.
• NaCl doses
• Germination properties
• Seedling parameters
• Abiotic stress

Bazı Arpa (Hordeum vulgare L.) Çeşitlerinde Tuz (NaCl) Stresinin Çimlenme Özellikleri Üzerine Etkilerinin Belirlenmesi

Öz

Bu araştırma üç arpa (Hordeum vulgare L.) çeşidine (Kral-97: Ç1- Altıkat: Ç2 ve Larende:Ç3) uygulanan bazı NaCl (kontrol (0)-50-100-150-200 mM) dozlarının, tohumların çimlenme özellikleri ve fide parametreleri üzerindeki etkilerini incelemek üzere gerçekleştirilmiştir. Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarla Bitkileri Bölüm Laboratuarında 2019 yılında yürütülen bu çalışmada Faktöriyel Düzende Tesadüf Parselleri Deneme Deseni uygulanmış ve 4 tekerrürlü olarak petrilerde gerçekleştirilmiştir. Araştırmada tuz stresi altındaki arpa çeşitlerinin çimlenme gücü (%), çimlenme oranı (%), çimlenme indeksi (%), ortalama çimlenme süresi (gün), hassaslık indeksi (%), kök uzunluğu (cm), gövde uzunluğu (cm), yaş kök ağırlığı (mg), yaş gövde ağırlığı (mg), kuru kök ağırlığı (mg) ve kuru gövde ağırlığı (mg) gibi çimlenme ve fide özellikleri incelenmiştir. Çalışmanın sonuçlarına göre çimlenme parametreleri yönünden; çeşitlerin sadece ortalama çimlenme indeksi ve çimlenme süresi üzerindeki etkileri ve oluşan farklar önemli bulunmuştur. Tuz dozlarının bütün çimlenme parametreleri üzerindeki etkileri ve oluşan farklar önemli bulunmuştur. Çeşitler ve NaCl interaksiyonlarının ise tüm parametrelerde oluşan farklar üzerindeki etkileri önemli bulunmuştur. Ortalamalara göre en düşük çimlenme gücü ve çimlenme oranlarının 150 mM NaCl uygulamalarından alındığı ve bu nedenle bu iki özelliğin kontrole (0) göre % 15.56 oranında düştüğü görülmüştür. Fide parametreleri yönünden, çeşitlerin gövde uzunluğu üzerindeki etkileri önemsiz,geriye kalan tüm parametreler üzerindeki etkileri önemli bulunmuşken, tuz dozlarının ve çeşitler ile NaCl interaksiyonlarının tüm parametrelerde oluşan farklar üzerindeki etkileri önemli bulunmuştur. Artan tuz dozlarının bütün parametreler üzerinde olumsuz etkide bulunduğu gözlenmiştir. Tuz dozu ortalamalarına göre, kontrol grubuyla kıyaslandığında tuz uygulamalarından en fazla etkilenen özelliğin ortalama çimlenme süresi (% 82.1), en az etkilenen özelliğin ise kök yaş ağırlığı (% 28.7) olduğu görülmüştür. Larende çeşidinin tüm özellikleri yönünden tuza daha dayanıklı bir performans gösterdiği bunu genel olarak Kral-97 çeşidinin takip ettiği tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Hordeum vulgare L
• Çimlenme özellikleri
• Fide parametreleri
• Abiyotik stres
• NaCl dozları

Kaynakça

1. Akıncı, İ.E., Calışkan, U. (2010). Effect of lead on seed germination and tolerance levels in some summer vegetables. Ekoloji Dergisi, 19, 164-172.
2. Ali, H.M., Siddiqui, M.H., Basalah, M.O., Al-Whaibi, M.H., Sakran, A.M., Al-Amri, A. (2012). Effects of gibberellic acid on growth and photosynthetic pigments of Hibiscus sabdariffa L. under salt stress. African Journal of Biotechnology Vol. 11(4), pp. 800-804.
3. Ali, S., Rizwan, M., Qayyum, M.F., Ok, Y.S., Ibrahim, M., Riaz, M., Shahzad, A.N. (2017). Biochar soil amendment on alleviation of drought and salt stress in plants: a critical review. Environmental Science and Pollution Research, 24(14): 12700-12712.
4. Altan, A., Yağcı, S., Maskan, M., Göğü,ş F. (2006). Türkiye 9. Gıda Kongresi; 24-26 Mayıs 2006, Bolu, 495-498.
5. Altuner, F., Oral, E., Ülker, M. (2018). Bazı Arpa (Hordeum vulgare L.) Çeşitlerinde Verim ve Verim Unsurlarının Belirlenmesi. Bahri Dağdaş Bitkisel Araştırma Dergisi, 7(2): 11-22.
6. Anonim (2017). Türkiye İstatistik Kurumu, http://www.tuik.gov.tr/PreTablo.do?alt_id=100. (Erişim tarihi: 18.04.2017).
7. Aras İ., Keskin, B. (2018). The Effects of Different Irrigation Water Salinity Levels on Some Silage Sorghum (Sorghum sp.) Types. Igdir University Journal of the Institute of Science ,8(1): 279-288.
8. Askari, H., Kazemitabar, S.K., Zarrini, H.N., Saberi, M.H. (2016). Salt tolerance assessment of barley (Hordeum vulgare L.) genotypes at germination stage by tolerance indices. Open Agriculture, 1:37-44.

