Ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) genotiplerinde kurağa dayanıklılığın karakterizasyonu ve kalite ile ilişkileri
Characterization of drought resistance and its relations with quality in bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes
Yazar: İRFAN ÖZTÜRK
Danışman: PROF. DR. KAYIHAN Z. KORKUT
Namık Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Ekmeklik buğday = Bread wheat ; Genotip = Genotype ; Kalite = Quality ; Kuraklık stresi = Drought stress ; Verim = Yield

Özet:
Araştırmanın amacı bazı ekmeklik buğday genotiplerinin kurağa dayanıklılıkla ilgili verim, bazı morfolojik, fizyolojik karakterleri ile kuraklığın kalite özellikleri arasındaki ilişkilerin belirlenmesidir. Bu çalışmada Kate A-1, Gelibolu, Pehlivan, Tekirdağ, Selimiye, Aldane, Bereket, Flamura-85 ve Golia çeşitleri ile bazı hatlar kullanılmıştır. Trakya Tarımsal Araştırma Enstitüsü deneme arazisinde 3 yıl süre ile yürütülmüş ve toplam 15 genotip bölünmüş parseller deneme desenine göre 3 tekrarlamalı olarak ekilmiştir. Denemede ana parsellerde kuraklık uygulamaları, alt parsellerde genotipler yer almıştır. Denemede parseller 6 sıralı, sıra arası 17 cm ve ekimde parsel alanı 6m2 hasatta 5m2 olacak şekilde ekilmiştir. K1 parselinde sapa kalkma döneminden başaklanma dönemine kadar, K2 parselinde başaklanma döneminden fizyolojik olum dönemine kadar kuraklık uygulanmıştır. K3 parselinde kuraklık stresi uygulanmamı, K4 parseli doğal uygulama olup herhangi bir işlem yapılmamıştır. K5 parselinde sapa kalkma döneminden fizyolojik olum dönemine kadar tam kuraklık uygulanmıştır.Araştırmada; kardeşlenme sayısı, koleoptil uzunluğu, bitki boyu, başak uzunluğu, üst boğum arası uzunluk, bayrak yaprak alanı, bayrak yaprak açısı ve yaprak kıvrılma oranı gibi morfolojik özellikler incelenmiştir. Tane verimi, biyolojik verim, hasat indeksi ve bazı verim unsurları ile kök ağırlığı, stoma sayısı, stoma eni ve boyu, mumsuluk oranı, yaprak rengi, yaprak su tutma ve kuru madde oranı gibi karakterler de araştırılmıştır. Ayrıca, bitki örtüsü sıcaklığı, klorofil miktarı, başaklanma ve olgunlaşma gün sayıları, tane dolum süresi gibi fizyolojik karakterler incelenmiştir. Çalışmada bazı kalite özelliklerinden olan bin tane ağırlığı, hektolitre ağırlığı, ham protein oranı, tane sertliği, sedimantasyon değeri, gluten miktarı ve gluten indeksi gibi karakterler de araştırmada yer almıştır.Araştırma sonucunda kurak koşullarda tane ve biyolojik verimde azalma olmuştur. En yüksek verim 763.8 kg/da ile kuraklık stresi uygulanmayan parsellerde belirlenirken, genotipler arasında en yüksek tane verimi 658.3 kg/da ile Bereket çeşidinde tespit edilmiştir. En yüksek biyolojik verim 2539.4 kg/da ile uzun bitki boyuna sahip olan Kate A-1 çeşidinde elde edilmiştir. Kuraklık uygulamalarına göre en yüksek biyolojik verim (2975.9 kg/da) kuraklık uygulanmayan parsellerde ve en düşük verim (1594.4 kg/da) tam kuraklık uygulamasından alınırken, sapa kalkma dönemindeki kuraklık stresinin tane dolum dönemindeki kuraklığa göre tane ve biyolojik verimi daha fazla etkilediği görülmüştür. Ayrıca, araştırmada incelenen verim unsurları ve morfolojik