REACTIONS OF SOME COTTON (Gossypium hirsutum L.) VARIETIES TO SALT STRESS DURING GERMINATION AND EARLY SEEDLING DEVELOPMENT

Yıl 2023, , 4 - 13, 30.12.2023

Şilan Çiçek , Nazlı Aybar Yalınkılıç , Sema Başbağ , Nurettin Baran

https://doi.org/10.33724/zm.1325279

Öz

Salt stress is one of the most important abiotic stress factors that negatively affect the growth and development of plants and cause yield losses. Plants are more sensitive to stress factors during germination and early seedling development. It is more appropriate to determine the negative effects of salinity on plants during these periods. This study was carried out to examine the effects of different salt doses on germination and early development of some cotton seeds. The study was carried out in randomized plots in a factorial experimental design with 3 replications under controlled conditions. PG-2018, Edessa, Flash, BA-308 cotton varieties were used as materials in the experiment and the salinity doses (NaCI applications) were adjusted as 0 (control), 4, 8, 12 dS/m. At the end of a 10-day germination period, the plants; Root length, petiole length, seedling height seedling fresh weight, seedling dry weight and germination rate values were investigated. According to the data obtained as a result of the experiment, statistically significant differences were found between the varieties and doses in all the properties examined. Variety x dose interaction was insignificant only in seedling dry weight. All properties were negatively affected by increasing salt concentrations in the study. It is among the results that the most resistant variety to salt stress was PG-2018 and tolerates a dose of 4 dS/m.

Anahtar Kelimeler

Cotton, NaCI, Salinity, Germination rate

Bazı Pamuk (Gossypium Hirsutum L.) Çeşitlerinin Çimlenme Ve Erken Fide Gelişimi Dönemlerinde Tuz Stresine Olan Tepkileri

Öz

Tuz stresi bitkilerin büyüme ve gelişmesini olumsuz etkileyerek verim kayıplarına neden olan en önemli abiyotik stres faktörlerinden biridir. Bitkiler çimlenme ve erken fide gelişim dönemlerinde daha hassas oldukları için tuzluluğun bitkiler üzerindeki olumsuz etkisini bu dönemlerde belirlemek daha uygundur. Bu çalışma farklı tuz dozlarının bazı pamuk tohumlarında çimlenme ve erken gelişim dönemlerine olan etkisini incelemek amacıyla tesadüf parsellerinde faktöriyel deneme deseni uyarınca 3 tekerrürlü olarak kontrollü koşullarda yürütülmüştür. Denemede PG-2018, Edessa, Flash, BA-308 pamuk çeşitleri materyal olarak kullanılmış ve NaCI dozları 0 (kontrol), 4, 8, 12 dS/m olacak şekilde ayarlanmıştır. Kontrol parseline tuz yerine saf su kullanılmıştır. 10 günlük bir çimlenme periyodunun sonunda bitkilerin; kök uzunluğu, sap uzunluğu, fide boyu, fide yaş ağırlığı, fide kuru ağırlığı ve çimlenme hızı değerleri incelenmiştir. Deneme sonucunda elde edilen verilere göre incelenen bütün özelliklerde çeşit ve dozlar arasında istatistiksel olarak önemli farklılıklar bulunurken çeşit x doz interaksiyonu sadece fide kuru ağırlığında önemsiz çıkmıştır. Çalışmada artan tuz konsantrasyonlarında incelenen bütün özelliklerin olumsuz etkilendiği ve tuz stresine karşı olumlu yönde öne çıkan pamuk çeşidinin PG-2018 olduğu ve 4 dS/m dozuna tolerans gösterdiği dikkati çekmiştir.

