Effect of Microalgae Application on Seed Germination and Early Plant Growth in Radish (Raphanus sativus L.)

Abstract

This study investigates the effects of the microalgae species Emiliania huxleyi on the germination and early development of radish (Raphanus sativus L.) seeds. Microalgae have the potential to promote plant growth due to their bio-stimulant compounds and are considered an important biotechnological tool in sustainable agriculture. In the research, different microalgae concentrations (3%, 15%, 25%, 30%, 50%, and 75% phytoplankton-containing solutions) were used to evaluate parameters such as germination rate, germination speed, root length, plant height, and total plant weight. The findings of the study indicate that: in the R2X application, the germination rate increased compared to the control group. In the R1X application, total root weight was higher than in the control group. Low microalgae doses (e.g., 25-30% phytoplankton-containing solutions) had a positive effect on germination and plant growth. High doses (e.g., 75% phytoplankton-containing solutions) had an inhibitory effect on germination. Although Emiliania huxleyi is known to have significant potential in plant production, research on this species remains limited, which gives this study a unique value. The results suggest that the effects of this specific microalgae species on plant growth should be further investigated.

Keywords

• Radish (Raphanus sativus L.)
• Microalgae
• Germination
• Phytoplankton

MİKROALG KULLANIMININ TURPTA (RAPHANUS SATİVUS L.) TOHUM ÇİMLENMESİ VE ERKEN DÖNEM BİTKİ GELİŞİMİ ÜZERİNE ETKİSİ

Abstract

Bu çalışma, Emiliania huxleyi mikroalg türünün turp (Raphanus sativus L.) tohumlarının çimlenme ve erken dönem gelişimi üzerindeki etkilerini incelemek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Mikroalgler, içerdiği biyostimülan bileşikler sayesinde bitki gelişimini teşvik etme potansiyeline sahiptir ve sürdürülebilir tarımda önemli bir biyoteknolojik araç olarak görülmektedir. Araştırmada, farklı mikroalg konsantrasyonları (%3, %15, %25, %30, %50 ve %75 fitoplankton içeren çözeltiler) kullanılarak çimlenme oranı, çimlenme hızı, kök uzunluğu, bitki boyu ve toplam bitki ağırlığı gibi parametreler değerlendirilmiştir. Çalışmadan elde edilen bulgular, R2X uygulamasında kontrole göre çimlenme oranında artış olduğu ve R1X uygulamasında da kontrole göre toplam kök ağırlığında artış olduğunu göstermiştir. Ayrıca bu çalışmada elde edilen bulgulara göre düşük mikroalg dozlarının (örneğin %25-30 fitoplankton içeren çözeltiler) çimlenme ve bitki gelişimi üzerinde olumlu etkiler gösterebileceği, ancak yüksek dozların (örneğin %75 fitoplankton içeren çözeltiler) çimlenmeyi baskılayıcı bir etkiye sahip olabileceği sonucuna varılmıştır. Bitkisel üretimde önemli bir potansiyele sahip olduğu bilinmesine rağmen Emiliania huxleyi ile ilgili araştırmalar oldukça sınırlıdır, Bu durum çalışma açısından özgün bir değer oluşturmaktadır. Elde edilen sonuçlar bu spesifik mikroalg türünün bitki gelişimi üzerindeki etkilerinin daha iyi incelenmesi gerektiğini göstermektedir.

