ffects of different irrigation levels on development, yield and quality of walnut (Juglans regia L.)

Year 2025, Volume: 30 Issue: 1, 108 - 124

Şakir Tunç , Ahmet Öztürk

https://doi.org/10.37908/mkutbd.1559259

Abstract

This study is conducted to determine the responses of walnut trees cultivated in Bingöl province to different irrigation levels in terms of yield, growth, and quality parameters. The study was carried out in Chandler variety for two consecutive years by providing 100% (D1), 75% (D2) and 50% (D3) irrigation water levels according to field capacity. The seasonal plant water consumption was recorded as 1 038.10 mm for D1 (adequate irrigation), 820.10 mm for D2, and 595.10 mm for D3. Statistical analysis showed that in the first year of the study, there is no significant difference in yield among the walnut trees, while significant differences are found in the second year. Considering the two-year average yields, it was determined that the yields for D2 and D3 were 10.40% and 33.50% lower, respectively, compared to D1. Similarly, the annual growth rates of crown volume, trunk cross-sectional area, and shoot length showed similar values for all treatments in the first year, while significant differences were observed in the second year compared to full irrigation. However, when assessing the physical properties of the fruit, significant differences were noted in the deficit irrigation treatments compared to full irrigation, with the most pronounced difference found in fruit weight. This indicates that walnut trees are sensitive to water stress in semi-arid climate regions. It was concluded that water stress resulting from inadequate water supply in walnut trees negatively affects yield and growth.

Keywords

Deficit irrigation, Walnut, Plant water consumption, Water stress

Farklı sulama düzeylerinin cevizin (Juglans regia L.) gelişimi, verimi ve kalitesine etkileri

Abstract

Bu çalışma Bingöl ilinde yetiştiriciliği yapılan ceviz bitkisinin farklı sulama düzeylerine karşı verim, gelişim ve kalite parametreleri açısından tepkilerinin belirlenmesi amacıyla yürütülmüştür. Çalışma Chandler çeşidinde iki ardışık yıl boyunca tarla kapasitesine göre toprak nem eksikliğinin %100 (D1), %75 (D2) ve %50 (D3) sulama suyu düzeyi ile karşılanması şeklinde yürütülmüştür. Mevsimlik bitki su tüketimi D1 konusu (tam sulama) için 1 038.10 mm, D2 konusu için 820.10 mm ve D3 konusu için ise 595.10 mm olarak gerçekleşmiştir. İstatistiksel değerlendirmeye göre; çalışmanın ilk yılında cevizde elde edilen verim açısından önemli bir farklılık görülmezken, çalışmaların ikinci yılında verimde önemli farklılıklar tespit edilmiştir. İki yıllık verim ortalamaları dikkate alındığında D2 ve D3 değişkenlerine ait verimlerin, D1 değişkeninden elde edilen verime göre sırasıyla, %10.40 ve %33.50 daha az olduğu belirlenmiştir. Aynı şekilde ceviz bitkisinin, taç hacmi yıllık artış oranı, gövde kesit alanı yıllık artış oranı ve sürgün uzunluğu ilk yıl tüm konular için benzer değerler gösterirken, ikinci yıl tam sulama konusuna göre önemli farklılıklar tespit edilmiştir. Meyveye ilişkin fiziksel özellikler değerlendirildiğinde, kısıtlı sulama konularında, tam sulama konusuna göre önemli farklılıklar gözlenmiş ve en belirgin farklılık meyve ağırlığında bulunmuştur. Bu durum; ceviz bitkisinin, yarı kurak iklim bölgelerinde su stresine karşı duyarlı olduğunun göstergesidir. Ceviz bitkisinde, su ihtiyacının yeterince karşılanmaması durumunda ortaya çıkan su stresinin, bitkide verimi ve gelişimi olumsuz etkilediği sonucuna varılmıştır.

Keywords

Kısıntılı sulama, Ceviz, Bitki su tüketimi, Su Stresi

Ethical Statement

Bu makalede insan veya hayvan deneklerle herhangi bir çalışma bulunmaması nedeniyle etik onaya gerek duyulmamaktadır.

