The effects of urban solid waste on yield quality and heavy metal pollution under greenhouse tomato cultivation

Abstract

The amount of municipal solid waste is increasing due to increasing world population. This study was carried out to evaluate the possibilities of using urban solid waste in agriculture without harming the environment. The effects of solid waste compost and their dosages on yield, quality and heavy metal contents of tomato plant were investigated. The experiment under greenhouse conditions was conducted in randomized complete block design with six treatments (0-2-4-6-8-10 t da^-1) and four replications for two years. In order to determine effects of applications fruit and soil samples were taken and analyzed. The results of analysis showed that urban solid waste depending on dosages increased the yield, the pH and EC of fruit juice, amount of water soluble solids, titretable acidity and lycopene amount compared to control. Fruit and soil heavy metal content were within the acceptable range limits.

Keywords

• Tomato; Solid waste; Yield; Quality; Heavy metal

Domates yetiştiriciliğinde kentsel katı atık kompost kullanımının verim kalite ve ağır metal kirliliği üzerine etkileri

Abstract

Bu araştırma, hızla artan dünya nüfusuna paralel olarak artmakta olan organik maddece zengin kentsel katı atıkların çevreye zarar vermeden değerlendirilip, tarıma kazandırılması amacıyla yapılmıştır. Çalışmada, farklı dozlarda (0-2-4-6-8-10 t da^-1) uygulanan Kentsel Katı Atık Kompostunun domates bitkisinin verim kalite ve ağır metal içerikleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Deneme cam sera koşullarında tek ürün domates yetiştirme döneminde tesadüf blokları deneme desenine göre dört tekerrürlü olarak iki yıl süre ile yürütülmüştür. Uygulamaların etkilerini görmek amacıyla meyve ve toprak örnekleri alınarak, analizleri yapılmıştır. Elde edilen analiz sonuçlarına göre; kentsel katı atık kompost uygulamaları, uygulama düzeyine bağlı olarak verimi ve kalite kriterlerinden meyve suyu EC’sini, titre edilebilir asitliğini likopeni ve suda çözünebilir kuru madde miktarını kontrole göre arttırmıştır. Ayrıca meyve ve toprak ağır metal içerikleri izin verilebilir sınır değerleri aşmamıştır.

Keywords

• Domates; Kentsel katı atık kompostu; Verim; Kalite; Ağır metal

References

1. Anaç, D., Okur, B., Tüzel ,Y., & Toksöz, S., (1999). Organik Tarımda Kompost kullanımın Domates Üretimi ve Toprağın Fiziksel Özellikleri Üzerine Olan Etkileri, E.Ü.Z.F. Toprak–Bahçe Bölümü, Bornova- İzmir.
2. Anonim, (2001). Türkiye Cumhuriyeti Resmi Gazete. Toprak Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği, Başbakanlık Mevzuatı Geliştirme ve Yayın Genel Müdürlüğü, 10.12.2001, Sayı:24609, Ankara.
3. Assche, C.V., & Uyttebroeck, P. (1982). Demand, supply and application possibilities of domestic waste compost in agriculture and horticulture. Agricultural Wastes, 4(3):203-212.
4. Arı, N., Ateş, T., Özkan, C.F., & Arpacıoğlu, A.E. (2002). Antalya Bölgesinde domates yetiştiriciliği yapılan seraların toprak verimlilik durumlarının incelenmesi. IV. Sebze Tarımı Sempozyumu, 17-20 Eylül 2002, Bursa, s:171-181.
5. Aydın, M., Şener, O., Sermenli, T., Özkan, A., Aslan, S., Ağca, N., Doğan, K., Tiryakioğlu, M., Mavi, K., & Kılıç, Ş. (2001). Use of composted municipal solid wastes to improve soil properties and to increase crop yield. Proceeding of International Symposium on Desertification, 13-17 June 2001, Konya, p:329-332.
6. Awad, F., Kahl, L., Kluge, R., & Abadia, J. (1995). Environmental aspects of sewage sludge and evaluation of super absorbent hydrogel under Egyptian conditions. Proceedings of the Seventh International Symposium on Iron Nutrition in Soil and Plants, June 27-July 2 1993, Zaragoza, pp:53-62.
7. Black, C. (1965). Methods of Soil Analysis. American Society of Agronomy Inc., Publisher, p: 1372-1376, Madisson, Wisconsin, USA.
8. Bouyoucos, G.J. (1951). Recalibration of the hidrometer metot for making mechanical analysis of soil. Agronomy Journal, 43(9):434-438.

