Comparison Regarding Yield and Quality Features of Crispy Salad (Lactuca sativa var. crispa) That Grown in Vertical Farming (Tower) System and Soil Condition

Year 2023, Volume: 18 Issue: 2, 123 - 133, 18.12.2023

Mustafa Demirel , Hakan Aktaş

https://doi.org/10.54975/isubuzfd.1366809

Abstract

This research was conducted to determine the effects of vertical farming tower system and pot culture on yield, some quality characteristics and nutrient contents of crispy lettuce. In the research conducted under greenhouse conditions, three vertical tower systems were established and 40 plants were placed in each tower. In addition, a total of 40 plants were grown in the same greenhouse using soil as a medium in pot culture. "Caipira" variety of crispy salad (Lactuca sativa var. crispa) was used as plant material. According to the results obtained from the research, the total yield in the tower system was 4323 kg/da and the biomass was 216.18 g/plant, while the yield and biomass in pot culture were 697 kg /da and 111.58 g/plant. The highest root length of 35.60 cm was obtained in soil, while there was no difference between the treatments in terms of leaf color values in the measurements made on the plants, it was determined that vertical cultivation reached higher values with 0.76 mg/g in terms of chlorophyll content and 0.78 mmol TE/g in terms of total antioxidant content as a result of the elemental analysis, sulfur, calcium, magnesium, copper, manganese, zinc, manganese, potassium, and iron were higher in vertical cultivation, while potassium and iron were higher in soil cultivation in pots.

Keywords

Hydroponic, Lactuca sativa var. crispa, soil growing, soiless culture

Project Number

2022-YL1-0167

Dikey Tarım (Kule) Sisteminde ve Toprak Koşullarında Yetiştirilen Kıvırcık Salata (Lactuca sativa var. cripsa) Türünün Verim ve Kalite Bakımından Karşılaştırılması

Abstract

Bu araştırma dikey tarım kule sistemi ve saksı kültürü kullanılarak yetiştirilen kıvırcık salatanın verim, bazı kalite özellikleri ve bitki besin elementi içeriklerine etkilerini belirlemek amacıyla yürütülmüştür. Sera koşullarında yapılan araştırmada üç adet dikey kule sistemi kurulmuş ve her kulede 40 adet bitkiye yer verilmiştir. Ayrıca aynı serada saksı kültüründe ortam olarak toprak kullanılarak toplamda 40 adet bitki yetiştirilmiştir. Bitkisel materyal olarak Kıvırcık salata (Lactuca sativa var. crispa) türününe ait “Caipira” çeşidi kullanılmıştır. Araştırmadan elde edilen sonuçlara göre, kule sisteminde toplam verim 4323 kg/da, biyokütle 216.18 g/bitki olurken, topraklı yetiştiricilikte verim ve biyokütle 697 kg/da ve 111.58 g/bitki olarak değişmiştir. En yüksek kök boyu ise 35.60 cm ile topraklı yetiştiricilikten elde edilmiştir. Kıvırcık salata bitkisinde yapılan diğer ölçümlerde ise yaprak renk değerleri bakımından uygulamalar arasında farklılık görülmezken, klorofil miktarı açısından 0.76 mg/g, toplam antioksidan içeriği bakımından 0.78 mmol TE/g ile dikey tarımın daha yüksek değerlere ulaştığı belirlenmiştir. Yapılan element analizleri sonucunda kükürt, kalsiyum, magnezyum, bakır, mangan ve çinko gibi elementlerin dikey tarımda, potasyum ve demir elementlerinin ise saksıda topraklı yetiştiricilikte daha yüksek olarak belirlenmiştir.

Keywords

Hidroponik, Lactuca sativa var. crispa, topraklı yetiştiricilik, topraksız tarım

Ethical Statement

Bu çalışmanın yazarları olarak herhangi bir etik kurul onay bilgileri beyanımız bulunmadığını bildiririz.

Supporting Institution

Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Yönetim Birimi Başkanlığı (2022-YL1-0167 No'lu Proje)

Project Number

2022-YL1-0167

Thanks

Bu araştırma makalesi, Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü Bahçe Bitkileri Anabilim Dalında Mustafa DEMİREL tarafından sunulan Yüksek Lisans tezinden türetilmiştir. Tez Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Yönetim Birimi Başkanlığı tarafından 2022-YL1-0167 No`lu Proje ile maddi olarak desteklenmiştir.

