The effect of some pH lowering materials applied in constricted areas on some soil properties, nutrition of Sweet cherry trees and pomological properties

Year 2024, Volume: 28 Issue: 1, 165 - 179, 25.03.2024

Kadir Uçgun Murat Cansu

https://doi.org/10.29050/harranziraat.1264307

Abstract

One of the most important soil properties affecting fruit tree development is soil pH. In this study, ferrous sulfate, hydrochloric acid, bentonite sulfur and liquid sulfur materials, which are believed to be effective in lowering soil pH, were applied beneath the tree canopy (1.2 m2) and their effects were aimed to be revealed by soil, leaf and fruit analysis. Cultural practices (fertilization, irrigation, etc.) were carried out in the same doses and under the same conditions. In 2017, the experiment was carried out in the province of Isparta (Turkey), where the climate of the inland and transitional region dominates, in the sweet cherry (Prunus avium) orchard cv. 0900 Ziraat, according to the randomized block design with 4 replications and 1 tree in each replicate. Soil samples were taken in 6 different periods starting 2 weeks after the first application time to continuing at 14-day intervals and analyzed pH, EC, extractable Fe, Cu, Mn, and Zn. Leaf samples were collected in the middle of the season and determined N, P, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Mn, Zn, and B contents of them. Yield, fruit width, fruit flesh firmness, soluble solids content, pH, titratable acidity, and fruit skin color were recorded at harvest time. According to the results of the research, there was a decrease in soil pH values in all treatments compared to the control except for the 1st period, and this decrease was generally highest in bentonite sulfur, followed by liquid sulfur. EC was found to be high in treatments with low soil pH. This was confirmed by the negative correlation (-0.68**) between EC and pH values. When plant-available microelements in the soil were examined, ferrous sulfate was effective on Fe and Zn concentrations, while bentonite sulfur was effective on Mn. The treatments were ineffective on the nutrient contents of the leaves and pomological properties. According to the results, considering only the soil pH, bentonite sulfur and liquid sulfur came to the forefront. No product was recommended for cherry cultivation in terms of plant nutrition and fruit quality under the conditions conducted the study.

Keywords

Iron sulfate, hydrochloric acid, bentonite sulfur, liquid sulfur, Soil pH

Sınırlandırılmış alanlara uygulanan pH düşürücü bazı materyallerin bazı toprak özellikleri, kiraz ağaçlarının beslenmesi ve meyve özelliklerine etkisi

Abstract

Meyve ağaçlarının gelişimini etkileyen en önemli toprak özelliklerinden birisi toprak pH’sıdır. Bu çalışmada toprak pH’sının düşürülmesinde etkili olabileceği düşünülen demir sülfat, hidroklorik asit, bentonitli kükürt ve sıvı kükürt materyalleri; ağaçların taç izdüşümüne (1.2 m2) uygulanarak etkilerinin toprak, yaprak ve meyve analizleri ile ortaya konması hedeflenmiştir. Kültürel uygulamalar (gübreleme, sulama vb.) eşit dozlar ve aynı koşullarda gerçekleştirilmiştir. Denemeler iç ve geçit bölge ikliminin hâkim olduğu Isparta ilinde (Türkiye) 0900 Ziraat çeşidi ile oluşturulmuş kiraz (Prunus avium) bahçesinde tesadüf blokları deneme desenine göre 4 tekerrürlü ve her tekerrürde 1 ağaç olacak şekilde 2017 yılında yürütülmüştür. İlk uygulama zamanından 2 hafta sonra başlayan ve 14 gün aralıklarla devam eden 6 farklı dönemde alınmış toprak örneklerinde pH, elektriksel iletkenlik (EC), bitkiye yarayışlı demir (Fe), bakır (Cu), mangan (Mn) ve çinko (Zn) analizleri yapılmıştır. Sezon ortasında yaprak örneklerinde azot (N), fosfor (P), potasyum (K), kalsiyum (Ca), magnezyum (Mg), Fe, Cu, Mn, Zn ve bor (B) içerikleri belirlenmiştir. Hasat zamanında verim, meyve eni, meyve eti setliği, suda çözünebilir katı madde, pH, titre edilebilir asitlik ve meyve kabuk rengi değerleri ölçülmüştür. Araştırma bulgularına göre toprak pH’sı değerlerinde tüm uygulamalarda kontrole göre 1. dönem dışında önemli azalmalar meydana gelmiş ve bu azalmalar genel olarak en fazla bentonitli kükürt uygulamasında gerçekleşmiş ve bunu sıvı kükürt uygulaması takip etmiştir. Toprak pH’sının düşük olduğu uygulamalarda EC değeri yüksek bulunmuştur. Bu durumu EC ve pH değerleri arasında elde edilen negatif korelasyon (-0.68**) doğrulamıştır. Toprakta bitkiye yarayışlı mikro elementler incelendiğinde Fe ve Zn konsantrasyonları üzerine demir sülfat uygulaması etkili olurken Mn üzerine bentonitli kükürt etkili olmuştur. Yaprakların besin elementi içeriğine ve meyvenin pomololojik özelliklerine uygulamaların etkisi istatistiksel olarak önemli olmamıştır. Çalışma sonucunda sadece toprak pH’sı dikkate alındığında bentonitli kükürt ile sıvı kükürt öne çıkmıştır. Fakat denemenin yürütüldüğü şartlar altında bitki besleme ve meyve kalitesi yönünden kiraz yetiştiriciliği için herhangi bir ürün önerilmemiştir.

