Aquaponik Sistemi İle Taze Fasulye Yetiştiriciliğinde Mikroalg (Chlorella vulgaris) Kullanımı

Abstract

Bitkilerle balıkların bir arada yetiştirildiği entegre sistemler akuaponik yetiştiricilik olarak adlandırılmaktadır. Balıkların oluşturduğu gübreler bakteriler tarafından bitkinin faydalanabileceği besin elementlerine dönüştürülür. Bu şekilde bitkilere gübre sağlanırken, balıkların yaşadığı su filtre edilmiş olur. Bu sistemdeki en büyük girdilerden birisi balık yemidir. Mikroalgler yapılan birçok çalışmada bitki verim ve kalitesini artırıcı bir biyogübre etkisin bulunmuş, ayrıca bu alglerin balık beslenmesine katkıda bulunduğu ortaya konulmuştur. Bu çalışma Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümünü iklimlendirme odalarında gerçekleştirilmiştir. Chlorella vulgaris mikroalginin, hem balık için yem ve hem de fasulye bitkisi için biyogübre etkinliği araştırılmıştır. Balık olarak aeroponik yetiştiricilikte tercih edilme oranı yüksek olan tilapia (tatlı su çipurası) ve bitkisel materyal olarak fasulye bitkisi kullanılmıştır. Denemede fasulye bitkisinin su kültürü yetiştiriciliğinde 5 uygulama yapılmıştır; 1) %100 mineral gübre (Kontrol-1) 2) %50 azaltılmış mineral gübre (Kontrol 2) 3) %50 azaltılmış mineral gübre + 1×Chlorella mikroalgi, 4) %50 azaltılmış mineral gübre + 2×Chlorella mikroalgi, 5) %50 azaltılmış mineral gübre + 4×Chlorella mikroalgi. Taze fasulye verimi bakımından, %100 mineral gübre uygulamasında bitki başına 380 g taze fasulye üretilirken, %50 azaltılmış mineral gübre + 4× Chlorella mikroalg uygulamasında 521 g fasulye ve 2×Chlorella uyulmasında ise 520 g fasulye üretilmiştir. %100 mineral gübre kontrolün %37’si kadar fazla verim alınmıştır. Fasulyelerde bitki boyu, %100 mineral gübre uygulamasında 60.2 cm iken, 4×Chlorella mikroalg uygulamasında 58.2 cm bitki boyu oluşmakla birlikte uygulamalar istatistiksel olarak aynı gruptadır. Deneme sonunda, bitki ağırlığı bakımından 4×Chlorella mikroalg uygulamasında bitkiler 84.8 g iken %100 Chlorella uygulamasında 82.7 g bitki ağırlığı oluşmuştur. Fasulye bitkisi gövde çapı tüm uygulamalarda %50 azaltılmış mineral gübre kontrol grubundan daha yüksek sonuçlar vermekle birlikte, %50 azaltılmış mineral gübre + 1×Chlorella mikroalgi (4.85 mm) en yüksek sonucu vermiş, %100 mineral gübre kontrol (4.80 mm) grubundan daha yüksek sonuçlar elde edilmiştir. İncelenen parametreler göz önünde bulundurulduğunda %50 azaltılmış mineral gübre koşullarında Chlorella vulgaris mikroalginin 2× ve 4× kullanımı taze fasulye bitki büyümesi ve verimini artırmıştır.

Keywords

• Akuaponik
• tilapia
• Chlorella vulgaris
• hidroponik
• Phaseolus vulgaris L.

