The effect of selenium application on yield parameters, selenium, protein and oil contents of grain maize

Öz

In this study, the effect of sodium selenite and sodium selenate application on the accumulation of Se, protein and oil in grain maize and herbal properties were investigated. Eight selenium levels (0-5-10-15-25-50-75-100 g Se ha^-1)  were used. Selenite was applied from the soil and selenate was applied from foliar. Selenium application to soil didn’t affect plant height, cob height, number of cobs, grain/cob ratio, yield and oil content of grain, it affected weight of 1000 piece and protein content of grain, statistically. Sodium selenite application from soil didn’t affect the total Se content of grain, statistically. But foliar application of sodium selenate statistically affected the contents of total Se in the grain. Selenate application from foliar to the maize plant was effective for the selenium accumulation. Also it was found that 115 µg Se kg^-1 accumulated in the grain with 15 g Se ha^-1 application; 125 µg Se kg^-1 with 25 g Se ha^-1 application; 214 µg Se kg^-1 with 50 g Se ha^-1 application; 420 µg Se kg^-1 with 75 g ha^-1 application; 523 µg Se kg^-1 with 100 g Se ha^-1.  Concentration of selenium in the food for both human and animal is desired between 100 and 1000 μg kg^-1, selenium levels seem to be appropriate for both human and animal feeding.   

Anahtar Kelimeler

• Maize
• selenium
• soil application
• foliar application
• yield

Selenyum uygulamalarının tane mısırda verim parametreleri ile tanenin selenyum, protein ve yağ içeriği üzerine etkileri

Öz

Bu çalışmada sodyum selenit ve sodyum selenat uygulamalarının mısır bitkisinde bitkisel özellikler ile tanenin selenyum, protein ve yağ içeriği üzerine etkileri incelenmiştir. Sekiz farklı selenyum seviyesi (0-5-10-15-25-50-75-100 g Se ha^-1) uygulanmıştır.  Selenit topraktan, selenat ise yapraktan uygulanmıştır. Selenyum uygulamaları istatistiksel olarak bitki boyu, koçan yüksekliği, koçan sayısı, tane /koçan oranı, dekara verim ve tanenin yağ içeriği değerlerini etkilememiştir, 1000 dane ağırlığı ile tanenin protein içeriğini ise etkilemiştir.  Topraktan uygulanan selenit tanenin selenyum içeriğini istatistiksel olarak etkilememiştir. Ancak yapraktan uygulanan selenat tanenin selenyum içeriğini istatistiksel olarak etkilemiştir. 15 g Se ha^-1 uygulaması ile 115 µg Se kg^-1 tanede birikirken, 25 g Se ha^-1 uygulaması ile 125 µg Se kg^-1, 50 g Se ha^-1 uygulaması ile 214 µg Se kg^-1, 75 g Se ha^-1 uygulaması ile 420 µg Se kg^-1, 100 g Se ha^-1 uygulaması ile 523 µg Se kg^-1 tanede birikmiştir. İnsan ve hayvan beslenmesi için gıdalardaki selenyum konsantrasyonunun 100-1000 μg kg^-1 olması gerektiği düşünüldüğünde araştırmada elde edilen bu sonucun insan ve hayvan beslenmesi açısından yeterli olduğu anlaşılmaktadır.  

Anahtar Kelimeler

• Mısır
• selenyum
• toprak uygulaması
• yaprak uygulaması
• verim

Kaynakça

1. Adams ML, Lonbi E, Zhao F J, Mcgrath SP, 2002. Evidence of low selenium concentrations in UK bread-making wheat grain. Journal of the Science of Food and Agriculture 82: 1160-1165.
2. Anonim 2001. Ohio Agronomy Guide. Corn Production, Ohio State Univ., Extension Service, Bull., OH, USA., 472, 25 p.
3. Black CA, 1965. Methods of soil analiysis. Part 2. Amer. Society of Agronomy Inc., Publisher Madison, Wilconsin, USA, pp. 1372-1376.
4. Bouyoucos GJ, 1951. Arecelibration of the hydrometer for marking mechanical analysis of soil. Argonomy Journal 43: 433-437.
5. Broadley MR, White PJ, Bryson RJ, Meacham MC, Bowen HC, Johnson SE, Hawkesford MJ, Mcgrath SP, Zhao FJ, Breward N, Harriman M, Tucker M, 2007. Biofortification of UK food crops with selenium. Proc. Nutr. Soc. 65: 169-181.
6. Broadley MR, Alcock J, Alford J, Cartwright P, Foot I, Fairweather-Tait SJ, Hart DJ, Hurst R, Knott P, Mcgrath SP, Meacham MC, Norman K, Mowat H, Scott P, Stroud JL, Tovey M, Tucker M, White PJ, Young SD, Zhao FJ, 2010. Selenium biofortification of high-yielding winter wheat (Triticum aestivum L.) by liquid on granular Se. Plant and Soil 332: 5-18.
7. Cartes P, Gianfreda L, Mora ML, 2005. Uptake of Selenium and its antioxidant activity in ryegrass when applied as selenite and selenite forms. Plant and Soil 276: 359-367.
8. Chilimba ADC, Young SD, Black CR, Meacham MC, Lammel J, Broadley MR, 2012. Agronomic biofortification of maize with selenium (Se) in Malawi. Field Crop Research 125: 118-128.