Anahtar Kelimeler

Pamuk, NaCI, Tuzluluk, Çimlenme hızı

Kaynakça

• Adams, N., Flynn, R. Bajaj, S. Percy, R. G. Jones, D. C. Hughs, S. E. & Zhang, J. F. 2011. Identification of cotton germplasm and molecular markers for drought tolerance. In Proceedings of the Beltwide Cotton Conferences, January, Atlanta, GA, USA (p. 708).
• Ahmad, S. Iqbal, M. Z. Hussain, A. & Hassan, M. 2002. Salt tolerance of cotton (Gossypium hirsutum L.). Asian Journal of Plant Sciences.
• Anschütz, U. Becker, D. Shabala, S. 2014. Going beyond nutrition: regulation of potassium homoeostasis as a common denominator of plant adaptive responses to environment. Journal Plant Physiolgy 171:670–687.
• Ashraf, M. & Ahmad, S. 2000. Influence of sodium chloride on ion accumulation, yield components and fibre characteristics in salt-tolerant and salt-sensitive lines of cotton (Gossypium hirsutum L.). Field Crops Research, 66(2): 115-127.
• Avcı, S. 2019. Macar Fiğ Çeşitlerinde Tuzluluğun Çimlenme ve Fide Büyümesi Üzerine Etkileri. 4th International Anatolian Agriculture, Food, Environment and Biology Congress, Afyonkarahisar, Türkiye, 20 - 22 Nisan 2019, ss.555-564.
• Avcı, U.Y., Ahmed, H.A.A., Uranbey, S., Akdoğan, G., 2020. Farklı pamuk çeşitlerinin in vitro koşullarda tuz stresine toleransının belirlenmesi. Gaziosmanpaşa Bilimsel Araştırma Dergisi, 9 (1); 3–26.
• Basal, H. Demiral, M. A. & Canavar, O. 2006. Shoot biomass production of converted race stocks of upland cotton (Gossypium hirsutum L.) exposed to salt stress. Asian Journal of Plant Sciences.
• Bayram, A., Aybar Yalınkılıç, N., 2022. Pamuk tarımında başlıca zararlılar ve uygun mücadele yöntemlerinin değerlendirilmesi. Çavuşoğlu, Ş. ve Uzun Y. (Ed.). Pratik Tarım ve Sürdürülebilirliğin Yansımaları. Bölüm 9, s201-221. ISBN: 978-625-8405-42-2. Ankara/Türkiye.
• Carvalho, R. F. Piotto, F. A. Schmidt, D. Peters, L. P. Monteiro, C. C. & Azevedo, R. A. 2011. Seed priming with hormones does not alleviate induced oxidative stress in maize seedlings subjected to salt stress. Scientia Agricola, 68: 598-602.
• Chen, j., Wang, Z., Zhang, J., Cao, W., 2020. Effects of different salt stress on physiological growth and yield of drip ırrigation cotton (Gossypium hirsutum L.). Intelligent Automation and Soft Computing, 26 (5):949-959.
• Chen, L. Liu, L. Lu, B. Ma, T. Jiang, D. Li, J., ... & Li, C. 2020. Exogenous melatonin promotes seed germination and osmotic regulation under salt stress in cotton (Gossypium hirsutum L.). PLoS One, 15(1), e0228241.
• Chen, L. Lu, B. Liu, L. Duan, W. Jiang, D. Li, J.... & Bai, Z. 2021. Melatonin promotes seed germination under salt stress by regulating ABA and GA3 in cotton (Gossypium hirsutum L.). Plant Physiology and Biochemistry, 162:506-516.
• Coons, J. M. Kuehl, R. O. & Simons, N. R. 1990. Tolerance of ten lettuce cultivars to high temperature combined with NaCl during germination. Journal of the American Society for Horticultural Science, 115(6):1004-1007.
• Demirkol, G. Yılmaz, N. & Önal, Ö. 2019. Tuz stresinin yem bezelyesi (Pisum sativum ssp. arvense L.) seçilmiş genotipinde çimlenme ve fide gelişimi üzerine etkileri. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi, 22(3): 354-359.