References

• Acar, B., Paksoy, M., Türkmen, Ö., & Seymen, M. (2008). Irrigation and nitrogen level affect lettuce yield in greenhouse condition. African Journal of Biotechnology, 7(24), 4450-4453.
• Anonim (2023). Caipira. Erişim adresi: https://agtohum.com.tr/caipira/
• Becker, C., Urlić, B., Jukić Špika, M., Kläring, H. P., Krumbein, A., Baldermann, S., & Schwarz, D. (2015). Nitrogen limited red and green leaf lettuce accumulate flavonoid glycosides, caffeic acid derivatives, and sucrose while losing chlorophylls, β-carotene and xanthophylls. PloS One, 10(11), e0142867. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0142867
• Bingöl, B. (2015). Dikey tarım. Düzce üniversitesi Ormancılık Dergisi, 11(2), 92-99.
• Bolat, İ., & Kara, Ö. (2017). Bitki besin elementleri: Kaynakları, işlevleri, eksik ve fazlalıkları. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 19(1), 218-228. https://doi.org/10.24011/barofd.251313
• Brand-Williams, W., Cuvelier, M. E., & Berset, C. L. W. T. (1995). Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity. LWT-Food Science and Technology, 28(1), 25-30. https://doi.org/10.1016/S0023-6438(95)80008-5
• Cemeroğlu, B. (2013). Meyve ve sebze işleme endüstrisinde temel analiz metotları. Ankara.
• Conversa, G., Bonasia, A., Lazzizera, C., & Elia, A. (2021). Soilless cultivation system, electrical conductivity of nutrient solution, and growing season on yield and quality of baby-leaf oak-leaf lettuce. Agronomy, 11(6), 1220. https://doi.org/10.3390/agronomy11061220
• Çakmak, P. (2011). Farklı dikim zamanları ve organik gübrelerin topraksız tarım koşullarında kıvırcık yapraklı salata (Lactuca sativa var. crispa) yetiştiriciliğinde verim ve kalite özelliklerine etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tokat.
• Çılğın, G. (2015). Baş salata yetiştiriciliğinde dönen katlı sistemin diğer bazı topraksız tarım sistemleri ile karşılaştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
• Çılğın, G. (2019). Dönen katlı sistemde (mechaponic sistem) salata marul yetiştiriciliği. Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
• Dewanto, V., Wu, X., Adom, K. K., & Liu, R. H. (2002). Thermal processing enhances the nutritional value of tomatoes by increasing total antioxidant activity. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50(10), 3010-3014. https://doi.org/10.1021/jf0115589
• Dinçsoy, H. (2019). Solucan ve karaizopot (Porcellio laevis) gübresi uygulamalarının baş salata (Lactuca sativa var. capitatacv. wismar)’da fide gelişimi ve verime etkileri. Yüksek Lisans Tezi, Namık Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekirdağ.
• Dkhar, M. J., & Bahadur, V. (2017). Effect of different nutrient formulations on growth, yield and quality of lettuce (Lactuca sativa) cv. lollo rosso in a hydroponic system. The Allahabad Farmer, 73(1), 40-42.
• Dobričević, N., Žlabur, J. Š., Voća, S., Pliestić, S., Novak, J., & Galić, A. (2019). Quality and sustainability of the iceberg lettuce. 54. hrvatski i 14. međunarodni simpozij agronoma, 17.-22. veljače 2019. godine, Vodice, Hrvatska. Zbornik radova, 251-255, E-Publishing Inc.
• Doğan, G. (2014). Minimum işlenmiş marullarda antioksidan bileşenlerin değişiminin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Ercan, N., & Bayyurt, R. (2013). The effects of applications which increase the O2 of the water on yield and quality of lettuce grown in a floating system. Acta Horticulturae, 1034, 77-84. https://10.17660/ActaHortic.2014.1034.8
• Favier, J. C., Ireland-Ripert, J., Toque, C., & Feinberg, M. (1995). Répertoire général des aliments: table de composition (composition tables). Technique & Documentation (2nd. ed.). Paris.