9. Benlioğlu, B., Özkan, U. (2015). Bazı arpa çeşitlerinin (Hordeum vulgare L.) çimlenme dönemlerinde farklı dozlardaki tuz stresine tepkilerinin belirlenmesi. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 24(2): 109-114.
10. Chauhan, A., Rajput, N., Kumar, D., Kumar, A., Chaudhry, A.K. (2016). Effect of different salt concentration on seed germination and seedling growth of different varieties of oat (Avena sativa L.). Int J Inf Res Rev, 3(7): 2627-2632.
11. Çakmakçı, S., Dallar, A. (2019). Farklı Sıcaklık ve Tuz Konsantrasyonlarının Bazı Silajlık Mısır Çeşitlerinin Çimlenme Özellikleri Üzerine Etkileri. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 16(2), 121-132.
12. Çölkesen, M., Öktem, A., Engin, A., Öktem, G., Demirbağ, V., Yürürdurmaz, C., Çokkızgın, A. (2002). Bazı Arpa Çeşitlerinin (Hordeum vulgare L.) Kahramanmaraş ve Şanlıurfa Koşullarında Tarımsal ve Kalite Özelliklerinin Belirlenmesi. KSÜ Fen ve Mühendislik Dergisi 5(2): 76-87.
13. Dadaşoğlu, E., Ekinci, M. (2013). Farklı Sıcaklık Dereceleri, Tuz Ve Salisilik Asit Uygulamalarının Fasulye (Phaseolus vulgaris L.) Tohumlarında Çimlenme Üzerine Etkisi.” Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 44(2): 145-150.
14. Demirbaş, S., Balkan, A. (2018). Tuz Stresi Koşullarında Bazı Tritikale Çeşitlerinin Hidrojen Peroksit Ön Uygulamasına Tepkileri. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 15(2), 5-13.
15. Demiroğlu Topçu, G., Özkan, Ş.S. (2020). Effects of Different Salt Sources and Concentrations on Germination Parameters of Barley (Hordeum vulgare L.) Seeds. ISPEC Journal of Agricultural Sciences, 4(3), 456-467.
16. Doğan, R., Budaklı Çarpıcı, E. (2016). Farklı Tuz Konsantrasyonlarının Bazı Tritikale Hatlarının Çimlenmesi Üzerine Etkileri.” Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Doğa Bilimleri Dergisi 19(2): 130-135.
17. Düzgüneş, O., Kesici, T., Kavuncu, O., Gürbüz, F. (1987). Araştırma ve deneme metotları. İstatistik Metotları-II. Ankara Universitesi, Ziraat Fakültesi Yayınları, s.1021, 295.
18. El Goumi, Y., Fakiri, M., Lamsaouri, O., Benchekroun, M. (2014). Salt stress effect on seed germination and some physiological traits in three Moroccan barley (Hordeum vulgare L.) cultivars. J. Mater. Environ. Sci., 5(2):625-632.
19. FAO (2017). Barley crops production. Food and Agriculture Organization (FAO) of the United Nations, Rome, Italy. Available http://faostat.fao.org/site/567/default.aspx#ancor. (Erişim tarihi: 18.04.2017).
20. Fardus, J., Matin, M.A., Hasanuzzaman, M., Hossain, M.A. (2018). Salicylic acid-induced improvement in germination and growth parameters of wheat under salinity stress. The Journal of Animal and Plant Sciences, 28 (1): 197-207.
21. Ghaffarzadegan T., Zhong Y., Hållenius, F.F., Nyman M. 2018. Effects of barley variety, dietary fiber and β-glucan content on bile acid composition in cecum of rats fed low-and high-fat diets. The Journal of Nutritional Biochemistry, 53: 104-110.
22. Güldüren, Ş., Elkoca, E.(2012). Kuzey Doğu Anadolu Bölgesi ve Çoruh Vadisi’nden toplanan bazı fasulye (Phaseolus vulgaris L.) genotiplerinin çimlenme döneminde tuza toleransları. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 43(1):29-41.
23. Güngör, H., Çıkılı, Y., Dumlupınar, Z. (2017). Bazı ticari ve yerel yulaf genotiplerinin çimlenme ve fide gelişimi üzerine tuz stresinin etkileri. KSÜ Doğa Bilimleri Dergisi, 20, 263-267.
24. Horie, T., Karahara, I., Katsuhara, M. (2012). Salinity tolerance mechanisms in glycophytes: An overview with the central focus on rice plants. Rice, 5(1), 1-18.