Supporting Institution

Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü’nde yürütülmekte olan doktora tez çalışmasından yararlanılmıştır.

Thanks

Bu çalışma Prof. Dr. Ahmet ÖZTÜRK danışmanlığında ve Şakir TUNÇ tarafından Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarımsal Yapılar ve Sulama Anabilim Dalı’nda yürütülen “Farklı Sulama Suyu Kalitesi ve Sulama Düzeylerinin Cevizin (Juglans Regia L.) Gelişimi, Verimi ve Kalitesine Etkileri’’ isimli doktora tezine ait sonuçlarının bir bölümünden oluşmaktadır. Tez jürisinde bulunan Prof. Dr. Veli ERDOĞAN ve Prof. Dr. Gülüzar Duygu SEMİZ’e teşekkür ederiz.

References

• Acarsoy Bilgin, N., Mısırlı, A., & Şen, F. (2020a). Cevizde (cv. Chandler) kompoze mikrobiyal gübre kullanımının verim ve kalite parametreleri üzerine etkilerinin araştırılması. Ziraat Mühendisliği, 370, 84-93. https://doi.org/10.33724/zm.731026
• Acarsoy Bilgin, N., Yağız, Y., & Mısırlı, A. (2020b). Yapraktan bazı besin elementi uygulamalarının ‘Chandler’ ceviz çeşidinde verim ve kalite üzerine etkileri. Ziraat Mühendisliği, 371, 51-58. https://doi.org/10.33724/zm.728414
• Acarsoy Bilgin, N. (2022). Effects of foliar applications on nutrient concentrations of kernel, pomological properties and yield of ’Chandler’ walnut variety at different altitudes. Journal of Agricultural Sciences, 28 (4), 603-612. https://doi.org/10.15832/ankutbd.925268
• Acarsoy Bilgin, N., & Mısırlı, A. (2024). “Chandler” ceviz çeşidinde farklı yüksekliklerin fındık özellikleri ve verim üzerine etkisi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 60 (4), 639-646. https://doi.org/10.20289/zfdergi.1266186
• Ahı Koşar, D., Koşar, M., Utku, Ö., Mert, C., & Ertürk, Ü. (2023). The performance of some walnut (Juglans regia) cultivars in the conditions of Bursa, Turkey. Journal of Agricultural Sciences-Tarım Bilimleri Dergisi, 29 (2), 589-603.
• Akça, Y. (2012). Ceviz yetiştiriciliği. Uyum Ajans. Anıt Matbaa. Ankara. ss. 328.
• Akça, Y., Özyurt, İ. K., & Kaplan, E. (2018a). Bazı yerel ve yabancı ceviz çeşitlerinin karşılaştırılması. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi (JAFAG), 35 (3), 290-296. https://doi.org/10.13002/jafag4449
• Akça, Y., Özyurt, İ.K., & Kaplan, E. (2018b). Comparison of some local and foreign walnut cultivars. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 35 (3), 290-296. https://doi.org/10.13002/jafag4449
• Akin, S., & Erdem, T. (2018). Water use of walnut trees under different irrigation regimes. Journal of Applied Horticulture, 20 (1), 60-63.
• Aksoy, A., Kaymak, H.Ç., & Avcioğlu, Ü. (2020). Walnut (Juglans regia L.) trade: competition power of turkey with balkan countries. Scientific Papers Series Management, Economic Engineering in Agriculture & Rural Development, 20 (4), 11-18.
• Anonymous (1954). Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. (Ed: L.A. Richards) US Salinity Lab. Agric. Handbook No:60.
• Anonymous (1976). United states standards for grades of walnuts (Juglans regia) in the shell, Department of Agriculture Agricultural, Marketing Service, Fruit and Vegetable Division, Fresh Products Branch, Reprinted- January 1997, USA.