karakterler kuraklık stresinden etkilenen özellikler olmuştur.Sapa kalkma dönemindeki kuraklığın bitki boyu ve başak uzunluğuna etkisi tam kuraklığın etkisine yakın olduğu görülmüştür. Kurak koşullar bitkilerde üst boğum uzunluğunu da etkilerken, araştırmada en uzun üst boğum Aldane çeşidinde ölçülmüştür. Genotiplerde bayrak yaprak alanı ve yaprak kıvrım oranı sulama koşullarında artıp, kurak koşullarda azaldığı tespit edilmiş olup, en geniş bayrak yaprak alanı ÖVD26-07 ve Tekirdağ genotiplerinde belirlenmiştir. Kuraklık stresi azaldıkça bayrak yaprağın sap ile bağlandığı açı azalırken, kurak koşulların artışı açıyı artırmıştır. Araştırmada yer alan faktörlerde sulama şartlarında başaklanma, olgunlaşma gün sayıları ve tane dolum sürelerinde artış olurken, genotipler arasında en erkenci çeşit Golia, en geç olgunlaşan BBVD21-07 genotipi olmuştur. Mumluluk oranı kuraklık şiddeti artışına paralel olarak artış göstermiş ve BBVD7 genotipi bütün uygulamalarda en yüksek mumluluk oranına sahip çeşit olmuştur. Sulama koşullarında stoma eni ve boyunda artış olurken, stoma sayısında azalma olduğu tespit edilmiştir. Kuraklık stresi bitkilerde yaprak su tutma kapasitesi ve kuru madde oranını da düşürmüştür.Çeşitlerde en düşük bitki örtüsü sıcaklığı 22.78 oC ile Kate A-1 ve en yüksek sıcaklık 26.19 oC ile Golia çeşidinde ölçülmüştür. Ana parsellere göre yapılan değerlendirmede ise kuraklık stresi uygulanmayan parselde en düşük sıcaklık ölçümü yapılırken, en yüksek sıcaklıklar başaklanma öncesinde K1 parselinde, başaklanma ve tane dolum döneminde ise tam kuraklık uygulanan parselde belirlenmiştir. Kuraklık stresi klorofil miktarını ölçümü yapılan üç bitki gelişme döneminde de düşürdüğü gibi başaklanma döneminde daha fazla etkilediği belirlenmiştir. En yüksek klorofil miktarı kuraklık stresi uygulanmayan parselde belirlenmiştir. Başaklanma döneminde genotipler arasında 48.8 ile en düşük klorofil BBVD21-07, en yüksek klorofil miktarı ise 55.23 ile ÖVD2/27-07 çeşidinde ölçülmüştür.Genotiplerde 3.618 g ile en fazla kök ağırlığı Bereket çeşidinde ölçülürken, en düşük kök ağırlığı 2.740 g ile Tekirdağ çeşidinde tespit edilmiştir. Araştırmada kuraklık stresi kök ağırlığını azaltmış olup, 2.815 g ile en az kök ağırlığı tam kuraklık uygulanan parselde ölçülürken, 3.496 g ile en fazla kök ağırlığı kuraklık stresi uygulanmayan K3 parselinde belirlenmiştir.Araştırmada incelenen ekmeklik kalite özelliklerinden bin tane ağırlığı ve hektolitre ağırlığında sulama şartlarında artış olurken, kurak şartlarda protein oranı, tane sertliği, gluten oranı ve sedimantasyon değerinde artış meydana gelmiştir. En yüksek protein, sedimantasyon ve gluten oranı Aldane çeşidinde tespit edilmesi, bu çeşidin ekmeklik kalitesinin çok iyi olduğunu, kalitesinin çevre koşullarından etkilenmediğini göstermiştir. Araştırmada K2 parselinde en yüksek kalite değerine ulaşılması, başaklanma dönemine kadar kuraklık stresinin olmaması ve daha sonraki dönemde yağış miktarında veya toprak neminde kısmen azalma genotiplerde kalite değerlerinde artış olduğu tespit edilmiştir.Anahtar kelimeler: Ekmeklik buğday, kuraklık stresi, genotip, verim, kalite.