• Güzel, M. H. (2023). Topraksız iceberg marul yetiştiriciliğinde yetiştirme ortamının ve besin elementlerinin vejetatif gelişim ve bitki kalitesi üzerindeki etkileri.Yüksek Lisans Tezi, Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sivas.
• Kacar, B. (2005). Potasyumun bitkilerde işlevleri ve kalite üzerine etkileri. Tarımda Potasyumun Yeri ve Önemi Çalıştayı, 20-30.
• Kaçar, Y. (2022). Bazı bitki aktivatörlerinin bacchus marul çeşidinin verim ve kalite özellikleri üzerine etkileri. Yüksek Lisans Tezi, Akdeniz Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Antalya.
• Keskin, B. (2022). Su kültüründe baş salata (iceberg) marul yetiştiriciliğinde biyo-stimülantların etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana.
• Kibar, B. (2018). Marulda bitkisel özellikler, bazı kalite özellikleri ve besin elementleri arasındaki ilişkilerin belirlenmesi. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 4(2), 149-160. https://doi.org/10.24180/ijaws.486571
• Kilim, M., Yörük, E., Hazneci, E., Özer, H., & Gürdil, G. (2022). The effect of used different waste growing media on soilless lettuce cultivation. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 37(2), 373-386. https://doi.org/10.7161/omuanajas.1027549
• Kirk, J. T. O., & Allen, R. L. (1965). Dependence of chloroplast pigment synthesis on protein synthesis: effect of actidione. Biochemical and Biophysical Research Communications, 21(6), 523-530. https://doi.org/10.1016/0006-291X(65)90516-4
• Kowalczyk, K., Mirgos, M., Bączek, K., Niedzińska, M., & Gajewski, M. (2014). Effect of different growing media in hydroponic culture on the yield and biological quality of lettuce (Lactuca sativa var. capitata). In VI Balkan Symposium on Vegetables and Potatoes 1142, 10-110. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2016.1142.17
• Llorach, R., Tomás-Barberán, F. A., & Ferreres, F. (2004). Lettuce and chicory byproducts as a source of antioxidant phenolic extracts. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52(16), 5109-5116. https://doi.org/10.1021/jf040055a
• Maboko, M. M., & Du Plooy, C. P. (2007). Production of crisphead lettuce in a soilless production system. In African Crop Science Conference Proceedings. 27-31, E-Publishing Inc.
• Mansuroğlu, G. S., Bozkurt, S., Kara, M., & Telli, S. (2011). The effects of nitrogen forms and rates under different irrigation levels on yield and plant growth of lettuce. Journal of Cell and Plant Sciences, 1(1), 33-40.
• Maughan, T. (2015). Is farming the future of cities? Engineering & Technology, 10(12), 56-59. https://10.1049/et.2016.1206
• Neocleous, D., Kaittanis, C., Seraphides, N., & Polycarpou, P. (2010). Horizontal and vertical soilless growing systems under Cyprus conditions. Journal of Applied Horticulture, 12, 140-144.
• Sonkaya, B. (2022). Oksalik asit uygulamalarının marulda verim ve kalite üzerine etkileri. Yüksek Lisans Tezi, Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Isparta.
• Okudur, E. (2016). Durgun su kültüründe yetiştirilen marulda ozon uygulamasının solüsyonun besin kompozisyonu ile bitkinin verim ve kalitesi üzerine etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Akdeniz Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Antalya.
• Okudur, E. (2018). Durgun su kültüründe yetiştirilen marulda üç farklı şekilde verilen gübrelemenin verim ve kaliteye etkisi. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 1, 394-399.
• Okudur, E., & Ercan, N. (2016). Farklı gübre uygulamalarının durgun su kültüründe yetiştirilen marullarda verim ve kaliteye etkileri. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, 5, 69-78. https://doi.org/10.17100/nevbiltek.210967
• Oymak, E. (2018). Yapraktan uygulanan bazı mikro elementlerin su kültüründe yetiştirilen renkli marullarda yaprak renklenmesi ve verimlilik üzerine etkileri. Yüksek Lisans Tezi, Akdeniz Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Antalya.