• Dewi, E. S. 2011. Root morphology of drought resistance in cotton (Gossypium hirsutum L.) Doctoral dissertation, Texas A & M University.
• Dochia, M. Sirghie, C. Kozłowski, R. M. & Roskwitalski, Z. 2012. Cotton fibres. In Handbook of natural fibres Woodhead Publishing. s11-23.
• Ellis RH, Roberts EH 1980. Towards a rational basisfor seed testing seed quality. ( P. Hebblethwaitei Editör). In: Seed Production. Butterworths, London, pp.605-635.
• Ertekin, İ., Yılmaz, Ş., Ersin, C. A. N. (2022). Bazı yumak (Festuca spp.) türlerinin çimlenme ve fide aşamasında tuz stresine tepkilerinin belirlenmesi. Mustafa Kemal Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 27(2), 266-271.
• Guo-Wei, Z. Hai-Ling, L. Lei, Z. Bing-Lin, C. Zhi-Guo, Z. 2011. Salt tolerance evaluation of cotton (Gossypium hirsutum L.) at its germinating and seedling stages and selection of related indices. Yingyong Shengtai Xuebao 22:2045–2053.
• Jamil, A.Riaz, S. Ashraf, M. Foolad, M. 2011. Gene expression profiling of plants under salt stress. Crit Rev Plant Sci 30:435–458.
• Kara, B., Akgün, İ., & Altındal, D. 2011. Tritikale genotiplerinde çimlenme ve fide gelişimi üzerine tuzluluğun (NaCl) etkisi. Selcuk Journal of Agriculture and Food Sciences, 25(1):1-9.
• Khan, A. Qureshi, R. Ahmad, N. 1995. Performance of cotton cultivars in saline growth media at germination stage. Sarhad J Agriculture 11:643–646.
• Khan, A. Qureshi, R. Ahmad, N. 1998. Performance of cotton cultivars as affected by types of salinity I, Growth and yield. Sarhad J Agric 14:73–77.
• Khan, N. U. Basal, H. & Hassan, G. 2010. Cottonseed oil and yield assessment via economic heterosis and heritability in intraspecific cotton populations. African Journal of Biotechnology, 9(44):7418-7428.
• Khorsandi, F. & Anagholi, A. 2009. Reproductive compensation of cotton after salt stress relief at different growth stages. Journal of Agronomy and Crop Science, 195(4): 278-283.
• Kibria, M. G., & Hoque, M. A. (2019). A review on plant responses to soil salinity and amelioration strategies. Open Journal of Soil Science, 9(11), 219.
• Köken, İ. & İlker, E. 2020. Ege Bölgesine Uygun Pamuk (Gossypium hirsutum L.) Çeşitlerinde Verim ve Kalite Özelliklerinin Belirlenmesi. Adnan Menderes Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 17(1): 15-20.
• Leidi, E. O. Nogales, R. & Lips, S. H. 1991. Effect Of Salinity On Cotton Plants Grown Under Nitrate Or Ammonium Nutrition At Different Calcium Levels. Field Crops Research, 26(1): 35-44.
• Leidi, E. O. 1994. Genotypic variation of cotton in response to stress by NaCl or Peg. Reur Technical Series (FAO).
• Loka, D. A. Oosterhuis, D. M. Fernandez, C. J. & Roberts, B. A. 2011. The effect of water-deficit stress on the biochemistry of the cotton flower. Summaries of Arkansas Cotton Research, 51-56.
• Longenecker, D. 1974. The influence of high sodium in soils upon fruiting and shedding, boll characteristics, fiber properties, and yields of two cotton species. Soil Sci 118:387–396.
• Maas, E.V. Hoffman, G.J. 1977. Crop salt tolerance–current assessment. J Irrig Drain Div 103:115–134
• Manikandan, A. Sahu, D. K. Blaise, D. & Shukla, P. K. 2019. Cotton response to differential salt stress. Int J Agri Sci., ISSN, 0975-3710.
