The Effect of Compost and Vermicompost Obtained from Pomace on the Mineral Nutrition and Development of Lettuce Plant

Year 2024, Volume: 19 Issue: 2, 1 - 15, 31.12.2024

Muvahhid Kılıçarslan , Ali Coşkan

https://doi.org/10.54975/sduzfd.1480835

Abstract

A pot trial was carried out for the agricultural use of olive oil production waste pomace, which can have negative effects on the environment due to the phenolic compounds it contains and the high chemical oxygen demand it creates in the receiving environment. For this purpose, a mixture containing 50% pomace, 45% animal manure and 5% dolomite was divided into two parts, half of which was left in its natural state (compost) and the other half was inoculated with 150 Eisenia fetida (vermicompost), and both materials were incubated under laboratory conditions for 69 days. The vermicompost and compost were mixed with soil at doses of 0, 1000, 2000 and 4000 kg da-1 and placed in pots and then lettuce plants were grown on them. The results of the experiment showed that earthworms were more effective in reducing the amount of phenolic matter in the mixture, but this effect was not statistically significant. However, the passage of phenolic compounds in the substrate to lettuce plants was 45% higher in compost, while vermicompost reduced this passage. Phosphorus concentration in the plant was higher in the compost treatment, while Zn and Mn concentrations were higher in the vermicompost treatment. When the nutrients remaining in the soil after harvest were analysed, it was determined that the nutrient levels were considerably higher than the control, especially at 4000 kg da-1 dose. It can be said that 1000 and 2000 kg da-1 doses of vermicompost can be used in lettuce cultivation.

Keywords

compost, lettuce, Olive pomace, phenolic substance, vermicompost

Pirinadan Elde Edilmiş Kompost ve Vermikompostun Marul Bitkisinin Mineral Beslenmesine ve Gelişimine Etkisi

Abstract

İçerdiği fenolik bileşikler ve alıcı ortamlarda oluşturduğu yüksek kimyasal oksijen ihtiyacı nedeniyle çevreye olumsuz etkileri olabilecek pirina olarak adlandırılan zeytinyağı üretim atığının tarımsal amaçla kullanımına yönelik bir saksı denemesi yürütülmüştür. Bu amaçla hazırlanan %50 pirina, %45 hayvan gübresi ve %5 dolomit içeren başlangıç karışım ikiye bölünerek yarısı doğal halde bırakılmış (kompost) diğer yarısı ise 150 adet Eisenia fetida aşılanmış (vermikompost), ve elde edilen her iki materyal 69 gün süreyle laboratuvar koşullarında inkübe edilmiştir. Elde edilen vermikompost ve kompost, 0, 1000, 2000 ve 4000 kg da-1 dozlarında toprağa karıştırılarak saksılara yerleştirilmiş ve üzerinde marul bitkisi yetiştirilmiştir. Deneme sonuçları, karışımdaki fenolik madde miktarının azaltılmasında solucanların daha etkili olduğunu gösterse de bu etkinin istatistiki olarak anlamlı olmadığı belirlenmiştir. Ancak, bu substratlardaki fenolik bileşiklerin marul bitkisine geçişi incelendiğinde kompostun %45 daha fazla fenolik madde geçişine neden olduğu, vermikompostun bu geçişi azalttığı belirlenmiştir. Marul verimi yönünden vermikompost ve kompost arasında fark bulunmamıştır (p<0.05). Bitkide fosfor konsantrasyonu kompost uygulamasında daha yüksek bulunurken Zn ve Mn konsantrasyonu vermikompost uygulamasında daha yüksek olmuştur. Hasat sonrasında toprakta kalan besin elementleri, özellikle 4000 kg da-1 dozunda kontrolden oldukça yüksek düzeylerde besin elementi kaldığı belirlenmiştir. Sonuçlar genel olarak değerlendirildiğinde, vermikompostun 1000 ve 2000 kg da-1 dozunun marul yetiştiriciliğinde kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır.

Keywords

fenolik madde, kompost, marul, Pirina, vermikompost

Ethical Statement

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

Thanks

Bu çalışma Muvahhid KILIÇARSLAN’ın Yüksek Lisans Tezinde yer alan tüm veriler kullanılarak hazırlanmıştır. Yazarlar olarak tez jürisinde yer alan Prof. Dr. Figen ERASLAN İNAL ve Prof. Dr. İsmail TOSUN’a teşekkür ederiz.

