The Effects of Biochar Produced From Citrus Pruning Waste on The Yield and Pomological Properties of Strawberries

Abstract

In this study, the effects of biochar application (0 - 1% biochar) produced from citrus pruning waste on fruit yield and quality criteria were investigated in Sabrina and Fortuna strawberry cultivars and selected hybrid strawberry genotypes 33, 36 and 112. The study was carried out in 3-liter pots placed under the Spanish type high tunnel in Çukurova University Horticulture Department laboratories in the 2020-2021 growing season. Biochar applications had positive effects on titratable acid content, total amount of water-soluble dry matter, fruit outer color hue0 values, and the difference between applications was found to be statistically significant. It was found that the application was not statistically significant in total yield per plant, fruit weight, fruit flesh firmness. However, genotypes 33 (109.5 g/plant +biochar; 71.3 g/plant –biochar) and 36 (126.9 g/plant +biochar 93.0 g/plant –biochar) were positive affected on yield per plant.

Keywords

• Waste management
• Fragaria × ananassa
• pot experiment
• sustainable agriculture

Turunçgil Budama Atığından Üretilen Biyokömürün Çileklerde Meyve Verim ve Pomolojik Özellikler Üzerine Etkileri

Öz

Çalışmada turunçgil budama atığından üretilen biyokömür uygulamasının (%0 - %1 biyokömür) Sabrina ve Fortuna çilek çeşidi ile 33, 36 ve 112 No’lu seçilmiş melez çilek genotiplerinde meyve verim ve kalite kriterleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Çalışma 2020-2021 yetiştirme sezonunda İspanyol tipi yüksek tünel altına yerleştirilen 3 litrelik saksılarda ve Çukurova Üniversitesi Bahçe Bitkileri Bölüm laboratuvarlarında yürütülmüştür. Biyokömür uygulamaları; titre edilebilir asit içeriğinde, suda çözünebilir toplam kuru madde miktarında, meyve dış renk hue0 değerlerinde olumlu etkiler yapmış ve uygulamalar arasındaki farklar istatistiksel olarak önemli bulunmuştur. Bitki başına toplam verimde, meyve ağırlığında, meyve et sertliğinde ise uygulamaların istatistiksel olarak önemli etkisi olmadığı, ancak 33 No’lu (109.5 g/bitki +biyokömür; 71.3 g/bitki –biyokömür) ve 36 No’lu (126.9 g/bitki +biyokömür; 93.0 g/bitki –biyokömür) genotiplerde verimi olumlu yönde etkilediği bulunmuştur.

Anahtar Kelimeler

• Atık yönetimi
• Fragaria × ananassa
• saksı denemesi
• sürdürülebilir tarım

References

1. Abas, N., Kalair, A., & Khan, N. (2015). Review of fossil fuels and future energy technologies. Futures, 69, 31-49. https://doi.org/10.1016/j.futures.2015.03.003.
2. Adak N., Tetik, N., Güneş, E., Balkıç, R., Gübbük, H. & Kulcan, A. A. (2016). Değişik yetiştirme sistemlerinin çilek (Fragaria×ananassa Duch.) meyvelerinin bazı fizikokimyasal özellikleri üzerine etkileri. Mediterranean Agricultural Sciences, 29(2), 33-38.
3. Antonious, G. F. (2018). Biochar and animal manure impact on soil, crop yield and quality. Agricultural Waste and Residues, 2, 45-67. https://doi.org/10.5772/intechopen.77008.
4. Bender Özenç, D., Irmak Yılmaz, F., Tarakçıoğlu, C. & Aygün, S. (2019). Fındıktan üretilen atıkların toprağın fiziko-kimyasal ve biyolojik özelliklerine etkileri. Mediterranean Agricultural Sciences, Cilt: 32 Sayı: Özel Sayı, 7-13. DOI: 10.29136/mediterranean.558856.
5. Benito, M., Masaguer, A., De Antonio, R. & Moliner, A. (2005). Use of pruning waste compost as a component in soilless growing media. Bioresource Technology, 96, 597-603. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2004.06.006.
6. Castaldi, S., Riondino, M., Baronti, S., Esposito, F. R., Marzaioli, R., Rutigliano, F. A. & Miglietta, F. (2011). Impact of biochar application to a Mediterranean wheat crop on soil microbial activity and greenhouse gas fluxes. Chemosphere, 85(9), 1464-1471. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2011.08.031.
7. Dai, Y., Zheng, H., Jiang, Z & Xing, B. (2020). Combined effects of biochar properties and soil conditions on plant growth: A meta-analysis. Science of the Total Environment, 713. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.136635.
8. Doan, T. T., Tureaux, T. H., Rumpel, C., Janeau, J. L. & Jouquet, P. (2015). Impact of compost, vermicompost and biochar on soil fertility, maize yield and soil erosion in Northern Vietnam: A three-year mesocosm experiment. Science of the Total Environment, 514, 147-54. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.02.005.