Keywords

• Turp (Raphanus sativus L.)
• Mikroalg
• Çimlenme
• Fitoplankton

References

1. Akan, S., Veziroğlu, S., Özgün, Ö. & Ellialtıoğlu, Ş. (2013). Turp (Raphanus sativus L.) sebzesinin fonksiyonel gıda olarak değerlendirilmesi. YYU J. Agric. Sci., 23(3), 289–295.
2. Bewley, J. D., Bradford, K. J., Hilhorst, H. W. M., & Nonogaki, H. (2013). Seeds: Physiology of development, germination and dormancy (3rd ed.). Springer.
3. Bumandalai, O., & Tserennadmid, R. (2019). Effect of Chlorella vulgaris as a biofertilizer on germination of tomato and cucumber seeds. International Journal of Aquatic Biology, 7(2), 95–99. https://doi.org/10.22034/ijab.v7i2.582
4. Calvo, P., Nelson, L., & Kloepper, J. W. (2014). Agricultural uses of plant biostimulants. Plant Soil, 383, 3–41.
5. Chojnacka, K., Michalak, I., Dmytryk, A., Gramza, M., Słowiński, A., & Górecki, H. (2015). Algal extracts as plant growth biostimulants. In S.-K. Kim & K. Chojnacka (Eds.), Marine algae extracts: Processes, products, and applications (Chap. 11). Wiley. https://doi.org/10.1002/9783527679577.ch11
6. du Jardin, P. (2015). Plant biostimulants: Definition, concept, main categories and regulation. Scientia Horticulturae, 196, 3–14. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.09.021
7. FAO. (2024). FAOSTAT: Crops and livestock products. Food and Agriculture Organization of the United Nations. https://www.fao.org/faostat
8. Gonçalves, A. L. (2021). The use of microalgae and cyanobacteria in the improvement of agricultural practices: A review on their biofertilising, biostimulating and biopesticide roles. Applied Sciences, 11(2), 871. https://doi.org/10.3390/app11020871

9. Guillard, R. R. L. (1975). Culture of phytoplankton for feeding marine invertebrates. In W. L. Smith & M. H. Chanley (Eds.), Culture of Marine Invertebrate Animals (pp. 29–60). Plenum Press.
10. Guillard, R. R. L., & Ryther, J. H. (1962). Studies of marine planktonic diatoms. I. Cyclotella nana Hustedt and Detonula confervacea (Cleve) Gran. Canadian Journal of Microbiology, 8(2), 229–239.
11. Mata, T. M., Martins, A. A., & Caetano, N. S. (2010). Microalgae for biodiesel production and other applications: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14(1), 217–232. https://doi.org/10.1016/j.rser.2009.07.020
12. Nishio, J. N. (2001). Why are higher plants green? Evolution of the higher plant photosynthetic pigment complement. Plant, Cell & Environment, 23(6), 539–548. https://doi.org/10.1046/j.1365-3040.2000.00563.x
13. Puglisi, I., Barone, V., Fragalà, F., Stevanato, P., Baglieri, A., & Vitale, A. (2020). Effect of microalgal extracts from Chlorella vulgaris and Scenedesmus quadricauda on germination of Beta vulgaris seeds. Plants, 9(6), 675. https://doi.org/10.3390/plants9060675
14. Rafatullah, M., Sulaiman, O., Hashim, R., & Ahmad, A. (2010). Adsorption of methylene blue on low-cost adsorbents: A review. Journal of Hazardous Materials, 177(1–3), 70–80. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.12.047
15. Rathod, S. G., Bhushan, S., & Mantri, V. A. (2024). Phytohormones and pheromones in the phycology literature: Benchmarking of data-set and developing critical tools of biotechnological implications for commercial aquaculture industry. Phycology, 4(1), 1–36. https://doi.org/10.3390/phycology4010001
16. Ronga, D., Biazzi, E., Parati, K., Carminati, D., Carminati, E., & Tava, A. (2019). Microalgal biostimulants and biofertilisers in crop production. Agronomy, 9(4), 192. https://doi.org/10.3390/agronomy9040192
17. Rost, B., & Riebesell, U. (2004). Coccolithophores and the biological pump: Responses to environmental changes. In H. R. Thierstein & J. R. Young (Eds.), Coccolithophores: From molecular processes to global impact (pp. 76–99). Springer.
18. TÜİK. (2025). Türkiye İstatistik Kurumu Tarım Verileri. https://data.tuik.gov.tr/Bulten/Index?p=Bitkisel-Uretim-Istatistikleri-2024-53447). (Erişim tarihi: 15.02.2025).