References

• Adiloğlu, S., Eryılmaz Açıkgöz, F., Solmaz, Y., Çaktü, E., & Adiloğlu, A. (2018). Effect of vermicompost on the growth and yield of lettuce plant (Lactuca sativa L. var. crispa). International Journal of Plant & Soil Science, 21(1), 1-5. https://doi.org/10.9734/IJPSS/2018/37574
• Akbay, F. (2012). Farklı azot dozlarında yetiştirilen marulda (Lactuca sativa L.) paenibacillus polymyxa uygulamalarının verim, bitki gelişimi ve besin elementi içeriğine etkisi. (Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü).
• Alcaide, E. M., Ruiz, D. Y., Moumen, A., & Garcıa, A. M. (2003). Ruminal degradability and in vitro intestinal digestibility of sunflower meal and in vitro digestibility of olive by-products supplemented with urea or sunflower meal: comparison between goats and sheep. Animal Feed Science and Technology, 110(1-4), 3-15. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2003.08.002
• Alexander, M. (2000). Aging, bioavailability, and overestimation of risk from environmental pollutants. Environmental science & technology, 34(20), 4259-4265. https://doi.org/10.1021/es001069
• Anonymous. (1978). Torf fur gartenbau und landwirtschaft (DIN 11542).
• Ali, M., Griffiths, A. J., Williams, K. P., & Jones, D. L. (2007). Evaluating the growth characteristics of lettuce in vermicompost and green waste compost. European Journal of Soil Biology, 43, 316-319. https://doi.org/10.1016/j.ejsobi.2007.08.045
• Arancon, N. Q., Edwards, C. A., & Bierman, P. (2006). Influences of vermicomposts on field strawberries: Part 2. Effects on soil microbiological and chemical properties. Bioresource Technology, 97(6), 831-840. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2005.04.016
• Aslam, Z., Bashir, S., Hassan, W., Bellitürk, K., Ahmad, N., Niazi, N. K., Khan, A., Khan, M. I., Chen, Z., & Maitah, M. (2019). Unveiling the efficiency of vermicompost derived from different biowastes on wheat (Triticum aestivum L.) plant growth and soil health. Agronomy, 9(12), 791. https://doi.org/10.3390/agronomy9120791
• Ayhan, H., & Kulaz, H. (2016). Peynir altı suyu ve zeytinyağı atıklarının tarımda gübreleme amaçlı kullanılabilirliği. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 25 (1), 311-316. https://doi.org/10.21566/tarbitderg.280212
• Bellitürk, K. (2016). Sürdürülebilir tarımsal üretimde katı atık yönetimi için vermikompost teknolojisi. Çukurova Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, 31(3), 1-5.
• Bilgi, A. (2009). Bazı Hümik, Fulvik ve Amino Asit İçerikli Maddelerin Sera Marul (Lactuca Sativa var. longifolia cv. Bitez F1) Üretiminde Verim ve Bitki Gelişimi Üzerine Etkilerinin Belirlenmesi. (Yüksek Lisans Tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü).
• Brito, L. M., Monteiro, J. M., Mourão, I., & Coutinho, J. (2014). Organic lettuce growth and nutrient uptake response to lime, compost and rock phosphate. Journal of Plant Nutrition, 37(7), 1002-1011. https://doi.org/10.1080/01904167.2014.881858
• Bunning, M. L., Kendall, P. A., Stone, M. B., Stonaker, F. H., & Stushnoff, C. (2010). Effects of seasonal variation on sensory properties and total phenolic content of 5 lettuce cultivars. Journal of Food Science, 75(3), 156-161. https://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2010.01533.x
• Çağlar, S. (2014). Fındık zuruf kompostu ve çay kompostu karışımlarının kıvırcık marulda (Lactuca sativa L. var. crispa) verim ve kaliteye etkisi (Yüksek Lisans Tezi, Ordu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü).
• Cayuela, M. L., Sánchez-Monedero, M. A., & Roig, A. (2010). Two-phase olive mill waste composting: enhancement of the composting rate and compost quality by grape stalks addition. Biodegradation, 21, 465-473. https://doi.org/10.1007/s10532-009-9316-5
• Chaoui, H. I., Zibilske, L. M., & Ohno, T. (2003). Effects of earthworm casts and compost on soil microbial activity and plant nutrient availability. Soil Biology and Biochemistry, 35(2), 295-302. https://doi.org/10.1016/S0038-0717(02)00279-1