9. Ensarioğlu, K. (2015). Biochar’ın bitki gelişimine etkisi. [Yüksek Lisans Tezi], Sıtkı Koçman Üniversitesi, Muğla.
10. Gao, M., Yang, J., Liu, C., Gu, B., Han, M., Li, J. & Han, X. (2021). Effects of long-term biochar and biochar-based fertilizer application on brown earth soil bacterial communities. Agriculture, Ecosystems & Environment, 309, http://doi.org/10.1016/j.agee.2020.107285.
11. Gündüz, K. & Bayazıt, S. (2017). Farklı ıslah programlarından elde edilen çilek çeşitlerinde fenotipik çeşitlilik. Mustafa Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 22(2), 35-48.
12. Harel, Y. M., Elad, Y., Rav-David, D., Borenstein, M., Shulchani, R. & Lew, B. (2012). Biochar mediates systemic response of strawberry to foliar fungal pathogens. Plant and Soil, 357(1-2), 245-257. http://doi.org/10.1007/s11104-012-1129-3.
13. Jones, G. A. & Warner, K. J. (2016). The 21st century population-energy-climate nexus. Energy Policy, 93, 206–212. http://doi.org/10.1016/j.enpol.2016.02.044.
14. Lehmann, J., Rillig, M.C., Thies, J., Masiello, C.A., Hockaday, W.C. & Crowley, D. (2011). Biochar effects on soil biota–a review. Soil Biology and Biochemistry, 43(9), 1812-1836. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2011.04.022.
15. Liu, D., Feng, Z., Zhu, H., Yu, L., Yang, K., Yu, S. & Guo, W. (2020). Effects of corn straw biochar application on soybean growth and alkaline soil properties. Bio Resources, 15(1), 1463-1481.
16. Lu, H., Yan, M., Wong, M. H., Mo, W. Y., Wang, Y., Chen, X. W. & Wang, J. J. (2020). Effects of biochar on soil microbial community and functional genes of a land fill cover three years after ecological restoration. Science of the Total Environment, 717. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137133.
17. Nieto, A., Gascó, G., Paz-Ferreiro, J., Fernández, J. M., Plaza, C. & Méndez, A. (2016). The effects of pruning waste and biochar addition on brown peat based growing media properties. Scientia Horticulturae, 199, 142-148. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.12.012.
18. Noguera, D., Barot, S., Laossi, K. R., Cardoso, J., Lavelle, P. & de Carvalho, M. C. (2012). Biochar but not earthworms enhances rice growth through increased protein turnover. Soil Biology and Biochemistry, 52, 13-20.
19. Pereira, E. I. P., Conz, R. F. & Six, J. (2017). Nitrogen utilization and environmental losses in organic greenhouse lettuce amended with two distinct biochars. Science of the Total Environment, 598, 1169-1176. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.04.062.
20. Pilanalı, N., Kaplan, M. & Karkacıer, M., (2002). Farklı formlarda humik asit uygulamalarında çileğin meyve şekeri ile toprağın bitki besin kapsamları arasındaki ilişkilerin belirlenmesi. Hatay Mustafa Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 6(1-2), 13-21.
21. Rageendrathas, T. & De Silva, C. S. (2017). Effect of bio-char on growth and yield of onion (Allium cepa) and soil properties of calcic red yellow latasols in Jaffna district. Journal of Engineering and Technology of the Open University of Sri Lanka, 5(1), 21-35.
22. Rintamäki, H., Rikkonen, P. & Tapio, P., (2016). Carrot or stick: Impacts of alternative climate and energy policy scenarios on agriculture. Futures, 83, 64-74. https://doi.org/10.1016/j.futures.2016.03.004
23. Sarıdaş, M. A. (2018). Melezleme ıslahıyla seçilmiş çilek genotiplerinin verim, kalite özelliklerinin belirlenmesi ve moleküler karakterizasyonu [Doktora Tezi]. Çukurova Üniversitesi, Adana.
24. Schiffer, H. W. (2008). WEC energy oolicy scenarios to 2050. Energy Policy, . 36(7), 2464-2470.
25. Tarakçıoğlu, C., Bender Özenç, D., Yılmaz, F. I., Kulaç, S. & Aygün, S. (2019). Fındık kabuğundan üretilen biyokömürün toprağın besin maddesi kapsamı üzerine etkisi. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 34(1), 107-117. https://doi.org/10.7161/omuanajas.433030.
26. Turhan, A. S. (2022). Biyokömür ve çiftlik gübresi uygulamalarının Van ekolojik koşullarında ıspanak (Spinacia oleracea L.) yetiştiriciliği üzerine etkileri. [Doktora Tezi]. Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Van.
27. Vinh, N., Hien, N., Anh, M., Lehmann, J. & Stephen, J. (2014). Biochar treatment and its effects on rice and vegetable yields in mountainous areas of Northern Vietnam. International Journal of Agricultural and Soil Science, 2(1), 5-13.
28. Yaman, E., Apaydın-Varol, E., Gültaş, H. T. & Özbay, N. (2019). Ceviz kabuğunun karbonizasyonu ile elde edilen katı ürününün toprak düzenleyicisi olarak kullanılması. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 6, 106-116. https://doi.org/10.35193/bseufbd.571391.