The effects of organic and organic fertilizers on yield and plant nutrition status in lettuce (Lactuca sativa L.) cultivation under field conditions

Abstract

Objective: This studywas conducted in Silifke ecological conditions in two growiwing seasons (spring and autumn). In the study, animal origin fertilizers, which are easily available in the region, were used in order to find solutions to soil and crop problems caused by excessive use of chemical fertilizers in lettuce farming, and to increase product yield and quality. Material and Method: Lital F1 lettuce variety was used as vegetable material. Fertilizer applied and its amounts; 30% with goose manure (2 tons/da), chicken manure (2 tons/da), cattle manure (4 tons/da), sheep manure (4 tons/da) and a mixture of existing fertilizers (3 tons/da) Reduced chemical fertilizers (7/10NPK) were used. No fertilizer was applied to the control plots. In plant samples selected between 4-6 representing the average after harvest; plant head length, head diameter, root collar diameter, leaf fresh and dry weight, root length, number of leaves, head weight, SSKM and nutrient content in plant leaves (N, P, K, Ca, Mg, Fe, Zn, Mn, Cu) was measured. Results: According to the results of the study; While TVG+7/10NPK application stood out in terms of plant head diameter, head length, head weight and number of leaves in both periods, the combination of animal and chemical fertilizers provided significant increases in yield parameters compared to the control. According to the average head weight data of 2020, the highest yield was obtained from TVG-7/10NPK(2.6kg) and KRSG+7/10NPK(2.6kg) applications, while the lowest yield was 0.8kg from the control application and 2.5kg from only NPK application. According to the average head weight data of 2021, the highest value with 2.6 kg was obtained from TVG+7/10, KRSG+7/10NPK, KZG+/10NPK and NPK applications, while the lowest value was obtained from the control application as 0.9 kg. Conclusion: It was concluded that 30% reduced chemical fertilizers in lettuce cultivation can be used without loss in average yield as a result of using different animal fertilizers.

Keywords

• Lettuce
• animal manures
• decreasing mineral fertilizer
• yield

Organik ve inorganik gübrelerin marulun (Lactuca sativa L.) verim ve bitki beslenmesi üzerine etkileri

Öz

Amaç: Bu çalışma Silifke ekolojik koşullarında iki farklı dönemde (bahar ve sonbahar) yürütülmüştür. Çalışmada, marul tarımında aşırı miktarlarda kimyasal gübre kullanımı sonucu ortaya çıkan toprak ve ürün sorunlarına çözüm bulmak amacı ile bölgede kolay temin edilen hayvansal kökenli gübreler kullanılmıştır. Materyal ve Yöntem: Bitkisel materyal olarak Lital F1 marul çeşidi kullanılmıştır. Uygulanan gübre ve miktarları; kaz gübresi (2 ton/da), tavuk gübresi (2 ton/da), sığır gübresi (4 ton/da), koyun gübresi (4 ton/da) ve mevcut gübrelerin karışımından oluşan gübre KRŞG (3 ton/da) ile % 30 oranda azaltılmış kimyasal gübreler (7/10NPK) kullanılmıştır. Kontrol parsellerine gübre uygulaması yapılmamıştır. Hasattan sonra ortalamayı temsil eden 4-6 arasında seçilen bitki örneklerinde; bitki baş uzunluğu, baş çapı, kök boğazı çapı, yaprak yaş ve kuru ağırlığı, kök uzunluğu, yaprak sayısı, baş ağırlığı, SÇKM ve bitki yapraklarında besin elementi içerikleri (N, P, K, Ca, Mg, Fe, Zn, Mn, Cu) ölçülmüştür. Araştırma Bulguları: Çalışma sonuçlarına göre; her iki dönemde bitki baş çapı, baş uzunluğu, baş ağırlığı ve yaprak sayısı bakımından TVG+7/10NPK uygulaması ön plana çıkarken, hayvansal ve kimyasal gübrelerin kombinasyonu verim parametrelerinde kontrole göre önemli artışlar sağlamıştır. 2020 yılı ortalama baş ağırlığı verilerine göre en yüksek verim TVG-7/10 NPK (2.6kg) ve KRŞG+7/10 NPK (2.6kg) uygulamalarından elde edilirken en düşük verim kontrol uygulamasından 0.8kg, sadece NPK uygulamasından 2.5kg elde edilmiştir. 2021 yılı ortalama baş ağırlığı verilerine göre 2.6 kg ile en yüksek değer TVG+7/10, KRŞG+7/10NPK, KZG+/10NPK ve NPK uygulamalarından elde edilirken en düşük değer 0.9 kg olarak kontrol uygulamasından elde edilmiştir. Sonuç: Marul yetiştiriciliğinde % 30 oranında azaltılmış kimyasal gübrelerin değişik hayvansal gübreler ile birlikte kullanılması sonucunda ortalama verimde kayıp olmadan kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Marul
• hayvansal gübreler
• azalan mineral gübre
• verim