Keywords

demir sülfat, hidroklorik asit, bentonitli kükürt, sıvı kükürt, Toprak pH'sı

References

• Aini, I. N., Ezrin, M. H., & Aimrun, W. (2014). Relationship between soil apparent electrical conductivity and pH value of Jawa series in oil palm plantation. Agriculture and Agricultural Science Procedia, 2, 199–206. https://doi.org/10.1016/j.aaspro.2014.11.028
• Aizat, A. M., Roslan, M. K., Sulaiman, W. N. A., & Karam, D. S. (2014). The relationship between soil pH and selected soil properties in 48 years logged-over forest. International Journal of Environmental Sciences, 4(6), 1129–1140. https://doi.org/10.6088/ijes.2014040600004
• Aka, M. A. (2008). Genç satsuma ağaçlarına uygulanan farklı seviyedeki kükürdün verim ve bazı besin elementlerinin alınımı üzerine etkisi. Ege Üniversitesi.
• Anonim. (2006). Fertilizing apples. Spectrum Analytic Inc .
• Anonim. (2012). Tree Fruit Production Guide. PennState Extension. https://extension.psu.edu/tree-fruit-production-guide
• Aras, S., & Eşitken, A. (2018). Physiological responses of cherry rootstocks to short term salinity. Erwerbs-Obstbau, 60(2), 161–164. https://doi.org/10.1007/s10341-017-0350-x
• Aydemir, O., Akgül, M., Canbolat, M. Y., & Işıldar, A. A. (2005). Toprak Bilgisi (3. baskı). Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi.
• Eraslan, F., Arici, Ş. E., Erdal, İ., & Küçükyumuk, Z. (2016). Kiraz Anaçlarının in vitro koşullarda tuz stresine tolerans mekanizmalarının fizyolojik parametreler ve antioksidan enzim izoformları ile belirlenmesi. Tarım Bilimleri Dergisi - Journal of Agricultural Sciences, 22, 117–128. https://doi.org/10.1501/Tarimbil_0000001374
• Erturk, U. S., Sivritepe, N., Yerlikaya, C., Bor, M., Özdemir, F., & Turkan, I. (2007). Responses of the cherry rootstock to salinity in vitro. Biologia Plantarum, 51, 597–600. https://doi.org/10.1007/s10535-007-0132-7
• Fallahi, E., Fallahi, B., Peryea, F. J., Neilsen, G. H., & Neilsen, D. (2010). Effects of mineral nutrition on fruit quality and nutritional disorders in apples. Acta Horticulturae, 868, 49–59. https://doi.org/10.17660/actahortic.2010.868.3
• Güçdemir, I. H. (2006). Türkiye gübre ve gübreleme rehberi. Toprak ve Gübre Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Yayınları.
• Güneri, M. (2007). Alkali topraklarda farklı gübreleme uygulamalarının bazı turunçgil türlerinde gelişme, verim ve kalite özelliklerine etkileri üzerinde araştırmalar (Doktora Tezi). Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, izmir.
• Güneri, M., Mısırlı, A., Yokaş, İ., & Yağmur, B. (2012). Valensiya portakal çeşidinde kükürt, jips, amonyum sülfat ve sitrik asit uygulamalarının bitki besin elementleri içeriklerine etkileri. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 49(1), 83–92.
• Hoying, S., Fargione, M., & Iungerman, K. (2004). Diagnosing apple tree nutritional status: leaf analysis interpretation and deficiency symptoms. New York Fruit Quarterly, 12(1), 16–19.
• Hu, Y., & Schmidhalter, U. (2005). Drought and salinity: A comparison of their effects on mineral nutrition of plants. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 168(4), 541–549. https://doi.org/10.1002/jpln.200420516
• Jackson, M. L. (2005). Soil Chemical Analysis - Advanced Course (Second Edi). UW-Madison Libraries Parallel Press.
• Kacar, B. (2012). Toprak Analizleri (3. baskı). Nobel Akademik Yayıncılık.
• Karaçalı, İ. (1993). Bahçe ürünlerinin muhafaza ve pazarlanması. Ege Üniversitesi Basım Evi.
• Kaymak, M. R. (2011). Kükürt’ün Toprak ve Bitki Besleme Yönünden Önemi (Yüksek Lisans Tezi). Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana.
• Kotuby-amacher, J., Koenig, R., & Kitchen, B. (2000). Salinity and Plant Tolerance. In Utah State University Electronic Publishing.
• Lacerda, C. F. D., Ferreira, J. F. D. S., Suarez, D. L., Freitas, E. D., Liu, X., & Ribeiro, A. D. A. (2018). Evidence of nitrogen and potassium losses in soil columns cultivated with maize under salt stress. Revista rasileira de Engenharia Agricola e Ambiental, 22(8), 553–557. https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v22n8p553-557