• Pellegrini, N., Serafini, M., Colombi, B., Del Rio, D., Salvatore, S., Bianchi, M., & Brighenti, F. (2003). Total antioxidant capacity of plant foods, beverages and oils consumed in Italy assessed by three different in vitro assays. The Journal of Nutrition, 133(9), 2812-2819. https://doi.org/10.1093/jn/133.9.2812
• Polat, E., Demir, H., & Onus, N. (2005). Farklı zeolit düzeylerinin marul (Lactuca sativa var. longifolia) yetiştiriciliğinde verim ve kalite üzerine etkisi. Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 18(1), 95-99.
• Polat, E., Onus, N. & Demir, H. (2004). Atık mantar kompostunun marul yetiştiriciliğinde verim ve kaliteye etkisi. Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 17(2), 149-154.
• Sapkota, S., Sapkota, S., & Liu, Z. (2019). Effects of nutrient composition and lettuce cultivar on crop production in hydroponic culture. Horticulturae, 5(4), 72. https://doi.org/10.3390/horticulturae5040072
• Seyhan, T. G., Seyhan, S., Silleli, Hasan., & YILMAZ, H. (2022). Dikey Tarım Tesislerinde Yapay Aydınlatma Prensipleri. Ziraat Mühendisliği, 376, 97-106. https://doi.org/10.33724/zm.1197035
• Swain, T., & Hillis, W. E. (1959). The phenolic constituents of Prunus domestica. I.—The quantitative analysis of phenolic constituents. Journal of the Science of Food and Agriculture, 10(1), 63-68. https://doi.org/10.1002/jsfa.2740100110
• Şahin, G. T., Kandemir, D., Balkaya A., Karaağaç, O., & Sarıbaş, Ş. (2022). Sonbahar dönemi yetiştiriciliğinde kıvırcık (Lactuca sativa L. var. crispa) ve yedikule (Lactuca sativa L. var. longifolia) tipi marul çeşitlerinin vejetatif büyüme düzeylerinin incelenmesi. Bahçe, 51(1), 1-10. https://doi.org/10.53471/bahce.1067643
• Tantekin, M. (2021). Mekanizasyon sistemlerinin hidroponik ortamda marul yetiştiriciliği üzerindeki etkilerinin belirlenmesi.Yüksek Lisans Tezi, Dicle Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Diyarbakır.
• TÜİK (2021). Bitkisel Üretim İstatistikleri. Erişim adresi: https://data.tuik.gov.tr/Bulten/Index?p=Bitkisel-Uretim-Istatistikleri-2021-37249
• Üçok, Z., Demir, H., Sönmez, İ., & Polat, E. (2019). Farklı organik gübre uygulamalarının kıvırcık salatada (Lactuca sativa L. var.crispa) verim, kalite ve bitki besin elementi içeriklerine etkileri. Mediterranean Agricultural Sciences, 32, 63-68. https://doi.org/10.29136/mediterranean.559120
• Wojciechowska, R., Długosz-Grochowska, O., Kołton, A., & Żupnik, M. (2015). Effects of LED supplemental lighting on yield and some quality parameters of lamb's lettuce grown in two winter cycles. Scientia Horticulturae, 187, 80-86. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.03.006
• Yıldırım, E., Kul, R., Turan, M., Ekinci, M., Alak, G., & Atamanalp, M. (2016). Effect of nitrogen and fish manure fertilization on growth and chemical composition of lettuce. International Conference On Advances In Natural And Applied Sciences: ICANAS. April 21–23 2010, Antalya, Türkiye. https://doi.org/10.1063/1.4945847
• Yıldırım, M., Bahar, E., & Demirel, K. (2015). Farklı sulama suyu seviyelerinin serada yetiştirilen kıvırcık marulun (Lactuca sativa var. campania) verimi ve gelişimi üzerine etkileri. ÇOMÜ Ziraat Fakültesi Dergisi, 3(1), 29-34.
• Yılmaz, D. (2020). Su kültürü marul yetiştiriciliğinde mikoriza bakteri ve mikroalg ile mineral gübrelerin azaltılması. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana.
• Zapata-Vahos, I. C., Rojas-Rodas, F., David, D., Gutierrez-Monsalve, J. A., & Castro-Restrepo, D. (2020). Comparison of antioxidant contents of green and red leaf lettuce cultivated in hydroponic systems in greenhouses and conventional soil cultivation. Revista Facultad Nacional de Agronomía Medellín, 73(1), 9077-9088. https://doi.org/10.15446/rfnam.v73n1.77279