References

1. Akman, Z., & Kara, B. (2001). Ekolojik tarımda birlikte ekim (intercropping)‘in rolü. Türkiye, 2, 14-16.
2. Abdelrazzag, A. (2002). Effect of chicken manure, sheep manure and inorganic fertilizer on yield and nutrients uptake by onion. Pakistan Journal of Biological Sciences, 5(3), 266-268.
3. Chantigny, M. H., Angers, D. A., Rochette, P., Bélanger, G., Massé, D., & Côté, D. (2007). Gaseous nitrogen emissions and forage nitrogen uptake on soils fertilized with raw and treated swine manure. Journal of environmental quality, 36(6), 1864-1872. https://doi.org/10.2134/jeq2007.0083.
4. Ceylan, Ş., Yoldaş, F., Mordoğan, N., & Çakıcı, H. (2000). Domates yetiştiriciliğinde farklı hayvansal gübrelerin verim ve kaliteye etkisi. III. Sebze Tarımı Sempozyumu, 11(13), 51-55.
5. Cui, P., Fan, F., Yin, C., Song, A., Huang, P., Tang, Y., ... & Liang, Y. (2016). Long-term organic and inorganic fertilization alters temperature sensitivity of potential N2O emissions and associated microbes. Soil Biology and Biochemistry, 93, 131-141.https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2015.11.005.
6. Diacono, M., &Montemurro, F. (2010). Long-term effects of organic amendments on soil fertility. A review. Agronomy for Sustainable Development, 30(2), 401– 422. https://doi.org/10.1051/agro/2009040.
7. Eşiyok, D. (2012). Kışlık ve yazlık sebze yetiştiriciliği. Ege Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümü, 410s.
8. Fan, J., Xiao, J., Liu, D., Ye, G., Luo, J., Houlbrooke, D., ... & Ding, W. (2017). Effect of application of dairy manure, effluent and inorganic fertilizer on nitrogen leaching in clayey fluvo-aquic soil: A lysimeter study. Science of the Total Environment, 592, 206-214. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.03.060