9. Canet, R., Pomares, E., & Tarazona, E. (1997). Chemical extractability and availability of heavy metals after seven years application of organic wastes to a citrus soil. Soil Use and Management, 13(3):117-121.
10. Çağlar, K.Ö. (1949). Toprak Bilgisi. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, No:10, Ankara.
11. Cemeroğlu, B. (1992). Meyve ve Sebze İşleme Endüstrisinde Temel Analiz Metodları. Biltav Yayınları, Ankara.
12. Davis, R.D., & Carlton-Smith, C.H. (1980). Crops as Indicators of The Significance of Contamination of Soils by Heavy Metals. Water Research Centre, Technical Report TR140, WRd Medmenham, Marlow.
13. Davies, A.R., Fish, W.W., & Perkins-Veazie, P. (2003). A rapid spectrophometric method for analyzing lycopene content in tomato and tomato products. Postharvest Biology and Technology, 28(3):425-430.
14. Demirtaş, E.I., Arı, N., Arpacıoğlu, A.E., Özkan, C.F., & Kaya, H. (2005). Mantar kompostu kullanımının örtüaltı domates yetiştiriciliğinde bitkinin potasyum ile beslenmesi ve verim üzerine etkisi. Tarımda Potasyumun Yeri ve Önemi Çalıştayı, 3-4 Ekim 2005, Eskişehir, s:131-138.
15. Dorai, M., Papadopoulos, A.P., & Gosselin, A. (2001). Influence of electric conductivity management on greenhouse tomato yield and fruit quality. Agronomie, 21(4):367-383.
16. Elmacı, Ö.L. (1995). Güney Marmara Bölgesi sanayi domates alanlarındaki toprak, sulama suyu ve domates (Lycopercium esculentum) meyvelerinde ağır metal içeriklerinin belirlenmesi. Doktora Tezi, Ege Üniversitesi, İzmir.
17. Erdin, E. (2011). Kompost ve kompostlaştırma hakkında özlü bilgiler. http://web.deu.edu.tr/erdin/pubs/doc25.htm. Erişim tarihi 20 Haziran 2011.
18. Evliya, H. (1964). Kültür Bitkilerinin Beslenmesi. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, No:10, Ankara.
19. Foroghi, M.F.V. & Teicher, K. (1980). Wirkung von steigenden Mül–Klörschlam-Compost-Gaben auf den Schwermetallgehalt von tomaten, Gurken und Bohnen imGefaBversuch. LandWirch. Forsch. 37, Sonderheft, 254-266.
20. Frusciante, L., Carli, P., Ercolano, M.R., Pernice, R., & Di Matteo, A., (2007). Antioxidant nutritional quality of tomato. Molecular Nutrition & Food Research, 51(5):609-617.
21. Güler, S. (2001). Kompostlaştırılmış materyallerin tarımda kullanımı. Türkiye II. Ekolojik Tarım Sempozyumu, 14-16 Kasım 2001, Antalya, s:353-362.
22. Güvenç, İ., & Yıldırım, E. (1999). Sebze yetiştiriciliğinde organik atıkların değerlendirilmesi. Türkiye I. Ekolojik Tarım Sempozyumu, 21-23 Haziran 1999, Antalya, s:297-301.
23. Jackson, M.L. (1967). Soil Chemical Analysis. Prentice-Hall of India Private Limt. New Delhi.
24. Kacar, B. (1972). Bitki ve Toprağın Kimyasal Analizleri: II. Bitki Analizleri. Ankara Üniversitesi Basımevi, 646 s., Ankara.
25. Kacar, B. (1995). Bitki ve Toprak Kimyasal Analizleri: III. Toprak Analizleri. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Eğitim, Araştırma ve Geliştirme Vakfı Yayınları, No:3, Ankara.
26. Kellog, C.E. (1952). Our Garden Soils. The Macmillan Company, New York.
27. Kick, H., Brger, H., & Sommer, K., (1980). Gesamtgehalte an Pb, Zn, Sn, As, Cd, Hg, Cu, Ni, Cr und Co in landwirtschafltich und gartnerisch genutzten. Boden Nordrhein-Westfalens Landwirtsch. Forschung, 33(1):12-22.
28. Lumpkin, H. (2005). A comparison of lycopene and other phytochemicals in tomatoes grown under conventional and organic management systems. Technical Bulletin No:34, AVRDC-The World Vegetable Center, 48 p.
29. Loue, A. (1968). Diagnostic Petiolaire de Prospection. Etudes Sur la Nutrition et la Fertilisation Potassiques de la Vigne. Societe Commerciale des Potasses d Alsace Services Agronomiques, p:31-41.
30. Mortvedt, J.J. (2005). Heavy Metal in Fertilisers: Their Effect on Soil and Plant Health. Proceeding International Fertiliser Society No:575, Cambridge.