• Lindsay, W. L., & Norvell, W. A. (1978). Development of a DTPA soil test for zinc, iron, mManganese, and copper. Soil Science Society of America Journal, 42(3), 421–428. https://doi.org/10.2136/sssaj1978.03615995004200030009x
• Longstroth, M. (2012). Lowering the Soil pH with Sulfur. MSU Extension, 4–5. http://blueberries.msu.edu/uploads/files/Lowering_Soil_pH_with_Sulfur.pdf
• Loupassaki, M. H., Chartzoulakis, K. S., Digalaki, N. B., & Androulakis, I. I. (2002). Effects of salt stress on concentration of nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, and sodium in leaves, shoots, and roots of six olive cultivars. Journal of Plant Nutrition, 25(11), 2457–2482. https://doi.org/10.1081/PLN-120014707
• Manitoba. (2013). Effects of manure and fertilizer on soil fertility and soil quality. Government Canada. http://www.gov.mb.ca/agriculture/environment/nutrient-management/pubs/effects-of-manure -fertilizer-on soil fertility-quality.pdf.
• McCauley, A., Jones, C., & Jacobsen, J. (2009). Soil pH and organic matter. Nutrient Management Module No. 8, 8, 1–12. https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.566.6336&rep=rep1&type=pdf
• Murovhi, N. R. (2013). Effect of different rates of sulphur fertilizatıon on fruit yield and leaf mineral composition of “Valencia” oranges in the subtropical environment of South Africa. Acta Horticulturae, 1007, 303–310. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2013.1007.33
• Neina, D. (2019). The Role of soil pH in plant nutrition and soil remediation. Applied and Environmental Soil Science, 2019(3), 1–9. https://doi.org/10.1155/2019/5794869
• Ribeiro, A. D. A., Lacerda, C. F., Rocha Neves, A. L., Sousa, C. H. C. D., Braz, R. D. S., Oliveira, A. C. D., Pereira, J. M. G., & Ferreira, J. F. D. S. (2021). Uses and losses of nitrogen by maize and cotton plants under salt stress. Archives of Agronomy and Soil Science, 67(8), 1119–1133. https://doi.org/10.1080/03650340.2020.1779228
• Ryan, J., Estafan, G., & Rashid, A. (2001). Soil and Plant Analysis Laboratory Manual (Second). ICARDA.
• Sanz, M., Pascual, J., & Machín, J. (1997). Prognosis and correction of iron chlorosis in peach trees: Influence on fruit quality. Journal of Plant Nutrition, 20(11), 1567–1572. https://doi.org/10.1080/01904169709365357
• Smith, J. L., & Doran, J. W. (1997). Measurement and use of pH and electrical conductivity for soil quality analysis. Methods for Assessing Soil Quality, 49, 169–185.
• Soliman, M. F., Kostandi, S. F., & Beusichem, M. L. van. (1992). Influence of sulfur and nitrogen fertilzer on the uptake of iron, manganese, and zinc by corn plants grown in calcareous soil. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 23(11–12), 1289–1300. https://doi.org/10.1080/0010362920936866
• Tisdale, S. L., & Nelson, W. L. (1975). Soil Fertility and Fertilizers (Third Edit). Macmillan Publising Co., Inc.
• Uçgun, K. (2019). Effects of nitrogen and potassium fertilization on nutrient content and quality attributes of sweet cherry fruits. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 47(1), 114–118. https://doi.org/10.15835/nbha47111225
• Uçgun, K., Ferreira, J. F. D. S., Liu, X., Filho, J. B. D. S., Suarez, D. L., Lacerda, C. F. D., & Sandhu, D. (2020). Germination and growth of spinach under potassium deficiency and irrigation with high-salinity water. Plants, 9(12), 1–19. https://doi.org/10.3390/plants9121739
• Uçgun, K., Kelebek, C., Cansu, M., Altındal, M., & Yalçın, B. (2019). Toprak pH’sını etkileyen bazı materyallerin hububat tarımında kullanımı. Toprak Su Dergisi, Özel Sayı, 94–100. https://doi.org/10.21657/topraksu.655284
• Vossen, P. (2006). Changing pH in Soil. University of California Cooperative Extension, 11, 1–2. http://vric.ucdavis.edu/pdf/Soil/ChangingpHinSoil.pdf