• Çıtak, S., Sönmez, S., Koçak, F., & Yaşin, S. (2011). Vermikompost ve ahır gübresi uygulamalarının ıspanak (Spinacia oleracea var. L.) bitkisinin gelişimi ve toprak verimliliği üzerine etkileri. Derim, 28(1), 56-69.
• Demir, E., Polat, E., Sönmez, S., & Kaplan, M. (2001). Farkli organik gübre uygulamalarinin marulda verim, kalite ve bitki besin maddeleri alımına etkileri. Türkiye 2. Ekolojik Tarim Sempozyumu, 69.
• Demir, H., Polat, E., & Sönmez, İ. (2010). Ülkemiz için yeni bir organik gübre: solucan gübresi. Tarım Aktüel, 14, 54-60.
• Dominguez, J., Aira, M., & Gómez-Brandón, M. (2010). Vermicomposting: earthworms enhance the work of microbes. Microbes at work: from wastes to resources, 93-114. https://doi.org/10.1007/978-3-642-04043-6_5
• Durak, A., Altuntaş, Ö., Kutsal, İ. K., Işık, R., & Karaat, F. E. (2017). The effects of vermicompost on yield and some growth parameters of lettuce. Turkish Journal of Agriculture-Food Science and Technology, 5(12), 1566-1570. https://doi.org/10.24925/turjaf.v5i12.1566-1570.1461.
• Eryüksel, S. (2016). Farklı oranlarda vermikompost uygulamasının bazı sebzelerin besin elementi içeriklerine olan etkileri. (Yüksek Lisans Tezi, Namık Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü).
• Eşiyok D, Okur B, Tuncay Ö, Yağmur B, Uğur, A. (2006). Roka ve terede toplam glukozinolat miktarlarının ekim zamanı ve gübre formlarıyla değişiminin saptanması üzerinde araştırmalar. TÜBİTAK Projesi No:2006-206.
• Frasetya, B., Harisman, K., Maulid, S., & Ginandjar, S. (2019). The effect of vermicompost application on the growth of lettuce plant (Lactuca sativa L.). In Journal of Physics: Conference Series, 1402 (3), 033050. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1402/3/033050
• Göçmez, S. (2013). Karasu kekinin vermikompost üretiminde kullanım olanakları. Tema Vakfı Ulusal Vermikültür Çalıştayı, 16, 40-51.
• Hachicha, S., Chtourou, M., Medhioub, K., & Ammar, E. (2006). Compost of poultry manure and olive mill wastes as an alternative fertilizer. Agronomy for Sustainable Development, 26(2), 135-142. https://doi.org/10.1051/agro:2006005
• Hashemimajd, K., Kalbasi, M., Golchin, A., & Shariatmadari, H. (2004). Comparison of vermicompost and composts as potting media for growth of tomatoes. Journal of Plant Nutrition, 27(6), 1107-1123. https://doi.org/10.1081/PLN-120037538
• Hernández, A., Castillo, H., Ojeda, D., Arras, A., López, J., & Sánchez, E. (2010). Effect of vermicompost and compost on lettuce production. Chilean Journal of Agricultural Research, 70(4), 583-589. https://doi.org/10.4067/S0718-58392010000400008
• Hınıslı, N. (2014). Vermikompost gübresinin kıvırcık bitkisinin gelişmesi üzerine etkisinin belirlenmesi ve diğer bazı organik kaynaklı gübrelerle karşılaştırılması. (Yüksek Lisans Tezi, Namık Kemal Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü).
• ISO (International Organization for Standardization), (2008). Soil quality—Avoidance test for evaluating the quality of soils and the toxicity of chemicals. Test with Earthworms (Eisenia fetida/andrei). ISO 17512-1, Geneva, Switzerland.
• Jones, J. B., Wolf, B., & Mills, H.A. (1991). Methods of plant analysis and interpretation. Plant Analysis Handbook, p. 1-213. Micro-Macro Publishing Inc. USA.
• Kacar, B., &İnal, A. (2010). Bitki Analizleri (2. Baskı). Nobel Yayınları, (1241), 123- 169.
• Kacar, B., & Kovancı, İ. (1982). Bitki, Toprak ve Gübrelerde Kimyasal Fosfor Analizleri ve Değerlendirilmesi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, (354), 352.
• Kacar, B. (1995). Bitki ve toprağın kimyasal analizleri III. Toprak Analizleri, Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Eğitim Araştırma ve Geliştirme Vakfı Yayınları, Yayın No:3 Ankara.
• Kacar, B., & Katkat, V. A. (2015). Bitki Besleme Kitabı. Nobel Yayın No: 1219, Ankara s.659.