• Anonymous (2024a). FAOSTAT, Word production data. Retrieved from https://www.fao.org/faostat/en/#data/QCL by July 24, 2024.
• Anonymous (2024b). TUİK bitkisel üretim istatistikleri. Retrieved from https://data.tuik.gov.tr/Bulten/Index?p=Bitkisel-Urun-Denge-Tablolari-2023-53451 by July 24, 2024.
• Anonymous (2024c). Tarım ve Orman Bakanlığı, Meteoroloji Genel Müdürlüğü, Bingöl İl Meteoroloji Müdürlüğü, Bingöl.
• Arab, M.M., Askari, H., Aliniaeifard, S., Mokhtassi-Bidgoli, A., Estaji, A., Sadat-Hosseini, M., Sohrabi, S.S., Mesgaran, M.B., Leslie, C.A., Brown, P.J., & Vahdati, K. (2023). Natural variation in photosynthesis and water use efficiency of locally adapted Persian walnut populations under drought stress and recovery. Plant Physiology and Biochemistry, 201. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2023.107859
• Ayyıldız, A. (1976). Sulama suyu kalitesi ve sulamada tuzluluk problemleri. Ankara Üniversitesi Basımevi, Ankara.
• Bayazit, S., & Sumbul, A. (2012). Determination of fruit quality and fatty acid composition of Turkish walnut (Juglans regia) cultivars and genotypes grown in subtropical climate of eastern Mediterranean region. International Journal of Agriculture and Biology, 14 (3).
• Bülbül, R., Eren, S., Tepeli, E., Uyan, A., Çelik, M.Y., Gültekin, E. & Ayyıldız, Z. (2012). Toprak bitki su ilişkileri ve endüstri ve kültür bitkilerinin sulanması. Adana Zirai Üretim İşletmesi Tarımsal Yayım ve Hizmetiçi Eğitim Merkezi Müdürlüğü, Adana.
• Büyüksolak, Z.N. (2019). Uşak ili Eşme ilçesinde farklı yükseltilerde yetiştirilen chandler ceviz çeşidi meyvelerinin fiziksel ve kimyasal özellikleri (Doctoral dissertation, Yüksek Lisans Tezi, Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Isparta).
• Calvo, F.E., Silvente, S.T., & Trentacoste, E.R. (2023). A mini review of the impacts of deficit irrigation strategies for walnut (Juglans regia L.) production in semiarid conditions. Irrigation Science, 41 (4), 501-509. https://doi.org/10.1007/s00271-022-00815-w
• Calvo, F.E., Trentacoste, E.R., & Silvente, S.T. (2022). Vegetative growth, yield, and crop water productivity response to different irrigation regimes in high density walnut orchards (Juglans regia L.) in a semi-arid environment in Argentina. Agricultural Water Management, 274, N.PAG. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2022.107969
• Calvo, F.E., Silvente, S.T., & Trentacoste, E.R. (2023). Leaf biochemical and kernel metabolite profiles as potential biomarkers of water deficit in walnut (Juglans regia L.) cv. chandler. Sustainability (Switzerland), 15 (18). https://doi.org/10.3390/su151813472
• Chen, T., Xu, G., Li, J., & Hu, H. (2022). Hydraulic trait variation with tree height affects fruit quality of walnut trees under drought stress. Agronomy, 12 (7), 1647. https://doi.org/10.3390/agronomy12071647
• Cohen, M., Valancogne, C., Dayau, S., Ameglio, T., Cruiziat, P., & Archer, P. (1996). Yield and physiological responses of walnut trees in semi-arid conditions: application to irrigation scheduling. In II International Symposium on Irrigation of Horticultural Crops, 449, 273-280.