31. Okur, B., Tüzel, Y., Toksöz, S., & Anaç, D. (1999). Improved crop quality by nutrient mangement: Effects of compost material on yield and quality of glasshouse tomatoes grown in different textured soils. pp:219-222. In: D. Anac and P. Martin-PrÉvel (Ed.), Kluwer Academic Publischers, Netherland.
32. Olsen, S.R., Cole, C.V., Vatanabe, F.S., & Dean, L.A. (1954) Estimation of Available Phosphoros in Soils by Extraction with Sodium Bicarbonate. USDA Circ. No:939, USA.
33. Olsen, S.R., & Sommers, E.L. (1982). Phosporus soluble in sodium bicarbonate, methods of soil analysis: Chemical and microbiological properties. pp.404-430. In: A.L. Page, P.H. Miller, D.R. Keeney (Ed.), New York.
34. Ongun, A.R. (2001). Serada organik domates yetiştiriciliğinde kompost kullanımının toprakların fiziksel ve bazı kimyasal özellikleriyle verim ve kalite üzerine olan etkileri. Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi, İzmir.
35. Ozores-Hampton, M., Schaffer, B., Bryan, H.H., & Hanlon, E.A. (1995). Nutrient concentrations, growth, and yield of tomato and squash in municipal solid-waste-amended soil. Hort Science, 29(7):785-788.
36. Öktüren Asri, F., Demirtaş, E.I., Özkan, C.F., & Arı, N. (2011). Organik ve kimyasal gübre uygulamalarının hıyar bitkisinin verim, kalite ve mineral içeriklerine etkileri. Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 24(2):139-143.
37. Özgüven, A. (1998). Çay atıklarının çilek yetiştiriciliğinde kullanımı. Bahçe, (1-2):47-53.
38. Özkan, C.F. (2008). Antalya ve çevresi örtüaltı domates yetiştiriciliğinde toprak verimliliği, bitki besleme, bazı kalite ve stres parametreleri arasındaki ilişkiler. Doktora Tezi, Ege Üniversitesi, İzmir.
39. Palabıyık, H. (2009). Kentsel katı atıklar ve yönetimi. http://www.turkishweekly.net/turkce/makale.php?id=104. Erişim tarihi: 10 Şubat 2011.
40. Pinamonti F., Stringari, G., Gasperi, F., & Zorzi, G. (1997). The use of compost: It’s effects on heavy metal levels in soil and plants. Resources, Conservation and Recycling, 21(2):129-143.
41. Pizer, N.H. (1967) . Some Advisory Aspect. Soil Potassium and Magnesium. Tech. Bull. No.14:184.
42. Reinhofer, M., Steinlechner, E., & Trinkous, P. (1997). Compost Quality-Heavy Metal Contamination in Biowaste composte-A case study. Proceedings on the VII International Symposium Waste Management, Zagreb, p: 349-364.
43. Schachtschabel, P., Blume H.P., Brümmer, G., Hartge, K.H. & Schwertmann, U. (1995). Toprak Bilimi. (Çevirenler; H. Özbek, Z. Kaya, M. Gök, H. Kaptan) Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Genel Yayın No:73, 816 s., Adana.
44. Soil Survey Staff, (1951). Soil Survey Manual. Agricultural Research Administration, U.S. Dept. Agriculture, Handbook No:18, USA.
45. Spanos, G.A., Wrolstad, R.E., (1990). Influence of processing and storage on the phenolic composition of thompson seedless grape juice. Journal of Agriculture & Food Chemistry, 38(3):817-824.
46. Şekerci, Y. (2008). Karaman ilinde elma ağaçlarına uygulanan kentsel katı atık kompostunun toprak ve bitkinin bazı özelliklerine etkileri. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi, Konya.
47. Thun, R., Hermann, R., & Knickman, E. (1955). Die Untersuchung Von Boden. Neuman Verlag, s:48-48, Berlin.
48. Topçuoğlu, B. (2002). Kentsel katı atık kompostu ve arıtma çamurunda ağır metallerin bitkiler ve çevre üzerine potansiyel etkileri ve kirletici limitleri. Derim, 19(2):38-48.
49. Trüby, P., & Raba, A. (1990). Schwermetallaufnahme von gartenpflanzen der freiburger rieselfelder. Agribological Research, 43(2):139-146.
50. Yurtseven, N. (1984). Deneysel İstatistik Metotları. TOKB, Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü Yayınları, No:623, Ankara.
51. Yüksel, O. (1992). Çöp kompostunun, vertisol ve kireçsiz kahverengi toprakların fiziksel ve kimyasal özellikleri ile verime etkileri üzerine bir araştırma. Yüksek Lisans Tezi, Tekirdağ Üniversitesi, Tekirdağ.