Abstract:
The aim of the study is to determine the characters such as yield, some morphological and physiological related to drought and the relationships between drought and quality traits in some bread wheat genotypes. In this study, Kate A-1, Gelibolu, Pehlivan, Tekirdağ, Selimiye, Aldane, Bereket, Flamura-85 and Golia cultivars and some advanced lines were used as material. Study was carried out in Trakya Agricultural Research Institute during 3 growing seasons with totally 15 bread wheat genotypes in split block design with 3 replicated. Each plot of experiment was 6 rows, and plot area was 6m2 in sowing and 5m2 in harvest. Drought applications and genotypes were main plot and sub-plot, respectively.Drought applications such as K1 (from stem elongation stage to heading drought stress), K2 (from heading up to physiological maturating stage), K3 (drought stress was not applied), K4 (there was no any treatment) and K5 (whole drought from stem elongation stage to physiological maturating stage) were performed on main plots. In this research, some morphological traits such as number of tiller, coleoptiles length, plant height, spike length, peduncle length, flag leaf area, flag leaf degree, flag leaf rolling rate; grain yield and yield components such as biological yield, harvest index, days for heading, days for maturity, grain filling days and some other yield components; and physiological traits such as root weight, stoma number and diameter, glaucousity, leaf color, leaf water content, dry matter, canopy temperature and chlorophyll content were investigated. In addition to this, some quality traits such as 1000-grain weight, test weight, protein ratio, grain hardiness, sedimentation value, gluten and gluten index are also studied.It was shown that grain yield and biological yield were decreased in drought conditions from the results. The highest grain yield (763.8 kg/da) was obtained for main plot without drought applications. Among genotypes, Bereket cultivar gave the highest grain yield (658.3 kg/da). Kate A-1 with long plant height had the highest biological yield (2539.4 kg/da). Among the drought applications, while the maximum biological yield (2975.9 kg/da) was obtained in non-stress plot, plot with whole stressed gave the lowest biological yield (1594.4 kg/da). Drought stress more affected to grain yield and biomass at stem elongation stage than that of grain filling period. Some yield components and morphological traits investigated were affected from drought stress in this research.The effect of drought stress at stem elongation stage on plant height, spike length, and peduncle length was same as fully stress condition. Peduncle length was also affected from drought condition and the highest value was scored for Aldane cultivar. Flag leaf area and leaf rolling are increased in non-stress condition, the withiest flag leaf area was determined from ÖVD26-07 and Tekirdağ genotypes. Degree of the flag leaf area gradually decreased in the non-stress condition; this value increased towards to dry condition. Days to heading, maturating and grain filling are increased in non-stress condition, early maturing cultivar was Golia and late maturing was BBV21-07. Dry condition increased glaucousity value, and BBVD7 had high glaucousity value in all treatment. Although stoma width and length increased in irrigated treatment, stoma number was decreased. Leaf water content and dry matter decreased in the drought stress condition.The lowest canopy temperature was measured from Kate A-1 with 22.78 oC and the highest temperature from Golia cultivar with 26.19 oC. Also, canopy temperature increased at dry condition while non-stress was decreased. Highest temperature was determined from fully drought treatment and first main plots. Although drought stress affected and reduced leaf chlorophyll content at three development stages measured, effect on heading stage was higher that the others. Also, the highest leaf chlorophyll was determined in non-stress treatment. Highest value was measured from Kate A-1 with 55.23 and, lowest from BBVD21-07 with 48.8 at heading plant stage.While the highest root weight (3.618 g) was weighed in Bereket cultivar, lowest weight (2.815 g) was obtained from Tekirdağ cultivar. Drought stress had led to reduction in root weight. While lowest root weight a value of 2.815 g was scaled at fully drought condition, highest root weight (3.496 g) was determined from non-stress treatment (K3).In this research, among the some quality traits investigated such as thousand kernel weight and test weight values increased in irrigated condition. On the contrary, protein value, grain hardness, gluten value, and sedimentation value increased in dry condition. The highest protein, sedimentation and gluten value was determined in Aldane cultivar. So, this result indicated that Aldane was the highest quality variety among genotypes and its quality was not affected by environment conditions. The non-stress condition up to heading stage had led to increases for quality parameters in this research.Key Words: Bread wheat, drought stress, genotype, yield, quality.