Relationships between water use efficiency and yield parameters of wheat grown in different irrigation amounts

Öz

In this study, the relationships among water use efficiency (WUE), growth and yield parameters of wheat grown under irrigation conditions at 25%, 50% and 100% of available water capacity were investigated. While the amount of total irrigation water reduced from 378 mm (100% AWC) to 286 mm (50% AWC) and 249 mm (25%AWC), the plant parameter values decreased as 14,5% and 23.0% in plant height, 37,3% and 56,1% in total biomass, 31,5% and 53,3% in grain yield, respectively. While the highest WUE value for total biomass (1,49 g/L) and grain yield (0,67 g/L) was obtained with 100% AWC application, the lowest WUE value for the same parameters was found as 0,99 g/L and 0,47 g/L with 25% WUE application, respectively. Irrigation water amount gave significant positive relationships with WUE and plant growth parameters while it gave significant negative relationships with transpiration ratio and harvest index. The WUE values showed significant positive relationships with plant height, spike height, total biomass, grain yield, 1000 grain weight, and significant negative relationships with transpiration ratio, harvest index values. As a result, it was determined that soil moisture level is an important factor for plant growth, and also WUE, plant growth and yield values decrease with reducing photosynthesis rate due to decreasing soil moisture amount.

Anahtar Kelimeler

• Wheat,irrigation,water use efficiency,transpiration ratio,yield parameters

Farklı sulama miktarlarında yetiştirilen buğday bitkisinin su kullanma randımanı ile verimlilik parametreleri arasındaki ilişkiler

Öz

Bu çalışmada bitkiye yarayışlı su kapasitesinin %25, %50 ve %100’ündeki sulama koşullarında yetiştirilen buğday bitkisinin su kullanma randımanı (SKR), incelenen büyüme ve verim parametreleri arasındaki ilişkiler araştırılmıştır. Bitkiye uygulanan toplam sulama suyu miktarı 378 mm’den (%100 BYS) 286 mm (%50 BYS) ve 249 mm’ye (%25) düştükçe bitki boyu %14,5 ve %23.0, toplam biyokütle %37,3 ve %56,1, dane verimi %31,5 ve %53,3 oranlarında azalmıştır. Toplam biyokütle ve dane verimi için hesaplanan en yüksek SKR değerleri sırasıyla 1,49 g/L ve 0,67 g/L olarak %100 BYS da bulunurken, aynı parametreler için en düşük SKR değerleri sırasıyla 0,99 g/L ve 0,47 g/L olarak %25 BYS uygulamasında bulunmuştur. Sulama suyu miktarı, SKR ve bitki gelişim parametreleri ile önemli pozitif, transprasyon oranı ve hasat indeksiyle önemli negatif ilişki vermiştir. SKR değerleri bitki boyu, başak boyu, toplam biyokütle, dane verimi ve 1000 dane ağırlığıyla çok önemli pozitif, transprasyon oranı ve hasat indeksi değerleriyle negatif ilişkiler göstermiştir. Sonuç olarak toprak nem düzeyinin bitki gelişimi için önemli bir faktör olduğu ve aynı zamanda toprak nem miktarının azalmasıyla fotosentez oranın düşmesine bağlı olarak SKR, bitki gelişimi ve verim değerlerinin azaldığı belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Buğday,sulama,su kullanma randımanı,transprasyon oranı,verim parametreleri

Kaynakça

1. Akram M, 2011. Growth and yield components of wheat under water stress of different growth stages. Bangladesh Journal of Agricultural Research, 36(3), 455-468.
2. Al-Karaki GN, Clark RB, 1998. Growth, mineral acquisition, and water use by mycorrhizal wheat grown under water stress. Journal of Plant Nutrition, 21(2), 263-276.
3. Arnon I, 1972. Crop Production in Dry Regions, Backgroundand Principles. (Ed.): N. Polunin. Leonard Hill Book, London, Vol. 1, Pp. 203-211.
4. Austin RB, 1994. Plant breeding opportunities. In: Physiology and Determination of Crop Yield. (Ed.): K.J. Boote. CSSA, Madison, Wisconsin, USA. The American Society of Agronomy. pp. 567-586.
5. Balkan A, Gençtan T, 2013. Ekmeklik buğdayda (Triticum Aestivum L.) osmatik stresin çimlenme ve erken fide gelişimi üzerine etkisi. Namık Kemal Üniversitesi Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi 10(2): 44-52.
6. Bayoumi TY, Eid MH, Metwali EM, 2008. Application of physiological and biochemical indices as a screening technique for drought tolerance in wheat genotypes. African Journal of Biotechnology 7: 2341-2352.
7. Blum A, 1993. Selection for sustained production in waterdeficit environments, in: D. Buxton III (Ed.), International Crop Science I, CSSA, Madison, WI, 1993, pp. 343–347.
8. Budak N, Yıldırım MB, 1995. Harvest index, biomass production and their relationships with grain yield in wheat. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 32(2), 25-28.