9. Huang, J., Duan, Y. H., Xu, M. G., Zhaı, L. M., Zhang, X. B., Wang, B. R., ... & Nan, S. (2017). Nitrogen mobility, ammonia volatilization, and estimated leaching loss from long-term manure incorporation in red soil. Journal of integrative agriculture, 16(9), 2082-2092.https://doi.org/10.1016/S2095-3119(16)61498-3.
10. Iğdırlı, D. (2006). Adana Koşullarında Organik Çilek Fidesi Yetiştirme Olanakları ÇÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı, Adana.
11. Kacar, B., & Katkat, A.V. (2007). Gübreler ve Gübreleme Tekniği. 2. Baskı. Nobel Yayın Dağıtım. Nobel Yayın No: 1119. Keskin, A. (2007). Kentsel arıtma çamurlarının tarımsal amaçlı kullanımı.
12. Kütük, C., & Çaycı, G. (2010). Tavuk dışkılarının organik gübreye dönüştürülme yöntemleri. Kümes Hayvanları Kongresi, Kayseri, 8.
13. Lampkin, N. (2002). Organic Farming. 104 Valley Road, Ipswich IP1 4PA.
14. Liebhardt,W. C., Golt, C., & Tupin, J. (1979). Nitrate and ammonium concentrations of ground water resulting from poultry manure applications (Vol. 8, No. 2, pp.). American Society of Agronomy, 8(2), 211-215.
15. Masarirambi, M. T., Hlawe, M. M., Oseni, O. T., & Sibiya, T. E. (2010). Effects of organic fertilizers on growth, yield, quality and sensory evaluation of red lettuce (Lactuca sativa L.)'Veneza Roxa'. Agriculture and Biology Journal of North America, 1(6), 1319-1324.
16. Maynard, A., (1991). Intensive Vegetable Production Using Composted Animal Manures.Bulletin Connecticut Agricultural Experiment Station, No. 894, pp. 13.
17. Mehmet, Ö., Temirkaynak, M., Tokgöz, H., Güven, D., & Gübbük, H. (2016). Bazı tarımsal atık uygulamalarının açıkta muz yetiştiriciliğinde kullanım olanakları. Derim, 33(1), 1-13.
18. Oenema, O., & Tamminga, S. (2005). Nitrogen in global animal production and management options for improving nitrogen use efficiency. Science in China Series C: Life Sciences, 48(2), 871-887.https://doi.org/10.1360/062005-279.
19. Polat, E., Sönmez, S., Demir, H., & Kaplan, M. (2001). Farklı organik gübre uygulamalarının marulda verim, kalite ve bitki besin maddeleri alımına Etkileri. Türkiye, 2, 14-16.
20. Polat, E. Sönmez, S. Demir., H. & Kaplan, M. (2000). Farklı Organik Gübre Uygulamalarının Marulda Verim, Kalite ve Bitki Besin Maddeleri Alımına Etkileri. Türkiye 2. Ekolojik Tarım Sempozyumu, 69-77, Antalya, 2001.
21. Schröder, J. J., Uenk, D., & Hilhorst, G. J. (2007). Long-term nitrogen fertilizer replacement value of cattle manures applied to cut grassland. Plant and Soil, 299(1), 83-99.https://doi.org/10.1007/s11104-007-9365-7.
22. Sheldrick, W., Keith Syers, J., & Lingard, J. (2003). Contribution of livestock excreta to nutrient balances. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 66(2), 119– 131. https://doi.org/10.1023/A:1023944131188.
23. Vural, H., Eşiyok, D., & Duman, İ. (2000). Kültür sebzeleri (sebze yetiştirme) kitabı, 440 S. Bornova, İzmir.
24. Zhou, M. H., Zhu, B., Wang, S. J., Zhu, X. Y., Vereecken, H., & Brüggemann, N. (2017). Stimulation of N2O emission by manure application to agricultural soils may largely offset carbon benefits: A global meta-analysis. Global Change Biology, 23(10), 4068– 4083. https://doi.org/10.1111/gcb.13648.
25. Zhou, M. H., Zhu, B., Brüggemann, N., Dannenmann, M., Wang, Y. Q., & Butterbach-Bahl, K. (2016). Sustaining crop productivity while reducing environmental nitrogen losses in the subtropical wheat-maize cropping systems: A comprehensive case study of nitrogen cycling and balance. Agriculture, Ecosystems & Environment, 231,1–14.https://doi.org/10.1016/j.agee.2016.06.022.
26. Zhang, M., Yao, Y. L., Tian, Y. H., Ceng, K., Zhao, M., Zhao, M., & Yin, B. (2018). Increasing yield and N use efficiency with organic fertilizer in Chinese intensive rice cropping systems. Field Crops Research, 227(April), 102– 109. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2018.08.010.
27. Zhang, W. Z., Sheng, R., Zhang, M. M., Xiong, G. Y., Hou, H. J., Li, S. L., & Wei, W. X. (2018). Effects of continuous manure application on methanogenic and methanotrophic communities and methane production potentials in rice paddy soil. Agriculture, Ecosystems & Environment, 258, 121– 128. https://doi.org/10.1016/j.agee.2018.02.018.
28. Xia, L. L., Lam, S. K., Yan, X. Y., & Chen, D. L. (2017). How does recycling of livestock manure in agroecosystems affect crop productivity, reactive nitrogen losses, and soil carbon balance? Environmental Science & Technology, 51(13), 7450– 7457. https://doi.org/10.1021/acs.est.6b06470.