• Karademir, S. (2019). Farklı oranlarda vermikompost uygulamalarının marulda (Lactuca sativa L.) bitki gelişimi, kalite özellikleri ve besin elementiiçeriği üzerine etkilerinin belirlenmesi, (Yüksek Lisans Tezi, Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü).
• Kapellakis, I. E., Tsagarakis, K. P., & Crowther, J. C. (2008). Olive oil history, production and by-product management. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology, 7, 1-26. https://doi.org/10.1007/s11157-007-9120-9
• Keser, O., & Bilal, T. (2010). Zeytin sanayi yan ürünlerinin hayvan beslemede kullanım olanakları. Hayvansal Üretim, 51(1), 64-72.
• Kostas, E. T., Durán-Jiménez, G., Shepherd, B. J., Meredith, W., Stevens, L. A., Williams, O. S., Lye, G. J., & Robinson, J. P. (2020). Microwave pyrolysis of olive pomace for bio-oil and bio-char production. Chemical Engineering Journal, 387, 123404. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.123404
• Kul, R. (2014). Balık gübresi, mineral gübre ve kombinasonlarının marulda (Lactuca sativa L.) bitki gelişimi ve besin elementi içeriği üzerine etkisi, (Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü).
• Martins, T. C., Machado, R. M., Alves-Pereira, I., Ferreira, R., & Gruda, N. S. (2023). Coir-based growing media with municipal compost and biochar and their impacts on growth and some quality parameters in lettuce seedlings. Horticulturae, 9(1), 105. https://doi.org/10.3390/horticulturae9010105
• Mou, B. (2008). Lettuce. Vegetables I: Asteraceae, Brassicaceae, Chenopodicaceae, and Cucurbitaceae, 75-116. https://doi.org/10.1007/978-0-387-30443-4_3
• Nunes, M.A., Pimentel, F.B., Costa, A.S.G., Alves, R.C., & Oliveira, M.B.P.P. (2016). Olive byproductsfor functional and food applications: challenging opportunities to face environmental constraints. Innovative Food Science and Emerging Technologies. 35, 139-148.
• Özen, N. (2018). Marul bitkisinin verim ve kalitesi üzerine farklı mineralizasyon oranlarına sahip organik uygulamaların etkileri, (Yüksek Lisans Tezi, Akdeniz Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü).
• Polat, E., Onus, A., & Demir, H. (2004). Atık mantar kompostunun marul yetiştiriciliğinde verim ve kaliteye etkisi. Akdeniz University Journal of the Faculty of Agriculture, 17(2), 149-154.
• Rehman, S. U., De Castro, F., Aprile, A., Benedetti, M., & Fanizzi, F. P. (2023). Vermicompost: Enhancing plant growth and combating abiotic and biotic stress. Agronomy, 13(4), 1134.
• Richards, L. A. (1954). Diagnosis and improvement of saline and alkali soils agriculture handbook, 120. US Government Printing Office, US.
• Singleton, V. L., & Rossi, J. A. (1965). Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents. American Journal of Enology and Viticulture, 16(3), 144-158.
• Solak, F. T. (2016). Çanakkale şartlarında tarla ve tünel altında kıvırcık salata (Lactuca sativa var. crispa) yetiştirme olanakları. (Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü).
• Stancheva, I., & Mitova, I. (2002). Effects of different sources and fertilizer rates on the lettuce yield and quality under controlled conditions. Bulgarian Journal of Agricultural Science, 8(2), 157-160.
• Tavali, I. E., Maltaș, A. Ș., Uz, I., & Kaplan, M. (2013). The effect of vermicompost on yield, quality and nutritional status of cauliflower (Brassica oleracea var. botrytis). Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 26(2), 115-120.
• TÜİK, (2022). Bitkisel üretim istatistikleri, https://data.tuik.gov.tr, (Erişim tarihi: 28.10.2024)
• Ülgen, N., & Yurtsever, N. (1974). Türkiye gübre ve gübreleme rehberi. Toprak ve Gübre Araştırma Enstitüsü, Teknik Yayınlar Serisi, 11 . Ankara.
• Uma, B., & Malathi, M. (2009). Vermicompost as a soil supplement to improve growth and yield of Amaranthus species. Res J Agric Biol Sci, 5(6), 1054-1060.
• Yılmaz, O., Doğuş, İ., & Yılmaz, Z. S. (2017). Kırmızı solucan gübresi kimyevi gübreye alternatif olabilir mi? In 1st International Symposium on Multidisciplinary Studies and Innovative Technologies Proceedings Book, 2(4), 246- 247.