9. Candemir F, Gülser C, 2011. Effects of different agricultural wastes on some soil quality indexes at clay and loamy sand fields. Communications in Soil Science and Plant Analysis 42(1), 13-28.
10. Demir Z, Gülser C, 2015. Effects of rice husk compost application on soil quality parameters in greenhouse conditions. Eurasian Journal of Soil Science 4(3), 185-190.
11. Demiralay İ, 1993. Toprak fiziksel analiz yöntemleri. Atatürk Üniv. Ziraat Fakültesi Yayınları, Erzurum, 111-120.
12. Dencic S, Kastori R, Kobiljski B, Duggan B, 2000. Evaporation of grain yield and its components in wheat cultivars and land races under near optimal and drought conditions. Euphytica 1: 43-52
13. El Hafid R, Smith DH, Karrou M, Samir K, 1998. Physiological attributes associated with early-season drought resistance in spring durum wheat cultivars. Canadian Journal of Plant Science 78(2): 227-237.
14. Gupta NK, Gupta S, Kumar A, 2001. Effect of water stress on physiological attributes and their relationship with growth and yield in wheat cullivars at different growth stages. Journal of Agronomy and Crop Science 186(1), 55-62.
15. Güler M, 2001.Ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.)'ın belirli gelişme dönemlerindeki su stresinin bazı kalite özelliklerine etkisi. Tarım Bilimleri Dergisi 7(3): 21-28.
16. Gülser C, Kızılkaya R, Aşkın T, Ekberli İ, 2015. Changes in soil quality by compost and hazelnut husk applications in a hazelnut orchard. Compost Science and Utilization 23(3), 135-141.
17. Kacar B, 1994. Bitki ve Toprağın Kimyasal Anaizleri III. Toprak Analizleri. A.Ü. Zir.Fak. Eğitim Araş. ve Geliştirme Vak. Yay.No:3. Ankara.
18. Khakwani AA, Dennett MD, Munir M, Abid M, 2012. Growth and yield response of wheat varieties to water stress at booting and anthesis stages of development. Pakistan Journal of Botany 44(3), 879-886.
19. Majer P, Sass P, Lelley T, Cseuz L, Vass I, Dudits D, Pauk J, 2008. Testing drought tolerance of wheat by a complex stres diagnostic system installed in greenhouse. Acta Biologica Szegediensis 52(1), 97-100.
20. Maqbool MM, Ali A, Haq T, Majeed MN, Lee DJ, 2015. Response of spring wheat (Triticum aestivum L.) to induced water stress at critical growth stages. Sarhad Journal of Agriculture 31(1), 53-58.
21. Moustafa MA, Boersma L, Kronstad WE, 1996. Response of four spring wheat cultivars to drought stress. Crop Science 36(4), 982-986.
22. Öztürk A, 1999. Kuraklığın kışlık buğdayın gelişmesi ve verimine etkisi. Turkish Journal of Agriculture and Forestry 23: 531-540.
23. Öztürk İ, Korkut KZ, 2018. Ekmeklik buğday (Triticum aestivum L)’ın farklı gelişme dönemlerinde kuraklığın verim ve verim unsurlarına etkisi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi 15(2), 128-137.
24. Pan XY, Wang YF, Wang GX, Cao QD, Wang J, 2002. Relationship between growth redundancy and size inequality in spring wheat populations mulched with clear plastic film. Acta Phytoecology Sinica 26: 177-184.
25. Rajaram S, 2001. Prospects and promise of wheat breeding in 21st century. Euphytica 119: 3-15.
26. Saleem M, 2003. Response of durum and bread wheat genotypes to drought stress. Asian Journal of Plant Sciences 2(3): 290-293.
27. Siddique MRB, Hamid A, Islam MS, 2000. Drought stress effects on water relations of wheat. Botanical Bulletin of Academia Sinica 41, 35-39.
28. Sivamani E, Bahieldin A, Wraith JM, Al-Niemi T, Dyer WE, Ho THD, Qu R, 2000. Improved biomass productivity and water use efficiency under water deficit conditions in transgenic wheat constitutively expressing the barley HVA1 gene. Plant Science,155(1), 1-9.
29. Soil Survey Staff, 1993. Soil Survey Manuel. USDA Handbook No:18 Washington.
30. Ünsal NE, Türker MH, Akkaya G, 2018. Bazı durum buğday çeşitlerinin kurağa mukavemet yönünden toprak altı ve üstü organlarının incelenmesi. Harran Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi 22(4), 551-559.
31. Yurtsever N, 1984. Deneysel İstatistik Metotları. Tarım ve Orman Bakanlığı Köy. Hizmetleri Genel Müd. Yayınları 121, 56, 574 s. Ankara.