• Moreno, C. Seal, C. E. & Papenbrock, J. 2018. Seed priming improves germination in saline conditions for Chenopodium quinoa and Amaranthus caudatus. Journal of Agronomy and Crop Science, 204(1), 40-48.
• Mostafavi, K. (2012). Effect of salt stress on germination and early seedling growth stage of sugar beet cultivars. Am.-Eurasian J. Sustain. Agric, 6(2), 120-125.
• Munawar, W. Hameed, A. & Khan, M. K. R. 2021. Differential morphophysiological and biochemical responses of cotton genotypes under various salinity stress levels during early growth stage. Frontiers in Plant Science, 12: 622309.
• Munns, R. 2002. Salinity, growth and phytohormones. In Salinity: environment-plants-molecules Springer, Dordrecht. 271-290.
• Ulusal Pamuk Konseyi, Pamuk Sektör Raporu, 2022.
• Özkorkmaz, F. & Öner, F. 2022. Potasyum nitratın (KNO3) tuz stresi altındaki mısır (Zea mays indentata L.) bitkisinde çimlenme özellikleri Üzerine Etkileri. ISPEC Journal of Agricultural Sciences. s.806-815.
• Silberbush, M. & Ben‐Asher, J.1987. The effect of salinity on parameters of potassium and nitrate uptake of cotton. Communications in soil science and plant analysis, 18(1): 65-81.
• Shaheen, H. L. Shahbaz, M. Ullah, I. & Iqbal, M. Z. 2012. Morpho-physiological responses of cotton (Gossypium hirsutum L.) to salt stress. International Journal of Agriculture and Biology, 14: 980‒984.
• Sharif, I. Aleem, S. Farooq, J. Rizwan, M. Younas, A. Sarwar, G. & Chohan, S. M. 2019. Salinity stress in cotton: effects, mechanism of tolerance and its management strategies. Physiology and Molecular Biology of Plants, 25(4):807-820.
• Shokohian, A. & Omidi, H. 2021. Sugar beet (Beta vulgaris L.) germination indices and physiological properties affected by priming and genotype under salinity stress. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 49(3), 12063.
• Soliman, M. F. Farah, M.A. & Anter, I.M. 1980. Seed germination and root growth of corn and cotton seedlings as affected by soil texture and salinity of irrigation water. Agrochimica 24(2/3): 113-120.
• Sürmen, M. Erdoğan, H. Özeroğlu, A. & Kara, E. 2018. Farklı Tuz Konsantrasyonlarının Çim Bitkilerinde Çimlenme ve Erken Fide Dönemi Özellikleri Üzerine Etkileri. Uluslararası Katılımlı AGRIFOR Kongresi, 8-10 Nisan Marmaris, 636-642 s.
• Şahin, C. B., Akçalı, C. T. (2016). Farklı NaCl konsantrasyonlarının bazı pamuk çeşitlerinin çimlenmesi üzerine etkisi. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 2(2), 75-79.
• Tokel, D. 2021. Dünya pamuk tarımı ve ekonomiye katkısı. Manas Sosyal Araştırmalar Dergisi, 10(2), 1022-1037.
• Türk, M. Alagöz, M. 2020. Kamışsı yumak (Festuca arundinaceae L.) tohumlarının çimlenmesi üzerine tuz stresinin etkileri. Bursa Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 34(2): 317-324.
• Wang, R. Kang, Y. Wan, S. Hu, W. Liu, S. & Liu, S. 2011. Salt distribution and the growth of cotton under different drip irrigation regimes in a saline area. Agricultural Water Management, 100(1): 58-69.
• Wang YR, Yu L, Nan ZB, Liu YL 2004. vigor tests used to rank seed lot quality and predict field emergence in four forage species. Crop Science, 44 (2) : 535-541.
• Zhang, L. Zhang, G. Wang, Y. Zhou, Z. Meng, Y. Chen, B. 2013. Effect of soil salinity on physiological characteristics of functional leaves of cotton plants. Journal Plant Res 126:293–304.