• Çakmak, B., & Çolak, M.S. (2018). Climate change, wather resources and food safety. 1. İnternational GAP Agriculture and Livestock Congres, Harran Üniversitesi, Şanlıurfa, Türkiye. ss 135-143.
• Çakmak, B., & Gökalp, Z. (2011) İklim değişikliği ve etkin su kullanımı. Tarım Bilimleri Araştırma Dergisi, 87-95.
• Çiftçi, K., & Gökce, O. (2006). İzmir ve Manisa illerinde ceviz yetiştiriciliğinin sosyo-ekonomik yönü ve sorunları üzerine bir araştırma. Yuzuncu Yıl University Journal of Agricultural Sciences, 16 (1), 7-17.
• Çoban, İ. (2020). Chandler, kaman-1 ve midland ceviz (Juglans regia) çeşitlerinin fenolojik, pomolojik ve biyokimyasal özelliklerinin karşılaştırılması (Master's thesis, Kırşehir Ahi Evran Üniversitesi).
• Demir, B., Sayıncı, B., Çetin, N., Yaman, M., Çömlek, R., Aydın, Y., & Sütyemez M. (2018). Elliptic Fourier based analysis and multivariate approaches for size and shape distinctions of walnut (Juglans regia L.) cultivars. Grasas Y Aceites, 69 (4), e271. https://doi.org/10.3989/gya.0104181
• Doğan D., & Yıldız, H. (2019). Ceviz yetiştiriciliğine uygun alanlar üzerine iklim değişikliği senaryolarının etkisi. Alatarım, 18 (2), 100-107.
• Er, E., Akyüz, B., Öztürk, A., & Serdar, Ü. (2017). Cevizde çeşit değiştirme: kabukaltı aşısı. Bahçe, 46 (Özel Sayı 2), 307-312.
• Erdem, T., Şener, M., Çoşkun, Z., Yaşasın, A.S., Yenigün, S.D., Göçmen, E., & Salbaş B. (2018). TÜBİTAK. Proje Grubu: TOVAG Sayfa Sayısı: 135 Proje No: 114O532.
• Ertürk, Ü., Mert, C., Utku, Ö., & Kaya, O. (2017). Bursa koşullarında yetiştirilen yerli ve yabancı ceviz çeşitlerinin meyve özelliklerinin değerlendirilmesi. Bahçe, 46 (Özel Sayı 2), 47-52.
• Fulton, A., & Buchner, R. (2006). The effect of water stress on walnut tree growth, productivity and economics. J.UCEC University of California.
• Fulton, A., & Buchner, R. (2015). Drought tip: Drought strategies for California walnut production. https://doi.org/10.3733/ucanr.8533
• Goldhamer, D.A., Beede, R., Sibbett, S., DeJong, T.M., Ramos, D., Phene, R.C., & Doyle, J. (1988). Third year effects of deficit irrigation on walnut tree performance. Walnut Research Reports, 42-52.
• Göçmen, E., & Erdem, T. (2019). Tekirdağ koşullarında farklı lateral tertip biçimi ve sulama suyu uygulamalarının genç ceviz ağaçlarının su kullanımı ve vejetatif gelişme parametrelerine etkileri. Journal of Tekirdag Agricultural Faculty, 16 (2), 181-191. https://doi.org/10.33462/jotaf.534428
• Guiqing, X., Jinyao, L., Haifang, H., & Tuqiang, C. (2024). Effect of deficit irrigation on physiological, morphological and fruit quality traits of six walnut tree cultivars in the inland area of Central Asia. Scientia Horticulturae, 329, N.PAG. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2024.112951
• Güngör, Y., Erözel, A.Z. & Yıldırım, O. (2018). Sulama. Ankara Üniversitesi Basımevi, Ankara. ss. 292.
• Hassani, D., Mozaffari, M. R., Soleimani, A., Dastjerdi, R., Rezaee, R., Keshavarzi, M., Vahdati, K., Fahadan, A., & Atefi, J. (2020). Four new Persian walnut cultivars of Iran: Persia, Caspian, Chaldoran, and Alvand. HortScience horts, 55 (7), 1162-1163. Retrieved Sep 9, 2024, from https://doi.org/10.21273/HORTSCI15044-20