25. Kalaji, H.M., Bosa, K., Kościelniak, J., Żuk-Gołaszewska, K. (2011). Effects of salt stress on photosystem II efficiency and CO2 assimilation of two Syrian barley landraces. Environmental and Experimental Botany, 73: 64-72.
26. Kumar, D.S., Kumar, P.S., Rajendran, N.M., Anbuganapathi, G. (2013). Compost maturity assessment using physicochemical, solid-state spectroscopy, and plant bioassay analysis. Journal of agricultural and food chemistry, 61(47): 11326-11331.
27. Machado, R.M.A., and Serralheiro, R.P. (2017). Soil salinity: effect on vegetable crop growth. Management practices to prevent and mitigate soil salinization. Horticulturae, 3(2): 30.
28. Metwali, E.M., Hemaid, I.A.S., Al-Zahrani, H.S., Howlader, S.M., Fuller, M.P. (2014). Influence of different concentrations of salt stress on in vitro multiplication of some fig (Ficus carcia L.) cultivars. Life Science Journal, 11(10).
29. Mian A., Oomen R.J., Isayenkov S., Sentenac H., Maathuis F.J., Véry A.A. 2011. Over‐expression of an Na+‐and K+‐permeable HKT transporter in barley improves salt tolerance. The Plant Journal, 68(3): 468-479.
30. Miano, A.C., Forti, V.A., Abud, H.F., Gomes-Junior, F.G., Cicero, S.M., Augusto, P.E.D. (2015). Effect of ultrasound technology on barley seed germination and vigour. Seed Science and Technology, 43(2), 297-302.
31. Milivojević, M., Ripka, Z., Petrović, T. (2018). ISTA rules changes in seed germination testing at the beginning of the 21st century. Journal on Processing and Energy in Agriculture, 22(1): 40-45.
32. Öner, F., Özkorkmaz, F., Yılmaz, N. (2018). Tuz Stresi Altında Gibberellik Asit Uygulamalarının Yulafta Bazı Çimlenme Parametreleri Üzerine Etkisi. International Journal of Agricultural and Natural Sciences (IJANS) E-ISSN: 2651-3617, 1(1):33-35.
33. Parihar, P., Singh, S., Singh, R., Singh, V.P., Prasad, S.M. (2015). Effect of salinity stress on plants and its tolerance strategies: a review. Environmental Science and Pollution Research, 22(6): 4056-4075.
34. Park, H.S., Choi, H.J., Kim, K.H. (2013). Effect of supercritical CO2 modified with water cosolvent on the sterilization of fungal spore‐contaminated barley seeds and the germination of barley seeds. Journal of Food Safety, 33(1): 94-101.
35. Rejeb, I.B., Pastor, V., Mauch-Mani, B. (2014). Plant responses to simultaneous biotic and abiotic stress: molecular mechanisms. Plants, 3(4): 458-475.
36. Sanam, S.A., Pirdashti, M.H., Mirjalili, M.H., Hashempour, A. (2014). Effect of exogenous nitric oxide on germination and some of biochemical characteristics of purple coneflower (Echinacea purpurea L.) in saline condition. Zīst/shināsī-i Giyāhī-i Īrān, Vol 6, Iss 20, Pp 55-74.
37. Singh, S., Jakhar, S. (2018). 24-Epibrassinolide mediated changes on germination and early seedling parameters of Vigna mungo (L). Hepper Var. Shekhar-2 under Salinity Stress. Pertanika J. Trop. Agric. Sci. 41 (1): 485-494.
38. Taşçı, R., Bayramoğlu, Z. (2017). Arpa Çeşitlerinin Üretim, Pazarlama ve İşleme Açısından Önemi. Türk Tarım - Gıda Bilim ve Teknoloji Dergisi, 5(8): 923-934.
39. Tunçtürk, R., Kıpçak, S., Ghiyasi, M., Tunçtürk, M, (2018). The determination of gibberellic acid effects on seed germination of Echinacea purpurea (L.) Moench under salt stress. International Journal of Agriculture Environment and Food Sciences, 3(2): 101-105.
40. Yıldız, S., Karagöz, F.P., Dursun, A. (2017). Giberellik Asit Ön Uygulamasına Tabi Tutulmuş Hüsnüyusuf (Dianthus barbatus L.) Tohumlarının Tuz Stresinde Çimlenmesi. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 48(1): 1-7.
41. Zadeh, S.Y., Ramin, A.A, Baninasab, B. (2015). Effect of gibberellic acid, stratification and salinity on seed germination of Echinacea purpureacv. Magnus. Herba Polonica; 61(3): 13-22.