Use of Microalg (Chlorella vulgaris) in Fresh Bean Growing With Aquaponic System

Abstract

Integrated systems where grown plants and fish are together are known as Aquaponic cultivation. The fertilizers produced by the fish are converted to nutrient elements that the plant can benefit by bacteria and thus plants provide fertilizer, the water in which the fish lives is filtered. One of the biggest inputs in this system is fish feed. In many studies, microalgae had an effect on increasing plant yield and quality. In addition, it has been reported that these algae contribute to fish nutrition. The efficacy of Chlorella vulgaris microalgae, both as a feed for fish and as a biofertilizer for bean plants, was investigated. This study was carried out in climate rooms of Horticulture Department of Cukurova University (Adana, Türkiye). Tilapia was used as fish due to high preferred potential in aeroponic cultivation. Five applications were carried out in the hydroponic system of bean growing:1) 100% mineral fertilizer (Control-1) 2) 50% reduced mineral fertilizer (Control 2) 3) 50% reduced mineral fertilizer + Chlorella microalgae, 4) 50% reduced mineral fertilizer + 2× Chlorella microalgae, 5) 50% reduced mineral fertilizer + 4× Chlorella microalgae. In terms of green bean yield, 380 g of green beans were produced per plant in 100% mineral fertilizer application, 521 g of beans were produced in 50% reduced mineral fertilizer + 4× Chlorella microalgae application and 520 g of beans were produced in 2× Chlorella application. The yield was 37% higher than the 100% mineral fertilizer control. For the plant length, it was 60.2 cm in 100% mineral fertilizer, while the plant length was recorded as 58.2 cm in the 4×Chlorella microalgae application and they were statistically in the same group. The total plant weight was found as 84.8 g in 4× Chlorella microalgae application, while it was recorded as 82.7 g in 100% Chlorella application. In the stem diameter parameter, results obtained from all applications are higher than 50% reduced mineral fertilizer. However, 50% reduced mineral fertilizer + Chlorella microalgae (4.85 mm) gave the highest result. The data for 100% mineral fertilizer was 4.80 mm. Considering the investigated parameters, 2× and 4× use of Chlorella vulgaris microalgae under 50% reduced mineral fertilizer conditions increased green bean plant growth and yield.

Keywords

• Aquaponic
• tilapia
• Chlorella vulgaris
• hydroponic
• Phaseolus vulgaris L.

References

1. Bildirici, N., Bildirici, D. 2021. Sağlıklı bir gelecek için aquaponik sistemler sağlıklı bir gelecek için aquaponik sistemler. İksad Publishing House.
2. Coban, G.A., Dasgan, H.Y., Akhoundnejad, Y., Cimen, B.A. 2020. Use of microalgae (Chlorella vulgaris) to save mineral nutrients in soilless grown tomato. Acta Horticulturae 1273:161-168. (doi.org/10.17660/actahortic.2020.1273.22).
3. Estim, A., Saufie, S., Mustafa, S. 2019. Water quality remediation using aquaponics sub-systems as biological and mechanical filters in aquaculture. Journal of Water Process Engineering 30:100566. (doi.org/10.1016/j.jwpe. 2018.02.001).
4. Graber, A., Junge, R. 2009. Aquaponic systems:nutrient recycling from fish wastewater by vegetable production. Desalination 246(1-3):147-156.
5. Lennard, W., Goddek, S. 2019. Aquaponics gıda üretim sistemlerinde aquaponik:temelleri. Springer Uluslararası Yayıncılık, Cham, İsviçre, s:113-143.
6. Pérez-Urrestarazu, L., Lobillo-Eguibar, J., Fernández-Cañero, R., Fernández-Cabanás, V.M. 2019. Suitability and optimization of FAO’s small-scale aquaponics systems for joint production of lettuce (Lactuca sativa) and fish (Carassius auratus). Aquacultural Engineering 85:129-137.
7. Pineda-Pineda, J., Valdez-Zamora, A., Miranda-Velázquez, I., Rodríguez-Pérez, J.E., Ramírez-Arias, J.A., Lozano-Toledano, A. 2018. Yield of two cultivars of lettuce (Lactuca sativa L.) in hydroponic and aquaponic systems. Acta Horticulturae 1227:347-354 (doi.org/10.17660/ actahortic.2018.1227.43).
8. Rakocy, J.E., Masser, M.P., Losordo, T.M. 2006. Recirculating aquaculture tank production systems:aquaponics-integrating fish and plant culture. SRAC Publication, No. 454 USDA. Retrieved from (https://srac.tamu.edu/index.cfm/ event/getfactsheet/whichfactsheet/105/).

9. Roosta, H.R., Schjoerring, J.K. 2007. Effects of ammonium toxicity on nitrogen metabolism and elemental profile of cucumber (Cucumis sativus L., cv. Styx) plants. Journal of Plant Nutrition 30:1933-1951
10. Roosta, H.R., Hamidpour, M. 2011. Effects of foliar application of some macro and micro nutrients on tomato plants in aquaponic and hydroponic systems. Scientia Horticulturae 129(3):396-402 (doi.org/10.1016/j.scienta.2011. 04.006).
11. Yang, T., Kim, H.J. 2020. Comparisons of nitrogen and phosphorus mass balance for tomato, basil and lettuce-based aquaponic and hydroponic systems. Journal of Cleaner Production 274:122619 (doi.org/10.1016/j.jclepro .2020.122619).