• Jerszurki, D., Couvreur, V., Hopmans, J., Maxwell, T., Matsumoto, N., Shackel, K., Silva, L.D.C.R., & de Souza, J.L. M. (2017). Impact of root growth and hydraulic conductance on canopy carbon-water relations of young walnut trees (Juglans regia L.) under drought. Scientia Horticulturae, 226, 342-352. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2017.08.051
• Jiayu, M., Dongjun, Z., Xuedong, Z., Haochen, L., Hang, Y., Nijing, Z., Mengdi, L., Meng, D., Fangdong, G., Huijuan, Z., & Peng, Z. (2024). Genome-wide identification analysis of the 4-Coumarate: CoA ligase (4CL) gene family expression profiles in Juglans regia and its wild relatives J. Mandshurica resistance and salt stress. BMC Plant Biology, 24 (1), 1-22. https://doi.org/10.1186/s12870-024-04899-8
• Kacar, B. (2016). Fiziksel ve kimyasal toprak analizleri. Nobel Yayıncılık, Ankara.
• Kacar, B., & İnal, A. (2010). Bitki analizleri. Nobel Yayın Dağıtım, Ankara.
• Kacar, B., & Katkat, A.V. (2018). Bitki besleme. Nobel Akademik Yayıncılık, Ankara.
• Kacar, B., Katkat, A.V., & Öztürk, Ş. (2020). Bitki fizyolojisi. Nobel Akademik Yayıncılık, Ankara.
• Kanber, R. (2015). Sulama. Çukurova Üniversitesi Yayınları, Adana.
• Kanber, R., Çullu, M. A., Kendirli, B., Antepli, S., & Yılmaz, N. (2005). Sulama, drenaj ve tuzluluk. Türkiye Ziraat Mühendisliği VI. Teknik Kongresi, 3 (7), 213-251.
• Kanber, R., Steduto, P., Aydın, Y., Ünlü, M., Özmen, Ç., Özekici, B., Diker, K., & Sezen, M.S. (2004). Damla sulama sistemiyle fertigasyon uygulamalarının antepfıstığında gelişme, verim ve periyodisiteye etkisinin incelenmesi. TÜBİTAK. Proje No:TARP-1825, Adana.
• Kaşka, N., Güleryüz, M., Kaplankıran, M., Kafkas, S., Ercişli, S., Eşitken, A., ... & Akçay, E. (2005). Türkiye meyveciliğinde üretim hedefleri. TMMOB Ziraat Mühendisleri Odası, Türkiye Ziraat Mühendisliği VI. Teknik Kongresi, 3-7.
• Koşar, M.B., Koşar, D.A., Sönmez, E., & Ertürk, Ü. (2023). “Chandler” ceviz (Juglans regia L.) çeşidinin fenolojik ve pomolojik özellikleri üzerine farklı çöğür anaçlarının etkisi. Journal of the Institute of Science & Technology / Fen Bilimleri Estitüsü Dergisi, 13 (2), 726-735. https://doi.org/10.21597/jist.1223902
• Köksal, A.I., Yıldırım, O., Dumanoğlu, H., Güneş, N., & Kadayıfçı, A. (1996). Bodur elma çeşitlerinde farklı sulama yöntemi ve sulama suyu miktarlarının gelişme verim ve kaliteye etkisi. TÜBİTAK. Proje No: TOAG-901, Ankara.
• Ma, H.B., Li, M.M., Ren, J.J., Li, B.G., & Qi, G.H. (2014). Effects of different irrigation amounts on water use of precocious walnuts. Applied Mechanics and Materials, 651, 1423-1431.
• Manthos, I., & Rouskas, D. (2021). ‘Ourania’ Walnut. HortScience horts, 56 (4), 521-522. Retrieved Sep 9, 2024, from https://doi.org/10.21273/HORTSCI15610-20
• Orman, E., Tosun, İ., Akçay, M.E., Erdoğan, V., & Akça, Y. (2017). Bazı yerli ve yabancı ceviz çeşitlerinde soğuklama süresinin ve dona mukavemetin belirlenmesi. Bahçe, 46 (Özel Sayı 2), 313-324.
• Pezikoğlu, F., Öztürk, M., Tosun, İ., & Akça, Y. (2012). Seçilmiş bazı illerde kapama ceviz bahçelerinin üretim ve pazarlama yapısı. Bahçe, 41 (2), 23-35.
• Pugnaire, F.İ., Sarrano, L., & Pardos, J. (1999). Constraints by water stress on plant growth. Handbook of Plant and Crop Stress.Marcel Dekker, New York. pp. 271-283.