9. Curtin D, Hanson R, Lindley TN, Butler RC, 2006. Selenium concentration in wheat (Triticum aestivum L.) grain as influenced by method, rate and timing of sodium elenate application. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science 34 (4): 329-339.
10. Çakmak İ, Öztürk L, Başağa H, Çekiç C, Taner S, Irmak S, Geren H, Kılıç H, Aydın N, Avcı M, Gezgin S, 2009. Türkiye’de seçilmiş bölgelerde buğdayların ve toprakların selenyum konsantrasyonunun araştırılması, selenyum gübrelemesine buğdayın reaksiyonu ve selenyumca zengin genotiplerin fizyolojik olarak karakterizasyonu. Proje No: 105 0 637. Tübitak Sonuç Raporu.
11. Çetin Ö, 1996. Harran Ovası koşullarında ikinci ürün mısır su gereksinimi. Köy Hizmetleri Şanlıurfa Araşt. Enst. Müd. Yayınları, Yayın No: 90, Rapor Serisi No: 63, s: 46.
12. Coşkun Y, Coşkun A, Koşar İ, 2014. Bazı at dişi mısır çeşitlerinin Harran Ovası ikinci ürün koşullarına adaptasyonu. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi 1(4): 454-461.
13. David JG, 1995. Diagnosing selenium toxicity, Colorado State University Cooperative Extension. Deliboran A, 2016. Selenyum, bitki, hayvan ve insan sağlığı. Bilinçli Yaşam Dergisi, Ocak 2016, Sayı: 12, ISSN 2149-147X.
14. Dok M, 2005. Harran Ovasında ana ve ikinci ürün mısır yetiştiriciliğinde bazı mısır çeşitlerinin verim ve verim unsurları üzerine araştırmalar. GAP IV. Tarım Kongresi, 21-23 Eylül, Şanlıurfa, s. 861-866.
15. Duma M, Alsina I, Dubova L, Stroksa L, Smiltina Z, 2011. The Effect of sodium selenite and selenite on the quality of lettuce. In: Conference proceedings of the 6th Baltic Conference on Food Science and Technology Foodbalt, Jelgava, Latvia.
16. Eriksson J, 2001. Concentrations of 61 trace elements in sewage sludge, farmyard manure, mineral fertilizer, recipitation and in oil and crops. Report 5159, The Swedish Environmental Protection Agency.
17. Eurola MH, Ekholm PI, Ylinen ME, Varo PT, Koivistoinen PE, 2006. Selenium in finnish foods after beginning the use of selenate-supplemented fertilisers. Journal of the Science of Food and Agriculture 56: 57-70.
18. Emeklier Y, 2002. Altın tanesi mısırın kimyası ve endüstride kullanımı. Üretimden Tüketime Mısır Paneli Tebliğleri, 100-125. T.C. Sakarya Valiliği, 19 Aralık 2002, Sakarya.
19. Germ M, Stibilj V, Osvald J, Kreft I, 2007. Effect of selenium foliar application on chicory (Cichorium intybus L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry 55: 795-798.
20. Kabakçı Y, Tanrıverdi M, 1999. Harran Ovası koşullarında yetiştirilebilecek ikinci ürün mısır çeşitlerinin belirlenmesi. Harran Tarımsal Araşt. Enst. Müd. 1997-1998 Yılı Faaliyet Raporları, Akçakale, Şanlıurfa.
21. Kacar B, 1995. Plant and soil chemical analysis, III. Soil analysis. University Faculty of Agriculture, Educational Research and Development Foundation Publication No: 3, Ankara.
22. Konak C, Turgut İ, Serter E, 1998. Büyük Menderes Vadisi II. ürün koşullarında yetiştirilen melez mısır çeşitlerinin verim ve bazı agronomik özellikleri. Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 11(1): 11-20.
23. Kün E, 1985. Sıcak iklim tahılları. Ankara Üniv. Zir. Fak. Yay. No: 953, Ders Kitabı No: 275, Ankara, s. 317.
24. Lindsay WL, Norwell WA, 1978. Development of DTPA soil test for zinc, iron, manganase and cooper. Soil Science Society America Journal 42: 422-428.
25. Longchamp M, Angeli N, Castrec-Rouelle M, 2013. Selenium uptake in zea mays supplied with selenate or selenite under hydroponic conditions. Plant and Soil 362 (1-2): 107–117.
26. Lyons GH, Genc Y, Soole K, Stangoulis J, Liu F, Graham RD, 2009. Selenium increases seed production in Brassica. Plant and Soil 318: 73-80.