• Savage, G.P. (2001). Chemical composition of walnuts (Juglans regia L.) grown in New Zealand. Plant Foods for Human Nutrition, 56, 75-82.
• Soveili, S., & Khadivi, A. (2023). Selecting the superior late-leafing genotypes of Persian walnut (Juglans regia L.) using morphological and pomological evaluations. BMC Plant Biology, 23 (1), 379. https://doi.org/10.1186/s12870-023-04386-6
• Sütyemez, M., Bükücü, Ş.B., & Özcan, A. (2021). ‘Helete Günesi’, a new walnut cultivar with late leafing, early harvest date, and superior nut traits. Agriculture, 11 (10), 991. https://doi.org/10.3390/agriculture11100991
• Şen, S.M. (1980). Kuzeydoğu anadolu ve doğu karadeniz bölgesi cevizlerinin seleksiyon yoluyla ıslahı üzerinde araştırmalar, Atatürk Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Bahçe Bitkileri Bölümü (Doçentlik Tezi), Erzurum.
• Şen, S. M., Kazankaya, A., Yarılgaç, T. & Doğan, A. (2006). Bahçeden mutfağa ceviz. Maji Yayınları, Ankara.
• Şen, S.M. (2017). Cevizin besin değeri ve sağlıklı beslenmedeki önemi. Bahçe, 46 (Özel Sayı 2), 1-9.
• Şen, F., Bilgin, S., Özeker, E., & Acarsoy Bilgin, N. (2018). Bazı ceviz çeşitlerinin menemen ekolojisinde morfolojik ve pomolojik özelliklerinin belirlenmesi. ÇOMÜ Ziraat Fakültesi Dergisi, 6 (1), 31-39.
• Şen, M.Y., & Erdem, T. (2018). Farklı sulama suyu uygulamalarının badem ağaçlarının su kullanımı ve vegetatif gelişme parametrelerine etkileri. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 15 (1), 86-94.
• Şimşek, H., Akça, Y., Ünlükara, A., & Çekiç, Ç. (2017). Şebin ceviz çeşidinin stres koşullarına dayanımının belirlenmesi. Journal of Agricultural Faculty of Gaziosmanpaşa University (JAFAG), 34 (Ek Sayı), 141-150. https://doi.org/10.13002/jafag4416
• Şimşek, M., & Gülsoy, E. (2016). Ceviz ve içerdiği yağ asitlerinin insan sağlığı açısından önemi üzerine yapılan bazı çalışmalar. Journal of the Institute of Science & Technology/Fen Bilimleri Estitüsü Dergisi, 6 (4).
• Taiz, L., Eduardo, Z., Möller, I.M. & Murphy, A. (2015). Plant physiology and development. Oxford Publishing. Oxford. pp. 761.
• Vahdati, K., Arab, M.M., Sarikhani, S., Sadat-Hosseini, M., Leslie, C.A., & Brown, P.J. (2020). Advances in Persian walnut (Juglans regia L.) breeding strategies (Vol. 4). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-030-23112-5_11
• Yıldırım, Y.E., & Kodal, S. (1998). Ankara koşullarında sulamanın mısır verimine etkisi. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 22, 65-70.
• Yi, J., Sun, Y., Zhu, Z., Liu, N., & Lu, J. (2016). Near-infrared reflectance spectroscopy for the prediction of chemical composition in walnut kernel. International Journal of Food Properties, 20 (7), 1633-1642. https://doi.org/10.1080/10942912.2016.1217006
• Yurtseven, E., Semi, G.D., Avcı, S. & Çolak, M.S. (2020). Tarımda su ve tuzluluk yönetimi. Türkiye Ziraat Mühendisliği IX. Teknik Kongresi, Ziraat Mühendisleri Odası, Ankara, Türkiye. ss. 119-140.
• Wang, B., Zhang, J., Pei, D., & Yu, L. (2021). Combined effects of water stress and salinity on growth, physiological, and biochemical traits in two walnut genotypes. Physıologıa plantarum, 172 (1), 176-187. https://doi.org/10.1111/ppl.13316