27. Marschner H, 1995. Mineral nutrution higher plants, Second Edition, ed: Academic Pres, London. Miller E, Lei RX, Ullrey D E, 1991. Trace ements in animal nutrition. In: Micronutrients in Agriculture, 2 Ed, (J, Mortvedt, F, R, Cox, L, M, Shuman and R, M, Welch, Eds.). SSSA Book Series No: 4, Madison, WL, USA, pp: 593-662. Mikkelsen RL, Page AL, Bingham FT, 1989. Factors affecting selenium accumulation by agricultural crops. In: Selenium Agriculture and the Environment, ed: L,W, Jacobs, Spec, Publ., 23. Am. Soc. Agron., Soil Sci. Soc. Am. Madison, WI, p: 65.
28. NAS, 2000. Institute of medicine, food and nutrition board. “Dietary reference intakes, vitamin C, vitamin E, selenium and carotenoids”, National Academy Press, Washington D.C. ISBN-10: 0-309-06949-1, ISBN-10: 0-309-06935-1.
29. Olsen SR, Sommers EL, 1982. Phosphorus soluble in sodium bicarbonate. Methods of Soil Analysis, Part 2, Chemical and Microbiolojical Properties, Edit: A, 1. page, R, H, Miller, D, R, Keeney, pp: 404-430.
30. Özcan S, 2009. Modern dünyanın vazgeçilmez bitkisi mısır: genetiği değiştirilmiş (Transgenik) mısırırn tarımsal üretime katkısı. Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi 2(2): 01-34.
31. Poldma P, Tõnutare T, Viitak A, Luik A, Moor U, 2011. Effect of selenium treatment on mineral nutrition, bulb size and antioxidant properties of garlic (Allium sativum L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry 59: 5498–5503.
32. Rengel Z, Batten GD, Crowley DE, 1999. Agronomic approaches for improving the micronutrient density in edible portions of field crops. Field Crops Research 60: 27–40.
33. Sajedi N, Ardakani M, Madani H, Naderi A, Miransari M, 2011. The effects of selenium and other micronutrients on the antioxidant activities and yield of corn (Zea Mays L.) under drought stress. Physiology and Molecular Biology of Plants 17: 215-222.
34. Sangbom ML, Laurence IH, Michael R, Ross MW, Leon VK, Li L, 2005. Molecular and biochemical characterization of the selenocysteine Se-methyltransferase gene and Se-methylselenocysteine synthesis in broccoli. Plant Physiology 138 (1): 409-420.
35. Seppanen M, Turakainen M, Hartikainen H, 2003. Seleniım effects on oxidative stres in patato. Plant Science 165 (2): 311-319.
36. Shamberger RJ, 1984. Selenium. In: Friend, E, Editor, Biochemistry of the Essential Ultratrace Elements, Plenum Press, 201-237, NewYork.
37. Surai PF, 2000. Organic selenium: benefits to animals and humans, a biochemist’s view. Proceedings of the 15th Annual Biotechnolgy in the Feed Industry Symposium, pp: 205-242.
38. Tanrıverdi M, 1999. Harran Ovası şartlarında farklı ekim zamanlarının ikinci ürün olarak yetiştirilen mısır (Zea mays L.) bitkisinde verim, verim unsurları ve fizyolojik özelliklere etkisi. Yüksek Lisans Tezi, K.S.Ü. Fen Bil. Enst. Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı, Kahramanmaraş.
39. Turakainen M, 2007. Selenium and its effects on growth, yield and tuber quality in patato. Doctoral Thesis, Univercity of Helsinki, Finland.
40. Tüzüner A, 1990. Soil and water analysis handbook. Ministry of Agriculture, Forestry and Rural Affairs General Directorate of Rural Services, Ankara, p. 16.
41. Tüsüz MA, 1995. Akdeniz Bölgesinde ikinci ürüne uygun hibrit beyaz mısır ıslahı. Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 8(1): 44-51.
42. Wang J, Wang Z, Mao H, Zhao H, Huang D, 2013. Increasing Se concentration in maize grain with soil-or foliar-applied selenate on the Loess Plateau in Chine. Field Crops Research 150: 83-90.
43. White PJ, Johnsan LA, 2003. Corn chemistry and technology. American Association of Cereal Chemists, St. Paul, MN, USA.
44. Xue TL, Hartikainen H, 2000. Association of antioxidative enzymes with the synergistic effect of selenium and uv irradiation in enhancing plant growth. Agricultural and Food Science 9: 177-186.
45. Zang L, Li Q, Yang X, Xia Z, 2011. Effects of sodium selenite and germination on the sprouting of chicpeas (Cicer arientum L.) and its content of selenium, formononetin and biochanin in the sprouts. Biological Trace Elements Research 146: 376-380.